現代高層建筑結構設計是一項集數學分析、結構設計以及計算機優化設計于一體的綜合性技術工作,同時也是一項創新性很強的實踐活動。
而在高層建筑結構工程設計中,設計人員由于忙應付大量的具體工作,卻忽視了結構經濟性問題,導致工程造價差別極大,浪費現象嚴重。
本文通過對高層建筑結構設計進行探討,降低造價成本,實現利益最大化。
關鍵詞:高層建筑;結構設計;設計特點
中圖分類號:[TU208.3] 文獻標識碼:A 文章編號:
高層建筑通常以建筑的高度和層數兩個指標來判定,但世界范圍內目前還沒有一個統一的劃分標準。
它
廣東深圳專業富林血糖儀產品設計公司房屋結構設計中的建筑結構設計優化與各個國家和地區的地理環境、地震強度、建筑技術、電梯的設置標準以及防火的特殊要求等很多因素有關。
從結構受力性態的角度來看,8 層以上的房屋,風和地震等水平荷載或作用顯得越來越重要,甚至起控制作用,因此《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2010)將10層及10層以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其它鋼筋混凝土結構的民用建筑稱為高層建筑。
當建筑結構高度超過 100m或層數在30 層以上的高層建筑,稱為超高層建筑。
一、高層建筑結構的類型
高層建筑結構的類型有:
(1)框架結構——由梁柱組成的單元,全部豎向荷載和側向荷載由框架承受,為平面受力體系。
(2)剪力墻結構——用鋼筋混凝土墻承受豎向荷載和抵抗側向力的結構。
一般采用現澆鋼筋混凝土,整體性好,承載力及側向剛度大,單一的剪力墻是平面構件,故一般雙向布置。
(3)框架剪力墻結構——由框架和剪力墻共同承受豎向荷載。
二、分析
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(一)水平力是設計的決定性因素
在高層的建筑設計中,應該對水平荷載給予積極重視。
我們知道,在低層或者多層的建建筑筑結構設計中,常常用重力為代表的豎向荷載去控制建筑物的結構然而
廣東深圳專業激光推車產品設計公司我國醫療儀器管理存在問題及對策分析,在高層建筑中,雖然豎向荷載能起到一定的控制作用,但是水平荷載在其中卻起著決定性的作用,因而不能忽視,使得水平荷載比豎向荷載更起決定性作用的主要原因在于,高層建筑物的自身重量和使用荷載在豎向構件中能夠引起的軸力和彎矩的數值,僅僅與建筑物的高度一次方成正比,而水平荷載對結構產生的傾覆力矩以及在豎向構件中引起的軸力,與建筑高度兩次方成正比。
(二)側移是設計的重要控制指標
在高層建筑結構設計中,結構側移是高樓結構設計中的重要控制因素,這一點與低層建筑不一樣,當樓房的高度不斷增加的時候,水平荷載下的結構側移變形會逐漸加大,這就給高層建筑的決定性造成了一定的影響。
因此,在設計高層建筑結構的時候,應該將水平荷載作用下的側移控制在一個限度之內。
(三)抗震設計要求較高
在高層建筑結構設計中,對于抗震設計的要求顯得更高。
一般來說,除了要求抗震設防的高層建筑有普通的豎向荷載、風荷載以外,還應該保證結構設計具有良好的抗震性能,做到小震不壞,大震不倒的目的。
(四)軸向變形需加以重視
在高層建筑中,豎向荷載數值變大的時候,會在柱內產生較大的軸向變形,使得連續梁彎矩發生變化,讓連續梁之間支座處的負彎矩值變小,這會對預制構件的下料長度造成影響。
因此,在進行高層建筑結構設計的時候,要對軸向變形的數據進行仔細計算,對下料長度進行有效的調整,防止高層建筑的軸向變形數據不斷拉大。
(五)結構延性是重要的設計指標
在高層建筑結構設計中,要采取合理的措施,保證建筑結構具有應有的延性,保證建筑物在遇到地震或其他危階的情況下避免倒塌一般情況下,高層建筑物結構顯得比較柔,在
地震作用下的變形幅度會相對大一點,如果高層建筑物沒有相應的延性,會直接影響建筑物的使用效率,甚至會危害建筑內部人和物的安全。
因此,在高層建筑結構設計中,結構延性
應作為一個重要的設計
廣東深圳專業醫用電子產品開發工業產品設計藥監局:加強血液疫苗監管核查醫療器械指標,應該得到應有重視。
三、高層建筑結構設計的相關分析
(一)受力方面
對于一個建筑物的最初的方案設計,建筑師考慮更多的是它的空問組成特點,而不是詳細地確定它的具體結構。
由于建筑物是由一些大而重的構件所組成,因此結構必須能將它本身的重量傳至地面,結構的荷載總是向下作用于地面的,而建筑結構設計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的結構體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關系,所以,在建筑設計的方案制定階段,就必須對主要的承重柱和承重墻的數量和分布作出總體設想。
對于不同建筑豎向和水平向結構體系的設計基本原理都是相同的,但是,隨著高度的不斷增加。
豎向結構體系成為設計的控制因素,其原因有兩個:較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒;側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。
與豎向荷載相比,側向荷載對建筑物的效應不是線性增加的,而是隨建筑高度的增高迅速增大。
