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高层建筑结构设计的问题与对策研究论文

时间:2023-08-31 08:27:10 其他范文 收藏本文 下载本文

下面是小编整理的高层建筑结构设计的问题与对策研究论文,本文共12篇,欢迎大家阅读分享借鉴,欢迎大家分享。

高层建筑结构设计的问题与对策研究论文

篇1:高层建筑结构设计的问题与对策研究论文

【摘要】本文结合高层建筑结构的特点,就高层建筑结构设计中剪力墙、减震结构、结构扭转的限值三个方面所出现的问题进行了分析,并提出了相应的解决对策。

【关键词】高层建筑,结构设计,短肢剪力墙

1、前言

目前,高层建筑已成为衡量一个国家建筑科学技术水平的重要标志,更是检验一个国家建筑结构技术成熟程度的标尺。但随着高度的增加,高层建筑的技术问题、建筑艺术问题、投资经济问题以及社会效益问题、环境问题等日益变得复杂、严峻,因此需要深入的研究结构设计问题,增强对实践的导向作用。

2、高层建筑结构的特点

2.1高层建筑受力和位移特点

(1)高层建筑中水平荷载产生的影响远大于垂直荷载产生的影响,因此,高层建筑结构必须是一个既能抗弯曲又能抗剪切,还能使其地基和基础承受上部传来各种作用力的结构系统。建筑物抗弯曲要求必须达到三个条件:不会使建筑物发生倾斜;支承体系(柱或墙)的某些部位不致被压碎、压屈或拉断;其弯曲侧移(和剪切侧移的总和)不应超过弹性可恢复极限。建筑物抗剪切要求必须达到两个条件:不会使建筑物被剪断;其剪切侧移(和弯曲侧移的总和)不应超过弹性可恢复极限。 对地基和基础来说,该建筑结构系统的各支承点之间不应发生过大的不均匀变形,而且其地基和地下结构应能承受侧向荷载引起的水平剪力,并不致引起水平滑移。

(2)高层建筑中,水平荷载和地震作用对结构设计起着决定性的作用。竖向荷载在结构的竖向构件中主要产生轴向压力,其数值仅与结构高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖向构件中所引起的位移,其数值与结构高度的二次方和四次方成正比。因此,设计高层建筑时,不仅要求结构具有足够的强度,还应具备足够的抗侧刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在规定的范围内。

2.2建筑高度与材料用量、工程造价的关系

随着建筑高度的增加,材料用量、工程造价将呈抛物线关系增长。

3、高层建筑结构设计问题分析及对策

3.1剪力墙设计存在的问题及对策

复杂截面剪力墙配筋设计一直是结构设计中的一个难题。其原因:(1)混凝土本构关系。各国规范一般采用等效矩形方法计算截面承载力,等效矩形方法根据矩形截面制定的相关规定,不便于直接应用于复杂截面剪力墙正截面承载力计算。(2)截面内力。现行软件一般不支持复杂截面剪力墙整截面内力求取。基于上述两个原因,复杂截面剪力墙配筋设计一直未能得到很好的解决。实际工程中,常采用分段设计方法,将整截面的剪力墙分成几个矩形截面来设计,其安全性、合理性有待研究。

针对上述两个问题,解决方案可以从以下几个方面入手:(1)从混凝土单轴受压本构关系出发,采用一个便于计算承载力的简化单轴受压应力一应变曲线方程。(2)从截面所受到的弹性应力分布出发,直接积分求出复杂截面剪力墙整截面内力,或从复杂截面剪力墙各矩形截面内力出发,叠加求解整截面内力。(3)采用截面应变平截面假定给出对应配筋的设计承载力骨架曲线,求出整截面承载力所需的配筋[2]。

基本思路为:从有限元线弹性模型计算结果的截面应力分布出发,积分求解整截面内力,或直接从复杂截面剪力墙各矩形截面内力出发,叠加求出整截面内力;采用截面应变线性分布的平截面假定,采用简化混凝土和钢筋的本构关系,反求此时的受压区混凝土的应力分布和截面中钢筋的应力。钢筋对截面承载力的贡献可直接求得,混凝土对截面承载力的贡献可采用积分方法求出,求解截面内混凝土和钢筋承载力,即可得到截面承载力。通过截面设计承载力对截面设计内力的包络,得到所需纵筋面积。

3.2耗能减震结构设计

耗能部件应满足下列要求:

(1)耗能器应具有足够的吸收和耗散地震能量的能力和适当的`阻尼;耗能部件附加给结构的有效阻尼比宜大于15%,超过25%时宜按25%计算。

(2)耗能部件应具有足够的初始刚度,并满足下列要求:

耗能器的极限位移应不小于罕遇地震下耗能器最大位移的1.2倍;对于速度相关型耗能器,耗能器的极限速度应不小于地震作用下耗能器最大速度的1.2倍,且应满足当时的承载力要求。

(3)耗能器应具有优良的耐久性能,能长期保持其初始性能;

(4)耗能器构造应简单,施工方便,易维护性好;

(5)耗能器与斜支撑、填充墙、梁或节点的连接,应符合钢构件连接或钢与钢筋混凝土构件连接的构造要求,并能承担耗能器施加给连接节点的最大作用力。

3.3结构扭转的限值

在SATWE计算结果输出中,结构位移输出文件中:Ratio-(X),Ratio-(Y)项为最大位移与层平均位移的比值。周期、地震力与振型输出文件中,扭转系数最大的为 ,扭转系数最小的为 。限制 ,是为了使结构有必要的抗扭刚度,防止由于振动耦联的影响增大结构的扭转效应。

参考文献

[1]徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,

篇2:高层建筑结构设计与研究论文

高层建筑结构设计与研究论文

摘要:当前,随着我国城市化进程的不断加快,高层建筑物的数量在持续不断地增加。在高层建筑物中,梁式转换层具有承上启下的作用,因而在设计的过程中需要与上部结构中的竖向载荷相结合,通过进行科学、合理的设计与规划来减少结构突变及应力集中的现象产生,由此来保障整个结构的连续性以及受力的平稳性。

关键词:梁式转换层;高层建筑;结构设计

近年来随着我国社会经济持续不断的发展,人们的生活质量及水平也随之得到了极大程度的提升与发展。进而,对相关建筑物的结构设计及要求也在不断地增加,以此来更好地满足人们在日常生活中对停车及购物等方面的要求。基于此,很多的高层建筑采用了梁式转换层的结构来进行设计与规划,进而提升了整个高层建筑的实用性,为人们的生活提供了更多的便捷。

1高层建筑梁式转换层设计概述

1.1梁式转换层结构设计特点

就当前我国高层建筑中应用梁式转换层的效果来看,通过应用梁式转换层能够促使高层建筑的上下荷载力保持在一个平衡的状态之中,进而能够有效地避免由于结构发生形变而导致受力不均匀的现象,进而增加了整个结构的稳定性。此外,在设计建筑的过程中,通过在梁式转换层中增设一些管道、通道等线路能够提升整个高层建筑多功能性,为其中的用户提供暖气、水电等相关的保障措施。但是,目前我国带有国内转换层的高层建筑大多采用的都是上部剪力墙、下部框架式的结构,其框架式剪力墙的结构如图1所示。这种形式的设计还需要通过应用相关的转换构建来对高层建筑的结构内力进行重新的分配,进而来调整高层建筑的内部应力,防止其发生形变。

