高层建筑结构设计常见问题与对策论文
在高层建筑结构设计方面,我国起步较晚,近几年来,各大城市才不断出现了一些高层建筑,甚至超高层建筑,这些建筑的结构设计非常重要,决定着建筑的使用质量与寿命,业主的需求不断增加,也给设计人员提出了更多的要求。针对在高层建筑结构设计中的问题,需要进行一一解决,才能真正实现高质量建筑投入运行。
1 高层建筑结构设计特点
高层建筑结构设计中水平力是决定性因素。水平荷载在高层建筑结构中的稳定性贡献非常大。与普通建筑相似,高层建筑结构在竖向的荷载多以重力表示,但在水平荷载方面,高层建筑与普通建筑有着极大的不同,高层建筑的自重与荷载在竖向构件可以产生一定的轴力与弯矩,在建筑结构的稳定性方面起着决定性的作用。
在高层建筑结构设计中需要严格控制好侧移指标。当建筑的高度不断增加,水平荷载下的结构侧向移动将会不断被放大,对高层建筑的稳定性造成威胁,同时也会对人的生活舒适度造成一定的影响,所以需要保持侧移能够控制在一定的范围之内,这成为结构设计的核心元素。
高层建筑结构的设计对于抗震设计要求已经明显提高,随着近几年来地震现象不断频繁,任何一个等级的偏差都有可能会造成稳定性破坏;当高层建筑的竖向荷载不断增大时,柱内的轴向严重,连续梁弯矩变化让支座处的负弯矩减小,从而对预制构件的下料长度造成影响。所以在高层建筑设计时需要注意轴向变形问题; 要通过一定的措施,确保建筑结构具有相当的延性,当高层建筑物遇到危险时,避免出现倒塌的问题,如果没有延性设计,将会对使用效率产生危害。
2 高层建筑结构设计原则
2. 1 合理计算简图
首先要保证计算简图合理,简图对结构有着决定性作用。为了确保计算简图的安全,需要采用相应的构造方法,除了要在钢节点与铰节点进行关注外,还需要不断减小计算误差,把计算简图控制在一定的范围之内( 见图 1 -2) .
2. 2 基础设计选择
其次,在进行基础设计时,要充分了解高层建筑所在的地质条件,另外对高层建筑的结构类型与荷载分布分析要全面,根据施工条件以及邻近相互影响进行综合考究,在全面了解基础信息的前提下进行科学合理的基础方案确定。基础方案中,地基的潜力将发挥最大的作用,需要提前进行地基检测。
2. 3 结构方案选择
合理的结构方案需要达到高层建筑结构设计的总体要求,并尽可能达到经济的目的。在相同的结构单元中,使用相同的结构体系,根据地理条件、工程要求、施工因素综合确定结构选择,从而制定出最佳方案。
3 高层建筑结构设计中的问题分析与改善方向
3. 1 建筑结构超高
一些城市为了进行评比,在楼宇的高度上不断进行更新,仿佛楼层越高,城市的地位就更靠前。但建筑物不断超高却对抗震性与建筑质量提出了更高的要求。相关的建筑规范对建筑物的高度与抗震要求进行明确的规定,无论是多高的建筑物,都需要满足相对应的抗震等级要求。针对目前多地存在的建筑物超高问题,建筑物规范将会进行限定,不断细化规则,与时俱进,这使得高层建筑结构的设计方法与措施有了明显的改进。每一个建筑单位的项目管理部都要注重建筑的超高问题,在设计图与施工组织审核时都应该及时发现潜在的风险问题,不断进行论证,避免对工程的'造价与工期造成影响。
3. 2 短肢剪力墙的设置
随着我国高层建筑结构设计的不断深入,对短肢剪剪力墙的设置问题更加关注。目前我国的相关建筑规范已经对它进行了充分严格的定义,并对其使用进行了限制。短肢剪力墙主要是指建筑物墙肢截面的高厚度在 5 - 8 左右的情况,根据经验表明,在高层建筑结构设计中人尽可能使用些种结构墙,所以在建筑设计时,要尽可能地避免。
3. 3 嵌固端设置
高层建筑的嵌固端在二层以上的地下室顶板上,同时也有可能会设计到人防顶板上,嵌固端设置时,结构设计工程师对于嵌固端设置带来的问题没有提前判断与预测,比如楼板的设计、上下层的刚度要求等等,这些问题都有可能在后来的设计中做出更改,造成不必要的损失与安全隐患。
3. 4 结构规则性问题规则性问题
在目前的高层建筑结构设计规范中已经进行了明确的限制。如新规范对结构嵌固端上下层的刚度进行了规定,现代建筑不宜采用严重不规则的设计方案。不规则的设计将对建筑的竖向荷载计算产生偏差,不易估计,有可能会存在安全风险。但是在目前的高层建筑结构设计中,仍然会存在着这一问题,对建筑的整体质量造成了一定的影响。为了避免图纸在后续施工过程中进行变更,所以结构设计者要对结构设计中的规则性问题进行提前分析,遵守相关的规范规则,提高整体质量。
3. 5 消防结构设计
高层建筑结构本身的特点非常明显,它的功能复杂性决定着建筑结构在设计时非常复杂,需要选用不同的建筑功能材料。传统建筑中所选用的材料多为可燃性材料,这种材料无形中增加了高层建筑火灾的发性频率,更不易进行救火。高层建筑间空气流动强,风力非常大,如果发生高层火灾事故,救援难度可想而知。在传统高层建筑结构设计时,把火灾线路设计成垂直形态,建筑人员在进行火灾疏散时将花费更多的时间,对人身财产安全造成了更大的延误。在消防结构设计中,也需要对排烟结构设计,这对于高层建筑的安全性设计有着重要的意义。在设计中要保证烟气能够有效排出,避免在火灾发生时不利情况的蔓延。
3. 6 抗风结构设计
在高层建筑设计中,抗风性研究非常重要。在进行设计建造时,要注意抗风压性,对有效的设计非常重要。随着高层建筑的高度不断增加,结构本身对风起着扰动作用与阻隔作用,不利于风量的及时移动,在风速较大时,会对静止的高层建筑产生振动效果,从而造成一定的动力荷载力,将会对其稳定性造成威胁,甚至有可能会导致主体结构受到破坏,导致玻璃幕墙破裂、装饰物毁坏甚至墙体断裂等工程质量受到影响的危险。
4 高层建筑结构设计策略总结
在高层建筑结构设计时要注重设计原则,合理选择基础条件与结构设计方案,对高层的消防结构、抗震结构、抗风结构设计进行优化。
在消防结构设计方面,要设计合适的防火间距,对建筑物间的距离进行精确计算,根据地形条件设计合理的防火结构设计,增加疏散通道设计,采用分隔式进行设计,控制烟雾与火势的蔓延; 在抗震结构设计方面,要合理规划建筑结构的构件位置,发挥不同的构承载功能,对地基进行抗震设计,简化建筑平面,分割高度差异,提高建筑物的刚率与强度,实现地基的稳固性,另外需要注重对剪力墙的设计,控制位移,对简体结构进行抗震设计,确保结构的完整性与对称性; 在抗风结构设计优化中,首先要进行基础设计,选择级配高的砂石,在结构义部使用抗拔锚杆,稳定地基,在高层建筑结构中增加耗能减振系统设计,通过多种元素的综合,使用强粘弹性的阻尼材料,解决好水平力、风荷载造成的荷载叠加问题,对受力高压区进行加固处理,精确计算建筑物的风荷载与承载力。
5 结语
在高层建筑结构设计时,应该对超高、抗震、抗风、消防、规则性、嵌固端设置等问题进行充分认识,提前结合地质条件与基础条件对各个影响因素进行分析,不断进行优化设计,确保高层建筑结构本身的稳定性,提高使用寿命与质量。结构设计不是孤立存在的,而是与其他的设计相辅相承。结合目前经验所发现的问题进行优化,避免对质量造成影响。随着我国专家学者对高层建筑结构设计研究的不断深入,结构设计将更加完善,促进我国城市建设水平的提高。
参考文献
[1]张杰,崔伟平。 探究高层建筑结构设计的问题及解决措施[J]. 河南科技,2013( 01) : 173.
[2]郭峰,梁利生。 高层建筑结构设计的问题及解决措施方案应用[J].科技传播,2013( 13) : 135 -136.
[3]孙凯。 高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J]. 价值工程,2011( 25) : 88 -89.
高层建筑中的问题和解决对策论文
摘要: 随着社会的全面发展,高层建筑在整个建筑体系中所占比例日益的增加。为了避免建筑结构设计中的失误对工程质量造成重大的影响,不仅需要对高层建筑中结构设计的各种问题进行分析,还要采取相应的措施进行全面优化。
关键词: 结构设计;高层建筑;问题;对策分析
一、高层建筑结构设计中存在的问题
近年来,随着人们生活水平不断提高以及建筑设计技术的发展,高层建筑结构的设计也在不断提升,就当前的设计情况而言,在对高层建筑结构进行设计的过程中还存在着许多的问题,这样会使得高层建筑结构的建设质量以及设计质量很难得到保证。首先,需要对高层建筑结构中存在的设计问题进行分析,并且针对这些问题进行有效的解决。
1.1设计的中间过程的把握
在日常的设计中,设计人员通过辅助计算软件计算出来的结果对照着配筋,但在计算的结果上会有一定程度的放大,作为安全储备。尤其是面对高层建筑的时候,我们很难做到淡定。因为高层建筑和多层、低层比较的话,无论是从设计还是从施工和建造上来讲,都要复杂得多。所以很多时候,我们的设计人员在中间过程的很多环节由于过分谨慎,层层放大,导致最终的结果过大,严重不符合实际受力情况,造成极大浪费。
1.2过度优化的问题
随着高层建筑的越来越多,人们对于高层建筑也越来越熟悉,尤其是对于住宅建筑,结构形式相对于公共建筑来说,要简单些,也比较有规律性。所以一栋住宅从前期规划到最后建设完成,把其中的各个环节摸清弄懂,不难。另外住宅建筑具有可复制性,可参照性。因此拥有更好的经济指标就成了很多的建设方和设计单位追逐的目标,前者想要获取最少的投入,后者想借此获得更多的设计任务。设计优化本身是一件造福社会的事情,但如果这件事情对施工造成了困扰,则很有可能会造成安全隐患。
1.3建筑结构风荷载设计的问题
高层建筑是属于对风荷载比较敏感的建筑,风荷载对于高层建筑来讲,是很重要的荷载,但是现阶段对计算风荷载的各种因素和方法还不十分确定,所以对于设计人员来讲,如何来确定风荷载的大小,这个应该引起足够重视。另外当多个建筑物,特别是群集的高层建筑,相互距离较近时,会产生风力相互干扰的群体效应。但是目前高层建筑的结构设计过程中,结构建模都是以单个建筑物主体为单位,单独计算和分析,往往容易忽视群体效应的影响。
1.4高层建筑的结构抗震设计问题
高层建筑结构设计中最重要的环节就是抗震设计,但这也是我国建筑结构设计中最薄弱的环节,由于高层建筑结构设计中的抗震设计较为复杂,需要对建筑结构体系、建筑基础形式、建筑高度、建筑材料等方面的问题进行综合考虑。在以汶川大地震为代表的几次大的'地震发生之后,人们对于地震以及其带来的危害有了全新的认识,也引起了足够的重视。但是抗震设计是基于抗震概念的设计,如果概念错误,再怎么认真设计,也无事于补。目前存在的主要问题是设计人员对于抗震概念设计的意识比较薄弱,只知道一味地遵循规范。
二、高层建筑结构设计对策
通过对高层建筑结构设计中存在的问题进行分析可知,高层建筑结构设计水平需要不断的提升,针对产生的问题,采取相应的对策,对于提升建筑结构设计水平,建筑结构设计控制的加强及建设质量具有重要意义。
2.1中间过程加强检查,最终结果安全储备
设计人员在设计的中间过程只要做到严格检查,不漏项,不缺项,在最终的计算结果的基础上适当放大,作为安全储备即可,既经济,又能做到心中有数。
2.2适当优化才是正道
走出优化误区,优化不是挑战设计和施工的极限。建筑结构设计是偏重于理论的工作,施工则是偏重于实际操作的工作,如果设计不断压缩施工的空间,结果可能会让很多构件和节点的结构功能无法实现,造成主体结构安全隐患,此为过犹不及。设计人员应该在理论和实际施工中寻找一个平衡点,让建筑功能完美体现。
2.3对高层建筑结构的风荷载合理取值
我们在对待风荷载这一重要荷载的时候,应该如何把握?首先应充分认识到高层建筑对于风荷载的特殊性,基于目前计算方法的局限性,我们对于高层建筑的基本风压应适当提高,确保其安全性。如何提高基本风压值,仍可由各结构设计规范,根据结构自身的特点作出规定,没有规定的可以考虑适当提高其重现期来确定基本风压。至于如何处理风荷载群体效应的问题,我们可将单独建筑物的体型系数乘以相互干扰系数,避免由于漩涡的相互干扰,造成房屋某些部位的局部风压显著增大的现象。
2.4高层建筑结构抗震设计
在高层建筑的结构抗震方面,首先需要加强抗震的概念设计的培训。只有方向把握对了,我们才有可能设计出质量优良的产品。抗震设计主要包括三个方面,概念设计,抗震计算设计和构造设计。建筑抗震的概念设计是把地震及其影响的不确定性和规律性结合起来,就是进行结构抗震设计时着眼于结构的总体地震反应,按照结构的破坏机制和破坏过程,灵活运用抗震设计准则,从设计一开始就全面合理的把握好结构设计中的基本问题(总体布置、结构体系、刚度分布和延性等),并顾及关键部位的细节,力求消除结构中的薄弱环节,从根本上合理的保证结构的抗震性能。抗震设计的三个层次的内容是一个不可割裂的整体,忽略任何一部分,都可能造成抗震设计的失败。要使建筑物具有较好的抗震性能,首先应该从大的方面入手,做好概念设计,再结合计算设计,构造设计,才能得到一项较为满意的抗震设计结果。如果不重视概念设计而过分的相信仔细的计算,对结构抗震设计不仅没有必要,而且还可能在概念设计中出现不当甚至错误。
三、结语
结构设计在高层建筑中常常会暴露诸多的问题。为了能够让整体的设计效率得到相应的提升,需要结合其设计中的问题不断优化其整体的设计体系。加强抗震概念设计,严格把握中间过程,适当优化的同时还要做好风荷载设计以及抗震设计。只有这样,高层建筑结构设计才能朝着一个质量稳定的方向发展。
