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公務(wù)員期刊網(wǎng) 精選范文 高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文

高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)精選(九篇)

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高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

第1篇:高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞:高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);存在問(wèn)題;改進(jìn)措施

中圖分類號(hào):TU208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

引言

高層建筑目前在我們的城市建設(shè)當(dāng)中所占的比例是越來(lái)越大,而高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的變化也越來(lái)越多,很多新興的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案以迅猛的速度呈現(xiàn)在我們的城市建設(shè)中。高層建筑類型與功能越來(lái)越復(fù)雜,高層建筑的數(shù)量日漸增多,高層建筑的結(jié)構(gòu)體系也是越來(lái)越多樣化,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來(lái)越成為高層建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)工作的難點(diǎn)與重點(diǎn)。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的原則

1 、選用適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖。結(jié)構(gòu)計(jì)算是在計(jì)算簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,計(jì)算簡(jiǎn)圖選用不當(dāng)則會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的事故常常發(fā)生,所以選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖是保證結(jié)構(gòu)安全的重要條件。計(jì)算簡(jiǎn)圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來(lái)保證。實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn),但與計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差應(yīng)在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。

2 、選擇合適的基礎(chǔ)方案?;A(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件,上部結(jié)構(gòu)類型與載荷分布,相鄰高層建筑物影響及施工條件等多種因素進(jìn)行綜合分析,選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)方案,設(shè)計(jì)時(shí)宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行地基變形驗(yàn)算?;A(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)有詳盡的地質(zhì)勘察報(bào)告,對(duì)一些缺少地質(zhì)報(bào)告的高層建筑應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查看和參考臨近高層建筑資料。

3、合理選擇結(jié)構(gòu)方案。合理的設(shè)計(jì)必須選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案,也就是要選擇一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確,傳力簡(jiǎn)捷。同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同結(jié)構(gòu)體系,地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向規(guī)則。必須對(duì)工程的設(shè)計(jì)要求、材料供應(yīng)、地理環(huán)境、施工條件等情況進(jìn)行綜合分析,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行多方案比較,擇優(yōu)選用。

4、正確分析計(jì)算結(jié)果。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍采用計(jì)算機(jī)技術(shù),因此設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)程序的適用范圍、條件等進(jìn)行全面了解。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí),要求結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析,慎重校核,做出合理判斷。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

1、決定因素是水平載荷

水平荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素也是控制性因素。任何一個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)都要同時(shí)承受垂直荷載和風(fēng)產(chǎn)生的水平荷載,還要具有抵抗地震作用的能力,水平荷載卻起著決定性的作用。在較低樓房中,往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和位移很小,對(duì)結(jié)構(gòu)的影響也就較小;但在較高樓房中盡管豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生著重要影響,隨著樓房層數(shù)的增多,

水平荷載成為決定因素:高層建筑樓房自重和樓面使用荷載在豎構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值,僅與高層建筑高度的一次方成正比;而水平荷載對(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,是與樓房高度的兩次方成正比;某一定高度樓房,豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用,其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度變化。

2、軸向變形不容忽視

軸向變形不容忽視:高層建筑中,豎向載荷很大,能在柱中引起較大的軸向變形,對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響,造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩減小,跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大;此外還會(huì)對(duì)預(yù)測(cè)構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響,要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值,對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整。

高層建筑軸力值很大,再加上沿高度積累的軸向變形顯著,軸向變形會(huì)使高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力數(shù)值與分布產(chǎn)生顯著的改變。對(duì)連續(xù)梁彎矩的影響:采用框架體系和框一墻體系的高樓中,框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力,中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時(shí),此種差異軸向變形將會(huì)達(dá)到較大的數(shù)值,其后果相當(dāng)于連續(xù)梁的中間支座產(chǎn)生沉陷,從而使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小,跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩增大。對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移的影響,與考慮豎向桿件軸向變形的剪力相比較,不考慮豎桿件軸向變形時(shí),各構(gòu)件水平剪力的平均誤差達(dá)30%以上,結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移減小一半以上。

3、控制指標(biāo)是結(jié)構(gòu)側(cè)移

結(jié)構(gòu)側(cè)移是最管家的因素,在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必不可少,水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形會(huì)隨著高層建筑結(jié)構(gòu)的增高而迅速增大。因此在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時(shí),結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度時(shí)首先要考慮的問(wèn)題,并且還應(yīng)具有足夠的抗側(cè)剛度,能夠可靠地承受風(fēng)荷載作用產(chǎn)生的內(nèi)力。為了保證居住條件的良好,在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)時(shí)還要求使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi)。

4、重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

高層建筑結(jié)構(gòu)的柔性大對(duì)在發(fā)生地震在還是作用力會(huì)更大些,其變形能力相對(duì)較強(qiáng),可避免發(fā)生坍塌時(shí)造成的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,應(yīng)采取是當(dāng)?shù)氐拇胧淮伪WC高層建筑結(jié)構(gòu)的延展性。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)問(wèn)題分析

1、結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問(wèn)題。新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動(dòng),新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件。因此,結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意,以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。

采取相應(yīng)的構(gòu)造措施:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)始終要牢記“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓若拉原則”,注意構(gòu)件的延性性能;加強(qiáng)薄弱部位;注意鋼筋的錨固長(zhǎng)度,尤其是鋼筋的直行段錨固長(zhǎng)度;考慮溫度應(yīng)力的影響力。

2、結(jié)構(gòu)的超高問(wèn)題。對(duì)于超高限建筑物,應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)謹(jǐn)慎的態(tài)度。因?yàn)樵诘卣鹆ψ饔孟?超高限建筑物的變形破壞性態(tài)會(huì)發(fā)生很大的變化。隨著高層建筑物高度的增加,許多影響因素將發(fā)生質(zhì)變,即有些參數(shù)本身超出了現(xiàn)有規(guī)范的適宜范圍,如安全指標(biāo)、延性要求、材料性能、荷載取值、力學(xué)模型選取等。因此,必須對(duì)結(jié)構(gòu)的該項(xiàng)控制因素嚴(yán)格注意

在抗震規(guī)范和高規(guī)范中,對(duì)結(jié)構(gòu)的總高度有著嚴(yán)格的限制,尤其是新規(guī)范中針對(duì)以前的超高問(wèn)題,除了將原來(lái)的限制高度設(shè)定為A級(jí)高度以為,增加了B級(jí)高度,處理措施與設(shè)計(jì)方法都有較大改變。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,出現(xiàn)過(guò)由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問(wèn)題,導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過(guò),必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開(kāi)專家會(huì)議進(jìn)行論證等工作的情況,對(duì)工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。

3、嵌固端的設(shè)置問(wèn)題。不僅關(guān)系到結(jié)構(gòu)中某些構(gòu)件內(nèi)力分配的準(zhǔn)確性,而且還影響結(jié)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)移的真實(shí)性,以及結(jié)構(gòu)局部的經(jīng)濟(jì)性,由于高層建筑~般都帶有地下室和人防,嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板,也有可能設(shè)置在人防頂板等位置,因此,高層建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析計(jì)算之前必須首先確定結(jié)構(gòu)嵌固端的所在位置,在這個(gè)問(wèn)題上,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師需要注意如下幾個(gè)方面:嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級(jí)的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等。而忽略其中任何一個(gè)方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。在高層建筑設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻,以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。

結(jié)束語(yǔ)

高層建筑建設(shè)的發(fā)展迅速對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求不斷地完善。但從設(shè)計(jì)質(zhì)量方面來(lái)看,并不理想,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到各種問(wèn)題。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)工程師不能僅僅重視結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性而忽略結(jié)構(gòu)方案的具體實(shí)際情況,必須充分地理解新規(guī)范,密切結(jié)合新規(guī)范和工程實(shí)際情況,應(yīng)作出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析掌握的知識(shí)處理實(shí)際高層建筑設(shè)計(jì)中遇到了各種問(wèn)題,才能夠積累經(jīng)驗(yàn),利用正確的概念進(jìn)行設(shè)計(jì),不斷地提高工程設(shè)計(jì)水平。

參考文獻(xiàn):

[1]肖峻.高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)[J],中化建設(shè),2011(12)

第2篇:高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞:高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);特點(diǎn);原則;問(wèn)題

中圖分類號(hào):TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

高層建筑結(jié)構(gòu)要同時(shí)承受垂直荷載和風(fēng)產(chǎn)生的水平荷載,還要具有抵抗地震作用的能力。一般低層結(jié)構(gòu)的水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)影響較小,但在高層建筑中,水平荷載和地震作用是重要因素。隨著高度的增加,位移增加很快,過(guò)大的側(cè)移會(huì)影響建筑使用,會(huì)造成非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞。所以必須將結(jié)構(gòu)的側(cè)移控制在一定的范圍之內(nèi)。

1、水平力是設(shè)計(jì)是首要考量

在高層建筑中,不同于在低層和多層房屋的結(jié)構(gòu)當(dāng)中以重力為導(dǎo)向的豎向荷載是控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,水平荷載有著決定性的作用,水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用,其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力性的不同而有較大的變化。 雖然豎向荷載還會(huì)給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的影響但豎向荷載大體上是定值,不足以改變結(jié)構(gòu)性質(zhì)。

2、結(jié)構(gòu)位移設(shè)計(jì)是控制方法

高層建筑當(dāng)別是超高層建筑,因此結(jié)構(gòu)位移也成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制指標(biāo)。頂點(diǎn)位移的限值決定了數(shù)值大小以及其振動(dòng)的頻率;防止結(jié)構(gòu)因?yàn)樽冃芜^(guò)大導(dǎo)致其受到損壞以及破壞最主要的控制因素就是層間相對(duì)位移,對(duì)于其限值在現(xiàn)行的規(guī)范當(dāng)中有點(diǎn)嚴(yán)格,可以適當(dāng)?shù)姆潘伞?在高層建筑當(dāng)中軸向變形在高層建筑中也不可忽視。因?yàn)樨Q向荷載的數(shù)值是在不斷加大的,可能會(huì)在柱中產(chǎn)生軸向變形的問(wèn)題,所以在進(jìn)行采購(gòu)預(yù)制構(gòu)件時(shí)就應(yīng)當(dāng)依照軸向變形重新計(jì)算值調(diào)整下料的長(zhǎng)度,防止不安全的因素影響結(jié)果。

