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        高層建筑結(jié)構(gòu)設計的問題與對策研究

        2015-08-15 00:52:57
        城市地理 2015年18期
        關(guān)鍵詞:設計方案抗震結(jié)構(gòu)設計

        (湖北金揚建設工程有限責任公司,湖北 宜昌 443000)

        科學、合理的高層建筑結(jié)構(gòu)設計是達到這些要求的根本保證,因而這也對高層建筑結(jié)構(gòu)的設計帶來了較大的挑戰(zhàn):必須保證高層建筑結(jié)構(gòu)設計的科學性、合理性和規(guī)范性,才能滿足當前時期人們對于建筑包括安全性、適用性、耐久性、高質(zhì)量、經(jīng)濟性、舒適性以及環(huán)保性等在內(nèi)的各種要求。

        一、設計高層建筑結(jié)構(gòu)合理性所遵守的原則

        1、高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設計方案要合理

        高層建筑場地的地址因素是決定高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案如何選擇的參考依據(jù)。合理、有效的高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案的設計,必須結(jié)合相應的地址勘探條件,必須切實、全面的考慮周邊原有建筑群體、施工限制條件、地基荷載分布情況與高層建筑結(jié)構(gòu)類型等相互間的關(guān)聯(lián)因素。

        2、保證高層建筑結(jié)構(gòu)設計方案的合理性

        判定高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設計方案合理性的依據(jù)是:高層建筑結(jié)構(gòu)設計方案與建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)系統(tǒng)及施工各項要求方式是否相符合。一方面,高層建筑結(jié)構(gòu)方案的設計要滿足高層建筑結(jié)構(gòu)的要求,滿足結(jié)構(gòu)體系傳力簡單、受力明確的要求,相同結(jié)構(gòu)單元的高層建筑體,應具備相同的結(jié)構(gòu)系統(tǒng);另一方面,此方案還必須能夠保證其在具體施工中的經(jīng)濟性要求。

        二、高層建筑結(jié)構(gòu)設計中存在的問題

        1、結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化不夠

        高層建筑結(jié)構(gòu)設計受到設計人員主觀追求新奇特、設計安全觀念局限及外部壓力等因素的影響,往往導致結(jié)構(gòu)方案的種種不足,從而增大建筑工程造價,甚至給工程質(zhì)量埋下安全隱患。少數(shù)工程方案設計人員缺乏工程安全意識,片面追求特別的建筑設計效果,自設計初期即造成結(jié)構(gòu)方案無法修正的缺失?;蛘哂捎谑艿街饔^設計能力的局限,不能整體性把握結(jié)構(gòu)設計方案,統(tǒng)籌概念不強,導致對具體設計中出現(xiàn)的問題不認真、不全面。另一方面,開發(fā)商或上級領(lǐng)導對經(jīng)濟性、建筑速度,以及商機的追求,也會影響設計師在高層建筑結(jié)構(gòu)設計方案中對工程基礎(chǔ)、承重、抗測力等系統(tǒng)的分析、選擇欠優(yōu)化。

        2、片面追求建筑的成本最低化

        如今建筑設計人員不斷增多,設計市場競爭激烈化,高層建筑結(jié)構(gòu)設計工程師越來越多的受到開發(fā)商約束,片面滿足開發(fā)商對項目經(jīng)濟效益最大化、建筑用材最小量的追求。在高層建筑結(jié)構(gòu)方案設計中各項設計指標只能勉強達到規(guī)范要求的底限極值,從而降低了建筑物面對各種意外風險的抵抗力,也減弱了建筑物在規(guī)定使用年限之內(nèi)的安全性。

        3、建筑物沒有達到抗震標準

        雖然國家制定了一些建筑設計標準,并頒布相關(guān)法律法規(guī)對保證建筑質(zhì)量進行約束,但仍有部分高層建筑設計人員沒有重視建筑設計的抗震度,抗震意識不強,在結(jié)構(gòu)中輕視甚至忽略了建筑抗震能力的設計,導致最終施工結(jié)果抗震力不達標,給人們的生命和財產(chǎn)安全埋下嚴重隱患。

        4、建筑材料質(zhì)量不過關(guān)

        一些開發(fā)企業(yè)為了追求利益最大化,只考慮減少建筑成本,在施工中使用違規(guī)劣質(zhì)建筑材料,以次充好,甚至偷工減料,以期更大化節(jié)約建設成本,卻忽視了建筑物的質(zhì)量安全。不合理的高層建筑結(jié)構(gòu)設計,不合格的建筑材料的使用,是造成我國建筑行業(yè)質(zhì)量信譽下降的重要原因,是造成建筑實體質(zhì)量降低的重要原因。