作者:杨明珠 单位:广州南方建筑设计研究院武汉分院
参考文献
[1]浅谈高层建筑设计[J].居雪涛.科技创新与应用.2014(05)
[2]高层建筑设计中存在的问题与对策[J].万艳红.四川水泥.2014(12)
高层建筑结构设计中的问题及策略论文
在现实的学习、工作中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文是对某些学术问题进行研究的手段。你写论文时总是无从下笔?以下是我为大家整理的高层建筑结构设计中的问题及策略论文,希望对大家有所帮助。
1高层建筑结构设计的基本原则
结构方案最优化原则
在日常学习和工作中,许多人都写过论文吧,论文是一种综合性的文体,通过论文可直接看出一个人的综合能力和专业基础。那么你有了解过论文吗?下面是我整理的高层建筑结构设计中的问题及策略论文,欢迎阅读与收藏。
建筑结构设计是建筑施工的第一步,一个质量优良的建筑物离不开良好的结构设计方案。建筑结构设计环节是建筑施工中非常重要的一个环节,建筑施工离不开建筑结构设计方案的指导。在对建筑结构方案进行制定时,需要搜集建筑周边环境信息,针对建筑所在的位置,进行合理设计,另外在设计时,还要考虑到建筑的经济性,建筑技术以及施工方面的影响,从而设计出最佳的建筑施工方案。
建筑材料与资源的节约性原则
建筑设计中一项重要的工作就是提高建筑材料的利用率,减少建材的使用。因此在建筑工程实际施工前,相关的设计人员必须仔细的研究工程图纸,提前做好建材的使用方案以及节约方案。在不影响工程整体施工季度以及质量的前提下,综合考量与建筑材料相关的各种因素,比如物流费用、加工费用、存储费用等等,尽可能的降低成本。另外,选用建材时,不能一味的注重价格,也要考虑建材的质量,比如钢筋的使用,尽量采用高强度的钢筋,其具有强度高,性能突出等优点,使用效果远远高于普通钢筋,相较而言,其性价比更高。
2高层建筑结构设计的特点
控制指标
高层建筑由于楼层的高度问题,在施工方面和基层建筑的施工是有很大的不同的,因此在进行高层建筑结构方案制定时,设计的侧重点也不同。在高层建筑结构设计中,结构侧移是一项非常重要的设计因素,因此在制定建筑结构设计方案时,一定要注意将结构侧移控制在一定的范围内。
轴向变形
在高层建筑结构设计中另外一个非常重要的元素就是轴向变形,在高层建筑施工中,竖向载荷数值一旦变大,竖向构架中就会出现非常大的轴向变形,从而对连续梁弯矩产生破坏,进而对建筑的整体结构产生影响。
水平荷载
在建筑结构的设计中,水平荷载是一个非常重要的元素。建筑结构设计中的竖向荷载所造成的轴力与建筑物的.整体高度的一次方成正比,水平荷载所造成的倾覆力和竖向的构件生成的轴力这两种利益与建筑物的整体高度的二次方也成正比。假如建筑物的高度增长的话,这个值也会变大,从而会对整个建筑结构产生很大的影响。
3高层建筑结构设计中存在的问题
高层建筑结构设计随意无章
建筑工程的建设最重要的参照物就是建筑结构的设计图纸,也是建设过程中的具体指标,在建筑结构的设计以及实际工程施工中具有十分重要的作用。如果建筑结构设计图纸出现微小的问题,在实际施工中,都会被扩大数倍甚至数十倍的形式呈现在建筑结构中。因此,在建筑结构设计中,必须重视对设计图纸的使用以及标识。但是目前的建筑结构设计过程中,对于图纸的运用还存在一些问题,有些关键性的信息并没有在图纸中表明,比如建筑的防震设计,建筑的抗裂等级,或者建筑施工材料的质量标准等。如果后期的设计人员对于建筑结构设计的整体考虑不那么全面,稍有遗漏,就会严重影响建筑工程的施工质量。
高层建筑结构设计不合规定
高层建筑结构设计的不合规性主要体现在建筑施工材料的选用上。随着我国经济水平的不断提高,建筑行业得到了极大的发展,而建筑行业繁荣的背后,也使得市场竞争更加激烈。这使得一部分企业,为了追求利润,扩大市场占有率,开始降低自身的建筑成本,而降低建筑成本的主要手段就是调整建筑施工材料等级,许多企业在进行建筑结构设计时,投机取巧,擅自调整建筑材料。例如使用低含钢量的建材来降低建筑成本,使用一些低质的施工材料。这不仅会对企业造成极大的负面影响,还严重威胁到了人们的生命财产安全,这也是我国不断出现“楼歪歪”“楼脆脆”等现象的原因。
4高层建筑结构设计的有效解决对策
完善高层建筑结构的设计图纸,培养严谨的工作态度
在建筑结构设计中,要重视设计图纸的使用。相关设计人员在对高层建筑结构设计过程中,对于一些细小但是重要的数据,信息都要考虑到,并将其清晰的标注在设计图纸上,不要因为为了方便而将一些重要的信息省略掉。因为高层建筑在实际施工中,都是严格按照高层建筑结构设计的图纸来进行实行的,一旦图纸中出现不清楚或者不明确的数据信息,这对高层建筑的整个施工都会产生重大的影响。此外,设计人员在进行图纸设计时,要秉承严谨的工作态度,认真对待设计工作,切忌马虎大意,对于已经完成的设计图纸,也要反复检查,确保设计出来的图纸信息的准确性。同时设计人员还要对图纸中发现的问题或者丢失的数据,及时的修改或者弥补,以确保建筑工程的施工质量。
加强高层建筑结构的刚度设计,适应建筑的实际需求
高层建筑结构的刚度取决于建筑材料的含钢量。因此,在高层建筑设计过程中,如果采用低含钢量的设计,会使得工程具有极大的安全隐患。所以建筑施工企业必须注意高层建筑的刚度设计,以保障高层建筑的工程质量。当然,建筑结构的刚度会随着不同的地质情况而不同,比如在平原地区,地质比较稳定,那么高层建筑结构对于刚度的要求就比较低,可以采用含钢量稍微低一些的建材;而如果在山地丘陵地区,地质情况复杂,那么就要对建筑结构的刚度要求严格一些,采用含钢量高的建材。综上所述,建筑企业不能一成不变,在高层建筑结构设计过程中,要因地制宜,不能仅考虑企业的利润,更多的是需要和实际情况相结合,设计出最符合要求的建筑结构刚度需求。
5结束语
高层建筑施工的基础就是高层建筑结构设计工作,也正因如此,高层建筑结构的设计质量问题会对高层建筑的后期施工质量产生直接的影响。同时随着我国社会的不断发展,人们对于建筑的需求也在朝多元化方向发展,也正是由于人们需求的变化,导致高层建筑设计的问题也日渐增多。因此,在目前激烈的竞争环境下,建筑企业要想长远的发展下去,就必须解决高层建筑结构中的问题,提高建筑工程的施工质量与水平。只有这样,才能更好的为社会做贡献,企业也才能更好地发展下去。
参考文献:
[1]岳文萍,刘飞飞.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].住宅与房地产,2016,(3):90-91.
[2]陈国友.试述高层建筑结构设计的优化[J].信息化建设,2016,(1):147.
[3]胡海燕,朱琦.复杂高层与超高层建筑结构设计要点分析[J].工程技术研究,2016,(7):183+187.
高层建筑结构设计中的问题及策略论文
在现实的学习、工作中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文是对某些学术问题进行研究的手段。你写论文时总是无从下笔?以下是我为大家整理的高层建筑结构设计中的问题及策略论文,希望对大家有所帮助。
1高层建筑结构设计的基本原则
结构方案最优化原则
在日常学习和工作中,许多人都写过论文吧,论文是一种综合性的文体,通过论文可直接看出一个人的综合能力和专业基础。那么你有了解过论文吗?下面是我整理的高层建筑结构设计中的问题及策略论文,欢迎阅读与收藏。
建筑结构设计是建筑施工的第一步,一个质量优良的建筑物离不开良好的结构设计方案。建筑结构设计环节是建筑施工中非常重要的一个环节,建筑施工离不开建筑结构设计方案的指导。在对建筑结构方案进行制定时,需要搜集建筑周边环境信息,针对建筑所在的位置,进行合理设计,另外在设计时,还要考虑到建筑的经济性,建筑技术以及施工方面的影响,从而设计出最佳的建筑施工方案。
建筑材料与资源的节约性原则
建筑设计中一项重要的工作就是提高建筑材料的利用率,减少建材的使用。因此在建筑工程实际施工前,相关的设计人员必须仔细的研究工程图纸,提前做好建材的使用方案以及节约方案。在不影响工程整体施工季度以及质量的前提下,综合考量与建筑材料相关的各种因素,比如物流费用、加工费用、存储费用等等,尽可能的降低成本。另外,选用建材时,不能一味的注重价格,也要考虑建材的质量,比如钢筋的使用,尽量采用高强度的钢筋,其具有强度高,性能突出等优点,使用效果远远高于普通钢筋,相较而言,其性价比更高。
2高层建筑结构设计的特点
控制指标
高层建筑由于楼层的高度问题,在施工方面和基层建筑的施工是有很大的不同的,因此在进行高层建筑结构方案制定时,设计的侧重点也不同。在高层建筑结构设计中,结构侧移是一项非常重要的设计因素,因此在制定建筑结构设计方案时,一定要注意将结构侧移控制在一定的范围内。
轴向变形
在高层建筑结构设计中另外一个非常重要的元素就是轴向变形,在高层建筑施工中,竖向载荷数值一旦变大,竖向构架中就会出现非常大的轴向变形,从而对连续梁弯矩产生破坏,进而对建筑的整体结构产生影响。
水平荷载
在建筑结构的设计中,水平荷载是一个非常重要的元素。建筑结构设计中的竖向荷载所造成的轴力与建筑物的.整体高度的一次方成正比,水平荷载所造成的倾覆力和竖向的构件生成的轴力这两种利益与建筑物的整体高度的二次方也成正比。假如建筑物的高度增长的话,这个值也会变大,从而会对整个建筑结构产生很大的影响。
3高层建筑结构设计中存在的问题
高层建筑结构设计随意无章
建筑工程的建设最重要的参照物就是建筑结构的设计图纸,也是建设过程中的具体指标,在建筑结构的设计以及实际工程施工中具有十分重要的作用。如果建筑结构设计图纸出现微小的问题,在实际施工中,都会被扩大数倍甚至数十倍的形式呈现在建筑结构中。因此,在建筑结构设计中,必须重视对设计图纸的使用以及标识。但是目前的建筑结构设计过程中,对于图纸的运用还存在一些问题,有些关键性的信息并没有在图纸中表明,比如建筑的防震设计,建筑的抗裂等级,或者建筑施工材料的质量标准等。如果后期的设计人员对于建筑结构设计的整体考虑不那么全面,稍有遗漏,就会严重影响建筑工程的施工质量。
高层建筑结构设计不合规定
高层建筑结构设计的不合规性主要体现在建筑施工材料的选用上。随着我国经济水平的不断提高,建筑行业得到了极大的发展,而建筑行业繁荣的背后,也使得市场竞争更加激烈。这使得一部分企业,为了追求利润,扩大市场占有率,开始降低自身的建筑成本,而降低建筑成本的主要手段就是调整建筑施工材料等级,许多企业在进行建筑结构设计时,投机取巧,擅自调整建筑材料。例如使用低含钢量的建材来降低建筑成本,使用一些低质的施工材料。这不仅会对企业造成极大的负面影响,还严重威胁到了人们的生命财产安全,这也是我国不断出现“楼歪歪”“楼脆脆”等现象的原因。
4高层建筑结构设计的有效解决对策
完善高层建筑结构的设计图纸,培养严谨的工作态度
在建筑结构设计中,要重视设计图纸的使用。相关设计人员在对高层建筑结构设计过程中,对于一些细小但是重要的数据,信息都要考虑到,并将其清晰的标注在设计图纸上,不要因为为了方便而将一些重要的信息省略掉。因为高层建筑在实际施工中,都是严格按照高层建筑结构设计的图纸来进行实行的,一旦图纸中出现不清楚或者不明确的数据信息,这对高层建筑的整个施工都会产生重大的影响。此外,设计人员在进行图纸设计时,要秉承严谨的工作态度,认真对待设计工作,切忌马虎大意,对于已经完成的设计图纸,也要反复检查,确保设计出来的图纸信息的准确性。同时设计人员还要对图纸中发现的问题或者丢失的数据,及时的修改或者弥补,以确保建筑工程的施工质量。
加强高层建筑结构的刚度设计,适应建筑的实际需求
高层建筑结构的刚度取决于建筑材料的含钢量。因此,在高层建筑设计过程中,如果采用低含钢量的设计,会使得工程具有极大的安全隐患。所以建筑施工企业必须注意高层建筑的刚度设计,以保障高层建筑的工程质量。当然,建筑结构的刚度会随着不同的地质情况而不同,比如在平原地区,地质比较稳定,那么高层建筑结构对于刚度的要求就比较低,可以采用含钢量稍微低一些的建材;而如果在山地丘陵地区,地质情况复杂,那么就要对建筑结构的刚度要求严格一些,采用含钢量高的建材。综上所述,建筑企业不能一成不变,在高层建筑结构设计过程中,要因地制宜,不能仅考虑企业的利润,更多的是需要和实际情况相结合,设计出最符合要求的建筑结构刚度需求。
5结束语
高层建筑施工的基础就是高层建筑结构设计工作,也正因如此,高层建筑结构的设计质量问题会对高层建筑的后期施工质量产生直接的影响。同时随着我国社会的不断发展,人们对于建筑的需求也在朝多元化方向发展,也正是由于人们需求的变化,导致高层建筑设计的问题也日渐增多。因此,在目前激烈的竞争环境下,建筑企业要想长远的发展下去,就必须解决高层建筑结构中的问题,提高建筑工程的施工质量与水平。只有这样,才能更好的为社会做贡献,企业也才能更好地发展下去。
参考文献:
[1]岳文萍,刘飞飞.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].住宅与房地产,2016,(3):90-91.
