APP下载

高层建筑混凝土结构设计的要点与策略

2018-12-06苏瑜

商品与质量 2018年43期
关键词:框架结构剪力墙结构设计

苏瑜

中海文旅设计研究(大连)有限公司 辽宁大连 116000

混凝土结构设计是否科学合理,决定了高层建筑工程项目的整体质量及施工安全,因此有关企业及设计人员应注重并优化高层建筑项目的混凝土结构设计方案,促进建筑产业健康、稳定发展。

1 高层建筑工程项目的混凝土结构设计的要点分析

1.1 混凝土结构的类型

高层建筑工程项目具有安全风险大、施工难度高、工程规模庞大复杂的特点,设计师应结合建筑工程项目的具体情况,分析不同类型混凝土结构设计的优势与特点,选择最佳的结构设计方案。首先是框架结构,顾名思义就是高层建筑的大体框架结构,一般包括建筑物的梁、柱、板设计,其主要适用于高度低于60米的建筑施工;其次,框剪结构,其实就是框架结构与剪力墙结构的组合,主要是为了加强高层建筑工程的承载力,其主要适用于高度低于120米的建筑工程中;最后,筒体结构则是现阶段高层建筑中设计标准最高的一种形式,其承载性能和抗震性能均优于其他几种高层结构形式,尤其适用于超高层(>150m)或者摩天大楼中[1]。

1.2 混凝土结构的造型与布局设计要点

结构设计人员要充分注重概念设计,充分运用自己的建筑设计专业知识,在满足高层建筑结构适用性和美观性的基础上,保证高层建筑工程结构的整体布局和造型,比如模型控制:结构平面宜简单、规则,质量、刚度和承载力分布宜均匀;剪力墙布置时尽量减少暗柱数量;模型计算时考虑混凝土矩形梁转化为T型;模型计算考虑梁柱重叠部分转化为刚域;在截面尺寸的设计上,要保证其合理性、科学性,严格按照国家规定的建筑结构设计规范进行设计。

1.3 混凝土结构的构件截面设计要点

选用合理的构建截面是保证混凝土结构设计安全性的重要保证。楼板厚控制原则:楼板厚度的取值大于等于楼板净跨的1/40,且居住空间现浇楼板设计厚度≥100mm,厨房、卫生间、阳台板≥90mm。局部楼板厚度:坡屋顶采用120厚,平屋顶采用120厚;多、高层地下室顶板厚度取160mm,当为嵌固部位时顶板厚度取180mm。梁配筋控制原则:主梁面筋贯通筋尽量选用小直径钢筋,支座附加,连续梁各跨底筋尽量采用相同直径和不同根数配置,但要满足拉通钢筋的截面面积等构造要求和支座锚固宽度限制。底筋亦应尽量减少钢筋排数。剪力墙配筋控制原则:剪力墙约束边缘构件的设置应对底部加强部位范围内的各层各部位核对轴压比,判定是否需要设置约束边缘构件[2]。

2 高层建筑工程项目的混凝土结构设计的策略建议

2.1 选择强度高的施工材料

施工材料的选择对整体工程的顺利实施起着关键性作用,混凝土、钢筋是高层建筑工程中经常用到的建筑材料,也是其主要建筑材料。高强施工材料的应用可以降低企业施工成本,提高企业效益,同时又可以提升高层建筑工程的抗震能力。首先,要保证高层建筑工程的质量就必须保证建筑材料的用量,高层建筑其质量要求更高,一旦某个环节出现问题,将会对整个工程项目造成严重的影响,所以,在建筑材料的用量上一定要按照国家标准执行。高强施工材料可以有效地缩减构件的尺寸,降低钢筋和混凝土等的用量,缩减施工成本;其次,合理运用钢筋和混凝土等高强原材料,有利于优化建筑构件,减轻建筑结构的整体重量,减轻自重可以减轻相应的地震荷载,从而可以达到提升高层建筑结构安全度的目的[3]。

2.2 不断调整并优化混凝土结构设计的方案

在具体施工过程中,施工单位要根据施工工程的建筑高度以及经济承受能力来选择最佳的混凝土结构设计,以保证工程的顺利进行。合理确定结构形式和基础选型,有利于保证工程质量和工程进度,一旦出现决策失误,半路更改方案会给企业带来巨大的困难,所以施工方一定要根据实际情况做出正确的选择。此外,在方案的选择上可以多方进行讨论,参考不同建议,最后进行方案模拟整合,这样有利于决策的合理性,避免失误。

2.3 降低施工缝的设置数量

通过降低施工缝的设置数量,起到优化混凝土结构承重性能,提高高层建筑工程项目安全性及整体质量的作用。作为设计单位与设计人员应结合工程项目具体情况,树立正确的结构设计意识理念,掌握并科学应用结构设计的专业知识,尽可能避免施工缝在设计方案中的出现,以保证高层建筑工程项目的竖向、横向结构规则、受力均匀,一方面提升高层建筑工程的结构稳定性及耐久性,另一方面确保高层建筑项目的设计合理、造型美观[4]。

2.4 剪力墙的优化设计

在高层建筑工程项目剪力墙设计过程中,设计师首先应确保高层建筑内部框架结构的均衡、平整,假设内部框架结构的形状在受力后变形,则需要重新设置剪力墙结构,根据情况相应提高剪力墙结构的耐久性和承重性。设计师还应当注重提高剪力墙结构的抗震性能,避免使用单向的剪力墙结构设计方法,采用双向、沿结构主轴的剪力墙设计方案[5]。

3 结语

综上所述,随着全球市场经济的蓬勃快速发展,城市现代化建设的步伐加快,各地的高层建筑工程项目数量越来越多,作为有关设计单位及其设计人员应树立科学的设计理念,坚持人性化的设计原则,从实践中总结经验,发现混凝土结构设计的不足与问题,提出优化、改进高层建筑工程项目混凝土结构设计的策略建议,促进建筑产业持续发展。

猜你喜欢

框架结构剪力墙结构设计
高层建筑结构设计中框架结构问题和对策
超限高层建筑结构设计与优化思考
人防结构设计疏漏的思考
混凝土框架结构抗震加固方法简述
结构设计优化在房屋建筑结构设计中的应用
民用建筑结构设计中短肢剪力墙技术应用
剪力墙结构设计应用浅析
高层建筑结构设计分析探讨
建筑结构设计中框架结构设计的应用
非加劲钢板剪力墙显著屈服位移角的研究