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【摘 要】 当今社会经济的发展模式已经进入到一个快速的发展时代,面对人们生活质量的不断提升,人们对自身居住环境也提出了相应的要求。为了得到更好的发展,大部分人选择进入城市的内部进行发展,这就为我国城市内部人口的管理带来了隐患。为了避免出现城市内部居住地点无法满足人口需求的状况,在城市化建设中利用高层建筑技术,建设高层现代建筑,就成为了解决这一问题的重要手段之一,本文将着重介绍现代高层建筑的结构与设计。
【关键词】 现代;高层建筑;结构设计
面对城市化发展建设速度的不断加快,大量的新兴建筑不断在城市内部拔地而起。在大量建筑的建设过程中,难免会出现土地资源的使用与社会发展供求之间出现一定的矛盾,正是这种现状的出现,促进了当前我国高层建筑技术发展,为我国高层建筑的建设提供了广阔的发展空间。高层建筑结构在建设中具有复杂化、多样化的施工特点,在建设过程中对现代高层建筑的结构与设计的要求相对规范较高,本文将就结构及设计环节进行简要的分析。
一、现代高层建筑结构分析
1.1框架结构体系
在高层建筑的结构体系建设中,框架结构体系是支撑其发展的重要结构体系之一。这种体系的建设是采用在建设过程中使用不同的建筑材料的构件,然后将这些构件进行科学合理的连接,使其达到承受负荷的框架建筑结构。这种建设在高层建设中的应用是十分广泛的,他不仅能够有效的提升建筑内部的稳定性,还充分的保证了各个结构之间的协调关系,使单一的整体紧密的形成了一个统一的结构。不仅如此,他们还具有在建筑内部充当建筑骨架的重要作用,为混凝土等一些需要使用附着点的结构提供了保障。所以说,在现代高层建筑的施工中,应该因地制宜的选择符合建筑需求他点的结构体系,并对其合理施工确保质量。
1.2剪力墙结构体系
剪力墙结构也是当代高层建筑经常使用的一种建筑结构,在进行剪力墙结构的设计中,通常在建筑内部设计高剪力墙以及低剪力墙。高剪力墙的主要作用是为了充当楼层内部的承重结构,是针对上层建筑的一种受力结构,这种剪力墙在建设施工中一般施工规格比较高,墙体比较厚,并且在墙的根部还还设有加强墩,保证期使用的强度以及刚性得以提升。低剪力墙的主要作用则是承受楼梯内侧的压力,在建设的时候一般不是十分的高大,并且整体的墙体厚度也不会非常厚,但是,有的时候为了满足楼房建设的需求,还是会在其内部加装一部分的钢筋,增强其使用的强度。对剪力墙结构进行合理的设计以及应用,将提高建筑结构的稳定性,所以,在施工环节必须对其进行严格的监督以及质量的审查控制。
1.3筒体结构体系
在高层建筑的施工中,筒体结构体系作为一种比较特殊的体系,往往是在超高层建筑以及在空间建设中,具有较大跨度的建筑立面使用该结构。这种结构主要是服务于当代超高层建筑的发展需求,是为了满足建筑结构自身强度要求而逐渐演变出来的一种结构。在使用的初期,由于这种技术没有得到合理的优化以及调整,所以在各种结构的建成建筑物的比对中并不是占据一定的优势,加之其在布置方面存在古板,与整体高层建筑结构又格格不入,这就造成了其应用的范围不是十分的广泛。但是,在现代建筑理念与科学技术不断交汇融合的今天,建筑3D技术也得到了科学快速的发展,借助着科技的力量,筒体结构体系在很短的实践内就得到了结构的优化以及使用性能的提升,并最终发掘了其潜在的潜力,在日新月异的变化中逐渐的演变成为了一种在设计体系及施工技术应用中较为成熟的一种结构体系。
1.4框架-剪力墙混合结构体系
框架剪力墙混合结构体系是顺应当代社会发展潮流,结合二者原有优势及特点的一种在新型的受力形式。在设计施工中可以发现,建筑框架的上部已经变成了建筑墙体等结构,在受力方向上主要承载垂直方向的作用力。在施工设计的时候对强度以及抗垂直和抗变形能力的要求较高,并且还需要合理的掌握框架施工的均匀性以及各个位置的受力平衡的特点;与其共同组成的剪力墙部分结构,主要承受的就是建筑内部的水平剪力,为保障整栋建筑结构的稳定性提供保障。所以,一般在进行剪力墙的施工中,都需要保证剪力墙的施工刚性。不仅如此,保证二者在建筑中的衔接形式以及协调性,对整栋建筑的施工质量也具有一定影响。
二、高層建筑结构的设计原则
2.1科学性原则
现代高层建筑结构设计,要坚持与时俱进,采用先进的建筑施工设计技术,严谨设计责任态度,规划设计方案,实现高层建筑结构的合理性设计。
2.2实用性原则
现代高层建筑结构设计,要充分考虑到建筑的功能需求,设备的优化配置以及具体施工技术方案的规划与运行,实现建筑的经济合理性与高效实用性。