[2]陈国友.试述高层建筑结构设计的优化[J].信息化建设,2016,(1):147.
[3]胡海燕,朱琦.复杂高层与超高层建筑结构设计要点分析[J].工程技术研究,2016,(7):183+187.
近几年,我国的经济发展速度极快,随着经济的发展,人们的生活水平也不断的提高。对建筑也有更高的要求。建筑结构的设计工作当中,建筑的稳定性是十分重要的。下文是我为大家搜集整理的建筑结构的论文的内容,欢迎大家阅读参考!
浅论建筑结构设计
【摘要】 在建筑设计中,结构的设计有着举足轻重的地位。为此,本文就建筑结构设计遵循的原则,建筑结构的基本要求,多层和高层房屋以及单层大跨度房屋的常见结构型式等有关问题进行分析。
【关键字】 建筑;结构;设计;型式
引言
结构是建筑物赖以存在的物质基础,在一定意义上,结构支配着建筑,这是因为,任何建筑物都要耗用大量的劳力和材料来建造,建筑物首先必须抵抗或承受各种外界的作用如风力、重力、地震等,合理的选择结构材料和结构型式,即可满足建筑物的美学原则,又可以带来经济效益。
一、建筑结构设计遵循的原则
1.满足使用功能要求
由于建筑物所处的环境和使用性质不同,除满足空间尺寸要求外,还要满足某些建筑物的特殊要求,如保温、通风、隔热、吸声等,在构造设计时要综合相关专业的技术知识,优化设计,选择经济合理的构造 措施 ,满足建筑使用功能要求。
2.确保结构安全
正确的结构计算时保证建筑物安全的前提,除对建筑结构、构件进行必要的计算外,对阳台栏杆、楼梯扶手、构件接缝等,要采取必要的措施,保证其在使用过程中的安全和可靠。
3.注重建筑经济的综合效益
建筑构造设计要处处考虑经济合理,采用合理的构造方案,就地取材,节约材料,在保证质量的前提下降低造价,并减少建筑物的运行费用、维护费用。
二、建筑结构的基本要求
新型建筑材料的生产、施工技术的进步、结构分析 方法 的发展,都给建筑设计带来了灵活性和更广阔的空间。但是,这种灵活性并不排除现代建筑结构需要满足的基本要求。其要求包括以下方面:
1.稳定。整体结构或结构的一部分作为刚体不允许发生危险的运动,这种危险可能来自结构自身,也可能来自地基的不均匀沉陷或基土的滑移,例如意大利的比萨斜塔由于地基不均匀沉降引起的倾斜。
2.平衡。平衡的基本要求就是保证结构和结构的任何一部分都不发生运动,力的平衡条件总能得到满足,从宏观上来看,建筑物总是静止的。平衡的要求是结构与“机构”即几何可变体系的根本区别,因此建筑结构的任何部分都应当是几何不变的。
3.经济。现代建筑的结构部分造价通常不超过建筑总造价的30%,因此,结构的采用应当是使建筑的总造价最经济。结构的经济性并不是指单纯的造价,而是体现在多个方面,而且结构的造价受材料和劳动力价格比值的影响,还受施工方法、施工速度以及结构的维护费用的影响。
4.美观。美学对结构的要求有时甚至超过承载能力的要求和经济要求,尤其是象征性建筑和纪念性建筑更是如此,应当懂得,纯粹质朴和真实的结构会增加美的效果,不正确的结构将明显的损害建筑物的美观。
5.优化。应在建筑方案设计的基础上,在满足结构安全的前提下,充分优化结构设计,必要时应委托专业的设计公司进行结构设计和结构的优化设计,降低建筑物的自身荷载,减少主要材料的消耗,通过工程概算及其主要技术经济指标分析结构设计的优化程度。
结构专业的优化设计,不是以牺牲结构安全度和抗震性能来求得经济效益的,而是以结构理论为基础,以工程 经验 为前提,以对结构设计规范实质内涵的理解和灵活运用为指导,以先进的结构分析方法为手段,对设计进行深入调整、改善与提高,对成本进行审核和监控,是对结构设计再加工的过程。“优化”工作是以原设计为基础,在充分尊重原设计的基础上,着眼于结构体系和结构布置的合理性和高新技术的应用,同时,“优化”的过程也是发现差错、纠正不足的过程,通过优化降低不安全因素,从而保证项目的技术质量和经济质量。结构设计优化是精益求精的过程,将会带来合理的设计、带来经济技术效益。
实现上述各项要求,在结构设计中就要贯彻“经济合理、技术先进、安全适用、确保质量”的结构设计原则,保证结构和建筑的和谐统一。
三、建筑结构选型
一个好的建筑设计,需要有一个好的结构型式去实现。而结构型式的最佳选择,要考虑到建筑上的使用功能、结构上的安全合理、艺术上的造型美观、造价上的经济,以及施工上的可能条件,进行综合分析比较才能最后确定。
以下针对多层和高层房屋以及单层大跨度房屋的常见结构型式的受力特点、适用范围进行简单分析。
多层和高层房屋结构的主要承重结构体系有:混合结构体系、框架结构体系、剪力墙结构体系等。
1.混合结构体系
这是多层民用建筑房屋中最常用的一种结构型式,其墙体、基础等竖向构件采用砌体结构,而楼盖、屋盖等水平构件则采用钢筋混凝土梁板结构。结合抗震要求,在进行混合结构房屋设计和选型时,应注意以下一些问题。
(1)层高和房屋最大高宽比
限制房屋的高宽比,是为了保证房屋的刚度和房屋的整体抗弯承载力,普通砖、多孔砖和小砌块砌体房屋的层高不应超过。
(2)多层房屋的层数和高度限制
一般情况下,房屋的层数和总高度不应超过表中的规定。显然,采用烧结普通砖砌体的混合结构,其层数和总高度均比其他砌体的要好,对医院、教学楼等及横墙较少的多层砌体房屋应比表中规定的降低3m,层数相应减少一层;各层横墙很少的多层砌体房屋,还应根据具体情况再适当降低总高度和减少层数。
(3)纵横墙布置
在进行结构布置时,应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重方案;纵横墙的布置宜均匀对齐,沿平面内宜对齐,沿竖向上下连续,同一轴线上的窗间墙宜均匀。楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。
2.框架结构体系
与混合结构类似,框架结构也可分为横向框架承重、纵向框架承重及纵横双向框架共同承重等布质形式。一般房屋框架采用横向框架承重,在房屋纵向设置连系梁与横向框架相连;当楼板为预制板时,楼板顺纵向布置,楼板现浇时,一般设置纵向次梁,形成单向板肋形楼盖体系。当柱网为正方形或接近正方形,或者楼面活荷载较大时,也往往采用纵横双向布置的框架,这时楼面长采用现浇双向板楼盖或井字梁楼盖。
框架结构体系包括全框架结构、内框架砖房和底部框架上部砖房几种形式。现浇钢筋混凝土框架结构房屋的适用高度分别为60m、55m、45m和25m。现浇框架结构的整体性和抗震性能都较好,建筑平面布置也相当灵活,广泛用于6――15层的多层和高层房屋,如学校的教学楼、实验楼、办公楼、医院等(其经济层数为10层左右、房屋的高宽比以5――7为宜)。在水平荷载作用下,框架的整体变形为剪切型。
四、结束语
建筑住宅在国家基本建设投资中占有很大的比例,因此在建筑结构设计中必须正确处理适用、经济、美观等几方面的关系。根据不同类型的建筑,正确的把握好结构的类型,更不能忽略建筑设计的经济性,要在满足使用要求下,用较少的投资建造美观、简洁、大方的建筑,让人们居住的更加舒适、健康。
参考文献
1.熊丹安,建筑结构,华南理工大学出版社,2009年版
浅析建筑抗震结构设计
摘要:抗震,是当前建筑施工必须要关注的话题,建筑结构的抗震也就成了房屋设计必须要考量的核心环节。 文章 将就建筑抗震设计的要求、目标、原则,以及相关的内容进行探讨。
关键词 抗震;结构;设计方法
如何能够让建筑在地震中保持安全,不受严重的损害,是当前建筑施工设计必须要考量的一个大问题,特别是近年来地震频繁,人们的生命财产受到严重威胁,建筑安全则成了社会安全的一个重要影响因素,为保证建筑的抗震能力,设计人员必须要根据相关标准,设计出具有相当抗震能力的房屋。
1.抗震设防的目标
我们所说的抗震设防,指的是对建筑物进行抗震设计,同时有针对性的采取一定的抗震构造的措施,最终实现结构抗震的效果和目的。一般来说,抗震设防主要依据的是抗震设防烈度。而抗震设防烈度的依据,是以国家规定权限审批或颁发的文件执行的,其是一个地区作为抗震设防标准。通常情况下,是采用国家地震局颁发的地震烈度区划图中规定的基本烈度的。从当前内外抗震设防目标的发展总趋势来看,其基本要求建筑物在使用期间,可以应对对不同频率和强度的地震,即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。这是我国抗震设计规范所采用的抗震设防目标。
建筑工程在施工中的设防的目标如下:1)如果所遭受的是低于本地区设防烈度多遇的常规地震,建筑物不受损坏,不需 修理 仍可继续使用;2)如果遭受到本地区规定的设防烈度的地震,建筑物,包括结构和非结构部分,可能损坏,但不会对人民生命和生产设备的安全造成威胁,经修理仍可使用;3)如果遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震,尽量保证建筑物不倒塌。
也就是说,在建筑结构的防震设计上,设计方可以按照多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度这三个层次进行考虑。从概率上看,多遇地震烈度是发生机会较大的地震级别。按照现行规范设计的建筑,在设计上要达到这样的防震效果:当遭遇多遇烈度作用时,建筑物处于弹性阶段,通常不会损坏;当遭遇相应基本烈度的地震时,建筑物将进入弹塑性状态,但一般不会发生严重破坏;当遭遇罕遇烈度作用时,建筑物可能会有严重破坏,但不至于倒塌。
2.建筑结构抗震设计方法要点
我国所颁布的《抗震规范》提出了两阶段设计方法,以实现上述3个烈度水准的抗震设防要求。第一阶段的设计方案,必须要符合抗震设计原则,同时根据与基本烈度相对应的众值烈度(相当于小震)的地震动参数,通过采用弹性反应谱法求得结构在弹性状态下的地震作用标准值和相应的地震作用效应,接着与其他荷载效应按一定的组合系数进行组合,同时对结构构件截面,进行具有针对性的承载力验算,如果建筑物较高,还必须要进行变形验算,以保证其侧向变形不要过大。这样,一方面满足了第一水准下必要的承载力可靠度,同时也满足第二水准的设防要求(损坏可修)。当然,最后还必须通过概念设计和构造措施来满足第三水准的设防要求。
对于非地震高发区的大多数建筑结构而言,只进行第一阶段的设计已经足够了,但根据建筑的特点和地区的特征,少部分结构诸如有特殊要求的建筑和地震时易倒塌的结构,还必须要进行第二阶段的设计,也就是按与基本烈度相对应的罕遇烈度(相当于大震)验算结构的弹塑性层间变形是否满足规范要求(不发生倒塌)。如果发现有变形过大的薄弱层,那应该积极修改设计,或者可以采取相应的构造措施,以满足第三水准的设防要求,也就是大震不倒。
3.结构选型与结构布置
结构材料的选择
选择哪一种材料对建筑的结构抗震有着直接的影响,所以材料的选择应该与建筑的方案设计同步,在研究建筑形式的同时进着手进行研究。同时还应该要确定采用什么样的结构体系。这样做的目的,主要是为了能够根据工程的各方面条件,选择既符合抗震要求又经济实用的结构类型。结构选型是较为复杂的一项工作,在选择时必须要考虑建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素,再加上经技术、经济条件比较后再确定。如果我们单从抗震角度考虑,好的结构型式,应具备以下特点:1)延性系数高;2)“强度/重力”比值大;3)匀质性好;4)正交各向同性;5)构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性,并能发挥材料的全部强度。如果只从数据上看,按照上述标准来衡量,常见建筑结构类型,理论上的抗震性能优劣顺序是:1)钢结构;2)型钢混凝土结构;3)混凝土一钢混合结构;4)现浇钢筋混凝土结构;5)预应力混凝土结构等。当然,在这里必须要强调的是,我们说的抗震最好的钢结构,其优越性是相对性的,从优点看,其延性,连接较好,具有可靠的节点,同时拥有在低周往复荷载下有饱满稳定的滞回曲线,从实际的经验看,钢结构建筑的表现都不错。但是,我们说的相对性,是只设计理念即施工方法的到位如果不到位这些建筑同样会在地震中受损。
