与普通建筑相比,高层建筑的高度较高,承受着来自于外界水平方向和垂直方面的荷载,这对建筑抵抗地震的能力也提出了更高的要求。一般建筑受到的水平方向荷载影响较弱,但是高层建筑中,水平方向的荷载是主要影响因素。一起来了解一下高层建筑结构设计及结构选型问题探讨。
随着建筑物的高度增加,加快了高层建筑的位移,不仅会影响到建筑的舒适度,同时也影响到建筑的使用。因此,在建筑设计过程中,需要将建筑水平位移控制在一定的范围内,通过设计抗侧结构,增强建筑对外界影响因素的抵抗能力。
一、高层建筑结构设计的原则及具体方法分析
(一)高层建筑结构设计必须遵循的原则分析
高层建筑结构设计中应该坚持一定的设计原则。首先,需要选择合理的结构计算简图,在此基础上进行建筑结构计算,计算简图采用相应的构造方法,保持简图设计的安全性。在建筑实际结构中,结构节点不单是钢节点和饺节点,因此,为了保障施工安全,需要将简图的结构控制在一定的范围内。其次,选择合理的高层建筑结构基础设计,按照建筑的地质条件进行结构基础的选择,避免相邻建筑物体之间产生影响。此外,基础方案的选择可以让建筑地基潜力得到最大程度的发挥,必要时需要检查地基变形情况,从而提高建筑结构的稳固性。最后,高层建筑结构方案的选择要坚持合理性的选择,只有合理的结构设计方案才能够确保工程结构的经济性满足要求。
(二)高层建筑结构设计的具体方法
在设计高层建筑结构时,首先应该确定建筑的水平荷载,由于风产生的垂直荷载和水平荷载是所有建筑都会承受的,并且所有的建筑都应该具备一定的抗震能力。在高层建筑结构设计中,要充分考虑到水平荷载对建筑结构的影响,并且对建筑水平荷载进行合理的分析。此外,需要确定建筑的侧控能力,与普通建筑不同,高层建筑结构侧移对建筑的影响较大。当建筑的楼层数量增加时,建筑的结构侧移就会变大,因此,设计的高层建筑结构强度要大,利用强大的建筑结构保证高层建筑所承受的荷载作用,此外,高层建筑的抗侧刚度要大,这样可以对水平荷载产生的侧移情况加以控制。最后,高层建筑的结构指标设计应该设定为结构延性,通过高层建筑和低层建筑之间的对比,了解高层建筑在发生地震时的变形情况,利用对比数据增强高层建筑结构设计,提高建筑的抗震能力。
二、高层建筑结构选型的主要策略
(一)加强建筑结构选型的布置
根据高层建筑的结构功能来看,应该将建筑的结构选型布置设计为具有一级抗震强度的剪力墙,同时建立一级抗震强度框架的结构体系。在布置建筑结构平面时,要充分的考虑建筑结构体系对于水平荷载和垂直荷载的抵抗能力。在建筑的核心筒位置布置剪力墙,因为剪力墙本身具有明确的受力和传力特征,墙体的布置方面要对称均匀,在不影响建筑功能的基础上,可以在建筑平面四角布置双向抗侧力剪力墙,从而降低墙体扭转对建筑的影响。建筑平面的布置则相对简单,通过对称布置建筑平面刚度,能够将建筑的地震影响降低,电梯井筒体可以从核心筒内部进行布置,从而确保建筑框架的对称性。在高层建筑结构构件布置时,需要保持建筑梁重心重合,从而促进直接传力效果的实现。如果建筑的梁和柱不能重合时,需要检查梁柱节点核心区的构造和受力状况,看其是否满足建筑施工的基本要求。如果在检查过程中发现建筑的偏心距比构件方向的柱宽大时,需要选择有效的解决措施加以调整,降低结构构件对建筑质量的影响。最后是建筑的剪力墙结构设计,在具体设计中应该坚持双向布置的原则,保持剪力墙设计的科学性,避免建筑设计悬殊对墙体宽度造成影响。
(二)提高建筑结构选择性的经济型
建筑的结构选型理论应该具体问题具体分析,针对每一个方案考虑定量化的因素,同时忽略不易量化的因素。但是对于不宜量化因素的分析要做到有根据,才能够增强所选结构形式的说服力。在建筑结构中,结构的经济性一定程度上代表了整个建筑的成本,因此,建筑选型要做到经济,从而降低建筑的整体造价成本。对不方便定量的影响因素需要合理定量分析,采用权重的方法提高建筑选型决策结果。在工程建筑施工中,施工图纸的审核也是建筑结构选型的影响因素,图纸的审核应该重点考虑结构类型,检查结构类型是否满足设计要求,特别是高层建筑的体型较为复杂,结构类型的改变要合理,才能够对结构的安全性提供基础保障,避免施工造成的工期拖延现象,也有利于减少工程的施工造价。
三、结束语
建筑结构选型和结构设计是整个工程施工中的重要环节,加强对已有结构分析法的使用,应用其他先进的结构优化方法进行施工是一项极具挑战力的工作。通过建筑结构设计和结构选型,不仅可以提高建筑设计的整体水平,有利于节省大量的设计资源,同时还能够实现施工效益的最大化。
在我国的高层建筑施工设计中,结构设计和结构选型应该符合我国的基本国情,通过应用良好的设计思路和施工技术,保证工程施工过程和施工设计的一致性。作为施工设计人员,不仅要掌握专业的知识,还应该加强各项经济指标的综合应用,在考虑施工条件和施工水平的情况下,做好施工设计工作,对工程施工数据进行全面分析,从而增强工程结构选型的合理性,提高整个建筑工程的结构稳定性。
相信经过以上的介绍,大家对高层建筑结构设计及结构选型问题探讨也是有了一定的认识。欢迎登陆中达咨询,查询更多相关信息。
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