本站原创【摘 要】在高层建筑的建设中结构设计工作成为初期的重大课题,必须把握这一时期的要点行工作通过强化使之形成高层建筑结构设计的性能和质量保障.本研究从高层建筑结构设计的实际出发,对高层建筑结构设计的要点进行了论述,在说明高层建筑结构体系的基础上,分析了做好高层建筑结构设计的重点,希望对于提升高层建筑结构设计的水平有所启迪,实现在稳定高层建筑结构的同时提高高层建筑结构安全的效果.
【关 键 词】高层建筑；结构设计；剪力墙；水平荷载
1.前言
城市建设高速发展和质量提升的标志就是高层建筑的空前发展,高层建筑的材料、设计、施工与传统建筑形式比有着很大的不同,因此,需要在设计的环节进行加强,使其适应高层建筑的具体特点.当前的高层建筑结构设计工作存在着一些难题,这给建设工作带来一定的困扰,应该从抓住高层建筑结构设计在水平荷载、结构延性、轴向变形三个要点的基础上,对于高层建筑结构的各种体系进行认真的分析和设计,在更好地反映高层建筑结构设计重点的基础上,设计出适合于高层建筑施工和结构形式和适合于城市建设的高层建筑.
2.高层建筑结构设计的要点
高层建筑结构设计的主要目标在于安全目的、适用目的、耐久能力、经济水平和施工可行性等方面适合高层建筑规划的要求和人们对高层建筑的需要.因此,在高层建筑结构设计过程中要根据相关的标准和规定,对高层建筑结构的布局、经济性、构造特点等关键环节进行控制,探寻出进行高层建筑结构设计的相关要点,当前应该做好的高层建筑结构设计要点有如下几点：
2.1高层建筑水平荷载的设计要点
水平荷载是高层建筑结构设计过程中应该考虑的重点因素,对于高层建筑结构的价值和意义非常重要.水平荷载主要引起高层建筑结构出现倾覆力矩,力矩大小与高层建筑的净高的平方成正比；水平荷载还会引起高层建筑结构竖向构件的轴力,其大小也同高层建筑净高的二次方成正比,因此,我们不难得出结论,在高层建筑结构越来越高、体积越来越大的发展趋势下,水平荷载的因素要予以重点考虑,这是维护高层建筑结构稳定性的需要,同时也是设计高层建筑结构的必然要求.
2.2高层建筑结构延性的重要性
高层建筑结构延性最主要会在高层建筑抗震的环节中得以展现,结构延性越好的高层建筑,在地震中稳定性就越强.通常的高层建筑结构延性是指：建筑结构承载能力的最大值,也指在破坏前的抗变形能力.在高层建筑结构越来越复杂的时代里,要有效保障高层建筑结构延性,这样才能有效确保高层建筑结构在震动正抵抗裂缝和变形的出现,实现高层建筑结构抵御破坏能力的有效提升,更好地实现高层建筑结构的安全.
2.3高层建筑结构轴向变形的重要性
在高层建筑复杂化的趋势下,轴向变形的因素变得越来越重要,特别是在高层建筑高度升高的情况下,竖向的荷载会大幅度增加,进而引起高层建筑结构中柱体会出现轴向形变,从而在高层建筑结构的连续梁上出现弯矩的影响,最终会影响到高层建筑结构的稳定性,因此在高层建筑结构设计中要对轴向变形予以重视.
3.高层建筑结构的体系
3.1高层建筑的剪力墙体系
剪力墙是高层建筑中设计中结构体系的重要组成,对于高层建筑承受风荷载或高层建筑承受地震有着积极性的作用.剪力墙体系主要是受力主体结构全部都是由平面剪力墙的构件组成的一种体系.其不仅能够承担结构中水平构件所产生的竖向荷载,而且还能够承担外部因素所引起的振动作用,比如地震作用以及风力等.
3.2高层建筑的框架―剪力墙体系
框架―剪力墙体系是高层建筑中常见的结构体系,其中,框架所承受的主要是垂直荷载的力量,剪力墙所承受的是水平剪力.剪力墙的设置不仅能够在很大程度上增强建筑的侧向刚度,使其水平位移变小,而且还能够使框架所受的力实现均匀分布.
3.3高层建筑的筒体体系
高层建筑筒体结构体系由框架―剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变和发展而来的.筒体结构体系是将剪力墙或密柱框架集中到建筑的内部和而形成的空间封闭式的筒体.其特点是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间,目前在高层建筑中被广泛应用.
4.高层建筑结构设计的重点
4.1高层建筑结构设计的总体重点
高层建筑结构设计要做到合理利用土地资源、空间和节约施工成本以及保证施工的质量,是高层建筑施工过程中的主要目的.所以具备良好的空间工作性能成为高层建筑设计的必然要求,我们可以利用剪力墙结构的双向布置,设计出完整的结构空间.结构体系的主要作用是提高建筑物抗震性能,完善设计的结构,从而保证剪力墙在应用过程中的最佳质量.
4.2高层建筑结构设计的细节重点
高层建筑梁、板、柱、墙和基础等构成了建筑形体的力学构件和体系.其实每个部位的建筑都是相辅相成的,形成一个整体的结构,才能写作出一套合理的工程施工方案.所以不同建筑的结构构件及体系的尺寸和构成比例都需要合理科学地设计.另一方面,结构区别于机械,它不存在零件,它的构件具有固定性和整体性,构件划分也可以是人为的,比如房间或楼层等部分的划分,就比较具有随意性和不确定性,达到零件化的效果具有一定的挑战性,也很难达到部件的规范性和全面性.
5.结语
综上所述,建筑设计直接关系到建筑质量,同时也关系到建筑行业的发展和未来,在人们对建筑要求越来越强烈的背景下,未来满足人们的需求,必须对建筑结构的设计工作进行全面的掌控.高层建筑是建筑未来的主体形式,要做好高层建筑的设计,应该以结构设计为立足点,使高层建筑结构设计在满足功能和质量的前提下,实现对客户安全和需要的尽量满足,形成结构、外形适于消费者需要的高层建筑设计,确保建筑行业经济和社会效益最大化的实现.