抗震结构体系的确定
不同的结构体系,在抗震性能、使用效果和经济指标等方面的效果是不同的。因此,确定适合的抗震结构体系至关重要。《抗震规范》的基本要求:1)必须具备明确的计算简图和合理的地震作用传递途径;2)形成多道抗震防线,避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力;3)必须具备必要的强度以及良好的变形能力和耗能能力;4)应该具有合理的刚度和强度分布,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中;对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。
总之,在选择确定建筑的结构体系时,建筑物刚度与场地条件的关系是必须要考虑的。如果建筑物自振周期与地基土的卓越周期接近一致,那就说明建筑可能会产生共振,进而加重建筑物损害。一般来说,建筑物的自振周期与结构本身刚度有关,所以在设计房屋之前,设计单位必须要掌握场地和地基土及其卓越周期,以便在建筑结构的设计中调整结构刚度,最终避开共振周期。
当然,在选择结构体系时,还应该要注意选择合理的基础形式。基础应该有足够的埋深,如果是多层房屋,就应该设置地下室。根据实践调查,设置地下室的房屋,可以减轻整个结构的震害。至于那些地基软弱的,就应该考虑选用桩基、筏板基础或箱形基础。而针对岩层高低起伏不均匀的情况,则可以考虑选择桩基,桩基可以穿入非液化土层,使建筑结构更加稳固。如果建筑物层数不多、地基条件又较好时,也可以采用单独基础或十字交叉带形基础等。
结构布置的一般原则
平面布置力求对称 通常情况下,对称结构在地面平动作用下只会发生平移振动,各构件的侧移量相等,这样就使得水平地震作用按构件刚度分配,所以各构件受力比较均匀,不会导致力的分布失衡。如果是非对称结构,刚心会偏在一边,质心与刚心不重合,即便只是发生地面平动也可能出现扭转振动。最终会导致远离刚心的构件,侧移量大,承担过度的水平地震剪力。这就很容易发生严重破坏,甚至可能会导致整个结构因一侧构件失效而倒塌。
竖向布置力求均匀 结构竖向布置均匀,可以最大限度的使其竖向刚度、强度变化均匀,这样可以有效的避免出现薄弱层。从建筑结构的特点看,临街的建筑物,往往会因为商业的需要,底部几层有大空间的设置。非临街的建筑物,底部也可能门厅、餐厅或停车场,而出现大空间。在这种结构中,上部的钢筋混凝土抗震墙或竖向支撑或砌体墙体到此被中止,而下部须采取框架体系。也就是说,上部各层为全墙体系或框架一抗震墙体系,而底层或底部两三层则为框架体系,整个结构属“框托墙”体系。地震经验指出,这种体系很不利于抗震。因此,在实际的抗震结构设计中,应该要保持结构竖向布置的均匀。
也就是说,同一楼层的框架柱,必须要具有大致相同的刚度、强度和延性,以此避免地震时,因受力大小悬殊而被各个击破的危险。此外,还必须注意的是,在采用纯框架结构的高层建筑中,楼梯踏步斜梁和平台梁直接与框架柱相连时,应该避免该柱变成短柱的情况,这样才能有效的避免地震时发生剪切破坏。
4.结语
总之,在建筑结构的防震设计中,设计人员必须根据建筑的实际情况,结合地质环境,在经济与安全的综合考量下,设计出科学合理的防震方案,保证建筑物在相应的防震标准下进行施工,保证建筑的安全。
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浅谈建筑工程结构加固技术
摘 要:随着时代的不断进步和经济的飞速发展,我国的城市化程度日益加深,这对我国未来的经济社会建设具有重大的意义和深远的影响。但是,随着城市化发展,人们对生活质量的要求越来越高,对房屋建筑的性能要求越来越全面,如舒适性、功能性、节能型等性能都成为建筑工程施工设计过程中不可忽视的问题。其中,建筑工程的质量尤其重要,加强对建筑工程结构加固技术的应用,找出适合的加固方法,提高建筑工程质量已经成为我国建筑工程施工过程中十分重要的环节,因此,我们必须要对其给予高度的重视,满足人们和社会的需求,以促进经济发展、提高人们生活水平。
关键词:建筑工程;结构加固技术;现状;方法
一旦建筑物因为一些原因而不能够继续满足某种功能的要求或者对满足某种功能的要求产生怀疑的时候,我们就必须对建筑物的整体结构或者建筑物结构的某一部分进行检测,当检测结果显示被检测的建筑物存在安全隐患时,就需要对该建筑物进行一定的加固处理,严重时甚至要进行拆除重建。在我国,约有三分之二的大城市都处于地震区,每次发生地震时都会对当地的建筑物造成十分严重的破坏,此外,随着我国城市化进程的发展,人口和建筑物的密集程度越来越高,发生火灾的频率也迅速增加,所引发的后果日益严重,这十分不利于人们的工作和生活。因此,加强对建筑工程加固技术的应用是时代背景下的一项基本要求。
一、我国建筑工程结构加固技术的发展现状
随着我国建筑行业的迅速发展,人们对建筑工程结构加固的要求越来越高,我国政府也对建筑工程施工方面给予了相对较高的关注。目前,我国已经颁布了一些相关的行为规范,包括《建筑抗震加固技术规程》、《混凝土结构加固技术规范》等,都对建筑工程施工过程中所采用的加固方法、所遵循的加固基本原则、所使用的加固材料、以及施工安全和工程验收等环节做出了十分明确的规定和要求。这能够在很大程度上促进和推动我国建筑工程结构加固技术的发展和应用。然而,由于人们大多都习惯了使用传统的加固经验,在混凝土结构加固实践中不能很好的做出改变,也没有从更深的层次对加固技术进行探索分析,导致我国的加固技术进步缓慢。这使得我国建筑工程加固技术仍然处于相对较为落后的传统工艺阶段,技术含量较低。
二、建筑工程结构加固的意义和原因
所谓建筑工程加固技术,就是指通过采用各种技术措施来提高建筑工程的质量和可靠性,使建筑物能够满足安全性、耐久性、适用性等要求。进行建筑工程结构加固的意义在于满足对建筑结构强度的要求,依据我国建筑工程施工规范的规定,建筑工程结构设计应该遵循极限状态设计的原则,混凝土结构必须满足结构应用要求,以确保其符合相关规定的刚性、强度和耐久性标准。
然而,由于各种各样的原因,导致建筑物难以完全符合人们的需求,建筑结构不得不进行加固处理。在我国常见的加固原因包括以下几个方面。第一,设计过程中存在缺陷。建筑工程设计人员设计过程中,虽然已经综合考虑了建筑结构安全及使用的各种影响因素,但在实际应用时,由于各个结构的独特性,使其难以将所有的因素都通过设计中所采用的数学模型表现出来。第二,勘察造成的缺陷。勘察人员在建筑工程施工前期会对建筑场地进行实地勘察,收集建筑基地的实际地形资料,以根据实际情况适当调整施工方法,保证建筑物的质量。但是,若不能真实反映勘察过程中的地基土和地下水情况,那么,将极可能造成建筑工程的缺陷。第三,施工过程中造成的缺陷。主要包括了施工队伍缺少专业系统的培训、人员素质低下、施工管理混乱等原因。此外,建筑物的不当使用、恶劣的环境、自然灾害等因素也会对建筑物造成破坏,使其不得不进行加固处理。
三、我国目前常用的建筑工程结构加固方法
(一)外包钢加固法
外包钢加固法的加固原理是:通过在建筑构件的两角或四角外包上型钢,使建筑构件的受力性能大大增强,从而实现加固的目的。这种加固方法有湿式和干式两种,一般湿式加固法效果更好。外包钢加固法具有操作简便,现场工作量小的优点,适用于不能增大建筑构件截面积却又要较大程度增强承载力的情况,例如钢筋混凝土柱、梁、腹杆的加固等。
(二)加大截面加固法
加大截面加固法,顾名思义,就是在建筑构件的外面外包混凝土,从而使建筑构件的横截面积大大增加,配筋量也大幅度提升,进而使建筑构件的承载能力得到增强的一种加固方法。这种方法在我国较为传统,加固工艺也十分简单,因此应用范围极广。一般在梁、板、柱、墙等混凝土结构的加固中都可使用这种方法。
(三)粘贴钢板加固法
这种加固方法的原理是用特制的建筑结构胶在混凝土构件表面粘贴钢板,令它们能够共同工作、整体受力,从而达到加固的目的,结构承载能力大幅度提升。粘贴钢筋加固法对建筑结构胶具有非常高的要求,其必须要满足粘结力强、强度高、耐老化、线膨胀系数小、弹性模量高等要求。
四、建筑工程加固方法的选择要点
目前,在我国常见的建筑工程结构加固技术有很多,它们各具特点,适用于不同的加固情况,对此,在进行加固方法的选择时,要仔细分析,进行可靠性鉴定,依据鉴定的结果和结构功能降低的原因,并综合考虑建筑结构布置特征、建筑主体结构传力承力特征、新增功能要求以及建筑物周围环境等各个方面的影响因素,以确保加固技术应用的结果能满足人们的实际需求。
五、结束语
建筑工程的质量关系到国家的经济发展和人们的生活安全,是社会民生的一个 热点 问题,受到了各界的广泛关注。而建筑结构的科学加固是建筑工程质量安全保障体系中的一个重要组成部分,因此,我们应该对建筑工程加固技术给予高度的重视。首先,严格遵守相关规范是最基本的要求。其次,要加强加固技术在建筑工程中的应用,选择合适的加固方法,确保建筑物的质量能够符合设计要求。最后,还要注重对建筑工程加固技术的创新和发展,这是在经济和科技不断进步的时代背景下促进建筑工程发展的一项基本要求,对我国的长远发展具有重要意义。
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钢结构的焊接技术的好坏,在一定程度上会影响到建筑本身的质量。下面我整理了钢结构焊接技术论文,欢迎大家阅读!钢结构焊接技术论文篇一:《钢结构安装焊接施工技术》 摘要:某工程塔楼为全钢结构,焊接工作量大,且大部分为全熔透焊缝,质量要求高,构件板厚最大达到85mm,焊接难度大。工程开始前进行了工艺评定。 关键词:钢结构;焊接;全熔透焊;工艺评定 1工程概况 某工程位于湖南长沙,为全钢结构,地上35层,钢柱锚入地下一层,高150m.南北立面为双曲面,外围钢柱以每4层为一折线点。核心筒共31根钢柱,外围钢框架柱共23根。钢柱主要为箱形柱,钢梁为轧制、焊接H形梁。钢结构总重量约14000t。 钢材 本工程钢柱使用的钢材为高层建筑结构用钢板Q345GJC,大于40mm厚钢板为Q345GJC-Z15,产地为舞阳钢铁厂,主梁使用钢材为Q345C,钢支撑采用Q235C,产地为武汉钢铁厂。 构件 钢柱长12m,构件单件最重,钢柱板厚28、34、40、55、70、85mm,典型截面600×600×70,钢梁翼缘板厚16、24、28、40mm,典型截面700×240×14×28。由于钢板厚度大,因此焊接难度大,焊接质量要求高。 节点形式与焊缝检测 按照设计,现场安装柱与柱之间的对接为全熔透焊,钢梁与钢柱牛腿上、下翼缘为全熔透焊,钢梁腹板大部分为高强螺栓连接,双剪连接板与钢柱为角焊缝。 由于钢板厚度大,焊缝又多数是全熔透焊缝,所以对本工程的全熔透焊缝实施B级超声波检测,100%超声波探伤。现场探伤工作中,由现场焊接员填写检测委托单,检测单位按照填写的检测部位进行探伤。如发现焊接缺陷,检测单位填写质量返修单,通知焊接负责人,进行返修重焊后,再进行超声波探伤。本工程委托单位为冶金院检测所,采用的仪器为CTS-2000,选用斜探头进行超声波探伤。探伤 报告 必须明确探伤部位、缺陷的位置和大小、评定级别,并判定合格或不合格;返修部位严格按照焊接工艺评定的参数进行焊接,返修不得超过二次。 2典型焊接节点概况 钢柱对接焊缝。 3焊接准备 焊接吊篮与平台 焊接设备和焊接材料 4焊接施工劳动力安排 高层钢结构焊接工程专业性很强,劳动强度大,专业管理人员和焊工都要求有较好的技术素质。本工程现场焊工均持有钢结构焊接CO2气体保护焊合格证,在正式施工前,在业主、监理等各单位的监督下进行了现场附加考试。 