高层建筑的概念范例6篇

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高层建筑的概念

高层建筑的概念范文1

作为一名结构工程师,如何去把握,或者说有意识地去进行高层建筑结构的概念设计。一句话,对应于高层建筑结构概念设计的三个阶段,分别进行概念设计。

首先,在建筑方案设计阶段,要正确把握高层建筑结构的概念设计,必须坚持结构设计没有惟一解的设计理念,充分发挥结构工程师的创造力和创新能力,协助建筑师以达到令业主满意的建筑。例如,美国芝加哥第一国家银行大楼建设之初,银行业主追求和向往能在他们银行大楼的整个底部有一个4层~5层楼高的无柱大空间,以充分满足他们银行业务在使用功能和形象功能上的需要。在芝加哥第一国家银行大楼方案设计中,结构工程师和建筑师合作开拓了一种新的结构形式,即将电梯井筒与设备井筒分别设置在建筑物的纵向两侧,作为巨型柱,并将第一道设备层设置在第6层,往上每隔18层再各自设置一道,作为承载力和刚度很大的巨型水平构件,并与周边的巨型柱有机地刚性连接在一起,从而构成了一种巨型框架体系的结构功能与受力特征,不但能有效地抵抗重力荷载和水平荷载,还在整个大楼底部5110m2的面积内无一根柱子,实现了业主梦寐以求的大空间。同时,在建筑方案设计阶段,结构工程师所构思的结构总体系应有一个多道防线、刚柔结合的理想刚度目标。即具有一定大的刚度和承载力抵御风荷载和规范设防烈度水准的地震作用,以及在第一道防线的有意识屈服后,在结构变柔的同时仍具有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御可能遇到的罕遇大地震。

其次,在初步设计阶段,要正确把握高层建筑结构的概念设计,必须掌握各种结构体系的近似计算方法。英国工程师A.L.L.Baker讲过:工程师所掌握的最佳计算方法,应该是运用最简单、最直接的计算方法。而近似的计算方法就是对一个结构工程师进行高层建筑结构设计能力的最基本的要求。例如,对于框架结构体系,必须掌握的近似计算方法为:竖向荷载作用下的直接弯矩分配法,水平荷载作用下的近似计算法。同时,结构工程师还必须了解抗侧力构件的变形近似计算,通过获取不同抗侧力结构(或构件)之间的相对刚度比较概念,来大致估算建筑物的变形,以便于提出或比较各种可行的结构总体方案。

高层建筑的概念范文2

关键词:结构设计 高层建筑 基础设计概念设计

前言

概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,根据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体角度来确定建筑结构总体布置和抗震细部措施的宏观控制。它要求在设计过程中始终贯穿和应用结构概念,是一种定性而非定量的分析,是整体宏观控制和细部构造措施,设计原理和工程实践经验相结合的设计思想。在方案设计阶段就运用概念设计的思想是非常必要和及时的,而且要将它贯穿应用于整个设计过程,才能为建筑结构的安全性、可靠性、适用性和经济性提供有力的保证。本文论述了概念设计在高层建筑基础设计中的应用。

一、筏型基础的设计理论

随着城市的发展,高层建筑的地下室一般都被用作地下车库的使用空间。所以设计人员往往倾向于采用筏型基础,而不愿意选择纵横内隔墙较多的箱型基础。筏型基础又可分为梁板式筏基和平板式筏基。

计算筏板基础时,常用的方法有“倒楼盖”法、静定法(截面法)、弹性地基梁板方法和有限元分析方法。“倒楼盖”法和静定法都是一种简化计算方法。按“倒楼盖”法进行基础设计时,要求地基土比较均匀、筏板基础的刚度较大、上部结构刚度较大、柱轴力及柱距相差不大、荷载分布比较均匀;按静定法计算的要求与“倒楼盖”法大部分相同,只是静定法适用于上部结构刚度较小、柱轴力及柱距相差较大的情况。用上述两种方法计算的缺点是不能考虑基础的整体作用,也无法计算挠曲变形,“倒楼盖”法夸大上部结构刚度的影响,静定法则完全忽略了上部结构刚度的影响。当不满足上述要求时应按弹性地基梁板计算。近年来,随着计算软件的进步,上部结构、基础和地基共同作用分析法在筏板基础内力计算中得到广泛运用,该分析法基础按弹性地基上板考虑,地基模型一般采用文克尔地基、弹性半空间地基和压缩层地基等地基模型,常用数值分析方法为有限元法、有限差分法等,其中有限元法较为常用。

二、桩筏复合基础的设计理论

《建筑地基基础设计规范》第8.5.14条规定,桩基设计时,应结合地区经验考虑桩、土、承台的共同工作。相关规范对桩筏复合基础的计算方法并未做出统一规定,采用的计算方法也不尽相同,多根据当地情况和经验确定,大致有以下两种计算方法。

