1· 高层建筑结构设计原则
1.1 选用适当的计算简图
计算简图是进行结构计算的重要基础,为确保结构安全必须要制定合理的计算简图,一旦计算简图选用不科学,那么必然会导致结构设计不经济的现象出现,严重时甚至会导致安全事故的发生,正因如此必须要紧密结合结构形式合理的选择计算简图。除此之外,计算简图还应该要同构造措施相适应,尽量使实际构造形式满足计算值。
1.2 选择合适的基础方案
在结构基础设计中由于受到各方面因素的影响,如工程地质条件、结构形式、荷载分布、施工条件等都会对结构基础设计造成影响。因此在结构基础的设计时必须要对各方面因素进行综合考虑,充分发挥出地基承载力优势,确保基础方案的经济合理性。就一般建筑物而言,在结构基础设计上是主要以地基承载力作为设计依据,而对于超高层建筑,还应该对地基变形情况进行核算。
其次,在基础设计上要尽量满足地质勘探报告、勘探点要求,如果地质勘探报告所提供的资料不够详细,设计人员应深入现场湿地考察,情况较为特殊时还可以进行补充勘查。一般情况下对于同一结构单元的设计上只参考一类基础即可,但是如果客观条件的影响无法排除,那么就需要采取相应措施加强构造。
1.3 合理选择结构方案
众所周知,只有合理的结构设计才能够确保结构方案的经济型、科学合理性。具体来说就以最低的经济成本实施可行的结构体系,但在结构上要有明确的传力路径及受力构件。特别是在对超高层建筑进行结构抗震设计时,要尽量保证平面结构及空间布置上的简约,即在结构布置较为复杂时应尽量将其细分为简单、单独的结构。其次,考虑到在实际的工程设计要求、材料选用及供应、施工条件、工程地质条件等方面要求,在结构方案的选用上要尽量综合考虑这类问题。
1.4 正确分析计算结果
当前,随着计算机技术的迅速发展,在建筑结构设计上计算机得到普及。但需要注意是,当前网络中各类计算软件纷繁复杂,而且有不同的适用范围与使用条件,因此结构工程师在计算和分析结果之前必须要对计算软件有一个大致了解,然后进行计算。此外,由于受到各种主客观因素的影响,如参数错误、计算设计值、软件缺陷及实际差异等原因,在得出计算结果之后还应该反复核算,最后进行分析,从而得出准确的判断。
1.5 采取相应的构造措施
在结构设计上要严格遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”这一原则,同时对于结构较为薄弱、构建延性也要得到重视。其次在设计当中还应该考虑到钢筋锚固长度、温度应力等因素的影响,总之在结构设计工作当中要严格按照《建筑结构抗震设计规范》、《钢筋混凝土结构设计规范》对构造措施所表明的具体要求。
2· 超高层建筑建筑结构设计的相关问题分析
2.1 结构的超高问题
超高层建筑结构设计规范、抗震规范当中对结构总高度给出了限制,尤其是近年来修订的新规范标准对超高问题上将限定高度氛围了A级和B 级两种,A、B 二级高度不论是在结构设计方法还是在处理措施上都存在较大差异。但调查发现,在实际工作当中很多工程师并没与众重视此类问题,以至于导致在施工图审查时无法通过,从而严重影响了工期、施工进度及建筑物的整体规划,付出了巨大代价。
2.2 短肢剪力墙的设置问题
钢筋混凝土结构设计规范当中明确提出:“短肢剪力墙墙肢界面高厚比为5:8”,同时根据大量的试验与数据分析结果,在超高层建筑设计中限制了短肢剪力墙的应用范围。所以,在超高层建筑结构设计当中工程师应该尽量不去采用短肢剪力墙,从而避免短肢剪力墙的设计给后续工作带来不必要的问题。
2.3 嵌固端的设置问题