5焊接施工顺序和工艺 焊接顺序 根据本工程平面和立面形状,结构形式等,塔楼分东西两区组织施工。当钢结构安装完成三个及以上单元的校正和高强螺栓的终拧后,从平面中心选择四面都有焊接梁的柱子作为基准柱,并以此作为垂偏测量基准,并首先安排其四侧都有抗弯焊接的梁、然后向四周扩展施焊。随安装滞后跟进。采取结构对称、节点对称和全方位对称焊接的原则。 栓-焊混合节点中,设计要求梁的腹板上的高强度螺栓先初拧70%后→焊接梁的下、上翼缘板→终拧梁腹板上的高强度螺栓至100%施工扭矩值。 竖向上的焊接顺序: (1)地下一柱一层梁的焊接顺序: 上层框架梁→柱脚板部位的焊接→支撑→焊接检验。 (2)地上及以上一柱二层梁的焊接顺序: 上层框架梁→压型金属板支托→下层框架梁→压型金属板支托→上柱与下柱焊接→焊接检验(也可先焊柱—柱节点→上层框架梁→下层框架梁→焊接检验)。 (3)地上及以上一柱三层的焊接顺序: 上层框架梁→压型金属板支托→下层框架梁→压型金属板支托→中层框架梁→压型金属板支托→上柱与下柱焊接→焊接检验,(但也可先焊柱—柱节点→上层框架梁→下层框架梁→中层框架梁→焊接检验)。 柱—梁节点上对称的两根梁应同时施焊,而一根梁的两端不得同时施焊作业。 柱—柱节点焊接时,箱形柱的对称两面应由两名焊工相对依次逆时针焊接。 梁的焊接应先焊下翼缘,后焊上翼缘,以减少角变形。 安装焊接工艺 安装焊接前的准备工作 本工程使用的高层建筑结构用钢板在国内应用并不多,针对其中数量较多且具有代表性的接头形式进行了相应焊接 方法 的工艺评定试验。试验钢材包括Q345GJC-Z15(壁厚70mm)、Q345GJC-Z15(壁厚40mm)、Q345C(翼缘厚28mm),焊接位置为柱—柱横焊、柱—梁平焊(包括桁架梁上下翼缘平焊)、T型角立焊。坡口形式及尺寸按设计要求。焊后外观及超声波检查合格后取样进行了力学和物理试验。试验结果接头的抗拉强度达到母材抗拉强度标准值,接头弯曲180°无裂纹。采用的焊接材料和焊接设备技术条件应符合国家标准,性能优良。清渣、气刨、焊条烘干保温等装置应齐全有效。 手工电弧焊及CO2气保焊焊材和设备 (1)焊条应在高温烘干箱中150℃烘干2小时,且焊条烘干次数不得超过两次。 (2)焊丝包装应完好,如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应部分弃之。 (3)CO2气体纯度应不低于(体积比),含水量应低于(重量比),瓶内高压低于1MPa时应停止使用。 (4)焊机电压应正常,地线压紧牢固,接触可靠,电缆及焊钳无破损,送丝机应能均匀送丝,气管应无漏气或堵塞。 安装焊接程序及一般规定 焊接的一般顺序为:焊前(装配)检查→装焊垫板和引弧板→除锈预热→焊接→检验(返修,不得超过二次), 焊前检查坡口角度、钝边、间隙及错边量(小于规范要求),坡口内和两侧的锈斑、油污、氧化铁皮等应清除干净。 装焊垫板及引弧板,其表面清洁程度要求与坡口表 面相 同,垫板与母材应贴紧,引弧板与母材焊接应牢固。 预热。焊前用气焊或特制烤枪对坡口及其两侧各100mm范围内的母材均匀加热,并用表面测温计测量温度,防止温度不符合要求或表面局部氧化,预热温度。 钢结构焊接技术论文篇二:《钢结构的安装焊接施工技术》 摘要:本文简要分析了厂房钢结构焊接施工的主要工艺及保障焊接质量的主要方法,并提出了控制焊接质量的主要对策,以供与大家交流学习。 关键词:厂房;钢结构;焊接技术 1、工程概述 某装焊厂房位于某工程有限公司内,建筑面积为22000平方米,为单层工业厂房,主体钢结构为门式钢架结构,轴线位置编号见图纸,为三跨结构,单跨跨度为32米,柱距为8米,共有116根主钢柱,203根主钢梁,336根吊车梁。门式钢架梁、柱及吊车梁钢材均采用Q345B,钢梁钢柱连接用高强螺栓均采用大六角级,摩擦面做喷砂处理。钢结构主构件采用抛丸除锈。该工程设计使用年限50年,结构安全等级为二级,抗震设防烈度为7度。焊接部位包括有:(1)上节柱与下节柱的对接接头;(2)钢梁与钢柱的对接接头。(3)钢梁上的栓钉焊接。 2、钢结构安装焊接前的准备 本工程使用的钢板在国内应用并不多,针对其中数量较多且具有代表性的接头形式进行了相应焊接方法的工艺评定试验。试验钢材包括Q345GJC-Z15(壁厚70mm)、Q345GJC-Z15(壁厚40mm)、Q345C(翼缘厚28mm),焊接位置为柱—柱横焊、柱—梁平焊(包括桁架梁上下翼缘平焊)、T型角立焊。坡口形式及尺寸按设计要求。焊后外观及超声波检查合格后取样进行了力学和物理试验。试验结果接头的抗拉强度达到母材抗拉强度标准值,接头弯曲180°无裂纹。采用的焊接材料和焊接设备技术条件应符合国家标准,性能优良。清渣、气刨、焊条烘干保温等装置应齐全有效。 手工电弧焊及CO2气保焊焊材和设备:(1)焊条应在高温烘干箱中烘干,焊条烘干次数不得超过两次。 (2)焊丝包装应完好,如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应部分弃之。(3)CO2气体纯度应不低于(体积比),含水量应低于(重量比),瓶内高压低于1MPa时应停止使用。(4)焊机电压应正常,地线压紧牢固,接触可靠,电缆及焊钳无破损,送丝机应能均匀送丝,气管应无漏气或堵塞。 3、安装焊接程序及注意的规定要点 焊接的一般顺序为:焊前检查 →预热除锈 → 装焊垫板和引弧板→ 焊接 → 检验 具体来说:(1)同一节柱上的梁,先焊上层梁,后焊下层梁。(2)柱两侧对称的梁应同时焊接,同一根梁的两端不能同时焊接。(3)同一根梁的上下翼板应先焊下翼板,后焊上翼板。(4)从中部柱开始焊接,对称向外围焊接。(5)上下节柱的对接接头采用对称焊接,施焊时,应两人同时对称焊接一个接头,防止焊接变形引起柱弯曲。对称的两面先焊至1—3层,然后将另外对称的两个面焊满,再将未焊满的焊缝焊满。 规定与注意:(1)焊前检查坡口角度、钝边、间隙及错口量,坡口内和两侧的锈斑、油污、氧化铁皮等应清除干净。(2)预热。焊前用气焊或特制烤枪对坡口及其两侧各100mm范围内的母材均匀加热,并用表面测温计测量温度,防止温度不符合要求或表面局部氧化,预热温度。(3)重新检查预热温度,如温度不够应重新加热,使之符合要求。(4)装焊垫板及引弧板,其表面清洁程度要求与坡口表面相同,垫板与母材应贴紧,引弧板与母材焊接应牢固。(5)焊接:第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板的连接处,然后逐道逐层累焊至填满坡口,每道焊缝焊完后,都必须清除焊渣及飞溅物,出现焊接缺陷应及时磨去并修补。(6)一个接口必须连续焊完,如不得已而中途停焊时,应进行保温缓冷处理,再焊前,应重新按规定加热。(7)遇雨、雪天时应停焊,构件焊口周围及上方应有挡风、雨棚,风速大于5m/s时应停焊。环境温度低于零度时,应按规定采取预热和后热 措施 施工。(8)碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金结构钢应在完成24h以后,进行焊缝探伤检验。(9)焊工和检验人员要认真填写作业记录表。 4、焊接施工中的重要工艺参数 4、1典形节点的焊接顺序和工艺参数 主要是:(1)上下柱无耳板侧由两名焊工在两侧对称焊至板厚的1/3处时,切去耳板。(2)然后在切去耳板侧由两名焊工在两侧对称焊至板厚的1/3处。(3)再由两名焊工分别承担相邻两面的焊接。(4)每两层之间焊道的接头应相互错开,两名焊工焊接的焊道接头也要注意每层错开,焊接过程中要注意检测层间温度。(5)焊接工艺参数,如下: 1)CO2气保焊:焊丝直径Φ,电流280~320A,焊速350~450mm/min 2)焊丝伸出长度:约20mm,气体流量25~80L/min, 3)电压:29~34V,层间温度120~150℃ 4、2柱—梁、梁—梁节点的处理 主要是:(1)先焊梁的下翼缘,梁腹板两侧的翼缘焊道要保持对称焊接。(2)待下翼缘焊完,然后焊接上翼缘。(3)如翼缘板厚大于30mm时,宜上下翼缘轮换施焊。(4)焊接工艺参数,如下: 1)CO2气保焊:焊丝直径φ,电流280~360A,焊速300~500mm/min 2)焊丝伸出长度:约20 mm,气体流量20~80L/mm 3)电压:30~38V,层间温度120~150℃ 5、结束语 钢结构安装焊接质量控制是一项综合技术,焊接质量受材料性能、工艺方法、设备、工艺参数、气候和焊工技术及情绪的影响。施工前根据工艺评定编制操作指导书,便于每个焊接人员明确操作要领、材料的使用和质量要求。施工过程中焊工做好焊前和焊接的记录,焊接工程师检查时逐条焊缝检查验收、做好记录,确保实体工程的安全使用。在该厂房主体工程竣工后,根据国家、行业相关要求对该工程进行了钢结构主体工程的鉴定,鉴定依据:(1)《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001;(2)《建筑结构检测技术标准》GB/T50344-200;(3)《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001;(4)《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-2002;(5)《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345-1989;(6)某装焊车间厂房设计图纸。实际证明,该钢结构主体工程的施工安装质量符合GB50205-2001技术标准及设计要求,可以交付使用。 参考文献 1、陈海波。某装焊厂房钢结构工程鉴定[J],建筑科技与管理,2009年第11期 2、杨凌川,杨文柱。高层建筑钢结构安装焊接施工质量控制,重庆建筑大学学报[J],增刊2000,22:208-211 钢结构焊接技术论文篇三:《试谈建筑钢结构低温焊接施工技术》 摘 要:通过对低温环境条件下管道焊接施工措施的研究,并经工程实验,得出在低温环境条件下,影响焊接质量的因素更多的在于施工机具、焊接设备的适应性、焊工劳动防护措施的保暖性和轻便性等因素。 关键词:低温焊接;预热温度;焊后保温 随着焊接环境温度的降低,焊缝金属的硬度值增大。采取有效的预热、层间温度和焊后缓冷措施以降低焊缝金属的冷却速度,从而改善焊缝金属的硬度值。热温度不足的情况下,根焊缝产生裂纹的倾向性增加,但增加预热温度和改进预热方式,可明显提高焊缝质量。创造适合的施工环境和焊接条件,保证焊工劳动防护措施的保暖性和轻便性,焊接过程中使用自制的可移动式保温防风棚和管端封堵器等。 1.低温焊接时的施工工艺 由于是在低温环境中进行焊接作业,所以为了更好的完成焊接任务,应该尽量选取氢含量较低的焊接材料,并且对焊接材料进行必要的 烘焙 以及保温措施。为了达到尽量减少热量的损失,可以在进行焊接作业的地方构建相应的保护房,从而形成相对密闭的空间。如果条件不允许构建防护房,也可以采取其他一些措施来起到防护热量损失的作用。在进行一些气体保护焊接操作时,气瓶也要进行必要的保温措施。预热和层间温度。相比较于常温条件下的焊接预热,低温焊接时的预热温度要稍高,并且需要预热的区域范围较大,通常情况下是焊接点周围大于等于两倍钢厚度的范围,并且这一范围不小于100mm。焊接层的温度通常要高于预热温度,或者是不低于相应规定中的最低温度20℃,二者之间取较高温度者;采用合理的焊接方法。尽量使用窄摆幅,多层多道焊,严格控制层间温度;焊接后热及保温。焊接后及时对焊接接头进行后热保温处理。利于扩散氢气的逸出,防止因冷速过快而引起的冷裂纹,同时适当的后热温度还可以适当降低预热温度。 2.钢结构的焊接施工技术 焊接施工流程 施焊人员必须要熟悉图纸,做好焊接工艺技术交底,确保施焊人员执证上岗,明确焊工的焊接任务,然后进行现场验电,预热,后热温度试验确定等作业准备。