高层建筑钢筋混凝土结构分析与设计探讨

2020-05-06 09:21李顺聪
装饰装修天地 2020年4期
关键词:钢筋混凝土结构高层建筑设计

李顺聪

摘    要:随着我国城市化的高速发展,城市空间越来越紧张,为了提升对土地资源利用率,建筑的高度不断增加,高层建筑的数量持续增加。当前的高层建筑大部分还是采用钢筋混凝土结构,其结构设计是否合理,对建筑使用安全性,有着非常直接的影响,是高层建筑中的重点设计部位。为此,我将要在本文中对高层建筑钢筋混凝土结构分析和设计进行探讨,希望对促进我国建筑事业的发展,可以起到有利的作用。

关键词:高层建筑;钢筋混凝土结构;设计

1  前言

随着人们住房需求的不断增加,住房的高度持续增加,高层建筑的结构也越来越复杂。钢筋混凝土在高层建筑结构中,往往是灵魂般的存在,一旦其结构出现了问题,就会人们的居住安全,构成直接的影响。因此,在开展高层建筑的设计过程中,应该认真做好实地调查工作,充分借鉴前人的经验教训,设计出符合当代人需求的高层建筑结构。

2  高层钢筋混凝土结构存在的缺点

在高层建筑的实际建设过程中,对钢筋混凝土的使用相对比较多。钢筋混凝土在实际使用过程中的,非常容易受到自然灾害的影响,如暴雨、台风等,容易对钢筋混凝土的结构强度造成较大的影响。其对施工条件也有着比较高的要求,在受到各种因素作用下,容易导致施工质量问题的发生【1】。此外,高层建筑的施工规模相对比较大,一旦在施工中出现纰漏,就容易导致施工安全事故的发生。为了有效避免这些问题的产生,就需要认真做好钢筋混凝土的结构设计,认真做好相关资料的搜集工作,在结合工程实际情况基础上,设计出安全稳定的混凝土结构,并合理采用加固技术对结构进行加固。

3  高层建筑钢筋混凝土结构分析

随着建筑行业的高速发展,各种建筑方案越来越多,这对钢筋混凝土结构设计,有了更高的要求,需要和工程实际情况有效结合起来,避免盲目追求工程规模情况的出现,避免大量工程浪费情况的发生。为了达到钢筋混凝土结构变形极限值,在设计的过程中,应该尽可能减少其刚度。

对结构的高度进行控制。在高层建筑钢筋混凝土设计的过成功呢中,经常会出现超高的现象,对建筑本体的抗震性能是一个较大的挑战,需要根据建筑的高度,进行对应的设计。此外,如果建筑的高度出现了变化,就需要对结构进行重新设计。

结构体系的选择。在高层建筑建设的过程中,对其外形要求并不是那么严格,在满足建筑强度的情况下,应该做好混凝土外部和内部结构的优化工作,提升建筑方案的合理性,并在此基础上开展施工建设,最大程度保证建筑的施工质量【2】。

4  高层建筑钢筋混凝土结构设计的要点

在高层建筑钢筋混凝土结构设计的过程中,其结构设计是否合理对建筑本身质量,有着非常直接的影响。在开展相关设计的过程中,应该注意以下地方。

认真做好抗震能力设计。在高层建筑的实际使用过程中,其对抗震能力有着比较高的要求,能够有效抵御地震灾害。为了保证高层建筑的抗震能力,对其钢筋混凝土结构设计,有着比较高的要求。如果在高层建筑设计中,存在层数和结构刚度突变的情况,就应該多取其振型数,可以对高层建筑采用多塔结构,顶部小塔楼采用转换层行驶,其振型数应该超过12,但不能超过房屋总层数的三倍。在对具有弹性的楼板进行分析的过程中,其振型数应该取大一些。

认真做好耐久性设计。在高层钢筋混凝土结构的设计过程中,需要认真做好耐久性设计,在其结构方案的设计中,应该考虑周围环境因素对建筑的影响,避免建筑本身对混凝土结构性能造成太大的影响。在开展高层钢筋混凝土结构设计过程中,应该做好材料造价和性能的控制,在材料满足使用性能的情况下,应该尽量选择使用应用成本相对较低的材料,保证设计出来的钢筋混凝土结构满足耐久性的要求。随着人们生活水平的不断提升,对高层建筑的要求不断提升,对钢筋混凝土结构的耐久性有了更高的要求,需要认真做好针对性的设计。

