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        高層建筑中鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式探討

        2019-09-10 02:59:58蔡鑫禹
        炎黃地理 2019年3期
        關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)方式高層建筑

        蔡鑫禹

        摘 要:通過對高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)優(yōu)化,能夠促進(jìn)投資成本在工程項(xiàng)目的質(zhì)量安全和環(huán)保節(jié)能等方面進(jìn)行合理而均衡的分配,從而使高層建筑項(xiàng)目獲得更高的增值,并進(jìn)一步推動我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及城市化步伐的加快。本文首先簡要闡述了高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算中計(jì)算軟件選用和計(jì)算參數(shù)取值的優(yōu)化等方面內(nèi)容,然后就高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中梁構(gòu)造措施、柱構(gòu)造措施和過渡層設(shè)計(jì)的優(yōu)化等方面內(nèi)容進(jìn)行了淺要的分析和探討。

        關(guān)鍵詞:高層建筑;鋼筋結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)方式

        0 引言

        由于社會以及科技的快速發(fā)展,高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化作為我國高層建筑工程設(shè)計(jì)管理中的重要一環(huán),其主要的目標(biāo)就是在于提升高層建筑的結(jié)構(gòu)合理性和經(jīng)濟(jì)性。但是在我國高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化過程中還存在很多的問題,無論是管理體制方面還是在具體的實(shí)施過程中,都存在很多的不足之處,所以我們需要加強(qiáng)高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化工作,保證各個(gè)環(huán)節(jié)都能夠做到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、合理,從而使得高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化能夠得到最大程度的保障,為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。而作為高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程師,就應(yīng)當(dāng)肩負(fù)起自身職責(zé),做好高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化工作。

        1 高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算中要點(diǎn)與優(yōu)化策略

        1.1高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算中計(jì)算軟件選用的優(yōu)化

        在利用結(jié)構(gòu)處理時(shí),需要按照實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算軟件進(jìn)行處理,在選擇三維空間分析軟件時(shí)不能選取力學(xué)模型相同的,特別是在遇到受力比較復(fù)雜的情況下,譬如在對框支剪力墻進(jìn)行分析的過程中,因?yàn)槠洚a(chǎn)生了多次的變換,所以選擇軟件的過程中需要特別注意。同時(shí)在分析局部受力比較繁瑣的構(gòu)件時(shí),還需要根據(jù)分析的結(jié)果對配筋設(shè)計(jì)進(jìn)行改動。

        1.2高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算中計(jì)算參數(shù)取值的優(yōu)化

        1.2.1將抗震功能加入建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程時(shí),需要考慮結(jié)構(gòu)的平扭轉(zhuǎn)耦聯(lián),將其加到結(jié)構(gòu)計(jì)算的過程中,要保證振型數(shù)等于或者大于十五,多塔結(jié)構(gòu)的振型數(shù)需喲大于或者等于九倍的原振型數(shù),同時(shí)還需要保證振型參與質(zhì)量大于等于結(jié)構(gòu)總質(zhì)量的百分之九十,如果達(dá)不到這個(gè)要求,就會在后面的計(jì)算過程中出現(xiàn)較大的誤差,計(jì)算結(jié)果也不再具有參考意義。

        1.2.2對高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力位位移計(jì)算時(shí),如果只把考慮梁、柱等關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度,而不計(jì)算非承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度,那么最終測量計(jì)算出來的自振周期就會比實(shí)際測量的值大,這樣最終設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)受到地震的作用也會相對較小。特別是在設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)過程時(shí)建筑的剛度很大,這樣就會導(dǎo)致,過多的實(shí)心墻體運(yùn)用會使得整個(gè)周期實(shí)測值變??;運(yùn)用剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí),較少的磚塊使用量能夠保證墻體的剛度較小,這樣就能夠保證測量值和實(shí)際計(jì)算值之間的差距較小。因此在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中,在考慮建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能時(shí)需要將非承重結(jié)構(gòu)的剛度等因素考慮進(jìn)去,使用數(shù)據(jù)時(shí)也需要結(jié)合非承重墻相關(guān)方面的數(shù)據(jù),通過一定的計(jì)算進(jìn)行相應(yīng)的改動,但是現(xiàn)在很多建筑設(shè)計(jì)師在對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)時(shí),通常都是利用軟件的默認(rèn)值1.0,這樣就會導(dǎo)致很多有其他結(jié)構(gòu)的建筑都會存在很大的安全隱患,抗壓抗震能力十分微弱。

