论文部分内容阅读
【摘 要】高层房屋的建筑结构设计比较复杂,因此我们要因地制宜的实行全过程的管理和控制。以使整个高层房屋建筑结构设计安全可靠、经济合理,工程建设顺利进行。
【关键词】高层房屋;建筑结构;特点;实践应用
引言
随着国家经济的发展,各行各业对于建筑房屋的需求和人们对建筑的观念改变,使得我国的建筑行业突飞猛进地发展起来。然而高层房屋建筑结构设计方面存在诸多问题,造成设计过程中安全性和经济性不能有效的把握。我们必须重视这些问题,并探寻恰当的解决方法,以促进我国高层房屋建设工作的稳定发展。
一.高层房屋建筑结构的设计特点
高層房屋的建筑结构设计与我国传统的低层和多层房屋的建筑结构设计是不同的。高层房屋不仅在建筑设计方面要求有艺术感的立面效果和流畅合理的平面布置,在结构设计方面也要具备较强的抗震性能和抗风能力。从而就需要了解高层房屋在结构设计时的特点,做好充分的考虑和周密的计算,并做好相应的控制。
1.1控制指标的侧移
建筑高度的增加会导致水平的荷载作用之下的结构侧向产生更大的变形,结构侧移和建筑的高度四次方是成正比的,因此结构强度必须足够大,还要考虑足够抗侧移的刚度,保证结构于水平的荷载作用下所产生的侧移是在规范限定内。当侧移过大的时候,位于建筑物里的人会产生心理不适;建筑物里的电梯轨道、建筑装饰以及填充墙等设施易产生裂缝、变形、损害状况;且侧移过大会导致建筑结构出现开裂甚至损害状况,最终危及结构使用的期限。因此要确保建筑物的正常使用功能,就必须做好控制建筑结构的侧移工作。
1.2水平力
影响高层房屋的建筑结构设计主要因素的是水平力,和控制多层或底层房屋结构的荷载产生的力是不同的。在高层建筑里,水平荷载对房屋的结构设计有十分重要的影响,其中常见的为风荷载,以及地震所产生的水平荷载,这就对高层建筑要求较高的刚度。
1.3轴向变形不容忽视
在外力的作用下所有的建筑结构都会产生剪切变形、弯曲变形、和轴向变形这三种位移。由于一般的结构构件其轴力与剪力产生的影响比较小,因此在低层的房屋建筑结构中经常忽视轴向变形与剪切变形。然而高层房屋建筑结构的轴向变形由于轴力大和建筑层数比较多对高层房屋的结构内力存在较大的影响,再加上建筑高度的升高会给轴向变形带来显著的变化。因此高层房屋的建筑结构设计对剪力墙的截面考虑就要非常慎重。
二.建筑结构设计中的应对策略
2.1对建筑设计图纸进行完善
建筑结构的重要载体就是建筑设计图纸,同时也是建筑项目进行施工的重要基础。在建筑设计图纸中存在的任何问题都会在建筑施工中进行体现,而且会产生比较严重的后果,造成无法挽回的损失。在建筑结构设计工作开展过程中,要按照设计规范开展各项工作,设计人员不能为了自身的方便对相关的标准进行简化,对比较复杂和细微的结构要给予重视。建筑结构设计人员在工作中要有严谨的工作态度,在结构设计图纸完成以后,要对完成的图纸进行审核,对出现的问题要采取必要的措施进行解决,保证建筑结构设计图纸的完善性和科学性。
2.2保障建筑基础选型的合理性
建筑结构在选型方面要对两方面的指标进行重视,对建筑外形设计情况和建筑项目所在区域的地质情况要进行掌握。建筑结构设计人员在拿到提资图以后,不能盲目的开展建模计算工作,要对建筑项目的外形设计特征和建筑项目所在区域的地质情况进行全面的认知和分析。建筑基础选型过程中,结构设计人员要和其他方面的工作人员进行充分的协调,设计出更加可行的方案。建筑结构设计的科学性和合理性得到保证,才能保证建筑项目施工的质量。