然后选择合适的焊接工艺以及合适的焊接参数,并通过焊接实验验证。焊接工作开始,对焊口进行清理,检查坡口等是否符合要求,检查定位焊是否牢固,焊缝周围是否有油污和锈污。对焊材进行预热和保温,然后按照既定的焊接参数进行焊接,焊接完成后,对焊缝周围进行清渣处理,做好焊后保温工作,焊接完成。 焊材的选择和与钢材的匹配 与钢材的规定最低标准相比,焊材的金属强度,坚韧性,可塑性都要明显高于钢材本身,而且,在焊接接头的地方,各种基本性能指标都要与钢材规定的最低标准等同或比之更高;要保证焊缝的可塑性,钢材较厚时,要根据厚度选择合的焊材;选择合适韧性的焊材,韧性好的焊材可以提高焊缝和热影响区的韧性,使之能够满足钢结构的受力要求。 焊接质量控制 对输入的热和焊接冷却速度进行控制:通过控制焊接电压,焊接电流,接速度以及熔融金属的冷却速度等来对焊接质量进行控制。控制焊缝内元素组成进行控制:选择高质量的焊材,操作人员高超的操作手法和技巧,保证焊缝外观质量。选择能量密度高的,输入热量低的焊接方法,对焊接应力与变形进行控制。从钢材料的出发,考量各项技能的标准要求,选择合适的焊材以及评估焊接质量的试验方法,得出适合生产的焊接工艺,在焊接时,注意层间温度的控制,防止出现焊接接头弱化的现象。总之,尽量在最低成本的原则下,完成高质量的焊接任务。焊工须持双证上岗,即安全上岗证、焊工合格证。且具有相应的施焊资历。 3.高强钢焊接的施工工艺 焊接材料的选择及匹配 强节点弱杆件,即与母材规定的最低标准相比,焊接材料熔敷金属在强度、韧性、塑性等方面要明显高于标准;并且焊接接头位置的各种基本的性能指标至少要与母材料规定的最低标准相匹配;在进行厚板焊接时,应该根据厚度效应后的强度来选择适当的焊材,通常当节点的拘束度比较大的时候,可以在1/4 板厚以后选择强度稍低的焊材;对焊材韧性的选择是一项非常重要的工作,好韧性的焊材能够使焊缝以及热影响区的韧性满足钢结构的规定标准。比如在焊接无裂纹钢种的时候,可以选取低H 或者超低H 的焊接材料,同时,在钢板厚度低于50mm 或者温度在0℃以上的时候,可以不对钢结构进行预热。这一方法的明显优势就是它的力学指标突出,尤其是在区强比的冲击性能方面更显优越。 确定最低预热温度的常用方法 通过裂纹实验来进行控制,即通过进行斜Y 坡口试样抗裂方面的试验对最低的预热温度进行确认;通过硬度控制预热温度,通常采用的方法是根据一定碳含量的钢材,其不同板厚T 形接头角焊缝热影响区硬度达到350HV 对应的冷却速度(540℃时),查表确定焊接线能量;根据裂纹敏感指数、板厚范围、拘束度等级、熔敷金属扩散氢含量确定最低预热温度;根据接头热输入、冷却时间和钢材的特定曲线□确定最低预热温度。 对焊接质量的控制方法 对热输入以及冷却速度进行控制。此方法主要是通过对焊接时的电压、电流以及焊接时的焊接速度和熔敷金属在800℃~500℃区间内的冷却时间的控制,进而完成焊接质量的控制;对焊缝中各种元素的质量百分比进行必要的控制,主要是指碳、硫、磷、氢、氧等。为了达到这一目的,除了要选择质量优越的低氢焊接材料外,还要求操作人员拥有较好的操作手法,从而对熔池金属进行很好的保护;应力与变形控制。选用高能量密度、低热输入的焊接方法。 4.结束语 最后得到适合于生产的焊接工艺,起到相应的指导生产的要求。在进行这一钢材的焊接时,为了避免其产生冷裂现象,应该注意采取相应的措施。同时为了出现接头弱化的现象,焊接时应该对层间温度以及焊接线能量进行较为严格的筛选和控制。总的原则还是应该在较低的成本下,尽可能完成高质量的焊接任务。 参考文献: [1]姚晋勇.论钢结构焊接现场施工工艺[J].科技情报,2012 [2]徐鹏毅.钢结构焊接现场施工工艺探讨[J].中国地产,2013 猜你喜欢: 1. 电焊工个人简历模板 2. 钢结构安全管理论文 3. 钢结构施工管理论文范文 4. 钢结构职称论文 5. 锅炉焊接技术论文
1、工程概况 在该工程的设计过程中,针对该工程平面凹口较深,平面较为狭长及高宽比较大等结构特点,在结构布置、分析计算和构造措施等方面做了一些有效的处理,使整体设计满足规范要求,且经济实用。以下谈谈本人在设计中的一点体会。 该工程地下一层、地上二十八层,总建筑面积: ,其中地上建筑面积:,建筑物室外地坪至主体结构檐口的高度为:。地下室建筑面积:,地下室层高:裙房三层。一层层高:二、三层层高为。主楼四至二十八层,每层层高。该楼层四层以上平面南侧凹口深,占凹口方向楼板长的,另还有两处凹口分别占凹口方向楼板长的和,高宽比为。 2、地基及基础 地基土层结构及特征 据本次勘探揭露,拟建场勘察深度内岩土体可分为l0层:①层冲填土、②层耕填土、③层细砂、④层中砂、⑤层粗砂、⑥层砾砂、⑦层强风化泥质粉砂岩、⑧层中风化泥质粉砂岩。 地下水埋藏条件及砼腐蚀性评价 勘察场区内赋存有上层滞水和潜水。 据场地水质分析报告结果:拟建场地下潜水对混凝土结构、钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。 地基方案与基础选型分析评价 根据以上场地地基岩土层条件和拟建建筑物点,经过充分的技术经济分析比较,决定采用直径分别为Ф800、Ф1000、Ф1200的钢筋混凝土钻孔灌注桩,混凝土强度等级为C30,以⑧层中风化泥质粉砂岩做桩端持力层。桩长为22~29m左右,Ф800的单桩承载力设计值为4200KN;Ф1000的单桩承载力设计值为6000KN;Ф1200的单桩承载力设计值为7900KN。因南昌地区中风化泥质粉砂岩中均有多层且无规律的软弱夹层,桩端进持力层取5d。根据最后静荷载试验结果来看,Ф1000的单桩竖向抗压极限承载力为13500KN,极限状态下桩顶累计沉降量为,质量和经济效果均较好。本工程主楼带地下室、地下室层高,底板掺混凝土膨胀剂,桩基承台为梁式承台,因为上部结构为剪力墙,荷载分布较为均匀,因而梁板截面高度不需过大,承台梁高lO00mm,地下室底板除核心筒部分(1500mm)外,其余均为350mm,砼标号为C30;为抵抗混凝土收缩、徐变及加强基础的整体性,地下室底板采用双层双向满布配筋Ф14@120。地下室外围墙厚300mm,内部剪力墙厚250mm,地下室顶板作为上部结构的嵌固部位,板厚为200mm,并采用双层双向Ф 12@150满布配筋。 3、上部结构设计与计算 根据《建筑抗震设防类标准》(GB50223—2008)本工程为丙类建筑,结构的地震作用按设防烈度6度计算,采用全现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系,剪力墙抗震等级为三级,框架抗震等级为三级。结构的阻尼比为,水平地震影响系数最大值为,基本风压为,地面粗糙度为B类,结构体型为。地震力按X、Y两个方向计算,同时考虑扭转耦联,竖向力按模拟施工加荷方式1计算,风荷载按X、Y两个方向计算,恒、活荷载分开计算,周期折减系数为,计算取21个振型。连梁刚度的折减系数为,考虑抹灰粉刷层重量后,混凝土的重度为27KN/m2,地震力的分项系数为,风荷载分项系数为,恒荷载分项系数为,活荷载分项系数为。墙元细分中,壳元最大控制边长为。 该建筑平面有多处凹口,平面较为狭长,再加上楼梯问和电梯间开洞,采用SATWE进行分析。计算结构显示,结构在地震和风荷载作用下位移均在规范要求的范围内,但以扭转振动为主的第三振型周期T3 与侧向振动为主的第一振型周期T1之比为;以扭转振动为主的第三振型周期T3和以侧向振动为主的第二振型周期T2 之比为,并且第一振型和第二振型的扭转振动成分偏大,这表明结构扭转效应显著,对建筑结构不利。同时计算结果还表明,凹口周围、楼房东西两端及平面宽度变化处梁、墙等构件内力值较大。在设计时,考虑应将楼、电梯间处核心筒及5-12、5-14轴上剪力墙加强且连成整体,形成受力的主要部位,承担大部分的剪力和弯矩,实际电算时加强或削弱此部分刚度(主要为增加或减短墙长)对位移影响较大,较增加墙厚等方法有效的多。实际电算和分析相同,但由于建筑功能限制,5-G轴上,5-9轴和5-1l轴间;5-15轴和5-17轴间、还有5-l2轴和5-14轴间无法布置剪力墙,只有设置宽扁梁,加强刚度,实际效果较好,剪力墙成筒布置,在筒与筒之间将板厚加厚为120mm,实际电算时所有凹口处按未设连梁电算,在位移等满足要求规范要求,施工图则按所有凹口处增设250×400连梁处理,更加安全。在平面宽度变化处,剪力墙本工程剪力墙布置既满足了规范要求,经济效益又较好。为消除混凝土收缩、温差可能引起的裂缝,将屋面板配置了双层双向钢筋。 除平面不规则以外,该房屋的平均高宽比为也较大,因而验算结构底部外围构件在侧向力最不利组合情况下的轴压比,并控制轴压比在内;验算桩基在侧向力最不利组合下的抗压能力以及桩身是否会出现拉力,并通过调整桩的布置,使其符合要求。 在抗震构造措施方面,建筑物底部四层为剪力墙底部加强区;对墙体布置有变化处增设暗柱,加强其配筋。采取增大两端剪力墙的长度、调整其它部位剪力墙长度等措施,使用SATWE软件分析计算可知,凹口处及其周围剪力墙和连梁,以及建筑物两端转角、山墙处剪力墙和连梁基本上没有出现超筋现象,构件的截面和配筋设计符合规范要求。周期T1~T3 及其比值、结构位移值、基底剪重比、地震力倾覆弯矩等均在规范要求范围内,具体结果如下: 上述计算分析结果表明,T3 /T1远小于,结构平面布置扭转影响较小;楼层最大层间位移角满足规范要求,且由Y向风荷载控制;底层剪重比接近于,结构刚度适合,受力体系经济合理,抗震性能良好。 4、结语 本工程在省抗震设计施工图检查中,经过省抗震专家评审,得到了专家的认可。专家肯定了我们对于本工程结构体系的选择、抗震设计参数的取值及对于平面不规则采取的构造加强措施。
高层建筑结构特点、现状及发展趋势摘要:高层建筑是社会生产的需要和人类生活需求的产物,是现代工业化、商业化和城市化的必然结果。而科学技术的发展,高强轻质材料的出现以及机械化、电气化在建筑中的实现等,为高层建筑的发展提供了技术条件和物质基础。简要论述了高层建筑结构的特点、现状及今后的发展趋势。关键词:高层建筑结构;特点;现状;趋势前言超过一定层数或高度的建筑称为高层建筑。高层建筑的起点高度或层数,各国规定不一,且多无绝对、严格的标准。它与各个国家和地区的地理环境、地震强度、建筑材料、建筑技术、电梯的设置标准以及防火的特殊要求等很多因素有关。如在美国,m 或7 层以上视为高层建筑;日本则为31m 或8 层以上;英国为等于或大于m;在我国一般8 层以上的房屋就需要设置电梯,对10 层以上的房屋就有提出特殊的防火要求的防火规范,因此我国的《民用建筑设计通则》(GB50352-2005)、《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95) 将10 层及10 层以上的住宅建筑与高度超过24m 的公共建筑和综合性建筑称为高层建筑。从结构受力性态的角度来看,8 层以上的房屋,风和地震等水平荷载或作用显得越来越重要,甚至起控制作用,因此《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)将10 层及10 层以上或高层超过28m 的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构。当建筑结构高度超过100m 时,称为超高层建筑。1 高层建筑的特点建筑结构需同时承受水平和竖向的荷载或作用。低层建筑结构通常抵抗竖向荷载为主,水平荷载(如风荷载)或作用(如地震作用)的影响较小,它所产生的内力和位移较小,一般可以忽略。因此在低层建筑结构中,竖向荷载往往就是设计的控制因素。但在高层建筑结构中,较大的建筑高度造成了完全不同的受力情况,水平荷载不仅是主要荷载的一种,跟竖向荷载共同起作用,而且往往还成为设计中的控制因素。