高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個問題分析

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個問題分析    摘要：隨著我國城市化進(jìn)程的加快，高層建筑成為城市化建設(shè)不可或缺的建筑方式，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也得到了飛速發(fā)展。由于發(fā)展迅速，致使在設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)各種問題，需要引起我們的重視。 關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題 中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程非常復(fù)雜，要求設(shè)計(jì)人員必須具備相關(guān)專業(yè)知識，具備認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是保證建筑工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，如果設(shè)計(jì)不符合要求，后期施工再好也不會合格。 1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個重要環(huán)節(jié) 高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程非常復(fù)雜，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時一般分為以下

2、四個環(huán)節(jié)： 一是設(shè)計(jì)方案的提出，要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)本身的實(shí)際情況提來進(jìn)行。在提出制定設(shè)計(jì)方案之前，首先要全面了解建筑結(jié)構(gòu)本身的相關(guān)情況，進(jìn)行實(shí)地的考察，例如對建筑的高度、層數(shù)以及安全等級等要熟悉，要掌握建筑結(jié)構(gòu)所要求的抗震等級以及施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況。依據(jù)所采集到的資料進(jìn)行相應(yīng)的分析，進(jìn)而選適合的結(jié)構(gòu)形式，然后根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)形式來進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)；二是對結(jié)構(gòu)的計(jì)算。在完成建筑結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)之后，要對其中各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確計(jì)算，包括對各個部分所承受的外力載荷的計(jì)算，為后續(xù)的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；三是對于內(nèi)力的計(jì)算。要依據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算階段得出的數(shù)據(jù)對外力載荷以及各部分構(gòu)件的截面來計(jì)算內(nèi)力；四是對構(gòu)件的計(jì)算。要依據(jù)

3、國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求審定構(gòu)件能否達(dá)到相關(guān)的要求，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果對其進(jìn)行科學(xué)合理的布置，從而符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。 2 高層建筑結(jié)構(gòu)的分類及其特點(diǎn) 1.1框架剪力墻結(jié)構(gòu) 當(dāng)結(jié)構(gòu)受到水平力作用時，采用框架和剪力墻共同受力的結(jié)構(gòu)，對于樓板和連梁的剛度要求特別高，要優(yōu)于一般的建筑結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)體系中主要由剪力墻來承受水平剪力，而由框架體系來承受垂直荷載?？蚣芗袅w系的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設(shè)置，增大了結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，使建筑物水平位移減小，同時框架承受的水平剪力顯著降低且內(nèi)力沿豎向的分布也趨于均勻。 1.2剪力墻結(jié)構(gòu) 我們將用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)稱之為剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)屬于剛性

4、結(jié)構(gòu)，在高層建筑中得到了廣泛的應(yīng)用，這種結(jié)構(gòu)對于強(qiáng)度和剛度的要求都特別高，整體性能優(yōu)越，能有效承受結(jié)構(gòu)的水平力，具備良好的抗倒塌能力，并且具有良好的延展性，傳力直接、均勻。就當(dāng)前我國現(xiàn)狀來看，純剪力墻結(jié)構(gòu)對鋼的消耗量很大，造價比較高，施工也相對困難，所以往往因?yàn)榻ㄔO(shè)單位為了降低成本，其結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)性能往往達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。 1.3筒體結(jié)構(gòu) 筒體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要是抗側(cè)力，由四周的剪力墻結(jié)構(gòu)圍成豎向薄壁筒和柱框架組成豎向箱形截面的框筒，形成一個整體，整體作用抗荷。筒體結(jié)構(gòu)包括單筒體、筒體框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體是一種空間受力構(gòu)件、分實(shí)腹筒和空腹筒兩種類型。實(shí)腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎

5、向結(jié)構(gòu)單體，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外墻構(gòu)成的空間受力構(gòu)件。筒體體系具有很大的剛度和強(qiáng)度，各構(gòu)件受力比較合理，抗風(fēng)、抗震能力很強(qiáng)，往往應(yīng)用于大跨度、大空間或超高層建筑。 3 對高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時應(yīng)該注意問題 3.1 關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板問題。 從建筑結(jié)構(gòu)來看，如果能出挑板，能調(diào)勻邊跨底板鋼筋，特別是當(dāng)?shù)装邃摻钔ㄩL布置時，不會因邊跨鋼筋而加大整個底板的通長筋，較節(jié)約;出挑板后，能降低基底附加應(yīng)力，當(dāng)基礎(chǔ)形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時，加挑板就可能采用天然地基;能降低整體沉降，當(dāng)荷載偏心時，在特定部位設(shè)挑板，還可調(diào)整沉降差和整體傾斜;窗井部位可以認(rèn)為是挑板上砌墻，不

