高层建筑结构设计难点分析

ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧＳＣＩＥＮＣＥ

黑龙江科学

Ｖｏｌ􀆰１０Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１９

高层建筑结构设计难点分析

初莎莎

(大连建筑技术发展中心设计研究院有限公司ꎬ辽宁大连１１６０００)

摘要:立足于高层建筑结构设计工作ꎬ提出了做好高层建筑结构地基基础、稳定性、材料应用、高宽比控制、参数设计等相关内容ꎬ为高层建筑结构设计工作更好地突破设计难点ꎬ形成优质高层建筑结构设计精品方案展开深层次思考ꎮ关键词:高层建筑ꎻ地基基础ꎻ结构设计ꎻ材料ꎻ高宽比ꎻ参数

中图分类号:ＴＵ９７３　　　文献标志码:Ａ　　　文章编号:１６７４－８６４６(２０１９)０４－００６６－０２

Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｈｉｇｈ￣ｒｉｓｅｂｕｉｌｄｉｎｇｓ

(ＤａｌｉａｎＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｅｎｔｅｒＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ􀆰ꎬＬｔｄ􀆰ꎬＤａｌｉａｎ１１６０００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｈｉｇｈ￣ｒｉｓｅｂｕｉｌｄｉｎｇｓꎬｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｒｅｌｅｖａｎｔｃｏｎｔｅｎｔｓｓｕｃｈａｓｆｏｕｎｄａｔｉｏｎꎬｓｔａｂｉｌｉｔｙꎬｍａｔｅｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬｈｅｉｇｈｔ￣ｗｉｄｔｈｒａｔｉｏｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｐａｒａｍｅｔｅｒｄｅｓｉｇｎｏｆｈｉｇｈ￣ｒｉｓｅｂｕｉｌｄｉｎｇｓꎬｓｏａｓｔｏｂｅｔｔｅｒｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｄｅｓｉｇｎｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｉｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｈｉｇｈ￣ｒｉｓｅｂｕｉｌｄｉｎｇｓａｎｄｆｏｒｍａｈｉｇｈ￣ｑｕａｌｉｔｙｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｈｉｇｈ￣ｒｉｓｅｂｕｉｌｄｉｎｇｓ􀆰

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:Ｈｉｇｈ￣ｒｉｓｅｂｕｉｌｄｉｎｇꎻＦｏｕｎｄａｔｉｏｎꎻＳｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎꎻＭａｔｅｒｉａｌꎻＡｓｐｅｃｔｒａｔｉｏꎻＰａｒａｍｅｔｅｒｓ　　在高层建筑结构设计工作中ꎬ要立足于城市化发展和专业建设两方面ꎬ突出高层建筑结构设计的基本内容和关键ꎬ解决设计工作中的难点ꎬ把握高层建筑结构设计工作的技术实质和实施要点ꎬ建立具有规范性、指导性、系统性的高层建筑结构设计工作新机制和新体系ꎬ打造设计工作中的新设计模式和工作方法ꎮ

为基本出发点和落脚点ꎬ要将基础设计作为确保高层建筑结构连续性和稳定性的重要工作ꎬ制定高层建筑结构设计中地基基础设计的工作规划和技术要点ꎬ全面把握高层建筑基础结构的设计重点ꎬ形成多模式、多样式的高层建筑基础不良地基处理设计方案ꎬ在反复比价和系统验证的基础上ꎬ确定最后的高层建筑不良地基处理设计方案ꎮ

ＣＨＵＳｈａ￣ｓｈａ

１　做好高层建筑结构不良地基处理设计

从高层建筑结构设计工作的整体来看ꎬ地基基础设计主要是针对不良地基的处理ꎬ这是设计总体架构中处于核心的关键过程和内容ꎬ必须认真了解高层建筑地基基础设计中不良地基处理的要求主旨和技术要点ꎬ形成对不良地质和地基更加规范的控制和更为准确的判断ꎬ在提升地基连续性、安全性的前提下ꎬ为精品高层建筑结构设计方案的出台提供技术、工作、组织方面的支持ꎮ高层建筑结构设计人员既要看到结构设计的复杂性ꎬ也要把握地基基础设计不良地基处理的原则性ꎬ要严格执行高层建筑地基基础设计的技术规范和标准ꎬ突出高层建筑不良地基处理的基本设计环节ꎬ把握地基基础设计中最为核心、最为基础的参数和规则ꎬ做到对设计质量的有效保障ꎮ高层建筑结构设计中ꎬ技术人员必须将建筑基础不良地基处理工作作

收稿日期:２０１８－１１－３０

作者简介:初莎莎(１９８６－)ꎬ女ꎬ中级工程师ꎬ学士ꎮ

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２　做好高层建筑结构稳定性设计

高层建筑结构稳定性需要科学设计与规划作为保障ꎬ要从系统和局部、整体和部分的联系分析出发ꎬ提升高层建筑结构的协调度和整体连续性ꎬ避免高层建筑框架设计出现结构失稳和承载力不足等问题ꎮ当高层建筑结构进入到构造部分设计时ꎬ应强调结构的稳定性和连续性ꎬ要系统而科学地形成建筑主梁与其他架构的连接关系ꎬ提升高层建筑结构稳定性ꎬ通过合理设计和科学系统控制使高层建筑结构形成承载优良、结构稳定的建筑体系ꎬ提升高层建筑结构整体的稳定性ꎮ在设计高层建筑框架辅助部分的工作中ꎬ必须着重分析和利用剪力墙、框架结构、梁柱结构的细节ꎬ对高层建筑结构的受力形式和负荷状况进行平衡度和稳定度的设计与计算ꎬ确保高层建筑结构能够在系统上成为连续、有机的整体ꎬ能够在高层建筑结构施工中具有良好的效率性ꎬ确保高层建筑结构的抗震、防震能力达到结构稳定的目标ꎮ在高层建筑结构稳定性的优化