1、假定整个建筑物和重量全部由桩传到地基中去,而承台板只起连接桩顶和传递上部荷载的构造作用。在群桩布置中使桩的受力均匀,桩群形心与上部结构传给基础的荷载重心尽量重合。当群桩数量较多时,采用了“外密内疏”的内桩方法,即适当减少群桩中部的桩数而增加桩数。应该说,这种方法主要以桩受力为主,这种情况下,没有考虑承台板基础的支承力,将会增加桩的数量,造成浪费。

2、发挥桩土的共同承载作用,利用天然地基的承载力,采用控制沉降的方法将上部荷载由桩和筏板共同互补承担,使桩的数量及筏板厚度得以减少。

建筑物的沉降一般分为沉降量和沉降差。减沉设计是控制沉降而设置桩基的方法。也即是在设计时由基础的沉降控制值来确定桩数和桩长。减沉设计概念主要应用于软土地基上多层或小高层建筑的基础设计中,桩在基础中除承担部分荷载外主要起减少和控制沉降的作用,桩可视为减少沉降的措施,或作为减少沉降的构件来使用。同时,承台或筏板也能分担部分荷载,与按桩承担全部荷载设计的桩基相比,根据不同的容许沉降量要求,用桩量有可能减少,桩的长度也可能减短,因而可达到降低工程造价的效果。

3、减沉设计的内容

(1)桩长及桩身断面选择。选择桩长应尽可能穿过压缩性高的土层,桩端置于相对较好的持力层。在承台产生一定沉降时桩仍可充分发挥并能继续保持其全部极限承载力:选择桩身断面应使桩身结构强度确定的单桩容许承载力与地基土对桩的极限承载力二者匹配,以充分发挥桩身材料的承载能力。

(2)承台埋深及其地面尺寸的初步确定。首先按外荷载,全部由承台承担时其极限承载力仍有一定安全储备的原则,先初步确定承台的埋深及其底面尺寸,然后确定减沉设计的用桩量,再验算承台的初步尺寸,并给予调整。

(3)不同用桩数量时桩基沉降计算。根据初定的承台埋深及其底面尺寸,原定若干种不同的用桩数量方案,分别计算相应的沉降量,从而得到沉降s与桩数n的关系曲线图,减少沉降桩基础的桩距一般应大于6 d,桩的分布与建筑物竖向荷载相对应。

4、减沉设计的基本原则

(1)设计用桩数量可以根据沉降控制条件,即允许沉降量计算确定。根据沉降s与桩数n关系曲线,按建筑物容许沉降量确定桩基实际所需的用桩数量。在用桩数量确定后,再按已经选定的桩数和初步确定的承台埋深及底面尺寸计算其极限荷载,验算安全系数或调整承台埋深及底面尺寸,以确保合理的安全度。减沉桩基础桩距较常规桩筏基础布桩要大,一般至少大于4倍~6倍桩径,故其介于天然地基浅基础与桩基础之间。

(2)基础总安全度不能降低,应按桩、土和承台共同作用的实际状态来验算。因而减沉桩基础也称之为控制变形疏桩基础。对于减沉桩筏基础的沉降计算则应结合当地经验考虑桩同作用。

(3)为保证桩、土、和承台共同工作,应采用摩擦型桩,使桩基产生可以容许的沉降,承台不致脱空,在桩基沉降过程中充分发挥桩端持力层的抗力。在上部土层为松软土质、次固结土以及承载力太低土组成时,桩与桩间同作用得不到保证时,就不能考虑桩与桩间同作用,而应该按现行桩基设计。

在共同工作分析中要重视的问题是如何根据共同工作分析的成果优化设计,而优化设计的关键乃是尽量减小沉降差,从而降低筏板内力和上部结构次应力,减小筏板厚度和配筋,提高桩筏基础的可靠性。为此,提出变刚度调平设计的概念和方法。这也是发展控制变形设计的一个重要内容。

三、变刚度调平设计

1、变刚度调平设计的内容

高层建筑的概念范文3

关键词:高层建筑;建筑结构;抗震设计;设计应用

中图分类号:TU97文献标识码: A

引言

地震作为最严重的自然灾害之一,一旦发生,就会给社会带来巨大的人员伤亡和经济损失。近几年来,国内外地震灾害频发,无情地剥夺了上百万人的生命。而这些伤害基本上都是由于建筑物的倒塌引起的,尤其是高层建筑。若在建筑结构的设计当中能加强抗震概念的设计,将会从一定程度上减小损失。因此,如何才能够提高高层建筑的抗震性能的概念设计已经成为了建筑行业研究的重点工作。