3、結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)

相對(duì)于低層或多層來(lái)說(shuō)高層建筑的結(jié)構(gòu)抗震性是很弱的,在地震的作用下可能會(huì)出現(xiàn)比低層以及多層更大的變形,因此進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),剛度以及承載力應(yīng)當(dāng)是自下而上漸漸減小的,變化均勻且連續(xù),不會(huì)出現(xiàn)太多的變化。若是豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的話,就必須認(rèn)真把多種因素的考慮精確并仔細(xì)的分析,尤其得進(jìn)行彈塑性時(shí)程分析,采取增大樓層結(jié)構(gòu)延性等措施,合理確定軟弱樓層的塑性集中變形,把其變形的能力提高。于此同時(shí),應(yīng)沿房屋周邊布置高層建筑的抗水平力構(gòu)件,這樣就可以為其提供足夠大的扭轉(zhuǎn)力矩構(gòu)件,并且其沿周邊布置之后會(huì)形成一定的空間結(jié)構(gòu),還能夠?yàn)槠涮峁┹^大的抗傾覆力矩從而保證結(jié)構(gòu)的延性。

4、抗震設(shè)計(jì)要求更高

近幾年來(lái)地震災(zāi)害頻繁發(fā)生,震級(jí)在不斷地增加,建筑物損壞造成嚴(yán)重的后果,危機(jī)人們生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。因此高層建筑的抗震性能更值得關(guān)注,結(jié)構(gòu)工程師在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候必須加大在抗震的設(shè)防方面的研究力度,把高層建筑的抗震性能有效的提高,使得高層建筑物結(jié)構(gòu)質(zhì)量達(dá)到做到小震不壞、大震不倒。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

1、親近性原則

高層建筑的設(shè)計(jì)興建,只單純考慮建筑物自身的建設(shè)尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,高層建筑是人為設(shè)計(jì)、為人服務(wù)的城市建設(shè)項(xiàng)目,因此以人為本的建筑理念應(yīng)該是高層建筑設(shè)計(jì)的根本要求。應(yīng)充分考慮人們對(duì)高層建筑的視覺(jué)觀感、親近感等要求,把冰冷的混凝土鋼筋水泥建造的高樓大廈真正的變成人們生活的一部分,有親切感和實(shí)用感。注意高層建筑的近人尺度設(shè)計(jì)。近人尺度其實(shí)是人們對(duì)高層建筑的一個(gè)整體感官把握,注重人為感覺(jué)、使用價(jià)值和審美要求,設(shè)計(jì)尺度應(yīng)參考多數(shù)人的尺度系數(shù)與之成為相應(yīng)比例特別是人們接觸的到的細(xì)節(jié)部分如臺(tái)階、門、窗、陽(yáng)臺(tái)、柱子、裝飾等尺度的處理。

2、協(xié)調(diào)性原則

高層建筑應(yīng)注意與建筑整體尺度方面的考量。建筑整體尺度,包括高層建筑的各個(gè)組成部分,如樓層主體、頂部結(jié)構(gòu)等各部門的比例協(xié)調(diào)統(tǒng)一等注意相對(duì)尺度,而且要注意高層建筑中細(xì)節(jié)部分的層次要求。

3、實(shí)用性原則

高層建筑具有樓層高、居民多的特點(diǎn),因此在進(jìn)行建筑高層設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮實(shí)用性的問(wèn)題,比如高層建筑物的穩(wěn)定性、抗震性、防火性以及各種電氣設(shè)備安裝位置、樓梯間空間安排、建筑物整體劃分的合理程度,只有本著實(shí)用科學(xué)的原理才能發(fā)揮高層建筑的整體優(yōu)勢(shì)。

4、環(huán)保性原則

高層建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃中,對(duì)節(jié)能環(huán)保元素的應(yīng)用也應(yīng)予以重視。一方面,選擇自然環(huán)境和地理環(huán)境都較為優(yōu)秀的位置建設(shè),例如考慮交通便捷性、空氣環(huán)境質(zhì)量好、采光照明好等條件來(lái)規(guī)劃。另一方面建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要貫穿建筑規(guī)劃設(shè)計(jì),合理應(yīng)用環(huán)保技術(shù),如太陽(yáng)能電池板、地?zé)嵩O(shè)計(jì)、雨水回收系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù),以便形成系統(tǒng)的高層建筑節(jié)能體系,營(yíng)造能耗低、環(huán)境舒適的居住環(huán)境。對(duì)空間的利用也要把握節(jié)能環(huán)保,從分考慮高層建筑的空間占用科學(xué)合理的進(jìn)行利用。

5、整體性原則

注重高層建筑與城市環(huán)境的整體性考量,因此要注意環(huán)境尺度的合理把握。環(huán)境尺度,包括考慮高層建筑所處城市地理位置、城市大小、周圍街道尺度環(huán)境、建筑物的輪廓設(shè)計(jì)要求等,要根據(jù)具體的環(huán)境比例要安排高層的建設(shè)。

三、淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題

1、防雷的問(wèn)題

高層建筑的高度和結(jié)構(gòu)集中度較高,容易受到雷擊。因此高層建筑設(shè)計(jì)中對(duì)于防雷的設(shè)計(jì)要求比較重要,常見(jiàn)的避雷設(shè)施有在易受雷擊的部位和建筑的頂端位置安裝避雷針、避雷網(wǎng)避雷帶,注意接地裝置的設(shè)置。建筑物結(jié)構(gòu)中含有的金屬物體和閣樓等部位帶有的金屬物體都要進(jìn)行接地處理,從而防止高層建筑受到雷擊災(zāi)害。

2、抗風(fēng)的問(wèn)題

高層建筑高度較高,不穩(wěn)定性較大,容易受氣流的影響。在設(shè)計(jì)高層建筑輪廓時(shí)要考慮風(fēng)向、風(fēng)流的作用力。設(shè)計(jì)科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)盡量保護(hù)建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和牢固。將抗風(fēng)設(shè)計(jì)考慮到高層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中去充分分析和研究這一重要課題。

3、電氣的問(wèn)題

高層建筑的用電包括樓層配電、消防電源、應(yīng)急照明以及電梯的用電。其中樓層配電是基本的設(shè)計(jì)要求,要保證配電線路的科學(xué)合理安排;消防電源作為緊急情況下必要的設(shè)施,應(yīng)該在高層建筑設(shè)計(jì)中給予充分考慮,作為緊急電源要與基礎(chǔ)供電電源分屬兩個(gè)不同區(qū)域的供電所,保證基礎(chǔ)用電停止時(shí)消防用電正常使用;應(yīng)急照明系統(tǒng)用電包括樓梯通道路線指示牌電源的供給、消防照明設(shè)備的使用等,要保證應(yīng)急照明系統(tǒng)的科學(xué)合理設(shè)置,便于疏散人群保證安全;電梯的用電,高層建筑設(shè)計(jì)電梯的設(shè)置是基本配備,要根據(jù)樓層居民人口數(shù)量來(lái)選擇相對(duì)荷載量的電梯,電梯的安裝也要選擇便捷、安全的位置,為了保證停電時(shí)電梯的運(yùn)轉(zhuǎn)正常電梯的電源也要相對(duì)獨(dú)立便于居民生活。

4、防火的問(wèn)題

高層建筑總體布局結(jié)構(gòu)繁瑣復(fù)雜,而且高層人口居住較為密集,因此居民日常生活中的防火問(wèn)題應(yīng)充分考慮到。首先是人群疏散通道的設(shè)計(jì)要求,走廊、樓梯通道要保證暢通安全便于疏散。有采光、照明設(shè)備要保證正常工作避免踩踏事件的發(fā)生,并且要注意進(jìn)行防火區(qū)的劃分。其次是消防設(shè)施的配備,設(shè)計(jì)時(shí)要將建筑物室內(nèi)、外消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)到位,滅火器、消火栓的位置安排要科學(xué)合理。

防火中一個(gè)重要的問(wèn)題是防煙,煙霧窒息導(dǎo)致的傷害遠(yuǎn)大于明火的傷害,因此在高層設(shè)計(jì)時(shí)也考從分考慮煙霧的排放,樓梯設(shè)置位置考慮通風(fēng)條件,設(shè)計(jì)陽(yáng)臺(tái)、窗戶、凹廊等增加排煙保證通風(fēng)。

參考文獻(xiàn):

第3篇:高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文

【關(guān)鍵詞】建筑工程;結(jié)構(gòu)特點(diǎn);設(shè)計(jì)措施

一、高層建筑結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)

地震時(shí)建筑物的破壞程度,主要取決于主體結(jié)構(gòu)變形的大小,因此建筑結(jié)構(gòu)的變形計(jì)算與控制在抗震設(shè)計(jì)中起著越來(lái)越重要的作用。目前,世界上多數(shù)國(guó)家的抗震規(guī)范都明確提出了控制結(jié)構(gòu)變形的要求,有的還提出了基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法,我國(guó)的抗震規(guī)范提出了抗震設(shè)防三個(gè)水準(zhǔn)的要求,采用二階段設(shè)計(jì)方法來(lái)實(shí)現(xiàn),即:在多遇地震作用下,建筑主體結(jié)構(gòu)不受損壞,非結(jié)構(gòu)構(gòu)件沒(méi)有過(guò)重破壞,保證建筑的正常使用功能的彈性變形驗(yàn)算;在罕遇地震作用下防止結(jié)構(gòu)倒塌的彈塑性變形驗(yàn)算。由于結(jié)構(gòu)受到的地震作用與結(jié)構(gòu)自身的重量及剛度有關(guān),而結(jié)構(gòu)的變形也與其剛度有關(guān),所以,研究不同結(jié)構(gòu)體系的剛度特征和變形特點(diǎn),有助于我們選擇更加合理可靠的結(jié)構(gòu)形式,更好地滿足抗震設(shè)計(jì)的要求。

一般的建筑結(jié)構(gòu),在整體上都可以視為一個(gè)嵌固在地基上的懸臂柱,但選用不同類型的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系,在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)具有不同的變形性質(zhì),通常采用的結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系有:框架體系、框架一剪力墻、剪力墻體系及筒體體系等。