6、宜再出長挑板。雖然在計(jì)算時此處板并不應(yīng)按挑板計(jì)算。當(dāng)然此問題并不絕對，當(dāng)有數(shù)層地下室，窗井橫隔墻較密，且橫隔墻能與內(nèi)部墻體連通時，可靈活考慮;當(dāng)?shù)叵滤缓芨?，出基礎(chǔ)挑板，有利于解決抗浮問題;從建筑角度講，取消挑板，可方便柔性防水做法。 3.2關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板挑板的陽角問題。 在建筑基礎(chǔ)部分的底面積當(dāng)中陽角面積比較小，因此可以直接使用直角，陽角可以在懸挑部分保持不變的狀態(tài)下，不再使用輻射筋。 3.3基坑開挖。 在挖基坑的過程當(dāng)中，基坑邊上的土往往不會發(fā)生反彈，這是因?yàn)槠涫艿侥Σ两堑募s束，而坑中心反彈的基土應(yīng)該采用人工的方式進(jìn)行相應(yīng)的清理。在存在較大約束力的情況下，可以不考慮回彈。按照基底附加應(yīng)

7、力對稱將進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。而約束力往往在交c時候，也是如此。 3.4 關(guān)于回彈再壓縮。 基坑開挖時，摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束，不反彈，坑中心的地基土反彈，回彈以彈性為主，回彈部分被人工清除。當(dāng)基礎(chǔ)較小，坑底受到很大約束，如獨(dú)立基礎(chǔ)，回彈可以忽略，在計(jì)算沉降時，應(yīng)按基底附加應(yīng)力計(jì)算。當(dāng)基坑很大時，相對受到較小約束，如箱基，計(jì)算沉降時應(yīng)按基底壓力計(jì)算，被坑邊土約束的部分當(dāng)作安全儲備，這也是計(jì)算沉降大于實(shí)際沉降的原因之一。 3.5關(guān)于梁、板的跨度計(jì)算問題。 通常我們在文件資料上所提到的計(jì)算跨度的方式方法僅適用于一般的建筑結(jié)構(gòu)，對于被廣泛應(yīng)用的寬扁梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是不適合的。在使用扁梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，如

8、果梁高的數(shù)值和板厚的數(shù)值相比僅大一點(diǎn)時，應(yīng)該把計(jì)算長度選在梁中心的位置，選取梁中心處的彎矩和梁厚，及梁邊彎矩和板厚配筋，取二者大值配筋。(借用臺階式獨(dú)立基礎(chǔ)變截面處的概念) 柱子也可認(rèn)為是超大截面梁，所以梁配筋時應(yīng)取柱邊彎矩。削峰是正常的，不削峰才有問題。 3.6 抗震縫。 應(yīng)該將抗震縫進(jìn)行適當(dāng)?shù)募哟?，這是因?yàn)?，在?shí)際發(fā)生地震的過程當(dāng)中，如果僅僅是按照相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求的抗震縫往往會出現(xiàn)碰撞，因此在可以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行加大。 3.7 主梁有次梁處加附加筋。 一般應(yīng)優(yōu)先加箍筋，附加箍筋可認(rèn)為是：主梁箍筋在次梁截面范圍無法加箍筋或箍筋短缺，在次梁兩側(cè)補(bǔ)上，象板上洞口附加筋。附加筋一般要有，但不應(yīng)絕對。規(guī)范

9、說的清楚，位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載，應(yīng)全部由附加橫向鋼筋承擔(dān)。也就是說，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應(yīng)加附加筋。但梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載可根據(jù)具體情況而定。當(dāng)主次梁截面相差不大，次梁荷載較大時，應(yīng)加附加筋。當(dāng)主梁高度很高，次梁截面很小、荷載很小時，如快接近板上附加暗梁，主梁可不加附加筋。還有當(dāng)主次梁截面均很大，如工藝要求形成的主次深梁，而荷載相對不大，主梁也可不加附加筋。總的原則，當(dāng)主梁上次梁開裂后，從次梁的受壓區(qū)頂至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁產(chǎn)生的剪力時，主梁可不加附加筋。梁上集中力，產(chǎn)生的剪力在整個梁范

10、圍內(nèi)是一樣，所以抗剪滿足，集中力處自然滿足。主次深梁及次梁相對主梁截面、荷載較小時，也可滿足。 3.8 一般情況下，懸挑梁宜做成等截面，尤其出挑長度較短時。與挑板不同，挑梁的自重占總荷載的比例很小，作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋，每個都不一樣，加大施工難度。變截面梁的撓度也大于等截面梁。當(dāng)然，外露的大挑梁，可適當(dāng)變截面，使感官效果好些。 4 結(jié)束語 當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速，建筑行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個重要支柱，其發(fā)展離不開高質(zhì)量的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。廣大建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在日常的設(shè)計(jì)工作當(dāng)中注意經(jīng)驗(yàn)的積累，同時還要積極學(xué)習(xí)相關(guān)領(lǐng)域的最新知識，不斷提高自身的專業(yè)素養(yǎng)，從而做好設(shè)計(jì)工作，為我國高層建筑工程的的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作，對于建筑的設(shè)計(jì)有著非常重要的作用和意義。隨著我國高層建筑的不斷發(fā)展，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求越來越高，重點(diǎn)分析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題及對策，可以為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考和依據(jù)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有極高的專業(yè)性，除了要求設(shè)計(jì)人員具有較高的專業(yè)素質(zhì)之外，還要具備良好的職業(yè)道德，具有責(zé)任感，只有同時具備