认真做好新概念的设计。在高层建筑钢筋混凝土结构的设计过程中,应该认真做好新概念的设计,设计出来一些样式新颖的建筑来,并满足抗震和抗风性能要求,这需要我们认真做好高层建筑的新概念设计,在满足钢筋混凝土弹性性能要求基础上,尽量设计出其延展性,满足人们居住的相关要求,这是未来高层建筑钢筋混凝土结构设计的重要发展方向【3】。

认真做好地下结构的设计;。除了需要做好地上结构的设计外,地下钢筋混凝土结构设计也非常重要,在开展结构设计的过程中,需要认真做好抗震性能设计,这对提升建筑稳定性,具有非常大的作用。因此,在开展建筑抗震设计的过程中,应该做好地下结构的分析工作,在分析结果基础上,开展地下部分抗震性能设计,注意嵌固端位置不同所造成的影响。对于高层建筑地下部门,对其埋置深度有着比较高的要求,在具体设计的过程中,高层建筑的地下部分和地上部分应该利用变形缝分开。在高层建筑的埋深出现问题之后,或者在遭遇地震灾害之后,建筑本身就很容易发生滑移的现象。因此,在高层建筑设计过程中,应该尽量采用大埋深,可以使用钢筋混凝土土桩作为结构支撑,其锚固深度应该尽量朝长方向进行设计,这样可以进一步提升桩体的抗拔性能,避免发生高层建筑倾覆情况的发生。

认真做好剪力墙的设计。建立墙也是高层钢筋混凝土结构设计的关键一环。在剪力墙的端部应该设置相应的边缘构件,如各种端柱等,其能够充当约束柱的作用,在高层建筑层间位移或者顶点位移较大时,可以加大柱体的截面积,让其约束柱的作用充分发挥出来。但如果房屋的高度较小,约束柱的作用往往难以得到充分的发挥。

对混凝土原料进行合理配置。由于对混凝土性能要求的差异,需要混凝土原料的配比也应该有所差异。在对混凝土原料选择过程中,应该避免劣质原料流入到工程施工过程中,并对原料的比例进行控制,根据工程使用要求,采用不同的原料配比。在选择完成原料配比后,应该首先制作一定的样本,并对样本的各种性能进行测试,并及时对原料的配比进行调整,让混凝土的性能满足实际使用的要求。

提高混凝土的抗裂能力。在混凝土实际使用过程中,由于多种因素的影响,经常会出现混凝土裂缝现象,对混凝土结构安全造成不小的影响。混凝土产生裂缝的主要因素有温度应力、水化热和自收缩现象。为了控制好混凝土裂缝现象,就必须从源头工作开始抓起。通过在混凝土配制过程中添加一定的添加剂,可以有效改善混凝土的自收缩现象,能够达到控制自收缩裂缝的作用。但在这个过程中,应该严格按照规范进行操作,合理选择添加剂的种类和用量。

梁柱节点导筋笼的做法和运用。在实际的施工过程中,经常会出现箍筋安装数量和间距不符合要求的现象,应该严格按照《建筑抗震设计规范》要求进行设计。通过导筋笼的设计,能够有效防止梁、柱节点箍筋数量和间距不符合要求问题的出现,比较适合在高层建筑中进行应用。其主要的施工工序包括熟悉图纸、钢筋笼设计、钢筋下料、加工制作、现场绑扎、钢筋的验收。为了抱着实际施工的质量,应该保证所有的钢筋原料必须符合相关的设计和规范要求。在实际完成对楼面模板的钢筋绑扎之前,应该将导筋笼安装在柱筋上,并利用铁丝进行良好的固定。在实际制作的过程中,应该必须保证对钢筋笼牢固固定,避免在绑扎过程中造成笼架散架和变形情况的出现。在导笼安装完成后,导笼和柱子的竖向钢筋必须绑扎牢固,避免在梁筋绑扎过程中出现掉落的现象。

5  结语

随着时代的不断发展,各种高层建筑工程越来越多,对建筑的建造要求也在不断提升。为了提升建筑建设的效果,应该认真做好钢筋混凝土结构的优化设计,根据建筑的实际建造要求,开展合理设计,满足建筑使用的各项性能指标要求。

参考文献:

[1] 杨勤.关于高层建筑钢筋混凝土结构设计问题的探讨[J].建材与装饰,2018(46).

[2] 李波.高层建筑钢筋混凝土结构设计要点解析[J].中国标准化,2019(12).

[3] 张伟.高层建筑钢筋混凝土结构设计问题分析[J].建筑技术开发,2019(14).

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