1、高层建筑结构设计质量的提升相关问题探析摘要 自二十世纪八十年代以来，随着我国建筑业的不断发展，高层建筑越来越受青睐，结构形式更是倾向于复杂化、多样化。因此结构设计人员也将面临着高层建筑结构设计的质量问题。高层建筑结构体系在承受自重垂直力的同时，还要更多的承担风荷载和地震力水平力的作用，而随着建筑高度的增高这两种水平力就越大。这将是高层建筑结构存在的严重质量问题，这将足以引起对高层建筑结构设计的质量问题引起足够的重视。本文主要就高层建筑结构设计质量问题的提升相关问题进行探析。 关键字：高层建筑，结构设计，质量通病，提升方案 中图分类号：TU97 文献标识码： A 文章编号： 引言 由于我国现代化
2、事业的不断推进，人类对建筑的需求越来越多，而高层建筑在设计中遇到的质量问题严重威胁着我们的安全。这就使得设计人员在设计时严格把握质量相关的问题。首先从高层建筑的定义作为出发点，考虑高层建筑结构的受力特点，来思考设计中存在的质量问题。针对存在的问题，设计提出提出高层建筑结构设计质量相关问题的提升方案。为了拥有一个安全舒适的环境，就意味着设计人员对建筑结构设计时严把质量关。 高层建筑的定义 高层建筑就是指超过一定高度和层数的多层建筑,不同国家对高层建筑的划分也不一样。美国把 24.6m 或 7 层以上的视为高层建筑；日本把31m 或 8 层及以上视为高层建筑； 英国把等于或大于 24.3m 得建筑
3、视为高层建筑。而在我国自 2005 年起规定超过 10 层的住宅建筑和超过 24 米高的其他民用建筑视为高层建筑。 各国虽然不一样，但是世界各国基本是将高层建筑定位在 10 层或30m 左右。因为,火灾发生时，不超过 10 层左右的建筑可通过消防车扑救，更高的建筑很难利用消防车扑救，需要更多自救措施。从受力上讲，不超过 10 层左右的建筑，由竖向荷载产生的内力占主导地位，水平荷载的影响较小。 高层建筑结构的受力特点 因为高层结构建筑的高度使得它与其他一般建筑结构的受力特点有所不同。建筑物底面对建筑物空间形式的竖向和水平方向的稳定都是非常重要的。对于多层和高层建筑, 竖向和水平向结构体系的设计基
4、本原理是相同的, 但随着高度的不断增加,竖向结构体系成为设计的控制因素。3.高层建筑结构设计中的质量通病及原因分析 3.1 部分结构设计不合理,安全隐患比较多 有些设计把底层设计成大空间,抗震墙很少,上部砌体抗震墙大部分与底部的框架梁或抗震墙不对齐,造成结构体系不合理,传力不明确;有些设计中抗震分类、场地类别选用错误,以至于整个结构设计错误。一些混凝土构件,特别是悬挑构件的最小配筋率达不到要求,有的甚至相差一半,更为过分的是一半都达不到;有些设计中荷载取值没有按规范要求来确定,存在漏算错算现象;有些结构设计与提供的计算书不一致,结构强度远远低于计算结果,设计存在严重安全隐患。 3.2 防火设计
5、问题比较突出 一些设计人员对防火规范、规定不熟悉,对建筑物分类有错误,以至于在设计中对防火标准执行有误区,消防处理不当,存在很多安全隐患;一些重要场所的安全疏散出口、疏散门开启方向不对,影响安全疏散;有些设计中的防火分区面积太大,防火间距过长,设计存在随意性;有些消防设施设计不合理、不配套,建筑物一旦失火,消防设施将不能发挥有效作用。3.3 设计深度达不到规定要求 一些设计人员制作图纸时“偷工减料”,设计粗糙,过于简单,施工图中存在缺详图的现象;一些重要的应该用图纸反映的内容只标注“见图集”、 “由设备厂家确定”等,施工图设计表述有歧义,不能反映工程的全貌;一些重要的设计依据、设计参数、工程类
6、别、安全等级、耐火等级、防火消防处理等在设计总说明中没有标明或交待不全。这是由于设计人员没有高度重视,盲目参照或套用其他的设计的结果;或是设计过程中对设计规范和设计方法缺乏理解;再者就是设计者的力学概念模糊,不能建立正确的计算模式,对结构电算结果也缺乏判断正确与否的经验。 高层建筑结构设计中的质量相关问题的提升方案 地基与基础设计 基础是建筑物最下面的构件，它与土层相接触，承受建筑物的全部荷载。基础下面承受荷载的土层叫做地基，它承受由基础传来的建筑物的全部荷载。由此可见在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性。 因为我国占地面积较广，地质条件相当复杂，只有一本地基基础设计规范根本没有办法对全国
