简析高层民用建筑结构设计路径

2020-04-09蔺广金中德福建幕墙股份有限公司363612

河南建材 2020年3期

蔺广金中德（福建）幕墙股份有限公司（363612）

0 引言

因为人们对现代高层建筑功能要求的提高及一些其它因素，无形中增加了建筑结构设计人员的工作难度。在高层民用住宅设计过程中，需要参考国家发布的与高层建筑结构技术相关的文件，针对建筑高度，明确建筑要求，并从经济、安全、适用等方面出发进行建筑设计，这样才能根据规定要求设计出安全、稳固的建筑。

1 高层民用建筑结构设计的原则

高层民用建筑结构在设计的时候需要遵循一些原则[1]，这样可以保证民用建筑安全、稳固。首先在进行民用建筑结构设计时，需要考虑建筑中单位面积承受的载荷范围，并以此为依据将建筑结构的断面尺寸确定下来；其次，对于建筑结构中类似门窗与墙体之间的连接部位，需要确定其连接部位的安全系数；在结构设计中，还需要注意结构的外观，建筑结构需要在安全、稳固的基础上保证结构外观能够达到现代人的审美要求；最后，需要考虑结构体型组合及立面等方面，对于结构中的转头、收头、交接部位的接头进行设计的时候，需考虑建筑结构的整体性，这样才能使结构中的各个部位能够协调、统一。设计人员在建筑结构设计过程中需要有成本意识，要从工程的角度思考材料采购、维修、管理等环节的工作内容，在这个基础上对建筑结构进行设计，才能保证设计方案与实际相符，具有可操作性。

2 高层民用建筑结构设计选型的思考

2.1 根据建筑的整体、实用和经济性选型

进行建筑选型设计的过程中，需要从整体、实用及经济的角度出发，思考建筑结构设计工作。结构设计的基础选型有箱型基础、筏板基础等，进行结构设计的时候，需要根据建筑类型、载荷及地基可以承受的范围作为设计结构的重要参考因素，设计的方案必须要满足以上提到的这些方面。与此同时，设计人员还需要考虑整体结构的变形范围，对结构进行设计，使设计方案可以在满足国家对建筑安全方面要求的基础上，还可以做到经济、美观。层数及地基的承载能力是高层建筑设计工作中必须重点注意的参数，如果不重视这方面的参数，可能会使施工单位因设计方案缺陷而损失大量的经济效益[1]。

2.2 高层建筑结构设计

结构设计人员在进行高层建筑设计工作时，根据高层建筑的特点，最好采用规则的平面布置与立面对称结构。应该从安全角度对建筑结构进行设计，采用平面设计及对称立面结构可以提高结构的稳定性，这样可以保证建筑在低级地震的影响中依然稳固伫立。受市场因素的影响，很多设计人员的设计方向偏重外观的华丽，反而影响到民用住宅的安全系数。要尽量避免出现建筑大面积扭转的结构设计，这样会使质心与刚度中心偏离平衡位置。设计人员应该考虑到高层住宅居民的安全，采用简单、对称的结构设计。

3 高层民用建筑结构设计重用目标的思考

设计人员进行结构设计时，需要考虑到结构中梁、板、墙之间的空间关系，设计人员进行设计重用阶段，需要充分利用建筑环境中现有的结构力学关系，在这个基础上进一步对结构位置进行优化设计，这样能在很大程度上提高设计的效果。建筑工作中重复设计出现的次数非常频繁，所以对设计重用已经有了规范的流程。建筑环节中的重用目标表现为，设计师进行结构设计时会将结构布局相同的楼层归并为同类，并将其命名为标准层。为了可以增强设计效果，设计人员一般会对标准层另行设计，进行相关工作的时候，其图纸与其它结构的图纸是分开的，这样设置对建筑作业有非常大的意义。建筑设计过程中，变更及修改的出现非常频繁，但是在作业中一旦出现设计重用，就会影响工程效率，为了不影响工程进度，设计人员使用重用部分对重复部分进行替换，所以建筑中的标准层可以在修改重用部分的过程中直接与其进行替换，这样就能在很大程度上提高设计环节的工作效率。

4 高层民用建筑结构设计安全的几点思考

4.1 根据国家安全设计规范制定建筑物的设计安全

为了保障建筑行业可以持续发展，国家不断完善相关的法律法规。从最新的文件中，不难发现建筑行业的各项条例变得越来越具体，在健全的安全规范下，建筑工作人员进行建筑作业时，与之前相比也变得越来越专业。建筑结构设计安全工作的好坏可以直接反应一个国家在建筑设计水平。所以，结构设计需要遵循国家的安全规范。除此之外，还需要顾虑到我国相关的法律法规，必须要保证不触及到法律的界限，将安全防范意识贯穿于工程项目的始终。对于国家下发的相关文件，施工方一定要认真对待，并落实到施工中，比如建筑结构施工时使用的钢材，必须要满足国家相关标准的要求。对于钢材，在不考虑震害的前提下，规范中规定的最小含钢量是1%，需要根据实际项目对钢材进行选择。对于高层民用建筑而言，使用的钢材含量应该在1%以上，这样才能满足国家对建筑安全方面的要求，使建筑质量达到国家的规定。

4.2 结构设计要转变设计思想，提高安全度

建筑工程的质量与居民的生命、财产安全直接挂钩，所以建筑结构设计人员责任重大。结构设计人员必须要研究国家安全规范文件，结合实际情况对建筑进行结构设计，最大程度上保证结构设计方案具有实践性，这是建筑安全的重要保证。

4.3 建筑结构采用可靠度理论进行设计

结构设计人员应该不断学习先进理论，这样能在很大程度上保证建筑结构设计的合理性。可靠度理论可以帮助设计人员优化建筑结构方案，提高建筑的可靠性，通过失效概率对建筑结构进行评估，在使用的过程中需要将作用应力与建筑抗力分开讨论。这种方法非常有效，并且已经得到我国很多建筑单位的好评，这套理论在发达国家被建筑行业广泛地应用于结构设计环节中。随着建筑行业的发展，建筑技术人员在使用可靠度理论的同时，还在不断结合实际情况对其进行完善，从而使这套理论随着社会的发展依然能够展现出良好的实用效果。图1为结构设计人员在可靠度理论的指导下设计的建筑。