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-浅谈高层建筑结构设计
2019/02/17
高层建筑的结构设计工作是一项涉及诸多因素和问题的综合性技术工作,高层建筑对结构设计的要求非常高,建筑设计师一定要在准确分析计算的前提下,根据结构设计的原则性要求,结合实际的工程条件和地质条件,设计和采用合理的结构设计方案。
本文就主要对高层建筑结构设计进行了简要分析。

  关键词:高层建筑;结构设计;原则
  中图分类号:TU208 文献标识码: A
  引言
  随着高层建筑的不断发展以及建筑内部的复杂性,给高层建筑结构设计带来更大难度。
如何设计出经济合理可靠的高层建筑结构,是设计人员要面对的问题。
而掌握高层建筑结构设计要点,正确合理地处理结构设计时所出现的问题,是结构设计人员必须具备的一项基本素质。

  一、高层建筑结构设计所具有的重要意义
  当前,在对高层建筑结构进行设计的过程中,通常都是在建筑施工设计的基础上,对建筑结构进行相应的完善设计,并没有形成单独的设计体系。
但即使是这样,高层建筑设计所具有的重要意义也是不容忽视的。
因此,高层建筑结构设计不仅会对整个建筑施工设计形成一定影响,还直接关系到整个高层建筑结构在消防、抗风以及防震等方面的设计是否合理,是否能使整个高层建筑结构本身的施工质量和安全性得到保证。
因此,在对高层建筑工程进行施工的过程中,决不能顾此失彼,只重视建筑施工设计而不重视房屋建筑结构设计,最终导致整个高层建筑安全性得不到保证过,威胁着人们的生命财产安全。

  另外,随着人们生活水平的不断提高,人们对居住和办公环境的要求也有了新的变化,不仅重视建筑的质量安全,还重视建筑结构设计的可观性和舒适性。
也就是说,高层建筑结构设计,不仅要满足人们的物质需求,还要满足人们的精神需求。
因此,只有在对高层建设结构进行设计的过程中,使得建筑同时具有安全、经济、舒适、舒心以及富有内涵等特点,才能够吸引消费者眼球,成功为建筑企业带来更大的经济效益。
但就目前而言,由于一直以来我国建筑企业发展受到行业特点限制,都没有对高层建筑结构设计引起足够重视,只重视建筑施工阶段设计,认为只要在设计阶段成功对工程造价成本进行控制,就能够为企业带来更大的经济效益,有效推动企业持续发展,导致在高层建筑结构设计过程中漏洞百出,效率十分低下。
直到近几年,在我国市场经济体系逐渐完善,行业间竞争压力不断增大的大前提下,我国建筑企业终于才开始逐渐意识到建筑结构设计所具有的重要意义,在建筑设计中开始强调建筑结构设计的重要性,以求能够有效解决当前高层建筑结构设计中所存在的种种问题,提高高层建筑结构设计的工作效率,提升建筑结构设计的整体质量,使企业能够在竞争日益积累的建筑行业站稳脚跟,保证企业稳定发展。

  二、高层建筑设计的一般原则
  1、关于高层建筑结构计算简图的选取原则
  在高层建筑的结构设计和受力分析过程当中,要进行相关的计算,而计算简图是进行结构设计计算的基础,所以计算简图的选取恰当与否关系着高层建筑的结构设计是否合理,也关系着高层建筑的使用是否安全可靠。
在进行高层建筑结构计算简图的选取时,要特别的仔细认真,这样才能保证结构设计计算结果的可靠,保证高层建筑的安全建设和使用。
同时,计算简图要有一定的构造措施和构造方法来保证安全,尤其是建筑节点在图纸上和实际中略有差别,必须保证计算简图的误差在允许的设计误差范围内。
此外,设计工程师要仔细的分析软件计算的结果,避免因为不同计算软件的计算结果而造成比较大的计算偏差和失误。

  2、关于基础设计和建筑结构设计的方案选取原则
  高层建筑的基础比较深,基础设计要考虑多种因素。
高层建筑的基础设计必须参考详细的地质勘探报告,然后结合地区的地质条件进行基础的合理设计。
同时,采用哪种高层建筑的结构类型也影响着基础的设计工作,不同的建筑类型的荷载不同,高层建筑的基础设计必须与结构类型和荷载分布相一致。
综合考虑各种因素来确定基础的设计工作的目的是使地基的稳定性能和承载能力发挥到最大。

