高樂 羅晶
摘要:隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進(jìn)步,我國的建筑工程行業(yè)也在不斷發(fā)展,我國的建筑工程也迎來了較多的發(fā)展機遇以及現(xiàn)實挑戰(zhàn)。對于一些高層以及超高層建筑都是當(dāng)?shù)爻鞘械貥?biāo)性建筑,在結(jié)構(gòu)和形式上都有相對較為復(fù)雜的特點,針對于此,需要相關(guān)的設(shè)計人員不斷提高設(shè)計工作,從而保障建筑的整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量。對于復(fù)雜高層與超高層建筑而言,需要合理的分配其選型和設(shè)計,本文主要針對于此,展開一系列的討論,并且提出合理化的建議,希望對我國高層與超高層建筑的發(fā)展起到一定的幫助作用。
關(guān)鍵詞:復(fù)雜高層與超高層;建筑結(jié)構(gòu);選型和設(shè)計
針對于我國目前的發(fā)展現(xiàn)狀可以得出,我國的復(fù)雜高層以及超高層建筑還有一定的發(fā)展空間,需要相關(guān)的工作人員不斷提高對于相關(guān)技術(shù)的研究,從而提高建筑的整體建筑穩(wěn)定性以及實用性,重視結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)以及設(shè)計細(xì)節(jié),對部分應(yīng)力負(fù)荷相對集中的部位進(jìn)行一定的加固設(shè)計。充分考慮外界環(huán)境因素對于建筑構(gòu)造穩(wěn)定性的影響,提高對于建筑的穩(wěn)定性保障,對建筑的質(zhì)量進(jìn)行一定的合理保障。
一、結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求
(一)合理的進(jìn)行構(gòu)造分析
在復(fù)雜高層建筑與超搞成建筑的設(shè)計過程中,需要合理的分析,確保建筑的整體構(gòu)造的合理性,從而確保建筑的整體穩(wěn)定性和實用性,重視建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計細(xì)節(jié),對部分的應(yīng)力負(fù)荷進(jìn)行一定的集中加固設(shè)計,從而充分考慮外界環(huán)境因素對建筑結(jié)構(gòu)的整體影響效果,比如一些溫度變化、風(fēng)力風(fēng)向等氣候條件,在建筑上形成一定的側(cè)移與形變問題。另外,基于此設(shè)計而言,需要相關(guān)的設(shè)計人員提高對于建筑材料性能的準(zhǔn)確認(rèn)知,提高其延展性和形變能力,確保建筑構(gòu)造不會由于材料應(yīng)用而出現(xiàn)一系列的質(zhì)量問題。
(二)優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案選擇
在復(fù)雜高層建筑與超高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中,需要對結(jié)構(gòu)以及方案進(jìn)行合理的選擇,只有如此才能夠保障建筑的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。針對于此,還可以從實際的情況進(jìn)行觸犯,展開一系列工程建設(shè),在保證建筑結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性和安全性的情況下,協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和建筑工程成本投入,來制定相對較為全面系統(tǒng)和方案評價,將設(shè)計要求、工程材料、施工工藝以及自然因素等納入整體的評價體系中去,對于復(fù)雜的超高層建筑設(shè)計方案也要進(jìn)行深入的對比分析,從而選擇一個較為理想的結(jié)構(gòu)方案,確保工程建設(shè)的順利進(jìn)行和有效實施。
(三)完善結(jié)構(gòu)計算簡圖
在一些復(fù)雜的高層建筑與超高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中,需要對建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)化的分析,為方案設(shè)計提供一定的數(shù)據(jù)支持,并且決定結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和科學(xué)性。與此同時,在對高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的過程中,設(shè)計人員應(yīng)該保證計算簡圖能夠直觀全面的體現(xiàn)結(jié)構(gòu)特點,全面的控制結(jié)構(gòu)簡圖的繪制誤差,從而能夠真實的反映出工程的整體結(jié)構(gòu)信息,從而能夠通過結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)計算來進(jìn)行方案的獲取和內(nèi)容的設(shè)計。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計要點探析
(一)荷載的計算
相應(yīng)應(yīng)力條件下復(fù)雜高層與超高層建筑的總體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有著較大的影響,能夠影響著其穩(wěn)定性和安全性,并且荷載也要在符合要求的情況下,相比于復(fù)雜的整體建筑,在高度較低時,在水平以及豎直方向上的荷載情況更為復(fù)雜,相關(guān)的設(shè)計人員與需要對負(fù)載進(jìn)行精確的計算,從而有效的展開結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計工作。