1.2高层建筑梁式转换层的构造特点

在高层建筑的设计过程中,转换层的应用十分普遍,其中的建筑构造形式也存在着多样性的变化,具体如图2所示。目前,在我国高层建筑转换层的设计中,梁式转换层的应用最多,板式转换层以及箱型转换层等的应用次数较低。梁式转换层由于尺寸较大、结构设计简单、便于施工等特点,在实际的建设设计当中的应用十分广泛。此外,梁式转换层在高层建筑设计应用中还有性能稳定、工程造价核算便捷以及经济效益较高等有利的特点。

1.3高层建筑梁式转换层受力特点

梁式转换层在高层建筑应用过程中主要是维持高层建筑内部稳定,使其能够受力均匀,通过上部密集小空间的竖向载荷传递到下部稀疏的大空间中。但是由于高层建筑的结构设计通常都比较复杂,所具有的功能也具有多样化的特性,从而会造成内部荷载在竖向传递的过程中出现中断的问题,进而造成建筑整体刚度发生突变的现象。这种建筑的形式在发生地震时,很容易由于下部结构的稀疏而发生坍塌及变形的事件。因此,在对高层建筑进行转换层设计时,需要针对受力均衡问题展开有效的分析与解决,由此来避免建筑结构被破坏的事故发生,尽可能地减少相关财产的损失。

2梁式转换层的`高层建筑结构设计案例

2.1工程概况

A市某高层建筑,有地下1层,地上22层,总建筑面积为25840m2。其中的1-4层为商业用房,1层的层高为5m,2-4层的层高为4m,采用框架简体结构。5-20层均为住宅层,层高为3m,采用的是剪力墙简体结构。21-22层分别是电梯的机房以及屋面水箱,层高为3m。针对这种情况,需要在整栋建筑物中的4-5层之间设置一个结构转换层,同时存放相关的操作设备。其楼层结构平面设置的情况如图3所示。

2.2楼层转换方案

在对这个高层建筑进行楼层结构转换的时候,所采用的转换层的结构形式为梁式、板式、箱式等多种形式。由于这些转换层能够形成一个较大的空间,进而完成结构类型以及轴线的转变。其中的梁式转换层对相关的受力结构比较明确,从而在设计及施工过程中的操作比较便捷,应用的范围较为广泛。因此,在本工程的施工过程中采用梁式转换层的方式,其转换层的高度为2.5m,转换梁上、下两端与楼板相连,上层楼板厚度为20cm,下层楼板的厚度为300cm。转换梁承托上部的剪力墙,且所使用的混凝土强度为C40。

2.3整体结构分析

在高层建筑梁式转换层中所使用的转化梁本身是杆件,能够直接地按照梁单元进行相关的分析与设计,同时,梁的轴线位于转换层的上层楼板处,在整体结构中需要通过对上下层的刚度进行比较来确定适当的力度,防止竖向刚度的变化而形成薄弱层。据此,转换层的下层柱子截面尺寸可以设置为110cm×110cm,剪力墙的厚度为50cm,混凝土的强度等级为C45。同时,转换层上层的剪力墙的厚度为35cm,混凝土的强度等级为C45。

2.4转换梁设计

在高层建筑中,转换梁承托上部剪力墙,受力较大,也是保障整个结构安全性的关键性因素。转换梁的跨度大约在9m左右,截面的高度为2.5m。但是由于我国在混凝土设计规范中没有明确地给出承载力计算的方法,进而对此进行了两种连续短梁的试验研究。

2.4.1试验结果

本试验中所采用的转换梁为转换梁1/5的缩尺模型,其截面尺寸及配筋的形式如图4所示。通过经过相关试验可知:该转换梁的正截面平均应变符合平截面的建设。斜裂缝在加载点与中支座的内剪跨区的梁腹中部出现,属于剪斜裂缝,并通过长时间的发展成为临界斜裂缝。底部的纵筋和顶部的纵筋会顺着梁的方向来分散相应的应力,因而在斜裂缝出现之前,需要与弯矩图保持一致性,而在斜裂缝出现之后则与弯矩图产生明显的差距,由此就说明了转换梁内的应力发生了较大程度的变化。此外,在转化梁的底部纵筋处于受拉状态中,顶部纵筋的内剪跨内也随之处于一种受拉状态。当试验受到破坏时,内剪跨区段之内,临界斜裂缝的箍筋会受到一定的拉力,剪压区内的混凝土压疏。当穿越斜裂缝的箍筋应力变化为原来的应力的53%时,剪压区内的混凝土中就没有压疏现象。

2.4.2相关构造要求

依据相关的试验结果,为了保证梁式转换层中的转换梁在斜裂缝出现后能够起到纵筋拉杆的效果,其底部纵筋不能够在跨内形成弯折或者是截断的现象,需要将整个纵筋全部地伸入到支座中,并使用相关的可靠锚进行固定。同时,转换层的顶部纵筋在跨中不能够较早地被折断,最好进行通长布置。由于转换梁的横截面尺寸较大,因此需要依据梁高来配置一定数量的水平腹筋。由此,就能够承受到一定的受剪承载力,进而对整个裂缝的发展情况有一个抑制的作用,能够有效地减少相关温度以及混凝土收缩对整个工程的影响力。

2.5转换层抗震设计

在进行转换层结构设计的时候,由于有转换层的存在,致使高层建筑物在高度方向上的刚度均匀性会受到较大的影响,进而造成承载力构件与墙、柱截面产生突变,线路发生曲折的现象等等,因此,转换结构需要较大的抗震性能。基于此,需要在该建筑物3层及以上的部分都设置部分框支剪力墙结构的转换层。同时,相关构架的抗震等级还需要依照国家相关的标准进行。此外,还需要配备相关构件抗震性能的构造措施,以此来有效地提升建筑物的抗震等级,增加高层建筑物转换层的抗震效果。

3结语

在高层建筑结构设计的过程中,通过应用梁式转换层能够有效地提升整个工程的项目建设效果,由此来提升整个高层建筑的稳定性。此外,通过应用梁式转换层还能够在相关的成本造价、费图4试验梁截面尺寸及配筋用方面有一定程度的提升。因此,在高层建筑设计的过程中可以通过应用梁式转换层来保证整个建筑工程设计的稳定性,同时还能够对相关设计、施工单位的操作进行有效的控制,从而避免产生相关的问题及困难,最终做到优化高层建筑设计,提升整个工程的结构。

参考文献:

[1]熊进刚,吴晓莉,程文瀼,陈礼建,杨建明.有梁式转换层的高层建筑结构设计与研究[J].工业建筑,(6):33-36.

[2]赵京江.结构设计中梁式转换层设计要点———怡福苑A1幢住宅结构设计体会[J].建筑技术管理,(6):76-78.

[3]熊进刚,李艳.带结构转换层的高层建筑结构设计[J].南昌大学学报:工科版,(4):15-18.

[4]张誉,赵鸣.空腹桁架式结构转换层的试验研究[J].建筑结构学报,(6):11-17.

[5]傅传国,梁书亮.钢骨混凝土梁式转换层结构抗震性能试验研究[J].建筑结构,(4):61-64.

