高层建筑结构设计的问题及措施.docVIP

精品论文 参考文献 高层建筑结构设计的问题及措施 杜艳辉 　　身份证号码 河北石家庄 　　摘要：随着高层建筑物的高度的不断增加，高层建筑位移增长较快。但是，一旦高层建筑物产生的侧移过大，就会严重影响人们居住的舒适度，并且会影响建筑物的使用功能。高层建筑的结构设计也成为结构工程师设计工作的主要重点和难点。文章着重探讨了高层建筑结构设计的要点。 　　关键词：高层建筑；结构设计；问题及对策 　　在进行高层建筑结构设计时，要选用科学、合理的设计方法，最大限度满足人们对房屋建筑居住舒适度的功能要求。此外，高层建筑结构设计还要能充分确保建筑物的质量安全，满足当地抗震、抗风的基本要求，为人们的生活、工作、学习提供安全保障。研究高层建筑结构设计中的若干问题及对策具有非常重要的意义。 　　一、结构分析与设计特点 　　1、水平载荷成为决定因素 　　任何一个建筑结构都要同时承受垂直荷载和风产生的水平荷载，还要具有抵抗地震作用的能力。在较低楼房中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计，水平荷载产生的内力和位移很小，对结构的影响也就较小；但在较高楼房中尽管竖向荷载仍对结构设计产生着重要影响，水平荷载却起着决定性的作用。随着楼房层数的增多，水平荷载愈益成为结构设计中的控制因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中所引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面对某一高度楼房来说，竖向荷载的风荷载和地震作用，其数值随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。 　　2、轴向变形不容忽视 　　通常在低层建筑结构分析中，只考虑弯矩项，因为轴力项影响很小，而剪切项一般可不考虑。但对于高层建筑结构，情况就不同了。由于层数多，高度大，轴力值很大，再加上沿高度积累的轴向变形显著，轴向变形会使高层建筑结构的内力数值与分布产生显著的改变。对连续梁弯矩的影响：采用框架体系和框一墙体系的高楼中，框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力，中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种差异轴向变形将会达到较大的数值，其后果相当于连续梁的中间支座产生沉陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩增大。对构件剪力和侧移的影响，与考虑竖向杆件轴向变形的剪力相比较，不考虑竖杆件轴向变形时，各构件水平剪力的平均误差达30％以上，结构顶点侧移减小一半以上。 　　二、高层建筑结构设计问题及解决措施 　　1.高层建筑结构设计高度问题及解决措施 　　相关规定指出在高层建筑结构设计过程中对于结构高度设计应以建筑的经济性和适用性为原则。同时还应综合考虑建筑结构设计高度是否会对建筑物自身的稳定性造成影响。然而，目前许多的高层建筑结构设计单位未重视该问题，存在不按规范规定设计等问题，一旦这些建筑结构设计图纸投入到工程施工中将会对建筑结构的安全稳定性造成极大的影响，危机高层建筑居民的生命财产安全。所以作为建筑结构设计单位或人员在建筑结构高度设计时应在严格按照相关建筑设计规范规定的基础上，从建筑结构高度设计的经济性和适用性为切入点，保证建筑结构高度满足建筑设计要求。 　　2.混凝土梁承载力问题及解决措施 　　高层建筑通常是用作商住两用或者是办公写字楼。基于高层建筑楼层高，结构比较复杂，功能设备比较多，如空调、消防设施、给排水管道等都必须在高层建筑结构设计前进行周密详尽的分析，使各种设备的分布同结构达到相协调，不影响功能设备作用的发挥基础上确保建筑结构的稳定性。 通常而言建筑功能设备一般会设置在楼层的地梁下，因此在建筑结构设计时要对地梁的承载力进行严格的计算，以防地梁承载力无法满足设备的重量出现结构安全问题。尤其是对于那些安装设备时在梁底开洞之后梁体承载力的计算，应严格按照国家的相关规范规定进行计算，并在孔洞周围采取加设补强筋的方式来提高梁体的承载力。 　　3.抗震构造与框架梁设计问题及解决措施 　　基于我国对建筑抗震构造研究起步较晚，抗震设计标准不是很完善，在高层建筑抗震与构造设计时很难处理好建筑结构设计同抗震烈度的关系。使二者趋于统一。因此，在高层建筑抗震及构造设计时，要考虑抗震同构造设计的弹性空间；此外，在高层建筑结构设计过程中还需注意框架柱和剪力墙相连的框架梁设计问题。从以往的高层建筑结构设计经验来看，高层建筑结构截面的竖向变形情况比较突出，导致框架柱同剪力墙相连接的框架梁出现超筋现象，给框架梁截面设计带来了极大的难度。针对此问题笔者建议可通过合理调整结构轴压比和改进计算方法的方式来解决。 　　4、结构形式的选择是一个结构设计师专业化程度的高低的一个评判标准，一个合格的结构设计师能够根据建筑物结构，核算楼体对荷载