《高层建筑结构设计要点分析》
该文是建筑和高层建筑类有关本科论文怎么写跟结构设计方面毕业论文提纲范文.
摘 要：高層建筑物的出现,极大地改善了城市人群的居住环境,也有效地丰富了城市建筑物的类型.在高层建筑结构设计的过程中,不仅要满足建筑物本身的各种特性,还要结合具体的使用目的、环境安全进行专业有效的设计,并对结构内部的各个要点进行可靠设计,以最大化地满足高层建筑的优势发挥.
关键词：高层建筑;结构设计;要点
一 高层建筑结构设计中存在的问题
(一)设计中计算简图使用问题
在高层建筑进行结构设计的过程中,存在着计算简图不准确的现象.高层建筑的建筑高度很高,相比多层建筑需要进行更严格的设计与计算,结构本身需要承受更多的荷载,但是在部分高层建筑物的结构设计过程中,对建筑物承受的外力计算不准确,不能合理地将各种外力影响因素进行分析、计算,计算简图与实际建筑物的结构体系有偏差,造成整体建筑物的结构计算结果有误,影响高层建筑物的施工和使用安全.
(二)设计中嵌固端位置选取问题
在高层建筑物的设计过程中,嵌固端位置的选取问题,影响了设计的合理性和安全性.嵌固端位置的选取对整个高层建筑物的结构设计非常重要,在某些设计中,简单地默认地下室顶板为建筑的嵌固端,这样的设计很不合理,是当前结构设计中的主要问题.另外,并没有对地下室顶板的刚度进行精确的计算,如存在楼板开大洞的情况,造成地下室顶板刚度损失过大,使顶板作为嵌固端的条件不足,很可能造成结构安全隐患.
二 高层建筑结构设计要点的对策分析
(一)对计算简图合理使用
在高层建筑结构设计过程中,要善于合理地应用计算简图.计算简图指用一个简化的图形代替实际结构,反映实际结构的主要性能.
高层建筑结构体系比较复杂,很难凭空想象结构的受力、传力模式,而如果能熟练地使用计算简图,就能在设计之初,对整体结构有相对明确的把控,对下一步精细设计进行完善的准备,虽然是计算简图,但是各种设计的要素和重点应全部涵盖,要保证从实际出发,真正地适用于该结构,以便于后期更好地进行对比和计算.
另外,在计算过程中,要对各种影响计算结果的因素进行分析,对这些影响因素可能产生的影响进行预测和计算,尽可能地准确,保证将影响因素的作用降到最低,发挥出计算简图的作用.
(二)对嵌固端进行合理设计
嵌固端就是预期塑性铰出现的部位,嵌固部位应能限制结构上部构件在水平方向的平动位移和转角位移,并将上部结构的剪力全部传递给下部结构.因此在选择嵌固端时通过对结构刚度和承载力的调整,使塑性铰出现在设计预选的位置.对于把地下室顶板作为结构嵌固端,首先,地下室的顶板标高与室外的实际地面高差,一般情况下不能高于地下1层高度的1/3.
其次,地下室顶板采用现浇梁板结构,不能开设大面积孔洞,使楼板刚度满足设计的要求.要保证整个结构的承载力能够得到顺利的传递,在实际施工过程中,地下室顶板的厚度要在180 mm以上,混凝土的等级也要在C30以上,配筋率不小于0.25%才符合结构规范要求.如地下室顶板不能满足成为嵌固端的相关要求时,应将嵌固端移至结构的最底部,即地下室底板.对于不带地下室的结构,地震作用下结构塑性铰一般出现在结构最底部,基础面作为结构嵌固端.
(三)对结构扭转进行合理设计
1.结构抗侧力合理布置
在高层建筑结构设计的过程中,要依照均匀、分散、对称的原则进行设计,尤其是在进行结构扭转设计的过程中,更要注意严谨遵循这些原则.在设计过程中,为了更好地控制结构扭转的现象,要对结构的质量中心和刚度中心之间的距离进行必要的控制,如果两者之间的距离太大,则会出现高层建筑整体抗侧力分配不均匀的问题,一旦出现如地震、强风等影响,会造成高层建筑整体扭曲的现象.
2.平面刚度均匀性增强
在高层建筑结构设计过程中,要对平面的刚度均匀性进行有效的增强,使其更好地保证设计的合理和稳定.平面刚度的设计在整个结构设计中发挥着降低扭转破坏程度的作用,如结构平面刚度分布不均,在结构发生扭转时,抗侧刚度弱的一侧就会出现很大位移,导致结构发生扭转破坏,因此在设计过程中,要在合理的位置设置剪力墙.在剪力墙的设置过程中,要综合分析整体建筑高层的情况,进行对称、合理的布置,以最大限度地减小扭曲发生的程度,保证整个建筑平面刚度均匀性,发挥出最佳的设计效果.
3.抗扭刚度结构性增强
在高层建筑结构设计过程中,为最大地减少扭转发生的不利影响作用,结构的侧向刚度应均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度应自上而下逐渐增强,且应避免抗侧力构件的侧向刚度和承载力突变.一般情况下,增加刚度有2种途径,第一种,对抗侧力的刚度的提升,第二种,对剪力墙进行刚度的提升.其中,在进行剪力墙刚度提升的过程中,大多数设计会使用以下几种方法.
（1）在设计过程中,对整个高层建筑的四周进行刚度的保障,并在四周设置L形剪力墙的设计,保证四周的稳定.
（2）对剪力墙的厚度进行必要的提高,提升剪力墙的刚度.
（3）增加剪力墙梁的高度,在增加的过程中,巧妙地使用楼层中窗下的位置,进行连梁的设计,能有效提升整个结构的抗扭刚度.
(四)对结构抗震进行合理设计
1.合理选择建筑位置
要注意对建筑物的建筑位置进行合理的设计.首先,要对建筑物所在城市的地震情况进行详细的了解,对地震带的分布进行必要的勘测,在选择建设高层建筑的过程中,不能将高层建筑物设计在地震断裂带的位置,这样会增大高层建筑物的安全风险.要选择在相对稳定,且地震影响较小的位置进行高层建筑物的设计.其次,要对高层建筑物的具体设计区域进行地质勘测,由于高层建筑物在长期的使用过程中,会对地层产生一定的沉降问题,要选择有资质的专业地勘单位对土层情况进行检测,避免高层建筑在后期的施工和使用过程中,出现大面积不均匀沉降现象,影响整个结构的安全和稳定,也限制了抗震结构的合理设计.
2.结构形式的选择
不同的结构形式直接影响建筑的抗震性能.高层建筑常用的结构形式包括框架剪力墙结构、筒中筒结构、剪力墙结构、钢框架结构等.根据建筑高度、平面布局、设防烈度等因素选择合理的结构形式,尽可能地将抗震设计融合在整体设计中的每一个环节,才能使整个结构设计既安全又经济.
三 结束语
以上就是对高层建筑结构设计中存在问题的分析,高层建筑结构设计涉及的方面很多,存在的问题也很多,随着社会的进步和建筑技术的不断发展,高层建筑也越来越多,希望本文能对高层建筑结构设计提供一定帮助.
参考文献：
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本文总结：上文是一篇关于建筑和高层建筑方面的大学硕士和本科毕业论文,可作为结构设计论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
建筑和高层建筑引用文献:
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