        三、優(yōu)化高層建筑結(jié)構(gòu)設計的措施

        1、從結(jié)構(gòu)計算和構(gòu)造出發(fā)

        在結(jié)構(gòu)計算計算方面,主要應當注意以下幾個問題:一是底框砌體結(jié)構(gòu)的驗算。二是避免使用錯誤的方法計算樓板。三是避免荷載計算錯誤。四是應當運用實際經(jīng)驗對計算結(jié)果做出合理的分析、判斷,并決定能否依據(jù)其進行施工設計。

        在構(gòu)造方面,主要應當注意以下幾個問題:一是應注意構(gòu)件配筋率的極限值,對于具有抗震要求的建筑,在設計過程中不僅需要考慮建筑的延伸性,還需保證構(gòu)件滿足最小配筋率的要求。二是必須選用符合標準的鋼筋,并保證鋼筋滿足不同位置的延伸、搭接和錨固的長度的要求。三是及時采取融熱通風等措施,避免屋面溫度的應力引起的墻體開裂等現(xiàn)象的出現(xiàn);四是具有抗震性能的構(gòu)造柱應在建筑內(nèi)部實現(xiàn)上下對準貫通。

        2、從抗震要求出發(fā)

        建筑尤其是民宅建筑需要具備一定程度的抗震能力,已經(jīng)越來越受到重視,因而在高層建筑結(jié)構(gòu)的設計過程中必須要考慮到抗震功能,一般可采用二階段設計來實現(xiàn)三個水準的設防要求。對于一般的多層砌體結(jié)構(gòu)的住宅建筑而言,應優(yōu)先選用橫墻承重或是縱橫墻承重的結(jié)構(gòu)體系,并在保證縱橫墻的均勻?qū)ΨQ和上下連續(xù);樓梯不應設置在房屋轉(zhuǎn)角處和盡頭處,以避免在地震時發(fā)生坍塌;對于多層或者高層的鋼筋混凝土住宅建筑而言,應采用規(guī)則的結(jié)構(gòu)將抗震墻和框架等抗側(cè)力結(jié)構(gòu)進行雙向布置,并控制好抗震墻之間屋蓋和樓蓋的長寬比,還可在較為復雜的結(jié)構(gòu)上設置防震縫。同時可以降低高層建筑自身的重量。高層建筑房屋的自重與地震效應成正比。建筑物自重比較小,則相應地震引發(fā)破壞的可能性越小;反之,增大建筑物自重,就會增大相應的地震效應,相同單位結(jié)構(gòu)上地震剪力就會越大,建筑物安全性更易受到影響,建筑物更容易在地震中被破壞,從而造成不必要的經(jīng)濟損失。因此減輕高層房屋自重是減少地震事故、提高結(jié)構(gòu)抗震能力、減少地震帶來的經(jīng)濟損失的最為行之有效的方法。

        3、要求設計人員要重視細部的優(yōu)化

        高層建筑結(jié)構(gòu)設計不僅要注重整體結(jié)構(gòu)設計的協(xié)調(diào),也應在結(jié)構(gòu)細節(jié)部分的設計中加強重視。舉例:為減少必須鋼筋的使用量,可以用冷軋鋼替代普通鋼筋使用,這樣的基礎(chǔ)設計,既能增加高層建筑對地震剪力的抵抗能力,又能降低成本,增大經(jīng)濟效益。又如:在現(xiàn)澆板的設計方案中,將異形板劃分為方形板,從而不免建筑物受力不均,減少完工后現(xiàn)澆板在使用過程中斷裂的可能性。同時提高高層建筑結(jié)構(gòu)設計人員對抗震性能的重視。高層建筑結(jié)構(gòu)設計高層建筑設計中的安全性、實用性決定了設計人員必須具備扎實的專業(yè)知識,其經(jīng)濟性、美觀性又對設計人員在思維創(chuàng)新方面提出了要求。

        結(jié)語

        在高層建筑結(jié)構(gòu)設計中,提高高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性是一個重要的問題。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,城市化進程不斷加快,高層建筑、大型建筑如雨后春筍一般,這就對高層建筑結(jié)構(gòu)設計有了更高的要求。

        [1]郎世杰.高層建筑結(jié)構(gòu)設計中的常見問題及應對措施[J].民營科技,2014

        [2]董麗萍.民用高層建筑結(jié)構(gòu)設計和優(yōu)化 [J].中華建設,2014

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