因此,在水平荷载作用下,若高层建筑结构的抵抗侧向变形能力或侧向刚度不足,将会产生过大的侧向变形,不仅使人产生不舒服的感觉,而且会使结构在竖向荷载作用下产生附加内力,会使填充墙、建筑装修和电梯轨道等服务设施出现裂缝、变形,甚至会导致结构性的损伤或裂缝,从而危及结构的正常使用和耐久性。因此设计高层建筑结构时,不仅要求结构有足够的强度,而且要求结构有合理的刚度,使水平荷载所产生的侧向变形限制在规定的范围内。同时,有抗震设防要求的高层建筑还应具有良好的抗震性能,使结构在可能的强震作用下当构件进入屈服阶段后,仍具有良好的塑性变形能力,即具有良好的延性性能。除了上述的结构受力特点之外,高层建筑还具有建筑功用上的特点。人们常说建筑是凝固的音乐,优美的高层建筑犹如艺术品,成为城市的一道道绚丽景观;建筑同时是时代跳动的脉搏,高层建筑占地面积小,符合了地价昂贵时代的需求,它可以节约建设用地或获得更多的空闲地面,以作为绿化等环境用地,并因向高空方向发展而缩短了城市道路和各种管线(如给排水管线等)的长度,减少了基础设施的投资。当然,大量高层建筑的建设,也会给城市带来不利的影响,如人口会密集化而造成交通拥挤问题;城市局部热场发生不利的变化以及地质的沉陷、消防的复杂化等问题。综合高层建筑的上述受力特点可知,与低层结构不同,高层建筑结构在强度、刚度和延性三方面要满足更多的设计要求。抗侧力结构的设计成为高层建筑结构设计的关键。2 高层建筑的发展概况随着工业化、商业化、城市化的进程,城市人口剧增,造成城市生产和生活用房紧张,地价昂贵,迫使建筑物向高空发展,由多层发展为高层。19 世纪末期,开始出现了现代形式的钢框架和钢筋混凝土框架结构的高层建筑。1898 年修建的secodRandMeNa119 层大楼(美国,芝加哥),是世界上第一幢具有现代形式的钢框架结构高层建筑。而最早的钢筋混凝土框架结构高层建筑,为世界上第一幢具有现代形式的钢框架结构高层建筑。而最早的钢筋混凝土框架结构高层建筑,为1903 年修建的位于美国Cincinnati 的InallaBuildin和法国巴黎Franklin 公寓。所以,现代形式的高层建筑,只有117 年的历史。到了20 世纪50 年代以后,由于轻质高强材料研制成功,抗风、抗震结构体系的发展,新的设计计算理论的创立,电子计算机在设计中的应用,以及新的施工技术和机械不断涌现,为大规模地、较经济地建造高层建筑提供了充分的条件,使高层建筑得到迅速发展。在钢筋混凝土结构方面,其结构体系的发展历程也类似于钢结构的结构体系,由最初的框架结构(1903 年,glnallsBuildin ) 逐渐发展出框架剪力墙结构或框架简体结构和巨型结构等结构体系,使得混凝土结构的建造高度越来越高。钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好等优点,钢结构的构件可在工厂加工和制作,施工速度快,工期短。钢是建造高层建筑结构比较理想的材料,但是全钢结构用钢量大,造价高,耐火性能差,需用昂贵的防火涂料。而钢筋混凝土结构具有节省钢材、造价低、材料来源丰富、可模性好等优点,且承载力也不低,经过合理设计也可获得较好的抗震性能。因此,只有在发达国家,大多数的高层建筑才采用钢结构形式,而在发展中国家,绝大部分的高层建筑采用钢筋混凝土材料建造,且由于高性能混凝土的发展和施工技术的进步,钢筋混凝土结构仍是今后高层建筑的主要结构形式。特别是近年来,由于钢筋混凝土结构的优点,发达国家采用钢筋混凝土材料建造的高层建筑的数量也在日益增多。当然,钢筋混凝土结构的构件断面尺寸大,减少了建筑使用面积;自重大,致使基础造价增高,抗震性能也不如钢结构。因此为充分发挥钢材和混凝土这两种材料的特点,更为合理的结构形式是同时采用钢和钢筋混凝土材料的混合结构或组合结构。该结构形式经合理设计,可取得经济合理、技术性能优良的效果,近年来已成为研究的热点和发展的方向。3 高层建筑结构的发展趋势高层建筑的发展,充分显示了科学技术的力量,使建筑师从过去强调艺术效果转向重视建筑特有功能与技术因素。未来的高层建筑将朝着技术功能先进和艺术完美相结合的方向发展。 新材料、超强材料的开发和应用在高层建筑结构的技术问题中,首先要解决的是材料问题。现在混凝土的强度等级已经达到C100 以上。高强度和良好韧性的混凝土有利于减小结构构件的尺寸,减轻结构的自重,改善结构抗震性能。同时,为了达到轻质高强的目的,必须在高层建筑结构中,发展轻骨料混凝土、轻混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、侧限(约束)混凝土和预应力混凝土。高性能混凝土的开发和应用,将继续受到人们的重视,也必将给高层建筑结构带来重大和深远的影响。从强度和塑性方面考虑,钢是高层建筑结构的理想材料,增进或改善钢材的强度、塑性和可焊性性能的工作人们从未停止过。特别是对新型耐火耐候钢的研发,具有重要意义,可使钢材减小或抛弃对防火材料的依赖,提高建筑用钢的竞争力。复合材料用于制作高层建筑部分构件正在开发和实践中。 混合结构在高层建筑结构中广泛应用如前所述,经合理设计的混合结构可取得经济合理、技术性能(如抗震性能)优良的效果,且易满足高层建筑的侧向刚度的需求,可建造比钢筋混凝土结构更高的建筑,因此在较高的建筑中,混合结构往往仍是合理、可行的结构方案,今后建造混合结构的比率将会越来越大。 新的设计概念、新的结构形式的应用现代建筑功能趋于多样性,建筑的体形和结构体系趋向复杂多变,趋向立体化,应运而生新的设计概念和结构技术的深化,采用新的结构体系,如巨型结构体系,蒙皮结构,带加强层的结构,建筑立面设置大洞口以减小风力,采用结构控制技术设置抗震机构等。 高层建筑结构的高度出现新的突破进入20 世纪90 年代后,高层建筑迅猛发展,在数量、质量及高度上都有了大飞跃,高层建筑中的科技含量越来越高。参考文献[1]常跃峰,赵文忠.高层建筑结构用钢板的开发与生产[A].1999 中国钢铁年会论文集(下) [C].1999.
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1高层建筑结构抗震设计的主要要点由于地震的不可预知性,高层建筑结构在设计过程中很难准确地预测建筑物所遭遇的地震特性和基本参数,只靠计算很难使高层建筑结构具备良好的抗震性能,这就要求每个结构工程师必须重视建筑结构的抗震概念设计。因此,高层建筑结构在抗震设计中,应注意以下几点:1)建筑结构的平面布置。建筑结构的平面布置是影响结构抗震的重要因素,合理的建筑平面布置对建筑结构设计是至关重要的。大量地震灾害表明,平面布置简单、对称规则、质量和刚度分布比较均匀并且具有明确传力途径的建筑结构在地震时不容易发生破坏。规则结构能较为准确地预估结构的作用效应和地震时的反应,较容易采取有效的抗震措施及相应的结构措施来加强其抗震性能。相反,平面布置复杂、不对称且不规则的结构,其地震作用效应很难估计的。因此,高层建筑结构中规范规定,宜采用规则结构,不应采用严重不规则的结构。2)建筑结构的体系选择。高层建筑结构设计中,就优先采用具有多道防线的结构体系。例如:框架—剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构。这三种结构可以作为地震区高层建筑的首选体系。当建筑物高度不高且层数不多时,可采用框架结构。但当建筑物位于地震区,且高度均较高时,应避免采用框架结构、板柱剪力墙结构。因为,地震具有强破性且持续时间很长,往复次数较多,能够对建筑物造成累积破坏。单一的结构体系在遭遇地震时,一旦发生破坏,很容易造成房屋倒塌,危及人们的生命及财产的安全。当结构体系具有多道防线时,当遭遇地震时,第一道防线遭破坏后,后续的防线仍然能抵抗地震的冲击力,可以最低限度的防止建筑物的倒塌,给人们以充分的时间进行逃生,保证人民的生命安全。因此,高层建筑结构抗震设计中的多道防线是进行抗震设计时所必须设置的。3)结构薄弱层。当建筑结构的侧向刚度分布不均匀、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变时,容易产生薄弱层。薄弱层在地震中是最先遭受破坏的部位。因此,对有明显薄弱层的结构,应采用相应的抗震构造措施来提高其抗震能力。结构构件的实际承载能力是判断薄弱层部位的基础,有意识、有目的地控制薄弱层部位,让它有足够的变形能力,而且不使薄弱层发生转移是提高结构抗震性能的重要手段。2高层建筑抗震设计常见问题1)高层建筑结构的地基问题。高层建筑结构在设计阶段,应有完善的岩土工程勘察报告,为结构工程提供基本的设计依据。建筑结构场地应选择在有较稳定的基岩、开阔、平坦、土层坚硬或较密实的有利地段,不应建造在容易发生滑坡、地陷、崩塌和泥石流等不利地段及抗震的危险地段,有利地段的建造对建筑物的抗震是十分有利的。有时由于建设单位工期要求,在确定方案后设计人员就直接进入了施工图设计阶段,从而忽略了岩土工程勘察资料和场地的选择,从而给后续工作带来不必要的麻烦。2)高层建筑结构平面布置问题。高层建筑为了追求外立面效果的美观而设计成平面不规则、不对称且有较大凹进或较大开洞的结构,这种结构对抗震十分不利。因此,在建筑方案正式确定前,结构工程师就应对建筑平面布置、体型方面的内容提出自己的见解,及时和建筑师进行沟通,尽量选用平面、竖向规则对称、质量和刚度、承载力均匀的平面布置,这对抗震十分有利。3)高层建筑结构的高度问题。如今的高层建筑结构的高度越来越高,甚至出现了很多超高层的高层建筑,这就对结构工程师的专业知识提出了更高的要求。不同的高度对应不同的结构体系,规范上有明确规定。一旦结构超过了规范规定的限制高度,就应通过专门的审查、论证进行更严格的计算分析和研究。4)高层建筑抗震设防等级的选取问题。抗震等级是结构抗震设计的重要依据,抗震等级选取不当将给建筑物的安全带来许多隐患,对工程造价也会带来不必要的浪费。抗震等级根据房屋的场地类别、抗震设防烈度、建筑高度、结构类型等因素综合评定。每个结构工程师应当熟练掌握结构的抗震概念设计和规范知识,做到该提高的应当提高其抗震等级,该降低则应适当降低。5)计算软件的合理应用。高层建筑结构抗震设计时,应该应用正规的结构设计软件进行设计,软件中的各个参数指标能够正确反映建筑物的特征。结构工程师能正确分析结构软件所计算的结果,并做出正确的判断。但有时计算机设计会给结构工程师带来一种错觉,有的结构工程师往往过分依赖计算结果,而减少了结构的概念学习。一旦选择了错误的计算参数,就会导致结构设计出现问题,对结构的安全和经济方面造成影响。因此,结构工程师应加强自身的业务学习和抗震概念设计的理解,做到熟练掌握相关的结构概念设计,并且根据自身的专业知识配合计算结果选择最佳的结构设计方案。在现代化进程高速发展的今天,高层建筑的发展也突飞猛进。建筑造型独特新颖的建筑,规模和高度也在不断增加。随着建筑业的进一步发展,满足高层建筑的材料、形式、整体力学模型都将趋于复杂和多元化,这就要求每个结构工程师要有过硬的专业知识、清晰的概念分析和熟练掌握处理问题的能力,不断的探索和研究,为我国建筑业的发展贡献自己的力量。以上抗震设计与高层建筑论文由中达咨询搜集整理更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:
高层建筑结构设计中的问题及策略论文
在现实的学习、工作中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文是对某些学术问题进行研究的手段。你写论文时总是无从下笔?以下是我为大家整理的高层建筑结构设计中的问题及策略论文,希望对大家有所帮助。
1高层建筑结构设计的基本原则
结构方案最优化原则
在日常学习和工作中,许多人都写过论文吧,论文是一种综合性的文体,通过论文可直接看出一个人的综合能力和专业基础。那么你有了解过论文吗?下面是我整理的高层建筑结构设计中的问题及策略论文,欢迎阅读与收藏。
