高层建筑工程结构设计

摘 要：随着社会的进步、发展,建筑业也获得非常广泛的发展前景,不仅如此,建筑已经不再局限于地面,而是逐渐的向高度空间蔓延,使得空间的结构发生了巨大的变化.本文简单的探讨高层建筑工程的结构设计.

关 键 词：高层建筑；工程结构设计；原则

前言

改革开放以来,人们的生活发生了翻天覆地的变化,不仅仅解决了温饱的生存问题,人们更有能力去追求高质量、高品质的生活.就建筑来说,从最初的遮风挡雨到普遍的电梯房,再到如今的海景房、空中花园等等,可以说跨越了多个层次.然而,随着建筑楼层的增高,建筑工程的结构设计也越来越重要,不仅仅影响到整个高层建筑工程的外观,更会威胁到人们的生命安全、财产安全.

一、高层建筑工程结构设计的一般原则

(一)相应的构造措施

一个高层建筑工程的结构设计者,不能够不考虑建筑工程在投入施工后的种种问题,因为这些切实的施工问题,将会直接的影响到高层建筑工程的整体结构.比如说钢筋的锚固长度、构件的延性性能、温度应力的影响以及平面与立面的布置等等,只有充分的考虑到了这些因素,才能够确保高层建筑工程结构的合理性、科学性,才能够增长建筑的使用时间,从而保障人们的利益.

(二)正确的分析计算

在高层建筑工程的结构设计过程中,计算机是非常方便的、重要的辅助工具,但是如今的计算机软件种类很多,而且每一种软件所计算出来的结构都会有所不同,所以高层建筑工程的结构设计者还必须严谨的对这些结果进行正确的分析,这样才能够合理的判断出哪个更加贴近实际的工程,进而才能够确保计算结果的正确性,确保高层建筑工程结构设计的准确性.

(三)恰当的计算简图

上述所说的计算,应该是在计算简图的基础上发生的,只有恰当的、与高层建筑工程结构相适应的计算简图,才能够从根本上确保计算活动的进展,也才能够最大限度的杜绝计算失误、失真的现象出现.不仅如此,计算简图还应该有相应的构造措施来给予保证,而实际结构的节点不可能是纯粹的刚结或者是铰结点,但是与计算简图的误差应该在设计允许的范围之内.

(四)合理的选择方案

高层建筑工程的结构设计是不是成功取决于最初的结构方案,如果结构方案是合理的、科学的以及经济的,那么也就是从根本上保障了整个高层建筑工程结构设计,因为结构方案的的形式以及体系都具有可行性,而后续的工作也就具有了展开的意义.正是因为这样,高层建筑工程的结构设计者必须进行严谨的方案选择,必要的时候甚至可以多花些时间以及精力进行方案的筛选工作.

(五)合适的基础方案

高层建筑工程结构的基础设计,应该考虑到整个工程的地质、环境以及周围建筑物的影响等等,因为这些因素都会直接的关系到结构的质量.正是因为这样,必须严格的根据这些客观的重要因素,选择合适的基础方案,否则就会造成基础方案难以实行的现象发生.不仅如此,在展开设计的过程中还应该最大限度的发挥出地基的内在潜力,必要的时侯还应该进行地基的变形验算.

二、高层建筑工程结构设计的模式演变

随着建筑业的发展进程不断加快,早期的高层建筑底部空间模式已经不再适用于如今的高要求了,当然,如今的高层建筑底部空间也是由传统的模式所演变而来,其目的就是为了能够更加的方便人们的生活.比如说过去的高层建筑的底部空间往往是这样排列的：首先是面向街道,进而就是大厅的电梯,随后就是通过电梯通往各楼层.而如今的高层建筑底部空间,却能够更好的满足于人们的生活要求,比如说负一楼、负二楼的停车场,人们还可以通过停车场的电梯直接到达要去的楼层,而过去大厅的位置则可以展开一些商业活动,给与人们活动空间的同时,还方面了人们的购买行为.总而言之,当今高层建筑的底部空间设计,已经从过去单纯的考虑建筑与周围环境之间的关系,发展到进行整体的城市空间设计,不仅如此,其交通的组织以及公共活动领域的创造也是日趋的立体化、开放化,从而更好的服务于人们的生活需求.

然而,随着时代的发展、技术的进步,人们对建筑需求的变化和设计侧重点的不同,以核心筒为主流的高层建筑“内核”空何构成模式开始受到了挑战.对于结构专业来说,加强建筑周边的刚度也会有效地抵抗地震对高层建筑的破坏,所以如果将垂直交通和设备用房等分散地布置在建筑周边,则无疑也会对结构抗震有利.同时,这种分散的多个外核的空间构成模式,也正好适用于新兴的巨型框架结构,使这种结构体系中的巨型支撑柱具有了使用功能.而从建筑设计的角度来看,核的移动,垂直交通、服务性房间和管道井分散到建筑的周边,对于高层建筑的空间构成模式和立面造型上的变化也是极具革命性的.

高层建筑与其它建筑之间的最大区别,就在于它有一个垂直交通和管道设备集中在一起的、在结构体系中又起着重要作用的“核".而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重,决定着高层建筑的空间构成模式.在结构方面,随着筒体结构概念的出现、建筑高度的增加,也希望能有一个刚度更强的筒来承受剪力和扭矩,而这些恰好与建筑师的要求不谋而合.在建筑的部分,有意识地利用那些功能较为固定的服务用房的围护结构,形成核心筒,而筒体处于几何位置中心,还可以使建筑的质量重心、刚度中心和形体中心三心重合,更加有利于结构受力和抗震.

三、结束语

总而言之,建筑业的发展不仅仅完善了人们的生活,提高了人们生活的品质,更促进了社会的进步以及城市的发展.但是,就我国目前的形式来看,高层建筑工程结构的设计质量仍然不够乐观,甚至有些盲目的追求时尚、追求流行,从而忽略了结构的质量.正是因为这样,相关部门必须重视对高层建筑结构的设计工作,这样才能够在完善城市建设的过程中,提高结构的质量,促进社会以及国家的发展.