一、抗震概念设计

传统的结构设计理论为建筑结构设计提供了一些计算方法,但是这些方法主要是针对结构设计中的一些细节,而忽略了对整体结构的考虑。因此,传统的结构设计理论并不能完全地适用于高层建筑的抗震设计,照本宣科式的结构设计不能满足现代建筑物的要求。在高层建筑的抗震设计当中,设计师们都会融入概念设计。抗震概念设计是指根据以往的工程经验和地震灾害的发生情况,从整体上研究工程项目的抗震决策,包括使用材料的种类、抗震方案以及结构的内部构造等等方面。

二、高层建筑结构设计中抗震概念设计的意义

高层建筑结构设计中应该非常重视抗震概念设计,因为高层建筑结构非常复杂,当发生地震时具有动力不确定性特点,人们对地震时对结构认识的局限性,再加上材料性能和施工安装的变易性、模拟地震波的模糊性等因素,导致计算结果和实际之间具有很大的差异。简单的依赖数值计算获得结构并不能有效的解决高层建筑的实际抗震问题,尤其是地质特征的差异性原因,导致许多国家甚至是地区指定的抗震规范都有明显的差异。高层建筑结构抗震概念设计在依据数值计算的基础上,还增加了实践经验元素,并且结构概念设计甚至比分析计算更重要,使得这一抗震设计理念能够满足区域差别下从事高层建筑结构设计的实际需求。强调高层建筑结构设计中抗震概念设计的重要性,其目的是为了引起高层建筑结构工程是在进行建筑结构设计时,特别重视相应的结构规程以及抗震概念设计中的相关规定,从而摆脱传统的结构设计中只重视计算结果的误区,要求结构工程师严格的按照结构设计计算原则,再结合地区的抗震规范,以此保证高层建筑结构的抗震性能。

三、高层建筑结构设计中抗震概念设计的原则

(1)结构的整体性。在高层建筑结构中,楼盖的整体性对高层建筑结构的整体性起到十分重要的作用,其相当于水平隔板,不仅要求聚集和传递惯性力至各个竖向抗侧力的子结构,还要求这些子结构具有较强的抗震能力,能够抵抗地震作用,尤其是当竖向抗侧力子结构的分布不均匀、结构布置复杂以及抗侧力子结构的水平变形特征存在差异时,整个高层建筑就依靠楼盖使抗侧力子结构进行协同工作。

(2)结构的简单性。结构的简单性指的是结构在地震作用下具有明确、直接的传力途径。在高层建筑抗震设计规范中明确规定“结构体系应该有明确的计算简图与合理的地震作用传递途径”,只有结构简单,才能对结构的位移、内力以及模型进行分析,准确的分析出高层建筑抗震的薄弱环节,然后采取相应的措施,避免薄弱环节的出现。

(3)结构的刚度。结构的刚度和抗震能力水平在地震作用下是双向的,确定结构的刚度,然后合理的布置结构能够抵抗任意方向上的地震作用。通常状况下,地结构沿着平面上两个主轴方向都应该具有足够的刚度与抗震能力,结构的刚度不仅仅应该控制结构的变形,还应该尽可能降低地震作用对高层建筑结构的冲击,如果结构发生较大的变形,将会产生重力二阶效应,导致结构失衡而被破坏,降低高层建筑的抗震可靠性,因此,在抗震概念设计中,应该重视结构的刚度设计。

(4)结构的规则性与均匀性。高层建筑的竖向和立面的剖面布置应该规则,结构侧向刚度的变化应该巨晕,避免侧向刚度以及抗侧力结构承载力的突变。沿着建筑物的竖向,机构布置和建筑造型应该规则和相对均匀,避免传力途径、刚度以及承载力的突变,防止结构在竖向上的某一楼或者少数楼层之间出现薄弱的环节。

四、抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用

(1)抗震概念设计应该重视高层建筑的结构规律。在高层建筑的抗震概念设计应用中,应该对高层建筑的体型设计进行科学的修正,保证在质量、刚度、对称、规则上分布均匀,保证设计的整体性,避免局部出现刚度过大的问题。高层建筑的结构布局对抗震概念设计具有十分重要的作用,简单、对称的建筑在地震中的应力分析和实际反映很容易做到,并且能够达到相一致,但是在凹凸的立面与错层设计的高层建筑中,当地震发生时将会产生复杂的地震效应,很难做到对高层建筑抗震效果的最佳分析。因此,高层建筑的抗震概念设计应该重视结构的规律性。