2.3确保地下室外墙设计的科学性
在现代建筑,特别是高层建筑项目施工的过程中,建筑物的整体质量在很大程度上由地下室外墙所支撑。因此,若在建筑结构设计的过程中,对于地下室外墙的设计不够科学与合理,则势必会导致整个建筑物的稳定性受到严重的影响。结合实际工作经验来看,在地下室外墙设计的过程当中,结构设计工作人员首先需要对整个建筑物的质量加以衡量,结合建筑项目所处区域的地质特征,完成对地下室外墙基本尺寸的设计工作。常规意义上来说,对于高层建筑项目而言,地下室外墙结构设计过程中的墙面厚度需要保持在250mm以上。同时,为了防止由水泥用量增大而导致地下室外墙墙面混凝土产生裂缝问题,应当避免将混凝土强度设计过高,但也应当在C30等级以上。
2.4对建筑材料加以统筹安排与利用
在工作人员展开建筑结构设计工作的过程当中,对于各类建筑材料的选取同样是关键的工作内容之一。对于建筑材料的选择需要充分考虑的指标包括:建筑材料的受力特征;建筑材料的工作环境。同时,所选择的建筑材料应当在保障材料使用性能的基础之上,最大限度地降低建筑材料的损失与浪费问题。
此过程当中需要特别注意的是:建筑结构设计人员需要结合项目设计的实际情况,设计多种建筑材料的选取方案,通过综合对比的方式,选择经济优势、以及性能优势最为突出的建筑材料设计方案。
三.建筑节能设计的实践应用
3.1建筑规划设计
对于建筑室内环境具有直接影响力的是太阳和空气。太阳对建筑物的影响为太阳辐射,要对建筑物规划节能,就要降低太阳辐射。良好的空气质量是居室设计效果的关键。因此,要促进居住房屋的通风效果。在建筑设计中,要从这两点出发,合理地设计建筑的朝向、间距,并安排好建筑组合。设计建筑的朝向时,要因地制宜,通常要与夏季风向一致。建筑群的风口要充分地利用自然风,以提高舒适度。在建筑物的排列上,要遵循北大南小的原则,最好是南北通透的房屋是最为适宜的。建筑的间距要能够满足房屋日照,不仅可以起到节能的作用,而且还促进了居住小区内的空气流通,加快建筑物与空气之间进行热交换的速度,降低能耗。建筑物组合的合理安排是降低能耗的关键。通过建筑物的遮挡,在确保满足日照的前提下,降低太阳辐射对建筑物的影响。
3.2高层建筑结构相关问题的分析
3.2.1短肢剪力墙设置问题。新规范把墙肢的截面高厚比为5~8剪力墙称呼为短肢剪力墙,并且对在高层建筑中使用短肢剪力墙的增加了限制。其破坏形式与剪力墙起有区别,所以在设计高层建筑时,要尽减少短肢剪力墙的使用。
3.2.2嵌固端设置问题。高层建筑通常有二层或者二层以上的人防或者地下室,嵌固端可能设在人防或者地下室顶板等位置,因此,结构设计的工程师经常会忽视由嵌固端设置所带来的嵌固端的上下层刚度比限制;嵌固端上下层的抗震等级一致性;嵌固端楼板设计等需要注意的问题,给后期的设计工作埋下隐患。
四.结束语
近年来,我国经济得到了快速发展,人们的生活水平也得到了提高,在这种情况下,要想更好地满足人们的需求就要付出更大的努力,建筑企业为了获得更多的经济效益,在施工前要保证建筑设计的科学性以及合理性,并且,对设计方面出现的问题要采取必要的措施,保证建筑项目的施工质量,同时,更好地促进经济社会发展。建筑结构设计人员也要不断地提高设计的水平,更好地提升建筑结构设计的水平。
参考文献:
[1]沈婷婷.夏热冬冷地区既有居住建筑节能改造节策略研究[D].浙江大学,2010.
