简析高层建筑结构设计中的问题及措施

2017-03-09蔡振东

环球市场 2017年19期

关键词：短肢剪力墙抗震

蔡振东

广州齐瀚建筑设计有限公司

简析高层建筑结构设计中的问题及措施

蔡振东

广州齐瀚建筑设计有限公司

本文概述了高层结构设计的特点及基本原则，分析了高层建筑结构设计存在的问题，同时提出了相应的解决对策，以供参考。

高层建筑；结构设计；问题；措施

前言

在建筑行业高速发展下，房屋建筑的建设技术持续提升，为了最大程度的运用土地资源，房屋建筑已从过去的低层、多层为主的方式上给予了较大改变，愈发加大了高层房屋的建设。随着高层建筑的不断发展，使得一些房屋在结构设计中概念混淆，设计方式、方法有待创新优化。因此，对高层建筑的结构设计进行分析愈发具有重要意义。

1 高层结构设计的特点

高层建筑结构设计主要包括以下几个特点：(1)在高层建筑结构设计中起着关键作用的就是水平力作用的设计，同时建筑结构的动力性也随着高层建筑层数的水平荷载能力的变化而变化，一般情况下水平荷载和纵向荷载的数值存在差异。(2)高层建筑结构设计的重要环节之一就是轴向变形设计，高层建筑随着楼层的增加，剪力墙体系也随之增大，另外边柱受力形变与中轴受力形变相比较小，从而引起高层建筑结构受力不平衡的情况出现。(3)在建筑高层设计时也应该注意对建筑进行抗震能力的设计，因为地震包括纵向荷载及水平荷载，会导致建筑高层结构的安全性能出现危险的可能。

2 结构设计的基本原则

2.1 选择更加合理的结构方案

在设计方面如果想要做到方案的合理化，则应当使得结构方案更加经济化、高效化，使得结构体系和结构方式的实现切实可行，其中结构体系应当实现传力简单、受力明确; 结构方式应当满足建筑功能的实现。在相同的结构单元中不应运用不同的结构体系，在地震区域应当考虑房屋竖向与平面的规则性，将其控制在一定的安全范围内; 且需要全面分析工程当中的设计标准与规范、地理环境、施工条件乃至材料供应等各个方面; 同时做到有效协调好水、暖、电等多个方面，从而进行结构选型，初选不同概念设计的结构方案，通过对比各种方案，挑选出适宜该房屋的方案。

2.2 确定适宜的基础方案

在建筑结构的设计当中，应当选择适宜的基础方案，先要从整体上对工程地质的因素、施工环境、上部结构类别、相邻建筑物的影响乃至土层分布给予综合分析，并且应当确保基础方案的经济型。在房屋基础的设计中，设计人员应当最大程度的分析计算出地基的潜能，并且对地基进行变形沉降的演算，从而保证现有场地地基承载力的高效运用。通常建筑地块面积较大，而地质勘查又属于抽样设计，所以在实际的勘察中应尽量做到勘察报告的详实与可信，部分特殊情况需要补点勘察的应当按照设计要求提供地质资料。建筑物的基础类型尽可能的采用同一种类，这样有利于不同基础类型建筑物的沉降有所不同，而造成的建筑物出现裂缝。

2.3 正确分析计算

随着科技的发展，计算机技术已普遍使用在结构设计当中，可是由于软件种类较多，不同软件采用的运算方法，对相应技术规范和技术要求的不同理解和运用，造成了不同软件计算出的数据相差较大，因此设计师应当从整体上掌握程序的适用因素和范畴，结合相应的问题，进行对比分析。针对不同软件的计算结果，进行横向比较，再结合自我专业知识和实际经验从而选择相应的计算结果作为分析参考的依据。

3 高层建筑结构设计存在的问题

3.1 超高

现阶段我国大部分高层建筑都出现了高度超高的情况，主要原因就是建设单位追求着建筑的高度，尽管建筑的高度有了很大提高，但是没有按照相关的设计标准进行改造，还是按照传统的设计规则进行建筑结构的设计，从而使高层建筑结构存在了安全隐患。

3.2 高层建筑结构受力不均匀

目前我国大部分高层建筑为了美丽的外观一味的使用不规则的结构，最终导致高层建筑的结构受力不平衡，导致高层建筑的几何中心，结构中心、刚度中心这3个中心没有在一点交汇，使高层建筑结构的重力不能一直和地面垂直或者使其弯曲变形。

3.3 抗震缝与结构竖向框架

大部分高层建筑在结构抗震设计时，应该了解纵向的稳定性设计和水平的稳定性设计是同等重要的，但是在很多的设计过程中忽略了影响纵向作用的地震和极端天气，同时有些高层建筑的抗震结构设计不是按照建筑结构规定进行施工的，所以一旦发生地震和极端天气，就会导致高层建筑的抗震缝产生碰撞的情况，从而对其建筑结构的稳定性进行破坏。

3.4 没有合理的设置短肢剪力墙

在进行短肢剪力墙的设计施工过程时，出现墙体设置数量太多及设置位置不合理等情况发生，对高层建筑的使用空间有严重的影响，同时会导致墙体与梁不能可靠连接，对梁的强度也有一定的影响。