工程項(xiàng)目管理系統(tǒng) | OA系統(tǒng) | ERP系統(tǒng) | 工程項(xiàng)目管理軟件 | 裝飾管理系統(tǒng) | 簽約案例 | 購買價(jià)格 | 在線試用 | 手機(jī)APP | 產(chǎn)品資料
X 關(guān)閉
材料管理軟件

當(dāng)前位置:工程項(xiàng)目OA系統(tǒng) > 建筑OA系統(tǒng) > 材料管理軟件

淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中幾個(gè)值得重視的問題

申請免費(fèi)試用、咨詢電話:400-8352-114

    淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中幾個(gè)值得重視的問題

  摘要:我國高層建筑大量涌現(xiàn),由于高層建筑平面布置和立體面的復(fù)雜,給高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了挑戰(zhàn)。本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對高層建筑設(shè)計(jì)中幾個(gè)值得重視的問題進(jìn)行了研究,以更好的指導(dǎo)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞:高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)扭轉(zhuǎn) 剛度抗震 abstract: our high-rise building emerge in a large amount, due to the high building layout and the complex three-dimensional, give a high building structural design challenge. this paper, combined with the practice experience, in the design of a high-rise building several important issues, to better guide high-rise building design. keywords: designing high-rise seismic torsional rigidity   中圖分類號:tu318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:a文章編號: 我國高層建筑大量涌現(xiàn),由于高層建筑平面布置和立體面的復(fù)雜,給高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了挑戰(zhàn)。本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對高層建筑設(shè)計(jì)中幾個(gè)值得重視的問題進(jìn)行了研究。 一、宏觀上控制結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和延性 結(jié)構(gòu)在受力進(jìn)塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力,為避免倒塌,尤其是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,一方面要保證結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度。另一方面,要保證結(jié)構(gòu)具有一定的延性,強(qiáng)度要從電算的位移剛度等進(jìn)行控制,而延性則主要從以下幾個(gè)方面控制,以防結(jié)構(gòu)的脆性破壞。 1. 1構(gòu)件截面抗震承載力調(diào)整 水平地震作用與重力荷載效應(yīng)組合對應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面抗震承載力須根據(jù)受力狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整放大提高,以達(dá)到結(jié)構(gòu)的柔性破壞。 1. 2豎向構(gòu)件軸壓比控制 高層建筑豎向構(gòu)件在重力荷載、水平荷載共同作用下的軸壓比控制是保證高層建筑結(jié)構(gòu)延性和安全度的重要措施之一,其表達(dá)式如下: 軸壓比=總組合軸壓力設(shè)計(jì)值/(混凝土抗壓設(shè)計(jì)值x構(gòu)件截面積)。 軸壓比的高低直接體現(xiàn)構(gòu)件延性的優(yōu)劣,軸壓比較低的構(gòu)件延性較好,反之延性較差。因此。地震作用效應(yīng)組合下的豎向構(gòu)件軸壓比必須滿足規(guī)范限值。 1. 3結(jié)構(gòu)構(gòu)件剪壓比控制 其表達(dá)式為:板剪壓比=組合設(shè)計(jì)剪力/(混凝土抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度x構(gòu)件腹凈面積)。 高層建筑各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件在重力荷載、水平荷載共同作用下的剪壓比控制是保證高層建筑結(jié)構(gòu)延性、安全度的又一重要措施。 1. 4結(jié)構(gòu)構(gòu)件合適含鋼率選擇 高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸及其混凝土強(qiáng)度等級合適確定后,構(gòu)件配置的各種受力鋼筋和非受力構(gòu)造鋼筋具有合適的含鋼率,是控制高層建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度及裂縫,使之能正常工作的另一個(gè)極其重要的設(shè)計(jì)原則和手段,合適含鋼率的配置是現(xiàn)澆鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)本身應(yīng)有的特性的體現(xiàn)。 