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高层建筑结构设计原理集锦9篇

时间:2023-09-24 15:54:49

高层建筑结构设计原理

高层建筑结构设计原理范文1

关键字:高层建筑 一般建筑 结构设计 建筑设计

中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:

本文从建筑建筑设计上深度剖析高层建筑和一般建筑在设计原理上的异同,既分析了高层建筑和一般建筑的相同点,也分析了其不同点,并在高层建筑设计原理改善上提出了建议,最后做了相关总结。近年来,我国的建筑设计行业迅速发展,不管是企业规模、经营规模、从业人员规模,还是管理者水平和经济效益都有了很大的发展,建筑设计趋于复杂化,逐步朝向艺术型、节能型、智能型、绿色型等方面发展。这些方面在高层建筑设计上更能体现。

面对建筑发展趋势,我国建筑设计方面越来越复杂,设计艺术新颖,逐步赶上世界建筑设计潮流,并不断发展。设计阶段决定了建筑的总体布局、建筑艺术性、功能性等,所以设计者在建筑设计方面特别的专注,在技术设计阶段是整个建筑的关键性。所以在高层建筑和一般建筑设计原理上都要其异同点,值得我们去分析总结。

1、高层建筑与一般建筑的设计原理的异同点

1.1建筑设计原理

人们在进行建筑设计时,必须考虑要遵循的规律。列如在建筑外形设计上,就要考虑运用艺术性的手法。还有在建筑结构的选择上,有钢筋混凝土结构、空间结构和框架结构;还有在建筑室外环境设计方面,要根据建筑或建筑群体组合。

建筑设计原理包括居住和公共建筑设计原理,还有建筑设计概要。涉及到建筑概论、建筑设计、建筑形态、建筑形式、建筑环境、建筑设备学概论等。在建筑设计中要从全局观点出发,综合考虑建筑物室的各种因素,作出总体安排。要使建筑物在内在和外界的功能条件上彼此协调,有机结合。建筑群设计时要在总体的构思下考虑到总体布局制约方面的因素,其次才能考虑次要部分。总体布局方面既要考虑到使用建筑功能、建筑结构、建筑经济和建筑艺术美观等内在因素,也要考虑到建筑当地的历史、文化、城市规划、周围环境等外界因素。根据外界条件来解决全体布局的问题,然后再进行各种空间的组合。

1.2高层建筑与一般建筑设计原理的相同点

高层建筑与一般建筑设计原理在建筑环境、建筑设计、建筑防火要求等方面都有其相同点。

在建筑环境设计方面,高层建筑和一般建筑都要考虑到建筑地的周围环境条件,建筑布置的环境条件,和建筑城市的历史、文化背景等城市环境。由于建筑物的特殊性和环境的复杂性,所以不管是高层建筑还是一般建筑在设计原理上都得考虑到相关环境因素,这样才能使建筑和环境相得益彰,不仅达到建筑美感要求,也满足人们的精神生活需要。

在建筑设计方面,不管是高层建筑还是一般建筑在设计时都要考虑到建筑的空间、外观、形态、结构、功能等方面的因素。好的建筑并不只是以外观和形态矗立在人们的视野中,还因有它的结构、室内设计、功能性、美感度等方面的先进设计。所以不管是满足一般需求的一般建筑或是满足特殊需求的高层建筑,在建筑设计方面都得考虑到这些东西。

在建筑防火要求上,一般建筑和高层建筑在设计时都要满足国家规定建筑防火要求。当然高层建筑由于其特殊性,在防火要求上不仅要满足国家规定要求,还得提高防火等级。任何建筑都要适合人类居住,当然人们在居住时也要考虑到建筑的安全性,所以不管是一般建筑还是高层建筑都得按照国家建筑防火要求设计。

1.3高层建筑与一般建筑设计原理的不同点

高层建筑与一般建筑设计原理的不同点主要包括建筑形态、建筑结构等方面。

在建筑形态上,高层建筑形态多样,设计方案多。高层建筑一般处于城市重要地带,在设计形态上,越新颖的形态,越能引起人们的关注,从而提升人们多整座城市的看法。所以高层建筑在设计时不仅要满足建筑的基本功能,还得有必要的创新外形形态。而一般建筑在形态设计时,只需在满足建筑的基本功能后稍加修饰,所以一般建筑的形态趋于简单、单一。

在建筑结构方面,高层建筑高度高,建筑结构必须采用适合的机构方式,例如钢筋混凝土结构、框架结构。由于其高度高,受外界自然环境影响大,所以在结构设计时必须要考虑到建筑的安全性。而一般建筑的结构比较简单,例如有砖木结构、土木结构等。只需满足其安全性。

2、我国高层建筑设计原理值得改善的几点建议

在我国,关于高层建筑设计方面虽然有所发展,但在技术上远落后与发达国家,对此本人对于高层建筑在设计提出几点建议:其一,要控制我国高层建筑高度与数量的建议;其二,关于对高层、超高层建筑消防安全加强防范的建议;其三,对高层建筑设计低级勘察技术标准的设想和建议。

在控制我国高层建筑的高度与数量上。近年来,随着我国经济的发展和城市化的快速进展,我国的高层建筑高度和数量都飞速增长,形成了很多摩天大楼建设的热潮。同时,给我国超高层建筑在建设时也带来很多新的问题。我们在高层建筑设计时必须考虑高层建筑的发展应该与国家经济发展相适应。我们要严格执行各地城市规划,适度的建设高层建筑和逐步地开发地下空间。同时国家应调整对地方政府考核指准,引导社会科学的发展。总之,高层建筑有其好处也有其坏处。

关于对高层、超高层建筑消防安全加强防范的建议。一座座高楼正在我国各地拔地而起,这也给我国消防部门的工作带来了巨大考验。随着我国城市化建设的不断推进,为了节约用地,在我国各地城区不断的出现高层、超高层建筑,而且越来越密集。对此我认为一是要政府和相关部门应该在从此类高层建筑消防事故中吸取其中的教训,尽快的制定和完善国家相关管理规章。二是要增强高层建筑业主的消防安全责任,加强对高层建筑内的消防安全监控。四是建设单位要严格监督建筑防火质量建设,达到设计和规定要求。

关于对高层建筑设计低级勘察技术标准的设想和建议。目前我国还没有任何关于高层建筑地基勘察技术标准的理论文本,对此我觉得高层建筑在地基建设时必须要努力创新勘探技术标准,做好建筑地基的勘探和建设,才能保证后期和整体建筑的质量要求。

3、总结

建筑设计的概念是指建筑物在所建造之前,设计者按照具体的建设任务,把建筑施工相关方面列出解决问题的办法、方案,并用图纸和文件把相关方面表达出来。所以不管是高层建筑设计还是一般建筑设计都有其相关设计原理。随着建筑行业在我国的迅猛发展,关于建筑问题,也引起了很多学者的关注。人们不紧更加了解了建筑的性质,也对建筑专业知识做出了更深的了解和掌握。随着建筑形态的多样,高层建筑越来越多,与一般建筑的有一定区别也需要我们分析其异同点。本文从多方面论述了高层建筑与一般建筑设计原理的异同。从建筑概论、建筑设计、建筑形态、建筑形式、建筑环境、建筑设备学概论等多方面分析了高层建筑与一般建筑设计原理的异同。还对高层建筑设计做出了一定的建议。

[参考文献]

[1]邢双军,建筑设计原理[M],机械工业出版社,2008,03.

