高层建筑结构设计相关问题综述论文
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个是合理的、个是可以作为参考的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。
高层建筑结构设计具体问题论文

浅谈高层建筑结构设计与具体问题分析摘要:随着经济的发展,建筑工程设计人员所承担的任务也会越来越多,技术难度也会更大,这对设计人员是严峻的挑战。
本文一方面围绕高层建筑结构,总结了高层建筑结构设计的特点以及提出了高层建筑结构分析和各种体系相对应的方法。
为实际高层建筑结构分析与设计提供一定参考。
另一方面本文根据建设部有关部门对近年来建筑工程设计中存在问题的统计材料,并结合在抗震审查工作中发现的一些问题,就其中比较重要的若干问题作些探讨和分析。
关键词:高层建筑;建筑工程设计;结构体系;问题abstract: with economic development, have undertaken the task of building engineering staff will be more and more a greater technical difficulty, severe challenges designers. this paper around the high-rise building structures on the one hand, summarizes the characteristics of the structural design of high-rise buildings as well as the corresponding methods of structural analysis of high-rise buildings and a variety of system. the actual analysis and design of high-rise building structure to provide a reference. on the other hand this article relevant departments under the ministry of construction of the building works in recent years the statistical material problems in the design, combined withsome of the problems found in the seismic review, explore and analyze some important number of issues.keywords: high-rise buildings; architectural and engineering design; structural system; problems中图分类号:[tu355]文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)由于在设计上出现的问题,会给工程施工阶段与交付使用等方面带来很多安全质量隐患。
高层建筑结构设计中的若干问题及对策的建筑工程论文.doc

高层建筑结构设计中的假设干问题及对策的建筑工程论文随着社会的开展与科技的不断进步,人们对于建筑的要求不仅仅在建筑的功能性上,同时也表达在结构的艺术性上。
建筑结构设计也因此得到了长足的开展。
作为城市开展的一个重要标志,建筑结构的设计师们通过现有的科学技术寻找更为合理的建筑结构设计。
但是随着建筑高度的不断增加,建筑结构设计的难度也大大增加。
建筑技术以及经济效益等问题都对建筑结构设计有很大的影响。
1.1 侧移成为控制指标高层建筑由于高度较大,这就对其稳固性和平安性有了更高的要求。
在高层建筑设计过程中,建筑结构侧移问题需要重要关注。
为了能够防止高层建筑结构变形的发生,那么需要对位移的限制进行严格要求。
特别是顶点位移限制与数值大小及振动频率息息相关,一旦层间相对位移较大时,那么会导致结构变形发生,使建筑物受到不同程度的损坏。
在高层建筑高度不断增加的情况下,建筑物水平荷载能力也会发生不同的变化,建筑物侧移幅度会不断增加,不仅会导致侧移附加内力加大,而且还会导致建筑结构主体裂缝发生,从而带来严重的后果。
这就需要在高层建筑设计时,需要控制好结构水平区域的侧移幅度,将其控制在一定范围内,确保高层建筑物的平安性。
1.2 高度预防轴向变形当前高层建筑多以框架结构为主,在这种结构形式中,框架的中柱轴压力会大于边柱轴的压力,这也导致中柱轴变形的几率增加。
特别是当建筑物高度较大时,这种中柱轴变形数值会远远大于边柱轴的变形数值,因此容易出现连续梁中间下沉及下陷的情况发生,从而导致跨中正弯矩值和支座两端负弯矩值增大,给预制构件的下料(主要是钢筋)带来较大的影响。
由于高层建筑轴向变形的存在,会给构件的剪力和侧移力带来较大的影响,严重危及高层建筑的平安性。
1.3 抗震性要求越来越高在地震作用下,高层建筑的平安性低于低层建筑,其变形会更加严重。
这就需要在高层建筑设计过程中,需要确保承载力和刚度要自下而上的减小,确保其变化的均匀性。
通过合理的对楼体结构中塑性集中变形进行设计,确保楼层建筑延性能够增强,从而更好的提升建筑物的变形能力。
高层建筑结构设计问题及对策论文

