總體國家安全的形式是 高層結構的總體和結構平面布置形式及方法探討
發(fā)布時間:2020-02-16 來源: 散文精選 點擊:
高層建筑結構的布置形式影響到建筑結構的使用空間以及使用的功能,同時也對建筑結構的穩(wěn)定性有著直接的影響。文章主要是探討高層結構的布置形式,以及布置的方法。 一般來說,高層建筑在初步設計階段時,必須要綜合考慮使用要求、結構合理、建筑美觀、施工方便等因素。由于高層建筑承受的豎向荷載很大,而且還要承受控制作用水平力,所以,結構布置的合理性對高層結構的經(jīng)濟性及施工合理性影響較大。正是因為這樣,高層建筑結構的設計就必須要十分注意概念設計,同時要重視結構選型與建筑平面、立面布置的規(guī)律性,然后再選擇最佳結構體系,以便能夠進一步加強構造措施,確保建筑結構的整體性,保證整個結構具有必要的承載力、剛度和變形能力。
高層建筑結構的總體布置是一個較為復雜的體系,涉及多個方面,對建筑的各個方面都有較大的影響,需要設計人員在設計的過程中,考慮總體布置形式的選擇、原則的遵循等等各個方面。
1.高層結構的總體布置原則及形式
要探討高層建筑的總體布置,就需要討論結構布置的總體原則。
1.1選擇有利的場地,避開不利的場地
在設計高層建筑的基礎時,必須要綜合分析考慮建筑場地的地質狀況、施工條件、使用要求、上部結構的類型,以便能夠確保建筑物不會出現(xiàn)因為發(fā)生過量沉降或傾斜,保證建筑物的正常使用。此外,還需要注意與相鄰建筑的相互影響,掌握鄰近地下構筑物及各項地下設施的位置和標高,這樣才能保證施工安全。
因此,在高層建筑的結構設計中,首先必須要選擇有利的場地,以便能夠有效的避開對抗震不利的地段;如果工程的實際條件無法避開不利的地段,那就需要進一步采取可靠措施,以便能夠保證建筑物在地震時,不會產(chǎn)生地基失穩(wěn)而被破壞,或者產(chǎn)生過量下沉或傾斜的情況。
1.2選擇合理的基礎形式
在一般情況下,多層房屋慣用的基礎形式、設計方法等,是不能簡單的搬用于高層建筑的,而需要清晰掌握高層建筑的地基基礎工作特性,在此基礎上才能更好的選擇和設計與高層建筑特性相適應的基礎。在高層建筑的基礎形式選擇上,需要選擇整體性好、能滿足地基的承載力和建筑物容許變形要求,同時能夠有效調節(jié)不均勻沉降的形式。最常用的形式是筏形基礎,當然,如果工程有需要的話,在特定情況下可采用箱形基礎。如果當?shù)睾奢d較小、地質條件好,那在保證滿足地基承載力和變形要求的同時,也可以考慮采用交叉梁基礎或其他基礎形式;如果地基變形,或承載力不能滿足設計要求時,就可以考慮采用樁基礎,或者復合地基。
通常情況下,高層框架結構一般都是采用筏板基礎、條形基礎或柱下獨立承臺基礎;高層剪力墻結構大都會采用墻下布樁并設置承臺梁或采用樁筏基礎;高層框―剪結構大多選擇筏板基礎或者柱下獨立承臺基礎、剪力墻部位采用條形承臺基礎;高層筒體結構一般采用樁筏基礎。高層建筑的基礎必須要有一定的埋置深度。設計人員在確定埋置深度時,首先需要考慮建筑物的高度、地基、體型、抗震設防烈度等因素。如果基礎的埋深采用天然地基,或者是復合地基時,一般參照房屋高度的1/15;采用樁基時,可取房屋高度的1/18。
同時,在高層建筑基礎的混凝土的選擇上,需要保證其強度等級高于C30。如果工程有有防水要求,那混凝土抗?jié)B等級,即必須要按照地下水最大水頭與防水混凝土厚度的比值采用。如果必要,那也可設置架空排水層。穩(wěn)定扎實的基礎是高層建筑正常使用和穩(wěn)定與安全的根本保證。大多數(shù)高層建筑荷載大和自重重、層數(shù)多、總高度高、所以需要的基礎底面積大、基礎埋置深度較深。因此,高層建筑的基礎,一方面要求基礎和地基能提供足夠承載能力,以承擔上部建筑的重力,另一方面要求高層建筑的基礎,能夠承受在風荷載和地震荷載等水平荷載引起的傾覆力矩,保證高層建筑具有足夠的穩(wěn)定性和剛度,使沉降和傾斜控制在允許的范圍內。假如在設計時考慮不周,或者在局部問題上處理不當,那就可能難以糾正過大沉降、傾斜和不均勻沉降的問題,這將會造成結構局部損壞,進而會影響使用功能和美觀,嚴重的會直接導致整個建筑傾斜、滑移或破壞,或者更為嚴重的后果。