和强化过程中ꎬ要控制剪力墙、承重墙等关键构件的分布和使用ꎬ发挥其连接、承重、负荷的价值和功能ꎬ做到主梁结构与其他结构形式的高度吻合ꎬ提高高层建筑结构整体的连续性和稳定性ꎬ建立提升高层建筑结构稳定性的结构和技术设计基础ꎮ

层建筑整体与局部的高宽比统一起来ꎬ在协调核心参数的基础上ꎬ提高高宽比的科学性和合理性ꎮ

５　做好高层建筑结构参数设计

要根据高层建筑的决策和城市整体环境ꎬ严格选择高层建筑结构参数ꎬ正确理解和准确把握高层建筑结构的相关条款ꎬ重点强调高层建筑结构的刚重比、剪重比ꎬ严格控制结构的轴压比、位移比ꎬ规范周期比、位移角的计算ꎬ使高层建筑结构更加符合规范要求和区域特点ꎬ建立高层建筑结构参数的控制体系和计算系统ꎬ真正优化方案的计算过程和程序分析能力ꎬ得出精３　做好高层建筑材料应用结构设计

材料的应用和设计是高层建筑结构设计工作的关键ꎬ要结合结构特点和户型设计考虑材料应用ꎬ确定垂直方向高层建筑结构受力的特点、构件的分布、材料的使用等相关参数和数值ꎬ以数字化和信息化的方式建立结构性模型ꎮ在材料应用设计中ꎬ立足于地基项目、剪力墙结构、关联层连接等重要部位ꎬ进行受力评估和计算ꎬ确定钢筋、混凝土的受力估值范围ꎬ确定各关键部位和主要结构应用的材料技术参数和型号ꎮ在高层建筑结构材料设计中ꎬ要考量高层建筑结构的特点ꎬ要从结构功能的角度审核材料应用设计的合理性ꎬ将高层建筑结构进行系统化、科学化优化ꎬ以应用材料的规范性设计形成材料设计方案ꎮ在材料应用和设计环节ꎬ必须建立基本技术和参数体系ꎬ指导高层建筑材料的需求、分配等重要工作ꎬ同时结合施工条件、技术种类、材料型号等要素ꎬ进行材料的细节优化和具体调整ꎬ通过规范化的材料设计和应用结构优化ꎬ对高层建筑施工过程、材料处理、技术运用进行整合和优化ꎬ降低结构设计和施工难度ꎬ形成精细化、系统化、科学化的高层建筑结构设计产品ꎮ

４　做好高层建筑结构高宽比设计

把握高层建筑结构高宽比数值范围、确定高宽比参数是结构设计工作的主要内容之一ꎬ在结构设计中ꎬ要将高宽比列为过程性、系统性的中心参数加以强化ꎮ设计人员要根据高层建筑的立项和功能分析ꎬ得到高层建筑结构的初步数据ꎬ建立高层建筑高度与宽度的控制措施ꎬ在设计和加工过程中ꎬ以信息化和数字化的方式形成简便、易操作的高层建筑结构模型ꎬ在此基础上再对高层建筑左右结构、裙带、附属物的高度和宽度进行再设计、再规划ꎬ使两者设计比例以固定的参数和标准进行放大与缩小ꎬ提升建筑结构高宽比的动态调节ꎮ设计人员真正确定高度、宽度的准确数值和比例后ꎬ再对剪力墙结构体系进行调整ꎬ优化建筑框架与剪力墙的关系ꎬ体现高层建筑间结构体系的特点ꎬ以准确、详细、科学地调整和优化高宽比ꎮ高宽比设计要从整体出发ꎬ将优化结构和高宽比控制整合在整体设计中ꎬ在得出复杂高层建筑内部设计结构的前提下ꎬ将高

准而完整的高层建筑结构参数数值ꎬ确保高层建筑结构设计工作整体的经济性和可靠性ꎬ更好地应对可能遇到的各类问题ꎬ在全面控制高层建筑结构工程造价的基础上ꎬ提高高层建筑结构建设效率和质量ꎮ

６　结语

作为现代建筑科技和艺术的代表———高层建筑有着结构设计复杂、理论交叉、创新多样等特点ꎬ高层建筑结构设计工作要把握理论设计、基础设计、材料设计等关键问题ꎬ通过参数、要点的控制形成结构设计工作的基础ꎬ通过结构要点、设计条件等关键要素ꎬ把握高层建筑结构设计工作的关键ꎬ真正将高层建筑设计工作纳入到现代化的科学体系和工作机制中ꎬ提升高层建筑结构设计的合理性、科学性ꎬ设计出高层建筑的精品ꎮ参考文献:

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