高层建筑结构设计原理范文2

1高层建筑设计分析

(1)高层建筑的发展概况。

19世纪末期,有了实际意义上的高层建筑。最早的高层建筑同时也是由钢框架与钢筋混泥土构成的;到了20实际50年代之后,由轻质材料所修建的高层建筑逐渐发展,并在实际应用中取得成功。钢结构具有强度高、自重轻的特点,能够很好的适应对高层建筑荷载能力的要求。在目前的发展中,高层建筑由于其自身发展的优势,也使得钢筋混泥土所构成的结构更加稳定。

(2)高层建筑设计原则。

高层建筑的设计原则遵循合理性与规范性的原则,其合理性要求在设计简图的时候,保证高层建筑的设计结构更加的合理,并且能够适用于高层建筑的安全性要求。通过对实地进行考察,分析出适合的结构方案,合理的建筑结构需要其在实际中发挥作用。通过对实地的数据的考察,可以发现,选择适合的计算公式与设计的方案,可以使得设计的过程更为合理。正确的分析计算的结果,也可以使得设计能够更加精准。在高层建筑中,通过对不同计算软件的使用,得到的计算结果大不相同。所以这就要求高层建筑的设计构成能够更加稳定,在计算机使用的过程中,由于软件设计的缺陷和程序设计的漏洞,所以在设计的过程中,一定要通过计算器来辅助运算,使得计算与运行的结果更为合理。高层建筑在设计时,也要遵循规范性的要求。这需要保证设计过程的规范性,保证设计规范性要求能够达到标准,需要对计算公式进行正确的选择,重视实际操作过程。在对实地操作中的问题进行合理的估计,高层建筑设计结构在很多方面都需要对计算的结果进行更为精准的估计,这需要对计算的精准操作与设计。

(3)高层建筑设计方法。

高层建筑在设计的过程中,往往会面临很多的问题,如设计指标的延展性,这需要考虑到实际施工的要求。同时,对于轴对称的结构需要,也使得建筑结构更需要考虑变形的问题。实际施工中,高层建筑往往会存在竖向上的结构过重的问题,这主要存在于对大支座的弯曲超过数值的问题,或者是连续减小的中间支座的负弯曲数值。而这些存在于实际施工的过程中的问题,往往会对建筑结构产生较大的影响,因此需要通过计算,对实际的测算结构进行处理。结构延展性的处理上,高层建筑需要更为柔和的建筑结构,以保证其抗震需求,同时也可以保证其在实际使用中由于变形而产生的压力,使得其建筑结构更为稳定。

2高层建筑的设计

(1)高层建筑设计内涵。

高层建筑要增加在设计方面的延展性,同时增加其稳固性能。高层建筑在发展方面,要逐步提高其在设计上的安全性能。目前由于城市人口的急速增加,使得高层建筑的建筑需求在不断的扩大,高层建筑需要在设计上更为合理。通过对高层建筑在计算机辅助结构上的适用,能够使建筑结构工程更为稳定,在其后续的审查工作中,也能够做出慎重的审查,并判断出其需要改进的建筑结构。其安全性表现在防范措施的合理处理。从目前建筑的设计来看,其防范措施的进一步优化设计还有待于改善,由于各类建筑对高层空间设计,而调整或压缩安全保障的空间。客观上来说,这是极为严重的违规行为,对于建筑本身的空间破坏,也带来了建筑安全和楼层本身的安全性问题,故此,在高层设计方面除了要考虑到空间和外观整体性外,安全问题要放在设计过程的首要。对于高层建筑外,以现有设施与设备,发生火灾或其他安全问题,其救援难度是相当大的,现实原因在设计过程中要加以充分的肯定。

(2)高层建筑的设计特点。

在高层建筑的设计方面,需要实际考量的是其水平承压能力与竖向的负载能力。一般低层建筑在设计中,往往由于其楼层低矮,竖向的压力较小,水平的荷载量往往也较少,在实际设计的过程中,不需要太多的考虑抗压的问题,高层建筑除了考虑抗压的问题以外,同时还需要考虑其竖向的附加压力,由于高层建筑的楼层高,因此在设计高层建筑中,要产生足够强的附加压力,除了强度需要,同时还要求结构有适合的刚度,使得水平的荷载量能够达到固定的需要。

3高层建筑未来发展前景

(1)应用分析。

高层建筑需要在实际的结构上有所改进,对于材料的需要将是使高层建筑结构更加稳定、性能更加完善的重要条件,实际使用中,大部分高层建筑在实际施工中都采用混凝土与钢筋的材料,混凝土具有高强度与良好的韧性的特点,这就能够满足高层建筑在抗震与减震上的需要。同时,其能够有效的减轻自重,保证在竖向上的承压能力有所减轻。高层建筑在轻骨材料上的应用,可以减轻自重,并有效的提高高层建筑的稳定性要求,这样的材料有:纤维混凝土、聚合物混凝土、预应力混凝土等等,高性能混凝土的开发与利用,必将为高层建筑的设计带来重大的影响。因此,在实际使用的过程中,要改善钢材的强度,同时也要保证新型耐火耐候钢的研发对实际的使用效率。提高建筑结构的稳定性与延展性。

(2)发展趋势。

在未来的高层建筑的发展中,要考虑到高层建筑的新型发展方向,更加关注人的需要,提高高层建筑的人文性、生态性与智能型,关注住宅的实际需要,保证生态功能的稳定性能。在未来社会不断的发展与变迁之中,对高层建筑的实际需要将会不断的提高其要求。同时,对建筑结构的设计也会更加的时尚,并更加的人性化。现代建筑结构,应该呈现多样化的发展需要,建筑结构的形体的设计与结构的需要将会更加的复杂,并不断的趋向立体化。此外,由于在经过科学计算下设计出来的混合结构的高层建筑具有性能优良、经济合理,且很容易就满足了高层建筑的侧向刚度需求,故而其成为建造出比钢筋混凝土更高建筑的重要保障,可见,随着人类社会的不断发展,未来混合结构成为了合理、可行的设计方案。

4结束语

高层建筑结构设计原理范文3

【关键词】抗震理念;高层建筑;结构设计;应用

引言

一、抗震理念设计的理论概述

(一)抗震理念设计的概念

抗震理念设计是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑结构总体布置,并确定细部构造的过程,概念设计指的是在不经过计算的基础上,由工程师基于设计理论基础和施工经验进行设计,并对当前的设计方案和设计概念进行评估,从而评估出符合抗震需求的设计方案。它包括分析、综合和评价三个步骤。

(二)抗震理念设计在高层建筑结构设计中的作用

高层建筑结构设计是一个复杂的过程,人们对地震时的结构认识存在局限,再加上材料性能和施工安装的变易性、模拟地震波的模糊性等因素的影响,进一步增加了高层建筑结构的不稳定性,因此,高层建筑结构设计应该重视抗震概念设计。在依据数值计算的基础上增加实践经验元素,有时甚至比分析计算更重要,抗震设计理念的应用,可以很好地满足能居民对建筑物安全性能的实际需要。高层建筑结构设计中抗震概念设计的利用必须引起高层建筑结构工程设计师的广泛重视,使其严格遵守抗震概念设计中的相关规定,摆脱传统的结构设计中只重视计算结果的误区,按照结构设计计算原则,再结合地区的抗震规范,最终保证高层建筑结构的抗震性能,保障居民的人身财产安全。

(三)抗震理念设计的基本原则

1、结构的整体性

在高层建筑结构中,楼盖的整体性对高层建筑结构的整体性作用非常重要,相当于水平隔板,具有聚集和传递惯性力至各个竖向抗侧力子结构的作用,因此,这些子结构必须具备很强的抗震能力。当竖向抗侧力子结构分布不均匀、结构布置复杂以及抗侧力子结构的水平变形特征存在差异时,整个高层建筑就依靠楼盖使抗侧力子结构进行协同工作。