高层建筑结构设计的问题及对策探讨摘要:随着城市化发展以及建筑用地的紧张,高层建筑将日益增多。
高层建筑的结构设计不仅应保证高层建筑具有足够的安全性,还应保证结构的经济性、合理性。
本论文首先介绍了高层建筑结构设计的特点,继而延伸到高层建筑结构设计原则,重点论述了高层建筑结构的相关问题分析及对策探讨。
关键字:高层建筑;建筑结构设计;对策探讨abstract: this paper first describes the characteristics of high-level design of building structures, and then extended to high-rise building design principles, with emphasis on the high-rise building structure analysis and countermeasures.key words: high-rise buildings; building structure design; countermeasures中图分类号:tu973文献标识码: a 文章编号:2095-2104(2012)04-0020-02高层住宅建筑结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程,任何在这过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。
那么,首先让我们了解高层建筑结构设计有什么特点呢?一、高层建筑结构设计的特点高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较,结构专业在各专业中占有更重要的位置,不同结构体系的选择,直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求和投资造价的高低等。
它的主要特点包括以下几点:1.1水平力设计在低层和多层房屋结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。
而在高层建筑中,尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用。
高层住宅结构设计论文

高层住宅结构设计论文随着城市化进程的加速,高层住宅在城市中越来越常见。
高层住宅不仅能够有效地解决城市人口密集的居住问题,还能在一定程度上提高土地的利用率。
然而,高层住宅的结构设计是一项复杂而关键的工作,需要综合考虑多种因素,以确保建筑的安全性、稳定性和舒适性。
一、高层住宅结构设计的特点高层住宅由于其高度较高,竖向荷载和水平荷载都较大。
竖向荷载主要包括自重、活荷载等,水平荷载则主要有风荷载和地震作用。
在结构设计中,水平荷载往往成为控制因素,因为随着建筑高度的增加,水平荷载对结构的影响愈发显著。
此外,高层住宅的结构体系通常较为复杂,常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等。
不同的结构体系在受力性能、抗震性能、经济性等方面各有优缺点,需要根据具体的建筑功能、地理环境和建设要求等进行合理选择。
二、高层住宅结构设计的主要内容1、结构选型结构选型是高层住宅结构设计的首要任务。
需要综合考虑建筑的高度、使用功能、抗震要求、经济指标等因素,选择合适的结构体系。
例如,框架结构适用于层数较低、空间布局灵活的建筑;剪力墙结构适用于住宅中对房间分隔要求较高的情况;框架剪力墙结构则兼具框架结构的灵活性和剪力墙结构的抗侧力性能,适用于大多数高层住宅。
2、计算分析在确定结构体系后,需要进行详细的计算分析。
包括对竖向荷载和水平荷载的计算,以及结构的内力分析、位移计算等。
计算分析通常借助专业的结构设计软件进行,但设计师需要对计算结果进行判断和校核,确保其准确性和合理性。
3、构件设计根据计算结果,对结构中的各类构件进行设计。
包括梁、柱、墙等构件的截面尺寸、配筋等。
构件设计需要满足强度、刚度、稳定性等要求,同时还要考虑施工的可行性和经济性。
4、抗震设计地震是对高层住宅结构安全的重大威胁,因此抗震设计至关重要。
需要根据建筑所在地区的抗震设防烈度,确定结构的抗震等级,并采取相应的抗震措施,如设置抗震缝、加强节点连接等。
三、高层住宅结构设计中的关键问题1、风荷载的影响高层住宅受到的风荷载较大,可能导致结构的振动和变形。
高层建筑结构论文

高层建筑结构论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。
高层建筑不仅是城市现代化的象征,更承载着人们对于高效利用空间和提升生活品质的期望。
然而,高层建筑的结构设计与施工面临着诸多挑战,需要综合考虑多种因素,以确保其安全性、稳定性和功能性。
高层建筑的定义在不同的国家和地区可能会有所差异,但通常是指高度超过一定数值(如 24 米或 7 层)的建筑物。
高层建筑之所以与普通建筑在结构设计上有显著区别,主要是因为其高度带来的一系列特殊问题。
首先,风荷载是高层建筑结构设计中必须重点考虑的因素。
随着高度的增加,风速也会显著增大,风对建筑物的作用效应也更为复杂。
强风可能导致建筑物产生较大的水平位移和振动,影响居住者的舒适度甚至结构的安全性。
为了减小风荷载的影响,高层建筑的外形通常会设计成流线型,以减少风的阻力。
同时,在结构设计中会采用加强的抗侧力体系,如框架核心筒结构、筒中筒结构等,来抵抗水平风力。
其次,地震作用对高层建筑的影响也不可忽视。
地震是一种突发的、破坏力巨大的自然灾害,高层建筑在地震中的表现直接关系到人们的生命财产安全。
在地震区建造高层建筑,需要根据当地的地震烈度进行抗震设计。
这包括选择合适的结构体系、确定结构的抗震等级、加强关键部位的构造措施等。
例如,采用延性较好的材料和构件,设置多道抗震防线,以增加结构在地震中的耗能能力和抗倒塌能力。
高层建筑的自重也是一个重要问题。
由于高度大,建筑的自重会产生巨大的竖向荷载。
为了承受这些荷载,需要选用高强度的材料,如高性能混凝土和高强度钢材。
同时,合理的结构布置可以有效地传递和分配竖向荷载,确保结构的稳定性。
在高层建筑结构的设计中,基础设计至关重要。
高层建筑的基础需要承受巨大的上部荷载,并将其均匀地传递到地基中。
常见的基础形式包括桩基础、筏板基础等。
在选择基础形式时,需要充分考虑地质条件、地下水位、建筑物的荷载分布等因素。
对于地质条件复杂的地区,还需要进行详细的地质勘察和地基处理,以确保基础的稳定性和可靠性。
高层建筑结构研究论文

