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摘要:本文作者结合自身工作经验,围绕提高高层建筑设计质量,就结构专业与其他专业之间的矛盾如何协调并妥善处理进行探讨,以供参考。
关键词:高层建筑;结构设计;协调处理
1.高层建筑的结构设计
随着我国建筑业的不断发展,高层建筑也如雨后春笋般的涌现。
建筑结构设计与建筑专业设计的协调高层建筑结构设计进行结构布置时,要与建筑平面设计密切配合,使高层建筑不但美观实用,而且要做到结构受力合理。
⑴建筑平面布置要合理,力求简单、规则、对称,防止在地震作用下引起建筑扭转效应。建筑平面开间进深要尽量统一,便于结构构件标准化。建筑体系变化不宜复杂,柱子剪刀墙不能错位,其截面不能明显缩小或取消,同一楼层楼面标高要尽量一致,不宜设计错层和局部夹层,防止短柱及剪力集中。楼梯间、电梯间不宣布置在受力复杂或应力容易集中的转角部位,如因需要无法满足上述要求时,必须采取加强结构措施。
⑵梁高对窗高的影响,尽量满足建筑需统一窗高的影响。建筑专业和结构专业应取得统一意见,单栋、整体均应统一考虑,由设计项目负责人协调。
⑶为了增强建筑物的整体稳定性,高层建筑基础埋深一般为总高度的1/8至1/12。为了充分利用这部分空间,高层建筑通常设地下室,作为设备层及其它辅助房间。高层建筑地下室设计时,首先,根据结构类型、工程地质及施工条件等因素选择基础型式,基础型式确定后,再进行地下室平面设计。建筑专业和其它专业要在满足结构设计基本要求的条件下进行各专业设计。
⑷同一楼层中,标高的突然变化处(尤其是有步级、跃式入口或平台花园交接处)应谨慎处理相关的梁、板构造和连接关系,各专业必须协调好大样的一致性。阳台封口梁的梁底标高、梁高是否各栋或区域性保持一致,以协调建筑立面效果,应与建筑专业协调确认。从受力角度、立面外观方面同时考虑,并注意梁底与板底的尺寸关系。注意建筑标高、结构标高的差异对工程的影响,应明晰立面标高、楼板标高、构架标高的两者区别,并力图使两专业在大样上的一致性,各专业大样应明晰这种专业的差异。
⑸当裙楼顶等部位出现不可避免的反梁或其他对设备专业造成冲突的结构做法时(如反梁上需开多个排水孔,且要考虑贴面的厚度影响),结构专业应引导其他专业避免结构受力构件的损害和削弱。
2.建筑结构设计与不同专业的协调配合
⑴与给排水专业设计的协调
给排水专用房屋包括水泵房、消防水泵房、水箱间及水处理间。这些房间由于有设备及设备基础,荷载比一般房间大,特别是高位水箱间设在建筑顶部,荷载特别大,对结构设计十分不利。水泵间最好设置在地下室或半地下室内。给排水专用房间内管道较多,应注意预留孔洞,预埋件位置及尺寸,防止出现结构削弱部位。给排水管道直径粗,数量多,竖向管道应集中于管道井中,结构应对楼板孔洞局部加强。水平管道应避免穿过梁、盥由柱。对管道穿越剪力墙、简体、楼板处应进行强度验算,必要时采取加固措施。结构布置应为管网系统创造条件,避免管道绕梁绕柱,增加水阻力或满足不了水平管道坡降要求。高层建筑消火栓较多,消防水管较粗。为不影响建筑功能,常将消火栓、水管暗设于墙内,如果设在剪力墙内,则必须进行结构验算,防止局部削弱。
⑵与暖通专业设计的协调