2、结构的简单性

结构的简单性指的是结构在地震作用下具有明确、直接的传力途径。在高层建筑抗震设计规范中明确规定“结构体系应该有明确的计算简图与合理的地震作用传递途径”,只有结构简单,才能对结构的位移、内力以及模型进行准确分析,把握高层建筑抗震的薄弱环节,及时采取相应的措施,避免其出现。

3、结构的刚度

在地震作用下,结构的刚度和抗震能力大小是双向的,确定结构的刚度,然后合理的布置结构,能够抵抗任意方向上的地震作用。通常状况下,地结构沿着平面上两个主轴方向都应该具有足够的刚度与抗震能力,不仅仅要控制结构变形,还要尽可能降低地震作用对高层建筑结构的冲击。避免结构发生较大变形时产生重力二阶效应,导致结构失衡而被破坏,进而导致高层建筑的抗震性大打折扣。

4、结构的规则性与均匀性

高层建筑的竖向和立面的剖面布置应该规则,结构侧向刚度的变化应该均匀,以免传力途径、侧向刚度以及抗侧力结构承载力的突变,防止结构在竖向上的某一楼或少数楼层之间出现薄弱环节。

二、抗震理念在高层建筑结构设计中的应用

(一)抗震理念设计在结构体系上的应用

高层建筑抗震结构体系是抗震概念设计的关键,抗震概念设计在结构体系上的应用,应依据高层建筑物的高度以及抗震等级选择合适的抗侧力体系,通过概念近似计算,确定结构设计方案的可行性以及主要构件的基本尺寸。为了保证建筑抗震概念设计的经济性与安全性,应该注意以下三个方面:其一,选择建筑结构体系时,对部分结构或者部分构件的破坏而导致整体建筑结构体系丧失对抗震能力或者重力荷载的承载能力坚持抗震设计原则中的赘余度功能和内力重分配功能;其二,选择建筑结构体系时,不仅应该要求建筑体系的受力明确、传力合理以及传力路线,还应有合理的地震作用传递途径和明确的计算简图,符合不间断的抗震分析;其三,鉴于结构体系的变形能力取决于组成结构的构件和连接的延性水平,延性是建筑结构设计的重要指标,提高延性水平,可以通过采用竖向和水平向混凝土构件来实现,增强对砌体结构的约束,即使地震中,配筋砌体开裂也不会倒塌或散落,保证高层建筑不至于丧失的重力荷载能力。

(二)抗震理念设计在结构构件上的应用

高层建筑抗震的实现需要各个构件的支撑,因此,抗震结构体系中的各个构件都必须具有一定的刚度与强度,并且还应该具有可靠的连接性。高层建筑的结构体系是一个多层次超静定结构,因此其抗震结构也应该设置多道抗震防线,这样在地震作用下,即使一部分构件先被破坏,剩余的构件依然具备支撑的作用,形成独立的抗震结构,承受地震力与竖向荷载。因此,合理地预见高层建筑结构先屈服或者破坏的位置,适当调整构件的强弱关系,形成多道抗震防线,实现对高层建筑结构体系的合理控制,是结构抗震耗能的有效措施之一,更是建筑抗震结构概念设计的重要内容。

总结

高层建筑具有层数多、体量大、工期长等特点,因此,结构设计较为复杂,抗震理念的应用更是加大了设计的难度,作为高层建筑结构设计中的重要组成部分,高层建筑结构设计应合理科学,可以有效提高高层建筑的抗震性。因此,相关设计人员应该熟练掌握设计的相关概念和知识,灵活运用抗震概念设计,全面考虑各项因素,保证高层建筑工程的质量和安全系数,尽量为我国设计出更多的精品建筑。

参考文献:

[1]华颖. 抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J]. 中华民居(下旬刊),2013,06:27-28.

[2]周定前. 抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J]. 中华民居(下旬刊),2013,05:64-65.

[3]刘华新,孙志屏,孙荣书. 抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J]. 辽宁工程技术大学学报,2007,02:222-224.

高层建筑结构设计原理范文4

【关键词】结构特点;结构设计;对策研究

1. 建筑结构设计概述

建筑结构设计是指针对建筑工程的各个结构,通过比选、规划和具体描述等手段,表明建筑结构设计师设计意图的过程。结构设计在原则上,要以充分实现建筑设计方案和满足建筑实用功能为前提,在严格的设计规范指导下,以建筑安全为前提,在实施过程中采取有效措施,优化设计结构造价,最终把业主的要求及设计师的构想变为施工图纸,用来指导建筑项目的施工过程。

2.高层建筑结构的特点

高层建筑结构具有与一般的建筑结构不同的特点,它同时承受着水平荷载和垂直荷载,其中水平荷载是由外界的风力所产生的,垂直荷载是由于建筑物高度所引起的,此外,高层建筑结构设计对抗震能力也有相应的要求。通常情况下,低层建筑结构受到的水平荷载比较小,垂荷载也比较小。但是,在高层建筑中,外界地震和外风力会对高层建筑产生相当大的影响,并且是对高层建筑荷载的主要因素。随着建筑物高度的不断增加,高层建筑的位移较快的增长。但是,高层建筑过大的侧移不仅会影响人的舒适度,还会对建筑物的使用产生影响,此外,过大的侧移还会损害建筑物的结构构件和非结构构件。有鉴于此,在进行高层建筑结构设计的时候,必须将侧移控制在合理的范围之内,使建筑物不会影响人的舒适度,不会影响建筑物的使用。因此,可以说,在高层建筑结构设计中,其核心是抗侧力结构的设计。

(1)结构延性是重要设计指标:高楼层因为其独特的特性在很多方面都比低层楼房有优势,其最显著的特点就是高层楼房拥有较好的柔韧性,会导致楼层容易变形。所以,在设计的时候需要针对这钟情况采取专门的措施进行防护。

(2)轴向变形不容忽略:在建造高层楼房是利用剪力墙结构,最终建成的建筑中心轴所受的压力都会比四周支柱所受的压力要大。因此中轴比四周的支柱更容易产生变形,在这样的情况下容易因为中轴所受的压力过大而出现坍塌的现象。如果设计不够合理还会对建筑构件的下料长度等产生非常大的影响。轴向变形还能造成构件剪力受到影响,这样会大大的加剧建筑物的不安全性。

(3)水平荷载成为决定因素:高层楼房建造在设计中要考虑竖向荷载的同时还需考虑建筑水平荷载的能力,这点对于高层楼房建造影响至关重要。水平荷载产生如此重要的影响主要有几点原因:首先在设计时只考虑竖向荷载,那相关联的数据和设计高度成一次方关系,但要做到水平荷载和相关的数据能够保证和高度成二次方关系;其次就是建筑物设计时竖向荷载是相对固定的,水平荷载却有很多影响的因素,所以在设计的时候还要考虑地震等因素对建筑物造成破坏。

3.高层建筑结构设计的原则

(1)选择合理的计算简图。

在计算简图的基础上,对高层建筑结构设计进行计算,如果计算简图的选择不合理,会造成结构不合理,容易出现由于结构不合理而发生安全事故。所以,要保证建筑结构设计的安全,必须选择合理的计算简图,此外,为了保证计算简图的安全,在实践中,我们需要采取相应的构造方法。在实际的结构设计中,其结构节点不仅仅局限于钢节点或者饺节点,尽量减小误差,将计算简图尽量控制在规范的规定之内。