[2]王勇,张建平,王鹏翊,等.建筑结构设计中的模型自动转化方法[J].建筑科学与工程学报,2012,29(4):53-58.
【关键词】高层房屋;建筑结构;特点;实践应用
引言
随着国家经济的发展,各行各业对于建筑房屋的需求和人们对建筑的观念改变,使得我国的建筑行业突飞猛进地发展起来。然而高层房屋建筑结构设计方面存在诸多问题,造成设计过程中安全性和经济性不能有效的把握。我们必须重视这些问题,并探寻恰当的解决方法,以促进我国高层房屋建设工作的稳定发展。
一.高层房屋建筑结构的设计特点
高層房屋的建筑结构设计与我国传统的低层和多层房屋的建筑结构设计是不同的。高层房屋不仅在建筑设计方面要求有艺术感的立面效果和流畅合理的平面布置,在结构设计方面也要具备较强的抗震性能和抗风能力。从而就需要了解高层房屋在结构设计时的特点,做好充分的考虑和周密的计算,并做好相应的控制。
1.1控制指标的侧移
建筑高度的增加会导致水平的荷载作用之下的结构侧向产生更大的变形,结构侧移和建筑的高度四次方是成正比的,因此结构强度必须足够大,还要考虑足够抗侧移的刚度,保证结构于水平的荷载作用下所产生的侧移是在规范限定内。当侧移过大的时候,位于建筑物里的人会产生心理不适;建筑物里的电梯轨道、建筑装饰以及填充墙等设施易产生裂缝、变形、损害状况;且侧移过大会导致建筑结构出现开裂甚至损害状况,最终危及结构使用的期限。因此要确保建筑物的正常使用功能,就必须做好控制建筑结构的侧移工作。
1.2水平力
影响高层房屋的建筑结构设计主要因素的是水平力,和控制多层或底层房屋结构的荷载产生的力是不同的。在高层建筑里,水平荷载对房屋的结构设计有十分重要的影响,其中常见的为风荷载,以及地震所产生的水平荷载,这就对高层建筑要求较高的刚度。
1.3轴向变形不容忽视
在外力的作用下所有的建筑结构都会产生剪切变形、弯曲变形、和轴向变形这三种位移。由于一般的结构构件其轴力与剪力产生的影响比较小,因此在低层的房屋建筑结构中经常忽视轴向变形与剪切变形。然而高层房屋建筑结构的轴向变形由于轴力大和建筑层数比较多对高层房屋的结构内力存在较大的影响,再加上建筑高度的升高会给轴向变形带来显著的变化。因此高层房屋的建筑结构设计对剪力墙的截面考虑就要非常慎重。
二.建筑结构设计中的应对策略
2.1对建筑设计图纸进行完善
建筑结构的重要载体就是建筑设计图纸,同时也是建筑项目进行施工的重要基础。在建筑设计图纸中存在的任何问题都会在建筑施工中进行体现,而且会产生比较严重的后果,造成无法挽回的损失。在建筑结构设计工作开展过程中,要按照设计规范开展各项工作,设计人员不能为了自身的方便对相关的标准进行简化,对比较复杂和细微的结构要给予重视。建筑结构设计人员在工作中要有严谨的工作态度,在结构设计图纸完成以后,要对完成的图纸进行审核,对出现的问题要采取必要的措施进行解决,保证建筑结构设计图纸的完善性和科学性。
2.2保障建筑基础选型的合理性
建筑结构在选型方面要对两方面的指标进行重视,对建筑外形设计情况和建筑项目所在区域的地质情况要进行掌握。建筑结构设计人员在拿到提资图以后,不能盲目的开展建模计算工作,要对建筑项目的外形设计特征和建筑项目所在区域的地质情况进行全面的认知和分析。建筑基础选型过程中,结构设计人员要和其他方面的工作人员进行充分的协调,设计出更加可行的方案。建筑结构设计的科学性和合理性得到保证,才能保证建筑项目施工的质量。
2.3确保地下室外墙设计的科学性
