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        混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)淺析

        2018-10-21 10:38:50楊其航
        裝飾裝修天地 2018年23期
        關(guān)鍵詞:高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土

        楊其航

        摘 要:高層建筑在人們的生活中較為常見,高層建筑的出現(xiàn)及使用有效地緩和了城市居民的住房問題,通過科學(xué)的設(shè)計(jì)及施工,高層建筑的各項(xiàng)性能可以很好地滿足用戶的需求,同時(shí)在智能化設(shè)施的支持下,人們的生活水平可得到較好的提升。對于高層混凝土建筑而言,結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的科學(xué)性影響較大,同時(shí),如何保護(hù)高層建筑在地質(zhì)災(zāi)害中不被破壞需要設(shè)計(jì)者予以重視。簡單分析地質(zhì)災(zāi)害下高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的破壞表現(xiàn)和高層混凝土建筑抗震設(shè)計(jì)中的常見問題,重點(diǎn)圍繞高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化展開詳細(xì)論述。

        關(guān)鍵詞:混凝土;高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        1 引言

        加強(qiáng)對高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計(jì),是現(xiàn)代化社會發(fā)展背景下建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢,也是在當(dāng)前形勢下的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要進(jìn)行的一項(xiàng)建筑設(shè)計(jì),只有在建筑的設(shè)計(jì)過程中,對建筑進(jìn)行抗震性分析和研究,才能保障建筑的安全。

        2 混凝土材料及混凝土結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)分析

        建筑工程所述的混凝土即由砂、石、水泥等材料按一定配比混合而成的復(fù)合型材料的統(tǒng)稱,即我們通常所說的商品砼,該材料主要應(yīng)用于工程建設(shè)中的土建施工和機(jī)電設(shè)備安裝等領(lǐng)域。混凝土的主要原材料是砂、石,將其與水按一定的配比混合即可得到水泥質(zhì)混凝土材料,再與水泥等水硬性材料混合即可成為高強(qiáng)度的混凝土結(jié)構(gòu)材料[1]。相比混凝土材料,混凝土結(jié)構(gòu)材料還包含了水泥、化學(xué)添加劑及其他礦物質(zhì)材料,項(xiàng)目施工時(shí)結(jié)合鋼筋工序可獲得強(qiáng)度較高的混凝土結(jié)構(gòu)件。混凝土結(jié)構(gòu)具有諸多的優(yōu)點(diǎn):其一,混凝土結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)制作相對較為簡單,技術(shù)要求相對不高,水泥、砂、石等原料價(jià)低易得;其二,混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的抗壓強(qiáng)度和抗震性能,能夠抵御一定的自然災(zāi)害破壞,使用年限較長;其三,混凝土材料為熱的不良導(dǎo)體,因此混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的耐火性;其四,混凝土材料在一般環(huán)境下不會被腐蝕,因此混凝土結(jié)構(gòu)具有較高的耐腐蝕性能。鑒于上述優(yōu)點(diǎn),混凝土結(jié)構(gòu)在土木工程建筑施工領(lǐng)域的應(yīng)用越來越普遍。

        3 影響高層混凝土建筑設(shè)計(jì)中的常見問題

        3.1 樓高設(shè)計(jì)不合理

        根據(jù)這個(gè)項(xiàng)目施工,可以表明,如果建筑物的樓層相對來說比較高,那么其施工的難度也會增加,樓層比較低,施工難度就會比較小。我國針對高層混凝土建筑的各項(xiàng)技術(shù)均制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),差異化結(jié)構(gòu)形態(tài)下的高度要求各異,但是缺乏系統(tǒng)性設(shè)計(jì)要求的引導(dǎo),部分設(shè)計(jì)人員并未參照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),降低了建筑自身的抗震性能。

        3.2 地段選擇及處理不當(dāng)

        高層混凝土建筑對地基的要求較高,同時(shí)作為高層建筑的重要安全保障——地段的選取及地基處理關(guān)系到建筑綜合性能的實(shí)現(xiàn),選取不當(dāng)必然會影響到后續(xù)建設(shè)工作的有效性。在城市建設(shè)全面推進(jìn)的今天,很多建筑開發(fā)企業(yè)更多的是考慮經(jīng)濟(jì)效益,忽視了對建筑用地的分析與評估,一些不適宜建設(shè)高層建筑的地基投入使用[2]。城市經(jīng)濟(jì)的過快發(fā)展,使得城市周邊的地塊開發(fā)頻率加大,尤其是對于一些不良地基、地勢起伏較大、靠河流較近的地塊利用率明顯提升,這些地基如若處理不全面必然會影響到建筑整體的抗震性、安全性。

        4 高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

        4.1 地基設(shè)計(jì)

        (1)沉降縫設(shè)計(jì)。在建筑使用的過程中,沉降是常見的現(xiàn)象,過度的不均勻沉降會給建筑帶來嚴(yán)重的危害,降低建筑的安全性能,對于高層建筑來說,應(yīng)在建筑高度差較大或轉(zhuǎn)折部位以及地基土的壓縮性差異較大的部位設(shè)置沉降縫。通過設(shè)置沉降縫的方式可以把建筑物分割成若干相對獨(dú)立的結(jié)構(gòu),使沉降的過程保持獨(dú)立,避免各結(jié)構(gòu)單元相互影響,能夠降低不均勻沉降對建筑物的不良影響。

