高層建筑結構設計時存在的問題及對策分析

高層建筑結構設計論文教授推薦10篇之第六篇:高層建筑結構設計時存在的問題及對策分析 摘要: 文章就高層建筑結構設計時存在的一些問題進行簡要總結分析,并提出一些對策,分別從規則性、上部結構模型、基礎設計以及隱患規避等方面展開論述。 關鍵詞: 高層建筑; 結構
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高層建筑結構設計論文教授推薦10篇之第六篇:高層建筑結構設計時存在的問題及對策分析

  摘要:文章就高層建筑結構設計時存在的一些問題進行簡要總結分析,并提出一些對策,分別從規則性、上部結構模型、基礎設計以及隱患規避等方面展開論述。

  關鍵詞:高層建筑; 結構設計; 不規則; 安全隱患;

  隨著城市化的不斷發展,城市人口增多土地尤為稀缺,相應高層建筑在現代社會中的應用越來越普遍,其中彰顯出一些問題,設計是保證建筑安全重要的一環,結構設計往往涉及人身財產安全,因此安全合理的結構設計至關重要。一個建筑從開始規劃到交付使用再到設計使用年限內可以正常使用是一個長期的過程,出現問題不可避免,包括結構設計本身的、施工方面的以及在使用過程中可能會遇到的人為的或自然的損壞,本文主要就高層建筑在結構設計這個層面存在的問題做一個簡單的分析并提出一些對策。

高層建筑結構設計

  1 建筑不規則問題及其對策

  高層建筑規范要求平面力求簡單規則、豎向受力構件上下連續布置和門窗上下沖齊,以上均是結構設計達到安全經濟合理適用要求的有利基礎。如今人們對建筑使用的要求呈現多樣化特點,建筑平面相應變得復雜,建筑方案制定時,有時為滿足建筑使用要求或者消防的要求,建筑平面會出現凹凸不規則情況,比如細腰型的建筑,此類建筑抗震不利,細腰部位屬于抗震薄弱部位,地震時凹口位置更是極易出現應力集中造成樓板開裂。設計時應盡量避免此類建筑,當必須采用此類建筑時,需要采取一系列結構加強措施,應采用加強相關范圍樓板厚度、樓板雙層雙向配筋并加大配筋面積,凹口設置配筋拉梁等;此外,隨著建筑外立面造型的多元化,高層結構可能出現門窗洞口重疊上下層不對齊的情況(疊合錯洞墻),此類墻體應力分布、計算及構造都較為復雜,傳力路徑混亂導致結構設計計算結果不易判斷不可靠,此時應采取措施將洞口規則化(將疊合錯洞墻轉化為大洞口剪力墻),門窗洞口多余部分可采用加氣混凝土砌塊填充,以便形成明確連梁和墻肢傳力路徑,并采用彈性平面有限元方法進行設計以及校核,達到安全經濟的目的。

  2 上部結構模型不合理問題及其對策

  模型正確是結構設計結果正確的基本,在實際的結構設計中,建筑具有一定的復雜性,設計人員的疏忽或者對生產工藝不了解,就會導致一些建模失誤,錯誤的模型也是可以進行計算的,這樣會帶來不必要的安全隱患。軟件操作中,因模型參數了解不準確導致輸入不正確,當前建筑越發復雜,同一個建筑進行結構設計時,或許用到不止一個軟件,不同軟件中相同的參數規定或許不同,比如模型采用PKPM和YJK兩種軟件時,嵌固端參數填寫是不同的,例如嵌固端都是在基礎頂面,PKPM嵌固端所在層號填寫為1,YJK嵌固端所在層號填寫為0;嵌固部位選擇不合理,一般地下室頂板作為結構嵌固端經濟,約束邊緣構件不需要延伸至基礎頂面,地下室頂板是否可以作為結構嵌固端,需要結構設計人員正確地判斷。

