浅谈高层建筑结构设计应注意的问题

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈高层建筑结构设计应注意的问 题 中图分类号：TU2 中国论文网 /2/view-12867926.htm 文献标识码： A 文章编号： 摘要：本文主要阐述了对结构设 计中的概念设计工程师重视的几个问题， 如概念设计的抗风、抗震的主要内容， 并详细地对概念设计结构中应用及其具 体的设计措施进行了探讨， 。以供同行 参考。 关键词：建筑结构；概念设计； 结构体系 Abstract: this paper expounds the concepts of the design of structure design engineers, some important problems, such -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 as the concept design wind resistance, the main content of the earthquake, and detailed to the conceptual design structure and its application in the design of concrete measures, the paper discusses the. For peer reference. Keywords: building structure; The conceptual design; Structure system 随着人们生活水平的提高，建 筑功能的多样化的发展，人们对建筑结 构的设计都有着越来越高的要求，如何 做好建筑设计是结构工程师在结构设计 中需要考虑的重要问题。建筑结构设计 中的概念设计首先要明确建筑结构设计 的定义，它是指在结构工程师将实践中 提炼出的各种结构元素通过语言表达出 建筑从整体布置到技术和经济分析、以 及计算、构造、制图等方面的工作，以 达到建筑物经济、安全、耐久等功能的 优化。本文对高层建筑结构设计中值得 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 重视的几个问题进行了探讨，仅供参考。 1.概念设计的主要内容 建筑结构设计中的概念设计其 整体可以分为结构方案、结构设计和施 工图设计三个阶段。概念设计则是结构 工程师在设计过程中根据个人经验对于 整体建筑结构宏观把握的前提下进行整 体定型设计的过程，具体说来就是从结 构总体方案之始，在特定的地理条件以 及建筑空间的条件下，以整体概念来考 虑和设计结构的总体方案，在这一过程 中借助结构总体、分体间的力学关系， 结构破坏机理，试验和实践经验等过程 中形成的设计理念和设计原则。它主要 包括在结构体系的选择上注重结构的规 则性，选取抗风和抗争性较强的结构体 系；在结构布局上整体结构在刚度、质 量和承载力上都能均匀分布，尽量避免 不规则方案的使用；在结构构件上选取 刚度和承载力较强，同时延性较好的构 建；在结构连接上不只要保证结构的连 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 接节点延性好，稳定性较强，还要保证 建筑的附属构件以及机电设备等布置不 会对主体结构构成不良影响。 2.概念设计的重要性和必要性 由于概念计算是指依据建筑的整 体结构对于一些难以规定或者难以做出 精确分析的问题，不经过数值计算而进 行近似于估算方法的宏观控制。它对于 分析判断计算机计算结果、建筑结构体 系选择以及一些建筑细部的措施具有重 要意义。 2.1 建筑抗震设计规范规定的模 糊性 建筑结构概念设计的一个重要目 标就是抗震，目前我国建筑行业普遍遵 循建筑抗震设计规范来进行建筑结 构设计，然而这一新的抗震规范作为一 种整体的规则和参考，关于许多具体问 题没有明确细致的规定，因此在设计中 不能盲目的照搬照抄。只有结构设计师 在实际工作中运用概念设计，对于建筑 结构的整体和各基本分体系之间的力学 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 关系的认识和了解，运用自身的专业知 识和专业技能，完成建筑设计方案。比 如在建筑结构的抗震设计和抗风设计中， 两者对于动力效应的要求相互冲突矛盾， 就需要建筑设计师合理运用概念设计来 加以协调。