二、高層建筑的結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)架

一是框架結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)由梁、柱構(gòu)件通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接而成,平面布置靈活,容易形成大空間,全現(xiàn)澆時(shí),房屋的整體性強(qiáng),延性較好,施工方便,承受豎向荷載能力較強(qiáng);缺點(diǎn)是側(cè)向剛度小,在水平荷載作用下側(cè)向變形大,承受水平地震作用的能力較弱,因而建造高度受到限制"其側(cè)移曲線表現(xiàn)為剪切型,層間位移下大上小,層間最大位移角出現(xiàn)在下部樓層。

二是剪力墻結(jié)構(gòu)。承受建筑物豎向和水平荷載的主體結(jié)構(gòu)全部為剪力墻時(shí),即形成剪力墻結(jié)構(gòu)體系"這種結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度大,空間整體性好,在水平荷載作用下側(cè)向變形小,側(cè)移曲線表現(xiàn)為彎曲型,層間位移下小上大,層間最大位移角出現(xiàn)在中上部樓層,地震時(shí)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破損小,高層建筑中當(dāng)剪力墻的高寬比較大時(shí),相當(dāng)于一個(gè)以受彎為主的豎向懸臂構(gòu)件,經(jīng)合理設(shè)計(jì),可控制剪力墻的最終破壞以受彎破壞為主,延性較好"其缺點(diǎn)是平面布置不靈活,不容易滿足公共建筑等使用大空間的要求,結(jié)構(gòu)自重大,地震作用大,造價(jià)較高。

三是框架一剪力墻結(jié)構(gòu)。如上所述,框架結(jié)構(gòu)體系具有空間大!平面布置靈活!立面處理豐富等優(yōu)點(diǎn),但側(cè)向剛度差,抵抗水平荷載能力低"剪力墻結(jié)構(gòu)體系則相反,抗側(cè)力強(qiáng)度和剛度均很大,但平面布置欠靈活,不適應(yīng)大空間的要求"因此把兩種結(jié)構(gòu)體系結(jié)合起來(lái),在同一結(jié)構(gòu)單元中同時(shí)采用框架和剪力墻結(jié)構(gòu),共同承受豎向和水平荷載,如框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系"在這種結(jié)構(gòu)體系中框架和剪力墻共同承擔(dān)風(fēng)荷載和水平地震力的作用,由于框架與剪力墻在水平荷載作用下的受力和變形性能各異,必須通過(guò)各層樓板或連梁使它們變形協(xié)調(diào)一致,達(dá)到框架與剪力墻的協(xié)同工作"當(dāng)剪力墻單獨(dú)承受水平荷載時(shí),其側(cè)移曲線為彎曲型,頂部側(cè)移增長(zhǎng)迅速,層間相對(duì)位移上大下小,而框架結(jié)構(gòu)側(cè)移曲線為剪切。底部側(cè)移增長(zhǎng)迅速,層間相對(duì)位移下大上小"兩者通過(guò)各層樓板連在一起使側(cè)移一致,則側(cè)移曲線為介于彎曲型和剪切型之間的某一曲線一彎剪型",在下部層間位移小的剪力墻對(duì)框架施加跟荷載方向相反的力,給框架支持;在上部則反過(guò)來(lái),層間位移小的框架對(duì)剪力墻施加跟荷載方向相反的力,給剪力墻以支持,這種協(xié)同工作結(jié)果,使框架下部和剪力墻上部的層間相對(duì)位移均相應(yīng)地減小,從而降低了整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的層間相對(duì)位移和頂端位移,提高了建筑物的側(cè)向剛度。

四是筒體結(jié)構(gòu)體系。利用電梯井、樓梯間和管道井等四周的墻體圍成筒狀,便形成實(shí)腹筒體。實(shí)腹筒體具有很好的抗彎、抗剪和抗扭剛度,它可以單個(gè)或幾個(gè)筒體來(lái)抵抗整個(gè)結(jié)構(gòu)單元的水平荷載,也可以和其它的結(jié)構(gòu)體系共同組成抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系,當(dāng)圍成筒體的四周墻體在各層都開(kāi)有規(guī)則布置的門窗洞時(shí),便形成空腹筒體,又稱框架筒體,簡(jiǎn)稱框筒,通常是利用建筑物的周邊布置密排柱,以及上、下層窗洞間的窗裙梁(深梁)所形成的密集空間網(wǎng)格組成的筒體,框筒結(jié)構(gòu)承載水平荷載時(shí)的工作形態(tài),從整體來(lái)看,跟實(shí)腹筒相似,但由于框筒的筒壁是網(wǎng)格式的結(jié)構(gòu),剪力滯后現(xiàn)象嚴(yán)重,分析內(nèi)力時(shí)必須計(jì)及"當(dāng)建筑物高度更高,剛度要求更大,并要求有較大的開(kāi)敞空間時(shí),可采用筒中筒結(jié)構(gòu)"這種體系通常由建筑物周邊所圍成的外框筒,以及實(shí)腹筒的內(nèi)核組成,內(nèi)、外筒之間由平面內(nèi)剛度很大的樓板連接,迫使外框筒和實(shí)腹內(nèi)筒協(xié)同工作,形成一個(gè)比僅有外框筒時(shí)剛度更大的空間結(jié)構(gòu)體系。

近些年來(lái),建筑業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中的高層建筑越來(lái)越廣泛。它以其高度強(qiáng)烈地影響著規(guī)劃、設(shè)計(jì)、構(gòu)造和使用功能。就結(jié)構(gòu)特性而言,高層建筑是必須著重考慮水平荷載和豎向荷載組合影響的建筑物。設(shè)計(jì)高層建筑時(shí),它的結(jié)構(gòu)除在上述荷載組合下的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性應(yīng)予以保證外,還必須控制由風(fēng)荷載(或地震水平作用)所產(chǎn)生的側(cè)向位移,防止由此產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)的和非結(jié)構(gòu)性材料的破壞;控制由風(fēng)荷載造成頂部樓層的加速度反應(yīng),以使用戶對(duì)擺動(dòng)的感覺(jué)和不舒適感降到最低程度。這就需要設(shè)計(jì)師從一開(kāi)始就應(yīng)該以一個(gè)立體的概念設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三維層次

把房屋看成一個(gè)三維空間塊體分層次來(lái)分析,對(duì)于復(fù)雜的高層,例如多塔機(jī)構(gòu)也可以把它分成幾塊,分別研究其傾覆、剛度、承載力等問(wèn)題,然后組合起來(lái)。首先,在方案階段,可以把基本設(shè)計(jì)方案概念化,建立一個(gè)符合建筑空間三維形式的結(jié)構(gòu)方案。在該階段分析總結(jié)構(gòu)體系的荷載和抗力關(guān)系、高寬比與抗傾覆、承載力和剛度,并預(yù)估基本分體系的相互關(guān)系。由于整個(gè)結(jié)構(gòu)必然是由一些平面單元組成,因此在初步設(shè)計(jì)階段。其二要擴(kuò)展方案,把那些體現(xiàn)初步設(shè)計(jì)基本要求的、主要是二維的平面體系包括進(jìn)來(lái),進(jìn)行基本水平和豎向分體系的總體設(shè)計(jì),從而得到主要構(gòu)件及其相互的關(guān)系。其三是施工圖設(shè)計(jì)階段,處理一維的構(gòu)件設(shè)計(jì),具體設(shè)計(jì)所有分體系的構(gòu)件、連接和構(gòu)造詳圖,對(duì)第二階段做出的粗略決定進(jìn)行細(xì)化。

對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu),可以設(shè)想成為一個(gè)從地基升起的豎向懸壁構(gòu)件,承受水平側(cè)向荷載和豎向重力荷載的作用。側(cè)向荷載是由風(fēng)吹向建筑物引起的水平壓力和水平吸力,或者是由地震時(shí)地面晃動(dòng)引起的水平慣性力。重力荷載則是建筑物自身的總重力荷載。這些側(cè)向荷載和重力荷載的組合,趨向于既可能將它推倒(受彎曲),又可能將它切斷(受剪切),還可能使它的地基發(fā)生過(guò)大的變形,使整個(gè)建筑物傾斜或滑移。對(duì)抗彎曲而言,結(jié)構(gòu)體系要做到不使建筑物發(fā)生傾覆,其支撐體系的構(gòu)件不致被壓碎、壓屈或拉斷,其彎曲側(cè)移不超過(guò)彈性可恢復(fù)極限;對(duì)抗剪切來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)體系要做到不使建筑物被剪斷,其剪切側(cè)移不超過(guò)彈性可恢復(fù)極限;對(duì)地基和基礎(chǔ)來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)體系的各支撐點(diǎn)之間不應(yīng)發(fā)生過(guò)大的不均勻變形,地基和地下結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受側(cè)向荷載引起的水平剪力,并不引起水平滑移。由于風(fēng)力和水平地震作用力對(duì)于高層建筑是動(dòng)荷載,使建筑結(jié)構(gòu)抗彎曲和抗剪切時(shí)都處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài),就會(huì)導(dǎo)致建筑物中的人有震動(dòng)的感覺(jué),使人有不舒服感。如果建筑物晃動(dòng)得太厲害,還會(huì)使非結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如玻璃窗、隔墻、裝飾物等)斷裂,甚至危及屋外行人的安全。所以,高層建筑結(jié)構(gòu)要避免過(guò)大的震動(dòng)。

參考文獻(xiàn):

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[3]施金平等,高層建筑中高位箱形轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)[J];工程抗震與加固改造;2005年06期

第4篇:高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞:高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 相關(guān)問(wèn)題

高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的工程,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞將直接影響到建筑工程的質(zhì)量,進(jìn)而間接影響到人們的居住環(huán)境以及生命財(cái)產(chǎn)安全。隨著高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型與功能的多樣化,在設(shè)計(jì)人員的實(shí)際工作中就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)一些問(wèn)題。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.軸向變形的問(wèn)題

在高層建筑中,豎向的荷載作用力是非常大的,極易引起高層建筑中的柱中的軸向變形,進(jìn)而降低連續(xù)梁的中間處的負(fù)彎矩,增加跨中的正彎矩。同時(shí),也會(huì)嚴(yán)重影響預(yù)測(cè)構(gòu)件的下料長(zhǎng)度。因此,要對(duì)建筑的軸向變形進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算,并根據(jù)所計(jì)算出的數(shù)值來(lái)調(diào)整預(yù)測(cè)構(gòu)件的下料長(zhǎng)度。