高层建筑结构研究论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。
高层建筑不仅是城市现代化的象征,更是解决城市人口密集、土地资源紧张等问题的有效途径。
然而,高层建筑的结构设计和安全性面临着诸多挑战,因此对高层建筑结构的研究具有重要的现实意义。
一、高层建筑结构的特点高层建筑与低层建筑在结构上有明显的区别。
首先,高层建筑的高度较大,导致其竖向荷载显著增加。
这就要求结构体系具备足够的强度和刚度来承受这些荷载。
其次,风荷载和地震作用对高层建筑的影响更为突出。
在强风或地震作用下,高层建筑容易产生较大的水平位移和振动,从而影响结构的安全性和使用功能。
此外,高层建筑的结构自重较大,对基础的要求也更高,需要确保基础能够提供足够的承载力和稳定性。
二、高层建筑结构体系常见的高层建筑结构体系主要包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构由梁和柱组成,具有布置灵活、空间大等优点,但抗侧刚度较小,适用于层数较少的高层建筑。
剪力墙结构则通过钢筋混凝土墙体来抵抗水平荷载,其抗侧刚度大,但空间布置不够灵活。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,既能提供较大的空间,又具有较好的抗侧性能,是目前应用较为广泛的结构体系之一。
筒体结构包括框筒、筒中筒和束筒等形式,具有良好的整体性和抗侧能力,适用于超高层建筑。
三、高层建筑结构的分析方法在对高层建筑结构进行设计和分析时,需要采用合适的方法。
目前常用的分析方法包括静力分析、动力分析和非线性分析等。
静力分析是基于结构在恒载、活载和风载等静力作用下的响应进行计算,是结构设计的基础。
动力分析则考虑了结构在地震作用等动力荷载下的振动特性,包括振型分解反应谱法和时程分析法。
振型分解反应谱法是一种简化的动力分析方法,通过计算结构的振型和振型参与系数,并结合反应谱来确定结构的地震响应。
时程分析法则直接输入地震波,对结构在整个地震过程中的响应进行模拟,能更准确地反映结构的动力特性,但计算量较大。
高层建筑结构设计论文

