高層建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特征及問(wèn)題論文

1、高層建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特征及問(wèn)題論文我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展與激烈化商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)促使了高層建筑的出現(xiàn)和發(fā)展隨著高層建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大建筑高度的不斷增加其結(jié)構(gòu)體系越來(lái)越多樣化建筑功能及類型也越來(lái)越復(fù)雜這就給高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了新的饑遇與挑戰(zhàn)1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)11水平荷栽成為決定因素水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩以及由此在豎構(gòu)件中引起的軸力與樓房高度的兩次方成正比高層建筑樓面使用荷載和樓房自重在豎構(gòu)件中所引起的彎矩和軸力的數(shù)值僅與建筑高度的一次方成正比對(duì)某一定高度樓房來(lái)說(shuō)它的豎向荷載大體上是定值但是其水平荷載卻不是定值它隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度變化12結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)與底層建筑相比在地震作用下

2、高層建筑的結(jié)構(gòu)的變形會(huì)更大一些為了避免高層建筑倒塌使其具有較強(qiáng)的變形能力特別需要在其構(gòu)造設(shè)計(jì)上采取一定的措施來(lái)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性13軸向變形不容忽視在高層建筑中因?yàn)槠湄Q向荷載很大所以它能夠在柱中引起較大的軸向變形使得連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大；此外它還會(huì)對(duì)預(yù)測(cè)構(gòu)件的下料長(zhǎng)度、構(gòu)件剪力和側(cè)移等產(chǎn)生影響14側(cè)移成為控制指標(biāo)與底層建筑不同結(jié)構(gòu)側(cè)移是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形隨著建筑高度的增加而增大與建筑高度的四次方成正比因此在水平荷載作用下應(yīng)將結(jié)構(gòu)的側(cè)移控制在一定的限度范圍內(nèi)2高層建筑的結(jié)構(gòu)體系目前高層建筑的結(jié)構(gòu)體系主要有三種：框架一剪

3、力墻體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、筒體體系其優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表13高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題31結(jié)構(gòu)選型中常見(jiàn)的問(wèn)題311結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問(wèn)題與舊規(guī)范相比新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件而且新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案”因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)上要嚴(yán)格遵守新規(guī)范的要求避免不必要的麻煩312嵌固端的設(shè)置問(wèn)題由于高層建筑一般都帶有人防和地下室嵌固端有可能設(shè)置在人防頂板也可能設(shè)置在地下室頂板等位置在這個(gè)問(wèn)題上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來(lái)的一系列需要注意的問(wèn)題比如：結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌固端的設(shè)置、嵌固端上下層抗震等級(jí)的一致性、嵌固端上下

4、層剛度比的限制、嵌固端樓板的設(shè)計(jì)等然而忽略其中任一方面都會(huì)對(duì)后期設(shè)計(jì)工作埋下安全隱患313結(jié)構(gòu)的超高問(wèn)題隨著建筑物高度的增加導(dǎo)致了很多影響因素的有些參數(shù)本身超出了現(xiàn)有規(guī)范的適宜范圍發(fā)生了質(zhì)變比如力學(xué)模型選取、材料性能、延性要求、荷載取值、安全指標(biāo)等因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)的過(guò)程對(duì)該項(xiàng)控制因素應(yīng)該嚴(yán)格注意32結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算中常見(jiàn)的問(wèn)題321結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的軟件選擇目前比較通用的計(jì)算軟件有ETABSSARTBSATATSATW等由于各種軟件在計(jì)算模型上存在著一定的差異從而導(dǎo)致了計(jì)算結(jié)果存在或多或少的差異因此結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)工作中首要的工作就是依據(jù)結(jié)構(gòu)類型和計(jì)算軟件模型的特點(diǎn)選擇合理的計(jì)算軟件如果選擇

5、了不合適的計(jì)算軟不但會(huì)良費(fèi)大量的時(shí)間和精力而且有可能使結(jié)構(gòu)有不安全的隱患存在322振型數(shù)目是否足夠規(guī)定與舊規(guī)范相比在新規(guī)范中增加一個(gè)振型參與系數(shù)的概念而且還明確指出該參數(shù)的限值結(jié)構(gòu)的層數(shù)與振型數(shù)的多少有關(guān)因此在計(jì)算分析階段必須對(duì)計(jì)算結(jié)果中該參數(shù)的結(jié)果進(jìn)行判斷并決定是否要調(diào)整振型數(shù)目的取值323考慮是否需要分開(kāi)計(jì)算非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算與設(shè)計(jì)對(duì)類型高層建筑進(jìn)行計(jì)算分析時(shí)結(jié)構(gòu)工程師必須要考慮是將結(jié)構(gòu)人為地分開(kāi)進(jìn)行計(jì)算還是將結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體并按多塔類型進(jìn)行計(jì)算如果多塔問(wèn)剛度相差較大可能出現(xiàn)即使振型參與系數(shù)滿足要求的情況但是這也有是地震力計(jì)算誤差造成因此導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不安全的隱患在高層建筑中會(huì)存在一些由于建筑

6、功能或美觀要求且非主體承重骨架體系以內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件比如高層建筑屋頂處的裝飾構(gòu)件等有因?yàn)楦邔咏ㄖ娘L(fēng)荷載和地震作用均較大因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)的過(guò)程必須嚴(yán)格按照新規(guī)范要求對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的進(jìn)行計(jì)算處理再進(jìn)行設(shè)計(jì)3 3連梁超筋問(wèn)題連梁超筋是剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一種常見(jiàn)現(xiàn)象計(jì)算剪力不滿足剪壓比要求從而導(dǎo)致了連梁超筋連梁易超筋的部位某墻段中在大墻肢上的連梁易超筋由于墻肢截面高度大小懸殊不均勻所造成；平面中當(dāng)墻段較長(zhǎng)時(shí)其中部的連梁易超筋；一般剪力墻結(jié)構(gòu)中在樓層總高度13處連梁易超筋4 4軸壓比的問(wèn)題在鋼筋t昆凝土高層建筑結(jié)構(gòu)中通過(guò)增大柱的截面來(lái)控制柱的軸壓比即使使用高強(qiáng)混凝土d土不能明顯減小柱斷面尺寸限制柱的軸壓比的目的是為了防止受拉鋼筋未達(dá)屈服而混凝土被壓碎如果柱的塑性變形能力小表明其結(jié)構(gòu)的延性很差也就說(shuō)抗震能力差遭遇地震時(shí)結(jié)構(gòu)容易被破壞但是如果在結(jié)構(gòu)中保證強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)使其具有良好延性此時(shí)可放松軸壓比限值5 結(jié)論綜上所述高層