不规则性在高层建筑结构设计中应用研究.docVIP

不规则性在高层建筑结构设计中应用研究摘 要：本文就以往收集到的资料数据进行阐述，分析建筑结构设计中的不规则性及高层建筑结构设计中需要注意的相关问题，着重突出不规则性在高层建筑结构设计中应用要点的有效把握，希望能够给予建筑企业或设计者一些借鉴。 关键词：不规则性；高层建筑结构设计；应用要点；探讨分析 根据以往收集到的数据资料可以知道，不规则性建筑工程比较容易引发扭转脆性损坏，情况危急时甚至会出现总体结构毁灭性的损坏。不规则性高层建筑在结构设计工作中可以通过获得理想的扭转刚度，或者变换不规则平面的设计及布置，将偏心和扭转效应控制在适宜范围之内来避免出现以上安全隐患。 1 建筑结构设计中的不规则性 结构设计中主要体现为结构、斜向抗侧力、质量不规则等三种形式，在建筑工程中应用不规则性会引发刚心与质心的偏离，整体结构出现较大扭转及改变，部分区域需要承受较大应力，且在大水平力条件下承受较大应力的部分非常容易发生损坏。而不规则性结构设计在我国高层建筑工程中的表现形式主要包括以下内容：侧向刚度不规则、竖向抗侧力部件不连续、部分楼板不连续、凸凹不规则、竖向值变化大、扭转不规则、极大的结构周期比、高层结构繁琐、多塔楼设计、连体设计、增强层设计、错层设计、转换层设计、楼层承载力改变幅度大、竖向抗侧力构件内力从水平转换构件往下延续。 2 高层建筑结构设计中需要注意的相关问题 在高层建设项目结构设计中出现的一系列问题主要表现在结构的均匀及对称性。在高层建筑物中顺沿着两个主轴指向的抗侧力结构具有较为相似的变形特性及刚度，也就是说在高层建筑物中顺沿着两个主轴方向的抗侧力结构获得均匀的刚度，具备抵挡飓风、剧烈震动等理想性能，获得这些理想性能的根本原因是高层建筑一般都属于三维空间结构，同时具备任意方向性的风荷载与地震荷载。在设置高层建筑主体抗侧力结构的时候，应该尤其注意均匀相同同主体指向下每区域抗侧力结构的刚度，两两之间的差距要尽可能缩小，避免在某些区域中设置刚度差异性特别大的主体结构，预防产生较差延性。在设置其水平主体抗侧力结构的时候还要正确协调并均匀中心与四周结构刚度，确保主体结构能够在优良抗扭刚度的前提下，不会由于风荷载或地震荷载等作用下导致变形扭转等损坏。在剪切主题结构刚度的时候应避免突变，因为过大的变化会引发严重的均衡失调使高层建筑物中存在薄弱层，无法抵御外界强度较大的破坏，在地震出现频率较高地区这个问题的有效解决方式显得尤为重要。 3 不规则性在高层建筑结构设计中应用要点的有效把握 不规则性的分析、判断及应用会对建筑工程结构设计工作产生非常深远的影响，结构设计中的布置、建模、位移比、薄弱楼层都是可能受到影响的对象，同时不规则的合理使用也决定着建筑工程整体结构设计的科学、经济及安全性。在设计过程中需要把握的几个要点如下： 3.1 降低相对偏心距的数值，变换不规则平面的设计 相对偏心距与扭转效应之间存在线性联系，可以选择变换平面设计及布置拉近刚心和质心之间的差距，通过降低楼层之间位移比值来纠正扭转效应。结构设计者应该在初始计算判断的前提条件下，变换不规则平面的设计及布置，经由计算结果获得结构的刚心、质心，分析其刚度分布，结合实际要求适当增加或减少与质心存在较远距离的剪力墙。 3.2 将防震缝纳入考虑范围，持续优化抗震设计 如果建筑工程的平面类型非常繁杂，而且无法满足规则性结构要求的时候，应该考虑使用防震缝，将平面结构划分成为若干个简单的单元。假设与抗震缝相连的两个结构之间存在非常显著的差异性，就可以将其结构机制因素排除在外，以较低一侧的结构高度来获得防震缝的宽度。若防震缝两侧结构出现较大基础沉降现象，则应该提高拓宽抗震缝的宽度数值。 3.3 有效把握周期比，获得最佳抗扭及抗侧刚度比 周期比平方与扭转效应之间也存在线性联系，因此在制作结构设计方案的过程中，不仅要降低相对偏心距的数值，变换不规则平面的设计，而且还要注意周期比数值的降低。通过增加抗扭刚度来获得扭转周期的迅速降低，增加周围剪力墙尤其是与刚心距离最远剪力墙的厚度及长度。在结构周围设置拉梁，以实现降低扭转周期的根本目的，在周围连梁较大刚度的基础上，获得适宜的抗扭刚度。侧移刚度在很大程度上取决于刚心区域的剪力墙，因此可以经由降低刚心区域剪力墙方式来提高平动周期。 3.4 提升周围抗扭构件的抗剪性能，确保满足弹性要求 如果不规则性高层建筑结构设计已经获得理想的位移及周期比，单单通过变换结构设计仍然无法在强烈震动条件下获得满意的结构安全效果。结构在非弹性状态时期会使已经对称的结构在水平双向震动影响下出现偏心，这种现象是伴随着形态的不同而发生改变。在抗震能力的基础上来说，设计者应该注重周围抗扭构件抗剪性能的提升，确保能够在强烈震动情况下