(2)选择合理的基础设计。

在进行基础设计选择的时候,需要按照高层建筑的地质条件进行。并且,对高层建筑上部的结构类型与荷载分布进行综合分析,同时对施工条件以及相邻建筑物的影响进行全面的考虑,在综合分析和考虑的基础上选择科学合理的基础方案。需要注意的是,基础方案的选择需要使地基的潜力能够得到最大的发挥,如如果必要的话,可以对地基变形进行检测。

(3)选择合理的结构方案。

合理的结构方案必须满足高层建筑设计的结构形式和结构体系的要求,并尽量经济合理,以最少的花费获得最佳的结构设计方案。受力在明确、传力简单是结构体系的基本要求,在相同的结构单元中,应该选择相同的结构体系。选择合理的结构方案的时候,需要分析地理条件、工程设计需求、施工条件、施工材料等等,在对这些指标进行综合分析的基础上进行结构选择,以确定最佳的结构方案。

4.高层建筑施工要求

(1)高层建筑对设计及施工技术的要求

高层建筑的设计对施工的开展具有十分重要的作用,设计质量直接关系到施工的开展。因此在设计过程当中应该遵守完整性原则,设计单位要对地质勘探资料进行详细研究,全面掌握建筑材料性能,组成技术过硬的设计队伍,制订科学的设计方案,保证图纸设计内容的完整性,保证超高层建筑设计中的相关细节都能够在设计当中得到体现。同时,也要充分体现施工设计图的系统性、协调性和有效性。优质的施工技术是保证高层建筑顺利施工的重要因素之一,为了顺利完成高层建筑的施工任务,应对建筑全盘和施工各阶段进行技术管理,依据设计和施工规范,科学地组织各阶段的施工。在高层建筑施工中测量工作显得更为重要,测量工作是建筑产品基础性工作的重要保证。为了确保高层建筑的工程质量和工期要求,应在工艺和施工上提前制订好完整的技术方案。

(2)高层建筑施工管理要求

进度控制,结合高层建筑规模大、基础深、层数高和间距较密的特点做好计划管理能更有效地推进高层项目的顺利施工。质量管理,质量管理是为了保证和提高产品质量所进行的计划、组织、协调、控制等各项工作的总称。材料管理,所有进场材料及时验收,经项目部技术员、材料员共同检查验收,严格控制,保证所有进场材料数量足、质量好。

(3)高层建筑施工安全要求

高层建筑作业是危险源较多、风险较大的工序,做好高处作业的安全防护工作及安全管理、安全监护工作极为重要。高处作业应结合工程特点,以及在建工程周边的环境,制订相应的安全防护措施,并严格执行。

5.高层建筑结构设计的问题与对策

(1)超高问题。由于高层建筑抗震的实际需要,建筑规范对建筑物的高度有严格的规定,在建筑物高度的设计都要满足抗震的实际需要。关于建筑物的超高问题,原来把限制的高度规定为 A 级高度,随着新规范的改进,对超高的规定变得越来越详细,新规范不仅规定了限制高度为 A 级高度,并且对此进行了进一步的细化,增加了 B 级高度。这样的规定更加明细,使得高层建筑结构处理设计方法和措施都有了进一步的改进。在建筑高层设计的实践中,如果忽视建筑结构类似的改变,对高层建筑超高问题不引起足够的重视,在施工图纸审核的时候,发现问题,并重新组织对建筑物进行审计或者召开专家会议进行重新论证,必然会对整个建筑造价和施工进度产生不利的影响。

(2)高层建筑结构的规则性问题。在高层建筑的新的建筑规范中,对高层建筑结构的规则性问题作了很多的限制,例如:对结构嵌固端上层和下层的刚度比进行了规定,对平面规则性进行了规定,等等。此外,在新规范中,还明确规定了高层建筑不能采用严重不规则的设计方案。所以,为了使工程建设按照设计依次进行下去,避免在施工后期对结构设计进行改动,在高层建筑结构设计中,必须严格按照规范的限制条件进行。

6.结束语

总而言之,高层建筑结构设计是一项技术性的工作,综合性很强,它对建筑设计具有十分重要的指导意义。随着建筑行业的不断发展和进步,高层建筑也在日新月异的发展,对结构设计的要求也越来越高。文章以高层建筑结构设计为中心话题,探讨分析了高层建筑结构的特点、高层建筑结构设计的原则、高层建筑结构设计的问题与对策,希望能够引起人们对这一问题的进一步关注,能够对实践起到指导作用。

参考文献:

[1]赵静. 建筑结构工程超限设计可行性分析[J]. 广东科技. 2013(06)

[2]高文君. 高层建筑结构力学分析方法探析[J]. 黑龙江科技信息. 2013(06)

高层建筑结构设计原理范文5

关键词:高层居民建筑;短肢结构Γ唤峁股杓埔点

建筑行业在不断发展,这是时展的要求,现在很多的建筑都是高层建筑,高层建筑结构在建筑中的应用是十分广泛的,短肢结构墙是高层建筑的核心结构,受到人们的生活需要的影响,建筑设计人员将建筑的空间增大,设计出了短肢结构墙,这样建筑物的安全性更好,建筑物的空间格局设计比较合理,一定要注意高层建筑短肢结构墙的设计,建筑行业的发展将会更好。

1 短肢结构墙的阐述

在城市现代化进程发展迅速的今天,鉴于人们对居民建筑的要求越来越高,建筑设计师根据居民原有的结构墙,结合居民的空间需要,在原有架构墙的基础上,设计出断肢架构墙的设计。高层居民建筑断肢结构墙的结构设计不但保障了居民建筑的安全性、合理性并且对建筑空间进行了合理的规划,目前,深受居民以及房地产开发商的欢迎。在高层居民建筑中,断肢结构墙的结构对于建筑的位移以及强度都有一定的保障。可见,在进行居民建筑中,断肢结构墙的架构设计百利而无一害。

短肢结构墙在高层建筑中是经常被使用的,具体包括以下几个方面:(1)短肢结构墙的截面高度与截面的厚度的比例要保持在6:8左右。这样的比例才符合建筑短肢结构墙的基本构造,才能够满足人们对空间的需求。(2)高层建筑结构不应该都是短肢结构,应该将一般结构与短肢结构结合,这样的建筑空间才是合理的。(3)结构墙在建造的时候一定要注意建筑物的水平力,一定要保持均衡,这样的建筑物才能够建筑的更加合理。

高层建筑短肢结构墙的建造一定要满足一下条件才可以进行建造:一定要注意高层建筑短肢结构墙的抗震能力,在底部抗震能力的设计中,应该使第一振型底部的抗震能力达到建筑物总抗震能力的一半,因为建筑物中墙体是建筑物的主题,一定要注意对墙体的设计,短肢结构的下限方面在设计的时候一定要仔细观察,如果短肢墙在整个建筑结构中占的比例较少,整个墙体的设计应该按照一般性建筑墙体结构设计,如果建筑中仅存在几个小墙肢,也应该按照一般高层建筑结构来设计,这样的建筑结构才是合理的,能够合理利用建筑材料,保证建筑施工的质量,合理利用建筑空间。

2 短肢结构墙的设计

在高层建筑结构的设计中,如果存在短肢结构墙的建筑结构,就要按照短肢结构墙的设计理念来设计,要合理利用空间,在短肢结构墙的设计中,还要将长肢结构墙也设计在里面,如果建筑建构墙的设计中没有长肢结构墙,整个建筑空间就无法达到使用的最大化,这样就无法体现短肢结构墙的作用,短肢结构墙的建筑也就失去了意义。在建筑中短肢结构墙是按照异形柱设计的,异形柱短肢结构墙的设计特征就是剪框,剪框结构要进行具体的计算和测量才能够知道具体建筑物中短肢结构墙的标准,才能够确定短肢结构墙的具体参数。

