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高层建筑的结构设计特点及基础结构设计分析

齐慧颖

黑龙江四方建设工程设计院

摘要: 近年来,我国建筑行业发展速度非常迅猛,建筑物的规模越来越大,有效地解决了当前土地紧缺的问题,但是随着建筑规模的不断增大,建筑的结构设计难度也在不断地增加,为了有效提升我国高层建筑的建设水平,必须要做好结构设计工作,根据高层建筑的结构特点以及基础结构要求进行相应的设计分析是非常有必要的。基于此,文章将针对高层建筑的结构设计特点和基础结构设计要求展开讨论,仅供参考。
关键词: 高层建筑;结构设计特点;基础结构设计
DOI:10.12721/ccn.2022.157150
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引言

当前,我国社会经济增长速度不断加快,有效地促进了社会的发展,城市化发展进程逐渐深入,城市中的高层建筑物数量越来越多,有效地促进了我国建筑行业的发展。但是随着高层建筑数量的逐渐增多,建设过程中出现的问题也明显增加,这主要是因为高层建筑的结构设计比较特殊,是整个建筑工程项目当中的主要环节,再加上高层建筑物的规模大,涉及到很多综合性强的复杂工作,所以一旦某一环节出现问题,就很容易导致高层建筑的整体质量受到影响。因此,为了有效保障高层建筑物的整体质量,我们必须要做好高层建筑结构设计工作。根据其特点入手,严格控制好高层建筑基础结构的设计方案,这样才能保证高层建筑物的施工质量,为我国建筑行业更好发展作出相应贡献。

1.高层建筑结构设计特点概述

进入现代社会之后,高层建筑物数量越来越多,是建筑行业未来发展的主要方向。为了保证高层建筑物的施工质量和安全。我们必须要做好高层建筑结构设计的优化工作。这是一切施工质量保证和安全保障的重要前提,只有确保高层建筑结构设计足够合理和科学,才能使后续的施工环节开展更加顺利,所以在进行高层建筑物施工时,相关工作人员必须要对高层建筑的结构设计特点进行充分的把握,具体高层建筑结构设计的特点有以下几方面:

(1)专业性强

高层建筑结构设计具有专业性强的特点,涉及到非常多的工作内容。当前,高层建筑物数量逐渐增多,所出现的结构设计和施工质量问题也越来越多,使得人民群众的生命安全受到威胁,对于社会的和谐发展也有着不利影响,这主要是因为高层建筑设计的难度和复杂程度更高。因此,我们在对高层建筑结构进行设计时,必须要考虑多方面的因素,做好相应的结构优化工作,才能切实保障高层建筑物建设的稳定性和安全性[1]

(2)控制建筑自重

由于高层建筑物的规模大,所以其自身重量比较庞大,在进行高层建筑结构设计时非常重要的一项工作,就是对建筑物主体的自重进行严格控制[2]。因为建筑物主体的自重会对建筑物整体的稳定性和使用性能产生影响,并且高层建筑物普遍存在自重大的特点,而且自身结果非常复杂,所以设计人员在对高层建筑进行结构设计时,必须要从多方面对其影响因素加以考虑,根据高层建筑物建设的具体要求编制合理的受力方案,并且选择最优的建筑材料,这样才能够更严格地对建筑物的自重进行控制,保证高层建筑物整体的稳定性和安全性符合建设标准[3]

(3)抗震性要求高

近年来,我国地震灾害问题频繁出现,使得很多建筑物坍塌,造成了巨大的经济损失,并且影响了社会的稳定发展。其中受到地震灾害影响比较严重的就是高层建筑,因为高层建筑拥有自重大、结构复杂的特点,在抗震方面存在一定的弱点,从而一旦出现地震灾害时将会出现较大的事故。因此,在进行高层建筑结构设计时,必须要按照高层建筑的抗震要求对其进行结构的设计优化工作,可以借助各种技术手段,从多方面对高层建筑物整体的抗震性能加以提升,从而确保高层建筑物可以安全稳定的运行[4]