三、高层建筑设计要点探讨
3.1轴向变形的把握
将框架体系与框剪结构应用于高层建筑的建设中,一旦发现竖向的载荷超出了规定的标准,那么就有可能引发框架柱体的整体轴向变形,这个时候就会对连续梁产生较大的弯矩影响。面对这种情况的发生,如果不对其进行合理的处理,那么就有可能造成连续的中间支座的沉陷,整条连续梁在这种力的影响下就会发生弯曲,严重的时候可能会导致整条梁体出现裂缝甚至是折断,最终引发建筑事故。面对这种情况的出现,两点合理处理方式:
(1)需要在框架体系及抗剪体系的载荷沉重问题上进行研究,降低其实际承受的载荷,在施工中对上部结构的材料选择一些质量比较轻便但是强度比较大的施工材料,将一些可以撤销的附属结构进行清除;
(2)通过以增强对框架体系及框剪体系的承受强度,对连续梁进行钢筋加固,提升其抗变形能力。
3.2分析侧移的控制
结构侧移在高层结构设计中是需要重点考虑的一个问题,对于现代高层建筑的建设,一般为了降低建筑物自身的重量,提高其自身整体抗震的能力,在材料的选择方向上,一般均会选用质量较轻、强度较大的施工材料。但是,一旦将这种材料在建筑中进行广泛的应用,那么建筑自身的水平载荷以及其结构的侧向位移就会不断的增大,这就给建筑的稳定性带来了严重的威胁,对于一些超高层建筑,丁点的侧向位移都会带来严重的灾难。所以,面对这个存在的问题,在进行建筑施工的实际建设中,对相应结构设计的抗推刚度以及强度都具有较高的要求,这么做的主要目的就是一个为了保证建筑的主题结构,在进行水平载荷的承受中,能够将侧移有效的控制在目前建筑规范要求的合理界限之内。
3.3抗震性能设计
抗震性能是高层建筑结构设计所不许具备的良好性能之一,在进行外形结构的设计中,应该首选抗震能力强、效果好的设计结构;其次,对于内部结构的施工材料应该采用轻质、强度大的材料;最终,保证各个结构体系之间的衔接位置准确到位,并通过钢筋对其进行合理的加固,提升其在抗震中的性能,避免出现建筑事故的发生。
3.4节能性能设计
根据研究,当墙体涂料颜色较浅时,建筑物所接受的太阳辐射最少。因此,墙体外涂料尽量选择浅色、反射性强的涂料或者贴一层浅色的瓷砖。
四、结语
综上所述,本文对高层建筑的结构以及设计进行了详细的分析研究,面对当前社会发展对高层建筑质量及结构稳定性要求的不断增加,建立一个完整统一的结构与设计体系,将有助于保证高层建筑结构与设计质量的提升。
参考文献:
[1]郭彬彬.简述高层框架结构设计和施工中的现实问题[J].黑龙江科技信息.2011(13);
【关键词】 现代;高层建筑;结构设计
面对城市化发展建设速度的不断加快,大量的新兴建筑不断在城市内部拔地而起。在大量建筑的建设过程中,难免会出现土地资源的使用与社会发展供求之间出现一定的矛盾,正是这种现状的出现,促进了当前我国高层建筑技术发展,为我国高层建筑的建设提供了广阔的发展空间。高层建筑结构在建设中具有复杂化、多样化的施工特点,在建设过程中对现代高层建筑的结构与设计的要求相对规范较高,本文将就结构及设计环节进行简要的分析。
一、现代高层建筑结构分析
1.1框架结构体系
在高层建筑的结构体系建设中,框架结构体系是支撑其发展的重要结构体系之一。这种体系的建设是采用在建设过程中使用不同的建筑材料的构件,然后将这些构件进行科学合理的连接,使其达到承受负荷的框架建筑结构。这种建设在高层建设中的应用是十分广泛的,他不仅能够有效的提升建筑内部的稳定性,还充分的保证了各个结构之间的协调关系,使单一的整体紧密的形成了一个统一的结构。不仅如此,他们还具有在建筑内部充当建筑骨架的重要作用,为混凝土等一些需要使用附着点的结构提供了保障。所以说,在现代高层建筑的施工中,应该因地制宜的选择符合建筑需求他点的结构体系,并对其合理施工确保质量。
1.2剪力墙结构体系
剪力墙结构也是当代高层建筑经常使用的一种建筑结构,在进行剪力墙结构的设计中,通常在建筑内部设计高剪力墙以及低剪力墙。高剪力墙的主要作用是为了充当楼层内部的承重结构,是针对上层建筑的一种受力结构,这种剪力墙在建设施工中一般施工规格比较高,墙体比较厚,并且在墙的根部还还设有加强墩,保证期使用的强度以及刚性得以提升。低剪力墙的主要作用则是承受楼梯内侧的压力,在建设的时候一般不是十分的高大,并且整体的墙体厚度也不会非常厚,但是,有的时候为了满足楼房建设的需求,还是会在其内部加装一部分的钢筋,增强其使用的强度。对剪力墙结构进行合理的设计以及应用,将提高建筑结构的稳定性,所以,在施工环节必须对其进行严格的监督以及质量的审查控制。