篇3:探讨高层建筑结构设计问题论文

探讨高层建筑结构设计问题论文

关键词:高层建筑结构,结构设计,短肢剪力墙,地基与基础

改革开放三十年以来,随着我国经济的迅速发展,全国大中型城市的多高层建筑迅速增多,随着高层建筑的建筑高度的不断增加,建筑类型与功能的愈来愈复杂,结构体系的更加多样化,高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。

1.结构选型

对于高层结构而言,在工程设计的结构选型阶段,结构工程师应该注意以下几点:

1.1合理选择结构体系。高层建筑结构平面布置应力求简单、规则、对称,避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位;避免在凹角和端部设置楼电梯间;避免楼电梯间位置偏置,以免产生扭转的影响。竖向体型尽量避免外挑,内收也不宜过多,力求刚度均匀渐变,避免产生应力集中。《高层建筑混凝土结构技术规程》在结构的规则性方面也规定了相应的条文,例如:平面规则性信息、竖向规则性信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。论文发表。”因此,结构工程师在遵循规范的这些限制条件上必须严格注意,发现问题应及时和建筑工程师沟通,以避免在后期设计中带来麻烦。论文发表。

1.2房屋的适用高度和高宽比。在抗震规范与高规中,对结构的总高度都有严格的限制,除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外,增加了B级高度的建筑,因此,必须对结构的该项控制因素严格注意,一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中,出现过由于忽略该问题,导致施工图审查时没有通过,必须重新进行设计的情况,对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。高层建筑的高宽比,是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。A、B级高度高层建筑建筑的高宽比限值也相应不同。但在复杂体型的高层建筑中,如何计算高宽比是一个比较难以确定的问题。一般可按所考虑方向的最小投影宽度来计算,对于突出建筑物的很小的的局部结构,比如楼电梯间等,一般不应包括在计算宽度内。对于带有裙房的高层建筑,当裙房的面积和刚度相对于其上部塔楼的面积和刚度较大时,计算高宽比的房屋高度和宽度可按裙房以上部分考虑。

1.3嵌固端的设置问题。由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防,嵌固端有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置,因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面: 抗震设计的多高层建筑,当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时,地下一层的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。地下室中超出上部主楼范围且无地上结构的部分,其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。对于9度抗震设计时,地下室结构的抗震等级不应低于二级。地下室的现浇顶板厚度不宜小于180mm,且不宜有较大洞口。地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外,不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍(地下室柱子多出的纵向钢筋不应向上延伸,而应锚固于地下室顶板的框架梁内),地下室剪力墙的配筋不应少于地上一层剪力墙的配筋。对于边柱和角柱,由于只有一面有梁,为满足该梁端截面实际弯矩承载力不宜小于柱下端实际承载力的要求,可采用增大梁截面,或不增大梁截面而增加梁配筋的方法。这些问题在设计中都应注意,忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

1.4短肢剪力墙的设置问题。短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙。近年兴起的短肢剪力墙结构,虽然有利于住宅建筑布置,也可减轻结构自重,但在高层住宅中,剪力墙肢不宜太短,因为短肢剪力墙的抗震性能较差,地震区应用经验不多,为安全起见,高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时,应布置筒体(或一般剪力墙),形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构,并且《高规》中对短肢剪力墙的最大适用高度、抗震等级、底部加强部位、纵向钢筋总配筋率等增加了很多的限制,因此,在高层建筑设计中,结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙。

2.地基与基础设计

地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面,不仅仅由于该阶段设计过程的'好与坏将直接影响后期设计工作的进行,同时,也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素,因此,在这一阶段,所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。

高层建筑的基础应选用整体性好,满足地基承载力和建筑物容许变形的要求,并能调节不均匀沉降的基础形式。高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量,有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。此外,在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性。论文发表。由于我国占地面积较广,地质条件相当复杂,仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定,因此,作为建立在国家标准之下的地方标准,地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确,所以,在进行地基基础设计时,一定要对地方规范进行深入地学习。

3.结构分析与计算

在结构分析与计算阶段,如何准确,高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理,是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进,因此,结构工程师也应该相应地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。

3.1结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有:SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等,但是,由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异,因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以,在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件,并从不同软件相差较大的计算结果中,判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的,哪个又是意义不大的,这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则,如果选择了不合适的计算软件,不但会浪费大量的时间和精力,而且有可能使结构有不安全的隐患存在。

3.2是否需要地震力放大,考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。该部分内容实际上在新老规范中都有提及,只是,在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。

3.3振型数目是否足够。在新规范中增加了一个振型参与系数的概念,并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中,并未提出振型参与系数的概念,或即使有该概念,该参数的限值也未必一定符合新规范的要求,因此,在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断,并决定是否要调整振型数目的取值。

3.4多塔之间各地震周期的互相干扰,是否需要分开计算。一段时间以来,大底盘,多塔楼的高层建筑类型大量涌现,而在计算分析该类型高层建筑时,是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算,还是将结构人为地分开进行计算,是结构工程师必须注意的问题。如果多塔间刚度相差较大,就有可能出现即使振型参与系数满足要求,但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大,从而便结构出现不安全的隐患。

4.结束语

总之,钢筋混凝土高层结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程,在这过程中任何遗漏或错误都有可能对结构造成安全隐患。这就要求结构设计人员在工作中严格要求自己,不断学习新规范,力求掌握更为合理的结构计算方法。

篇4:高层建筑结构设计问题论文

高层建筑结构设计问题论文

摘要:改革开放三十年以来,随着我国经济的迅速发展,全国大中型城市的多高层建筑迅速增多,随着高层建筑的建筑高度的不断增加,建筑类型与功能的愈来愈复杂,结构体系的更加多样化,高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防,嵌固端有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置,因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面:抗震设计的多高层建筑,当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时,地下一层的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。1、4短肢剪力墙的设置问题。地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面,不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行,同时,也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素,因此,在这一阶段,所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。

关键词:高层建筑结构,结构设计,短肢剪力墙,地基与基础

改革开放三十年以来,随着我国经济的迅速发展,全国大中型城市的多高层建筑迅速增多,随着高层建筑的建筑高度的不断增加,建筑类型与功能的愈来愈复杂,结构体系的更加多样化,高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。

1、结构选型

对于高层结构而言,在工程设计的结构选型阶段,结构工程师应该注意以下几点:

1、1合理选择结构体系。高层建筑结构平面布置应力求简单、规则、对称,避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位;避免在凹角和端部设置楼电梯间;避免楼电梯间位置偏置,以免产生扭转的影响。竖向体型尽量避免外挑,内收也不宜过多,力求刚度均匀渐变,避免产生应力集中。《高层建筑混凝土结构技术规程》在结构的规则性方面也规定了相应的条文,例如:平面规则性信息、竖向规则性信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。论文发表。”因此,结构工程师在遵循规范的这些限制条件上必须严格注意,发现问题应及时和建筑工程师沟通,以避免在后期设计中带来麻烦。论文发表。

1、2房屋的适用高度和高宽比。在抗震规范与高规中,对结构的总高度都有严格的限制,除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外,增加了B级高度的建筑,因此,必须对结构的该项控制因素严格注意,一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。在实际工程设计中,出现过由于忽略该问题,导致施工图审查时没有通过,必须重新进行设计的情况,对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。高层建筑的高宽比,是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。A、B级高度高层建筑建筑的高宽比限值也相应不同。但在复杂体型的高层建筑中,如何计算高宽比是一个比较难以确定的问题。一般可按所考虑方向的最小投影宽度来计算,对于突出建筑物的很小的的局部结构,比如楼电梯间等,一般不应包括在计算宽度内。对于带有裙房的高层建筑,当裙房的面积和刚度相对于其上部塔楼的面积和刚度较大时,计算高宽比的房屋高度和宽度可按裙房以上部分考虑。

1、3嵌固端的设置问题。由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的.地下室和人防,嵌固端有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置,因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面:抗震设计的多高层建筑,当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时,地下一层的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。地下室中超出上部主楼范围且无地上结构的部分,其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。对于9度抗震设计时,地下室结构的抗震等级不应低于二级。地下室的现浇顶板厚度不宜小于180mm,且不宜有较大洞口。地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外,不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1、1倍(地下室柱子多出的纵向钢筋不应向上延伸,而应锚固于地下室顶板的框架梁内),地下室剪力墙的配筋不应少于地上一层剪力墙的配筋。对于边柱和角柱,由于只有一面有梁,为满足该梁端截面实际弯矩承载力不宜小于柱下端实际承载力的要求,可采用增大梁截面,或不增大梁截面而增加梁配筋的方法。这些问题在设计中都应注意,忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。