總之,高層建筑基礎工程設計與施工的情況十分復雜,而且難度相當大,對技術也有著較高的要求,對設計和施工人員的要求更嚴格,責任更重大,況且高層建筑基礎所占的工程量大、消耗的材料也很多,對建筑物施工工期有決定性的影響。通常情況下,9~16層民用高層住宅的地基,可能會占據(jù)全部工期的1/3左右,其造價也占總造價的1/3左右。這就意味著,設計人員在進行基礎設計時,需要考慮多方因素選擇合理的設計方案。
1.3合理設置結構變形縫
在結構總體布置中,通常會選擇用變形縫將房屋分成若干個獨立的結構單元,以消除或減少沉降、溫度收縮和體形復雜對房屋結構的不利影響。在高層建筑布置時,通常情況應該盡可能的采取調整平面形狀與尺寸和結構布置,加強構造措施,設置后澆帶等方法,盡可能的不設縫、少設縫。如果工程的建筑物平面形狀復雜,而且不能調整其平面形狀和結構布置,使之轉換成較規(guī)則的結構時,就需要合理的設置變形縫。當然,在設縫時,一定要按照相關的規(guī)定保證有足夠的縫寬。
2.結構平面布置
在設計中,在高層建筑的一個獨立結構單元內,需要盡可能的減少開間、進深尺寸和構件類型的規(guī)格。保證結構平面形狀簡單、規(guī)則,剛度和承載力分布均勻,這樣才能減少扭轉的影響。也不應該采用嚴重不規(guī)則的平面布置。其平面布置宜符合下列要求。
2.1平面形式
。1)平面應該盡可能的簡單、對稱、規(guī)則,盡可能的減少偏心現(xiàn)象;合理控制平面長度,如果建筑平面的長寬比較大,就可能會在地震時,由于兩端地震波輸入不同,進而極易發(fā)生不規(guī)則的震動,進而造成較大的震害。
。2)如果平面帶有較長翼緣的L形、T形、V形、Y形或十字形,那在地震時,可能會因為翼緣過長,而引起差異位移而加大震害。所以,突出部分長度L不能過大。
。3)盡量避免采用角部重疊的平面圖形或細腰形平面圖形。在中央部位形成狹窄部分,在地震中容易產(chǎn)生震害,特別是在凹角部位因為應力集中容易使樓板開裂甚至破壞。
(4)高層建筑應該盡可能的選用風作用效應較小的平面形狀。對抗風有利的平面形狀為凸出平面,如正多邊形、圓形、橢圓、鼓形等平面。對抗風不利的平面是有較多凹凸的復雜形狀的平面,如Y形、H形、C形、弧形等平面。
2.2樓板的要求
如果建筑的高度超過50m,框架―剪力墻結構、筒體結構及復雜高層建筑,就需要采用現(xiàn)澆樓蓋結構,剪力墻結構和框架結構就需要考慮選擇現(xiàn)澆樓蓋結構。如果建筑的高度不超過50m,其框架結構或剪力墻結構,需要選擇裝配式樓蓋時,就應該根據(jù)實際情況采取措施加強樓板的整體性,進而保證樓蓋結構能夠更有效的傳遞水平力。
如果樓板平面有較大的凹入、比較狹長導致樓板有較大削弱時,就應該在設計中考慮樓板削弱產(chǎn)生的不利影響。此時需要保證樓面凹入和總開洞的尺寸控制在樓面寬度的一半這樣;而且保證樓板開洞總面積在樓面面積的30%以內;在扣除凹入或開洞后,樓板在任一方向的最小凈寬度都不能少于5m,且開洞后每一邊的樓板凈寬度不應小于2m。樓板開大洞削弱后,宜采取構造措施予以加強。
3.結語
高層結構的總體和結構平面布置形式對整個高層建筑的結構有著重要的影響,對建筑結構的穩(wěn)定性和安全性有直接的影響。為此,設計人員在設計的過程中,需要根據(jù)工程的特點,結合設計原則,保證設計方案的科學合理。
參考文獻
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