(2)抗震概念设计在结构体系上的应用。高层建筑抗震结构体系是抗震概念设计的关键,抗震概念设计在结构体系上的应用依据高层建筑物的高度以及抗震等级选择合适的抗侧力体系,通过概念近似手算确定结构设计方案的可行性以及主要构件的基本尺寸。抗震结构方案选择的合理性,直接影响建筑抗震概念设计的经济性与安全性。合理的选择建筑结构体系,应该注意以下三个方面:其一,选择建筑结构体系时,应该对因为部分结构或者部分构件的破坏而导致整体建筑结构体系丧失对抗震能力或者重力荷载的承载能力,应该坚持抗震设计原则中的赘余度功能和内力重分配功能,这一原则的重要性在许多建筑物地震后的实际状况中都得到了很好的印证;其二,选择建筑结构体系时,不仅仅应该要求建筑体系的受力明确、传力合理以及传力路线,还应该有合理的地震作用传递途径和明确的计算简图,这些都应该和不间断的抗震分析相符合;其三,其中延性是建筑结构中的重要特性之一,结构体系的变形能力取决于组成结构的构件和连接的延性水平,提高结构构件的延性水平,是提高高层建筑抗震设计概念在建筑结构设计应用中的重点问题,通过采用竖向和水平向混凝土构件,能够增强对砌体结构的约束,当配筋砌体在地震中即使产生裂缝也不会倒塌或者散落,保证高层建筑早地震中不至于丧失对重力荷载的承载能力。

(3)抗震概念设计在结构构件上的应用。高层建筑抗震的实现需要各个构件的支撑,因此,抗震结构体系中的各个构件都必须具有一定的刚度与强度,并且还应该具有可靠的连接性。高层建筑的结构体系是一个多层次超静定结构,因此其抗震结构也应该设置多道抗震防线,这样在地震作用下,即使一部分构件先被破坏,剩余的构件依然具备支撑的作用,形成独立的抗震结构,承受地震力与竖向荷载。因此,合理的预见高层建筑结构先屈服或者破坏的位置,适当的调整构件的强弱关系,形成多道抗震防线,实现对高层建筑结构体系的合理控制,这是结构抗震耗能的一种有效措施,是建筑抗震结构概念设计的重要内容。

结束语

高层建筑的结构设计不仅仅是种技术,某种程度上更是一门艺术。无论什么设计,它都没有唯一的答案,只有通过不断的比较、研究,才能找到最优方案。这就要求设计师们不懈努力地去追求完善的设计方案。随着社会的发展,高层建筑的设计已经不能盲目地照搬课本上的规范和计算机程序,需要创新。总而言之,一幢建筑物,要想做到“小震不坏,中震可修,大震不倒”,就应该要做好文中所提到的几个重点。高层建筑物中的抗震结构设计使建筑结构的设计更加人性化,更加合理化。除此之外,抗震概念设计不仅拓宽了建筑结构设计的思路,同时还为高层建筑的设计提供了新的方向,在建筑行业当中发挥了重要的作用。

参考文献

高层建筑的概念范文4

【关键词】高层建筑;增长趋势;稳固扎实;地壳活跃

1 高层建筑的诞生及发展

现代高层建筑诞生于十九世纪中叶,当时由于载人电梯的发明和钢铁业的迅猛发展,致使高层建筑应运而生。但是自二十世纪五十年代开始,高层建筑才基本真正广泛出现。然而在最近三十年,由于电子计算机以及先进的信息技术的发展,各个国家开始不满足于高层建筑而开始转向超高层建筑。位于迪拜的世界第一高的迪拜塔建成于2010年,其高度已经高达828米共162层,这无疑给全世界的高层建筑一个不小的“下马威”,这使位于台北的101大楼、上海的环球金融中心、香港国际金融中心随之逊色下来。然而,高层建筑在各个国家甚至各个地区都有不同的定义,这主要出于各地区的地壳板块以及人口密度来考虑的。在美国,一般在七层以上的建筑都视为高层建筑,而日本的高层建建筑也定义为8层以上的建筑。因为他们是处于环太平洋地震带的,出于板块较活跃的考虑,所以建筑的高度都较低。而中国,就规范规定:一般定义超过八层的民用建筑为高层建筑。在新的《高层建筑混凝土结构技术规程》里有新的定义,二十八米的民用建筑或者是建筑高度大于二十四米的其他民用建筑。当建筑的高度超过一百米时,已经算为超高层建筑。

2 高层建筑的意义以及中国高层建筑地基设计介绍

如今,各个国家以及各个城市中的高层建筑已经无疑代表了其经济发展和社会进步。面对现今土地资源越来越匮乏,高层建筑对其的缓解不可小觑,并且高层建筑可以有效的缩短公共设施的开发周期,从而使城市建设加快,高层建筑集中了分散的人口,有利于发展交通从而加快效率,在采光、通风上高层建筑都显得略胜一筹。然而任何事物都有正反两方面,高层建筑的缺点也是不容忽视的,高层建筑在防火防灾安全上相比于多层建筑较为逊色。在中国,高层建筑相对较多,位于广东省的海心塔、台湾省的101大楼、上海环球金融中心、上海金茂大厦、深圳帝王大厦,这些中国国现今较出名的高层建筑都采用了先进的技术与设计,但是在地基设计方面都要依照地基基础设计规范,主要归纳为以下几点:

第一:高层建筑地基设计必须从因地制宜、保护环境、技术先进、节约成本、就地取材等的方面多层次考虑,精心设计。

第二:所有高层建筑的地基务必满足其建筑承载力的有关规定,高层建筑的地基设计必须考虑受到环境、气候、地理条件的影响作出相应措施。

第三:高层建筑的地基设计务必考虑建筑建成后其负荷量以及常年地基下陷和地下水影响和地基变形而作出相应改良。

第四:高层建筑地基在长时间使用后会出现或大或小的地基下陷问题,所以保证地基的稳定和平衡非常重要。

在《建筑地基基础设计规范》中也明确了地基基础设计的承载力的计算和其极限问题,并增加了地基基础的监控以及相关地基设计的计算方法等。另外高层建筑需要采用整体性较好,满足其地基承载力和变形的基本要求,并且能调节其不变形的基础形式。高层建筑地基适宜利用筏形基础和箱形基础。若在地质条件好并且满足承载量和变型要求时,也可以利用其它基础形式。

3 新疆地区地形气候特点及其建筑

中国新疆处于我国第三阶梯,属于温带大陆性气候,北临阿尔泰山,南面为昆仑山,其中部为昆仑山, 新疆地区处于中亚中心地区,大陆地壳板块历史悠久,在漫长的地质演化中,已经经历了沧海桑田,由于新疆地区身处大陆内部所以降水稀少,气候干燥,土地沙漠化、盐碱化相当严重,所以,对其建筑务必要有相应对策。另外,新疆地区由于某些地带地壳相对活跃,而却处于地震带上,所以对其高层建筑地基建设和设计必须要加强监督和管理。由于我国新疆地区范围较广,地形地理环境都有偏差,又由于个地形地质条件密度分布都不同,没有什么规律,所以必须严密勘测细心分析才能避免在高层建筑地基上的安全隐患。现在高层建筑地基主要面临几个问题:

第一:强度以及稳定性

由于新疆地区土质疏松以及沙漠化严重所以对于高层建筑的地基必须确保其支撑强度以及稳定性,另外,新疆地区山脉较多,而且暗藏河道较多,故此对山区地基的土层厚度也要严密勘察。

第二:土地液化以及渗透问题而造成土地湿陷性

上一点已经提到,由于新疆地区土地沙漠化的原因,所以暗藏河道以及地下暗河较多,所以对高层建筑的地基要随时关注其渗水和土地液化以及土地湿陷对高层建筑地基稳定性的影响。

第三:土地不均匀下陷

因为新疆地区暗藏河道和地下暗河随时都会干涸,所以,其土地不稳定性极强,随时都有下陷的可能。所以,面对这种地理特点,高层建筑地基设计也需要有相应的改良措施。另外在新疆的老城区诸如坟坑、枯井、软弱土夹层之类的情况较多,因此,如遇这些情况需要联系当地勘察和相关设计单位做出适宜的地基处理。

现今新疆高层建筑多采用梁板式筏形基础,其分为单向肋梁板式筏形基础和双向肋梁板式筏形基础。单向筏形基础是将两根或两根以上的柱下条形基础从中间用底版连接起来成为一个整体用来扩大地基的底面积从而增加稳定性。双向筏形基础是在纵横两方面都在柱下布置上助梁,来减少底的厚度。

综上所述,新疆地区高层建筑的地基设计必须要依据其当地特殊环境因地制宜,并且要在保护当地环境及人文特色的前提下做出切合实际的设计。

4 新疆地区建筑地基的设计

由于我国新疆地区山脉较多、大小盆地也不计其数、底下暗河以及干涸河道、河床更是星罗棋布,所以其高层建筑地基应该采用桩基础、换填法、强夯法等相应措施。所谓的桩基础,其实就是利用爆扩桩、灌注桩,打入桩通过穿入弱土层而将其基础支撑放在坚硬的岩石上,这种方法可以取代传统地基处理时所用的土方工程,加大了效率从而缩短工期,由于新疆地区不乏戈壁滩,岩石遍地都是,所以这种方法可以因地取材,节约成本,从而造成经济价值。而换填法,可以利用其河道淤泥进行浅层处理,其对协调高层建筑地基的稳定和平衡性有一定帮助。这些方法不但可以保证建筑物的稳定平衡,还可以节约成本从而产生可观的经济价值。另外,针对沙漠化土地,以上方法也均可使用。但是,由于新疆地区的环境问题,开发高层建筑要量力而行,以防对其环境的危害适得其反。还要考虑当地人文、宗教及民俗特色合理开发,做到社会稳定、经济繁荣。

