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    高层结构设计问题及设计方法

    摘要主要围绕高层建筑钢结构设计中存在的问题及设计方法展开详细分析并以某高层建筑为例基于建筑?#38382;?#30340;限制开展多个结构方案比选对其结构整体地震作用下结构受力等方面进行分析

    关键词高层建筑钢结构高层结构设计

    1引言

    近年来钢结构在我国建筑领域中得到了广泛的应用其具有抗震?#38405;?#20248;越节能性好经济指标高可?#20013;?#21457;展施工高效等诸多优点高层建筑钢结构设计在工程中有着至关重要的作用当前我国钢结构设计水平显著提高但是也暴露出一些问题因此加强相关研究并解决克服钢结构设计中存在的问题具有重要的现实意义

    2当前高层建筑钢结构设计中存在的问题

    1设计市场存在一些混乱现象钢结构设计质量不佳根据我国近年来高层建筑钢结构设计情况来看各大设计院往往承接了较多项目且收费相对较高但钢结构部分设计费工且收费低部分设计单位不愿意承接此类任务或是在此方面设计经验不足将项目中钢结构部分分包给其他单位甚至是出现层层转包的情况部分设计单位并无资质仅仅是用买来的图标搞设计最终导致?#29616;?#30340;质量安全隐患对此必须要进一步规范设计市场加强资质管理通过?#32454;?#30340;检查监督来保障设计质量[1]2设计深度不够钢结构设计任务转嫁给加工企业目前不少设计单位钢结构设计水平低多数是刚毕业的新人承担此类任务普遍存在照搬规范套程序的情况设计成果质量不高仅仅是给出构件布置图?#20445;?#23545;关键的节点设计不分具体情况原本应由设计单位完成的节点构造支座详图施工安装等均交给加工企业最终导致质量隐?#20339;现ء?#25105;国住建部明确规定施工图设计由设计院完成必须将此规定落实到位防止出现互相扯皮的情况3设计未充分考虑施工使钢结构建筑施工受阻部分设计人员存在理论丰富实践不足的情况不了解施工不?#33539;?#35774;计方案是否具有施工可行性?#29616;?#32773;甚至会导致施工事故的出现目前我国重大钢结构工程均采用全焊接结构存在结构体系复杂相交于节点的杆件太多的情况大量的高空对接必然存在安装偏差常采用强制构件就位措施以致于杆件出现很大施工应力设计人员必须考虑此类因素的影响懂得焊接工艺保证结构安全度4设计过于保守或激进使得钢结构建筑工程投?#35797;?#22823;目前部分设计人员对复杂工程缺乏经验或盲目追求高标准设计保守或降低设计安全等级设计激进上述等问题的存在极易因为设计方案不合理而影响工程投资然而工程投资的增大反而会使设计?#35328;?#21152;设计单位并未因工程浪费承担任何责任因此必须要加强此方面的管理工作

    3高层建筑钢结构设计方法分析

    基于上述问题的存在必须要规范设计市场科学开展钢结构设计工作具体可分为3个部分方案设计结构体系选型寅结构分析与设计寅施工图绘制1方案设计此阶段主要是合理选择结构体系其直接关系到整个结构受力?#38405;ܣ?#24433;响后续结构分析与设计合理性2结构分析与设计此阶段包括?#38382;?#21270;设计找形分析静力分析动力分析稳定性分析弹塑性极限?#24615;?#21147;分析抗连续倒塌分析支座设计和焊缝?#38382;?#35774;计具体流程如下开?#23478;范?#32467;构方案寅静力分析寅动力分析寅弹塑性极限?#24615;?#21147;分析寅抗连续倒塌分析寅节点细部设计寅结束3施工图绘制钢结构设计施工图绘制应由具备钢结构专项设计资质或?#20934;?#35774;计单位完成并提供给钢结构施工详图单位进行深化设计对此钢结构设计施工图绘制必须要明确设计依据荷载资料建筑抗震设防类别和设防标准结构布置支撑设置构件选型构件截面以及结构主要节点构造和控制尺寸确保钢结构施工详图设计人员能正确体会设计意图[2]

    4实例探析高层建筑钢结构设计方案

    4.1工程概况以某高层建筑钢结构设计为例展开分析此建筑位于市中心占地面积3.6伊104m2共计7座塔楼A座为办公建筑高度212m最高建筑面积7.8伊104m2地上45层地下4层建筑平面呈东西长65.2m南北窄底部23m高宽比平面长宽比分别为9.22和3可利用核心?#37096;?#24230;8.6m高宽比24.74.2结构选型与比较本项目基于建筑?#38382;?#30340;限制结构短向抗侧刚度低对此决定采用立体构件抗侧力体系主要构件移至周边将承重构件与抗侧力构件合为一体以切?#24403;?#35777;结构的安全度在方案前提阶段开展多个结构方案比选具体如图1所示经结构受力?#38405;ܡ?#24314;筑功能实现程度结构经济性等多方面对比后决定采用方案6?#26680;?#21521;支撑框架钢结构体系具体如图2所示4.3结构分析本项目设计指标如下抗震设防烈度7度类别丙类场地土类别为II类设计地震分组为第一组小震阻尼比为0.02大震阻尼比为0.05采用MIDASETABS程序进行结构整体分析采用弹性楼板必须考虑P-驻效应4.3.1结构自振周期与振型4.3.2地震作用下结构受力分析本项目小震下层间位?#24179;?#35265;图3对图3分析可知变形情况满足设防目标要求4.3.3罕遇地震下结构静力弹塑性分析本项目采用MIDASETABS软件开展静力弹塑性分析采用4种侧向力加载模式进行如下推覆分析重力荷载初始荷载用S表示?#28023;?S+振型1X向2S+振型2Y向3S+X向加速度4S+Y向加速度[3]根据计算结果显示结构耗能减振机制良好满足设计要求可达到大震不倒的目标

    5结语

    综上所述近年来钢结构的发展面临良好的机遇因此提高高层建筑钢结构设计水平十分关键在高层建筑钢结构设计中必须要科学开展结构体系的选择工作除了要满足安全适用受力合理等要求外还要考虑充分发挥钢结构优势与施工可行性等方面因素落实相关结构计算分析保证结构抗震效果良好后期运行可靠

    参考文?#20303;?/strong>

    1柳超郑飞.沈阳市府恒隆广场办公楼屋顶?#20351;?#29627;璃幕墙钢结构设计[J].施工技术2017221-23

    .2金波郭耀杰温四清等.某超高层办公楼钢结构设计[J].钢结构2011526-31+37.

    3肖志刚沈?#30740;?#20309;庆祥等.宝钢综合大楼钢结构设计[J].钢结构2012422-27.

    作者:张宏亮 孙耀胜 单位:1.?#26412;?#20013;奥建工程设计有限公司 2.?#26412;?#28165;大原点建筑设计有限公司

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