        2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)與優(yōu)化策略

        2.1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中梁柱構(gòu)造措施的優(yōu)化

        一旦當(dāng)梁的腹板高度hW≥450mm,在梁的兩個(gè)側(cè)面應(yīng)該按照高度配置縱向安排鋼筋,每側(cè)縱向鋼筋的截面面積不應(yīng)該比腹板截面積(bhW)的0.1%還要小,同時(shí)間距不應(yīng)該比200mm大。在實(shí)行抗震設(shè)計(jì)的過程中,框架柱應(yīng)該達(dá)到剪壓比的需要,它的截面關(guān)鍵應(yīng)該讓軸壓比來掌控。不過在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)里面常常會產(chǎn)生軸壓比μN(yùn)達(dá)上限甚至超限的現(xiàn)象,但箍筋的體積配箍率ρV卻無法達(dá)到規(guī)程需要的狀況。這就違背了框架柱的強(qiáng)剪弱彎準(zhǔn)則,同時(shí)對柱的延性產(chǎn)生了一定的作用。

        2.2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中過渡層設(shè)計(jì)的優(yōu)化

        如果剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在過渡層或者轉(zhuǎn)換層里面,比如底層框架剪力墻結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)在應(yīng)對地震時(shí)能夠展現(xiàn)出最大的抗剪切力合抗傾覆力矩,而且這種結(jié)構(gòu)不利于它在地震中的受力。而且,因?yàn)槭艿搅舜怪本鶆蚝奢d的作用,轉(zhuǎn)換層或者過渡層在受到剪力墻壓剪以及拉剪作用,結(jié)構(gòu)的橫向荷載發(fā)生作用,會導(dǎo)致轉(zhuǎn)換層或者過渡層剪力墻結(jié)構(gòu)受到的很像承載力減少,同時(shí)結(jié)構(gòu)的抗裂性也會降低。通過實(shí)驗(yàn)不難發(fā)現(xiàn),一旦結(jié)構(gòu)中的反復(fù)橫向荷載和垂直同時(shí)作用時(shí),轉(zhuǎn)換層或者過渡層所受到的橫向荷載以及承載力就會減少很多。可是如果按照平常的檢驗(yàn)和計(jì)算對其進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí),如果結(jié)構(gòu)的垂直荷載或者結(jié)構(gòu)高跨比較小時(shí),那么最后估算出來的剪力墻承載力就會比較大,這樣會導(dǎo)致整個(gè)建筑的安全系數(shù)較低,抗震能力較弱。因此在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層或者過渡層時(shí)應(yīng)該在每個(gè)結(jié)構(gòu)部分里加入構(gòu)造柱和圈梁,這樣就能夠形成一個(gè)類框架系統(tǒng),整個(gè)系統(tǒng)的抗震能力就得到了顯著提升,結(jié)構(gòu)過渡層或者轉(zhuǎn)換層傳送剪切力更加靈敏,延展性等各方面的性能會大大增強(qiáng),整個(gè)建筑會更加趨于安全。

        3 結(jié)束語

        總而言之,由于我國社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的大踏步快速發(fā)展,我國正在進(jìn)行的高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化,在高層建筑工程發(fā)展中慢慢體現(xiàn)出了極其重要的作用。在當(dāng)前國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)形勢的一片大好的發(fā)展背景下,加強(qiáng)高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化管理,有著非同尋常的作用。與此同時(shí),通過對高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)優(yōu)化,能夠促進(jìn)投資成本在工程項(xiàng)目的質(zhì)量安全和環(huán)保節(jié)能等方面進(jìn)行合理而均衡的分配,從而使高層建筑項(xiàng)目獲得更高的增值,并進(jìn)一步推動我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及城市化步伐的加快。而負(fù)責(zé)高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的相關(guān)人員,要對這些工作有充足的把握。在這種情況下,才會完成好高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化等一系列工作,進(jìn)而保證高層建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)管理的順利進(jìn)行。

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