短肢结构墙的施工主要是在居民居住房间的间隔墙的交界处,因为交接出的设计直接关系到空间的利用状况,能够给人们一种美的视觉享受。在建造的过程中具置的规划是建立竖向构件这样才能够最大化的发挥短肢建筑墙的功能,短肢建筑结构墙的数量要根据建筑结构的抗侧力决定。短肢墙的的数量过多,会使建筑结构呈现刚性,如果短肢墙的数量过少,就会导致建筑结构呈现柔性,只有建筑结构呈现均衡,才能够使建筑结构的质心和刚心统一,在发生地震的时候才不会产生变形。当高层居民建筑的造型不规则,水平荷载较大时,短肢结构墙应布置在建筑结构的边缘处和平面以外的各个角点处.以此来加强建筑结构的整体性,使结构平面的刚度符合要求。在设计中,为了使各间隔墙表面没有墙肢凸出,墙肢的厚度应合适。同时,应根据高层居民建筑平面抗侧刚度的要求,在建筑结构中设计合适的中心剪力墙,利用主要的抗侧力构件来满足对于强度、刚度的需要。

3 短肢结构强结构设计中需注意的事项

3.1 控制短肢墙的轴压比

对于高层居民建筑中的短肢结构墙,对于其轴压比应严格控制,特别是端柱、无翼缘的一字型短肢结构墙。在我国目前的建筑设计中,当短肢结构墙负荷压弯作用时,如果是小偏压,短肢结构墙有较差的延性。在大偏压时,如果是作用较大的轴压,使混凝土受压的区域边缘具有很高的应力。若混凝土的约束力较弱,就会使混凝土不能承受其应力,出现混凝土裂缝的现象,从而使结构的承载力减弱。因此,为了确保短肢结构墙的延性,设计时应对短肢结构墙的轴压比进行严格地控制。

3.2 注重提升短肢结构墙抗震性能

在建筑结构中,建筑的角点处、外边缘处的短肢结构墙具有较弱的抗震能力,在地震时会出现最先的破坏。当高层短肢结构轻结构发生变形时,就会加剧结构墙原有的变形,使墙肢出现裂缝。在设计时,对于短肢结构墙的这个性能应采取合理的措施进行防范,例如,减少建筑角点处的短肢结构墙的轴压比,对箍筋的配筋率进行增大,合理地加强小墙肢的抗震能力,使建筑结构实用、安全。

3.3 对短肢结构墙结构内梁的属性进行正确的判定

由于建筑结构的整体抗侧移刚度受连梁刚度的影响,所以,对于梁的配筋,截面的选择、设计都应准确合理,以此提高建筑结构的抗震能力。在高层建筑居民建筑短肢结构墙结构的设计中,可相对减少墙肢的刚度,确保梁截面符合设计要求,确保结构的安全。

在短肢结构墙的墙梁设计过程中,假如墙开洞时墙梁的跨高比小于五,应该依据梁的实行对梁进行设计。在墙梁跨高比大于五的情况下,应该依据框架梁进行设计。因为高层家主结构的整个刚度以及抗侧度都是受到短肢墙墙梁的刚度影响的,因此,有关短肢墙梁的截面选择、梁的配筋以及设计都必须科学合理。在高层居建筑短肢结构墙的结构设计中,建筑设计师可以对短肢墙的刚度进行适当的减少,使短肢墙的设计符合梁截面的要求,以保障短肢结构墙结构的稳定性与安全性。

4 结论

建筑行业的发展是非常快的,现在很多的建筑技术都在不断进步,有很多的建筑结构出现,短肢结构就是其中的一种建筑结构,短肢结构墙的设计可以让建筑物的空间得到最大程度的利用,是非常实用的建筑结构,在墙体的连接处是经常使用的,因此,一定要重视高层建筑短肢墙的设计,为建筑事业的发展做出贡献。

参考文献

高层建筑结构设计原理范文6

【关键词】施工技术;质量控制;竣工验收

引 言

高层钢结构一般是指六层以上,主要采用型钢、钢板连接或焊接成构件,再经连接、焊接而成的结构体系。高层钢结构常用钢框架结构、钢框架——混凝土核心筒结构形式。后者在现代高层、超高层钢结构中应用较为广泛,事实上,它属于钢——混凝土混合的结构。钢筋混凝土在高层建筑中由于自身重量过大,梁柱占用的面积比率也大,因此高层建筑中采用钢筋混凝土结构经常受到很多质疑;同时强度较高的钢材也顺应出现,在高层建筑中采用一部分钢结构或全部运用钢结构的理论设计同步前进。伴随冶炼、制造技术的高速发展,为高层钢结构工程在工程领域的应用带来了新的生机:伴随着高层建筑工程建设的不断增加,继而又推动了高层钢结构设计、施工中的焊接、安装技术的不断提高。下文对高层钢结构施工中焊接技术进行简要总结。

1、高层钢结构施工前需要的准备工作

1.1高层钢结构体系的体系类型

中国对高层及超高层建筑的体系的划分,在《建筑设计规范》、《建筑抗震设计规范》、《建筑防火设计规范》无统一的规定,通常情况下认为建筑高度超过24以上为高层建筑,建筑高度超过60米以上为超高层建筑。

从建筑物结构设计角度上看,根据建筑物使用功能要求、建筑物高度不同、场地抗震设防烈度以满足经济、合理、安全、可靠的设计原则,应选择相适应的结构体系。通常分为:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系六大类。通常高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构外,有时还采用型钢混凝土结构、钢管混凝土结构,全钢结构。

1.2高层钢结构体系施工前应做好准备工作

开工前必须做好高层钢结构体系施工前的图纸会审工作,图纸是工程施工的重要依据,工程开工前工程建设单位应组织设计单位、施工单位、项目监理机构、图纸评审专家小组一起工程图纸,对图纸设计要求不明确的地方进行研究讨论,提出相关问题,由设计单位进行解决。图纸会审通过后,监理公司必须组织所有监理人员对工程相关规范标准、工艺技术,准确掌握设计意图。并组织施工单位现场从事专业技术的人员对图纸进行设计交底,检查出施工图纸中的不合理之处,一定将问题在开工前解决,避免因图纸问题对施工的质量、进度等产生影响。

2、高层钢结构塔吊的选型与合理布置

对于高层钢结构的施工,塔吊是最具核心的设备,因此塔吊的选择与布置要依据周边建筑物高度、现场条件、钢结构的重量等因素进行综合考虑,必须确保塔吊在施工过程中装拆的安全可靠性。塔吊选择宜优先考虑内爬式塔吊,该类型塔吊不需要对楼层加固,在起重机布设位置上的自由度较大,并且在进行高层建筑钢结构的吊装施工时对塔吊起重能力和幅度要求不苛刻。

3、高层钢结构选材筛选

钢结构的最大缺点是导热系数大,耐火性能差。原材料进场前必须严格控制原材料的选购。原材料中钢筋的质量文件应齐全有效、检验结果要符合规范和设计要求。

4、高层钢结构现场制作与安装施工要求

多层及高层钢结构的制作和安装应按照施工图进行,并应遵守《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-95、《高层建筑钢结构设计与施工规程》JGJ99-98及其他有关规范和规程的规定。制作和安装的施工单位在开工前必须编制施工组织设计和工艺流程,施工过程中必须严格按照规定的要求组织施工。