在现代建筑,特别是高层建筑项目施工的过程中,建筑物的整体质量在很大程度上由地下室外墙所支撑。因此,若在建筑结构设计的过程中,对于地下室外墙的设计不够科学与合理,则势必会导致整个建筑物的稳定性受到严重的影响。结合实际工作经验来看,在地下室外墙设计的过程当中,结构设计工作人员首先需要对整个建筑物的质量加以衡量,结合建筑项目所处区域的地质特征,完成对地下室外墙基本尺寸的设计工作。常规意义上来说,对于高层建筑项目而言,地下室外墙结构设计过程中的墙面厚度需要保持在250mm以上。同时,为了防止由水泥用量增大而导致地下室外墙墙面混凝土产生裂缝问题,应当避免将混凝土强度设计过高,但也应当在C30等级以上。
2.4对建筑材料加以统筹安排与利用
在工作人员展开建筑结构设计工作的过程当中,对于各类建筑材料的选取同样是关键的工作内容之一。对于建筑材料的选择需要充分考虑的指标包括:建筑材料的受力特征;建筑材料的工作环境。同时,所选择的建筑材料应当在保障材料使用性能的基础之上,最大限度地降低建筑材料的损失与浪费问题。
此过程当中需要特别注意的是:建筑结构设计人员需要结合项目设计的实际情况,设计多种建筑材料的选取方案,通过综合对比的方式,选择经济优势、以及性能优势最为突出的建筑材料设计方案。
三.建筑节能设计的实践应用
3.1建筑规划设计
对于建筑室内环境具有直接影响力的是太阳和空气。太阳对建筑物的影响为太阳辐射,要对建筑物规划节能,就要降低太阳辐射。良好的空气质量是居室设计效果的关键。因此,要促进居住房屋的通风效果。在建筑设计中,要从这两点出发,合理地设计建筑的朝向、间距,并安排好建筑组合。设计建筑的朝向时,要因地制宜,通常要与夏季风向一致。建筑群的风口要充分地利用自然风,以提高舒适度。在建筑物的排列上,要遵循北大南小的原则,最好是南北通透的房屋是最为适宜的。建筑的间距要能够满足房屋日照,不仅可以起到节能的作用,而且还促进了居住小区内的空气流通,加快建筑物与空气之间进行热交换的速度,降低能耗。建筑物组合的合理安排是降低能耗的关键。通过建筑物的遮挡,在确保满足日照的前提下,降低太阳辐射对建筑物的影响。
3.2高层建筑结构相关问题的分析
3.2.1短肢剪力墙设置问题。新规范把墙肢的截面高厚比为5~8剪力墙称呼为短肢剪力墙,并且对在高层建筑中使用短肢剪力墙的增加了限制。其破坏形式与剪力墙起有区别,所以在设计高层建筑时,要尽减少短肢剪力墙的使用。
3.2.2嵌固端设置问题。高层建筑通常有二层或者二层以上的人防或者地下室,嵌固端可能设在人防或者地下室顶板等位置,因此,结构设计的工程师经常会忽视由嵌固端设置所带来的嵌固端的上下层刚度比限制;嵌固端上下层的抗震等级一致性;嵌固端楼板设计等需要注意的问题,给后期的设计工作埋下隐患。
四.结束语
近年来,我国经济得到了快速发展,人们的生活水平也得到了提高,在这种情况下,要想更好地满足人们的需求就要付出更大的努力,建筑企业为了获得更多的经济效益,在施工前要保证建筑设计的科学性以及合理性,并且,对设计方面出现的问题要采取必要的措施,保证建筑项目的施工质量,同时,更好地促进经济社会发展。建筑结构设计人员也要不断地提高设计的水平,更好地提升建筑结构设计的水平。
参考文献:
[1]沈婷婷.夏热冬冷地区既有居住建筑节能改造节策略研究[D].浙江大学,2010.
[2]王勇,张建平,王鹏翊,等.建筑结构设计中的模型自动转化方法[J].建筑科学与工程学报,2012,29(4):53-58.