高層建筑結構設計的問題及對策探討

龔良娟

(江西科信建設有限公司，江西 南昌 330017)

隨著我國城市化進程的加快促進了高層建筑的發展,但目前高層建筑技術無論是在設計上,還是在建筑技術上,都有許多技術問題需要考慮和解決。

1 結構設計特點

目前,我國高層建筑結構材料包括鋼筋混凝土和鋼,由于它們的不同特點,在結構設計中得到了廣泛的應用。另外,這兩種材料都有一定的局限性。如施工不便,鋼筋混凝土結構自動化程度大,耐火性能差,鋼結構價格高。

2 高層建筑結構設計原則

2.1 設計的合理性

在高層建筑結構設計中選擇合理的計算草圖應注意設計的合理性,選擇更合理的計算草圖,進而提高設計效率,確保后期施工標準化。在計算草圖的基礎上,設計人員應計算高層建筑的結構設計。一旦數據采集不合理,容易導致最終結構設計不合理,影響后期施工。為保證以后建筑結構設計的安全和規范,設計者必須選擇更合理的設計方案,并采取相應的有效施工方法。在實際結構設計中,應盡量減小誤差,使計算圖盡可能控制在規范的范圍內。

2.2 科學確定基礎設計

在建筑設計的基礎設計中,設計者需要根據高層建筑的實際地質條件和其他客觀條件進行設計,科學地實現高層建筑的結構類型和荷載分布的綜合分析,以供參考。根據現有施工條件和周邊環境,選擇較為科學合理的基本方案。

3 高層建筑結構標準化在設計中暴露出來的幾點問題

3.1 抗震設計問題

抗震設防目標已在抗震規范中得到證實。在建筑物的結構設計中,必須根據不同的地質條件合理地考慮和分類建筑物的地質環境。此外,高層建筑的設計還需滿足設計結構的延性要求。另外,嚴格遵守多道設防的設計原則,這種多道設防原則是為了保證建筑物的穩定性,當第一道防線被破壞時,第二道防線可以發揮作用,使建筑物不會倒塌。一次強烈地震發生了。當高層建筑遇到地震時,自身重力的聯合荷載是高層建筑倒塌的主要原因。在結構設計中,高層建筑在材料選擇上追求高質量、高強度,在充分考慮強度和穩定性的前提下,選擇低成本的材料。同時,高層建筑結構設計人員應能跟上時代的步伐,采用現代科技產品,提高自己的設計水平,為建設高質量的工程貢獻自己的力量。

3.2 建筑結構設計不合理

目前,中國高層建筑結構設計不合理主要體現在以下幾個方面。首先,我國主要城市高層建筑的數量不斷增加,消防結構設計不合理,其復雜的結構會在一定程度上造成就業的復雜性。同時,這些建筑材料具有一定的可燃性,如果發生火災隱患,高層建筑會大大降低火災控制程度,甚至導致火災蔓延危及生命。二是高層建筑抗震結構不合理。在目前我國大型建筑工程中,高層建筑的抗震結構設計很容易被忽視。由于抗震結構設計需要一些非常復雜的步驟,而且施工難度大,造價高,因此需要考慮很多施工環節,因此抗震結構正在進行中。施工工作量大。目前,我國高層建筑抗震結構不完善,其主要原因不僅是設計水平不到位,而且工作量大,會使混凝土施工人員產生松弛的心理。最后,我國高層建筑的抗風設計是不合理的。對于我們以前的多層建筑的設計,沒有進行更多的防風設計。但在高層建筑中采用抗風設計顯得尤為重要。抗風設計不僅可以保護高層墻體蒙皮,防止和控制脫落,而且對穩定性起到一定的作用。

3.3 嵌固端設置問題

在高層建筑結構設計中,埋入式端部是一種非常重要的構件。目前嵌入式終端設計中存在若干問題：(1)嵌入式終端位置的選擇存在一些問題。一些項目將在地下室或人防工程的屋頂位置設置嵌入式端。這種設計具有一定的安全性問題。(2)埋入端的上、下層剛度比設計不合理。一旦相應的數據出錯,很容易在以后的施工中引起問題。(3)細節不到位。目前,在實際的嵌入式設計中可以看到,在嵌入式端部的設計中存在一些突出的問題,而在實際處理中出現的裂縫的沖突,整體平衡不強,影響了整個高層建筑結構的穩定性。