超高层建筑一般都具有2 层及2 层以上的地下室结构,其嵌固端的设置位置一般在地下室顶板。但是在实际的结构设计工作当中,很多结构设计师并没有对嵌固端的设置上没有引起重视,其实在嵌固端的设计上需要注意以下几个方面:嵌固端上下层刚度比限制、嵌固端楼板设计及嵌固端上下层抗震等级设计等,在对嵌固端结构进行计算式其设计位置、抗震缝设计、嵌固端协调性等问题。但如果在超高层结构设计当中忽视了其中任何一个问题,都会对后期的设计工作产生巨大影响,因此为了避免后期工作当中陷入大量修改的境地必须要对此慎重对待。
2.4 结构的规则性问题
新修订的《钢筋混凝土结构设计规范》在结构规则上的内容出现了较大变化,同旧规范相比新规范添加了较多的限制条件,如结构平面规则性、嵌固端上下层刚度比等。其中还采用强制性的条文对结构的规则性问题进行了具体说明,即建筑物不得采用严重不规则的设计方案。正因如此,在超高层建筑结构设计上,工程师必须要对新规范所标定的各类限制条件进行分析,确保后期设计工作有条不紊的开展。
2.5 结构材料选用
超高层建筑不同于一般建筑物,在结构材料的选用上必须要紧密结合以下三点:轻便、稳固、延性。钢筋混凝土、纯钢材料都可以作为超高层从建筑结构构建的主要使用材料;而在外墙维护上应该尽量多选用复合板材,如玻璃幕墙、铝合金幕墙等。其次,在楼层面的选用上最好以钢板、混凝土面层为主,必要时还应该在承重结构表面喷涂防火材料。
3· 结语
近年来我国社会经济迅速发展,建筑技术水平日益提升,我国的超高层建筑结构设计技术位于世界前列。但不可忽视的是,超高层建筑结构设计中仍然存在较多的问题,总而言之,超高成建筑结构设计关系到建筑工程项目的质量,因此对于结构设计工作必须要引起结构工程师及工程设计人员的高度重视。
1.1 选用适当的计算简图
计算简图是进行结构计算的重要基础,为确保结构安全必须要制定合理的计算简图,一旦计算简图选用不科学,那么必然会导致结构设计不经济的现象出现,严重时甚至会导致安全事故的发生,正因如此必须要紧密结合结构形式合理的选择计算简图。除此之外,计算简图还应该要同构造措施相适应,尽量使实际构造形式满足计算值。
1.2 选择合适的基础方案
在结构基础设计中由于受到各方面因素的影响,如工程地质条件、结构形式、荷载分布、施工条件等都会对结构基础设计造成影响。因此在结构基础的设计时必须要对各方面因素进行综合考虑,充分发挥出地基承载力优势,确保基础方案的经济合理性。就一般建筑物而言,在结构基础设计上是主要以地基承载力作为设计依据,而对于超高层建筑,还应该对地基变形情况进行核算。
其次,在基础设计上要尽量满足地质勘探报告、勘探点要求,如果地质勘探报告所提供的资料不够详细,设计人员应深入现场湿地考察,情况较为特殊时还可以进行补充勘查。一般情况下对于同一结构单元的设计上只参考一类基础即可,但是如果客观条件的影响无法排除,那么就需要采取相应措施加强构造。
1.3 合理选择结构方案
众所周知,只有合理的结构设计才能够确保结构方案的经济型、科学合理性。具体来说就以最低的经济成本实施可行的结构体系,但在结构上要有明确的传力路径及受力构件。特别是在对超高层建筑进行结构抗震设计时,要尽量保证平面结构及空间布置上的简约,即在结构布置较为复杂时应尽量将其细分为简单、单独的结构。其次,考虑到在实际的工程设计要求、材料选用及供应、施工条件、工程地质条件等方面要求,在结构方案的选用上要尽量综合考虑这类问题。
1.4 正确分析计算结果