2.水平荷載的設(shè)計(jì)

在普通層的房屋建筑中,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要受到豎向荷載的制約。那么在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,不僅僅要考慮豎向的荷載作用,同時(shí)也要考慮水平荷載的作用因素。首先,由于在豎向的構(gòu)件中,高層建筑物的自重與樓面所使用的荷載的軸力與彎矩的數(shù)值和建筑的高度的一次方成正比。另外,水平荷載作用于高層建筑結(jié)構(gòu)的傾覆力矩以及由此在豎向構(gòu)件中引起的軸力與樓房的高度的二次方成正比。此外,對(duì)于一定的高度的高層建筑,豎向的荷載作用力通常是一個(gè)定值,而水平荷載作用力卻會(huì)隨著高層建筑結(jié)構(gòu)的具體動(dòng)力特性而發(fā)生改變。

3.高層建筑的結(jié)構(gòu)延性

高層建筑結(jié)構(gòu)相對(duì)于偏低的建筑結(jié)構(gòu)要柔和一些,因此,如果發(fā)生地震,高層建筑就會(huì)發(fā)生相對(duì)較大的變形。因此,通??稍诟邔咏ㄖY(jié)構(gòu)的構(gòu)件上采取相應(yīng)的措施,提高建筑結(jié)構(gòu)的延性,進(jìn)而增強(qiáng)其變形能力,避免在地震等災(zāi)害中發(fā)生坍塌。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)體系

1.剪力墻結(jié)構(gòu)體系

剪力墻結(jié)構(gòu)是高層住宅結(jié)構(gòu)中一種比較常用的體系,其主要是將框架結(jié)構(gòu)中的梁柱用鋼筋混凝土墻板來(lái)代替,一般用鋼量比框剪結(jié)構(gòu)少,用一系列的剪力墻相互交錯(cuò),來(lái)承受豎向承重和抵抗水平力。墻體的剛度相對(duì)于其他結(jié)構(gòu)體系來(lái)講很比較大,非常有利于高層住宅結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)和抗震性能,常用于四十層以下的高層住宅結(jié)構(gòu)中。但是這種結(jié)構(gòu)也有些不足之處,盡管結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的整體性,但是制約了平面的布局。

2.框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系

這種體系主要是由剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)相結(jié)合組成的。由于剪力墻結(jié)構(gòu)主要受到水平側(cè)力,而框架結(jié)構(gòu)主要受到豎向的作用力,這樣就可以各取其長(zhǎng),進(jìn)行合理的分工。這種結(jié)構(gòu)主要以框架結(jié)構(gòu)為主,將剪力墻結(jié)構(gòu)布置于高層住宅的周邊、電梯間以及平面形狀變化較大的位置作為輔助,主要適用于二十五層以下的高層住宅結(jié)構(gòu)。但是這種結(jié)構(gòu)體系也存在不足之處,結(jié)構(gòu)剛度不是很強(qiáng),進(jìn)而導(dǎo)致抗風(fēng)和抗震能力就比較低。

3.筒形結(jié)構(gòu)體系

在設(shè)計(jì)超過(guò)三十層以上的高層住宅結(jié)構(gòu)時(shí),要充分考慮其所受到的巨大側(cè)力,在現(xiàn)有的幾種高層住宅體系中,只有筒形結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度都比較大,中央設(shè)有井筒,同時(shí)與周圍的框架很好地結(jié)合,這樣就能夠形成極強(qiáng)的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系,通常應(yīng)用于大跨度、大空間或超高層建筑。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中相關(guān)問(wèn)題分析

1.結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)的新規(guī)范中,制定了很多關(guān)于限制高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性的條件,嚴(yán)禁采用不規(guī)則的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,由此可見(jiàn),設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作中,要嚴(yán)格按照對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則性的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì),保證建筑施工的正常運(yùn)作。

2.短肢剪力墻的設(shè)置

在新的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中,也明確界定了短肢剪力墻為墻肢截面高厚比為5—8的墻,這在一定程度上限制了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中短肢剪力墻的應(yīng)用。因此,高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員要盡可能少用短肢剪力墻,便于設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行。

3.高層建筑結(jié)構(gòu)的超高問(wèn)題

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范中,對(duì)于建筑的高度有一定的限制,同時(shí),對(duì)于高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及處理方法也都發(fā)生了相應(yīng)的改變。在實(shí)際的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,一些建筑結(jié)構(gòu)的類型的改變,但是并沒(méi)有采取相關(guān)的處理措施,就會(huì)直接導(dǎo)致高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案不能通過(guò),重新進(jìn)行設(shè)計(jì),進(jìn)而對(duì)整個(gè)高層建筑工程的造價(jià)以及工期產(chǎn)生巨大地影響。

總結(jié):

綜上所述,隨著經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)建筑物的功能和類型的要求也有所改變,對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員,要其他方面的專業(yè)人員進(jìn)行協(xié)調(diào)合作,并結(jié)合自己的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)具體問(wèn)題的分析,來(lái)解決高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的相關(guān)問(wèn)題,進(jìn)而保證高層建筑的經(jīng)濟(jì)性、合理可靠性以及安全性。

參考文獻(xiàn):

[1]李勇.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討[J].科技與生活.2010(22).

第5篇:高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文

【關(guān)鍵詞】高層建筑結(jié)構(gòu);安全性;問(wèn)題;措施

高層建筑結(jié)構(gòu)的施工建設(shè)是一項(xiàng)綜合性工作,不僅要考慮到高層建筑的經(jīng)濟(jì)性以及美觀性,更要考慮到高層建筑的安全性。隨著現(xiàn)代化國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,人們的居住水平也在不斷提高,對(duì)高層建筑的安全性要求也越來(lái)越高。但是,由于高層建筑結(jié)構(gòu)的特殊性,經(jīng)常在建筑項(xiàng)目的施工建設(shè)過(guò)程中存在一系列安全性問(wèn)題,需要建筑工程施工建設(shè)的管理人員以及相關(guān)研究人員從建筑工程的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)開(kāi)始進(jìn)行嚴(yán)格的控制管理,確保高層建筑的安全性。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)安全性中存在的安全性問(wèn)題

(一)高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性意識(shí)相對(duì)淡薄

在高層建筑的設(shè)計(jì)以及施工建設(shè)過(guò)程中,建筑工程項(xiàng)目建設(shè)的相關(guān)設(shè)計(jì)人員以及項(xiàng)目管理人員對(duì)高層建筑的安全性意識(shí)相對(duì)較低,對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)施工建設(shè)的安全管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范沒(méi)有形成系統(tǒng)化制度體系。導(dǎo)致在設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一系列人為的安全性問(wèn)題[1]。高層建筑結(jié)構(gòu)的施工建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的安全性問(wèn)題,從某種程度上來(lái)講大多數(shù)都是人為誤差以及錯(cuò)誤。高層建筑施工建設(shè)中的安全性問(wèn)題直接影響到整個(gè)高層建筑項(xiàng)目的順利開(kāi)展,對(duì)廣大人民群眾的生命以及財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。

(二)高層建筑結(jié)構(gòu)中超高帶來(lái)的安全性問(wèn)題

高層建筑在建設(shè)過(guò)程中,與其他建筑結(jié)構(gòu)相比最大的特點(diǎn)就是高度問(wèn)題,高層建筑物的本身就存在較高的高度,這就給高層建筑的設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了較大的困難。而且在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震要求中也嚴(yán)格限制著建筑物的實(shí)際高度,特別是在新標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的超高問(wèn)題有著相對(duì)明確的要求。此外,在高層建筑物的實(shí)際施工建設(shè)過(guò)程中,由于建筑物結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)類型等方面經(jīng)常會(huì)改動(dòng)現(xiàn)象,但是建筑項(xiàng)目的施工建設(shè)又要嚴(yán)格按照原來(lái)的設(shè)計(jì)計(jì)劃來(lái)開(kāi)展,所以導(dǎo)致高層建筑的實(shí)際情況與計(jì)劃之間有著相對(duì)較大的差異。高層建筑結(jié)構(gòu)在超高問(wèn)題中不能得到有效解決將會(huì)直接影響到高層建筑施工過(guò)程中的安全施工。

(三)高層建筑結(jié)構(gòu)中嵌固端的安全設(shè)置問(wèn)題

現(xiàn)階段,高層建筑大多數(shù)情況下都是設(shè)置在建筑物的人防頂板以及地下室的頂板位置,高層建筑施工建設(shè)過(guò)程中地下室以及人防發(fā)揮著重要的作用。但是在實(shí)際高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作中,高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)管理人員以及工作人員往往對(duì)嵌固端的安全性設(shè)計(jì)工作認(rèn)識(shí)程度不夠,甚至忽略高層建筑結(jié)構(gòu)在嵌固端方面的設(shè)計(jì)。因此,在實(shí)際工作中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)高層建筑的嵌固端樓板之間的相互適應(yīng)性問(wèn)題、高層建筑嵌固端的實(shí)際剛度比問(wèn)題、高層建筑嵌固端的抗震等級(jí)是否一致的問(wèn)題以及高層建筑在整體設(shè)計(jì)過(guò)程中的位置準(zhǔn)確計(jì)算問(wèn)題等。如果在高層建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中忽視了嵌固端的安全設(shè)置問(wèn)題,將會(huì)給高層建筑物的后期施工建設(shè)工作帶來(lái)相對(duì)嚴(yán)重的問(wèn)題。

