探讨复杂高层与超高层建筑结构设计要点论文_高莹,梁龙

探讨复杂高层与超高层建筑结构设计要点论文_高莹,梁龙

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摘要:确保建筑物使用经济性、安全性的重点其实就是结构设计的科学性。目前,我国市场经济正在突飞猛进的发展,人们对复杂高层、超高层建筑工程的项目建设的需求越来越高。但是,随着建设设计过程的复杂程度进一步加深,特别是针对复杂高层建筑或者是超高层建筑来说,需要在设计过程中有效按照所承受的具体强度来进行相关的抗震设防烈度的设计工作。本文主要分析探讨了复杂高层与超高层建筑结构设计要点,以供参阅。

关键词:复杂高层;超高层;建筑结构;设计要点

引言

随着时代的发展,建筑行业在市场经济中占有重要的位置,高层建筑应运而生,千百年人类智慧凝结出的堡垒中,钢筋混凝土隔绝了所有的风雨,使人们所居住的环境在风雨中自成一片天地。可见建筑结构的坚固性。为了更好的满足人们的生活所需,本篇文章主要探讨了当前状况下,复杂高层与超高层建筑结构中存在的不足之处,以及结构设计的要点,并针对这些不足之处制定出相应的解决措施。希望在日后的发展中,复杂高层与超高层建筑物的结构能得到不断的优化。

1复杂高层与超高层建筑和普通高层建筑在结构设计上的区别

复杂高层建筑和普通高层建筑之间在结构设计方面存在明显差异性,从建筑的高度上来看普通高层建筑都是在200m高度以内的,而复杂高层建筑和超高层建筑基本都是超过200m甚至有的达到了上千米的高度。从建筑的材料设计上来看,普通高层施工人员一般就是应用混凝土的结构设计来进行施工建筑,但是在进行复杂高层或是超高层建筑的时候,还可以选用全钢结构及混合结构来进行结构的设计,充分保证超高层建筑的安全性。复杂高层建筑对机电设备以及消防设备的要求标准同样要比普通高层建筑高出很多,因为复杂高层建筑需要考虑到对机电层以及避难层的设计。同时在防震的设计方面,复杂高层在进行平面设计的时候所能够选用的形状要少得多,要能够使设计的结构满足我国的抗震要求。另外复杂高层建筑还需要考虑风载荷作用对人们居住舒适度的影响,而普通的高层建筑不用考虑这些。

2复杂高层与超高层建筑结构设计要点

2.1建筑的载荷计算

在高层建筑的建筑结构设计中,建筑的安全性以及稳定性是设计的重中之重,而建筑的荷载直接影响着建筑的安全以及稳定,因此在进行建设设计时一定要做好荷载的计算。相对于一般的建筑,复杂高层和超高层建筑的整体建筑荷载要复杂的多,相关的设计人员在进行建筑的荷载计算时往往需要考虑的内容也多得多。在进行复杂高层和超高层建筑的荷载计算时,最主要的内容是以下两个方面:建筑的地震荷载以及风荷载。在建筑工程施工的过程中地震荷载是必须要考虑的一项内容,我国相关的规范要求地震的荷载影响系数在6s,复杂高层和超高层建筑的自振周期一般在6~9s之间,因此设计人员在设计的过程中应当控制地震荷载的影响系数在6~10s之间。风荷载是复杂高层和超高层建筑建筑设计中必须要考虑的内容,建筑的高度越高其受到的风荷载就越强。在实际的施工中,复杂高层和超高层建筑应当进行相应的风洞试验,确保建筑荷载的稳定。

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2.2建筑自振周期的计算

与中低层建筑进行比较,复杂高层与超高层建筑在进行使用的过程当中所需要承受的应力变化是比较复杂的,并且其1动的特征往往来说都是不规律的,然而在振幅以及频率都在不断进行波动的情况之下,高层与超高层建筑是非常容易因为震动接近了自振周期从而出现了大幅度震动的问题,进而引发建筑物较为严重的稳定性以及安全性问题。

2.3建筑抗震性能的设计

通常情况下,从实际使用性能以及稳定性性能的考量着手,在和传统建筑形式的比较中,可发现目前我国的复杂高层、超高层建筑的抗震性能设计标准已经有了一个较大的提升。如今在抗震目标的设置方面上,我国的高层、超高层建筑需要涉及两个方面:①倒塌水准:在倒塌水准中需要重视:第一步重视主要高层、超高层建筑构件中存在的非延性部件,切实关注其破坏模式的具体应力需求,加强于技术规定的要求;第二步重视高层建筑、超高层建筑的延性结构构件,其非弹性形变不能超过其构件的弹性变形能力;第三步在实际设计复杂建筑设计、超高建筑的过程中,重视建筑物控制构件,有效确保控制构件具备中等地震抗性的性能,确保较大的弹性;②使用水准:针对地震重现期是5Oa的地震来说,在其结构设计中,要求建筑保持一个基木弹性反应的状态下,然而可以将其建筑物的损伤忽略不计。

2.4垂直交通设计

一般情况下,为了尽可能提升建筑结构的稳定性,复杂高层与超高层建筑都会选择框架-剪力墙和核心筒结构,以及垂直交通结构体系,这两个结构都有效保障了建筑的坚固性。同时,基于垂直交通结构体系的自身特点,建筑内部的采光问题可以很好地解决。包括垂直结构下的楼梯、厨房和阳台等区域的占地面积大大减少,一定程度上改善了建筑的交通环境。

2.5结构舒适度设计

确保复杂高层与超高层建筑水平振动舒适度是树立“以人为本”重要结构设计理念的基础。从结构设计的一般方法来说,复杂高层与超高层建筑的结构是相对柔软的。因而,在进行结构设计的过程中,不仅要保证结构设计的安全性,更要满足建筑物使用人群对舒适度的要求。这就意味着要对高层建筑的高钢规程和混凝土规程作出明确的设计要求。这一过程是使高层建筑物的结构设计达到顺风向和横风向顶点的最大加速度的重要设计内容。

结束语

随着我国国民经济水平的不断提高,复杂高层和超高层的时代将会逐渐到来,在过去的实例中,我们不难发现复杂高层和超高层的优势已经逐渐显现。因此,在对复杂高层和超高层进行建筑结构的设计过程中,在做到满足建筑功能需求的同时,也要做到对环境条件的满足,所以应当确保设计措施和设计思路能够满足结构设计中的多项需求,保证现场的施工条件能够有力地支撑建筑结构设计体系的顺利进行。在全面开展工作的同时,要坚持以认真负责的态度对待每一个基础结构的设计,只有严格地控制好质量,中国的建筑事业才有可能拥有更加美好的未来。

参考文献:

[1]魏国富.复杂高层与超高层建筑结构设计要点及相关问题探讨[J].中国住宅设施.2017(06)

[2]毛昉.复杂高层与超高层建筑结构设计研究[J].建材与装饰.2018(05)

[3]周远标.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探析[J].中国住宅设施.2018(03)

论文作者:高莹,梁龙

论文发表刊物:《建筑细部》2018年第21期

论文发表时间:2019/5/13

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