高层建筑结构设计论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。
高层建筑不仅是城市现代化的象征,更是解决城市人口密集、土地资源紧张等问题的有效途径。
然而,高层建筑的结构设计是一项极其复杂且具有挑战性的任务,需要综合考虑众多因素,以确保建筑的安全性、稳定性和功能性。
高层建筑结构设计面临着诸多特殊的挑战。
首先,垂直荷载显著增加。
由于楼层数量多,建筑物自身的重量以及人员、设备等产生的荷载都较大,这对结构的竖向承载能力提出了更高的要求。
其次,水平荷载成为控制结构设计的关键因素。
风荷载和地震作用在高层建筑中产生的效应更为显著,可能导致结构的侧向位移和内力大幅增加,甚至影响结构的整体稳定性。
再者,结构的稳定性和抗倾覆能力至关重要。
高层建筑重心较高,容易在外界作用下发生倾覆,因此在设计中必须充分考虑结构的稳定性。
在高层建筑结构设计中,结构体系的选择是至关重要的。
常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构具有布置灵活、空间大等优点,但抗侧刚度相对较小,适用于层数较低的建筑。
剪力墙结构则具有良好的抗侧刚度,能有效抵抗水平荷载,但空间布置不够灵活。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,既能提供较大的空间,又具有较好的抗侧性能,适用于大多数高层建筑。
筒体结构包括框筒、筒中筒等形式,具有很强的抗侧和抗扭能力,常用于超高层建筑。
风荷载是高层建筑结构设计中不可忽视的因素。
风对高层建筑的作用不仅会产生水平力,还可能引起漩涡脱落、横风向振动等复杂现象。
在设计中,需要通过风洞试验或数值模拟来准确确定风荷载的大小和分布。
同时,合理的建筑外形设计可以有效减小风荷载的影响。
例如,采用流线型的外形可以降低风阻,减少风荷载对结构的作用。
地震作用对高层建筑的安全性构成严重威胁。
在地震区,高层建筑必须具备良好的抗震性能。
结构的抗震设计包括概念设计和计算设计两个方面。
概念设计强调从整体上把握结构的布置和选型,遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”等原则,保证结构具有合理的传力路径和良好的变形能力。
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高层建筑结构设计相关问题综述
摘要:随着我国高层建筑的不断发展,高层建筑的结构设计的要求越来越高,阐述了高层建筑结构设计特点,介绍了高层建筑结构设计的基本要求,探讨了高层建筑结构设计应注意的相关问题。
关键词:高层建筑;结构设计特点;基本要求;相关问题
中图分类号: tu973.31文献标识码:a文章编号:
随着我国国民经济不断发展和人民生活的迅速提高,高层建筑目前在城市建设当中所占的比例是越来越大,而建筑结构设计的变化也越来越大,许多新式结构设计方案越来越地应用于实际工程中,这就给高层建筑结构设计人员提出了更高的要求。
1 高层建筑结构设计特点
水平荷载成为决定因素。
一方面,因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与楼房高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;另一方面,对某一定高度楼房来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
轴向变形不容忽视。
高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大,还会对预制构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整;另外,对构件剪力和侧移产生影响,与
考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。
与较低楼房不同,结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。
随着楼房高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅速增大,因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内,结构延性是重要设计指标。
相对于较低楼房而言,高楼结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。
为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。
2 高层建筑结构设计的基本要求
2.1选用适当的计算简图
结构计算式在计算简图的基础上进行的,计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生,所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。
计算简图还应有相应的构造措施来保证。
实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。
2.2选择合适的基础方案
基础设计应根据工程地质条件,上部结构类型与载荷分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析,选择经济合理的基础方案,设计时宜最大限度地发挥地基的潜力,必要时应进行地基变形验算。
基础设计应有详尽的地质勘察报告,对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。
通常情况下,同一结构单元不宜用两种不同的类型。
2.3合理选择结构方案
一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案,也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。
结构体系应受力明确,传力简捷。
同一结构单元不宜混用不同结构体系,地震区应力求平面和竖向规则。
总而言之,必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、电、水、暖等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时应进行多方案比较,择优选用。
2.4正确分析计算结果
在结构设计中普遍采用计算机技术,但是由于目前软件种类繁多,不同软件往往会导致不同的计算结果。
因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。
在计算机辅助设计时,由于结构实际情况与程序不相符合,或人工输入有误,或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果,因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析,慎重校核,做出合理判断。
2.5采取相应的构造措施
结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉原则”,注意构件的延性性能,加强薄弱部位,注意钢筋的锚固长度。
尤其是钢筋的执行段锚固长度,还必须考虑温度应力的影响力。
3高层建筑结构设计应注意的相关问题
3.1结构选型
3.1.1结构的规则性问题
新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件。
例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,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”。
因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格遵守,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
3.1.2结构的超高问题
在抗震规范与高规中,对结构的总高度都有严格的限制,尤其是新规范中针对以前的超高问题,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,出现过由于结构类型的变更而忽略该问题,导致施工图审查时未予通过,必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况,对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。
3.1.3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。
如:嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问
题,而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。
3.2结构计算与分析
在结构计算与分析阶段,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,对这一阶段比较常见的问题应该有一个清晰的认识。
3.2.1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 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。
3.2.2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。
3.2.3振型数目是否足够
在新规范中增加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。
4 小结
综上所述,在高层建筑结构设计中,结构工程师不能仅仅重视结构计算的准确性而忽略结构方案的具体实际情况,应作出合理的结构方案选择。
高层建筑结构设计人员应根据具体情况进行具体分析掌握的知识处理实际建筑设计中遇到了各种问题。
参考文献:
[1] 唐小山. 对高层建筑结构设计问题的分析[j]. 广东科技, 2011,(02)[2] 刘伟琼. 关于高层建筑结构设计探析[j]. 中国新
技术新产品, 2011,(03) [3] 郑克勤. 关于高层建筑结构设计的探讨[j]. 中华民居, 2011,(03)[4] 田龙. 浅谈高层建筑的结构设计[j]. 价值工程, 2011,(03)
作者简介:马令琦(1965—),男,高级工程师。
2006年毕业于贵州工业大学项目管理专业(研究生),现六盘水市钟山区住房和城乡建设局从事工程项目管理工作。
发表专业学术论文12篇。