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摘 要:高層建筑和普通建筑工程相比具有一定的特殊性,其選型一方面會(huì)影響到高層建筑自身的結(jié)構(gòu)安全性,同時(shí)更會(huì)給人們的日常使用以及外觀的美感帶來(lái)一定的影響。這就需要我們對(duì)建筑概念設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)選型問(wèn)題給予足夠的重視。本文針對(duì)高層建筑而機(jī)構(gòu)選型設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了初步探討,首先分析了設(shè)計(jì)中的問(wèn)題和注意事項(xiàng),之后分析了一些影響因素,希望可以給相關(guān)工作的開(kāi)展提供一些參考。
關(guān)鍵詞:高層建筑;概念設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)選型
現(xiàn)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力顯著提升,同時(shí)建筑施工技術(shù)水平也得到了很大的進(jìn)步,同時(shí)也由于城市內(nèi)土地資源緊張的外因推動(dòng),我國(guó)高層建筑的數(shù)量越來(lái)越多,但是和普通建筑工程相比,高層建筑具有更多樣的功能和更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以及更高昂的造價(jià)。這就需要我們從安全經(jīng)濟(jì)等多個(gè)角度來(lái)開(kāi)展設(shè)計(jì)工作,同時(shí)結(jié)構(gòu)選型也可以在很大程度上決定工程的安全可靠性。這就需要我們建立一套完善可行的研究體系,對(duì)各種條件和制約因素加以考慮。本文針對(duì)其選型設(shè)計(jì)要素進(jìn)行了分析。
1 建筑結(jié)構(gòu)選型應(yīng)當(dāng)重視的問(wèn)題
1.1 抗震
現(xiàn)階段建筑工程主要承受兩個(gè)方面的外力,分別是風(fēng)荷載以及地震,對(duì)于非抗震地區(qū),其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,并不需要過(guò)多考慮地震力,僅需要考慮風(fēng)荷載,在這種情況下,建筑選型要以抗風(fēng)能力為主。建筑的體型可以直接決定風(fēng)塔系數(shù),所以在風(fēng)力荷載較大的地區(qū),可以選擇較小風(fēng)壓的建筑形態(tài)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。對(duì)于抗震區(qū)的建筑設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),應(yīng)當(dāng)重視抗震作用,所以建筑結(jié)構(gòu)選型和場(chǎng)地挑選中,需要避開(kāi)地質(zhì)不穩(wěn)定區(qū)域,這樣才能從根本上降低地震所造成的損失。設(shè)計(jì)主體結(jié)構(gòu)時(shí),也要考慮到地震作用力的傳輸,進(jìn)而保證結(jié)構(gòu)剛度強(qiáng)度。
對(duì)于高層建筑選型來(lái)說(shuō),首先需要明確抗震體系,之后確定一個(gè)明確的計(jì)算見(jiàn)圖,而力的傳輸路徑也要保證合理性。例如結(jié)構(gòu)中可以設(shè)置多道放線來(lái)對(duì)抗地震力,確保在部分結(jié)構(gòu)受到破壞時(shí)也能很好地起到應(yīng)有的抗震作用。在地震力的影響下, 如果出現(xiàn)了應(yīng)力和塑性集中的情況,必然會(huì)影響其自身的安全性,所以這就 需要我們?cè)诮ㄖ?qiáng)度剛度上進(jìn)行均勻分布,避免局部結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)突變。
1.2 高度和建筑體型
高層建筑需要結(jié)合自身結(jié)構(gòu)類(lèi)型來(lái)確定一個(gè)合理的高度,即便給建筑高度提出了一個(gè)具體的范圍,也仍然可以選擇多種結(jié)構(gòu)類(lèi)型,所以在這種情況下,就應(yīng)當(dāng)提高對(duì)結(jié)構(gòu)性能的重視程度。現(xiàn)在建筑工程結(jié)構(gòu)越來(lái)越多樣,舉例來(lái)說(shuō),下部分商場(chǎng)、中間部分辦公樓、上部分住宅樓的情況是非常常見(jiàn)的,但是這三個(gè)部分的應(yīng)用要求各有不同,舉例來(lái)說(shuō),商場(chǎng)建筑需要較大的空間,需要采用柱網(wǎng)框架結(jié)構(gòu),而寫(xiě)字樓需要面積平均的房間,而住宅則需要更多的墻體,在這種群情況下,則要用要剪力墻結(jié)構(gòu),在這種情況下,想保證整體結(jié)構(gòu)的安全性成為了設(shè)計(jì)工作中的挑戰(zhàn)。結(jié)合這種需要可以采用框架剪力墻結(jié)構(gòu),同時(shí)在中間設(shè)置轉(zhuǎn)換層,保證各部分使用需求都可以得到滿(mǎn)足。
1.3 材料和施工
現(xiàn)在建筑技術(shù)還在不斷進(jìn)步,同時(shí)也有很多新材料投入使用,這也敦促著建筑設(shè)計(jì)的改變,其也給建筑結(jié)構(gòu)的選型帶來(lái)了很大的作用。現(xiàn)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高,也催生了很多新型建筑施工技術(shù),材料質(zhì)量越來(lái)越輕,強(qiáng)度越來(lái)越大。高層建筑結(jié)構(gòu)選型方面,要挑選科學(xué)合理性的材料,促使建筑材料與建筑結(jié)構(gòu)形式的有效結(jié)合,從而使得各方面性能充分地發(fā)揮出來(lái)。