(二)地震載荷的計算
在地震載荷的過程中,需要針對于復(fù)雜高層以及超高層設(shè)計中的穩(wěn)定性校核進(jìn)行一定的基礎(chǔ)分析,通過相關(guān)的研究表明,對于高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)的自振周期為六秒到九秒,在這個范圍內(nèi),對于此結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震性能需要進(jìn)行一定的合理性分析,保持地震荷載影響系數(shù)在六秒左右。基于此,還需要結(jié)合實際的需求來對地震載荷影響因素進(jìn)行合理的設(shè)計,保持其系數(shù)設(shè)置在六秒到十秒之內(nèi)。
(三)風(fēng)荷載計算
在實際的工程設(shè)計過程中,經(jīng)過實際的經(jīng)驗可以表明,隨著建筑質(zhì)量的高度的不斷增加,其所能承受的風(fēng)載荷水平也越來越高,風(fēng)載荷計算通常也是采用100年重現(xiàn)期的風(fēng)載荷對構(gòu)建的承載力進(jìn)行合理的設(shè)計,利用50重現(xiàn)期的風(fēng)載荷對構(gòu)建的承載力進(jìn)行控制,對于200m以上的高層建筑也要進(jìn)行風(fēng)洞實驗,在進(jìn)行風(fēng)載荷計算的過程中,還應(yīng)該遵守相應(yīng)的高層建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行相應(yīng)的操作,通過風(fēng)力的變化規(guī)律來確定荷載計算的波動范圍,在設(shè)計的過程中給予相對較為充分的風(fēng)載荷余量,從而保障建筑結(jié)構(gòu)在相應(yīng)風(fēng)力調(diào)價下載荷的具體表現(xiàn)。
(二)自振周期的計算
在高層超高層建筑的使用過程中,所承受的應(yīng)力變化是先對較為復(fù)雜的,并且其振動特征往往也不具有規(guī)律性,然而在振幅與頻率不斷波動的情況下,高層建筑更容易的受到振動接近自振周期而出現(xiàn)大幅度的振動問題,從而形成一個嚴(yán)重的穩(wěn)定性以及安全性問題。針對于此,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,設(shè)計人員需要根據(jù)實際的情況,并且根據(jù)抗震防烈度、建筑高度來進(jìn)行拋物線的擬合計算,再通過結(jié)合其他的因素來進(jìn)行計算,確保其自振計算結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和穩(wěn)定性。
(三)抗震性能設(shè)計
在處于穩(wěn)定性和使用性能的考量過程中,復(fù)雜高層和超高層建筑的抗震性能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)針對于傳統(tǒng)的建筑形式有了較大的提升,現(xiàn)階段而言,高層以及超高層建筑在抗震木匾的設(shè)置過程中,主要存在以下兩個方面。
1、使用水準(zhǔn)。對于地震重現(xiàn)期大致為50a的地震,在對建筑物的損傷能夠忽略不計,并且針對于其結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計,從而保障建筑能夠處于基木的彈性反應(yīng)狀態(tài)
2、倒塌水準(zhǔn)。在倒塌水準(zhǔn)中需要重視一下幾點,首先需要對高層建筑以及超高層建筑的延性結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,確保其非彈性形變低于構(gòu)件的彈性變形能力,其次,還要強于其他相關(guān)技術(shù)的規(guī)范要求,從而能夠得到一定的安全保障。最后,針對于復(fù)雜建筑設(shè)計或者超高建筑設(shè)計,要確保其能夠具有地震抗性作用,在各類環(huán)境下都能夠保持相應(yīng)的彈性。
(四)垂直交通設(shè)計
在垂直交通的設(shè)計過程中,對于框架—剪力墻與核心筒結(jié)構(gòu)是當(dāng)前復(fù)雜高層、超高層建筑的主要結(jié)構(gòu)形式,其最主要的突出特征就是垂直交通體系結(jié)構(gòu)能夠提供水平載荷抵抗力。這種垂直交通的設(shè)計不僅可以將電梯、樓梯、衛(wèi)生間等服務(wù)區(qū)域向平面中央集中,從而起到節(jié)省空間的作用,還可以給該區(qū)域提供一個良好的采光、視線范圍以及交通環(huán)境。對于垂直的交通結(jié)構(gòu)體系的承受力以及抗剪力都較大,都需要進(jìn)行一個剛度來支撐此強度,對于中央垂直交通結(jié)構(gòu)體系要處于建筑的幾何中央位置,從而將建筑的質(zhì)量重心、剛度重心以及型體核心進(jìn)行重合,有利于結(jié)構(gòu)的受力以及抗震。
三、結(jié)語:
根據(jù)本文的論述可以得出,針對于我國目前的復(fù)雜高層與超高層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計還存在一定的進(jìn)步空間,需要相關(guān)的工作人員不斷提高對于相關(guān)技術(shù)的研究,從而提高我國復(fù)雜高層建筑的設(shè)計質(zhì)量,為我國建筑的發(fā)展奠定一定的基礎(chǔ)。
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作者簡介:高樂,男(1986.03),研究生(碩士),工程師,主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。
羅晶? 女(1989.09),研究生(碩士),工程師,主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。