有如，根据新规范的相关规 定，建筑设计师在设计过程中还应当注 意建筑场地与建筑结构的共振问题，要 在建筑物内设地设置地震反应观测系统 等，都体现了概念设计的重要性。 2.2 建筑设计过程中对结构工程 师的经验要求 随着信息技术的发展，计算机 网络在建筑工程设计中受到广泛应用。 然而在建筑方案设计之初，无法凭借计 算机进行相关的计算，这就要求结构工 程师综合运用概念设计理念来选择最为 经济可靠的方案。由于近似估算的概念 设计有助于在设计方案阶段迅速有效的 进行结构体系的构思与选择，在设计之 初对于建筑结构有准确的定性，概念清 晰。同时还可以免去后期设计中一些不 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 必要的较为繁琐的运算，提高设计的经 济性。另外概念设计还是判断计算机进 行内力分析后输出数据是否可靠的重要 依据。建筑设计过程中一定不能过分依 赖计算机软件，容易影响建筑物结构设 计的合理性和安全性。另外在建筑物的 使用过程中由于许多不确定因素，如地 震作为一种随机性较强的荷载，同时具 有循环往复的特点，其破坏机理复杂， 此外还有风荷载等，都要求设计过程中 概念设计的使用。 2.3 建筑高校教学体系中的缺陷 在目前的高校教学中主要有两 方面的缺陷，一是注重理论教育，相对 忽视学生的实践能力培养；而是在具体 教学过程中中会单独构建、分体系的力 学概念讲解，专业课的教学过程中缺乏 综合性的练习，因此在高校毕业生中缺 乏综合运用能力较强的技术人才。要求 概念设计思想的引入，可以极大的拓展 结构工程师的设计思路，有效的提高建 筑物的安全性、适用性、经济性。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 3.概念设计在一般结构中的应用 概念设计应当贯穿于建筑结构 设计从方案制定到施工图绘制，甚至后 来的工地现场服务等过程中。具体的施 工设计措施应当满足以下要求：在场地 选择中避开对抗震不利的地段；建筑应 尽量采用规则的平面布置；建筑结构体 系和材料的选择应当综合考虑结构的延 性、匀质和房屋重心；以概念判断计算 结果的合理性并进行必要的调整；尽量 多的设置抗震防线；施工现场设计工程 师根据自身经验技能解答现场的不确定 突发问题。 4.概念设计在高层结构中的应用 随着今年来建筑行业的发展和 人们生活水平的提高，高层建筑物越来 越多的出现在人们视野中。在建筑结构 设计中，高层建筑应当遵循和执行高 层建筑混凝土结构技术规程 （简称为 高层规程） ，其中 1.0.5 条规定：“高层 建筑的结构设计中应注重概念设计。 ”因 此，概念设计在建筑结构中的运用至关 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 重要。 4.1 高层建筑结构的设计特点 高层建筑物由于高度增加，其 重力荷载也相应上升，对于基础承载力 的要求提高；由于地震作用和风作风的 效应加大，建筑物水平位移的控制成为 建筑设计中的主要矛盾；由于竖向构件 产生缩短变形差对于建筑结构内力的影 响增大，要求钢筋混凝土结构采取多种 方法减小变形差；建筑物高度增加引起 的倾覆力矩增大，对于建筑物稳定性的 要求更加提高；由于高层建筑大多使用 钢混结构和钢结构，耐火耐热性能较差， 因此必须更加重视防火防灾的重要性， 此外，建筑物的重要性等级提高，抗风 要求加强等都是高层建筑结构设计中独 有的特点。 4.2 高层建筑结构设计方法 在材料选择方面，采用延性加 好的高强度的轻质材料以减小地震的作 用，如结构构件采用钢混或纯钢结构， 外墙围护采用铝合金或玻璃幕墙，楼屋 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 面采用压型钢板加混凝土面层等。采用 正方形平面结构，加之在立面开洞泄风、 采用下大上小的立面体型结构降低风作 用中心并减小高风压在建筑物高处的迎 风面积、尽量选取体形系数较小的平面 形状，最好是流线光滑的外形来减小建 筑物整体及局部的风压体型系数。4在 结构体系的选择方面，剪力墙结构体系 是高层建筑中最常用的结构体系，因为 它可以有效的减少非承重隔墙的数量， 有效抵抗高层建筑物地震水平力荷载和 风荷载，同时也符合一般客户无外露梁 柱的审美需求；此外还有框架轻体墙结 构和框架剪力墙混合结构体系，如果是 30 层以上的超高层建筑则要选择刚度较