二、提高高層建筑結(jié)構(gòu)安全性的措施

(一)高層建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中梁高度的合理選用

高層建筑施工過(guò)程中,懸挑梁在整個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)的支撐方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,在一定程度上起著決定性作用。目前在高層建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員往往會(huì)選擇相對(duì)較小的梁高,從而使高層建筑結(jié)構(gòu)的梁截面在受壓區(qū)的實(shí)際應(yīng)力相對(duì)過(guò)高,給建筑物帶來(lái)一定的安全隱患。引起這個(gè)問(wèn)題的重要原因是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間,相關(guān)設(shè)計(jì)人員忽視了梁撓度的準(zhǔn)確計(jì)算。使較小的梁高實(shí)際梁截面受壓力位置發(fā)生嚴(yán)重的非線性徐變,最終導(dǎo)致高層建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際梁撓度出現(xiàn)增大現(xiàn)象,高層建筑物的挑梁變形之后又會(huì)使高層建筑物的梁板也出現(xiàn)裂縫,而且裂縫會(huì)越來(lái)越寬,嚴(yán)重影響到高層建筑物的實(shí)際穩(wěn)定性,最后關(guān)系到高層建筑物的安全[2]。因此,在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中要科學(xué)選擇建筑物的實(shí)際梁高度,在綜合考慮到高層建筑梁撓度準(zhǔn)確計(jì)算的基礎(chǔ)上,盡量減少實(shí)際計(jì)算過(guò)程中出現(xiàn)的誤差,最大限度增加高層建筑結(jié)構(gòu)挑梁的實(shí)際支持力度。此外,要增強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)挑梁的實(shí)際承載力,科學(xué)選擇懸挑梁的具體高度,確保高層建筑的實(shí)際支撐力,從根本上增強(qiáng)高層建筑物的抗震性能,保證高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

(二)做好高層建筑物施工建設(shè)中的地基工作

由于我國(guó)各個(gè)地區(qū)相互之間在地質(zhì)地形方面存在著較大差別,在高層建筑物的實(shí)際施工建設(shè)過(guò)程中,高層建筑結(jié)構(gòu)的地基基礎(chǔ)必須根據(jù)每個(gè)地區(qū)在實(shí)際地質(zhì)條件方面的差異進(jìn)行個(gè)性化施工建設(shè)。如果施工建設(shè)中高層建筑結(jié)構(gòu)的施工建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際地質(zhì)持力層相對(duì)較深、現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜以及地基基礎(chǔ)的實(shí)際埋深度不高,這種情況下就需要利用樁基礎(chǔ)。由于我們國(guó)家的實(shí)際鋼產(chǎn)量相對(duì)較少,在高層建筑結(jié)構(gòu)的地基施工工作中不適合使用鋼樁,而比較適合利用鋼筋混凝土樁?,F(xiàn)階段,我國(guó)鋼筋混凝土樁的發(fā)展速度相對(duì)較快,混凝土樁在實(shí)際灌注工作中的施工噪聲較小、成本相對(duì)低廉以及混凝土樁的具體適應(yīng)能力相對(duì)較強(qiáng)。因此,在我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工建設(shè)過(guò)程中需要使用混凝土樁來(lái)有效開(kāi)展高層建筑物的地基施工工作。在高層建筑結(jié)構(gòu)的地基基礎(chǔ)埋深度相對(duì)較高的時(shí)候,可以使用沉井法進(jìn)行施工建設(shè),從而保證高層建筑施工建設(shè)中的施工安全。

(三)做好高層建筑結(jié)構(gòu)在施工建設(shè)過(guò)程中的鋼結(jié)構(gòu)施工工作

在高層建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工建設(shè)過(guò)程當(dāng)中,施工建設(shè)的鋼結(jié)構(gòu)施工工作在整個(gè)高層建筑所有的施工工作中具有運(yùn)用比較廣泛的特點(diǎn)。從某種程度上來(lái)講,是由于現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工技術(shù)發(fā)展速度相對(duì)較快以及目前工業(yè)化強(qiáng)度不斷提高形成的。高層建筑結(jié)構(gòu)中的具體鋼構(gòu)造主要有大跨度空間施工結(jié)構(gòu)、高層建筑的鋼與混凝土結(jié)構(gòu)以及高層建筑結(jié)構(gòu)的重型鋼結(jié)構(gòu)等類型。高層建筑結(jié)構(gòu)中的鋼結(jié)構(gòu)有著相對(duì)較強(qiáng)的熱傳遞性能,這是由于鋼本身就擁有較強(qiáng)的熱傳遞性,因此,我們?cè)诟邔咏ㄖY(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)施工工作中要高度重視施工建設(shè)中的防火控制管理,不斷增強(qiáng)對(duì)建設(shè)過(guò)程中防火設(shè)施設(shè)備的設(shè)計(jì)管理[3]。此外,高層建筑中的鋼結(jié)構(gòu)施工工作要配合使用到大型塔吊,為了從根本上確保高層建筑結(jié)構(gòu)施工建設(shè)中的安全性,要做好鋼結(jié)構(gòu)中的吊裝工作、連接工作以及測(cè)控工作。

結(jié)語(yǔ)

總而言之,高層建筑結(jié)構(gòu)施工建設(shè)過(guò)程中的安全問(wèn)題是整個(gè)高層建筑建設(shè)中的至關(guān)重要問(wèn)題。需要在實(shí)際施工過(guò)程中,針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)中存在的安全性問(wèn)題,采取科學(xué)措施,在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)以及施工建設(shè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)管理,確保高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

參考文獻(xiàn):

[1]王偉.如何提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性[J].中華民居(下旬刊),2014,10:141.

第6篇:高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文

關(guān)鍵字:高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);問(wèn)題探討;

中圖分類號(hào): TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

一、高層房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

高層房屋的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與我國(guó)傳統(tǒng)的低層和多層房屋的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是不同的。高層房屋不僅在建筑設(shè)計(jì)方面要求有藝術(shù)感的立面效果和流暢合理的平面布置,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面也要具備較強(qiáng)的抗震性能和抗風(fēng)能力。從而就需要了解高層房屋在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的特點(diǎn),做好充分的考慮和周密的計(jì)算,并做好相應(yīng)的控制。

1、控制指標(biāo)的側(cè)移

建筑高度的增加會(huì)導(dǎo)致水平的荷載作用之下的結(jié)構(gòu)側(cè)向產(chǎn)生更大的變形,結(jié)構(gòu)側(cè)移和建筑的高度四次方是成正比的,因此結(jié)構(gòu)強(qiáng)度必須足夠大,還要考慮足夠抗側(cè)移的剛度,保證結(jié)構(gòu)于水平的荷載作用下所產(chǎn)生的側(cè)移是在規(guī)范限定內(nèi)。當(dāng)側(cè)移過(guò)大的時(shí)候,位于建筑物里的人會(huì)產(chǎn)生心理不適;建筑物里的電梯軌道、建筑裝飾以及填充墻等設(shè)施易產(chǎn)生裂縫、變形、損害狀況;且側(cè)移過(guò)大會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開(kāi)裂甚至損害狀況,最終危及結(jié)構(gòu)使用的期限。因此要確保建筑物的正常使用功能,就必須做好控制建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移工作。

2、水平力

影響高層房屋的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要因素的是水平力,和控制多層或底層房屋結(jié)構(gòu)的荷載產(chǎn)生的力是不同的。在高層建筑里,水平荷載對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有十分重要的影響,其中常見(jiàn)的為風(fēng)荷載,以及地震所產(chǎn)生的水平荷載,這就對(duì)高層建筑要求較高的剛度。

3、軸向變形不容忽視

在外力的作用下所有的建筑結(jié)構(gòu)都會(huì)產(chǎn)生剪切變形、彎曲變形、和軸向變形這三種位移。由于一般的結(jié)構(gòu)構(gòu)件其軸力與剪力產(chǎn)生的影響比較小,因此在低層的房屋建筑結(jié)構(gòu)中經(jīng)常忽視軸向變形與剪切變形。然而高層房屋建筑結(jié)構(gòu)的軸向變形由于軸力大和建筑層數(shù)比較多對(duì)高層房屋的結(jié)構(gòu)內(nèi)力存在較大的影響,再加上建筑高度的升高會(huì)給軸向變形帶來(lái)顯著的變化。因此高層房屋的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)剪力墻的截面考慮就要非常慎重。

4、較高抗震設(shè)計(jì)

高層房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須考慮建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,以便發(fā)生小地震的時(shí)候建筑物可以不遭損害、發(fā)生中地震時(shí)能通過(guò)維修來(lái)恢復(fù)原貌,發(fā)生大地震的時(shí)候不出現(xiàn)倒塌現(xiàn)象,確保人們的財(cái)產(chǎn)以及人身安全。這就需要通過(guò)一系列的抗震構(gòu)造措施來(lái)加強(qiáng)高層房屋的抗震性能。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

1、高層建筑結(jié)構(gòu)的均衡關(guān)系不夠合理

在高層建筑的結(jié)構(gòu)布局上,設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前應(yīng)該先將街道的寬度和窄度測(cè)量清楚,再考慮高層建筑物的自身尺度。一個(gè)設(shè)計(jì)合理的高層建筑其主題、裙房和頂部之間應(yīng)該是均衡的尺度空間。另外,高層建筑的地理位置應(yīng)該以城市的街道布局為基礎(chǔ),與其相容,做到和諧,確保高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部不會(huì)壞周邊建筑的美感,不阻礙車輛行人的出行,并且自身外形應(yīng)該做到美觀。然而,設(shè)計(jì)人員在該方面還存在一些薄弱意識(shí)。

2、高層建筑消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠規(guī)范合理

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常復(fù)雜的,因?yàn)槠涔δ艿亩鄻踊?,就要求其?nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多樣化。不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又會(huì)需要不同性質(zhì)的材料,這也給高層建筑的設(shè)計(jì)帶來(lái)了障礙。換言之,材料的可燃性會(huì)加大火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn),特別是在風(fēng)力較大的高層建筑中,一旦發(fā)生了火災(zāi),就會(huì)迅速擴(kuò)張火勢(shì),對(duì)高層建筑的安全性造成了極大的威脅。此外,高層建筑的層數(shù)越多,越應(yīng)該充分考慮到高層建筑材料的特性。

3、高層建筑結(jié)構(gòu)的高度問(wèn)題

不少建筑開(kāi)發(fā)商家為了謀取自身高額的利潤(rùn)而一味地使高層建筑結(jié)構(gòu)超高,這種在建筑物上私自增高的行為不僅違反規(guī)范操作,而且還會(huì)帶來(lái)很多隱患。我國(guó)地質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣化,每一個(gè)地方的地質(zhì)結(jié)構(gòu)都有自己的特點(diǎn)。一般處在板塊邊緣交界處的地方就容易發(fā)生地震,如我國(guó)的西南地區(qū),如果高層建筑的高度過(guò)高,就會(huì)降低它的抗震效果,對(duì)使用人群帶來(lái)極大的生命安全威脅。