1、4短肢剪力墙的设置问题。短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙。近年兴起的短肢剪力墙结构,虽然有利于住宅建筑布置,也可减轻结构自重,但在高层住宅中,剪力墙肢不宜太短,因为短肢剪力墙的抗震性能较差,地震区应用经验不多,为安全起见,高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时,应布置筒体(或一般剪力墙),形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构,并且《高规》中对短肢剪力墙的最大适用高度、抗震等级、底部加强部位、纵向钢筋总配筋率等增加了很多的限制,因此,在高层建筑设计中,结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙。

2、地基与基础设计

地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面,不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行,同时,也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素,因此,在这一阶段,所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。

高层建筑的基础应选用整体性好,满足地基承载力和建筑物容许变形的要求,并能调节不均匀沉降的基础形式。高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量,有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。此外,在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性。论文发表。由于我国占地面积较广,地质条件相当复杂,仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定,因此,作为建立在国家标准之下的地方标准,地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确,所以,在进行地基基础设计时,一定要对地方规范进行深入地学习。

3、结构分析与计算

在结构分析与计算阶段,如何准确,高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理,是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进,因此,结构工程师也应该相应地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。

3、1结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有:SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等,但是,由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异,因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以,在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件,并从不同软件相差较大的计算结果中,判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的,哪个又是意义不大的,这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。否则,如果选择了不合适的计算软件,不但会浪费大量的时间和精力,而且有可能使结构有不安全的隐患存在。

3、2是否需要地震力放大,考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。该部分内容实际上在新老规范中都有提及,只是,在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。

3、3振型数目是否足够。在新规范中增加了一个振型参与系数的概念,并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中,并未提出振型参与系数的概念,或即使有该概念,该参数的限值也未必一定符合新规范的要求,因此,在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断,并决定是否要调整振型数目的取值。

3、4多塔之间各地震周期的互相干扰,是否需要分开计算。一段时间以来,大底盘,多塔楼的高层建筑类型大量涌现,而在计算分析该类型高层建筑时,是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算,还是将结构人为地分开进行计算,是结构工程师必须注意的问题。如果多塔间刚度相差较大,就有可能出现即使振型参与系数满足要求,但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大,从而便结构出现不安全的隐患。

4、结束语

总之,钢筋混凝土高层结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程,在这过程中任何遗漏或错误都有可能对结构造成安全隐患。这就要求结构设计人员在工作中严格要求自己,不断学习新规范,力求掌握更为合理的结构计算方法。

篇5:高层建筑结构设计研究论文

关于高层建筑结构设计研究论文

对于高层建筑工程来说,结构稳定性与安全性要求更为严格,为了实现工程结构支架,必须要设计一种能够进行结构转换的结构层。梁式转换层结构为高层建筑支架转换重要组成部分,可以在满足基础功能的前提下,提高工程结构的安全性。在对此结构形式进行设计时,需要从多个角度出发,做好每个细节的研究分析,选择合适的措施进行优化,争取不断提高工程设计效果。

1、高层建筑工程梁式转换层结构设计特点

梁式转换层结构传力途径为墙-梁-柱(墙)形式,具有传力明确、清晰、直接特点。转换结构主要作用是承受上部结构传达的竖向荷载,以及悬挂下部结构多层荷载力等,这样就导致转换结构构件存在很大的内力,在对结构进行设计时,就需要将对竖向荷载的控制作为研究要点。对高层建筑工程梁式转换层结构来说,基本上均具有比上部结构大于数倍的跨度,决定了结构设计时还需要做好对结构竖向挠度的控制。通常为提高转换层结构强度与刚度,会导致结构构件截面尺寸会加大。对高层建筑工程设计转换层结构,会沿着建筑高度方向对刚度均匀性造成影响,改变力的传播途径,成为竖向不规则结构,在对梁式转换层结构进行设计时,需要结合其所具有的特点来确定设计要点,选择措施做好每个环节的优化分析。

2、高层建筑工程梁式转换层结构设计原则

2.1减少竖向构件

在对高层建筑工程梁式转换层结构进行设计时,需要控制好竖向构件的数量。因为如果工程竖向构件数量较多,会减少转换构件数量,会降低转换效果。当整体结构转换层刚度突变减小时,会降低工程整体结构转换层的刚度,进而都会影响到抗震效果,对工程建设效果影响比较大。另外,在建筑物竖向高度方向上,在保证转换层存有足够承载力与刚度前提下,采取灵活的方式来进行多处整层布置,或者是在某层局部位置设置,可以采用分段布置或者间隔布置。

2.2结构位置布置

要提高转换层结构位置的合理性,一般情况下应将上升位置设计在比较低的位置,以免转换层结构位置过高而对框架剪力墙结构刚度与内力造成影响,情况严重的甚至会降低结构抗震性能。因此必须要做好对转换层结构位置的控制,严格遵守高位转换原理,结合实际需求来调整下部框架,提高结构刚度设计效果,避免出现轴向变形的问题。按照工程经验与研究结果,转换构件可以采用转换大梁、斜撑、箱形结构以及厚板等形式。

2.3下部结构刚度

在对转换层结构刚度进行控制时,需要确保结构上下部之间变形与结构刚度特征的统一性。因此,可以采取提升抗侧刚度的方法,确保建筑结构刚度的均匀性,将刚度质量中心与刚度中心完全整合在一起,避免出现中心偏移的情况,不断提高工程结构的逆转控制性能。同时,在对结构设计后需要保证简体结构整体抗侧刚度比重在下部结构中上升,达到提高简体截面的控制效果,将工程结构抗震荷载性能控制在专业范围内,提高结构抗震、防震性能,对高层建筑工程梁式转换层结构质量进行优化。

2.4转换层计算

在对转换层进行设计前,必须要结合实际情况对各环节的所有数据参数进行采集、计算与分析,最终形成统一的结构数据。各环节数据的计算分析结果直接决定了工程结构设计质量,要求设计人员必须要严格按照受力变形状况来进行数学建模,利用信息技术与计算机技术完成各项三维立体空间的构建。例如在对数据进行计算时,设计人员可以选择有限元方法对转换结构进行局部补充与计算,完成各项整体之间的两层结构模型计算,对各项模型条件做好相应的处理,保证所有模型数据均能够满足实际施工要求。

3、高层建筑工程梁式转换层结构设计实例分析

3.1工程概述

以某高层建筑工程为例,工程主楼地上建筑35层,地下3层,裙楼地上为3层,地下2层,施工时将地下1层楼作为上面结构固定端,并将主要楼层作为一个剪力墙结构,把结构转换层设置在固定端以上4层位置,使得结构转换层支架模式变成梁式转换层结构。转换层标高20m,转换层高为6m,转换区域面积为900㎡,形成一个L格局。转换层结构抗震等级为二级,设计活荷载为3.5KN/㎡,设置22根支柱结构,布置成矩形柱网络结构,主要钢筋为Ⅲ级钢(HRB400),箍筋为的`Ⅱ级钢(HRB335),混凝土强度等级为C60,核心筒面积大约为48㎡。另外,墙结构设计厚度为350mm,但是实际施工后中间墙厚度≥200mm,并采用Ⅲ级钢(HRB400)来作为边缘构建的纵向钢筋结构。剪力墙钢筋采用的Ⅱ级钢(HRB335),混凝土强度等级为C50,框架支柱梁最大横截面积为1100mm×2300mm,最大净跨为7500mm,选择用Ⅲ级钢(HRB400)为纵向钢筋。

