钢筋混凝土高层建筑结构设计中的常见问题分析论文_邓晓明

钢筋混凝土高层建筑结构设计中的常见问题分析论文_邓晓明

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摘要:钢筋混凝土高层结构设计作为现代建筑行业的主要结构形式,其优势推动了建筑行业的发展,提高了建筑行业的整体质量。通过本文了解到了钢筋混凝土高层结构设计过程中常见的问题,并对其问题进行分析,望对进一步提高高层建筑结构设计质量和水平起参考作用。

关键词:钢筋混凝土;高层建筑;结构设计;常见问题; 

1、引言:

钢筋混凝土结构具有强度大、稳定性高、耐久性强以及抗震性能好等优点,使其在现代高层建筑结构中得到广泛应用。要满足高层建筑中钢筋混凝土结构的实际需求,其结构设计是至关重要的。因此,探讨钢筋混凝土高层结构设计中存在的问题,了解设计过程中遇到的难点和重点,并采取科学合理的手段来完善和提高钢筋混凝土高层结构设计,以此提高钢筋混凝土高层结构设计质量。

2、钢筋混凝土结构设计要点

(1)高层建筑设计钢筋混凝土结构的强度和功能时要以突出安全性为第一要务,要确保在设计年限内高层建筑钢筋混凝土结构在各种负荷和影响下的稳定性和安全性,同时要确保突发事件和偶然事件中高层建筑钢筋混凝土必须的稳定性和结构延性。

(2)高层建筑钢筋混凝土结构设计过程中要有年限上的考虑,要在规定的年限上实现高层建筑的稳定以及钢筋混凝土结构的功能连续,形成有益于实现设计目标的耐久性基础。

(3)建筑设计工作的突出,要实现钢筋混凝土结构具有在一定时间内功能的实现,这样就可以保证高层建筑整体的使用要求,也可以保障钢筋混凝土结构对于裂缝、撞击、地震、形变等各种影响因素的抵御能力。

3、钢筋混凝土的高层结构设计中存在的问题分析

3.1 设计者只注重计算,忽略概念设计;

许多设计者在设计结构时,往往是按建筑专业所提供的建筑图来建立、校核和计算结构的模型。强调结构概念设计的重要性,是要求建筑师和结构师在建筑设计中应特别重视规范、规程中有关结构概念设计的各条规定,设计中不能陷入只凭计算的误区。

结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。选择对抗震有利的结构方案和布置,采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施,设计延性结构和延性结构构件,分析结构薄弱部位,并采取相应的措施,避免薄弱层过早破坏,防止局部破坏引起连锁效应,避免设计静定结构,采取二道防线措施等每个设计步骤中都贯穿了结构概念设计内容。

3.2 结构的规则性问题;

在结构体系上,应重视结构的选型和平、立面布置的规则性,择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。结构应具有明确的计算简图和合理的传递地震力途径,结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。

建筑结构的设计中,对于结构的规则性所规范的内容变化很大,在以前结构的规则性规范中新增了许多规范条件,如比较嵌固端的上下层刚度的信息、竖向的规则性以及平面的规则性等,在新规范里,出现了强制性规定,因此高层建筑物在设计结构时,应遵守设计规范的内容,从而能够避免施工中设计要求的改变。

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3.3嵌固端设计的问题;

目前许多高层建筑物的地下室和人防都在两层或两层之上,因此设置嵌固端可能会在人防顶板的位置或者在地下室的顶板位置,在进行嵌固端的设置时,结构的设计师及建筑师常常会忽略设置嵌固端所带来的问题,例如:上下层的抗震等级、上下层的刚度及楼板设计的统一性等问题,在设计中若忽略任何问题都会导致高层建筑结构的安全隐患,因此这就要求设计师及建筑师设计钢筋混凝土的高层结构时,要注意设置嵌固端的问题。

3.4 短肢剪力墙的设计问题;

对于钢筋混凝土的高层结构设计规范里,短肢剪力墙使用虽然具有一定的的作用,但在高层建筑上应用短肢剪力墙的限制很多,在使用数量上一定要严格参照规范,《高规》7.1.8规定抗震设计时,高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙,B级高度高层建筑以及抗震设防度为9度的A级高度层建筑,不宜布置短肢剪力墙,不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。因此在高层建筑的设计里,结构的设计师及建筑师应尽量减少使用短肢剪力墙,从而防止在工程的设计中及其以后的设计里增加麻烦。

3.5 结构超高的问题;

钢筋混凝土的高层结构的设计里,在抗震的规范里对高层建筑总的高度的要求十分严格,尤其是新的规范里,除了把以前限制的高度改为了A级高度外,还增加建筑物的B级高度。因此在设计高层结构时,要严格地控制好建筑物的高度,继而减少不符合要求或者重新设计等问题的发生,对工程工期以及高层结构的设计影响减少。

3.6 基础设计及地基设计问题分析;

在高层结构的设计里,地基设计以及基础设计为结构工程师及建筑师较为重视的一个问题,建筑物的基础设计及地基设计对设计的后期工作有着直接的影响,并且对于整个工程造价而言地基设计有着重要作用,在这一阶段里存在的问题会对整个的工程产生严重的损失。

在地基设计及基础设计过程中要注意规范的重要性。因此在进行基础设计以地基设计过程中,要对地方性的规范有一个深入的研究考察,从而避免或减少对高层建筑结构在设计工作中产生的影响。

3.7结构计算与分析问题;

在结构计算与分析阶段,如何准确,高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理,是决定工程设计质量好坏的关键。由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进,因此,结构工程师也应该相当地对这一阶段比较常见的问题应有一个清晰的认识。

(1) 计算模型的选取

设计人员在进行结构计算和分析的时候,不仅要考虑结构类型,还要考虑计算机各类软件的特点,选择最为合理的计算方式,并比对计算结果,通过技术手段判断哪个结果更为合理一些,这些是设计人员应该做的工作。否则,就会耗费大量的人力物力,甚至会出现不安全因素。

(2)考虑建筑隔墙等对自振周期的影响,是否需要地震力放大,数目是否足够。在新规范中增加一个振型参与系数的概念,并明确提出了该参数的限值。由于在旧规范设计中,并未提出振型参与系数的概念,或即使有该概念,该参数的限值也未必一定符合新规范的要求。因此,在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断,并决定是否要调整振型数目的取值,是否需要分开计算。 

(3)非结构构件的计算与设计。在高层建筑当中往往为了美观而设置一些非结构构建,其并非是主体承重结构,针对这部分构件来说,特别是建筑物顶端的装饰构件,在设计时为了能够避免地震作用对该部分的损害,我们应该加强对这部分的重视,严格按照相关规定中的计算处理措施进行科学的设计,保证这部分工程的质量。

4、结语

由于钢筋混凝土高层建筑的结构设计是一个时间长且复杂的系统工程。一旦在某个环节出现差错,将严重影响到后期的设计工作,或者导致结构存在安全隐患,使工程的质量难以得到保证。因此,在结构设计的各个环节中,结构工程师必须严格依据相关规范要求,以严谨认真的态度进行分析和计算,并且要不断地进行检查和核对,保证设计科学合理,从而达到预期的效果。

参考文献:

[1]崔立成.钢筋混凝土高层结构设计中的几个问题[J].中国新技术新产品,2010,(1).

[2]孙立新,黄曙华.建筑结构设计过程中安全问题的控制与管理[J].价值工程,2010(33)

[3]崔立成.钢筋混凝土高层结构设计中的几个问题[J].中国新技术新产品,2010(01)

论文作者:邓晓明

论文发表刊物:《基层建设》2016年10期

论文发表时间:2016/7/28

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