4、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系不夠合理

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出了追求外觀好看以外,還有注意設(shè)計(jì)的科學(xué)性和和合理性、體系化。對(duì)于高層建筑的設(shè)計(jì)并不是單一的,有剪力墻結(jié)構(gòu)體系、筒體結(jié)構(gòu)體系等等。另外,要想一個(gè)高層建筑達(dá)到一定的安全性,一定要將其整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)化,既要考慮地震等帶來(lái)的巨大載荷,也要考慮到水平方向的強(qiáng)風(fēng)等,并且還有做好相關(guān)的預(yù)防措施。如果這些問(wèn)題只是被單獨(dú)拿出來(lái)解決,而忽視其他一連串的問(wèn)題,就極容易給高層建筑埋下隱患,對(duì)突如其來(lái)的災(zāi)害不知所措。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的解決措施

建筑結(jié)構(gòu)的合理性和科學(xué)性直接決定著建筑的整體質(zhì)量,影響著人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全,所以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中為避免以上問(wèn)題的出現(xiàn),應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

1、增強(qiáng)高層建筑結(jié)構(gòu)的剛度,盡量減少位移

位移對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的影響非常大,合適的結(jié)構(gòu)體系、平面的體型、立面的改變等方面是探討減少位移不可缺少的內(nèi)容,只有綜合考慮了上面的方面,才能有效控制位移。另外,在高層建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置時(shí),要適度地加強(qiáng)高層建筑樓蓋的剛度,將各個(gè)構(gòu)建連接好。在高層建筑結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱的位置和應(yīng)力較復(fù)雜的位置,要加強(qiáng)重視,不可忽略。對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)體系中的抵御復(fù)力矩的寬度、結(jié)構(gòu)寬度,要進(jìn)行適當(dāng)有效地加大,減少高層建筑的側(cè)向位移。如今高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用的材料范圍越來(lái)越廣,采用的結(jié)構(gòu)形式也越來(lái)越新穎,這也就隨之對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響越來(lái)越大。然而隨著混凝土材料性能的日趨完善,其在高層建筑結(jié)構(gòu)中的使用也越加廣泛。

2、優(yōu)化高層建筑的消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著建筑業(yè)的發(fā)展,高層建筑在城市中的應(yīng)用越發(fā)普遍。除去自然災(zāi)害引發(fā)的地震以外,還要充分考慮人為因素引起的災(zāi)害,比如火災(zāi)。高層建筑結(jié)構(gòu)越復(fù)雜越高,那么一旦引起了火災(zāi),使用者的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全就會(huì)受到極大的威脅。因此,在高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中注意防火是很關(guān)鍵的。首先,防火間距要合理,設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),要按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作,精確地測(cè)出建筑物之間的實(shí)際距離。然后,對(duì)于設(shè)計(jì)要因地制宜,防火結(jié)構(gòu)一定要符合實(shí)際的地形情況。除此之外還有安全疏散通道的設(shè)計(jì)也很重要。一般而言,安全疏散通道應(yīng)該進(jìn)行垂直結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),而且盡量多設(shè)計(jì)幾條,利于慌亂人群的疏散。安全疏散通道中一定要設(shè)計(jì)防煙區(qū),避免煙霧將疏散的人群?jiǎn)軙?。設(shè)計(jì)人員可以使用分隔式的設(shè)計(jì),可以更好地控制火勢(shì)和煙霧的蔓延。另外,防火門、防火墻以及其他防火設(shè)備等也需要設(shè)計(jì)人員注意。

3、優(yōu)化高層建筑的抗震性能

高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要保證各個(gè)地方的剛度對(duì)稱且均勻,其平面形狀也要盡量的規(guī)范和盡量的簡(jiǎn)單。如果能夠保證以上要求達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),那么在計(jì)算地震應(yīng)力時(shí)就會(huì)容易的多,處理起來(lái)也會(huì)容易很多。比如地震應(yīng)力扭轉(zhuǎn)和集中地方的處理等等。由此可見(jiàn),在設(shè)計(jì)高層建筑的結(jié)構(gòu)時(shí),要盡量可能地將建筑剛度的中心點(diǎn)和地震力作用中心點(diǎn)設(shè)計(jì)到一起,正常情況下,偏心距e要比與外力作用線垂直的建筑物邊長(zhǎng)的5%小。高層建筑物體積龐大,噸位也很大,如果抗震效果不好,那么一旦出現(xiàn)地震或者其他使之震動(dòng)的因素,造成的損失將是巨大的。為了避免災(zāi)難的發(fā)生,必須要優(yōu)化好高層建筑的抗震性能。

4、優(yōu)化高層建筑自身的缺陷

高層建筑自身所帶有的缺陷也是很多的,比如高層建筑的溫度收縮問(wèn)題、沉降問(wèn)題等,除此之外,高層建筑因?yàn)槠潴w型很龐大宏偉,內(nèi)外部結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化,十分復(fù)雜,所以極其容易對(duì)建筑物本身造成不利的影響。如果工作人員想要加強(qiáng)高層建筑物的安全工作,就不能忽略以上其自身的弱點(diǎn),并且還要根據(jù)不同的問(wèn)題進(jìn)行不同的設(shè)計(jì),妥善處理?,F(xiàn)今,建筑行業(yè)的結(jié)構(gòu)分析技術(shù)和其計(jì)算方法得到了更好的提高,在高層建筑的平面設(shè)計(jì)方面也出現(xiàn)了設(shè)計(jì)不規(guī)范、不對(duì)稱以及曲線形設(shè)計(jì)等現(xiàn)象,在高層建筑實(shí)際中也應(yīng)用到了耗能減震技術(shù)。

總之,高層房屋的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜,因此我們要因地制宜的實(shí)行全過(guò)程的管理和控制。以使整個(gè)高層房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理,工程建設(shè)順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn):

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[2]趙東曉.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題與對(duì)策研究[J].商品混凝土,2012,09:132-133.

[3]沈榮飛.復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)的若干關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D].同濟(jì)大學(xué),2007.

第7篇:高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文

【關(guān)鍵字】高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);變形特點(diǎn);存在問(wèn)題;解決途徑

1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

高層建筑是當(dāng)前城市建筑工程項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的主流產(chǎn)品。高層建筑不僅要有合格的質(zhì)量,還需要有美觀的結(jié)構(gòu)。而這些建筑目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)都需要在項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí),十分明確建筑結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,本了如下分析:

1.1水平荷載成為決定因素

水平載荷是建筑結(jié)構(gòu)受力變形的決定因素。根據(jù)材料力學(xué)理論,樓房的重力與樓面使用載荷在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值,與樓房高度的一次方成正比;而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩,以及由此在豎向構(gòu)件中引起的軸力,是與樓房高度的兩次方成正比。另外,對(duì)于特定高度的樓房而言,豎向載荷一般是定值。而水平載荷,如風(fēng)、地震作用引起的橫向載荷,其大小與建筑結(jié)構(gòu)的材料力學(xué)性質(zhì)有關(guān),具有一定的不確定性。

1.2軸向變形不容忽視

由于建筑比較高大,因此一般建筑結(jié)構(gòu)受到的豎向載荷比較大,很容易引起相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)的軸向變形,進(jìn)而會(huì)影響到連續(xù)梁的彎矩,造成連續(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。同時(shí),豎向載荷還會(huì)影響到預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度。因此在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),需要根據(jù)軸向變形的計(jì)算值選取下料長(zhǎng)度。

1.3側(cè)移成為控制指標(biāo)

結(jié)構(gòu)側(cè)移是關(guān)系著高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素之一。樓層高度逐漸增加,則建筑結(jié)構(gòu)在水平載荷作用產(chǎn)生的側(cè)移會(huì)迅速變大。為了保證高層建筑的質(zhì)量和安全,結(jié)構(gòu)側(cè)移需要被控制在一定范圍內(nèi)。

2高層建筑結(jié)構(gòu)的變形特點(diǎn)

首先,對(duì)于高層建筑而言,豎向的結(jié)構(gòu)變形是主要的。在建筑樓面上的各種豎向構(gòu)件其應(yīng)力大小不同,其受到壓縮之后的變形也不同。尤其在當(dāng)前,大多數(shù)的高層建筑采用的鋼筋混凝土的澆筑結(jié)構(gòu),如果在施工中,不對(duì)基底應(yīng)力進(jìn)行調(diào)整,會(huì)導(dǎo)致建筑基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降。另外,由于高層建筑結(jié)構(gòu)的柔性更大一些,對(duì)水平載荷特別敏感。因此,在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一定要合理地選取參數(shù),施工時(shí)嚴(yán)格按照技術(shù)要求進(jìn)行,使得高層建筑能夠保證足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定要求,進(jìn)而保證建筑物的質(zhì)量。

3高層建筑結(jié)構(gòu)選擇原則

高層建筑物結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性決定了設(shè)計(jì)師在進(jìn)行結(jié)構(gòu)選擇時(shí)必須嚴(yán)格遵循一定的原則,對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的特定要有合理的取舍。只有這樣,才能保證高層建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工質(zhì)量,進(jìn)而保證總體建筑工程項(xiàng)目更加順利的完工,提高建筑工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.1結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

在高層建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性方面,新的設(shè)計(jì)規(guī)范有比較大的變動(dòng),在原來(lái)的基礎(chǔ)上,添加了很多新的限制條件,如嵌固端上下層剛度比信息等方面的要求。并且在新的設(shè)計(jì)規(guī)范中,明文規(guī)定建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。在進(jìn)行建筑工程項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師一定要嚴(yán)格遵守新的設(shè)計(jì)規(guī)范中的技術(shù)參數(shù)要求,避免不規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)。同時(shí)這樣避免了后期施工中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),再進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的修改。

3.2避免結(jié)構(gòu)超高

建筑的結(jié)構(gòu)特定對(duì)于高度的變化特別敏感。如果建筑物的高度過(guò)高,那么在抗震等方面的結(jié)構(gòu)特性就有所減弱,會(huì)嚴(yán)重影響建筑物的質(zhì)量。在有關(guān)建筑設(shè)計(jì)的抗震要求中,將建筑物進(jìn)行級(jí)別的劃分,然后對(duì)不同的級(jí)別做了相應(yīng)的高度要求。如果在設(shè)計(jì)中,出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)超高問(wèn)題,則應(yīng)該對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行重新計(jì)算和修改,或者召開(kāi)專家會(huì)議,嚴(yán)格論證其可行性,以避免施工之后出現(xiàn)問(wèn)題,或者在建筑物使用過(guò)程中出現(xiàn)坍塌等事故。