3.2梁式转换层结构设计

(1)模板支撑系统。在设计模板支撑系统前,需要从安全角度出发,利用专业软件以及人工组合的方式进行精确计算,确定出满足工程施工建设需求的安全参数,以及支撑钢管的横截面、跨度、空间间距等数据。另外,为提高结构施工的便利性,以及施工材料的利用效果,还需要做好模板装拆卸便利性的分析。尤其是要做好安装施工难点的分析设计,可以通过软件来设计出隐藏的分支节点,提高结构设计的合理性。

(2)转换大梁结构。高层建筑工程梁式转换层结构的设计,需要对应实际结构功能需求来进行相应分析。例如在对转换大梁进行设计时,需要对详细计算结构受力数据,依照竖向荷载或者承托建筑结构上部剪力墙内容,来完成各项组件的构建,为建筑结构抗震设计打下坚实的基础。另外,为提高工程各楼板之间的负载性能,必须要做好对结构刚度与强度的分析,确保工程结构竖向受力效果满足专业设计要求。

(3)钢筋下料与绑扎。对于转换梁纵筋来说,具有直径大、排数多、数量多等特点,并且在施工时一般还需要进行全长加密处理,构造腰筋必须要严格按照受拉钢筋锚固要求将其锚固在两端柱子内,这就对钢筋下料与绑扎环节的处理提出了更高的要求。设计时要求每一道梁式转换层钢筋放样与所下材料完全满足专业设计要求,并且要与设计方案对应。提前进行简单布局的排列,确定出最符合实际要求的设计方案,最后在进行相应的处理,避免下料处理后没有按照既定规则来安置钢筋,影响钢筋绑扎效果,而对最后混凝土的振捣效果造成影响。

(4)转换层计算。以提高结构设计合理性与有效性为目的,对转换层各细节做好设计,改善局部分析的合理性与有效性。在进行计算时可以选择用平面有限元的方式,分析不同数据之间的影响,并结合以往经验来做好各影响因素的控制,按照工程楼层实际情况进行计算。另外,为提高计算效果,还应对楼层平面内刚度实施三维空间盒子模型构建,提高模型数据与整体高层建筑梁式转换层结构控制的有效性。在转换梁截面计算时,如果转换梁承托上部普通框架,在转换梁常用截面尺寸范围内,转换梁受力基本与普通梁相同,可以按普通梁截面设计方法进行配筋计算。

4、结束语

高层建筑梁式转换层结构在设计施工时,往往会受到各项因素的影响,为提高其设计效果,必须要针对结构所具有的特点进行分析,严格遵循专业设计原则,做好每个细节的控制,做好各项数据的计算,争取不断提高工程建设效果。

篇6:我国高层建筑结构设计研究论文

我国高层建筑结构设计研究论文

摘要:随着现代化城市建设的快速发展, 城市高层建筑逐渐兴起。高层建筑在设计过程中, 结构设计一直是其关注的重点内容。所以, 为了保证高层建筑结构设计更科学, 本文章对高层建筑的结构设计中经常出现的问题实行了研究分析, 同时参照相关的文件与一些自己的想法指出了相对较好的处理方法, 以利于提升高层建筑的结构设计水平。

关键词:高层建筑; 结构设计; 相关问题; 解决措施;

1 引言

近些年, 在我国经济的持续性发展与城市建设步伐的加快过程中, 建筑一种正趋于高大化的形势发展。城市中高层建筑物数量在不断的增加, 建筑的结构也比较复杂。高层的建筑和低层的相比较, 前者的结构设计较繁琐, 影响的原因也较多, 不但需要对建筑的外型比例进行慎重思考, 还需要使建筑结构的稳固性得到保证, 同时还要考虑到建筑物地基的沉降问题、风力因素、温度的转变, 及地震等原因对建筑结构的危害与影响。

2 高层建筑的结构设计过程中时常发生的问题

高层建筑结构设计的合理性, 不仅能够明显地对施工过程造成影响, 同时还将影响到后续的维护与保养。因此, 在高层建筑的结构设计过程中对于时常遇到的问题以及相应的解决措施方法进行深入的探讨分析是十分有必要的。

2.1 扭转的问题

建筑的三个重“心”所指的是几何的形心、结构的重心、刚度的中心, 这三个重要的“心”相统一才可以确保建筑结构的牢固。但在现实当中地基础的形状、建筑功能的需要等的影响造成建筑的体型大多数原因下是不规范的, 设计过程中没有有效的做好三个重要的“心”相统一, 会导致建筑的结构发生扭转的现象, 造成结构的损坏。

2.2 抗风的相关问题

因为高层建筑其层数众多、高度较高, 风通过的时候, 较易出现空气动力的反应, 转变风在高层建筑面的.流动, 导致高层柔软的结构在风与空气的效应下产生震动, 对于高层建筑的结构与其构件的牢固性产生破坏。所以在对高层建筑的结构设计时实行抗风的结构设计, 让建筑结构的抗风力符合结构的牢固标准。然而在现实的设计当中由于没有科学的对高层建筑所能承载的风力进行评估, 导致高层建筑的抗风设计不合格。

2.3 抗震的问题

高层建筑在其结构的设计时, 对于抗震的设计是一个非常难的环节, 经常由于设计人员的专业性比较弱、灵活性不足, 对建筑抗震的规划不够重视。甚至在实施高层建筑的抗震核算的时候, 因为核算的错误使抗震的设计有效性降低。如果出现地震, 高层建筑的抗震结构将无法实现抗震的要求, 造成不同程度的损坏, 更严重的可能会导致人员的伤亡及经济财产的损失。

2.4 消防方面的问题

参照现在的有关规范制度, 高层建筑的结构一定要有科学适合的消防体系。然在高层建筑的结构设计当中却存有疏导困难大、火势较容易扩大、排烟的设计困难等相关的问题, 如果不能对这些问题进行有效的处理, 便不能确保高层建筑对于消防的安全。

3 高层建筑的结构设计所存在问题的处理方法

3.1 科学合理的设计建筑平面

如果高层建筑的结构发生扭转的现象, 主要的原因是高层建筑结构的几何形心、结构的重心、刚度的中心三心没有统一, 导致建筑的质量不平衡, 所以使结构的牢固性降低。所以在建筑的结构设计当中, 设计的相关人员需参照地基的形状与建筑的功能需要等科学有效的设计建筑物的体型, 最大程度的运用较规矩的型体, 例如方形或是圆形等, 科学的布置建筑的平面, 进而确保建筑质量的布局均衡。

3.2 科学地选取计算简图与结构方案

在实施高层建筑的结构设计核算的时候, 要在运算简图的情况下实行计算, 因此在选取计算简图时一定要合理的选取, 如果计算简图不规范, 很易导致结构的参数不正确, 给施工带来影响, 更严重的会造成事故的出现, 选取合适的计算简图是确保高层建筑的结构设计安全的基础。

3.3 合理地设计高层建筑的抗风构件

为了让高层建筑的抗风构件符合结构设计的牢固性需要, 在高层建筑的抗风设计当中需充分的做好下面几项工作:首先, 基础的改进, 高层建筑的基础结实, 上部分的结构才可以稳固。所以高层建筑的基础设计最根本的是明确所用混凝土的级配标准, 运用级配高的砂石是最佳的选择, 加大基础持力层厚度, 加置抗拔的锚杆构件, 提升建筑基础的牢固性;其次, 不同程度增加高层建筑的构件, 例如剪力墙、楼板等, 可抵消不同程度风能对结构造成的不利因素, 确保结构的牢固;最后, 最大程度的降减风力的水平负荷与风力相加对高层所造成的影响。

