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探讨高层建筑结构设计难点

本文摘要:【概要】随着科技的发展,我国的建筑技术水平更加低,建筑高度的日益减少,建筑类型以及功能也日新月异,可玩性相对而言渐渐逆大。结构体系各式各样,高层建筑结构设计现在主要沦为结构涉及工程设计人员在设计工作重点和难题。下文主要针对高层建筑结构设计中常常不会经常出现的一些问题展开分析,总结了设计经验,以超过确保建筑的安全性、缩短其使用寿命的目的以及以后涉及人员参照自学。

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【概要】随着科技的发展,我国的建筑技术水平更加低,建筑高度的日益减少,建筑类型以及功能也日新月异,可玩性相对而言渐渐逆大。结构体系各式各样,高层建筑结构设计现在主要沦为结构涉及工程设计人员在设计工作重点和难题。下文主要针对高层建筑结构设计中常常不会经常出现的一些问题展开分析,总结了设计经验,以超过确保建筑的安全性、缩短其使用寿命的目的以及以后涉及人员参照自学。【关键词】抗震设防烈度;基础挖出浅;底部金字固层;高宽比;点状性;偏心距;开洞;梁高度  1.结构设计选型问题  对于结构设计来讲,按照建筑用于功能的拒绝、建筑高度的有所不同以及中环线场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全性、可信的设计原则,自由选择适当的结构体系,一般分成六大类:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架剪力墙结构体系、框筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。

  高层和超高层建筑在结构设计中除使用钢筋混凝土结构(代号RC)外,还使用型钢混凝土结构(代号SRC),钢管混凝土结构(代号CFS)和全钢结构(代号S或SS)。东南科技研发中心,建筑高度100m,柱网为8.4m,抗震设防烈度为6度,使用框架剪力墙或框筒结构体系更为经济合理,这种结构体系的剪力墙或筒体是很好的抗侧力构件,经常分担了大部分的风载和地震荷载产生的水平侧力,总体刚性大,侧移小,且符合玻璃幕墙的外装饰拒绝。

  一个合理的设计必需自由选择一个经济合理的结构方案,也就是要自由选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系不应受力具体,传力简捷。同一结构单元不应混用有所不同结构体系,地震区不应力求平面和线脚规则。

总而言之,必需对工程的设计拒绝、材料供应、地理环境、施工条件等情况展开综合分析,并与建筑、电、水、变暖等专业充份协商,在此基础上展开结构选型,确认结构方案,适当时应展开多方案较为,择优选用。  2.基础挖出浅问题  基础应当要有一定的挖出浅,埋置深度可以从室外地坪仍然算数到基础底面,对于独立国家的高层建筑而言,基础挖出浅较为更容易确认,但当今多数高层建筑与地下车库都是相互连接的,当地下车库基础使用筏板基础或另设透气底板的独立国家基础(透气底板不应太薄)时,高层建筑的基础挖出浅可从室外地坪算数起,此时高层建筑地下室顶板及地下车库顶板不应按金字固层拒绝设计,地下车库理应充足的侧向刚性作为高层建筑的侧限。

假如不符合以上条件的时候,高层建筑的基础挖出浅应当要从地下车库地面算数起。高层建筑一般来说另设地下室来符合挖出浅拒绝,主要有以下几点优势:  (1)提升地基承载力。当高层建筑使用天然地基时,地基承载力可展开修正.随着基础挖出浅的减少,修正后的地基承载力随之减小,从而可符合高层建筑对地基承载力的拒绝。  (2)不利于高层建筑上部结构的整体平稳。

高层建筑地下室外墙一般使用钢筋硷墙,地下室顶板薄不应大于160mm,地下室具备较小的层间刚性,同时地下室外墙周边土也获取了相当大的侧向刚性和约束。因此另设地下室不利于上部结构的整体平稳,不利于协商结构整体变形,调整地基失衡与下陷。  3.房屋高宽比  房屋高度指室外地面至主楼主要屋面的高度。

房屋宽度按所考虑到方向的大于投影宽度作为建筑物的计算出来宽度。对带上裙房的高层建筑,当裙房面积与其上塔楼面积比小于2.5或裙房外用外侧刚性与其上塔楼外用外侧刚性比小于2.0时,是非裙房以上部分的房屋高度和宽度计算出来高宽比。