3.3嵌固端的設(shè)置要嚴(yán)格遵守技術(shù)要求

一般而言,高層建筑都有地下室或者人防。而建筑物的嵌固端即設(shè)置在地下室頂板或者人防頂板等位置。由于這些位置比較隱蔽,工程師在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),往往會(huì)忽略了嵌固端的技術(shù)要求等。而事實(shí)上,嵌固端的結(jié)構(gòu)合理性對(duì)于建筑物的質(zhì)量具有十分重要的意義,因此,在項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí),一定要注意到相應(yīng)的結(jié)構(gòu)規(guī)范要求,如嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層抗震等級(jí)的一致性等。這些細(xì)節(jié)值得設(shè)計(jì)師特別重視,否則有可能帶來(lái)極大的安全隱患。

3.4短肢剪力墻的設(shè)置

在新的建筑設(shè)計(jì)技術(shù)要求規(guī)范中,對(duì)短肢剪力墻的設(shè)置增添了很多新的技術(shù)要求。為了提高建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)施工質(zhì)量,避免因?yàn)樵O(shè)計(jì)問(wèn)題而引起重新修改設(shè)計(jì)方案、返工等問(wèn)題,建筑設(shè)計(jì)時(shí)一定要嚴(yán)格遵守相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。

4高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及其對(duì)策

4.1 建筑結(jié)構(gòu)高度問(wèn)題

我國(guó)現(xiàn)行的建筑物技術(shù)規(guī)范中對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的高度問(wèn)題作了明確的規(guī)定。該規(guī)定的制定充分地考慮了經(jīng)濟(jì)與適用原則,給出了不同級(jí)別的建筑結(jié)構(gòu)相應(yīng)的高度要求。這個(gè)規(guī)定是根據(jù)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、建筑技術(shù)科研水平以及施工技術(shù)水平而制定的,是在當(dāng)前狀況下,一般建筑物結(jié)構(gòu)的比較安全的高度。然而,由于很多開(kāi)發(fā)商為了盡可能的獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益,而忽視了建筑結(jié)構(gòu)的安全問(wèn)題,盲目地設(shè)計(jì)導(dǎo)致了建筑結(jié)構(gòu)超出技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求,使得建筑施工與使用存在很大的安全隱患。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,相關(guān)部門應(yīng)該做出明確的規(guī)定,對(duì)于超高建筑要取消其銷售資格,而對(duì)于由于超高而引起的安全問(wèn)題的責(zé)任人嚴(yán)懲不貸。而由于特殊原因,引起的超高,需要經(jīng)過(guò)專家會(huì)議論證其安全性,否則不予以批準(zhǔn)。

4.2材料與結(jié)構(gòu)體系問(wèn)題

首先,建筑原材料的合理選擇有助于提高建筑物整體的質(zhì)量。尤其在地震區(qū),很多建筑物需要采用抗震性能比較好的材料。如在高層建筑中要盡量選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu),這樣可以改善建筑物的抗震性能。而當(dāng)建筑物超過(guò)一定的高度以后,則可以選擇鋼筋混凝土,以減小風(fēng)振。當(dāng)前的市場(chǎng)不僅對(duì)建筑的質(zhì)量提出了較高的要求,而且對(duì)建筑物的美觀程度也有較高的要求。而建筑設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要在建筑質(zhì)量與美觀程度方面有一定的取舍,即要在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上再考慮審美的需要。因此,為了保證建筑的質(zhì)量,大多數(shù)建筑中選用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

4.3在某些烈度區(qū)采用較低的抗震措施與構(gòu)造措施

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技進(jìn)步以及建筑物高度的不斷升高,很多專家指出當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前的發(fā)展需要。我國(guó)現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)的防震要求比較低。這主要是由我國(guó)的財(cái)力、物力比較有限。而在新時(shí)期的發(fā)展過(guò)程,我國(guó)的經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,我們也應(yīng)該修改相應(yīng)的行業(yè)技術(shù)規(guī)范,如提高配筋率、軸壓比、梁柱承載力匹配的要求,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)造價(jià)以及相關(guān)安全技術(shù)的開(kāi)發(fā),進(jìn)而從整體上提高我國(guó)的建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。

5結(jié)束語(yǔ)

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于建筑的安全性、施工質(zhì)量等具有十分重要的意義。近幾年來(lái),由于建筑物機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不過(guò)關(guān)而引起的高層建筑坍塌、倒塌等事故逐漸增多。這些事故提醒我們,在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格遵守相關(guān)的技術(shù)要求與行業(yè)規(guī)范,避免建筑物超高等問(wèn)題,而且還要嚴(yán)格把關(guān)嵌固端等細(xì)節(jié)問(wèn)題。建筑設(shè)計(jì)師需要十分明確各種建筑結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn),了解不同載荷對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響,才能充分保證高層建筑物的質(zhì)量,避免安全事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn):

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第8篇:高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào):TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):

一、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

(一)水平荷載是高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的決定性因素

這是通過(guò)其自身重量和其他的垂直載荷的軸向力和彎曲力矩的大小的結(jié)構(gòu),唯一的建筑物高度的平方成正比;傾覆力矩和水平載荷的結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的垂直分量的軸向力,相同的建筑,自重和豎向荷載作用基本上是恒定的水平荷載,風(fēng)荷載和地震,隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性不同而變化。

(二)側(cè)移是高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素

水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形隨著樓房高度的增加迅速增大,因此水平荷載作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)移應(yīng)控制在規(guī)定限度之內(nèi)。

(三)結(jié)構(gòu)延性是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要設(shè)計(jì)指標(biāo)

與低多層建筑相比,高層建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的變形更大一些。為了能讓結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力,防止建筑倒塌,必須采取一定的構(gòu)造措施,以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

二、設(shè)計(jì)實(shí)例

本項(xiàng)目為24層的高層建筑大樓,該建筑高度為81.2m,該高層建筑底下3層主要用于商業(yè)活動(dòng),4層為設(shè)備夾層,其余層主要用于酒店,地下設(shè)有一層地下室??拐鹪O(shè)防烈度為7度,場(chǎng)地類型為II類。

(一)主體結(jié)構(gòu)選型

由于本高層建筑為24層,高度為81.2m,屬于高層建筑,同時(shí)結(jié)合高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn),主體結(jié)構(gòu)采用雙向現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)體系能較好地滿足建筑使用功能,剪力墻結(jié)合建筑功能雙向均勻?qū)ΨQ布置貫通落地,結(jié)構(gòu)橫向高寬比為4.27,小于7,采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)能夠滿足結(jié)構(gòu)抗震、抗風(fēng)和承受重力荷載作用等各項(xiàng)技術(shù)要求,結(jié)構(gòu)整移、穩(wěn)定及構(gòu)件節(jié)點(diǎn)延性也都能較好地滿足要求。

(二)樓蓋結(jié)構(gòu)選型及樓屋面板設(shè)計(jì)

由于本高層建筑主體結(jié)構(gòu)采用了雙向現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu),為了能與之相適應(yīng),樓蓋結(jié)構(gòu)也應(yīng)選用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)。結(jié)合建筑平面布置,考慮有利于提高結(jié)構(gòu)橫向剛度,樓蓋次梁沿橫向布置,支承于縱向框架梁上。樓屋面板采用多跨連續(xù)板,其中商業(yè)層板厚120mm,其余層為l00mm。

(三)剪力墻截面

本高層建筑的剪力墻端柱以及剪力墻厚度,分別見(jiàn)表1和表2所示:

表1剪力墻端柱截面尺寸(單位:mm)

表2 剪力墻厚度(單位:mm)

(四)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求

結(jié)合本項(xiàng)目的高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)為例,說(shuō)明該高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求。本高層建筑的框架剪力墻中的框架和剪力墻的截面設(shè)計(jì)除了滿足框架和剪力墻截面設(shè)計(jì)的一般原則外,還重點(diǎn)采取以下幾點(diǎn)設(shè)計(jì)要求:

(1)框架部分抗震等級(jí)、適用高度和高寬比的調(diào)整對(duì)本高層建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),地震造成的對(duì)房屋的傾覆力由框架和剪力墻兩部分共同承擔(dān)。若由框架承擔(dān)的部分大于傾覆力矩的50%以上時(shí),說(shuō)明框架部分己居于較主要地位,應(yīng)加強(qiáng)其抗震能力的儲(chǔ)備。如可以通過(guò)按純框架結(jié)構(gòu)的要求來(lái)確定其抗震等級(jí)或軸壓比按純框架結(jié)構(gòu)的規(guī)定限制來(lái)實(shí)現(xiàn)。適用高度和高寬比則可取框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)兩者之間的值,視框架部分承擔(dān)總傾覆力矩的百分比而定,當(dāng)框架部分承擔(dān)的百分比接近于0時(shí),取接近剪力墻結(jié)構(gòu)的適用高度和高寬比;當(dāng)框架部分承擔(dān)的百分比接近于100%時(shí),取接近框架結(jié)構(gòu)的適用高度和高寬比。

(2)框架剪力墻中框架總剪力的調(diào)整

框架剪力墻結(jié)構(gòu)中,柱和剪力墻相比,其抗剪剛度很小,故在地震作用下,樓層因地震引起的總剪力主要由剪力墻來(lái)承擔(dān),框架柱只承擔(dān)很小一部分,因此框架由于地震作用所造成的內(nèi)力很小,而框架作為抗震的第二道防線,過(guò)于單薄是不利的,為了保證框架部分有一定的抗震能力儲(chǔ)備,規(guī)定框架部分所承擔(dān)的地震剪力不應(yīng)小于一定的值??蚣芗袅Φ恼{(diào)整應(yīng)在樓層剪力滿足樓層最小剪力系數(shù)的前提下進(jìn)行。

(3)構(gòu)造措施設(shè)計(jì)

本高層建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的配筋的構(gòu)造要求:剪力墻都是主要的抗側(cè)力構(gòu)件,承擔(dān)較大的水平剪力。因此,必須規(guī)定剪力墻設(shè)計(jì)的最基本的構(gòu)造要求,使剪力墻具有最低限度的強(qiáng)度和延性保證,同時(shí)本工程中還對(duì)剪力墻周邊設(shè)置的梁和端柱,其配筋和截面尺寸也應(yīng)符合相應(yīng)的要求。

