韩 宇
(太原市建筑设计研究院,山西 太原 030001)
想要真正做好高层建筑结构计算设计工作,就需要设计人员能够结合目前技术发展趋势掌握高层建筑结构计算原则,判断结构计算结果,对整体结构的合理性进行分析,对结构配筋进行重点分析,对计算结果进行回推分析并完成数据调整。这样才能进一步保证高层建筑结构计算结果的准确性,设计出结构科学合理、稳定坚固的方案。
相比普通建筑结构计算工作来说,高层建筑结构计算的过程有一定的差异。在实际计算过程中,一些原则是必须要遵循。在满足荷载与刚度的方面,高层建筑与普通建筑都需要优先满足相关需求,这样才能让建筑在投入使用后保持良好的安全性以及稳定性。与此同时,也需要结合当地自然环境以及地质环境,确定建筑的抗震需求。同时,需要严格按照相关技术标准与法律规范对建筑的抗震结构以及抗震设施进行设计和计算。这样才能让建筑真正实现大震不倒、中震不坏,进而在地震发证过程中,建筑能够保障居住者的生命财产安全。
相对来说,高层建筑的结构更为复杂,因此在结构计算工作中,需要提前准确掌握结构的相关材料,并明确不同材料的技术参数。总的来说,在实际计算过程中,首先需要明确高层建筑应该遵循的原则,然后按照相关规范完成计算工作,进而保证计算结果的准确性以及计算工作的高效性。
由于高层建筑结构设计计算工作是相对复杂的,因此在计算过程中容易出现不同程度的问题,因此就需要设计人员能够对结构计算的结果进行深入的分析和判断,进而达到保证设计结构准确性的作用。具体来说,设计人员在完成设计工作后,首先需要结合具体的结构对应用的共识进行检查,随后检查公式中带入的重要参数以及设计原始参数,最后对设计结果进行重新验算,以明确设计结果的准确性。另外,设计人员在分析判断计算结果的过程中,也需要对相关的技术标准进行查阅和确定,保证选取公式及方法的准确性。
在对计算结果进行判断难点过程中,需要遵循合理性的原则,进而保证计算结果能够满足建筑的设计需求,保证实际设计成果能够与实际需求相吻合。设计人员可以通过分析周期、位移、地震力等参数对计算结果合理性进行分析。另外对于结构渐变性方面也需要进行分析和判断,判断渐变性主要是完成竖向刚度、质量变化等方面的内容。判断建筑平衡性同样有着不可忽视的重要意义,一般来说需要在结构内力调整之前进行平和性判断,同时需要在同一种条件或者负荷的情况下对其平衡性进行校核,另外也需要对结构的内力进行分析和判断。由此可见,对结构计算进行分析和判断你是保证计算结果准确性的重要举措。
除了要对高层建筑结构计算的结果的相关内容进行分析判断之外.我们还:要对整体结构的合理性进行充分的确定。现阶段.国家相关建设部门已经制定了相关的整体结构合理性确定所主要包含的指标.这些指标主要包含:层间受剪承载力之比、周期比、刚度比、刚重比、位移比以及剪重比等方面的内容。在对高层建筑结构计算的结构进行整体结构合理性进行确定的过程当中.需要对上述所有的指标进行确定.只有所有的指标完全满足要求之后.才能确定高层建筑结构计算的结构是否合理准确.是否能够运用到高层建筑的施工过程当中,
构件配筋方面的分析与判断同样也是高层建筑结构计算结果当中的一个非常重要的环节:因为,高层建筑当中一个小构件配筋出现问题都有可能导致最终事故的发生总之.要想做好高层建筑结构计算方面的工作.那么就必須对构件配筋等方面的内容进行充分的分析与判断。构件配筋方面的分析判断主要所包含的内容有:第一.首先检查一般的构件配筋是否能够从一定的程度上符合构件受力特性方面的要求;第二.对于一些特殊的构件配筋.我们要对这些构件的所承受的内力以及配筋所承受的内力等方面的内容进行分析:如果有必要.那么还要对其进行更为深入的分析计算,必要的时候还要通过手算或者相应的先进计算软件来完成。第三.判断构件配筋的数量是否超筋或者钢筋的数量是否没有达到构件的要求:这个方面的内容对高层建筑的整体所能承受的载荷具有非常重要的影响。
高层建筑的结构计算在完成之后,除了要对高层建筑结构计算的结果进行相关内容的分析判断之外.还要根据计算结果以及分析判断所得到的结论对计算结果进行适当的调整.以此使得最终的计算结果更加的符合实际要求。如果从以上角度对结构设计要求进行分析,并且计算结果也能达到相关要求,那么证明输入到软件中的参数是正确的,不需要技术人员对相关参数进行调整。反之,则需要结合相关技术标准对参数进行调整优化,并完成结构计算过程的调整。其中,更为重要的是需要从整体上把握计算过程。
图1 某结构平面计算辅助设计软件示意图
目前,国内外力学专家已经结合各类材料的特性以及建筑设计理论,设计出了各类结构力学模拟软件,因此在实际设计过程中,设计人员可以通过在软件中构建建筑结构模型的方式,运用计算机技术模拟建筑在不同情况下结构的应力状态。这种直观的计算方法,出来能够将计算结果直观化以外,还有利于提升计算效率,避免人工计算所导致的问题,进一步保证计算结果的正确性。
不同材料、结构的力学性能以及计算方法都有一定的差异,在新材料、新结构层出不穷的今天,设计人员在实际工作中需要面临更大的挑战。由此可见,通过培训让设计人员能够掌握更先进的设计理论与设计方法,对于提高设计成果质量有着重要的作用。在开展培训工作的同时,需要相关企业能够与院校、科研单位进行密切的沟通和交流,做好先进理论的储备工作。其次,需要企业能够结合实际应用情况,举办形式多样的培训活动,通过不同的形式着重体现不同理论的应用环境。另外也需要企业能够对每次培训的效果进行评估,为后续优化培训活动提升培训效果提供参考。
施行三方校核的质量控制体系,能够更为有效地发现设计成果以及计算成果中存在的问题,进而保证建筑的安全性和稳定性。对于检查的方式和方法也需要进行规范和优化,避免冗长的检查流程影响正常工作的开展。企业定期可以对已经完成的设计成果、计算成果进行抽检,明确实际工作中容易出现的计算问题,并针对具体的问题提出相应的解决方案,以达到防微杜渐的作用。
在实际工作中,很多企业都实行分块设计的工作模式,那么在不同模块设计对接时,容易出现一定的计算问题。那么,如果企业能够采用信息化的计算软件,能够展示不同环节的计算完成程度,并利用信息平台的计算结果公开功能,将重要的参数进行分享。其他设计组则可以参考相应的设计参数,对自身设计结果进行校核,也能发现设计中存在的问题。
对于高层建筑来说,整体结构计算工作对于保证建筑稳定性有着重要的意义。想要真正做好结构计算设计工作,不仅需要设计人员能够秉承科学严谨的工作态度,还需要企业给予设计人员足够的技术支持,为技术人员创设良好的设计条件。另外,各个设计单位之间也需要进行密切的沟通,了解设计领域的发展趋势,积极尝试先进的计算方式与设计工具,致力于提升设计成果质量以及工作效率。