现在,中国国内高层建筑已经犹如雨后春笋般拔地而起,这象征着中国的经济在慢慢发展,但是,在高层建筑的发展上面必须要考虑环境以及气候和地层下陷多方面的因素适可而止,虽然其代表着国家的经济发展状况,但是也要考虑环境等其他因素。并且高层建筑地基必须严格依照《建筑地基基础设计规范》来执行。这样才能保证社会的稳定和人民生活的安定以及环境的和谐。

参考文献:

[1]乔志炜.控制差异沉降的复合桩基优化设计方法[J];地下空间与工程学报;2006年05期

高层建筑的概念范文5

【关键词】概念设计;高层建筑;结构设计;抗震

1.前言

高层建筑的设计方案布置日益的复杂化,设计师需要根据以往的经验对建筑物的结构布置进行系统的分析,并作出最经济合理的设计方案。概念设计能够突破建筑构建思路的局限性,使建筑物的设计方案更加符合目标的要求。概念设计在高层建筑中发挥了日益重要的作用。本文首先介绍了概念设计的含义及其重要性,说明了几点概念设计的基本原则,并重点分析了实现概念设计在高层建筑结构的有效应用的方法。

2.概念设计在高层建筑结构设计中的含义及重要性

2.1 概念设计的具体含义

结构工程师为了使建筑物的设计更加符合设计目标,会根据自己的思维进行主观判断,从宏观上对结构设计方案进行选择、鉴别评价。首先,在建筑方案设计的阶段,设计师要充分的发挥自身的创造力和创新能力,坚信高层建筑结构设计并不存在唯一的设计理念。在设计的过程中,工程设计师要清楚的认识到结构抗震的特点,并且进行正确的指导。其次,在初步设计时,结构设计师要全面的掌握各种结构体系近似计算方法,并且根据具体的计算来估算建筑物的实际情况,这样能够更好的提出可行的方案。结构工程师要必须了解侧力构件变形的近似计算,通过获取的各种构件变形的近似计算,来大致估算建筑物的变形程度,以便提出各种可行的具体方案。最后,在施工图纸的设计阶段,设计师要规范控制轴压比限值,要根据工程设计中的各种因素进行合理的调整。众所周知,影响钢筋混凝土框架的延的因素有很多,我们要对所有的因素进行一定的合理整合,从整体上提高高层建筑物的质量。

2.2概念设计的重要性

概念设计在建筑物的设计中起着决定性的作用,通过用概念设计来考虑结构布局等,才能够充分的利用结构分体与总结构之间的关系,确定出最为科学合理的设计方案。第一,现阶段的高层建筑一般都是采用混凝土方案现浇的施工工艺来进行的,只有具有了一套合理科学的框架设计,才能保证建筑物的安全性。在的实践的过程中引入了大量的概念设计的思维方法,并逐渐形成了一种特定的映射关系。第二,概念设计将不同的建筑物按照一定的标准和规范来进行设计,这样能够提高设计方案的实际指导作用。对于一些重复性的标准要进行筛选,提高标准的执行性。第三,概念设计的基本原则对结构设计的结构简单、结构整体、结构刚度有一定的补充作用。

3.概念设计基本原则

概念设计要遵循一定的原则,只有这样才能使概念设计充分的发挥应有的作用,让复杂的建筑结构日益趋于合理化。高层建筑的概念设计的原则的核心就是让结构布置简单化,构件传力力求明确。

3.1体型力求规则

体型力求规则是概念设计要遵循的首要的设计原则,那些高层建筑物只有体型结构尽量符合简单规则,它的安全才有保障。具体的说建筑物的结构高宽及平立面规则要符合相应的要求,它的结构质量和刚度要均匀的变化,尽量的避免钢度突变和结构扭曲问题的出现。

3.2构件间传力明确原则

概念设计的根本目的就是使建筑物的结构达到经济合理,要想实现这一目标各部件的传力就要合理。设计师在进行概念设计时要尽量的避免竖向布置变化过大,如果存在着不可避免的突变,应该在突变处设置一道转换层,使结构构件传力趋于明确合理的状态。

3.3多道抗震防线设置原则

概念设计的一个初衷就是在高层建筑中设置抗震防线,尽量的避免由于某一构件的破坏导致整个结构破坏的出现。在进行高层建筑的概念设计时,要对结构布置形式进行科学合理的设计,提高高层建筑的安全性。

4.概念设计在高层建筑结构设计中存在的问题及其优化

近几年来,概念设计在高层建筑物的结构设计中得到了广泛的应用得到了巨大的发展,它也从整体上提高了高层建筑物的质量,但是在具体的实践的过程中还存在着一定的问题。在概念设计的过程中缺乏具体的标准和准则,这导致概念设计在结构设计方面缺乏必要的理论支撑。概念设计也缺乏相应的保障措施,这两方面的问题极大的阻碍了概念设计的发展。