1.3筒体结构体系
在高层建筑的施工中,筒体结构体系作为一种比较特殊的体系,往往是在超高层建筑以及在空间建设中,具有较大跨度的建筑立面使用该结构。这种结构主要是服务于当代超高层建筑的发展需求,是为了满足建筑结构自身强度要求而逐渐演变出来的一种结构。在使用的初期,由于这种技术没有得到合理的优化以及调整,所以在各种结构的建成建筑物的比对中并不是占据一定的优势,加之其在布置方面存在古板,与整体高层建筑结构又格格不入,这就造成了其应用的范围不是十分的广泛。但是,在现代建筑理念与科学技术不断交汇融合的今天,建筑3D技术也得到了科学快速的发展,借助着科技的力量,筒体结构体系在很短的实践内就得到了结构的优化以及使用性能的提升,并最终发掘了其潜在的潜力,在日新月异的变化中逐渐的演变成为了一种在设计体系及施工技术应用中较为成熟的一种结构体系。
1.4框架-剪力墙混合结构体系
框架剪力墙混合结构体系是顺应当代社会发展潮流,结合二者原有优势及特点的一种在新型的受力形式。在设计施工中可以发现,建筑框架的上部已经变成了建筑墙体等结构,在受力方向上主要承载垂直方向的作用力。在施工设计的时候对强度以及抗垂直和抗变形能力的要求较高,并且还需要合理的掌握框架施工的均匀性以及各个位置的受力平衡的特点;与其共同组成的剪力墙部分结构,主要承受的就是建筑内部的水平剪力,为保障整栋建筑结构的稳定性提供保障。所以,一般在进行剪力墙的施工中,都需要保证剪力墙的施工刚性。不仅如此,保证二者在建筑中的衔接形式以及协调性,对整栋建筑的施工质量也具有一定影响。
二、高層建筑结构的设计原则
2.1科学性原则
现代高层建筑结构设计,要坚持与时俱进,采用先进的建筑施工设计技术,严谨设计责任态度,规划设计方案,实现高层建筑结构的合理性设计。
2.2实用性原则
现代高层建筑结构设计,要充分考虑到建筑的功能需求,设备的优化配置以及具体施工技术方案的规划与运行,实现建筑的经济合理性与高效实用性。
三、高层建筑设计要点探讨
3.1轴向变形的把握
将框架体系与框剪结构应用于高层建筑的建设中,一旦发现竖向的载荷超出了规定的标准,那么就有可能引发框架柱体的整体轴向变形,这个时候就会对连续梁产生较大的弯矩影响。面对这种情况的发生,如果不对其进行合理的处理,那么就有可能造成连续的中间支座的沉陷,整条连续梁在这种力的影响下就会发生弯曲,严重的时候可能会导致整条梁体出现裂缝甚至是折断,最终引发建筑事故。面对这种情况的出现,两点合理处理方式:
(1)需要在框架体系及抗剪体系的载荷沉重问题上进行研究,降低其实际承受的载荷,在施工中对上部结构的材料选择一些质量比较轻便但是强度比较大的施工材料,将一些可以撤销的附属结构进行清除;
(2)通过以增强对框架体系及框剪体系的承受强度,对连续梁进行钢筋加固,提升其抗变形能力。
3.2分析侧移的控制
结构侧移在高层结构设计中是需要重点考虑的一个问题,对于现代高层建筑的建设,一般为了降低建筑物自身的重量,提高其自身整体抗震的能力,在材料的选择方向上,一般均会选用质量较轻、强度较大的施工材料。但是,一旦将这种材料在建筑中进行广泛的应用,那么建筑自身的水平载荷以及其结构的侧向位移就会不断的增大,这就给建筑的稳定性带来了严重的威胁,对于一些超高层建筑,丁点的侧向位移都会带来严重的灾难。所以,面对这个存在的问题,在进行建筑施工的实际建设中,对相应结构设计的抗推刚度以及强度都具有较高的要求,这么做的主要目的就是一个为了保证建筑的主题结构,在进行水平载荷的承受中,能够将侧移有效的控制在目前建筑规范要求的合理界限之内。
3.3抗震性能设计
抗震性能是高层建筑结构设计所不许具备的良好性能之一,在进行外形结构的设计中,应该首选抗震能力强、效果好的设计结构;其次,对于内部结构的施工材料应该采用轻质、强度大的材料;最终,保证各个结构体系之间的衔接位置准确到位,并通过钢筋对其进行合理的加固,提升其在抗震中的性能,避免出现建筑事故的发生。
3.4节能性能设计
根据研究,当墙体涂料颜色较浅时,建筑物所接受的太阳辐射最少。因此,墙体外涂料尽量选择浅色、反射性强的涂料或者贴一层浅色的瓷砖。
四、结语
综上所述,本文对高层建筑的结构以及设计进行了详细的分析研究,面对当前社会发展对高层建筑质量及结构稳定性要求的不断增加,建立一个完整统一的结构与设计体系,将有助于保证高层建筑结构与设计质量的提升。
参考文献:
[1]郭彬彬.简述高层框架结构设计和施工中的现实问题[J].黑龙江科技信息.2011(13);