3.4 重视抗震的设计

在高层建筑的内部安装抗侧力的部件。合理科学的安置高层建筑内的水平走向的构件, 在水平走向产生应力的分布体系, 增强高层建筑的结构连续性。增强地基的抗震水平。加强高层建筑的桩基础深度, 和上部的结构产生联动性, 从而强化建筑结构抗震的水平。增设性能高的剪力墙等抗侧力构件。在高层建筑的结构内部加设墙体或是楼板的刚性, 以更好的管理好建筑位移的现象。

3.5 加强高层建筑消防结构的设计

可以利用下面的一些方法加强高层建筑的消防结构, 具体的方法:一是要参照建筑所在地形的环境有效的设计防火结构相互间的合理距离;二是要运用不容易燃烧的用材, 强化所用材料自身的耐火性能;三是要设计两个疏导的通道, 尽可能不把疏导通道设计为垂直的形式, 防止疏导的成效降低;四是要设计耐火的区域、防烟的区域等。五是设计隔离区域, 有利于防止火势的扩大与蔓延。

4 结束语

综合以上所论述, 本文章对于高层建筑的结构设计过程中的扭转、抗风性、抗地震性、消防方面等问题, 指出了相应的处理方法, 更深一层的健全了高层建筑的结构设计, 可以显着的提升高层建筑的结构安全性。伴随城镇化的深入发展, 城市当中高层的建筑数量将会逐渐的增长, 需持续的强化高层建筑的结构设计探讨, 不断的提高高层建筑的结构设计能力, 以适应时代快速的发展步伐。

参考文献

[1]罗晓清。高层建筑结构设计特点及常见问题分析[J].科技创新与应用, , 33:249.

[2]郭峰, 梁利生。高层建筑结构设计的问题及解决措施方案应用[J].科技传播 (13) :135~136.

[3]宋志瑜。建筑结构设计中常见问题与解决措施分析[J].城市建筑, (4) :66.

篇7:高层建筑结构设计方式研究论文

摘要:随着社会经济的发展进步,高层建筑结构不断优化,高层建筑的数量也逐渐增多,深刻影响着人们的生活、生产。结构设计是高层建筑结构设计的关键,高层建筑的建设、养护等工作具有重要的影响。文章根据现阶段高层建筑结构设计存在的问题,针对优化高层建筑结构设计方式进行分析。

关键词:高层建筑;结构设计;设计方式

高层建筑建设发展和一般的建筑结构不同,它需要承担一定的水平荷载、垂直荷载,具体包括外界风力带来的压力、建筑物本身高度带来的承重压力等。在高层建筑数量的增多下,高层建筑出现了不同程度的位移,对人们使用建筑的舒适度带来了影响,严重的位移甚至还会引起建筑结构构建的损害。基于此,文章对高层建筑结构设计的问题与设计方式进行研究,旨在更好的促进高层建筑发展。

1高层建筑结构设计存在的问题分析

1.1建筑短肢剪力墙设置存在问题

现阶段在高层建筑结构设计中存在问题最多、危害性最强的是建筑短肢剪力墙现象。在一般情况下,建筑结构的短肢剪力墙是指墙肢的高度、厚度比例为5:8的墙。但是高层建筑结构设计中应用了过多钢筋混凝土结构的短肢剪力墙。短肢结构剪力墙高度、厚度之间的比例超过了限定比例要求,在应用的时候需要承载过大的轴力和剪力,在其本身抗震性能差、防风能力差的情况下,会出现过早压塌的情况,不利于高层建筑的稳定建设发展。

1.2抗震结构设计问题

高层建筑结构设计中难度最大的是抗震结构设计。受高层建筑高度过高的影响,一旦出现了地震,就会诱发出各种不可估计的问题。现阶段我国建筑工程建设要求高层建筑要保证五十年的设计基准期,并对高层建筑的抗震设计进行了明确的规定。但是在实际应用中,受我国自然灾害的影响,原有的抗震等级不适用现阶段的高层建筑结构设计。如果高层建筑结构设计人员没有充分认识到这一点,就无法保证高层建筑的抗震性能。

1.3超高设计问题

高层建筑设计的超高问题主要是指一些高层建筑设计单位在施工建设的时候没有按照相应的规范确定高层建筑的高度,而是为了获得经济效益,不加思考、不慎重的提升高层建筑高度,不利于建筑本身的安全稳定建设。

1.4扭转问题

质量中心、刚度中心和几何中心是高层建筑结构设计中的“三心”,也是高层建筑结构设计过程中需要注重的建设目标。但是在实际施工中存在高层建筑施工设计三心偏离的问题。在三心偏离的情况下,一旦出现不适当水平力的影响就会出现高层建筑扭曲震动的问题,影响高层建筑的'安全建设。

篇8:高层建筑结构设计方式研究论文

2.1注重高层建筑的结构性能设计

高层建筑的结构性能设计是高层建筑结构抗震设计的关键。在城市化的快速发展下,人们对建筑的使用需求提升,高层建筑结构设计目标不仅仅是要保证人们的安全,而且还需要注重控制高层建筑物的地震破坏,提升高层建筑的抗震性能。为了提升高层建筑的抗震性能,在高层建筑结构设计的时候需要有关人员加强对地震标准下建筑构件变形问题、承载力问题、局部构造问题得到分析,全面提升高层建筑构建的变形条件、承载力等。另外,在加强高层建筑结构设计的时候需要对抗侧力构件位置的科学确定,从而保证高层建筑承载力的科学、合理分布。为了进一步提升高层建筑的稳定性,还需要有关人员采取措施提升构建的强度、刚度。

2.2选择合理的高层建筑结构设计方案

高层建筑结构设计方案的选择需要考虑多重因素,包括:①结构的选型需要满足高层建筑各个功能的实现。比如为了提升高层建筑的视觉和传音效果,在进行结构设计安排的时候需要放弃一部分的竖向支撑构建,加强对大跨度结构的应用;②在高层建筑结构设计的时候需要通过防震缝的设计形成一定规则的结构单元;③需要有关施工人员根据高层建筑所在的地区情况对施工地下水位变化、地址土层、周围建筑物、建筑材料选择、工程造价等问题进行综合的权衡考虑;④需要加强对建筑结构的延展性设计;⑤加强对高层建筑结构水平力的关注;⑥保证高层建筑结构设计的规则性。高层建筑结构设对规则性有着很高的要求,比如结构嵌固端上层和下层的刚度比、平面规则问题等。为在高层建筑结构设计之后不出现后期施工改动的情况,在高层建筑结构设计的时候需要严格按照相关的规范条件进行施工。

2.3对建筑的扭转问题进行优化设计

对建筑的扭转问题进行优化设计能够减少地震、风荷载等问题对高层建筑结构设计的影响。为此,在高层建筑结构设计中需要有关人员选择适当的建筑结构安排布局,实现建筑物的“三心”合一。根据一些城市规划发展要求和建筑物场地的限制,高层建筑结构设计不能采取简单的模式,而是需要根据实际需要采用不同的模式,比如I型模式、T型模式等,将建筑结构设计凸出的位置限定在合理、允许的范围内。

2.4加强高层建筑结构的包络设计

包络设计是近年来比较常见的设计方式,可以有效解决工程项目结构设计中存在的各种问题。当前工程设计问题变化比较多,有许多因素都会影响到结构效应,各种问题盘根错节,使用目前已经掌握的只是或者软件很难对其进行准确的分析。学术科学和工程的不同点在于后者难以长时间等待。因此要通过优化结构设计的形式,利用最少的经济投入来获取最大的经济效益,并解决工程项目存在的问题。不同的工程条件可以用不同的网络设计原则来处理,在对待转换结构转换层或者连体结构时,也可以用网络设计,对构件进行分析验算,取不利值包络设计。

3结束语

综上所述,随着社会经济发展进步,高层建筑成为城市发展的重要标志。为了提升高层建筑结构设计的安全性、稳定性,需要有关人员认识到综合性、技术性很强的高层建筑结构设计工作对于建筑设计的重要作用和意义,加强对高层建筑结构设计的分析,应用多种技术,结合高层建筑结构特点,遵循相应的高层建筑结构设计原则,从而设计出符合社会发展需要的高层建筑结构。

参考文献:

[1]王宇.超高层建筑结构健康监测系统研究与设计[D].哈尔滨工业大学,.