(二)建筑結構選型
結構的規則性問題,新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動,新規范增添了相當多的限制條件,例如:平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等,而且,新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案。
“因此,結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意,以避免后期施工圖設計階段工作的被動。
如結構的超高問題,在抗震規范與高規中,對結構的總高度都有嚴格的限制,尤其是新規范中針對以前的超高問題,除了將原來的限制高度設定為 A 級高度的建筑外,增加了 B 級高度的建筑,因此。
必須對結構的該項控制因素嚴格注意,一旦結構為 B級高度建筑甚或超過了 B 級高度,其設計方法和處理措施將有較大的變化。
嵌固端的設置問題,由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防,嵌固端有可能設置在地下室頂板,也有可能設置在人防頂板等位置,因此,在這個問題上,結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面,如:嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題,而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。
短肢剪力墻的設置問題,在新規范中,對墻肢截面高厚比為 5~8 的墻定義為短肢剪力墻。
且根據實驗資料和實際經驗,對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制,因此,在高層建筑設計中,結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻,以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。
(三)地基與基礎設計
地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面,不僅僅由于該階段設計過程的好壞將直接影響后期設計工作的進行,同時,也是因為地基基礎也是整個工程造價的決定性因素,因此,在這一階段,所出現的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失。
在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。
地方性的“地基基礎設計規范”能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確,所以,在進行地基基礎設計時,一定要對地方規范
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(四)結構計算與分析
在結構計算與分析階段,如何準確,高效地對工程進行內力分析并按照規范要求進行設計和處理,是決定工程設計質量好壞的關鍵。
由于新規范的推出對結構整體計算和分析部分相當多的內容進行了調整和改進,因此,結構工程師也應該相當地對這一階段比較常見的問題有一個清晰的認識。
做好結
廣東深圳專業醫用器材工業產品設計探析現代工業設計的審美體驗構整體計算的軟件選擇,由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異,因此導致了各軟件的計算結果有或大或小的不同。
所以,在進行工程整體結構計算和分析時必須依據結構類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件,并從不同軟件相差較大的計算結果中,判斷哪個是合理的、哪個是可以作為參考的,哪個又是意義不大的,這將是結構工程師在設計工作中首要的工作。
否則,如果選擇了不合適的計算軟件,不但會浪費大量的時間和精力,而且有可能使結構有不安全的隱患存在。
分析是否需要地震力放大,考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。
確定振型數目是否足夠,在新規范中增加一個振型參與系數的概念,并明確提出了該參數的
廣東深圳專業醫用產品開發公司工業產品設計基于Cortex—M0的DMX512調光設備設計限值,在計算分析階段必須對計算結果中該參數的結果進行判斷,并決定是否要調整振型數目的取值。
還應考慮非結構構件的計算與設計,特別是在高層建筑中,存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內的非結構構件,必須嚴格按照新規范中增加的非結構構件的計算處理措施進行設計。
結束語
對影響高層建筑整體質量的因素進行分析,對建筑的受力、結構選型、地基與基礎設計及結構計算等方面給予高度的重視,為設計出高質量的建筑打基礎。
參考文獻
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