        (2)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。高層建筑的地基要承受巨大的壓力,如果基礎(chǔ)底面承受的壓力設(shè)計(jì)值與地基承載力設(shè)計(jì)值相當(dāng),或者不超出5%時(shí),應(yīng)適當(dāng)提高上部結(jié)構(gòu)的剛度,在框架結(jié)構(gòu)上增設(shè)拉梁,增加梁柱的截面面積,并增加框架梁的配筋,提高基礎(chǔ)的抗不均勻沉降能力;如果超出了預(yù)估沉降值的限度,應(yīng)增大基礎(chǔ)底面積,并對地基進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸烫幚恚ㄟ^這些方式提高高層建筑的荷載能力。針對不同的地質(zhì)情況、建筑結(jié)構(gòu)類型、地基承載能力應(yīng)選擇不同的處理方式。一些高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)可以采用水泥粉煤灰碎石樁的形式,這種樁是利用石屑、粉煤灰、碎石等與水泥摻和,加水?dāng)嚢?,并使用相?yīng)的機(jī)械制成的低強(qiáng)度樁[3]。

        4.2 建筑的抗震加固設(shè)計(jì)

        建筑的抗震加固設(shè)計(jì)可以從以下2個(gè)方面進(jìn)行:(1)在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中,要選用螺旋復(fù)合捆綁式鋼筋混凝土施工技術(shù),這樣能夠保障鋼筋和混凝土在復(fù)合施工技術(shù)的應(yīng)用下,發(fā)揮出其抗震的安全特性;(2)在建筑的抗震加固設(shè)計(jì)中,選用分體柱,利用分體柱進(jìn)行專門的建筑抗震彎曲性設(shè)計(jì)。之所以在建筑抗震加固設(shè)計(jì)中選用分體柱設(shè)計(jì),是保障在分體柱的設(shè)計(jì)過程中,將建筑的鏈接健在分隔板和摩擦阻尼的應(yīng)用下,起到抗震防止形變的目的。

        4.3 建筑施工材料的選取與應(yīng)用

        施工材料是整個(gè)建筑樓體的基礎(chǔ)保障,想要建立一個(gè)高質(zhì)量的高層混凝土建筑需要材料的支持。(1)為了保證建筑物的抗震性能,建筑施工單位要先對建設(shè)項(xiàng)目需要材料進(jìn)行記錄,避免多買少買的現(xiàn)象。(2)在購買相應(yīng)的施工材料時(shí),需要考慮好施工材料的使用特性,對材料的規(guī)格、重量、大小等進(jìn)行分析,選用質(zhì)量過關(guān)的材料。如在選取鋼筋材料時(shí),要對鋼筋的重量進(jìn)行測量,推測其承重能力,對鋼筋的表面也要進(jìn)行觀察,對于一些表面出現(xiàn)裂痕的鋼筋要排查出來,挑選合格的材料。(3)要挑選一些抗震性能比較強(qiáng)的施工材料,對這些材料進(jìn)行抗震能力的計(jì)算,利用數(shù)學(xué)公式等算出施工材料的承重能力。對于材料的使用也要進(jìn)行科學(xué)合理的施工,注意好每種施工材料的要點(diǎn),避免材料的浪費(fèi),讓每一種施工材料可以發(fā)揮出其最大的效用。比如,在混凝土攪拌時(shí)要對混凝土的配合比量進(jìn)行計(jì)算,在投入時(shí),須嚴(yán)格控制好比例,按照比例進(jìn)行攪拌。(4)建筑施工人員要按照國家規(guī)定的相關(guān)的施工辦法進(jìn)行施工,減少資源能源的耗費(fèi),降低施工單位的建設(shè)成本。

        4.4 合理應(yīng)用高強(qiáng)砼和高強(qiáng)鋼筋

        在建筑施工過程中,用鋼量對建筑工程的造價(jià)有重要的影響。為了降低用鋼量,并保證建筑的質(zhì)量,應(yīng)使用高強(qiáng)度的鋼筋[4]。如果高層建筑的地基比較軟弱,高強(qiáng)砼和高強(qiáng)度鋼筋的使用能夠有效的減輕地基的荷載,并在一定程度上降低施工的難度,減少建設(shè)成本。對于建筑來說,地震的破壞程度與自身的重量成正比,自重越大,受破壞的程度就越大,因此,在建設(shè)的過程中,應(yīng)減輕建筑物的自重,使用高強(qiáng)鋼筋以及高強(qiáng)砼能夠減少用鋼量,從而減輕建筑的自重,降低地震帶來的破壞。

        5 結(jié)束語

        高層建筑是新時(shí)期建筑事業(yè)的一大突破,在土地資源愈發(fā)緊張的今天優(yōu)化高層混凝土建筑的抗震性有利于資源能源的有效利用、有利于“百年大計(jì)、質(zhì)量第一”的貫徹落實(shí)、有利于社會的和諧穩(wěn)定。為了節(jié)省城市建設(shè)用地,提高城市立體化程度,高層建筑成為城市中常見的建筑形式,這種建筑形式能夠緩解城市人口密集造成的土地資源緊張的問題。在建設(shè)過程中,不僅要考慮土地利用效率,更要保證建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全性,這需要通過優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的混凝土施工設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 郭美靈.高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析[J].建材與裝飾,2018(29):126.

        [2] 黃希川,楊雷.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定設(shè)計(jì)[J].住宅與房地產(chǎn),2018(9):95.

        [3] 鐘振靈.鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題及對策[J].居舍,2018(8):198.

        [4] 李碧濤.淺談高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].建材與裝飾,2018(4):76~77.

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