高层钢结构制作与安装的一般要求

多层及高层钢结构制作和安装工作,必须在具有多层及高层钢结构吊装和制作的责任工程师和责任工艺师的指导下进行。对参加制作和安装的人员,必须进行各项专业培训,经培训达到要求者方能进行操作。施工详图编制后,应提交原设计工程师负责审批,或由合同文件中明确规定的监理工程师审批。由于材料代用、工艺或其它原因需修改施工图时,必须向原设计单位申报,经同意并签署文件后,修改图才能生效。构造复杂的构件制作时,应充分考虑各方面因素的影响,必要时要进行工艺性试验。多层及高层钢结构安装前,必须对构件进行详细检查,构件外形尺寸,螺孔位置及直径,连接件位置及角度,焊缝、栓钉、高强度螺栓节点,摩擦面加工质量等均应达到施工图的技术要求。

5、高层钢结构安装工程竣工验收资料

多层及高层钢结构安装工程竣工验收应提交下列文件:钢结构施工图,设计更改文件,并在施工图中注明修改部位;钢结构制造合格证;安装用材料的质量证明文件;测量检查记录,焊缝质量检查记录,高强度螺栓安装质量检查记录,栓钉焊质量检查记录;各种试验报告技术资料;隐蔽工程分段验收记录;安装过程中建设单位、设计单位、构件制造厂、钢结构安装单位达成的各种技术文件。

6、结语

钢结构住宅是今后发展的一个重要方向,但钢结构仅仅是建筑中承重体系、服务部分,它不是建筑使用中的主要成分,钢结构住宅设计首先要遵循住宅建筑设计的一般原则,然后才是发挥钢结构的优势,单纯突出钢结构而不考虑生活的舒适性、不能满足人文要求的钢结构住宅项目是没有市场的。如果说钢筋混凝土结构的发展使施工从手工进入了机械化,那么钢结构的应用就将使住宅施工实现现代化,钢结构住宅将成为建筑现代化发展的一个重要标志。“钢结构是环保住宅,钢结构符合可持续发展概念”——21世纪钢结构将占领广阔的建筑市场。在我国目前大力推广住宅产业化的时代背景下,我们相信钢结构体系终将成为住宅结构体系的主流。

参考文献

[1]杨鹏宇.钢结构高强螺栓连接施工.山西:山西建筑出版社,2006,32(16):140-141.

[2]郝燕春.大型钢网架安装技术.山西:山西建筑,2007,33(10):195-196.

[3]魏明钟.钢结构.武汉:武汉工业大学出版社,2002.11-13.

[4]沈祖炎.钢结构基本原理.北京:中国建筑工业出版社,2004.189-191.

[5]JGB-50017,钢结构设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2004.121-123.

高层建筑结构设计原理范文7

【关键词】住宅,结构设计,问题,处理

前 言:对于现代城市建设来说,其发展进程较快,在一定程度上来说,缓解了我国人口巨大带来的压力,因此,可以说:快速的城市建设能够为我国人民的和谐带来积极效益。从另一角度来看,由于城市建设的速度发展过快,在一定限度上,城市建设的各项技能发展没有充足的时间来完善自身,这就导致了现代高层建筑的结构和设计中出现了较多的问题,比如在高层建筑的结构设计中防震设计的缺失;设计师在进行结构设计中缺乏考虑等。

1高层建筑结构设计阐释

1.1框架结构体系

我国的高层建筑中运用的最为常见的结构体系为:框架结构体系。框架结构是由不同材料的建筑构件相互连接构成承重负荷体系的框架建筑结构,一般由梁柱来承担负荷,以此来为高层建筑构建起一个具备有分割维护的功能的框架结构体系。而此类型的结构体系较为灵活轻便,适用于简易工程中。

1.2剪力墙结构体系

剪力墙结构则是高层建筑结构设计中应用较为广泛的一类。剪力墙结构指的是用钢筋混凝土墙体承担起整个建筑的重力,以此来对高层建筑结构的水平应力进有效控制。这类型的高层建筑结构体系具备有较强的承载力,因此整体稳定性较好,对于地震等地质灾害具备有较好的抵制性。

1.3筒体结构体系

筒体结构体系中,筒体是一种空间的受力构件,可以将其分为实腹筒和空腹筒两大类别。其中,实腹筒结构体系指的是:由平而或者是曲而墙围成的二维竖向结构单体,而空腹筒则为:密排柱以及窗裙梁或是混凝土外墙、开孔钢筋等形式的单件来组合成的空间受力构件。由此可以看出,筒体结构体系具备有很大的强度和刚度,因此整体筒体体系中的各个单件,都有着较强的抗打击能力,对于地震以及台风等性质的自然灾害有着极强的承受力。

2现阶段中高层住宅建筑结构设计中存在的问题

2.1设计因素考虑的不周全

高层建筑的整体质量,在一定程度上来讲,是由其结构设计决定的,因此为了进一步确保高层建筑的质量,就需要完善其结构设计。但是,在现阶段中,我国的高层建筑结构设计中,对于影响结构设计的诸多因素考量不周全。在对高层建筑的结构进行设计前,部分的建筑企业对于设计前的调查工作不够重视,仅仅是进行简单的观测、预估等活动,对于当地的地质构造、地形地貌以及其他因素都未进行检测。此外,我国高层建筑在实际是多数采用了异形结构。但是我国高层建筑发展到现今,在异形柱节点承受力、受剪承受力与结构延性等方面相较国外同行缺乏一定的经验,这就致使我国的高层建筑在后期投入使用中,会出现整体构造不合理、房屋的不规则化等问题。

2.2结构防震的概念设计不足

在最近几年中,我国西部部分地区地震状况较为频繁,在地震中,丧失了许多的财产,人民生命财产、物质财产等。因此,我国政府在近几年中,对于建筑行业的抗震要求较为严格。但是在实际市场中,诸多的建筑企业为了建筑的美观,以吸引更多的消费者,采用一些不利于结构设计的方案。在建筑方案设计时,我们的建筑师为了得到建筑企业的青睐,往往把结构放在从属地位,并要求结构必须服从建筑,一切以建筑队为先导,这一观念分割了科学的完整性,忽略了基本的力学规律,片面地追求建筑与技术与建筑艺术的结合和最大满足使用功能的要求,这样往往给某些建筑工程质量带来了质量隐患和不安全因素。由此可见,在高层建筑的结构设计中,建筑与结构的的协调统一是重中之重的事情。

2.3高层建筑数量、速度不合理的增长

我国经济水平的不断提高,人民的生活质量也在不断优化,因此人们对于生活的追求也就逐步的加大,这就导致更多的人们趋向于高层建筑的购买。这样的市场环境,就诱导着诸多的建筑企业在短时间进行大量的高层建筑群的建造,以期在激烈的市场竞争中获得一席之地。在建筑企业盲目地追求建造速度的时候,给予我们设计师的时间往往很短,设计师疲于应付进度,而对结构本身的思考会减少,短时间内出图质量不容乐观,容易在高层建筑的结构设计中出现一些隐患:比如高层建筑的组成部件体积大、质量较大,主要的承重柱和承重墙的数量与分布却较为不均衡,增大了结构的不安全性。除此之外,部分的建筑企业为了吸引更多的人来购买高层建筑,往往会在结构设计中更加的贴合消费者需求,对于结构设计的原则性需求就会忽视。因此可以说,建筑企业过度强调效率,给予结构设计师时间过少,也是其结构设计不合理的因素之一。

