【摘要】經(jīng)濟(jì)不但在很大程度上促進(jìn)了城市化發(fā)展,還促進(jìn)人民生活水平的提高,并且隨著人口的增加高層建筑數(shù)量也在不斷增加,使人們對居住的環(huán)境要求提高,不但要求居住環(huán)境舒適,還要求居住環(huán)境具有較強(qiáng)的抗震性能、較長的使用壽命和較強(qiáng)的穩(wěn)定等,使高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計要求越來越高;诖耍疚闹饕獙Ω邔咏ㄖ摻罨炷两Y(jié)構(gòu)分析與設(shè)計要點進(jìn)行了簡要的分析,希望可以為相關(guān)的工作人員提供一定的參考。
【關(guān)鍵詞】高層建筑;鋼筋混凝土;結(jié)構(gòu)分析;設(shè)計要點
一、高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分析
(一)結(jié)構(gòu)高度的控制
超高情況在高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)的頻率是非常的高,如果出現(xiàn)此情況將會減少其自身的抗震性能,同時如果建筑的高度存在差異,在進(jìn)行設(shè)計的過程中,必須根據(jù)其具體情形完成內(nèi)容設(shè)計,所以,若其高度發(fā)生改變,那設(shè)計就必須重新完成。高層建筑的桿件聯(lián)系形式屬于串聯(lián)方式,因此,高層建筑的位移隨著層數(shù)的增加而逐漸增大,這樣的結(jié)構(gòu)形式極大影響了較高樓層房屋的結(jié)構(gòu)耐久性,也在一定程度上削弱了其抗震能力,對高層建筑的層數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂剖欠浅1匾摹τ诎l(fā)生超高現(xiàn)象的高層建筑,在保證其容積率和綠化率的情況下,應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加大其單層建筑面積以減少建筑的層數(shù)。
(二)結(jié)構(gòu)體系的選擇
現(xiàn)階段,隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升,高層建筑的結(jié)構(gòu)外形也得到了一定的變化,不在拘泥傳統(tǒng)外形,其要求相對沒有那么復(fù)雜。在符合其強(qiáng)度以及穩(wěn)定性的基礎(chǔ)下,不斷的將其外表以及內(nèi)部二者共同優(yōu)化,將進(jìn)一步提升設(shè)計方案的實施水平。同時可以進(jìn)一步提升高層建筑的整體質(zhì)量。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
(一)抗震設(shè)計
(1)在設(shè)計高層建筑時,應(yīng)盡量減少其振型個數(shù),由于振型的個數(shù)與樓層的層數(shù)呈正比,因此,高層建筑應(yīng)盡量控制其層數(shù),層數(shù)越高,其位移越大,抗震性能越弱。(2)在室內(nèi)布置鋼筋混凝土剪力墻,使每一層都可以被簡化為一個剛體,增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。(3)長度過大的建筑單體應(yīng)考慮在建筑單體的某一位置將建筑截斷,建筑與建筑之間不可以連接為一個完整的整體,這樣做主要是為了避免建筑受到結(jié)構(gòu)損害時造成危害更大的連續(xù)倒塌事故,抗震設(shè)計要秉承“小震不壞、中震可修、大震不倒”的原則。
(二)耐久設(shè)計
在高層建筑建設(shè)過程中,盡量減少施工難點的產(chǎn)生,在結(jié)構(gòu)設(shè)計條件允許的情況下,適當(dāng)?shù)氖褂娩摻钣昧枯^少的高強(qiáng)混凝土材料,該混凝土結(jié)構(gòu)不僅在力學(xué)性能上與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相似,而且由于其抗壓強(qiáng)度比傳統(tǒng)混凝土材料要大很多,所以抵御沖擊荷載和凍融循環(huán)的能力有所加強(qiáng),從而加強(qiáng)了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。高層建筑的耐久性材料不光要考慮其各項指標(biāo)知否能夠達(dá)到設(shè)計要求的耐久性要求,更要考慮材料的重量和成本等其他因素。建筑周圍環(huán)境是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性及穩(wěn)定的重要因素,所以進(jìn)行設(shè)計時要根據(jù)建筑周圍實際環(huán)境,進(jìn)行鋼筋混凝土材料選擇及材料性能控制,盡可能按照高層建筑施工要求進(jìn)行設(shè)計,以延長高層建筑的使用壽命和提高其耐久性。
(三)地下設(shè)計
任何好的建筑物都離不開好的地基,而好的地基則由地下結(jié)構(gòu)決定。鋼筋混凝土基礎(chǔ)同樣是構(gòu)建地下結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵,對整個高層建筑的穩(wěn)定性及抗震性能都起著決定性作用,所以必須對地下部分的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計。目前,我國的高層建筑多采用箱型基礎(chǔ),其選擇的用意是箱型基礎(chǔ)能夠有效的增大基礎(chǔ)與地基之間的接觸面積,單位面積的地基上作用的承載力較為均勻,可以保證地基的均勻下沉,箱型基礎(chǔ)可以有效的將地下工程結(jié)合為一個整體,并且箱型基礎(chǔ)的凈高較大,可以用作地下停車場,使開發(fā)商的銷售工作更易進(jìn)行。在地下停車場的設(shè)計過程中,箱型基礎(chǔ)內(nèi)部的立柱個數(shù)應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際的行車需求相應(yīng)減少,因此,地下結(jié)構(gòu)采用長寬比較小的大尺寸預(yù)應(yīng)力混凝土梁承受上部建筑柱體的集中荷載,從而用該梁代替被撤除的支撐立柱,拓寬行車的通道。地下結(jié)構(gòu)同時也應(yīng)當(dāng)考慮到防水層的設(shè)計,以地下結(jié)構(gòu)主體為核心,在其外部建立一個整體防水層,保證地下結(jié)構(gòu)不受地下土層內(nèi)水滲透的影響和侵蝕。
(四)剪力墻設(shè)計
剪力墻作為建筑內(nèi)部布置的有效抗剪構(gòu)件,既方便又安全。其主要的作用是降低單層樓體的柔度,使房屋的墻體由彈性砌體變?yōu)閯倧椥云鲶w,加強(qiáng)房屋抵御風(fēng)荷載的作用,減小單層樓體因風(fēng)荷載作用而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)偏移。剪力墻在設(shè)計時要充分考慮到居民的宜居問題,剪力墻多布置在室內(nèi)管線較為密集的部位,在設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮到管線布置通道的預(yù)留和供管線穿墻而過的混凝土保護(hù)層厚度的預(yù)留值,同時也要考慮到居民擅自破壞部分混凝土保護(hù)層后,保證剪力墻亦能夠繼續(xù)正常工作的問題。
總而言之,高層建筑項目施工離不開鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計也直接影響著高層建筑的抗震性能、穩(wěn)定性、耐久性、使用壽命和穩(wěn)定性,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與高層建筑是部分與整體的關(guān)系,兩者在實現(xiàn)過程中是相互影響和相符關(guān)聯(lián)的關(guān)系。所以要通過合理設(shè)計鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)高層建筑抗震性能、穩(wěn)定性及可靠性的提高。
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