建筑结构设计是建筑施工的第一步,一个质量优良的建筑物离不开良好的结构设计方案。建筑结构设计环节是建筑施工中非常重要的一个环节,建筑施工离不开建筑结构设计方案的指导。在对建筑结构方案进行制定时,需要搜集建筑周边环境信息,针对建筑所在的位置,进行合理设计,另外在设计时,还要考虑到建筑的经济性,建筑技术以及施工方面的影响,从而设计出最佳的建筑施工方案。
建筑材料与资源的节约性原则
建筑设计中一项重要的工作就是提高建筑材料的利用率,减少建材的使用。因此在建筑工程实际施工前,相关的设计人员必须仔细的研究工程图纸,提前做好建材的使用方案以及节约方案。在不影响工程整体施工季度以及质量的前提下,综合考量与建筑材料相关的各种因素,比如物流费用、加工费用、存储费用等等,尽可能的降低成本。另外,选用建材时,不能一味的注重价格,也要考虑建材的质量,比如钢筋的使用,尽量采用高强度的钢筋,其具有强度高,性能突出等优点,使用效果远远高于普通钢筋,相较而言,其性价比更高。
2高层建筑结构设计的特点
控制指标
高层建筑由于楼层的高度问题,在施工方面和基层建筑的施工是有很大的不同的,因此在进行高层建筑结构方案制定时,设计的侧重点也不同。在高层建筑结构设计中,结构侧移是一项非常重要的设计因素,因此在制定建筑结构设计方案时,一定要注意将结构侧移控制在一定的范围内。
轴向变形
在高层建筑结构设计中另外一个非常重要的元素就是轴向变形,在高层建筑施工中,竖向载荷数值一旦变大,竖向构架中就会出现非常大的轴向变形,从而对连续梁弯矩产生破坏,进而对建筑的整体结构产生影响。
水平荷载
在建筑结构的设计中,水平荷载是一个非常重要的元素。建筑结构设计中的竖向荷载所造成的轴力与建筑物的.整体高度的一次方成正比,水平荷载所造成的倾覆力和竖向的构件生成的轴力这两种利益与建筑物的整体高度的二次方也成正比。假如建筑物的高度增长的话,这个值也会变大,从而会对整个建筑结构产生很大的影响。
3高层建筑结构设计中存在的问题
高层建筑结构设计随意无章
建筑工程的建设最重要的参照物就是建筑结构的设计图纸,也是建设过程中的具体指标,在建筑结构的设计以及实际工程施工中具有十分重要的作用。如果建筑结构设计图纸出现微小的问题,在实际施工中,都会被扩大数倍甚至数十倍的形式呈现在建筑结构中。因此,在建筑结构设计中,必须重视对设计图纸的使用以及标识。但是目前的建筑结构设计过程中,对于图纸的运用还存在一些问题,有些关键性的信息并没有在图纸中表明,比如建筑的防震设计,建筑的抗裂等级,或者建筑施工材料的质量标准等。如果后期的设计人员对于建筑结构设计的整体考虑不那么全面,稍有遗漏,就会严重影响建筑工程的施工质量。
高层建筑结构设计不合规定
高层建筑结构设计的不合规性主要体现在建筑施工材料的选用上。随着我国经济水平的不断提高,建筑行业得到了极大的发展,而建筑行业繁荣的背后,也使得市场竞争更加激烈。这使得一部分企业,为了追求利润,扩大市场占有率,开始降低自身的建筑成本,而降低建筑成本的主要手段就是调整建筑施工材料等级,许多企业在进行建筑结构设计时,投机取巧,擅自调整建筑材料。例如使用低含钢量的建材来降低建筑成本,使用一些低质的施工材料。这不仅会对企业造成极大的负面影响,还严重威胁到了人们的生命财产安全,这也是我国不断出现“楼歪歪”“楼脆脆”等现象的原因。
4高层建筑结构设计的有效解决对策
完善高层建筑结构的设计图纸,培养严谨的工作态度
在建筑结构设计中,要重视设计图纸的使用。相关设计人员在对高层建筑结构设计过程中,对于一些细小但是重要的数据,信息都要考虑到,并将其清晰的标注在设计图纸上,不要因为为了方便而将一些重要的信息省略掉。因为高层建筑在实际施工中,都是严格按照高层建筑结构设计的图纸来进行实行的,一旦图纸中出现不清楚或者不明确的数据信息,这对高层建筑的整个施工都会产生重大的影响。此外,设计人员在进行图纸设计时,要秉承严谨的工作态度,认真对待设计工作,切忌马虎大意,对于已经完成的设计图纸,也要反复检查,确保设计出来的图纸信息的准确性。同时设计人员还要对图纸中发现的问题或者丢失的数据,及时的修改或者弥补,以确保建筑工程的施工质量。
加强高层建筑结构的刚度设计,适应建筑的实际需求
高层建筑结构的刚度取决于建筑材料的含钢量。因此,在高层建筑设计过程中,如果采用低含钢量的设计,会使得工程具有极大的安全隐患。所以建筑施工企业必须注意高层建筑的刚度设计,以保障高层建筑的工程质量。当然,建筑结构的刚度会随着不同的地质情况而不同,比如在平原地区,地质比较稳定,那么高层建筑结构对于刚度的要求就比较低,可以采用含钢量稍微低一些的建材;而如果在山地丘陵地区,地质情况复杂,那么就要对建筑结构的刚度要求严格一些,采用含钢量高的建材。综上所述,建筑企业不能一成不变,在高层建筑结构设计过程中,要因地制宜,不能仅考虑企业的利润,更多的是需要和实际情况相结合,设计出最符合要求的建筑结构刚度需求。
5结束语
高层建筑施工的基础就是高层建筑结构设计工作,也正因如此,高层建筑结构的设计质量问题会对高层建筑的后期施工质量产生直接的影响。同时随着我国社会的不断发展,人们对于建筑的需求也在朝多元化方向发展,也正是由于人们需求的变化,导致高层建筑设计的问题也日渐增多。因此,在目前激烈的竞争环境下,建筑企业要想长远的发展下去,就必须解决高层建筑结构中的问题,提高建筑工程的施工质量与水平。只有这样,才能更好的为社会做贡献,企业也才能更好地发展下去。
参考文献:
[1]岳文萍,刘飞飞.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].住宅与房地产,2016,(3):90-91.
[2]陈国友.试述高层建筑结构设计的优化[J].信息化建设,2016,(1):147.
[3]胡海燕,朱琦.复杂高层与超高层建筑结构设计要点分析[J].工程技术研究,2016,(7):183+187.
高层建筑中的问题和解决对策论文
摘要: 随着社会的全面发展,高层建筑在整个建筑体系中所占比例日益的增加。为了避免建筑结构设计中的失误对工程质量造成重大的影响,不仅需要对高层建筑中结构设计的各种问题进行分析,还要采取相应的措施进行全面优化。
关键词: 结构设计;高层建筑;问题;对策分析
一、高层建筑结构设计中存在的问题
近年来,随着人们生活水平不断提高以及建筑设计技术的发展,高层建筑结构的设计也在不断提升,就当前的设计情况而言,在对高层建筑结构进行设计的过程中还存在着许多的问题,这样会使得高层建筑结构的建设质量以及设计质量很难得到保证。首先,需要对高层建筑结构中存在的设计问题进行分析,并且针对这些问题进行有效的解决。
1.1设计的中间过程的把握
在日常的设计中,设计人员通过辅助计算软件计算出来的结果对照着配筋,但在计算的结果上会有一定程度的放大,作为安全储备。尤其是面对高层建筑的时候,我们很难做到淡定。因为高层建筑和多层、低层比较的话,无论是从设计还是从施工和建造上来讲,都要复杂得多。所以很多时候,我们的设计人员在中间过程的很多环节由于过分谨慎,层层放大,导致最终的结果过大,严重不符合实际受力情况,造成极大浪费。
1.2过度优化的问题
随着高层建筑的越来越多,人们对于高层建筑也越来越熟悉,尤其是对于住宅建筑,结构形式相对于公共建筑来说,要简单些,也比较有规律性。所以一栋住宅从前期规划到最后建设完成,把其中的各个环节摸清弄懂,不难。另外住宅建筑具有可复制性,可参照性。因此拥有更好的经济指标就成了很多的建设方和设计单位追逐的目标,前者想要获取最少的投入,后者想借此获得更多的设计任务。设计优化本身是一件造福社会的事情,但如果这件事情对施工造成了困扰,则很有可能会造成安全隐患。
1.3建筑结构风荷载设计的问题
高层建筑是属于对风荷载比较敏感的建筑,风荷载对于高层建筑来讲,是很重要的荷载,但是现阶段对计算风荷载的各种因素和方法还不十分确定,所以对于设计人员来讲,如何来确定风荷载的大小,这个应该引起足够重视。另外当多个建筑物,特别是群集的高层建筑,相互距离较近时,会产生风力相互干扰的群体效应。但是目前高层建筑的结构设计过程中,结构建模都是以单个建筑物主体为单位,单独计算和分析,往往容易忽视群体效应的影响。
1.4高层建筑的结构抗震设计问题
高层建筑结构设计中最重要的环节就是抗震设计,但这也是我国建筑结构设计中最薄弱的环节,由于高层建筑结构设计中的抗震设计较为复杂,需要对建筑结构体系、建筑基础形式、建筑高度、建筑材料等方面的问题进行综合考虑。在以汶川大地震为代表的几次大的'地震发生之后,人们对于地震以及其带来的危害有了全新的认识,也引起了足够的重视。但是抗震设计是基于抗震概念的设计,如果概念错误,再怎么认真设计,也无事于补。目前存在的主要问题是设计人员对于抗震概念设计的意识比较薄弱,只知道一味地遵循规范。
二、高层建筑结构设计对策
通过对高层建筑结构设计中存在的问题进行分析可知,高层建筑结构设计水平需要不断的提升,针对产生的问题,采取相应的对策,对于提升建筑结构设计水平,建筑结构设计控制的加强及建设质量具有重要意义。
2.1中间过程加强检查,最终结果安全储备
设计人员在设计的中间过程只要做到严格检查,不漏项,不缺项,在最终的计算结果的基础上适当放大,作为安全储备即可,既经济,又能做到心中有数。
2.2适当优化才是正道
走出优化误区,优化不是挑战设计和施工的极限。建筑结构设计是偏重于理论的工作,施工则是偏重于实际操作的工作,如果设计不断压缩施工的空间,结果可能会让很多构件和节点的结构功能无法实现,造成主体结构安全隐患,此为过犹不及。设计人员应该在理论和实际施工中寻找一个平衡点,让建筑功能完美体现。
2.3对高层建筑结构的风荷载合理取值
我们在对待风荷载这一重要荷载的时候,应该如何把握?首先应充分认识到高层建筑对于风荷载的特殊性,基于目前计算方法的局限性,我们对于高层建筑的基本风压应适当提高,确保其安全性。如何提高基本风压值,仍可由各结构设计规范,根据结构自身的特点作出规定,没有规定的可以考虑适当提高其重现期来确定基本风压。至于如何处理风荷载群体效应的问题,我们可将单独建筑物的体型系数乘以相互干扰系数,避免由于漩涡的相互干扰,造成房屋某些部位的局部风压显著增大的现象。
2.4高层建筑结构抗震设计
在高层建筑的结构抗震方面,首先需要加强抗震的概念设计的培训。只有方向把握对了,我们才有可能设计出质量优良的产品。抗震设计主要包括三个方面,概念设计,抗震计算设计和构造设计。建筑抗震的概念设计是把地震及其影响的不确定性和规律性结合起来,就是进行结构抗震设计时着眼于结构的总体地震反应,按照结构的破坏机制和破坏过程,灵活运用抗震设计准则,从设计一开始就全面合理的把握好结构设计中的基本问题(总体布置、结构体系、刚度分布和延性等),并顾及关键部位的细节,力求消除结构中的薄弱环节,从根本上合理的保证结构的抗震性能。抗震设计的三个层次的内容是一个不可割裂的整体,忽略任何一部分,都可能造成抗震设计的失败。要使建筑物具有较好的抗震性能,首先应该从大的方面入手,做好概念设计,再结合计算设计,构造设计,才能得到一项较为满意的抗震设计结果。如果不重视概念设计而过分的相信仔细的计算,对结构抗震设计不仅没有必要,而且还可能在概念设计中出现不当甚至错误。
三、结语
结构设计在高层建筑中常常会暴露诸多的问题。为了能够让整体的设计效率得到相应的提升,需要结合其设计中的问题不断优化其整体的设计体系。加强抗震概念设计,严格把握中间过程,适当优化的同时还要做好风荷载设计以及抗震设计。只有这样,高层建筑结构设计才能朝着一个质量稳定的方向发展。
作者:杨明珠 单位:广州南方建筑设计研究院武汉分院
参考文献
[1]浅谈高层建筑设计[J].居雪涛.科技创新与应用.2014(05)
[2]高层建筑设计中存在的问题与对策[J].万艳红.四川水泥.2014(12)