  4.建筑结构点状性界定  建筑结构点状性除应按高规4.3与4.4节的涉及规定界定外,还需注意以下问题:  (1)计算出来结构构件的仅次于偏移比时不应按刚性楼板假设。  (2)当结构的偏移比和周期比超强规范规定时,解释结构的外用叉刚性比较结构的抗侧刚性稍小,结构的挽回效应较小。在结构外用外侧刚性较小,结构的层间偏移满足要求的情况下,可增大结构的抗侧刚性,对楼层中部结构做到除法,可中止、减短、减薄剪力墙,增大连梁高度等。

当结构的抗侧刚性较小,侧移较小时,可对楼层周边结构做到乘法,可减小周边构件的刚性。对带上裙房高层建筑,带上裙房部分楼层的偏移比和周期比往往超强规范规定。由于裙房高度不低,裙房楼层的意味著外侧移值较小,因此可不按高层建筑的侧移掌控条件来拒绝裙房,即偏移比可必要限制。

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转载于中国论文iTunes中心。  (3)对某些建筑,因功能必须,下部几层为大空间,上部为办公或客房,隔墙较多,上下层刚性差异较小,此时刚性变化处的下一层宜登录为脆弱层,展开内力缩放调整。  5.框架结构梁柱偏心距较小不应采行的措施  框架结构梁柱偏心较小时,将造成节点核心区受剪面积增大,且梁端弯矩起到在节点上时经常出现扭矩。因此当梁柱偏心距小于柱横截面在该方向宽度的1/4时,不应采取措施。

一般来说可增大梁宽或设置梁水平腋。当设置梁水平腋时,在梁柱节点处构成了较强的刚域,梁塑性剪将萎缩。因此梁端筒筋加密区长度不应与普通框架梁有所区别,水平特腋梁的梁端筒筋加密区长度不应所取普通框架梁筒筋加密区长度与加腋水平长度之和。

  6.较长剪力墙的开洞问题  低规7.1.5条规定:较长的剪力墙宜开办洞口,将其分为长度更为均匀分布的若干墙段,墙段之间宜使用很弱连梁相连,每个独立国家墙段的总高度与其横截面高度之比不该大于2,墙肢横截面高度不应小于8m。此条规定主要基于以下考虑到:  (1)提升剪力墙的延性,防止脆性毁坏。墙段高宽比小于2时一般为倾斜毁坏,墙段高宽比大于2时一般为剪切毁坏。

  (2)防止单片剪力墙分担过大的水平剪力而首先毁坏,使得整个结构外用侧力构件依序毁坏。在某些工程设计中,设计人员往往将较长的剪力墙进结构洞,洞口较小,形不成很弱连梁,此时的剪力墙为小开口剪力墙,仍具备相当大的侧向刚性,分担的水平力相当大,导致剪切脆性毁坏。因此进结构洞时一定要进大洞,构成很弱连梁,连梁跨高比宜小于6使得较长剪力墙进洞后构成两个较独立国家的墙肢。  7.楼盖的设计问题  高层、超高层建筑的楼板和屋盖具备相当大的平面刚性,是线脚钢柱与剪力墙或筒体的平面外用侧力构件,同时使钢柱与各线脚构件(剪力墙或筒体)起着变形协商起到。

一般钢结构建筑物的楼板和屋盖,都使用轧制的压型钢板特现浇钢筋混凝土(全称钢承混凝土)楼板和屋盖,厚度一般不大于150mm。目前在设计钢承混凝土楼板和屋盖时没考虑到钢承混凝土楼板和屋盖与钢梁联合起到。主要是对于板底呈圆形波形的计算出来原理不甚了解或指出计算出来繁复,就按平板计算出来,这样既不安全性又减少了钢梁的用钢量。如果使用钢梁与钢承混凝土楼板联合起到,全称MST人组梁,只要计算出来准确,配筋合理,栓钉可信,则可以节约楼层和屋盖钢梁的用钢量20%左右,而且不须要对钢梁展开平稳验算。

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