  建筑结构的设计方案一般要满足两方面的要求,一是受力特性和建筑的力学性质的合理性,对于整个高层建筑的结构体系的受力和荷载要明确,力的分析与计算必须简单。
二是要满足经济成本合理性的基本要求,建筑结构的设计方案直接决定了后续的施工方案的选取工作和施工设计,这个过程必须考虑整体建筑施工成本合理的要求。
另外,高层建筑的结构设计方案也必须考虑当地的地质条件、地理地形条件、工程施工的要求、施工方案和建筑设备安装等具体的因素,在各种因素相互协调的情况下,确定结构设计的最优方案。

  3、关于计算结果正确性分析的原则
  随着计算机技术的不断进步,计算机应用软件不断地加入到高层建筑结构设计的分析计算当中,但是与建筑结构设计有关的软件的品种数量众多,不同的软件品种的计算方法、流程和编程实现方法不一定相同,导致了有关结构设计的计算结果存在着许多差异。
设计工程师要正确认识和分析这些计算结果的差异,充分了解所采用的计算软件的计算范围和计算条件,要在仔细审核的基础上进行仔细的判断,排除人工数据输入的错误,才能够得出所需要的正确结果。

  三、高层建筑结构设计策略
  1、优化消防结构设计
  想要实现消防结构的优化,就要从三方面对消防结构进行改进。
(1)在选择建筑材料时,尽可能选择耐火性比较高的材料,这样即使发生火灾,也可以对火势的蔓延进行有效控制。
(2)要对建筑的防火带进行合理设置,根据建筑物的建筑特点和消防特点,在合适的距离内设置防火带,一旦发生火灾,通过防火带可是及时控制火势蔓延,降低损失。
(3)优化包括智能灭火、防排烟系统、报警系统以及疏散通道,当发生火灾时,消防系统能够及时发出警报,并且及时开启水雾灭火、干冰灭火或者是隔离灭火等智能灭火系统,第一时间控制火势。
同时,防排烟系统要能够高效工作,快速排烟,避免烟气扩散和积累对人们造成伤害;另外,火灾发生时,疏散通道的指示灯应该自动亮起,广播系统也应该提示疏散方向,配合指挥人员及时做好疏散工作。

  2、优化抗震结构设计
  在对建筑抗震结构进行设计的过程中,应该经由专业的抗震结构设计人员针对建筑物的建筑特点以及地方的地震发生情况,在满足建筑物抗震结构设计规范的基础上对建筑物的抗震结构进行严格设计。
通过对抗震数据的精确计算和分析,从建筑物的地基结构设计、建筑物主体结构设计以及承重墙、主梁等抗震构件结构设计的方面综合考虑,全面加强建筑物的抗震能力。
比如,在对剪力墙的抗震结构进行设计中,应该充分考虑剪力墙的抗震要求,设置单独的承重墙和承重柱;在对建筑整体抗震结构进行设计时,应该按照规范要求从最底层开始进行计算,而不应该将地下室以及地下车库抛出在外。

  3、优化抗风结构设计
  在优化抗风结构设计的过程中,首先要考虑的是水平作用力对建筑物的影响,尤其是在受到风力作用干扰时,一定要保证建筑物所承受的风力荷载在建筑物的极限承受能力之内;其次,要对建筑物主体结构进行坚固处理。
加固方法主要有两种,一种是采用高级砂石和先进的施工技术手段对地基进行加固处理,另一种是采用高性能的混凝土进行建筑的主体施工,增加建筑物主体结构的承重能力;最后,增加高层建筑结构设计中耗能结构的设计,比如,对楼板等一些非承重构件的构建进行耗能设计,减少风能对建筑物的影响,达到优化抗风结构设计的目的。

  结束语
  总之,高层建筑相对于其他建筑而言更加复杂,所以在设计过程中,设计人员考虑问题时应更加的全面、系统。
另外,设计人员应该充分了解高层建筑的结构设计特点,熟悉并遵循其设计原则,还要善于发现问题,及时提出解决措施,有效地规避风险。

  参考文献
  [1]田龙.浅谈高层建筑的结构设计[J].价值工程,2011,(1).
  [2]何俊旭.高层建筑结构设计及结构选型探讨[J].价值工程,2010,(2).
  [3]赵大伟.建筑结构设计中若干问题的探讨[J].中国新技术新产品,2010,(1).
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