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试议结构设计高层建筑结构设计要点如何写

收藏本文 2024-03-13 点赞:4264 浏览:9709 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:近几年高层建筑在我国的迅速发展,建筑高度的不断增加,建筑类型与功能的愈来愈复杂,结构体系的更加多样化,高层建筑结构设计也越来越成为结构工程师设计工作的主要重点和难点之所在。笔者结合多年工作实践,对高层建筑结构设计过程中的应注意的问题进行探讨。
关键词:高层建筑;结构;设计;要点
随着我国社会经济的迅速发展和人们生活水平的不断提高,人们开始注重对生活质量和生活品质的追求,以吃穿住行中的住为例,人们对建筑房屋的要求越来越高。越来越注重建筑设计形态的多元性、创新性。然而要想实现建筑设计形态的多元性和创新性,就必须考虑到建筑结构设计的安全性和时效性,否则将直接影响到建筑工程的质量,对人们的生命财产安全造成极大的威胁。本文结合实际的工作经验,主要探讨了在高层建筑结构设计中存在的常见问题,并针对这些问题提出一些切实可行的解决对策,以不断提高建筑结构设计的安全性和时效性,满足人们对建筑设计形态的要求。
1高层建筑结构设计特点
水平荷载成为决定因素。一方面,因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与楼房高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;另一方面,对某一定高度楼房来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。轴向变形不容忽视。高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。侧移成为控制指标。与较低楼房不同,结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。
随着楼房高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅速增大,因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言,高楼结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。

2 高层建筑的结构体系

不同的建筑会采用不同的结构体系。结构体系是指结构抵抗外部作用的构件组成方式。在高层建筑中,抵抗水平力是设计的主要矛盾,因此抗侧力结构体系的确定和设计就成为结构设计的关键问题。高层建筑中基本的抗侧力单元是框架、剪力墙、实腹筒(又称井筒)框筒及支撑.由这几种单元可以组成多种结构体系。

2.1剪力墙体系

建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时,剪力墙(抗震规范称之为抗震墙)墙体既承担

摘自:本科毕业论文评语www.udooo.com

水平构件传来的竖向荷载,同时承担风力或地震作用传来的水平荷载。剪力墙是建筑物的分隔墙和围护墙,因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。剪力墙结构体系有很好的承载能力,而且有很好的整体性和空间作用,比框架结构有更好的抗侧力能力,因此,可建造较高的建筑物。剪力墙的间距应有一定限制,故不可能开间太大,对需要大空间时就不太适用、灵活性差,一般适用于住宅、公寓和旅馆。剪力墙结构的楼盖结构一般采用平板,可以不设粱,所以空间利用比较好,可节约层高。

2.2框架一剪力墙体系

当框架体系的强度和刚度不能满足要求时,往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架,便形成了框架一剪力墙体系。在承受水平力时,框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平剪力。

2.3简体体系

凡采用简体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系,包括单筒体、简体一框架、筒中筒、多束筒等多种型式。简体是一种空间受力构件,分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体,空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。筒体体系具有很大的刚度和强度,各构件受力比较合理,抗风、抗震能力很强,往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。

3 高层建筑结构分析的基本检测定

高层建筑结构是由竖向抗侧力构件通过水平楼板连接构成的大型空间结构体系。要完全精确地按照三维空间结构进行分析是十分困难的。各种实用的分析方法都需要对计算模型引入不同程度的简化。

3.1弹性检测定

目前工程上实用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。在垂直荷载或一般风力作用下,结构通常处于弹性工作阶段,这一检测定基本符合结构的实际工作状况。但是在遭受地震或强台风作用时,高层建筑结构往往会产生较大的位移,出现裂缝,进入到弹塑性工作阶段。

3.2小变形检测定

小变形检测定也是各种方法普遍采用的基本检测定。但有不少人对几何非线性问题(P一△效应)进行了一些研究。一般认为,当顶点水平位移△与建筑物高度H 的比值△/H>1/5O0时,P一△效应的影响就不能忽视了。

3.3刚性楼板检测定

许多高层建筑结构的分析方法均检测定楼板在自身平面内的刚度无限大,而平面外的刚度则忽略不计。这一检测定大大减少了结构位移的自由度,简化了计算方法。并为采用空间薄壁杆件理论计算筒体结构提供了条件。

3.4计算图形的检测定

高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形有三种:a.一维协同分析。按一维协同分析时,只考虑各抗侧力构件在一个位移自由度方向上的变形协调。在水平力作用下,将结构体系简化为由平行水平力方向上的各榀抗侧力构件组成的平面结构。根据刚性楼板检测定,同一楼面标高处各榀抗侧力构件的侧移相等,由此即可建立一维协同的基本方程。在扭矩作用下,则根据同层楼板上各抗侧力构件转角相等的条件建立基本方程。一维协同分析是各种手算方法采用最多的计算图形。b.二维协同分析。二维协同分析虽然仍将单榀抗侧力构件视为平面结构,但考虑了同层楼板上各榀抗侧力构件在楼面内的变形协调。纵横两方向的抗侧力构件共同工作,同时计算;扭矩与水平力同时计算。在引入刚性楼板检测定后,每层楼板有三个自由度,楼面内各抗侧力构件的位移均由这三个自由度确定。c.三维空间分析。三维空间分析的普通杆单元每一节点有6个自由度,按符拉索夫薄壁杆理论分析的杆端节点还应考虑截面翘曲,有7个自由度。
结束语
建筑结构设计是一项系统的、全面的工作,在设计中存在的问题是多种多样的,需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。通过加深对建筑结构设计内容与原则的认识,注意结构设计中常见的问题,可以有效地提高结构设计水平。
参考文献:
杨斌,张红英.关于建筑结构设计中若干问题的研究[J].工程地球物理学报,2007,
夏卓文.高层建筑结构设计特点[J].住宅科技,2007,21(02):29~32.
[3]肖峻.高层建筑结构分析与设计[J]中化建设,2008,(12).
[4]范小平.高层建筑结构概念设计中相关的几个问题应用分析[J].福建建材,2008,(6).
[5]赵西安.钢筋混凝土高层建筑结构设计[M].中国建筑工业出版社.1995.
[6]徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出社,2005.

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