建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用中常見(jiàn)的問(wèn)題及對(duì)策

黑龍江寒地地基基礎(chǔ)工程有限責(zé)任公司 黑龍江 哈爾濱 150000

前言

高層建筑為提高城市的空間利用率做出了有效貢獻(xiàn),可一般建筑高度越高,施工難度越大,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮的問(wèn)題也越多。因此,設(shè)計(jì)者們需不斷提高自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平,以保障高層建筑物的性能、功能與質(zhì)量。而如何在設(shè)計(jì)階段保證建筑的安全可靠性是設(shè)計(jì)者們需要共同克服的難題。這就需要相關(guān)從業(yè)人員對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題進(jìn)行分析與探討,制定出合理、可行的對(duì)策。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)超高問(wèn)題 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,設(shè)計(jì)人員有可能會(huì)忽視建筑物的超高問(wèn)題。在任何情況下,建設(shè)高層建筑物時(shí)都有一定的抗震能力要求,所以建筑超高建設(shè)不僅會(huì)影響建筑物的整體安全穩(wěn)定性,而且將直接降低建筑物的抗震能力。在我國(guó)的一些地區(qū),洪澇、泥石流、地震等自然災(zāi)害時(shí)有發(fā)生,這就更加要求設(shè)計(jì)者們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格控制建筑物高度,并想方設(shè)法提升建筑物的抗震、防風(fēng)與消防性能。在實(shí)際操作下,不同建筑的實(shí)際建設(shè)高度對(duì)于設(shè)計(jì)時(shí)的規(guī)范以及建筑物的施工質(zhì)量有著不同的要求。一般,建筑物實(shí)際建設(shè)高度越高,要求的設(shè)計(jì)規(guī)范與施工質(zhì)量也越嚴(yán)格。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成之后,設(shè)計(jì)工作者們還要對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行嚴(yán)格審核,遵循現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范,避免建筑物存在安全隱患,保證公民的人身財(cái)產(chǎn)安全。

1.2 嵌固端與基礎(chǔ)埋深問(wèn)題 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,嵌固端的設(shè)置不合理問(wèn)題亟需解決。與此同時(shí),建筑物的基礎(chǔ)埋深問(wèn)題也不容忽視,此二者間有著密不可分的聯(lián)系。嵌固端多設(shè)置在建筑物的地下層部分,如果設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)嵌固端的位置選擇不合理、參數(shù)計(jì)算不合理等問(wèn)題,不僅會(huì)減弱嵌固端之間的協(xié)調(diào)性與實(shí)際運(yùn)用效果,還會(huì)影響建筑物的整體穩(wěn)定性,不利于滿(mǎn)足建筑物的抗震性能。而要設(shè)置合理的嵌固端,需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)建筑物的實(shí)地建設(shè)特點(diǎn)以及建筑物的所在地理環(huán)境做統(tǒng)籌分析,由此對(duì)嵌固端進(jìn)行正確選取與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),發(fā)揮其應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益。同理,高層建筑的基礎(chǔ)埋置深度不合格,就不能保障建筑物的整體抗滑效果,還會(huì)導(dǎo)致建筑物抗震能力減小。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行埋深大小的選擇時(shí)也需有著極大考究。

1.3 設(shè)計(jì)及施工帶來(lái)的垂直載荷問(wèn)題 高層建筑在建設(shè)時(shí)將受到多方面荷載的影響,而作為高層建筑所承受的最基本載荷,垂直載荷,直接影響到建筑物的質(zhì)量、剛度及其整體穩(wěn)定性。在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段,設(shè)計(jì)人員必須對(duì)垂直載荷帶來(lái)的問(wèn)題予以高度重視,如若重視程度不夠,就可能會(huì)為高層建筑的承重構(gòu)件帶來(lái)?yè)p傷,影響建筑物的整體安全,埋下安全使用隱患。我們知道,建筑實(shí)際建設(shè)高度越高,要求建筑材料的質(zhì)量一般也越高,在這一條件下,建筑物的荷載將隨著建筑高度的增加而增加。不僅如此,高層建筑在建設(shè)過(guò)程中,其不同樓層將會(huì)有許多成噸的機(jī)施工儀器同時(shí)作業(yè),這又會(huì)造成高層建筑的垂直荷載變大。所以,設(shè)計(jì)者們既要考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)建筑物高度帶來(lái)的垂直載荷問(wèn)題,又要考慮施工過(guò)程中施工儀器帶來(lái)的垂直荷載影響。由此,設(shè)計(jì)人員需精確計(jì)算相關(guān)參數(shù),并采用合理有效的手段增強(qiáng)建筑物的單層承受力。必要時(shí)還可對(duì)建筑物進(jìn)行模擬受力測(cè)試,以確保建筑物的安全與穩(wěn)定。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題的解決對(duì)策