3对于高层住宅结构设计的优化措施

3.1对于高层建筑结构设计遵照设计原则

在对高层建筑的结构和设计进行优化时,最为重要的一项就是坚持设计原则,高层建筑的结构设计原则包括:科学原则、实用原则以及安全原则。科学原则:指的是在进行高层建筑的结构设计中,需要利用先进的建筑施工设计技术,并且保持有一个科学严谨的设计态度,此外还需要进行科学性的统计和分析,得出最为完善的结构设计方案。实用原则:指的是在对高层建筑的结构设计时,不仅仅要考虑到高层建筑的美观需求,还需要考量其自身的使用功能,及其他设备的配置,以此来实现建筑的经济合理性与高效实用性。安全原则:现代的高层建筑结构设计时,需要对所需的建筑材料等物质进行安全性的质量监测,以此来确保高层建筑的质量获得保障,该要注意加强构造连接,从而保证高层建筑的延性刚度及承载力。

3.2加强高层建筑的抗震性设计

近几年中,我国的地质结构较为活跃,因此西部部分地区都处于一个地震活跃的阶段,对于高层建筑的安全性质来说,无疑是一个巨大的挑战,对于高层建筑的抗震性就要求越来越严格。首先,在进性高层建筑的设计中,要进行抗震设计的计算设计和概念设计,先对需要建造的高层建筑进行假想性的计算,然后对其地质构造以及地形地貌等进行分析,再加上发生地震时情况较为复杂和不确定,都有可能会致使结构设计与实际情况相违背,因此高层建筑的抗震设计就显得尤为艰巨了。而高层建筑的结构与设计就需要不断地加强其自身的抗震设计,减少地震时可能出现的生命安全威胁。

3.3节能性高层建筑结构设计

对于高层建筑的结构设计的优化途径中,还需要做到节能性设计。进入到新形势下,我国对于生态文明建设越来越重视,因此如何在高层建筑的结构设计中符合社会生态需要,必要的既是进行节能设计。在进行高层建筑的结构设计中,要求设计人员不断地优化设计方案,并且要求设计方案在最大限度上降低能源的消耗,以此来实现节能减排的社会目标。

4结语

高层建筑的结构设计,决定着整个高层建筑的质量水平。因此对于高层建筑的结构设计来说,最为重要的就是不断的优化设计方法,以此来完善高层建筑的结构设计,为人民的生命财产安全负责。

参考文献

[1]落俊丽.浅析高层建筑结构设计中的基础设计[J].城市建设理论研究,2012(16).

高层建筑结构设计原理范文8

关键词:高层建筑结构;特点;设计

随着城市人口数量的大幅度增加。我国当前的城市建筑用地资源呈现出紧张局面。在这一背景下,高层建筑物应运而生,由于其建筑层数多且高,建筑结构较为复杂,为设计人员增加了诸多难题。所以在设计高层建筑结构的同时,要求设计人员切实考虑高层建筑结构特点,制定相对合理的设计方案,实现高层建筑结构的先进性、安全性与稳定性,继而提高现代城市高层建筑结构的设计效率与设计质量。

1分析我国高层建筑结构的设计特点

相对于层数低且多层的建筑结构而言,高层建筑结构设计更加复杂且更为关键,结构设计质量的高效与否,对高层建筑平面的整体布置、建筑高度、立面体形、机电管道的合理规划、施工技术标准、施工周期、造价成本等方面起着决定性的影响作用,其良好的设计特点主要体现在以下几个方面。

1.1水平力

研究一般低层建筑与多层建筑物的结构设计发现,普遍都是以竖向荷载为前提。而在高层建筑物的结构设计中,其决定性影响作用的则是水平荷载,尽管竖向荷载也在高层建筑结构设计中发挥着重要作用,但并不是最重要的设计要素。不难发现,在现代高层建筑结构设计内容中,弯矩数值和竖向轴力,与高层建筑高度的一次方形成正比。同时,水平荷载对建筑结构的轴力与倾覆力,和高层建筑高度的两次方形成正比。因此,在现代高层建筑结构设计中,水平荷载发挥着决定性的影响作用。

1.2结构侧移

在高层建筑结构的设计优化过程中,持续增加的建筑高度,容易加大结构水平荷载的侧向变形,并同高层建筑高度的四次方形成正比。在这一背景因素下,高层建筑结构的设计优化,逐渐将结构侧移视为重要的设计要素。

1.3提出更高要求的抗震设计

在高层建筑结构的设计优化过程中,对抗震性能的要求不断提高。在这一过程中,需要切实考虑风荷载因素与竖向荷载因素,提高建筑结构性能的使用质量,并保证其高效的使用性能。只有做到以上几点,才可以实现高层建筑结构抗震性能的高效提升,为高层建筑结构的稳固性、安全性与适用性提供保障。

1.4降低高层建筑自重比

在高层建筑结构的设计优化过程中,相对于多层建筑自重比而言,高层建筑自重比的降低,存在更加直接的影响作用。当高层建筑自重比降低时,可以在这一基础上实现多层数的建设,有利于提高建筑企业的经济效益与社会效益;另一方面,地震效应与高层建筑整体质量成正比,高层建筑重量值越高,在地震灾害爆发时其建筑结构方面的作用剪力会随之增大,并增加相应的倾覆力矩值。进一步增加了竖向结构的除加轴力值,为高层建筑的坍塌埋下安全隐患。因此,高层建筑自重比的合理降低,在提升高层建筑结构抗震性能优势的多元化措施中,占据关键位置。

1.5加强对轴向变形的重视

采取框架与框架体系,并应用在剪力墙体系的高层建筑物方面。通常情况下,其建筑框架中柱的轴压应力值远远超出框架边柱的轴压应力值,而框架边柱轴向压缩变形远远低于框架中柱轴向压缩变形。当高层建筑高度达到一定程度,其轴向变形之间存在的差距会形成较高数值,容易导致建筑结构内连续梁中间的支座出现沉陷现象,并降低了连续梁中间支座处负弯矩值,进一步增大端支座负弯矩值与跨中正弯矩值。

1.6同等重视计算设计与概念设计

在设计优化我国高层建筑结构抗震性能的过程中,一般包括计算设计与概念设计两个方面。现阶段,无论是从分析原则还是分析手段方面,我国高层建筑结构的抗震设计与抗震性能都得到了长期的完善和健全。但是,计算设计必须要以相对合理的假想因素为前提,由于地震作用具备复杂、不确定性等诸多不可知因素,由此致使建筑结构中的抗震设计优化和实际情况存在诸多出入,使得建筑结构在进入弹塑性后,极易出现局部裂缝等破损现象。所以,要重视概念设计在高层建筑结构中的影响作用。

2分析高层建筑结构设计的优化方法

现阶段,我国高层建筑工程对钢筋混凝土框架—剪力墙结构的应用较为广泛。其框架结构的整体性,可以实现布置规划的动态性与灵活性,拓宽使用空间,为使用性能与抗震性能提供保障。主要分析了高层建筑结构中钢筋混凝土框架—剪力墙结构的设计策略,并结合建筑结构设计提出相对合理的规范要求。