(4)严控地基承载力

出现地震灾害问题时,对高层建筑物来说,受影响最大的部分就是地基基础。通常情况下,高层建筑物所在的地基基础环境比较复杂,常见的是淤泥泥土、冻土等,这样的环境会在一定程度上影响高层建筑物的稳定性和可靠性,所以在高层建筑结构设计时,需要对地基承载力进行重点考虑,这是保证地基稳定性的关键设计点[5]。因此,在高层建筑结构设计中,应结合高层建筑建设的具体要求来优化地基承载力的设计。同时,考虑到高层建筑的地基基础会受到施工、地质条件等因素的影响,这就要求不断提高高层建筑地基基础的承载力,才能承受整个建筑物的自重。

2.高层建筑基础结构设计分析

2.1优化重力荷载的传递路径

在高层建筑结构设计过程中,应重视重力荷载传递路径的优化,明确高层建筑重力荷载传递路径对楼板设置、结构体系、施工方案的具体影响,进而以此来优化基础结构设计。首先,高层建筑楼板设置方案设计应综合考虑建筑实际情况、建筑内部装饰情况、设备分布情况等,然后结合考察结果来优化布置,确保其合理性和科学性。其次,在高层建筑重力荷载传递上,考虑高层建筑施工周期和成本等因素,可选择楼板+钢架梁相结合方式。最后,高层建筑中转换层主要有梁式、斜柱转换式等多种形式,意味着设计人员在高层建筑基础结构设计时,若遇到多种类型的荷载转换路径,则要利用计算机软件来进行仿真模拟,真实掌握各类荷载转换路径的具体情况,进而以此为依据来进行优化设计,确保高层建筑物重力荷载的传递路径科学合理。

2.2沉降缝设计

在高层建筑基础结构设计中,会设置一个垂直的缝隙,将高层建筑物划分为多个独立的单元。但是在高层建筑中,沉降缝的设计无法出良好的效果。原因在于高层建筑结构压力让地基结构设计变得十分复杂,而沉降缝的设计往往会影响高层建筑地下室土层的嵌固作用,从而对高层建筑整体的稳定性产生负面影响。因此,对于高层建筑基础结构设计而言,应尽量规避沉降缝的布置,可选择强化地基处理来有效解决高层建筑沉降问题,以此保证高层建筑整体的稳定性和可靠性。

2.3减震和隔震措施

在高层建筑基础结构设计中,减震措施和隔震措施至关重要,且直接影响高层建筑的安全性和可靠性。首先,所谓“减震措施”,指的是借助建筑物意外的部件来增加阻尼,以此让地震能量在传递过程中逐渐被消耗掉,进而规避地震对高层建筑的危害,确保高层建筑安全运行。减震消能部件的设置,往往选择高层建筑变形较大的部位。只有这样,才能保证减震措施发挥出最大效能,以此来保证高层建筑的稳定性和可靠性。同时,减震措施应用通常要在高层建筑施工竣工之前完成,且要有效利用建筑物外部环境、优化布置消耗不近啊等,才能有效增加高层建筑主轴方向的阻尼和刚度,以此来大幅度提高地震能量的消减效果。

3.结语

综上,我国高层建筑项目施工量随城市化进程而增多,施工难度系数也随之增加。因此,相关结构设计人员应加强学习来不断学习先进的设计理念,明确结构设计要点,并持有严谨态度来进行结构设计,才能设计出一个科学合理的结构方案,以此保证高层建筑整体的安全性和稳定性。

参考文献

[1]崔敬全.高层建筑的结构设计特点及基础结构设计[J].建筑工程技术与设计,2018,(32):1052.

[2]刘倩倩.高层建筑的结构设计特点及基础结构设计[J].建材与装饰,2018,(40):88-89. 

[3]李伟.浅谈高层建筑的结构设计特点及基础结构设计[J].建筑·建材·装饰,2018,(14):219. 

[4]芮旱雨.高层建筑的结构设计特点及基础结构设计[J].建筑工程技术与设计,2015,(35):508-508. 

[5]段珊珊.高层建筑的结构设计特点及基础结构设计[J].建筑工程技术与设计,2015,(33):289.