總體國家安全的形式是 高層結(jié)構(gòu)的總體和結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的布置形式影響到建筑結(jié)構(gòu)的使用空間以及使用的功能,同時也對建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著直接的影響。文章主要是探討高層結(jié)構(gòu)的布置形式,以及布置的方法。 一般來說,高層建筑在初步設(shè)計階段時,必須要綜合考慮使用要求、結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)布置的合理性對高層結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的設(shè)計就必須要十分注意概念設(shè)計,同時要重視結(jié)構(gòu)選型與建筑平面、立面布置的規(guī)律性,然后再選擇最佳結(jié)構(gòu)體系,以便能夠進一步加強構(gòu)造措施,確保建筑結(jié)構(gòu)的整體性,保證整個結(jié)構(gòu)具有必要的承載力、剛度和變形能力。
高層建筑結(jié)構(gòu)的總體布置是一個較為復(fù)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(shè)計人員在設(shè)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shè)計高層建筑的基礎(chǔ)時,必須要綜合分析考慮建筑場地的地質(zhì)狀況、施工條件、使用要求、上部結(jié)構(gòu)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(gòu)筑物及各項地下設(shè)施的位置和標(biāo)高,這樣才能保證施工安全。
因此,在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)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(chǔ)形式
在一般情況下,多層房屋慣用的基礎(chǔ)形式、設(shè)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(chǔ)工作特性,在此基礎(chǔ)上才能更好的選擇和設(shè)計與高層建筑特性相適應(yīng)的基礎(chǔ)。在高層建筑的基礎(chǔ)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(diào)節(jié)不均勻沉降的形式。最常用的形式是筏形基礎(chǔ),當(dāng)然,如果工程有需要的話,在特定情況下可采用箱形基礎(chǔ)。如果當(dāng)?shù)睾奢d較小、地質(zhì)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(chǔ)或其他基礎(chǔ)形式;如果地基變形,或承載力不能滿足設(shè)計要求時,就可以考慮采用樁基礎(chǔ),或者復(fù)合地基。
通常情況下,高層框架結(jié)構(gòu)一般都是采用筏板基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)或柱下獨立承臺基礎(chǔ);高層剪力墻結(jié)構(gòu)大都會采用墻下布樁并設(shè)置承臺梁或采用樁筏基礎(chǔ);高層框―剪結(jié)構(gòu)大多選擇筏板基礎(chǔ)或者柱下獨立承臺基礎(chǔ)、剪力墻部位采用條形承臺基礎(chǔ);高層筒體結(jié)構(gòu)一般采用樁筏基礎(chǔ)。高層建筑的基礎(chǔ)必須要有一定的埋置深度。設(shè)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(shè)防烈度等因素。如果基礎(chǔ)的埋深采用天然地基,或者是復(fù)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(chǔ)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(shè)置架空排水層。穩(wěn)定扎實的基礎(chǔ)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(chǔ)底面積大、基礎(chǔ)埋置深度較深。因此,高層建筑的基礎(chǔ),一方面要求基礎(chǔ)和地基能提供足夠承載能力,以承擔(dān)上部建筑的重力,另一方面要求高層建筑的基礎(chǔ),能夠承受在風(fēng)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(nèi)。假如在設(shè)計時考慮不周,或者在局部問題上處理不當(dāng),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(jié)構(gòu)局部損壞,進而會影響使用功能和美觀,嚴(yán)重的會直接導(dǎo)致整個建筑傾斜、滑移或破壞,或者更為嚴(yán)重的后果。
總之,高層建筑基礎(chǔ)工程設(shè)計與施工的情況十分復(fù)雜,而且難度相當(dāng)大,對技術(shù)也有著較高的要求,對設(shè)計和施工人員的要求更嚴(yán)格,責(zé)任更重大,況且高層建筑基礎(chǔ)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(shè)計人員在進行基礎(chǔ)設(shè)計時,需要考慮多方因素選擇合理的設(shè)計方案。
1.3合理設(shè)置結(jié)構(gòu)變形縫
在結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)單元,以消除或減少沉降、溫度收縮和體形復(fù)雜對房屋結(jié)構(gòu)的不利影響。在高層建筑布置時,通常情況應(yīng)該盡可能的采取調(diào)整平面形狀與尺寸和結(jié)構(gòu)布置,加強構(gòu)造措施,設(shè)置后澆帶等方法,盡可能的不設(shè)縫、少設(shè)縫。如果工程的建筑物平面形狀復(fù)雜,而且不能調(diào)整其平面形狀和結(jié)構(gòu)布置,使之轉(zhuǎn)換成較規(guī)則的結(jié)構(gòu)時,就需要合理的設(shè)置變形縫。當(dāng)然,在設(shè)縫時,一定要按照相關(guān)的規(guī)定保證有足夠的縫寬。
2.結(jié)構(gòu)平面布置
在設(shè)計中,在高層建筑的一個獨立結(jié)構(gòu)單元內(nèi),需要盡可能的減少開間、進深尺寸和構(gòu)件類型的規(guī)格。保證結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)的影響。也不應(yīng)該采用嚴(yán)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(yīng)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(xì)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(yīng)力集中容易使樓板開裂甚至破壞。
。4)高層建筑應(yīng)該盡可能的選用風(fēng)作用效應(yīng)較小的平面形狀。對抗風(fēng)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(fēng)不利的平面是有較多凹凸的復(fù)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(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)及復(fù)雜高層建筑,就需要采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu),剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)就需要考慮選擇現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)。如果建筑的高度不超過50m,其框架結(jié)構(gòu)或剪力墻結(jié)構(gòu),需要選擇裝配式樓蓋時,就應(yīng)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(jié)構(gòu)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(dǎo)致樓板有較大削弱時,就應(yīng)該在設(shè)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(nèi);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(yīng)小于2m。樓板開大洞削弱后,宜采取構(gòu)造措施予以加強。
3.結(jié)語
高層結(jié)構(gòu)的總體和結(jié)構(gòu)平面布置形式對整個高層建筑的結(jié)構(gòu)有著重要的影響,對建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性有直接的影響。為此,設(shè)計人員在設(shè)計的過程中,需要根據(jù)工程的特點,結(jié)合設(shè)計原則,保證設(shè)計方案的科學(xué)合理。
參考文獻
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(作者單位:廣西嘉和置業(yè)集團有限公司廣西南寧530022)
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