[2]蔡静敏.某超限高层建筑结构抗震超限设计与分析[D].华南理工大学,2013

[3]赵东晓.高层建筑结构设计的问题与对策研究[J].商品混凝土,,(9):132-133.

[4]岳文萍,周强茂,刘飞飞.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].住宅与房地产,,(3):90-91.

篇9:高层建筑结构设计策略研究论文

摘要:社会不断在发展,时代不断在进步,也推动了建筑行业的发展进程。但随着建筑用地越来越少,因此当前最主要的建筑趋势就是高层建筑,而建设高层建筑的工作中很重要的一部分组成就是高层的建筑结构设计。在一定程度上,建筑结构设计能够对建筑的质量和功能产生直接的影响。但从当前的情况来看,高层建筑结构设计中还存在较多的问题。基于此,本文论述了高层建筑结构中存在的不足,并提出了相应的解决策略。

关键词:高层建筑结构设计;不足;解决策略

随着科技的发展,城市进程的加快,而建筑工程也不断朝着高层化的方向发展。复杂的施工以及较高要求的建筑结构承载力,是高层建筑具备的主要的一些特点。高层建筑很重要的一部分组成就是高层建筑设计,因此,在进行施工的时候,要高度重视高层建筑工作,确保科学合理的建筑结构设计,这样才能够使得人们生活的需要得到满足。同时,在进行建筑结构设计的时候,还要确保其抗风以及抗震能力,这样才能够保障建筑的安全性。

1高层建筑结构设计中存在的不足

社会不断在发展,建筑工程项目也在不断增多,但是从实际情况来看,在建筑的结构设计等一些方面还有一些不足之处,基于此,本文进行了分析,力求使得建筑水平得以提高。

1.1超高问题

很多的建筑单位为了节省建筑成本,获得最大化的利益,不遵循一些建筑相关的规范制度,过分地增加建筑物本身的高度。而且很多建筑物的高度已经从以往的A级转变成了B级,同时建筑模式也发生了一定的变化。在实际的建筑设计当中,最普遍的问题就是超高问题,这对建筑物结构的稳定性产生了直接的影响。假如遭遇一些恶劣天气以及一些比较严重的自然灾害,比如地震、台风,特别容易发生一些断裂以及倒塌的情况,这对人生的生命财产安全构成了很大的威胁。

1.2短肢剪力墙

不科学的建筑结构设计能够影响到高层建筑施工的整体质量,特别会对建筑物整体的结构造成一定的损害,不合理的短肢强设置就是其中的一个很典型的问题。当前,很多的设计人员在对建筑结构进行设计时,会实行短肢剪力墙的增设。但是实践证明,增设短肢剪力墙会对建筑结构的抗风和抗震性、稳定性以及稳固性造成一定程度的影响。因此,为了将建筑工程的整体工程质量提高,在对建筑结构进行设计的时候,要避免应用短肢剪力墙。

1.3固定端问题

固定端又称之为嵌固端,在设置位置的时候,要尽量避免在这个位置构件发生位移的情况。高层建筑当中很重要的一个组成部分就是固定端,但在位置设置的时候,还是有一些问题。①固定端所选的位置存在着问题,很多的高层建筑都设有地下室,因此会将固定端设置在地下室,这样的设计非常不科学,还会留下了一定的安全隐患,很难达到理想的效果。②所设计固定端的刚度比例并不合理,对固定端设计是否合理进行判断的很重要一个依据就是上下层的刚度比例设计。但是当前实际情况是,设计固定端的时候,还有一些准确性低以及设计的问题存在。③抗震的缝隙处理同固定端的设计,两者之间互相矛盾,很难恰如其分的衔接在一起。另外,在进行设计的时候,还有不足的平衡性的问题出现,这也使得建筑结构的稳定性得以降低。

1.4其他部位的问题

不同于一般建筑,高层建筑有一定的特殊性,在对建筑结构进行设计的时候,要同很多面的设计内容接触。高层建筑中,除了以上提及的三个问题,还存在的`牢固性和稳定性以及抗震性等问题,由于不合理的设计,能够对建筑的使用寿命和质量以及设计的整体的效果产生直接的影响。而从设计部位的角度来讲,能够对设计的合理以及科学性产生影响的就是计算的准确性。而能够对计算结果的准确性产生影响的有很多因素,包括合适的计算公式、完善的设计资料以及得当的数据精确度等等,这些因素也会对建筑结构的合理性产生一定程度的影响。

篇10:高层建筑结构设计策略研究论文

2.1应用计算简图

在建筑结构的设计当中,很重要的数据基础就是计算简图,建筑结构设计当中的计算内容就包含在计算简图当中,而计算简图能够对建筑的结构设计起到至关重要的作用。所以,合理应用到计算简图,能够确保建筑结构的科学合理性以及安全性。高层建筑的结构设计非常复杂,因此很难将计算简图确定下来,在进行确定的时候,要对各个因素的影响进行全盘考虑,这样才能够使得计算工作的客观性以及准确性得以保障[1]。科学选择结构方案:关系到高层建筑的整体质量的一个因素就是所选择的结构设计方案,所选的结构设计方案有一定的科学合理性不仅能够顺利地达到理想的效果,还能够保障建筑的整体质量。所以在对建筑结构进行设计的时候,要对选择结构方案的工作引起足够的重视,而在选择结构方案的时候,要按照结构方案的规范和标准进行细致地研究,这样才能够有效避免所选择的设计方案同一些相关的规范发生冲突,对后续的施工产生一定程度的影响。另外,还要针对施工现场的具体情况以及施工的地点,进行全盘考虑,从而选择具体的结构方案。在最后,还要实地勘察施工的基本情况以及工程的整体的规模。在此前提下,选择出最佳的结构设计方案[2]。

2.2充分发挥性能的作用

使得建筑物各个方面的功能性需要得以满足,这就是建筑设计最重要的也是最主要的目的,只有充分发挥出了各个功能的作用,才能够对建筑结构设计的科学合理性进行判断。建筑结构设计的性能有三个指标,包括稳定性、结构延展性以及稳定性[3]。高层建筑结构的延展性是针对变形和倒塌而设计的,比如很多的高层建筑会因为一些自然灾害或者受到一些外界因素的影响,而出现倒塌和结构变形的情况,因此十分有必要将高层建筑的延展性提升。其次,要对高层建筑结构的水平力引起足够的重视,所谓的水平力指的是在同一平面内,高层建筑结构所承受的各类载荷力[4]。在一定程度上,水平力能够影响到建筑的结构,因此,从事相关工作的工作人员要将控制的工作做好。最后,要使得建筑结构对稳定性的要求得以满足,在建筑的结构设计中,很重要的一个性能指标就是建筑结构的稳定性。要想实现稳定性,就要在操作的时候,对各个关键点进行科学设计。

3结束语

当前,建筑发展的趋势就是高层建筑,而随着社会的发展,人们生活水平的提高,人们也开始关注和重视高层建筑的整体质量。在高层建筑的工作中,很重要的一个环节就是建筑的结构设计,这对建筑物的使用寿命和质量能够产生直接的影响。当前,在对建筑结构进行设计的时候,还存在一些问题,因此相关的人员要给予高度重视,并采取相应的措施将其解决,才能够提升建筑的整体质量。

参考文献

[1]赵昕,王立林,郑毅敏,等.超高层建筑结构组合调谐风振控制系统[J].同济大学学报(自然科学版),,44(4):550~558.