三、高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

(一)水平位移的控制設(shè)計(jì)

鑒于高層建筑受風(fēng)荷載和地震作用的影響較大,為此本工程重點(diǎn)對(duì)風(fēng)荷載和地震作用下結(jié)構(gòu)的水平位移進(jìn)行了分析。在承載力的使用條件下,高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛度,避免產(chǎn)生過(guò)大的位移影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和使用要求。而在正常使用條件下,限制側(cè)向變形的主要原因有:防止主體結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、損壞;防止填充墻及裝飾開(kāi)裂、損壞:過(guò)大的側(cè)向變形會(huì)使人有不舒適感,影響正常使用;過(guò)大的側(cè)移使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力。荷載作用下高層結(jié)構(gòu)的水平位移按彈性方法計(jì)算,確保高層建筑結(jié)構(gòu)的層問(wèn)彈性水平位移應(yīng)滿足,本工程中。本工程中,結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下,頂點(diǎn)水平位移,,

則,滿足要求;最大層間相對(duì)水平位移:,滿足要求。

本工程中,結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下,頂點(diǎn)水平位移,,則,,,滿足要求;最大層間相對(duì)水平位移,

,,滿足要求。

(二)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定分析

鑒于高層建筑結(jié)構(gòu)的剛度一般較大,且有許多樓板作為橫向隔板,所以高層建筑在豎向重力荷載作用下產(chǎn)生整體失穩(wěn)的可能性較小。高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定驗(yàn)算主要是控制在風(fēng)荷載或地震荷載作用下,重力荷載產(chǎn)生的二階效應(yīng)不致過(guò)大,以免引起結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌。一般高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比不大,其撓曲二階效應(yīng)的影響相對(duì)很小,一般可以忽略。但由于高層建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移較大,重力荷載的P—A效應(yīng)相對(duì)明顯,可使結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力增加,甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。因此,高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定設(shè)計(jì),主要是控制和驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在風(fēng)或地震作用下,重力荷載產(chǎn)生的p一效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)性能降低的影響以及由此可能引起的結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。

本高層建筑結(jié)構(gòu)中,經(jīng)對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗(yàn)算,驗(yàn)算結(jié)果如下:l3~25層各層重力荷載設(shè)計(jì)值Gl=9384kN,4~12層各層重力荷載設(shè)計(jì)值G2=9572kN,13~25層各層重力荷載設(shè)計(jì)值G3=23816kN。

,取,

,因此,本高層結(jié)構(gòu)的雙向整體穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。

第9篇:高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)范文

關(guān)鍵詞:高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

近年來(lái),我國(guó)的高層建筑可謂突飛猛進(jìn),高層建筑的建設(shè)速度、建造數(shù)量在世界建筑史上都是十分罕見(jiàn)的。但是2008年,隨著突然襲來(lái)的汶川大地震,許多高層建筑物轟然倒下,也為高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)新的考驗(yàn)。筆者根據(jù)理論知識(shí),結(jié)合自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),淺談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn),以及高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1.水平荷載成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的決定性因素

高層建筑自身重量和樓面使用荷載在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值,與建筑物高度是成正比關(guān)系的;而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩,以及由此在豎向構(gòu)件中引起的軸力,是與建筑物高度的二次方成正比;此外,對(duì)某一定高度建筑物而言,豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用,其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度的變化。

2.軸向變形不容忽視

高層建筑中,豎向荷載數(shù)值很大,能夠在柱中引起較大的軸向變形,從而會(huì)對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響,造成連續(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;還會(huì)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響,要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值,對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整;另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響,與考慮構(gòu)件豎向變形比較,會(huì)得出偏于不安全的結(jié)果。

3.側(cè)移成為控制指標(biāo)

與較低樓房不同,結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加,水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大,因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在某一限度之內(nèi)。

4.結(jié)構(gòu)延性是高層建筑的重要設(shè)計(jì)指標(biāo)

相對(duì)于較低樓房而言,高樓結(jié)構(gòu)更柔一些,在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力,避免倒塌,特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧瑏?lái)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)體系

按照建筑使用功能不同的要求、建筑不同的高度和擬建場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈程度,依照經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則,高層建筑在建設(shè)時(shí),應(yīng)當(dāng)選擇選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系,一般分為下列幾類:

1.框架結(jié)構(gòu)體系

框架結(jié)構(gòu)體系由梁、柱構(gòu)件通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成承載結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)體系可較靈活配合建筑平面布置、安排需要較大的空間。隨著結(jié)構(gòu)高度增加,水平作用使得框架底部梁柱構(gòu)件的彎矩和剪力顯著增加,從而導(dǎo)致梁柱截面尺寸和配筋量增加,到一定程度,將給建筑平面布置和空間處理帶來(lái)困難,影響建筑空間正常使用,在材料用量和造價(jià)方面也趨于不合理。因此在使用層數(shù)上受限。

2.剪力墻體系

剪力墻一般用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,由墻體承受全部水平作用和豎向荷載。在承受水平力的作用時(shí),剪力墻相當(dāng)于一根下部嵌固的懸臂深梁。其水平位移由彎曲變形和剪切變形兩部分組成。高層建筑剪力墻特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)層間位移隨樓層增高而增加。剪力墻結(jié)構(gòu)比框架結(jié)構(gòu)剛度大、空間整體性好,用鋼量較省,結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)水平位移和層間位移通常較小,能夠滿足抗震設(shè)計(jì)變形要求。

3.框架―剪力墻體系

此種體系是把框架和剪力墻兩種結(jié)構(gòu)組合在一起形成的體系。房屋的豎向荷載分別由框架和剪力墻共同承擔(dān),而水平作用主要由抗側(cè)剛度較大的剪力墻承擔(dān)。這種結(jié)構(gòu)既具有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的特點(diǎn),又有較大的剛度和較強(qiáng)的抗震能力,因而廣泛應(yīng)用于高層辦公建筑和旅館建筑中。該體系中的框架和剪力墻共同承擔(dān)水平力。由于框架和剪力墻的協(xié)同工作,受力狀況和內(nèi)力分布都得到了改善。

4.筒體體系

隨著層數(shù)、高度增大,高層建筑結(jié)構(gòu)承受的水平地震作用大大增加,框架、剪力墻以及框架―剪力墻等結(jié)構(gòu)體系已顯得不合理、不經(jīng)濟(jì),甚至不可行。這時(shí),可將剪力墻在平面內(nèi)圍合成箱形,形成一個(gè)豎向布置的空間整體受力的框筒,從而形成具有很好的抗風(fēng)和抗震性能的筒體結(jié)構(gòu)體系。

三、高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

1.要盡量減少地震能量輸入

積極采用基于位移的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),要求進(jìn)行定量分析,使結(jié)構(gòu)的變形能力滿足在預(yù)期的地震作用下的變形要求。除了驗(yàn)算構(gòu)件的承載力外,要控制結(jié)構(gòu)在大震作用下的層間位移角限值或位移延性比;根據(jù)構(gòu)件變形與結(jié)構(gòu)位移關(guān)系,確定構(gòu)件的變形值;并根據(jù)截面達(dá)到的應(yīng)變大小及應(yīng)變分布,確定構(gòu)件的構(gòu)造要求。選擇堅(jiān)硬的場(chǎng)地土建造高層建筑,可以明顯減少地震能量輸入減輕破壞程度。

2.應(yīng)積極推廣使用隔震和消能減震設(shè)計(jì)

目前我國(guó)和世界各國(guó)普遍采用的傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系是“延性結(jié)構(gòu)體系”,即適當(dāng)控制結(jié)構(gòu)物的剛度,但容許結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時(shí)進(jìn)入非彈性狀態(tài),并具有較大的延性,以消耗地震能量,減輕地震反應(yīng),使結(jié)構(gòu)物“裂而不倒”。采取軟墊隔震、滑移隔震、擺動(dòng)隔震、懸吊隔震等措施,改變結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性,減少地震能量輸入,減輕結(jié)構(gòu)地震反應(yīng),是一種很有前途的防震措施。提高結(jié)構(gòu)阻尼,采用高延性構(gòu)件,能夠提高結(jié)構(gòu)的耗能能力,減輕地震作用,減小樓層地震剪力。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,對(duì)各種建筑物和構(gòu)筑物的抗震減震要求越來(lái)越高, 地震控制體系具有傳統(tǒng)抗震體系所難以比擬的優(yōu)越性,在未來(lái)的建筑結(jié)構(gòu)中將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

3.應(yīng)設(shè)置多道抗震防線

當(dāng)?shù)谝坏婪谰€的構(gòu)件在強(qiáng)烈地震作用下遭到破壞后,后備的第二道乃至第三道防線能抵擋后續(xù)地震的沖擊,使建筑物免于倒塌。高層結(jié)構(gòu)形式應(yīng)采用具有聯(lián)肢、多肢及壁式框架的框架剪力墻,剪力墻框架簡(jiǎn)體,筒中筒等多道抗震防線結(jié)構(gòu)體系。需要強(qiáng)調(diào)的是設(shè)計(jì)不能陷入只憑計(jì)算的誤區(qū),若結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不規(guī)則,整體性差,僅按目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算水平,是難以保證結(jié)構(gòu)的抗震、抗風(fēng)性能,尤其是抗震性能。因此,要求建筑師與結(jié)構(gòu)工程師共同把好初步設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)。

四、結(jié)語(yǔ)

可以說(shuō),高層建筑本身就是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。要搞好這項(xiàng)工程,必須通過(guò)了解工程對(duì)象,掌握工程特點(diǎn),進(jìn)而采取相應(yīng)措施,保證建筑的質(zhì)量與效果。隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展,高層建筑將成為未來(lái)建筑的主要趨勢(shì),我們建筑工作者有必要也有責(zé)任掌握更多的高層建筑的設(shè)計(jì)知識(shí),為我國(guó)的建筑業(yè)服務(wù)。

參考文獻(xiàn):

[1] 容柏生,國(guó)內(nèi)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的若干新進(jìn)展[J] 建筑結(jié)構(gòu),2007(9)

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