鋼筋混凝土高層結構設計研究
時間:2022-05-30 03:44:36
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【摘要】社會的進一步發展,促使現階段的建筑行業不斷完善,當下建筑在施工過程中,不僅要保證施工效率,還要保證工程質量,結構穩定就是必須考慮的問題之一。基于此,本文立足于建筑行業角度,分析了鋼筋混凝土高層結構設計常見的問題,并結合相應問題提出了解決方法,希望本文內容的論述可以促進我國建筑行業進一步發展。
【關鍵詞】結構體系;BIM;地基
引言
鋼筋混凝土結構相比于傳統建筑結構而言,具有結構穩定、施工簡便等優點,尤其是在現階段的高層建筑中,此種類型的結構一直被作為主體結構。但是就目前建設情況而言,該類結構在應用過程中,仍然存在結構設計不合理等問題,會直接影響建筑質量。因此,對鋼筋混凝土高層結構設計的常見問題與處理研究有鮮明現實意義。
1鋼筋混凝土高層結構設計常見問題
1.1結構體系不合理結構體系不合理是現階段結構設計中較為常見的問題之一,產生原因大多數是因為設計方案的審計不到位,方案沒有結合工程情況進行考慮,并且在結構設計完成之后,大多數設計人員以及相關的管理人員都是根據經驗進行判斷,不會應用信息技術以及計算機等技術進行模擬分析。此種情況下,結構體系不合理則成為一種必然現象。
1.2地基與基礎設計不科學地基是建筑的基礎所在,如果地基以及基礎設計不科學鋼筋混凝土高層結構就無法被實現,該方面常見的問題有以下幾種:①基礎類型選擇不當,導致建筑物出現不均勻沉降甚至傾斜。②天然基礎設計不合理,地基的斜面坡坡度較大,會降低地基混凝土的振搗質量,影響地基結構的穩定性。③地下室底板配筋不合理,如果地下室底板配筋不合理,高層建筑結構很容易出現失穩現象,增加建筑物的不均勻沉降量。④設計人員沒有考慮到地下水對地基與基礎的影響,如果地下水位比較高,會影響地基與基礎結構的耐久性和穩定性。
1.3上部結構設計存在缺陷上部結構設計可以說是工程結構設計中一個重要的組成部分,其在實際設計中應該從施工內容等多個方面進行考慮,但是就目前的設計情況而言,上部結構設計并不規范,沒有做到精細化處理,并且對于上部設計的審計也沒有做好完善。需要注意,如果上部結構所具有的剪力墻設置不合理,往往會出結構內部應力集中問題,這樣在發生地震等自然在災害時,建筑因為不具備抵抗能力從而發生坍塌。
2鋼筋混凝土高層結構設計常見問題對策
2.1科學設計結構體系針對鋼筋混凝土高層結構設計不科學的問題,應該從設計基礎進行考慮,立足于新時代背景下,信息技術以及計算機技術的應用越發廣泛,越來越多的尖端技術可以被應用在建筑設計中并發揮重要作用。例如現階段的BIM技術,就可以在設計階段,為施工設計構建一個仿真模型,這樣在設計之出就可以檢查出設計方案的問題,從根本上解決鋼筋混凝土高層結構質量問題,從而讓該種類型的結構可以在實際應用過程中發揮重要的作用。對于設計人員而言,在實際設計過程中,應該做好方案審計工作,反復對方案進行檢查和審核保證結構設計方案的合理性。首先,當結構設計方案完成之后,需要設計人員進行初步審核。對設計方案中應用到的材料,結構框架等合理進行分析,對照公司規定以及國家規定建筑內容,仔細的進行核對,發現問題之后需要及時進行改正,改正后需要設計人員再次進行檢查,直到方案沒有漏洞。其次,當設計人員檢查完成之后,需要工程整體設計部門進行審核,這部分審核需要設計部門所有人員進行開會研討,并從多個角度進行分析,借助BIM技術對結構設計方案進行模擬,從基本內容以及模型當中進行全面分析,對不合理以及常見問題進行改正,反復幾次進行優化,最終方案需要經過設計部門全體人員同意。最后,還應該和施工部門的負責人以及技術人員進行研討,因為施工人員長年奮斗在生產第一線,所以具有的經驗更加豐富,對于設計方案中出現的問題,以及方案合理性可以做出明確的判斷,所以這類工作人員的意見也十分重要。當施工技術人員提出意見之后,設計方案需要返還到設計部門進行分析,定稿之后需要由設計人員簽字以及設計部門主管人員簽字。通過以上多次對比以及反復研究,結構設計方案可以具有科學性、合理性,不僅保證整體結構的穩定性,還可以增加建筑主體的抗震性能。多次的方案審核,已經將方案設計進行了最優化處理,這樣施工過程中的材料使用更加合理,進一步降低了施工過程中的浪費問題,提升了企業的經濟效益。
