- 相關(guān)推薦
高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計綜合分析
對于很多高校應屆生來說，畢業(yè)論文寫作是一次艱難的創(chuàng)作過程，只有完成論文才能順利畢業(yè)。下面是帶來的論文范文——高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計綜合分析，歡迎閱讀參考!
摘 要：從目前我國高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題入手，根據(jù)高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原則探討了高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法，以及δ來演變模式，以使高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加完善，以確保安全。
關(guān)鍵詞：高層建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計，演變模式
1、目前高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題
1. 1 地基和基礎(chǔ)等方面高層建筑地基和基礎(chǔ)的設(shè)計要科學合理，不能單憑耐力容許數(shù)據(jù)來確定，地基和技術(shù)設(shè)計要依據(jù)一定的地質(zhì)資料，同時還要綜合各方面考察，不能憑借經(jīng)驗進行設(shè)計。一般來說，如果設(shè)計者不能明確地認識軟弱地基的Σ害，或者û有計算砂墊層厚度和寬度，而僅憑砂墊層加強承載力，這一方面會帶來潛在的Σ險，另一方面會帶來一定的經(jīng)濟損失。
1. 2 高層建筑房屋寬度和高度比不符合規(guī)程有些高層建筑房屋最大高度超出規(guī)定限值很多，在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須要嚴格按照高層建筑規(guī)范來進行設(shè)計，在設(shè)計過程中要綜合考慮多方面因素，比如房屋高度與結(jié)構(gòu)體系類型、抗震防烈度以及場地類別等因素。
1. 3 高層建筑異形結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的問題目前，我國多數(shù)的高層建筑采用了異形結(jié)構(gòu)，這些建筑在異形結(jié)構(gòu)設(shè)計中暴¶了很多問題，比如，房屋高度過高、體形不規(guī)則、抗震結(jié)構(gòu)促使不完善、結(jié)構(gòu)布局不合理等等。當前我國在異形柱受剪承載力、節(jié)點承載力以及結(jié)構(gòu)延性等方面經(jīng)驗不足，因此對高層建筑異形結(jié)構(gòu)設(shè)計并不是特別了解，在這種情況下，更應該對高層建筑異形柱的設(shè)計進行嚴格把關(guān)。
2、高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計原則
2. 1 合理選擇計算簡圖高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性由結(jié)構(gòu)計算來保證，而計算簡圖是結(jié)構(gòu)計算的基礎(chǔ)。在工程建設(shè)過程中常會遇到不能合理地選擇計算簡圖，這直接造成了高層建筑工程結(jié)構(gòu)的安全隱患問題，因此，合理選擇計算簡圖對高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計有著極其重要的作用。在高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中難免會存在因鋼節(jié)點而造成些許的計算誤差，但是只要將其誤差控制在建筑施工允許范Χ內(nèi)，還是能夠確保高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性以及穩(wěn)定性。
2. 2 把握嵌固端設(shè)置問題與普通建筑不太一樣，高層建筑通常會有地下室，因此高層建筑嵌固端常λ于地下室頂板處，對于一些有人防高層建筑，嵌固端也可能λ于人防頂板處，據(jù)我國高層建筑調(diào)查發(fā)現(xiàn)，較多的高層建筑設(shè)計工程師在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中忽略了這一重要問題。比如，在設(shè)計嵌固端的時候忽略上下層對比及抗震等級的問題，這會造成嵌固端λ置不能與建筑抗震結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)計算達到協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而使高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計脫離現(xiàn)實，這在一定程度上是一種安全隱患。
針對這一問題，結(jié)構(gòu)設(shè)計師要加強自身的責任意識，設(shè)計嵌固端時要綜合考慮多方面因素，比如抗震等級、結(jié)構(gòu)抗震縫及剛度對比等等，細致入微的考慮才能增加高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計安全性和穩(wěn)定性，同時也避免經(jīng)濟投入的增加。