  3 基礎設計不合理問題及其對策

  高層建筑一般采用整體性好的基礎形式:筏板基礎、樁基礎或者處理地基加筏板基礎。合理的基礎設計是保證上部結構安全以及傳力的基礎,需要綜合考慮地基情況以及經濟性可行性,現在土地形勢緊張,許多抗震一般或者抗震不利的地段被用于高層建筑的開發,液化土、地下水位較高、軟土、濕陷性黃土、塌陷區等不良地基情況在實際設計中出現的比重加大,進行基礎設計時,一定要認真分析地質勘查報告,并結合當地原材料供應以及施工經驗,做出安全經濟的設計;A考慮抗震時,應注意液化土的影響,存在液化土層屬于抗震不利因素!督ㄖ拐鹪O計規范》2016年版本規范頒布實施后,全國抗震設防烈度以及地震分組發生了很大的變化,在2016年之前是6度抗震設防區域的一般不需要考慮液化土層影響,有些工程整體體量大建筑單體分別在規范修改前后不同時期來設計完成,這種情況尤其需要引起注意,新規實施后如果該地區變為7度抗震設防,必須考慮液化土層的影響,根據液化程度采取相應措施,不處理、部分消除液化或者全部消除液化。

  4 安全隱患問題及其對策

  高層住宅建筑,一般帶有地下車庫,近年來地庫垮塌事故頻發。有些施工單位在地下室頂板大面積堆土,再加上遇到雨季時,如果采用遠超過設計允許荷載大型運輸車運輸原材料,導致頂板荷載遠遠大于設計所考慮的荷載,將有可能造成事故。原因是多方面的。作為一名設計人員,在進行帶有車庫的高層建筑進行結構設計時,在結構設計說明中,一定要注明地下室頂板考慮的堆載荷載,一定要注明嚴禁超載,實際考慮綠化消防車施工荷載并留有余富,消防車路線在圖紙中明確表示出來,在進行技術交底時,對類似安全隱患問題并且加以強調。有些甲方通過壓縮地下室層高以降低成本,高層建筑地下室上部無主樓部分,無梁樓蓋成了一種受歡迎的結構形式,但是地下室采用此種結構形式,其冗余度低,大量堆土會產生很大的面外變形,同時該形式不利于抗震,尤其是嵌固端在地下室頂板時,水平地震大大加重面外變形,造成其破壞,這也是引發垮塌的一個不利因素,設計時在主樓相關范圍內應采用梁板式結構,其余部分采用無梁樓蓋時做好各種驗算并采用加強措施。地下水位較高時,建筑需要進行抗浮設計,抗浮不夠時,可以采用加大配重、抗浮錨桿和抗拔樁等措施,在設計說明中一定明確注明停止降水的時間,比如進行抗浮計算時,會考慮地下室頂板的覆土的有利作用,此時在設計中要明確注明必須在地下室頂板覆土施工完成后停止降水,并在技術交底時予以強調,防止因施工疏忽導致的安全問題。

  5 結束語

  目前高層結構設計存在一些問題,包括多方面的原因,不經意的疏忽可能會帶來大的隱患,一名合格的結構工程師要在可控的范圍內最大可能地減少問題的發生。在平時的設計中,嚴格要求自己加強概念設計的學習,結構計算方面建立正確的模型并且可以正確分析判斷計算結果,加強構造措施的學習,要重視非結構構件設計(高層幕墻女兒墻引起事故不少),現在建筑造型趨于多樣化復雜化,同時給結構設計工作帶來新的挑戰,設計師需要具備良好的專業素質、高度負責的態度以及與時俱進的學習能力以應對復雜的形式,為國家的基礎建設和人民的人身財產安全貢獻一份力量。

  參考文獻
  [1]JGJ 3-2010,高層建筑混凝土結構技術規程[S].
  [2]GB 50007-2011,建筑地基基礎設計規范[S].
  [3] 朱炳寅。高層建筑混凝土結構技術規程應用與分析JGJ3-2010[M].北京:中國建筑工業出版社,2017.

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    王營.高層建筑結構設計存在的問題[J].住宅與房地產,2020(06):78. 轉載請注明來源。原文地址:http://www.561859.buzz/html/zhlw/20200424/8329422.html   

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