二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問題 建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要求建筑三心盡可能匯于一點(diǎn),即三心合一。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中未做到三心合一,在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞,應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局,盡可能地使建筑物做到三心合一。 在某些情況下,由于城市規(guī)劃對街道景觀的要求以及建筑場地的限制,高層建筑不可能全部采用簡單平面形式,當(dāng)需要采用不規(guī)則l形、t形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時(shí),應(yīng)將凸出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi),同時(shí),在結(jié)構(gòu)平面布置時(shí),應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)處于對稱狀態(tài)。 建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)周期問題包含兩方面:①合理控制結(jié)構(gòu)的自振周期;②控制結(jié)構(gòu)的自振周期使其盡可能錯(cuò)開場地的特征周期。 2.1結(jié)構(gòu)自振周期 高層建筑的自振周期(t1)宜在下列范圍內(nèi): 框架結(jié)構(gòu):t1=(0.1~0.15)n 框-剪、框筒結(jié)構(gòu):t1=(0.08~0.12)n 剪力墻、筒中筒結(jié)構(gòu):t1=(0.04~0.10)n n為結(jié)構(gòu)層數(shù)。 結(jié)構(gòu)的第二周期和第三周期宜在下列范圍內(nèi): 第二周期:t2=(1/3~1/5)t1;第三周期:t3=(1/5~1/7)t1。 如果周期偏離上述數(shù)值太遠(yuǎn),應(yīng)當(dāng)考慮本工程剛度是否合適,必要時(shí)調(diào)整結(jié)構(gòu)截面尺寸。如果結(jié)構(gòu)截面尺寸和布置正常,無特殊情況而計(jì)算周期相差太遠(yuǎn),應(yīng)檢查輸入數(shù)據(jù)有無錯(cuò)誤。從實(shí)例的計(jì)算結(jié)果看,其自振周期計(jì)算值接近估算值的下限,可考慮調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度,適當(dāng)增大結(jié)構(gòu)的自振周期。 2.2共振問題 當(dāng)建筑場地發(fā)生地震時(shí),如果建筑物的自振周期和場地的特征周期接近,建筑物和場地就會發(fā)生共振。因此在建筑方案設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)針對預(yù)估的建筑場地特征周期,通過調(diào)整結(jié)構(gòu)的層數(shù),選擇合適的結(jié)構(gòu)類別和結(jié)構(gòu)體系,擴(kuò)大建筑物的自振周期與建筑場地特征周期的差別,避免共振的發(fā)生。 2.3水平位移特征 水平位移滿足高層規(guī)程的要求,并不能說明該結(jié)構(gòu)是合理的設(shè)計(jì)。同時(shí)還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí),地震力的大小與結(jié)構(gòu)剛度直接相關(guān),當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度小,結(jié)構(gòu)并不合理時(shí),由于地震力小則結(jié)構(gòu)位移也小,位移在規(guī)范允許范圍內(nèi),此時(shí)并不能認(rèn)為該結(jié)構(gòu)合理。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)周期長、地震力小并不安全;其次,位移曲線應(yīng)連續(xù)變化,除沿豎向發(fā)生剛度突變外,不應(yīng)有明顯的拐點(diǎn)或折點(diǎn)。一般情況下剪力墻結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎曲型;框架結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為剪切型;框-剪結(jié)構(gòu)和框-筒結(jié)構(gòu)的位移曲線應(yīng)為彎剪型。 三、結(jié)構(gòu)剛度 高層建筑的抗側(cè)剛度對結(jié)構(gòu)的抗震性能有很大的影響,應(yīng)設(shè)計(jì)得剛些還是柔些,不同的設(shè)計(jì)人員有不同的看法,因此各結(jié)構(gòu)物的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相差較大。如深圳等沿海地區(qū)的高層建筑大多數(shù)都設(shè)計(jì)得比較剛,特別是高層住宅,主要表現(xiàn)在剪力墻較多,而且墻普遍較厚,有些建筑只有十幾層,墻厚達(dá)500-600mm左右,比較浪費(fèi),計(jì)算的最大相對側(cè)移值只有1/3000-1/5000,甚至更小。在土質(zhì)較好,基巖埋深也普遍較淺的地區(qū),高層建筑大多采用樁基,持力層多落在中、微風(fēng)化巖,地基的特征周期值較小,所以高層建筑的抗側(cè)剛度一般可以設(shè)計(jì)得柔些,以結(jié)構(gòu)的極限變形能力作為控制值。