2.1钢筋混凝土框架结构的设计策略

(1)初始选型。结合建筑结构整体平面与立面规划、设计使用性能等因素,对结构承受的水平荷载、竖向荷载与传力路线展开分析,结合具体施工需求,对结构框架梁、框架柱种类进行归纳总结,选择合理的梁柱几何尺寸;(2)结构的具体分析。在计算建筑结构承受的水平荷载与竖向荷载时,需要结合其具体几何造型特点,加以分析钢筋混凝土结构的空间内力。依照分析内容,在对截面内力进行控制时,需要参考相同截面尺寸的构件,并加以分类,明确所有构件类型的相关应力值;(3)截面设计。在设计过程中,需要参考不同类型梁柱构件的设计控制应力,在分析建筑结构几何构造特点与钢筋配筋特点的同时,制定约束机制,实现高层建筑结构的设计优化;(4)结构收敛性。以高层建筑工程的精度性为基础,选择相对较小的数值,视为对建筑结构收敛性进行检验判断的基础条件。在收敛性检验中,如果设计结构与原结构相同,则设计结构具备收敛性,可以展开更进一步的可行性检验;(5)可行性检验。对结构设计成果展开内力分析,保证其可用性能的高效性。如果分析结果可以满足建筑工程设计的规范标准,便可以按照这一设计方案展开构造与配筋处理。一旦分析结果不甚满意,则要求相关人员结合自身以往的工程设计经验与结构设计成果,进行局部性的调整,最大程度保证设计方案的可用性能。

2.2框—剪结构的设计方法

在优化设计高层建筑结构框架—剪力墙的过程中,需要考虑多个方面。即决策建筑结构设防能力的最大程度优化;结合不同影响因素,保证建筑框架与剪力墙结构之间的承载力、刚度、协调性与变形水平的匹配优化设计。此外,还要做到具体问题具体分析,设计并优化建筑结构的每一构件。

2.3建筑结构的规则性

高层建筑结构设计原理范文9

关键词:高层建筑;结构设计;原则;问题;对策

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.106

随着经济的发展和科技的进步,我国的高层建筑技术也得到了飞速发展。高层建筑有效地解决了城市建设用地严重不足的问题,提高了土地的利用率,符合社会和经济发展的需要。但是由于高层建筑自身的特点,所以高层建筑的建设对于技术的要求特别高,其结构设计要充分考虑各种因素的影响。

1 高层建筑结构设计应该遵循的原则

为了适应人们的不同要求,现代化的高层建筑种类繁多,形式各异。这就对高层建筑结构的设计者提出了更高的要求。设计者在设计高层建筑的结构的时候,不仅要考虑到高层建筑的性能,也要考虑到人们的审美需要。

(1)根据要求讨论并确定合适的设计方案。现代任何一个建筑要想顺利施工,必须先要制定一个科学合理的设计和施工方案。设计者必须综合地理地质、物理、设计、计算机技术等各个领域的知识来进行高层建筑结构的设计。通过综合分析各种影响因素,确保设计方案的可行性和实用性。

(2)抗震设计要合理。拥有良好的抗震性能是对现代高层建筑的基础要求之一。设计者在进行高层建筑结构设计的时候,要充分考虑到施工地点的地质结构和板块构造的特点,通过分析该地的地震频率和级别等数据,有针对性地进行高层建筑结构设计。保证抗震设计的合理性,保护人民群众的生命财产安全。

(3)保证高层建筑结构设计的完整性。在对高层建筑结构进行设计的过程中,设计者要保证高层建筑结构设计的完整性,不同的建筑结构的承载力不同,导致高层建筑的整体性能也各不相同。因此,在设计的过程中要充分考虑到不同的结构的性能以及各种构件的承载力情况,以便于各种构件的组合能够发挥出最大的作用。同时还要重视气候等自然因素对高层建筑的影响,科学合理地设计高层建筑的结构。

(4)对计算结果进行精准的分析。对计算结果进行精准的分析是进行高层建筑结构设计最重要的工作,只有保证计算结果的准确度,才能从结果中提取有用的信息,保证建筑工程施工的安全性。为了保证计算结果的准确度和提高工作的效率,设计人员应该选择合理的计算机软件进行分析,但是不能完全依赖于计算机,还要结合自己的经验做出准确的判断,保证计算结果的可靠性。

2 高层建筑结构设计存在的问题

(1)超高问题。高层建筑最大的特点就是高,但是很多开发商为了追求利益的最大化,经常要求增加高层建筑的高度,而高层建筑超高,容易增加安全隐患。高层建筑受技术、施工材料、环境等各方面的影响很大,如果只是一味地追求高度,也会增加施工成本、延长工期,并且使高层建筑的安全性得不到保证。

(2)扭转问题。扭转问题是提高高层建筑抗震抗风性能的关键问题,也是近年来世界各国高层建筑研究的核心问题。由于受地形等因素的影响,导致在进行高层建筑结构设计的时候不能保证建筑的完全对称,就会导致扭转问题的出现。因此,设计者在进行设计的时候要力求高层建筑的对称性,保证高层建筑的刚度和质量有效结合,最大可能地避免扭转问题的出现。

(3)受力与承载问题。高层建筑在施工的过程中必然会使用很多机器设备,楼层越高,机器设备的数量就越多,会增加高层建筑的压力。如果设计的时候没有考虑周全,或者使用的建筑材料不达标,将会导致高层建筑的受力与承载力出现问题。

(4)抗震结构问题。抗震问题主要是高层建筑刚度的选择问题。如果不能根据不同建筑地点的地震情况来选择合适的刚度构造,就会导致高层建筑的抗震结构设计不合理,增加高层建筑的危险性。

(5)抗风结构问题。“树大招风”。高层建筑过高当然会受到风力的影响,而很多设计者在进行高层建筑结构设计的时候,很容易忽视这一点,导致高层建筑在遇到强风的时候,容易发生倒塌事故。

3 高层建筑结构设计存在的问题的对策

(1) 针对超高问题。高层建筑结构设计者在设计的时候要结合理论和实际,严格限制高层建筑的高度,保证高层建筑保质保量按期完成。

(2)针对扭转问题。为了避免地形因素破坏水平荷载作用,从而导致扭转问题的出现,设计者要设计科学合理的高层建筑结构,尽可能保证高层建筑的对称性,有效地解决高层建筑的扭转问题。

(3)针对受力与承载问题。在进行高层建筑结构设计的时候,设计者要准确地计算出高层建筑的地基承载能力以及各楼层的承载能力,对于承重墙和承重柱的质量和结构要严格把关,保证高层建筑的受力均匀,提高高层建筑的承载能力,增强高层建筑的安全性和实用性。

(4)针对抗震结构问题。为了有效地增强高层建筑的抗震性能,设计者在进行高层建筑结构设计的时候,要对施工地的地质、地震的级别和频率进行实地勘察,为高层建筑的抗震设计提供依据。同时要根据实际情况选择合适的建筑材料,保证建材的质量,并对施工过程进行监督,避免施工单位偷工减料,从而有效地保证高层建筑的抗震性能。

(5)针对抗风结构问题。设计者在进行高层建筑结构设计的时候,一定要考虑到风力对高层建筑的影响。结合分析施工地的风向和风力,对高层建筑的结构进行科学合理的抗风设计,为高层建筑的顺利施工和安全使用提供保证。

4 总结

社会的发展对高层建筑的样式、性能等要求越来越高。因此,为了不断满足社会发展对高层建筑提出的新要求,高层建筑设计者要对高层建筑的结构设计不断进行探索,从而不断提高高层建筑的质量和使用寿命,提高人们的生活水平和生活质量,促进我国建筑行业的长远发展。

参考文献:

[1]罗军.高层建筑结构设计中存在的问题及对策分析[J].建材与装饰,2014(15):6-7.

[2]余晓阳.高层建筑结构设计中存在的基本问题及对策简析[J].建筑工程技术与设计,2015(29):432.