[2]李旭,CarlosEstuardoVentura,何敏娟,等.近断层地震动对高层建筑结构抗震性能的影响[J].同济大学学报(自然科学版),,40(1):14~21.

[3]全涌,姚博,顾明,等.高层建筑结构抗风可靠性研究进展[J].同济大学学报(自然科学版),,43(6):807~815.

[4]孙建琴,王忠礼,李从林,等.高层建筑结构扭转耦联振动自振特性的超元法[J].四川建筑科学研究,,36(4):25~27.

篇11:房屋建筑结构设计中的问题及对策研究论文

1.1基础设计上的问题

对于建筑物来说,基础是支撑整个建筑物的关键,只有做好基础设计方面的工作,才能保证建筑物的安全。一般情况下,房屋建筑的地基不能满足结构设计的要求,会有这样或那样的问题出现,所以在开始设计的前期阶段,由于地质勘探报告的缺失或不够完善,设计者只能根据现场大体情况估计出地质的情况,在这种情况下进行房屋建筑基础设计的时候,就会使得基础设计的可靠性大打折扣。同时对于一些要进行加固处理的建筑,倘若没有对其进行软基处理设计,或者只是根据设计的经验来对其进行施工,就会严重的危害建筑物的安全性。除了这两个方面的问题之外,在平时的设计过程中,在确定承重结构梁、柱、地基载荷的时候,倘若没有严格的按照规定的标准和规范来实施,就会使得载荷的取值不够准确,从而就促使设计的总体不够合理。但是现在我国大量村镇的房屋建筑,大多数都是采用的砖混结构或框架结构,倘若荷载的取值不够准确,会使基础的荷载取值不准,导致地基的承载力存在失效的可能,从而就不能保证建筑物的稳定性,更严重的甚至会出现地基下沉、建筑物倾倒的情况。

1.2框架结构设计的问题

其一,有一部分设计人员在进行框架结构设计的时候,仅仅设计横向框架,而没有对纵向框架设计引起高度的重视。对于房屋建筑,根据有关的规范和要求,水平地震主要对X、Y两个主轴进行计算,所以在框架设计中,纵向与横向设计应该同时考虑与计算,这样才能够起到抗震的作用。

其二,在进行建筑物非抗震设计的时候,有一部分设计人员仅仅只是按照一般的连续梁设计要求进行设计,没有对梁的纵向作用进行考虑,这样就使得纵筋和箍筋均不符合设计的具体要求,并且也很难确保框架的稳固性;其三,还有一个不容忽视的问题就是承重柱的截面尺寸没有达到规定的要求,这也是经常出现的问题。一般情况下,有一部分设计人员认为在六度抗震设防中不需要进行任何的处理,这样的想法是错误的。

还有一部设计人员为了给后期的计算带来方便,就将承重柱的截面高度设计的相对较小,这样梁的线刚度比就会有所增加,并且将梁改变成了铰支梁,柱依照轴心的受压进行计算,尽管这样大大的降低了受力分析难度,但是却不能够确保房屋建筑结构的安全性,也忽略了梁柱之间的刚结作用。

1.3楼板设计的问题

在房屋建筑中,楼板起着非常重要的作用,通过楼板把水平荷载传递给柱、墙等竖向构件,因此要求楼板本身必须满足足够的强度和刚度,楼板的传力路径主要是将楼面、屋面的荷载逐渐向四周的梁和墙传递,因此,一定要注重楼板设计质量,它会直接影响梁、墙、柱的安全性。

在进行楼板设计的过程中,也会出现一系列问题,主要包括:

其一,有一部分设计人员对板的受力情况的认识程度还不够,并且在设计的时候,双向板计算运用单向板理论,这样就造成计算的.结构不符合实际的要求,并且还会出现两边配筋的大小不一样,从而就导致楼板非常容易出现裂缝;其二,根据设计的具体需要,在板上要设置一些非承重隔墙,但是在设计的过程中,一般要换算这一部分的线荷载,主要是将其换算成均布荷载,随后在进行楼板配筋的计算。这样做就使得板变成了承受线荷载,从而就大大的降低了楼板的使用寿命。

其三,对于双向板,在两个不同方向上都会出现弯矩,这样双向板跨中的正弯矩钢筋就出现了纵横叠放的情况,并且短跨方向的跨中正钢筋要在下面,以及长方向的应该放在短跨钢筋上面,所以一定要对两个不同方向上的宽度进行计算。但是在具体的设计过程中,有一部分设计人员为了方便简单,在计算配筋的时候,就使用相同的宽度在两个不同的方向上,这样就使得长跨的宽度比实际的宽度要大,并且配筋在不断的变小,从而就促使结构构件的质量有所下降,更为严重的是出现了裂缝的情况。

篇12:房屋建筑结构设计中的问题及对策研究论文

2.1基础设计问题解决措施

对于房屋建筑中基础设计存在的问题,要想有效的解决、提高其安全性,作为设计人员一定要根据房屋建筑的具体情况,通过合法途径取得合格的正式的地质勘探报告并对现场进行认真详细的踏看,这样就能够获取到准确的资料和信息。同时在对房屋建筑结构基础进行设计的时候,首先要严格的按照规范的要求计算基础的地基承载力;随后要根据勘探资料中的土质类型对持力层承载力进行计算;最后对于基础设计的计算,一定要严格的按照规范的要求对其进行,并且还应该建立有关的计算模型与需计算的结构进行比较,对于不符合要求的一定要对其进行修改。总的来说,在进行地基基础设计的时候,一定多次的对其进行计算和比较,并且还要尽可能的将误差降低到最小,从而才能保证房屋建筑的地基有充足的承载力。

2.2框架结构设计问题的解决措施

首先,在进行框架结构设计的时候,一定不可以在电梯小井筒上设置钢筋混凝土墙,并且还要将纵向、横向框架有效的结合在一起进行设计;然后,对于框架结构参数的选择,一定要注意楼层地震剪力系数、侧向刚度比等满足规范要求,并且还要注重其他指标的计算和正确。

2.3楼板设计问题的解决措施

对于房屋建筑楼板的设计,作为设计人员一定要严格的按照有关的规定和要求进行操作,这样就可以尽可能的避免安全隐患。同时在进行设计人员培训的时候,一定要定期安排设计人员学习新的规章制度和规范。除此之外,针对一些比较好的建筑设计,一定要进行总结,对比较优秀的设计人员要给予一定的物质和精神奖励,从而就能够大大的提高他们的责任心。

3结束语

从目前的现状来看,在村镇建设房屋的时候,还存在着很多方面的问题,其中结构问题所占的比例是最重的,所以一定要不断的完善和健全房屋建筑结构的设计。与此同时还要加强对设计人员的培训,对于存在的问题要认真的进行分析,并且还要严格的按照有关的要求和规范对其进行设计,这样既可以提升企业的经济效益,也能够从根本上确保人们的人身财产安全。

参考文献:

[1]管慧芳。浅谈建筑结构设计的常见问题及对策[J].商品与质量:建筑与发展,2012(7):78-80.

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