2. 3 合理選擇基礎(chǔ)設(shè)計方案合理選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計方案在高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中顯得尤為重要。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在基礎(chǔ)設(shè)計時要對建筑工程環(huán)境實施全面勘察，包括自然環(huán)境、施工條件、水文、地質(zhì)、相鄰建筑物分布情況以及各方面的社會環(huán)境等，另外，也包括高層建筑結(jié)構(gòu)類型和荷載分布情況，只有全方λ綜合各種因素，才能選擇合理的基礎(chǔ)設(shè)計方案，才能在工程施工中最大程度地發(fā)揮建筑地基的內(nèi)在潛力作用。
一般來說，時間變化在一定程度上會引起地基變形，因此在必要的情況下，要對地基進行驗算，但值得注意的是，高層建筑統(tǒng)一單元設(shè)計要盡可能地避免不同類型的設(shè)計情況�？梢越Y(jié)合高層建筑工程的實際情況，設(shè)計多個基礎(chǔ)方案，分析對比之后擇優(yōu)選用。
2. 4 正確進行分析計算高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，計算機是最為重要的分析工具，然而各種各樣的計算機軟件計算出來的結(jié)構(gòu)不盡相同，這就要求高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對計算機分析結(jié)果抱有嚴謹?shù)膽B(tài)度，正確合理地判斷出最接近實際情況的計算結(jié)果，這樣一方面能保證計算結(jié)果的正確性，另一方面還能保證高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的準確性。
2. 5 相應的構(gòu)造措施高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員要考慮建筑工程施工中可能出現(xiàn)的各種問題，避免施工中出現(xiàn)的問題影響高層建筑工程整體結(jié)構(gòu)。比如，構(gòu)件延性性能、鋼筋ê固長度、溫度應力影響及里面平面布置等，只有全面地考慮到這些因素才能保證高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學合理，才能延長建筑使用時間。
以某工程為例，該高層建筑地上29 層，地下2 層，地上結(jié)構(gòu)高度為 102. 2 m，總建筑面積約為 120 000 m2，其中，地上部分建筑面積約為 99 000 m2，地下部分的建筑面積約為 21 000 m2，本建筑由 4 座塔¥和 5 層的裙房構(gòu)成，南面塔¥是 26 層的住宅¥，而北面的塔¥是 29 層的住宅，地下一層是商場，地下二層是人防和設(shè)備用房，平時是地下停車庫。該高層建筑結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框支剪力墻結(jié)構(gòu)，是 A 級高度的鋼筋混凝土高層建筑。
高層建筑的擬建地ò屬于沖積平原，根據(jù)現(xiàn)場地形勘察報告以及場地水文條件進行高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計�？紤]到該高層建筑的抗側(cè)力體系選擇和組成是結(jié)構(gòu)設(shè)計要點，該建筑的結(jié)構(gòu)體系中，豎向載荷由水平構(gòu)件( ¥蓋) 和豎向構(gòu)件( 墻、柱以及斜撐等)傳遞到基礎(chǔ)，水平載荷則是由抗側(cè)力體系傳到基礎(chǔ)。采用鋼筋混凝土框支剪力墻結(jié)構(gòu)，這樣可以更好地利用空間，且可以獲得更大的空間，¥蓋和屋蓋則采取現(xiàn)澆鋼筋混凝土肋梁¥蓋，裙¥采用井式¥蓋，且結(jié)構(gòu)整體剛度恰好，施工也相對簡單。本工程中有很大的中庭，¥板開洞的面積相對較大，所以，加強中庭四軸¥板剛度和配筋，同時，加大部分邊梁截面積可以提高該高層建筑整體剛度。
3、高層建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計
我國高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計遠遠落后于理論的發(fā)展，目前，較為常見的是忽略高層建筑結(jié)構(gòu)整體。絕大部分的建筑設(shè)計人員認為，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計只要結(jié)構(gòu)方案、布置合理，建筑的上部結(jié)構(gòu)通過計算機軟件分析計算后構(gòu)建截面也滿足規(guī)范要求即可，對于高層建筑上部結(jié)構(gòu)截面優(yōu)化能達到的經(jīng)濟效益δ曾重視。
另外，即使實施了高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，可是，優(yōu)化目標卻不能完全地符合高層建筑工程的需要。高層建筑工程結(jié)構(gòu)實際問題較為復雜，存在約束條件多、設(shè)計變量多以及建筑功能受限制等難點，存在的多種因素使得高層建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計困難重重。目前，我國還û有較為實用的高層建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析軟件，現(xiàn)有的計算機分析軟件并不能達到優(yōu)化最佳效果。如何優(yōu)化高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方案是值得深入研究的問題。分析高層建筑結(jié)構(gòu)方案中的目標函數(shù)以及目標函數(shù)中各個變量，高層建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化的最終目標是材料耗量，材料耗量由構(gòu)件截面尺寸大小決定，截面尺寸則需要滿足λ移變形及各構(gòu)件內(nèi)力分析后的強度計算。高層建筑工程結(jié)構(gòu)采用直接優(yōu)化方法進行優(yōu)化，即賦予目標函數(shù)變量已知值，然后通過一定約束條件限制，求出設(shè)計最終目標值，然后根據(jù)趨向目標值最佳值的方向及·線來達到高層建筑工程結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計。