2.1 科學(xué)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 我國(guó)的建筑物規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不僅規(guī)定了高層建筑的單層數(shù)量,而且對(duì)于建筑物的剛度大小、結(jié)構(gòu)尺寸等都有嚴(yán)格規(guī)定,這為我國(guó)的高層建筑從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)到具體施工過(guò)程都提供了有效的安全保障。而在對(duì)建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是科學(xué)合理地選擇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,并對(duì)其進(jìn)行最優(yōu)化。為科學(xué)合理的選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)人員可以在對(duì)高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前,從建筑物的所在地理環(huán)境等方面進(jìn)行詳細(xì)考察,全面了解影響建筑物的各種因素,應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)計(jì)算建筑物的配筋率、可接受的實(shí)際承載力等參數(shù),設(shè)計(jì)出既科學(xué)又合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中,設(shè)計(jì)人員可考慮采用彈性樓板計(jì)算方式對(duì)建筑物單層截面受剪承載力進(jìn)行計(jì)算,或采用雙層雙向配筋方式提高樓層配筋率以增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)延性,以提升建筑物整體的抗震能力,從而作出最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,有效解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一系列問(wèn)題。

2.2 準(zhǔn)確計(jì)算與應(yīng)用簡(jiǎn)圖 影響高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要素非常多,并且設(shè)計(jì)參數(shù)復(fù)雜。在對(duì)高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),需要嚴(yán)格控制建筑物的抗震與荷載承受力等參數(shù),并不可避免的需要考慮配筋率、構(gòu)件尺寸、材料用量等問(wèn)題,這些問(wèn)題需要設(shè)計(jì)人員全面考慮。簡(jiǎn)圖計(jì)算作為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要依據(jù),其使用頻率較高,一般可圍繞建筑的抗震載荷能力、穩(wěn)定性以及安全性進(jìn)行計(jì)算。選擇相關(guān)的計(jì)算模型,按照結(jié)構(gòu)力學(xué)對(duì)相關(guān)構(gòu)件進(jìn)行簡(jiǎn)化,用定量數(shù)據(jù)來(lái)描述構(gòu)件的受力情況,反應(yīng)構(gòu)件穩(wěn)定狀況。這要求計(jì)算人員具備優(yōu)秀且全面的專(zhuān)業(yè)知識(shí),對(duì)復(fù)雜的計(jì)算工程簡(jiǎn)圖進(jìn)行正確使用。依照計(jì)算誤差合理原則,設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段應(yīng)對(duì)簡(jiǎn)圖進(jìn)行合理運(yùn)用,全方位考究影響建筑結(jié)構(gòu)的因素,適宜選擇計(jì)算軟件,以提高計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性,避免參數(shù)方面失誤,高效完成工作。

2.3 做好對(duì)建筑抗震載荷能力的嚴(yán)格把控 高層建筑在建設(shè)過(guò)程中會(huì)承受不同荷載,而不同荷載對(duì)其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響不同,設(shè)計(jì)人員可在實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)造價(jià)最佳性?xún)r(jià)比的條件下,選擇最優(yōu)方案。設(shè)計(jì)人員可以使用輕質(zhì)高強(qiáng)度材料減輕建筑物結(jié)構(gòu)自重,防止建筑框架壓力變形,減輕單層荷載,提升建筑的整體穩(wěn)定性。對(duì)于提升建筑物的抗震能力,設(shè)計(jì)者們可以考慮在建筑物所能承受的最大荷載基礎(chǔ)上,降低建材剛度,使建筑共振幅度降低,增強(qiáng)建筑物的抗震能力。另外,在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員還需詳細(xì)計(jì)算建筑構(gòu)件的承載力、剛度結(jié)構(gòu)等,并充分考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形能力與它們之間的平衡點(diǎn)。為做好地震防護(hù),設(shè)計(jì)人員必須了解不同地區(qū)的環(huán)境參數(shù)與地震水準(zhǔn),遵循科學(xué)化原則,對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行反復(fù)論證,從而確保建筑物具有較強(qiáng)的抗震載荷能力。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,高層建筑在現(xiàn)階段社會(huì)的建設(shè)范圍越來(lái)越廣,但其在設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中仍存在較大問(wèn)題,若建筑質(zhì)量不合格,將會(huì)直接影響到建筑物的整體穩(wěn)定性。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,設(shè)計(jì)人員必須詳細(xì)計(jì)算各項(xiàng)基本參數(shù),有效運(yùn)用計(jì)算簡(jiǎn)圖,在保障建筑物整體安全性與公民人身財(cái)產(chǎn)安全的基礎(chǔ)上,提升建筑物的整體利用價(jià)值。