高层建筑结构设计中的常见问题.docVIP

精品论文 参考文献 高层建筑结构设计中的常见问题 吴瑞(身份证号码 　　摘要：本文介绍了高层建筑结构设计特点，指出了高层建筑结构设计中的常见问题，并阐述了高层建筑结构体系特点及几种体系相对应的分析方法，仅供参考。 　　关键词：高层建筑；建筑结构；设计分析引言随着经济的发展，农村大批人口涌入城市，导致城市用地日益紧张，高层建筑的出现对于城市用地紧张起到了缓解作用，并且成为了城市发展的趋势，但是我国高层建筑的设计水平还没有跟上时代步伐，导致一些建筑存在质量问题，这些需要我们设计人员能够积累经验，利用正确的概念进行设计。 　　一、高层建筑结构设计特点高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有：1 水平力设计是首要考虑因素在高层建筑中结构处于竖向荷载和水平荷载的共同作用下工作，而楼房自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的值，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，以及由此在竖向构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；随着建筑物高度的增加，高宽比的加大，尽管竖向荷载对结构设计仍产生重要影响，但水平荷载对结构产生的内力愈来愈大，将成为结构设计时的主要控制因素，起着决定性的作用，成为确定结构体系的关键性因素。因此，结构的设计是由水平荷载控制的。在水平荷载中，地震作用是动力作用，而风力作用则包含静力作用和动力作用。高层建筑对风的动力作用比较敏感，风振作用成为结构分析中不容忽视的因素。在地震区，高层建筑往往受地震作用控制，所以计算地震对结构的动力反应是高层建筑分析的重要内容。 　　2 位移成为着重控制指标与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H 的4 次方成正比（△asymp;qH4/8EI）。高层建筑尤其是超高层建筑,顶点位移限值决定的不仅是其数值大小而且还有其振动频率;防止结构由于变形过大而可能遭受损坏或破坏的控制因素是层间相对位移,而其限值在现行规范中似偏严,可予放松。 　　3 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，跨中正弯矩和湍支座负弯矩值增大；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，会得出偏于不安全的结果。 　　4 减轻高层建筑自重比多层建筑更重要高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，减轻房屋自重意味着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。地震效应与建筑的重量成正比，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了，不仅作用于结构上的地震剪力大，还由于重心高地震作用倾覆力矩大，对竖向构件产生很大的附加轴力，从而造成附加弯矩更大。 　　二、高层建筑结构设计中的常见问题及其应对策略1 从设计理论上加深对高层建筑使用寿命的理解我国在高层建筑的设计理念上，将逐步从最初的单纯设计满足载荷强度的设计原则转变到既满足载荷强度需求又满足使用寿命需要的设计思路，这也符合国际上高层建筑工程建设对使用寿命的要求。 　　加强高层建筑使用寿命的理解，应首先要研究确定结构重要性的方法。例如，一般我国设计的高层建筑若不是特别重要的建筑则只需设计五十年使用寿命，而特别重要的建筑在其结构设计时则需考虑一百年甚至一百五十年。但这些使用寿命确定方面明显过于简单而缺乏足够的可靠性，需经过大量模拟实验证明。在确定使用寿命之后，高层建筑工程建设的规划、设计、施工、运行（包括养护、维修、管理）也需要综合考虑，以便建设的高层建筑使用寿命在预想之中。 　　2 进一步关注高层建筑结构的耐久性问题高层建筑在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受雪荷载、风荷载、地震荷载、疲劳荷载甚至是超载、人祸等意外因素的作用，同时高层建筑所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。大量的病害实例也证明，除了施工的材料方面的原因，影响结构耐久性的决定性因素是来自构造上（也即设计上）的缺陷。 　　3 不能忽视环境对于高层建筑结构及构件的影响在高层建筑的结构耐久性设计过程中，尤其应当重视环境因素对钢筋以及混凝土所造成的腐蚀反应。其中，对于海边的高层建筑而言，由此要注意周围环境的氯离子侵蚀情况，这种类型的环境因素对于高层建筑结构耐久性所造成的腐蚀后果是非常