高层建筑空调设备(风道、冷热水管、空调箱、空调机组等)通常与电梯、电梯厅、楼梯、电气间、卫生间集中布置在核心区,构成维持整个高层建筑活动机能的关键部分。在竖向布置上又与给排水、电气等集中布置在设备层。结构设计时应充分注意核心区及设备层的特点:①楼面负荷大,在内力分析及楼板设计时应考虑;②预埋管道附件多,注意局部荷载超过设计荷载:③设备层层高不同于标准层层高,而且应力集中,是抗震薄弱环节,要考虑抗震加固措施。
⑶与电气专业设计的协调
电气专业的室内敷线,原则上应以导线在金属管中沿墙及楼板暗设,这对于预制装配整体框架、框架一剪力墙结构是很困难的。穿梁的垂直管道要在预制梁制作时预留孔道,并且梁宽和墙厚尽量一致,如不一致则要求墙的一侧与梁的侧面平齐,使穿梁管不露墙外。高层建筑平面电梯井道的位置确定后,电梯机房位置也就确定下来,电梯机房内孔洞、预埋件较多,电梯机房荷载也比较大,因此应详细了解所选型号电梯土建条件并注意单台布置和多台布置的差别。由于电梯井道一般作为钢筋混凝土剪力墙,除承受竖向荷载外,还承受水平力作用,因此应校核洞口削弱后的强度。
结束语
一座建筑的工程设计是由各专业的设计经有机的组合、互相渗透而成的一个整体,结构设计是工业与民用建筑设计不可缺少的一部分,如何对结构专业设计图纸质量、结构设计思想、围绕工程设计的专业间的协调、甲方目前和将来的建设目的意图等的控制,对工程设计的质量和合理性起不可忽视的作用。结构设计既是一门技术,同时也是一门艺术,工程设计人员只有在工程实践中不断摸索才能不断满足建筑工程在發展中提出的新的要求和解决复杂工程中不断涌现的问题。同时,设计管理、设计工种间的设计配合在设计过程中显得越来越重要,工程设计人员除了掌握本专业的知识技能外,尚应对配合工种的知识掌握到一定的程度,从以上列出的问题种类统计,因专业间的配合、协调引发的问题占到较大的比例,因此,良好的沟通配合可大大减少设计错误,从而可有效提高工程设计质量。
关键词:高层建筑;结构设计;协调处理
1.高层建筑的结构设计
随着我国建筑业的不断发展,高层建筑也如雨后春笋般的涌现。
建筑结构设计与建筑专业设计的协调高层建筑结构设计进行结构布置时,要与建筑平面设计密切配合,使高层建筑不但美观实用,而且要做到结构受力合理。
⑴建筑平面布置要合理,力求简单、规则、对称,防止在地震作用下引起建筑扭转效应。建筑平面开间进深要尽量统一,便于结构构件标准化。建筑体系变化不宜复杂,柱子剪刀墙不能错位,其截面不能明显缩小或取消,同一楼层楼面标高要尽量一致,不宜设计错层和局部夹层,防止短柱及剪力集中。楼梯间、电梯间不宣布置在受力复杂或应力容易集中的转角部位,如因需要无法满足上述要求时,必须采取加强结构措施。
⑵梁高对窗高的影响,尽量满足建筑需统一窗高的影响。建筑专业和结构专业应取得统一意见,单栋、整体均应统一考虑,由设计项目负责人协调。
⑶为了增强建筑物的整体稳定性,高层建筑基础埋深一般为总高度的1/8至1/12。为了充分利用这部分空间,高层建筑通常设地下室,作为设备层及其它辅助房间。高层建筑地下室设计时,首先,根据结构类型、工程地质及施工条件等因素选择基础型式,基础型式确定后,再进行地下室平面设计。建筑专业和其它专业要在满足结构设计基本要求的条件下进行各专业设计。