在滿足變形限值的前提下,結(jié)構(gòu)剛度盡可能設(shè)計(jì)得小些,這樣,既降低了地震作用,也使場地土與建筑物發(fā)生共振的可能性減小,而且又達(dá)到了經(jīng)濟(jì)目的。 四、高寬比限值 《高規(guī)》中對高層建筑的結(jié)構(gòu)高寬比h/b進(jìn)行限值的目的是為了保證結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性和不傾覆。一般而言,隨著建筑物高度的增加,傾覆力矩也將迅速增大,高寬比大的結(jié)構(gòu)其安全性和經(jīng)濟(jì)性較差,所以高寬比限值原則上是需要的。 但目前高寬比限值中考慮的因素過于簡單。首先,結(jié)構(gòu)的抗傾覆性與基礎(chǔ)埋深、基礎(chǔ)寬度及基礎(chǔ)形式等有很大的關(guān)系。基礎(chǔ)埋得越深、基礎(chǔ)寬度越大、結(jié)構(gòu)抗傾覆能力就越好,高寬比就可以越大一些;有樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)上抗傾覆能力比天然地基的抗傾覆能力好,所以高寬比也可以大些。其次,上部結(jié)構(gòu)的剛度分布不同,結(jié)構(gòu)的整體性也不同,若上部結(jié)構(gòu)通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能保證結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度,以使結(jié)構(gòu)在地震作用下和風(fēng)振下都不會有過大的動(dòng)力反應(yīng),高寬比也可以大些。 五、關(guān)于抗震構(gòu)造措施 新的《高規(guī)》較“89規(guī)范”增加了有關(guān)短肢剪力墻的規(guī)定,但有些條文在設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí),尚不盡完善,且規(guī)程對短肢剪力墻的縱向鋼筋配筋率要求偏高。短肢剪力墻原來系用于高層點(diǎn)式筒體的結(jié)構(gòu),近年來大量應(yīng)用于10~16層的小高層商住樓,對這種高度一般不超過50m的建筑,是否應(yīng)當(dāng)采取如此嚴(yán)格的構(gòu)造措施,是值得商榷的。 例如,《高規(guī)》第7.1.2條第2款規(guī)定“筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50%”,相比于框剪結(jié)構(gòu)中的框架而言,短肢墻的抗側(cè)剛度要大的多,這樣勢必增加長墻的數(shù)量,進(jìn)而增大地震作用。 關(guān)于短肢剪力墻抗震等級的規(guī)定不盡合理,《高規(guī)》第7.1.2條第3款規(guī)定“短肢剪力墻的抗震等級應(yīng)比本規(guī)程表4.8.2規(guī)定的抗震等級提高一級采用”,在短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中,既然規(guī)定了一般墻或筒體承受的傾覆力矩大于50%,則筒體或一般墻為主要抗側(cè)力構(gòu)件,應(yīng)提高筒體或一般墻的抗震等級才合理,就如框-剪結(jié)構(gòu)中的剪力墻抗震等級高于或等于框架抗震等級。 《高規(guī)》第7.1.8條規(guī)定,當(dāng)連梁跨高比不小于5時(shí),宜按框架梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。連梁主要承受水平荷載帶來的剪力和彎矩,容易出現(xiàn)剪切裂縫,其抗剪計(jì)算式與框架梁不一樣(見《高規(guī)》第7.2.24條),箍筋間距要求要嚴(yán)。連梁抗震設(shè)計(jì)時(shí),對配筋率沒有特殊要求,其最小配筋率同非抗震設(shè)計(jì),最大配筋率則通過截面條件來控制。而框架梁則要滿足截面條件及配筋等多項(xiàng)構(gòu)造要求。在設(shè)計(jì)此類連梁時(shí)應(yīng)注意,在計(jì)算時(shí)要設(shè)為非連梁,否則程序?qū)ζ鋭偠炔怀丝紤]樓板作用的增大系數(shù),還要按連梁折減。對跨高比小于5,但對在較大集中荷載作用下(集中荷載對支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的75%以上的情況)的連梁,也應(yīng)按框架梁進(jìn)行抗剪承載力計(jì)算。   參考文獻(xiàn): [1] gb 50011-2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[s].北京:建筑工業(yè)出版社,2011 [2] 全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施--結(jié)構(gòu)篇[s] [3]趙天賦.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[j].今日科苑,2009 (12) [4] 注:文章內(nèi)所有公式及圖表請用pdf形式查看。  
發(fā)布:2007-07-27 10:25    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
相關(guān)文章:

泛普材料管理軟件其他應(yīng)用

項(xiàng)目管理工具 禪道項(xiàng)目管理軟件 夢龍項(xiàng)目管理軟件 微軟項(xiàng)目管理軟件 裝飾管理系統(tǒng) 裝修預(yù)算軟件 項(xiàng)目計(jì)劃軟件 項(xiàng)目進(jìn)度管理軟件 軟件項(xiàng)目管理工具 材料管理軟件 工程項(xiàng)目管理軟件系統(tǒng) 項(xiàng)目管理系統(tǒng) 施工管理軟件 建筑工程項(xiàng)目管理軟件 工程管理軟件