浅析高层建筑结构设计中几个值得重视的问题.docVIP

浅谈高层建筑结构设计中几个值得重视的问题 摘要：我国高层建筑大量涌现，由于高层建筑平面布置和立体面的复杂，给高层建筑结构设计带来了挑战。本文结合实践经验，对高层建筑设计中几个值得重视的问题进行了研究，以更好的指导高层建筑结构设计。 关键词：高层建筑结构设计扭转 刚度抗震 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 中图分类号：tu318 文献标识码：a文章编号： 我国高层建筑大量涌现，由于高层建筑平面布置和立体面的复杂，给高层建筑结构设计带来了挑战。本文结合实践经验，对高层建筑设计中几个值得重视的问题进行了研究。 一、宏观上控制结构的强度和延性 结构在受力进塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，为避免倒塌，尤其是结构抗震设计中，一方面要保证结构具有足够的强度。另一方面，要保证结构具有一定的延性，强度要从电算的位移刚度等进行控制，而延性则主要从以下几个方面控制，以防结构的脆性破坏。 1. 1构件截面抗震承载力调整 水平地震作用与重力荷载效应组合对应的结构构件截面抗震承载力须根据受力状态进行调整放大提高，以达到结构的柔性破坏。 1. 2竖向构件轴压比控制 高层建筑竖向构件在重力荷载、水平荷载共同作用下的轴压比控制是保证高层建筑结构延性和安全度的重要措施之一，其表达式如下： 轴压比=总组合轴压力设计值/(混凝土抗压设计值x构件截面积)。 轴压比的高低直接体现构件延性的优劣，轴压比较低的构件延性较好，反之延性较差。因此。地震作用效应组合下的竖向构件轴压比必须满足规范限值。 1. 3结构构件剪压比控制 其表达式为：板剪压比=组合设计剪力/(混凝土抗压设计强度x构件腹净面积)。 高层建筑各类结构构件在重力荷载、水平荷载共同作用下的剪压比控制是保证高层建筑结构延性、安全度的又一重要措施。 1. 4结构构件合适含钢率选择 高层建筑结构构件截面尺寸及其混凝土强度等级合适确定后，构件配置的各种受力钢筋和非受力构造钢筋具有合适的含钢率，是控制高层建筑结构强度、刚度及裂缝，使之能正常工作的另一个极其重要的设计原则和手段，合适含钢率的配置是现浇钢筋混凝土高层建筑结构本身应有的特性的体现。 二、高层建筑结构设计中的扭转问题 建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心，在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点，即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一，在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏，应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局，尽可能地使建筑物做到三心合一。 在某些情况下，由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制，高层建筑不可能全部采用简单平面形式，当需要采用不规则l形、t形、十字形等比较复杂的平面形式时，应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内，同时，在结构平面布置时，应尽可能使结构处于对称状态。 建筑结构的振动周期问题包含两方面：①合理控制结构的自振周期;②控制结构的自振周期使其尽可能错开场地的特征周期。 2.1结构自振周期 高层建筑的自振周期(t1)宜在下列范围内： 框架结构：t1=(0.1~0.15)n 框-剪、框筒结构：t1=(0.08~0.12)n 剪力墙、筒中筒结构：t1=(0.04~0.10)n n为结构层数。 结构的第二周期和第三周期宜在下列范围内： 第二周期：t2=(1/3~1/5)t1;第三周期：t3=(1/5~1/7)t1。 如果周期偏离上述数值太远，应当考虑本工程刚度是否合适，必要时调整结构截面尺寸。如果结构截面尺寸和布置正常，无特殊情况而计算周期相差太远，应检查输入数据有无错误。从实例的计算结果看，其自振周期计算值接近估算值的下限，可考虑调整结构刚度，适当增大结构的自振周期。 2.2共振问题 当建筑场地发生地震时，如果建筑物的自振周期和场地的特征周期接近，建筑物和场地就会发生共振。因此在建筑方案设计时就应针对预估的