要想使概念设计在高层建筑结构设计方面得到更有效的运用,就必须对整个概念设计的理论系统进行不断的完善,具体的说要做到以下两点。首先,概念设计要针对高层建筑的具体特点设置相应的准则,不断的提高具体应用的实践性,扩大概念设计的应用范围。相应的准则,要符合国家相关的规定,要完善细致。在高层建筑的结构设计中要引入一些具有特殊性的指标,完善概念设计自身。其次,概念设计的应用过程中要建立相应的保障措施,调整整体规划并且要强制添加一些保障措施。对责任、标准、评价等保障体系的建设,充分的发挥概念设计在高层建筑的结构设计中的重要作用。在实际的设计过程中,设计师要根据概念设计的核心思想对建筑物的结构进行适当的调整。

5.概念设计在高层建筑结构设计中的应用

在高层建筑的结构设计中应用概念设计,能够使建筑的结构更加合理,并且减少荷载对结构的破坏。如何在高层建筑结构设计中科学的应用概念设计,是许多建筑类企业研究的重要课题。

5.1基础、地基概念设计

在进行基础、地基概念设计时,要确保高层建筑物基础的整体性。在设计基础时要选用整体性较好的方案,为上部结构和基础有较好的传力,提高建筑物的抗震能力。抗震规范中对基础概念设计有了明确的规定,同一结构单元要尽量采用相同的基础形式,并且要将同一结构单元的的技术放在性质相同的地基上。

5.2高层建筑结构布置的概念设计

结构布置是高层建筑结构设计中的关键,高层建筑只有结构质量刚度均匀度均匀对称的情况下才能提高其安全性能。设计人员可以通过结构布置的概念设计来探讨平立面的合理性,设计的结构要尽量的规则对称,将结构的质心和钢心结合在一起,避免出现结构扭转的问题。竖向结构布置的过程中,受力的构件要上下贯通,从下到上均匀减小竖向刚度,尽量避免出现转换的现象。若不可避免出现竖向构件转换的现象,则应根据相关的设计规范对转换构件和落地的竖向构件进行加强。建筑物的结构布置会受到多种因素的影响,因此,在概念设计的过程中要综合考虑各种因素。各个受力部件的布置要考虑各种负载的作用,不仅仅要考虑竖向负载还要考虑水平力的作用,甚至要考虑温度的影响。在水平受力的部件进行布置时,要做到传力途径简单快捷,用最快的方式将力传到主梁上,然后再传给柱。

5.3构造措施―概念设计重要内容

采取必要的构造措施,对提高高层建筑物的整抗震能力有着重要的作用。在高层建筑设计的过程中采用延性设计,可以有效的避免高层结构在高负荷的情况下发生脆性破坏。延性设计要尽量的做到“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点、强错面”。在结构的设计时要提高楼板的厚度,提高楼板的刚度,让负载均匀的传递给裙楼受力部件上。

6.结束语

概念设计在高层建筑结构设计中得到了广泛的应用,这使高层建筑的结构更加合理、简便。概念设计将成为今后高层建筑设计的主流思想,每个设计人员都要提高自身的综合设计能力,为提高高层建筑的质量提供保障。

【参考文献】

[1] 张青.概念设计在高层建筑结构设计中的重要性[J].建筑工程技术与设计,2014,19(20):12-13

高层建筑的概念范文6

【关键词】抗震概念设计;研究分析;结构设计;高层建筑

引言

随着当前人们生活水准的不断提升,在城市范围之内人口的密度也呈现出了不断增长的趋势。所以,在当前的社会环境影响之下高层的建筑逐步成为了人们物质生活之中的主要组成部分,并且也逐步成为了商业化、工业化以及城市化发展的主要标志。但是需要注意的是,在高层设计之中抗震概念设计相当关键,其可以帮助建筑的设计施工单位更好的掌握和控制其中存在的不确定性和复杂性,很好的对其中的相关参数和特性加以判定,这一点是当前城市建筑设计工作的主要发展方向,同时也是今后工作的主要难点。在今后还应当加强对抗震概念设计的深入分析,以更好的实现相关事业的改革。

1.抗震概念设计及原则思想分析

明确抗震概念设计的主要思想和主导性的原则,对于相关工作的开展有着重大的意义和积极的影响。所以在实践之中还应当对此环节的内容进行深层次的研究和分析。随着当前经济建设事业不断的向前发展,当前的建筑设计也呈现出了多样化的局面。同时在建筑设计之中还全面的追求综合化、多样化以及原则化。从建筑自身的功能上进行分析,当前建筑需要使用抗震概念设计来实现自身抗震性的增强,以更好的满足实际使用的需求。而细节部位的设计,则应当更好的实现抗震概念设计的完善,以满足使用的需求。在高层设计之中抗震概念设计相当关键,所以在实践的抗震概念设计过程之中还应当很好的树立起健全的理念,以科学化的、现代化的手段实现对传统工作的不断改进,并且以更加灵活和自由的设计方式使得设计的思路可以得到不断的完善。随着当前社会不断向前发展高层建筑已经逐步成为了城市之中的主流设计方向,为了在实践之中更好的增强高层建筑抗震概念设计水准,还应当充分的结合行业之内的相关原则和管理的经验,重点的对高层建筑抗震概念设计相关内容进行分析,以更好的实现从系统功能上进行设计安全性的满足,更好的避免出现相关安全问题。同时还需要注意的是在高层建筑抗震概念设计之中布局设计技术也是其中的一个关键环节,所以,还应当对其中的相关重难点以及管理技术的主要方向等加以分析,真正意义上实现高层建筑抗震概念设计水准的增强和改进。