⑷同一楼层中,标高的突然变化处(尤其是有步级、跃式入口或平台花园交接处)应谨慎处理相关的梁、板构造和连接关系,各专业必须协调好大样的一致性。阳台封口梁的梁底标高、梁高是否各栋或区域性保持一致,以协调建筑立面效果,应与建筑专业协调确认。从受力角度、立面外观方面同时考虑,并注意梁底与板底的尺寸关系。注意建筑标高、结构标高的差异对工程的影响,应明晰立面标高、楼板标高、构架标高的两者区别,并力图使两专业在大样上的一致性,各专业大样应明晰这种专业的差异。
⑸当裙楼顶等部位出现不可避免的反梁或其他对设备专业造成冲突的结构做法时(如反梁上需开多个排水孔,且要考虑贴面的厚度影响),结构专业应引导其他专业避免结构受力构件的损害和削弱。
2.建筑结构设计与不同专业的协调配合
⑴与给排水专业设计的协调
给排水专用房屋包括水泵房、消防水泵房、水箱间及水处理间。这些房间由于有设备及设备基础,荷载比一般房间大,特别是高位水箱间设在建筑顶部,荷载特别大,对结构设计十分不利。水泵间最好设置在地下室或半地下室内。给排水专用房间内管道较多,应注意预留孔洞,预埋件位置及尺寸,防止出现结构削弱部位。给排水管道直径粗,数量多,竖向管道应集中于管道井中,结构应对楼板孔洞局部加强。水平管道应避免穿过梁、盥由柱。对管道穿越剪力墙、简体、楼板处应进行强度验算,必要时采取加固措施。结构布置应为管网系统创造条件,避免管道绕梁绕柱,增加水阻力或满足不了水平管道坡降要求。高层建筑消火栓较多,消防水管较粗。为不影响建筑功能,常将消火栓、水管暗设于墙内,如果设在剪力墙内,则必须进行结构验算,防止局部削弱。
⑵与暖通专业设计的协调
高层建筑空调设备(风道、冷热水管、空调箱、空调机组等)通常与电梯、电梯厅、楼梯、电气间、卫生间集中布置在核心区,构成维持整个高层建筑活动机能的关键部分。在竖向布置上又与给排水、电气等集中布置在设备层。结构设计时应充分注意核心区及设备层的特点:①楼面负荷大,在内力分析及楼板设计时应考虑;②预埋管道附件多,注意局部荷载超过设计荷载:③设备层层高不同于标准层层高,而且应力集中,是抗震薄弱环节,要考虑抗震加固措施。
⑶与电气专业设计的协调
电气专业的室内敷线,原则上应以导线在金属管中沿墙及楼板暗设,这对于预制装配整体框架、框架一剪力墙结构是很困难的。穿梁的垂直管道要在预制梁制作时预留孔道,并且梁宽和墙厚尽量一致,如不一致则要求墙的一侧与梁的侧面平齐,使穿梁管不露墙外。高层建筑平面电梯井道的位置确定后,电梯机房位置也就确定下来,电梯机房内孔洞、预埋件较多,电梯机房荷载也比较大,因此应详细了解所选型号电梯土建条件并注意单台布置和多台布置的差别。由于电梯井道一般作为钢筋混凝土剪力墙,除承受竖向荷载外,还承受水平力作用,因此应校核洞口削弱后的强度。
结束语
一座建筑的工程设计是由各专业的设计经有机的组合、互相渗透而成的一个整体,结构设计是工业与民用建筑设计不可缺少的一部分,如何对结构专业设计图纸质量、结构设计思想、围绕工程设计的专业间的协调、甲方目前和将来的建设目的意图等的控制,对工程设计的质量和合理性起不可忽视的作用。结构设计既是一门技术,同时也是一门艺术,工程设计人员只有在工程实践中不断摸索才能不断满足建筑工程在發展中提出的新的要求和解决复杂工程中不断涌现的问题。同时,设计管理、设计工种间的设计配合在设计过程中显得越来越重要,工程设计人员除了掌握本专业的知识技能外,尚应对配合工种的知识掌握到一定的程度,从以上列出的问题种类统计,因专业间的配合、协调引发的问题占到较大的比例,因此,良好的沟通配合可大大减少设计错误,从而可有效提高工程设计质量。