当前,随着计算机技术的迅速发展,在建筑结构设计上计算机得到普及。但需要注意是,当前网络中各类计算软件纷繁复杂,而且有不同的适用范围与使用条件,因此结构工程师在计算和分析结果之前必须要对计算软件有一个大致了解,然后进行计算。此外,由于受到各种主客观因素的影响,如参数错误、计算设计值、软件缺陷及实际差异等原因,在得出计算结果之后还应该反复核算,最后进行分析,从而得出准确的判断。
1.5 采取相应的构造措施
在结构设计上要严格遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”这一原则,同时对于结构较为薄弱、构建延性也要得到重视。其次在设计当中还应该考虑到钢筋锚固长度、温度应力等因素的影响,总之在结构设计工作当中要严格按照《建筑结构抗震设计规范》、《钢筋混凝土结构设计规范》对构造措施所表明的具体要求。
2· 超高层建筑建筑结构设计的相关问题分析
2.1 结构的超高问题
超高层建筑结构设计规范、抗震规范当中对结构总高度给出了限制,尤其是近年来修订的新规范标准对超高问题上将限定高度氛围了A级和B 级两种,A、B 二级高度不论是在结构设计方法还是在处理措施上都存在较大差异。但调查发现,在实际工作当中很多工程师并没与众重视此类问题,以至于导致在施工图审查时无法通过,从而严重影响了工期、施工进度及建筑物的整体规划,付出了巨大代价。
2.2 短肢剪力墙的设置问题
钢筋混凝土结构设计规范当中明确提出:“短肢剪力墙墙肢界面高厚比为5:8”,同时根据大量的试验与数据分析结果,在超高层建筑设计中限制了短肢剪力墙的应用范围。所以,在超高层建筑结构设计当中工程师应该尽量不去采用短肢剪力墙,从而避免短肢剪力墙的设计给后续工作带来不必要的问题。
2.3 嵌固端的设置问题
超高层建筑一般都具有2 层及2 层以上的地下室结构,其嵌固端的设置位置一般在地下室顶板。但是在实际的结构设计工作当中,很多结构设计师并没有对嵌固端的设置上没有引起重视,其实在嵌固端的设计上需要注意以下几个方面:嵌固端上下层刚度比限制、嵌固端楼板设计及嵌固端上下层抗震等级设计等,在对嵌固端结构进行计算式其设计位置、抗震缝设计、嵌固端协调性等问题。但如果在超高层结构设计当中忽视了其中任何一个问题,都会对后期的设计工作产生巨大影响,因此为了避免后期工作当中陷入大量修改的境地必须要对此慎重对待。
2.4 结构的规则性问题
新修订的《钢筋混凝土结构设计规范》在结构规则上的内容出现了较大变化,同旧规范相比新规范添加了较多的限制条件,如结构平面规则性、嵌固端上下层刚度比等。其中还采用强制性的条文对结构的规则性问题进行了具体说明,即建筑物不得采用严重不规则的设计方案。正因如此,在超高层建筑结构设计上,工程师必须要对新规范所标定的各类限制条件进行分析,确保后期设计工作有条不紊的开展。
2.5 结构材料选用
超高层建筑不同于一般建筑物,在结构材料的选用上必须要紧密结合以下三点:轻便、稳固、延性。钢筋混凝土、纯钢材料都可以作为超高层从建筑结构构建的主要使用材料;而在外墙维护上应该尽量多选用复合板材,如玻璃幕墙、铝合金幕墙等。其次,在楼层面的选用上最好以钢板、混凝土面层为主,必要时还应该在承重结构表面喷涂防火材料。
3· 结语
近年来我国社会经济迅速发展,建筑技术水平日益提升,我国的超高层建筑结构设计技术位于世界前列。但不可忽视的是,超高层建筑结构设计中仍然存在较多的问题,总而言之,超高成建筑结构设计关系到建筑工程项目的质量,因此对于结构设计工作必须要引起结构工程师及工程设计人员的高度重视。