高層建筑結(jié)構(gòu)造型.上需兼顧到具體的施工環(huán)節(jié)譬如:挑選鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物,建筑結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件截面面積會(huì)得到--定程度的縮減,從而使得建筑空間得到顯著性的擴(kuò)大,同時(shí)縮短施工工期。唯有如此,建筑物才能夠預(yù)先投人使用,從而產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。由此可見(jiàn),高層建筑結(jié)構(gòu)選型方面要站在長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度來(lái)思考問(wèn)題,在考慮工程開(kāi)發(fā)中資金的首次投入之后,同時(shí)要兼顧接下來(lái)的施工成本及施工進(jìn)度,最終挑選最為適合的建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型。
1.4 經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題
挑選最佳的建筑結(jié)構(gòu)選型可滿(mǎn)足建筑性能及正常投入使用,在這一基礎(chǔ),上,促使工程造價(jià)減少到最低的程度,從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性建筑。
從高層建筑結(jié)構(gòu)選型直至每一個(gè)建筑構(gòu)件的布置,對(duì)工程造價(jià)都有著直接性的影響。譬如:高層住宅建筑,剪力墻結(jié)構(gòu)當(dāng)中進(jìn)行了框架柱的布置,這會(huì)在一定程度上使得建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型轉(zhuǎn)變?yōu)榭蚣芗袅Y(jié)構(gòu),以此可促使建筑物的抗震等級(jí)大大增高并且工程造價(jià)也會(huì)相應(yīng)的升高。在此狀況下,可在建筑結(jié)構(gòu)局部增加墻體,遵循抗震規(guī)范、高層混凝土技術(shù)規(guī)程的具體要求,促使框架部分承受的地震傾覆力矩不可高出結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的10% ,同時(shí)將剪力墻結(jié)構(gòu)作為進(jìn)行抗震等級(jí)查詢(xún)的主要依據(jù),以此不但能夠很好地確保建筑的基本使用性能,同時(shí)可促使建筑結(jié)構(gòu)中的含鋼量大大縮減及工程造價(jià)的降低。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
2.1 建筑高度
很多人會(huì)認(rèn)為,建筑結(jié)構(gòu)高度越高,其可利用空間就會(huì)越大,占地面積也會(huì)相應(yīng)的縮小。可是,并不能無(wú)限性的進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)高度的設(shè)置,以防建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性過(guò)低而出現(xiàn)倒塌的現(xiàn)象。為此,必須要嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)定進(jìn)行建筑高度的科學(xué)合理性設(shè)置。伴隨著先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,建筑物高度不斷增高,其中,一部分影響性因素產(chǎn)生了根本性的變化,譬如:某些參數(shù)早已超出了相關(guān)規(guī)定范圍,為此,針對(duì)設(shè)計(jì)的一些超高建筑物,一定要保持謹(jǐn)慎的科學(xué)態(tài)度來(lái)看到建筑高度的相關(guān)問(wèn)題。
2.2 建筑材料
在某些地震頻發(fā)的區(qū)域,建筑工程技術(shù)工作-定要注重所選用的建筑材料及建筑結(jié)構(gòu)選型問(wèn)題,這樣才能夠保證建筑物整體上的穩(wěn)定及安全使用。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生變化的情況下,一定要進(jìn)行加強(qiáng)層、轉(zhuǎn)換層的正確設(shè)置,并且需重新選擇適合的建筑結(jié)構(gòu)模式,將建筑結(jié)構(gòu)自身剛度減少到最低程度。高層建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中,盡可能地使用鋼結(jié)構(gòu)、鋼管混凝士結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),縮減斷面尺寸,從而促使建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能得到良好地改善。
3 總結(jié)
現(xiàn)在除了具體的施工技術(shù)之外,很多國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者也開(kāi)始重視建筑結(jié)構(gòu)選型方面的問(wèn)題,然而現(xiàn)階段的理論研究和具體的應(yīng)用方法還仍然不夠完善。結(jié)構(gòu)選型在過(guò)去并不被人們所重視,也是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題,綜合性和不確定性非常強(qiáng),與此同時(shí)建筑工程的結(jié)構(gòu)也越來(lái)越多元化。因此,高層建筑結(jié)構(gòu)選型主要應(yīng)當(dāng)考慮建筑需求以及特點(diǎn),需要我們不斷完善建筑結(jié)構(gòu)的建設(shè)理論,這樣才能推動(dòng)建筑行業(yè)在新時(shí)代的發(fā)展。本文針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析,希望可以給相關(guān)工作的開(kāi)展提供一些參考。
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