传统结构设计的计算理论为建筑设计提供的是结构设计中对结构抗力的研究和计算。这种传统的设计思维使得建设结构设计师过度注重细节,而不是整体结构形式。抗震设计中传统的设计思路不能完全适用于结构设计,完全的照本宣科只能让建筑结构趋向不合理。需要强调的是设计不能陷入只依靠计算的误区,如果结构严重不规则,整体性差,仅按目前的结构设计的计算水平,难以保证结构的抗风、抗震性能,尤其是抗震的性能。因此,要求结构工程师和建筑师要共同做好初步设计。关于高层建筑混凝土结构设计的一般原则与具体内容,在高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2002)的有关章节中作了规定。

简单性结构的简单性是指结构在地震的作用下具有直接、明确的传力的途径。在建筑抗震设计规范中做出强制性条文要求,“结构体系应该有明确的计算简图与合理的地震作用传递途径。”只有结构简单,才能对结构的计算模型、内力和位移进行分析,避免薄弱部位的出现,因此对结构的抗震性的估计也相对可靠。

2.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用

根据上文针对当前抗震概念设计在高层建筑之中的价值和主导性的思想概念等进行深层次的分析,可以明确工作开展的一般方向和基本原则。下文将针对抗震概念设计在高层建筑设计之中的应用方向和主要政策等进行分析,旨在更好的实现相关事业的改革。

2.1选择抗震概念设计地基

选择对于建筑抗震有利的地基,相当关键,同时也是抗震概念设计应用过程之中的基础性环节。在今后还应当加强对抗震概念设计的深入分析,在结构设计之中应当全面的注重房屋的高度、建筑设计的布局形式、场地设计的标准、现场的资源条件、周边的环境情况、材料等方面的因素等,同时还应当注重其中地基以及施工方面的影响因素,注重技术和经济指标的双重结合。以更好的确定今后的设计方向。针对建筑自身结构和布局形式的确定还应当全面的遵循力学的对成型,遵循其中的原则。避免在出现地震等不良情况之时出现剪切破坏等严重的状况。此外还应当加强表层土质的覆盖性,这一点对于减少地震的作用影响力也有着巨大的意义。在抗震概念设计之中,应当尽可能的选择一些中硬土的场地,很好的对其中的相关参数和特性加以判定,并且避免出现诸如地基实效、地层错位以及滑坡等严重的情况哎进行抗震设计之时还应当尽量的避免其中不利的场地因素和施工条件,这一点是当前城市建筑设计工作的主要发展方向,在施工的开展过程之中还应当采取相对应的措施和技术,以更好的降低地震所带来的不良影响,减少地震对于整个施工所产生的危害性。

2.2科学的布局设计和抗震概念设计

科学的布局形式对于保证抗震概念设计的水准和效益相当关键。在实践的结构设计之中应当充分的结合场地的需求和标准,在其中及时并且恰当的引入相关规则,同时还应当保证政策和思想的完善性,另外还应当注重质量中心的重合,在地震发生之时,最为关键的一点是建筑自身的结构稳定性,不至于使得建筑在地震的作用之下出现扭转的情况。所以,还应当加强对强度的设计和提升。同时对设计的难点和主导的思想方向等进行系统性的分析,在进行建筑立面设计之时,则应当避免出现变化性的阶梯梯形,尽量的降低和减少房屋的中心,所以,在抗震概念设计的应用过程之中应当注重上述的原则,旨在以此为基础更好的实现相关事业的改革,以更好的从根本上保证设计的稳定性和可靠性。

3.结束语

总的来讲加强抗震概念设计在高层建筑之中的应用相当关键,正如上文所分析到的,随着当前人们生活水准的不断提升,在城市范围之内人口的密度也呈现出了不断增长的趋势。综上所述,根据对当前抗震概念设计的相关设计思想和主导的理念等进行综合性的分析,从实际的角度着手对工作的主要思想和应当遵循的原则等进行了系统性的分析,从实际的角度着手对工作今后的发展对策和发展的原则等进行分析,旨在更好的实现相关事业的改革。

参考文献

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