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我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計研究論文
摘要：隨著現(xiàn)代化城市建設(shè)的快速發(fā)展， 城市高層建筑逐漸興起。高層建筑在設(shè)計過程中， 結(jié)構(gòu)設(shè)計一直是其關(guān)注的重點內(nèi)容。所以， 為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更科學(xué)， 本文章對高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的問題實行了研究分析， 同時參照相關(guān)的文件與一些自己的想法指出了相對較好的處理方法， 以利于提升高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。
關(guān)鍵詞：高層建筑； 結(jié)構(gòu)設(shè)計； 相關(guān)問題； 解決措施；
1 引言
近些年， 在我國經(jīng)濟的持續(xù)性發(fā)展與城市建設(shè)步伐的加快過程中， 建筑一種正趨于高大化的形勢發(fā)展。城市中高層建筑物數(shù)量在不斷的增加， 建筑的結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。高層的建筑和低層的相比較， 前者的結(jié)構(gòu)設(shè)計較繁瑣， 影響的原因也較多， 不但需要對建筑的外型比例進行慎重思考， 還需要使建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性得到保證， 同時還要考慮到建筑物地基的沉降問題、風力因素、溫度的轉(zhuǎn)變， 及地震等原因?qū)ㄖY(jié)構(gòu)的危害與影響。
2 高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中時常發(fā)生的問題
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性， 不僅能夠明顯地對施工過程造成影響， 同時還將影響到后續(xù)的維護與保養(yǎng)。因此， 在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中對于時常遇到的問題以及相應(yīng)的解決措施方法進行深入的探討分析是十分有必要的。
2.1 扭轉(zhuǎn)的問題
建筑的三個重“心”所指的是幾何的形心、結(jié)構(gòu)的重心、剛度的中心， 這三個重要的“心”相統(tǒng)一才可以確保建筑結(jié)構(gòu)的牢固。但在現(xiàn)實當中地基礎(chǔ)的形狀、建筑功能的需要等的影響造成建筑的體型大多數(shù)原因下是不規(guī)范的， 設(shè)計過程中沒有有效的做好三個重要的“心”相統(tǒng)一， 會導(dǎo)致建筑的結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象， 造成結(jié)構(gòu)的損壞。
2.2 抗風的相關(guān)問題
因為高層建筑其層數(shù)眾多、高度較高， 風通過的時候， 較易出現(xiàn)空氣動力的反應(yīng)， 轉(zhuǎn)變風在高層建筑面的流動， 導(dǎo)致高層柔軟的結(jié)構(gòu)在風與空氣的效應(yīng)下產(chǎn)生震動， 對于高層建筑的結(jié)構(gòu)與其構(gòu)件的牢固性產(chǎn)生破壞。所以在對高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計時實行抗風的結(jié)構(gòu)設(shè)計， 讓建筑結(jié)構(gòu)的抗風力符合結(jié)構(gòu)的牢固標準。然而在現(xiàn)實的設(shè)計當中由于沒有科學(xué)的對高層建筑所能承載的風力進行評估， 導(dǎo)致高層建筑的抗風設(shè)計不合格。
2.3 抗震的問題
高層建筑在其結(jié)構(gòu)的設(shè)計時， 對于抗震的設(shè)計是一個非常難的環(huán)節(jié)， 經(jīng)常由于設(shè)計人員的專業(yè)性比較弱、靈活性不足， 對建筑抗震的規(guī)劃不夠重視。甚至在實施高層建筑的抗震核算的時候， 因為核算的錯誤使抗震的設(shè)計有效性降低。如果出現(xiàn)地震， 高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)將無法實現(xiàn)抗震的要求， 造成不同程度的損壞， 更嚴重的可能會導(dǎo)致人員的傷亡及經(jīng)濟財產(chǎn)的損失。
2.4 消防方面的問題
參照現(xiàn)在的有關(guān)規(guī)范制度， 高層建筑的結(jié)構(gòu)一定要有科學(xué)適合的消防體系。然在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計當中卻存有疏導(dǎo)困難大、火勢較容易擴大、排煙的設(shè)計困難等相關(guān)的問題， 如果不能對這些問題進行有效的處理， 便不能確保高層建筑對于消防的安全。