4 加強高層建筑結構設計對策

4.1 提高建筑物的抗震載荷設計

在高層建筑結構設計中明確了抗震設計目標,并根據不同區域對建筑物的抗震荷載設計進行了合理分類。高層建筑在進行結構設計時,需要滿足延性要求。此外,建筑物的抗震荷載設計遵循設防原則,而多道防線設計則防止建筑物倒塌。建筑結構設計應優先選擇輕質高強度材料,以滿足強度和結構變形的要求,綜合考慮經濟因素,選擇質量較輕的材料。在結構設計過程中,應應用控制裝置加強對結構減震的控制,通過安裝隔振裝置系統形成隔震層,使結構有效延伸,使主體的震動反射。建筑物應減少,建筑物應避免嚴重損壞。

4.2 優化建筑結構設計

我國高層建筑要想提高自身的設計水平,促進自身企業的發展,就必須對結構設計進行優化。首先,為了合理地優化防火結構設計,設計人員不僅要合理地控制防火結構之間的距離,而且要減少易燃易爆建筑材料的具體使用,從而有效地避免火災的發生。同時,設計者還需要在每個樓層設置防煙區和疏散系統,一旦高層建筑發生火災等危險,就可以有安全通道和防煙區等保護。其次,為了合理地優化高層建筑的抗震設計,需要設計人員嚴格設置側向力分量,以減少地震對高層建筑的不利影響,提高高層建筑的抗震性能。

缺陷體積的估算：

如果缺陷呈圓球狀,根據聲波沿著缺陷邊緣傳播,可以估算出圓球 的半徑 r。測試距離為 l,測線通過缺陷中心,聲波傳播時間為 tm,缺陷附近正常傳播時間為 tm ,缺陷中心距 構件一端為 lh。

令 tf-tm=△t；△t/tm=X(%)；lh/l=Y；r/l=Z

可推導出

根據 X、Y、Z 值可繪出曲線,根據已知的 X、Y 值可查出 Z 值。 規程中已制成表格供查,由查到的 Z 值計算缺陷半徑 r=l×Z。如果缺陷 中心在 AB 線中心,則缺陷半徑可由下式計算：

當球形模型位于兩個聲管之間的連接的中心時,將測量的聲學年齡加到公式中,并計算球的體積。 可以看出,缺陷體積減小,計算的球直徑和測量直徑之間的誤差逐漸增加。

4.3 有效滿足結構設計中各類性能需求

在高層建筑結構設計過程中,主要目標之一是盡可能滿足各方面的性能要求。只有保證滿足性能要求,結構設計才能合理,從而有助于高層建筑后期的穩定和長期使用。現階段,高層結構設計應著重滿足以下性能要求：(1)結構延性升級,高層建筑在后期使用中易發生變形等實際問題,在地震等地質災害的影響下,高層建筑甚至可能倒塌,因此建筑延展性對于確保結構設計的靈活性非常重要。和諧可以提高建筑的整體性能。(2)注意結構水平力。在結構設計工作中,應充分注意結構的水平力。水平力是實際設計中的一個重要因素,它對結構的最終影響是直接和多方面的。(3)注意結構穩定性。穩定性指標是評價高層建筑結構設計的重要指標。在設計過程中設置短肢剪力墻等有效措施,將有助于提高高層建筑結構的穩定性,確保高層建筑的安全性。

5 結束語

高層建筑結構設計是一項難度大、技術要求高、繁瑣的工作。從事高層建筑結構設計的設計人員應綜合考慮實際施工及相關技術要求,不斷提高自身專業素質,確保結構設計的科學合理性,提高識別質量的能力。結構設計的合理性和安全性,分析不同案例,吸取不同項目的經驗,區分問題。選擇最佳治療方案。