7、各地的地基基础都进行详细的描述和规定，故作为建立在国家标准之下的地方标准。地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，所以，在进行地基基础设计时，一定要对地方规范进行深入地学习，以免对整个结构设计或后期设计工作造成影响。 4.2 使用计算机辅助设计 目前,建筑设计领域中广泛应用计算机辅助设计系统,工程师在计算机上进行结构分析工作,利用计算机辅助来完成大部分的图纸设计。中国建筑科学研究院 pkpmcad 工程部开发的 pkpm 系列微机建筑工程 cad 系统、广东省建筑设计研究院和深圳市广厦科技有限公司联合开发的广厦建筑结构 c
8、ad 等都是比较优秀的建筑设计软件,涉及的内容也是比较全面的。但需要指出的是设计软件都是根据国家现行规范的要求结合不同的结构体系的受力特点加以模拟简化得来得,因而设计软件都有一个有效使用期限和合理适用范围。随着建筑业的发展,建筑物规模越来越大,形式也日趋复杂,使得建筑结构设计的内容增多,难度增大,这也就要求设计人员了解所使用软件的特点和适用范围,熟悉和掌握各项参数的选取条件,真正做到计算机为人服务,为工程设计服务。 正确选择材料，加强抗震性能 周所周知建筑越高对抗性也就越差。故在材料选择方面，使用延性加好的高强度的轻质材料来减小地震的作用，例如结构构件采用钢混或纯钢结构，外墙围护采用铝合金或玻
9、璃幕墙，楼屋面采用压型钢板加砼面层等。 4.4 采用正确的结构体系 对于结构设计而言，依据建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，进而选择相应的结构体系，大致可以分为如下几类：框架轻体墙结构和框架剪力墙混合结构体系、剪力墙结构体系、筒形结构体系、其他结构体系。 4.4.1 框架轻体墙结构和框架剪力墙混合结构体系 这种结构体系能使高层住宅在很大程度上降低自重, 又能使内部空间分隔拥有更大的灵活性, 故在国内广泛使用。 4.4.2 剪力墙结构体系 剪力墙是高层住宅最常用的结构体系, 采用剪力墙结构可以减少非承重隔墙数量, 一般用钢量比框剪结构
10、少, 而且室内无外露梁柱, 用户比较喜欢。 4.4.3 筒形结构体系超过 30 层以上的高层建筑受到较大的侧力, 为一般结构体系所不能承受, 而筒形结构的刚度较大, 中央设有井筒, 外围设置的柱子形成筒状柱网, 核心井筒与周围框架共同工作, 形成抗侧力极强的结构体系。 4.4.4 其他结构体系高层建筑的新结构体系大部分是探索性的, 如筒中筒结构的发展, 或者束状筒的组合, 外筒桁架交错, 以中心井筒悬挂式结构以及很高的桁架梁的体系等。 结束语 随着社会经济的快速发展，人们对建筑物结构类型要求也越来越高。近几年我国的房价也是飞跃的上涨，对于我们来说房屋建筑的质量问题也因此而备受关注。房屋的质量不
11、仅关系到人们的切身利益,还在危急时刻直接影响到生命财产安全。由此可知，高层建筑结构设计的责任任道而重远，要通过不断的学习，不断提升理论知识的同时还要与实践更好的结合，准确抓住高层建筑设计的要点，使高层建筑的质量得以提升。希望经过设计人员的不断努力，不断创新，使我国的高层建筑的质量更上一层。 参考文献 1禤强，史杰，朱春华建筑结构体系对上部结构经济性的影响分析j广西城镇建设2010（01） 2支旭东，范峰，沈世钊基于模糊综合判定的网壳结构强震失效模式研究j工程力学2010（01） 3霍炬.浅谈高层住宅建筑结构形式及设计j.建筑节能，2006（4）. 4李志;高层建筑抗震设计分析j;中外建筑;2010 年 01 期.