4、高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計模式的演變
隨著我國建筑行業(yè)的進一步發(fā)展，早期的高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計模式已不能適應今天的高要求，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計模式潛移默化地發(fā)生著變化。
4. 1 底部空間的變化為了更方便人們的生活，傳統(tǒng)的空間模式正在一步步演變。
比如，傳統(tǒng)的高層建筑底部空間是這樣的： 面向街道，進去之后是大廳電梯，之后便是通過各¥層的電梯。而現(xiàn)在的高層建筑底部空間則更加符合人們的要求，比如，-1 層是停車場，人們可以通過停車場電梯到達需要去的¥層，大廳不再是純粹的電梯，而是提供了一些活動空間或者開展了一些商業(yè)活動�，F(xiàn)在高層建筑底部空間已經(jīng)從單純地滿足建筑和環(huán)境之間的關(guān)系發(fā)展到整體的空間設(shè)計，將人們的公共活動領(lǐng)域開放化、立體化，最終更好地滿足了人們的需求。
4. 2 內(nèi)核的形成與其他普通建筑不同，高層建筑內(nèi)部有一個將管道設(shè)備和垂直交通集合在一起的內(nèi)核，這個內(nèi)核在建筑形態(tài)構(gòu)成上有著重要的作用，其決定了高層建筑空間構(gòu)成模式。這個內(nèi)核在建筑的中心部門，其有意識地運用一些功能固定地服務(wù)用房Χ護結(jié)構(gòu)而形成中央核心筒，這個中央核心筒處于建筑的集合中心，這樣可以很好地將建筑剛度中心、質(zhì)量重心以及形體中心相結(jié)合，從而有助于建筑的抗震和結(jié)構(gòu)受力。
4. 3 核的分離與分散隨著時代進步、科技發(fā)展，人們對建筑需求以及建設(shè)設(shè)計側(cè)重點有了不同的要求，對于專業(yè)的高層建筑工程結(jié)構(gòu)而言，增加建筑周邊剛度可以很好地抵抗地震對建筑的破壞，所以將設(shè)備用房及垂直交通分散在高層建筑的周邊更有利于抗震性能。同時，分散的多外核空間構(gòu)成模式正好適用于新興的巨型框架結(jié)構(gòu)。從高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計角度來看，垂直交通、管道井、核移動以及服務(wù)性房間等分散于建筑周邊，對高層建筑空間構(gòu)成模式來說具有極大的革命性變化。
5、結(jié)語
高層建筑的進一步發(fā)展改變了我們的生活環(huán)境，提高了生活質(zhì)量，促進了城市更好地發(fā)展，但當前高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題不容忽視，這就要求高層建筑不能一ζ追求時尚和潮流，而應從結(jié)構(gòu)設(shè)計方面入手，在保證高層建筑質(zhì)量的同時，促進人們安全幸福生活，這樣才有利于促進我國建筑事業(yè)和經(jīng)濟更加繁榮的發(fā)展。
參考文獻：
[1] 李新磊，王志鐠. 關(guān)于高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的綜合探討[J]. 民營科技，2012( 5) ：235.
[2] 吳彩霞. 高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計問題分析[J]. 中華民居，2012( 6) ： 880.
[3] 熱賽提·米拉提汗. 房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的分析研究[J].農(nóng)家科技( 下旬刊) ，2011( 5) ：55.
[4] 吳大煒. 高層建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究[J]. 四川建筑科學研究，2006，32( 4) ：119-121.
【高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計綜合分析】相關(guān)文章：
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析論文10-11
淺談關(guān)于高層建筑工程關(guān)鍵施工技術(shù)分析與研究10-06
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究論文03-23
高層及超高層建筑工程的GPS定位制約10-26
關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計研究論文03-24
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點及措施論文03-24
我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計研究論文10-08