3 高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計所存在問題的處理方法
3.1 科學(xué)合理的設(shè)計建筑平面
如果高層建筑的結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象， 主要的原因是高層建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、結(jié)構(gòu)的重心、剛度的中心三心沒有統(tǒng)一， 導(dǎo)致建筑的質(zhì)量不平衡， 所以使結(jié)構(gòu)的牢固性降低。所以在建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計當中， 設(shè)計的相關(guān)人員需參照地基的形狀與建筑的功能需要等科學(xué)有效的設(shè)計建筑物的體型， 最大程度的運用較規(guī)矩的型體， 例如方形或是圓形等， 科學(xué)的布置建筑的平面， 進而確保建筑質(zhì)量的布局均衡。
3.2 科學(xué)地選取計算簡圖與結(jié)構(gòu)方案
在實施高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計核算的時候， 要在運算簡圖的情況下實行計算， 因此在選取計算簡圖時一定要合理的選取， 如果計算簡圖不規(guī)范， 很易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的參數(shù)不正確， 給施工帶來影響， 更嚴重的會造成事故的出現(xiàn)， 選取合適的計算簡圖是確保高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計安全的基礎(chǔ)。
3.3 合理地設(shè)計高層建筑的抗風構(gòu)件
為了讓高層建筑的抗風構(gòu)件符合結(jié)構(gòu)設(shè)計的牢固性需要， 在高層建筑的抗風設(shè)計當中需充分的做好下面幾項工作：首先， 基礎(chǔ)的改進， 高層建筑的基礎(chǔ)結(jié)實， 上部分的結(jié)構(gòu)才可以穩(wěn)固。所以高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計最根本的是明確所用混凝土的級配標準， 運用級配高的砂石是最佳的選擇， 加大基礎(chǔ)持力層厚度， 加置抗拔的錨桿構(gòu)件， 提升建筑基礎(chǔ)的牢固性；其次， 不同程度增加高層建筑的構(gòu)件， 例如剪力墻、樓板等， 可抵消不同程度風能對結(jié)構(gòu)造成的不利因素， 確保結(jié)構(gòu)的牢固；最后， 最大程度的降減風力的水平負荷與風力相加對高層所造成的影響。
3.4 重視抗震的設(shè)計
在高層建筑的內(nèi)部安裝抗側(cè)力的部件。合理科學(xué)的安置高層建筑內(nèi)的水平走向的構(gòu)件， 在水平走向產(chǎn)生應(yīng)力的分布體系， 增強高層建筑的結(jié)構(gòu)連續(xù)性。增強地基的抗震水平。加強高層建筑的樁基礎(chǔ)深度， 和上部的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生聯(lián)動性， 從而強化建筑結(jié)構(gòu)抗震的水平。增設(shè)性能高的剪力墻等抗側(cè)力構(gòu)件。在高層建筑的結(jié)構(gòu)內(nèi)部加設(shè)墻體或是樓板的剛性， 以更好的管理好建筑位移的現(xiàn)象。
3.5 加強高層建筑消防結(jié)構(gòu)的設(shè)計
可以利用下面的一些方法加強高層建筑的消防結(jié)構(gòu)， 具體的方法：一是要參照建筑所在地形的環(huán)境有效的設(shè)計防火結(jié)構(gòu)相互間的合理距離；二是要運用不容易燃燒的用材， 強化所用材料自身的耐火性能；三是要設(shè)計兩個疏導(dǎo)的通道， 盡可能不把疏導(dǎo)通道設(shè)計為垂直的形式， 防止疏導(dǎo)的成效降低；四是要設(shè)計耐火的區(qū)域、防煙的區(qū)域等。五是設(shè)計隔離區(qū)域， 有利于防止火勢的擴大與蔓延。
4 結(jié)束語
綜合以上所論述， 本文章對于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的扭轉(zhuǎn)、抗風性、抗地震性、消防方面等問題， 指出了相應(yīng)的處理方法， 更深一層的健全了高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計， 可以顯著的提升高層建筑的結(jié)構(gòu)安全性。伴隨城鎮(zhèn)化的深入發(fā)展， 城市當中高層的建筑數(shù)量將會逐漸的增長， 需持續(xù)的強化高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計探討， 不斷的提高高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計能力， 以適應(yīng)時代快速的發(fā)展步伐。
參考文獻
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