2.2合理設計地基與基礎結構設計方案完成之后,就需要進行施工建造,因為建筑施工內容較為復,并且施工周期較長,所以會因為受到外界環境因素的影響,從而降低結構穩定性。立足于工程建筑整體而言,地基的選擇和設計是建筑的基本所在,會直接影響到結構穩定性。對于地基的設計以及選擇應該從施工場地的地理環境入手,合理的分析地質條件,并且應該更具地質條件進行合理的基礎方案設計。例如,對于地質條件較好的土地而言,可以采用天然地質條件作為地基主體,然后在其中加入局部筏板以及防水板即可。在地基的設計過程中,為了保證可以承載高層建筑整體重量,需要對基礎拉梁結構進行綜合考慮,保證此結構的穩定性至關重要,可以采用增大基礎配筋的范式,來提升拉梁結構穩定性,從而保證整個地基結構的穩定性[1]。就現階段高層建筑而言,其在實際施工過程中,往往需要建立地下室,而在設計以及施工過程中,為了保證地下室不會發生坍塌以及大面積裂縫,可以在建筑不同持力層當中應用褥墊處理的方法,以此來進一步保證地下室以及地基的穩定性。合理的工程施工地基設計,可以保證建筑整體結構穩定,也是建筑人員了解結構設計以及結構類型的主要方式[2]。相比于從前,高層建筑隨著城市化進程的不斷深入,建設數量不斷增加,地基的合理以及穩定性能,逐漸成了現階段工程企業主要考慮的問題之一。從地基建設情況而言,不僅需要考慮地質環境,還應該在設計過程中考慮到地下水,結合地下水位的實際變化情況從而進行合理設計,并且對于基礎配筋的數量、型號、應用方設計也十分重要,這樣才能從根本上保證地基合理性以及鋼筋混凝土高層結構的穩定性。
2.3優化上部結構設計結構設計人員在實際設計過程中,不僅需要考慮地基的穩定性與安全性,還需要考慮上部機構優化問題,上部結構的優化設計可以提升建筑的水平荷載能力以及抵抗力,只有“一上一下”同時穩定,才能保證建筑結構長期穩定[3]。對于這方面的優化,也需要從基本結構中考慮,例如在進行剪力墻的設計過程中,應該結合剪力墻的實際布置,進行設防工作,質量與防護措施的雙向加持才能最終保證上部結構具有合理性和穩定性。另外,設計人員在進行設計的過程中,需要按照“強柱弱梁”的設計原則進行設計,同時在此階段需要計算出建筑梁柱各個節點所具有的剪力強度,并根據數據分析結果提升設計合理性。因此要求相關設計人員工作過程中注意以下幾點:一方面,設計過程中不能隨意的增加上部結構荷載,并且需要保證建筑各個連梁部位可以更加穩定。另一方面,設計中需要認真遵守國家以及企業內部的相關規范,不能在高層建筑上部結構之上大搭設框架。對上部結構的優化可以保證工程結構穩定性,并且可以提升設計方案的科學性,提升企業的經濟效益。
3結論
綜上所述,現階段我國的建筑行業發展十分迅速,鋼筋混凝土高層結構的應用也越發廣泛,為了更好的提升建筑整體質量,保證建筑長期使用,需要從結構設計、上部結構設計以及地基選擇等多個角度進行考慮,這樣才能從根本上保證結構的穩定性,也是現階段解決鋼筋混凝高層結構問題的主要方法。
參考文獻
[1]呂堅鋒.高烈度地區鋼筋混凝土框架-核心筒超高層結構設計及抗震性能分析[J].廣東土木與建筑,2018,25(08):1-4.
[2]黃瑞麟.幾類鋼-混凝土組合柱框架-核心筒超高層結構抗震性能分析與研究[D].貴州大學,2016.
[3]劉建新,沈杰,朱美春.鋼筋混凝土異型剪力墻高層結構抗震性能試驗及理論分析研究[J].上海師范大學學報:自然科學版,2014,43(03):315-318.
作者:張鋒 單位:宜城市建筑勘察設計院
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