文档介绍：有关高层建筑层间位移控制的分析研究
[摘要]本文首先对高层建筑层间位移的概念进行总结,对高层建筑层间位移参数及其相互关系进行分析,对规范对于高层建筑位移控制的规定进行研究,并提出减小结构层间位移的措施。
[关键词]高层建筑;层间位移;刚度;措施;
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)27-0098-01
1、引言
高层建筑由于其层数较多,而且高度较大,为了确保高层建筑拥有足够的刚度,应当对其层间位移进行控制,控制的内容包括对构件截面、刚度等。在国外对于层间位移进行限制,是以对剪切变形角进行控制为主要方法,不包括对建筑物整体弯曲导致的水平位移进行控制。一般情况下,限制高层建筑结构层间位移的目的主要有两个方面:一方面,确保建筑主结构处于一种弹性受力状态,对钢筋混凝土结构而言,要防止混凝土墙或者混凝土柱出现结构裂缝,混凝土梁等构件出现裂缝的尺寸、数量等要在可控制之内;另一方面,确保填充墙、隔墙、幕墙等非结构构件无问题,防止出现外表损伤。对于高层建筑层间位移进行控制不仅是对经济合理进行考虑,而且是出于结构安全性的目的,因此对高层建筑层间位移控制进行分析和研究具有重要意义。
2、高层建筑层间位移概述
建筑相关设计规范中都提到“层间位移”,并有相应的计算方法对楼层层间位移进行计算,但是依然没有一个统一的概念。我们可以把“层间位移”理解成高层建筑某一个楼层受力产生位移,并且为了对层间非结构构件,以及结构构件的变形进行控制,从而提出一些计算指标,分为竖向构件剪切变形引起的位移、本楼层竖向构件弯曲变形引起的位移以及下一楼层竖向构件弯曲变形引起的层间位移。
3、高层建筑层间位移参数及其相互关系
现阶段,高层建筑层间位移涉及到的参数有以下几种:层间位移和层高的比值,也就是层间位移角;有害层间位移角;区格广义剪切变形。
(1)层间位移和层高的比值
(2)有害层间位移
其中,和为第i层上、下楼盖的转角,也就是i层和i-1层的层间位移角。
(3)区格广义剪切变形
其中,是区格ij剪切变形;i是区格所在层次;j为区格所在序号;是区格ij下楼盖的转角,按照顺时针方向为正方形;是区格ij的宽度;和是对应节点的竖向位移。
从以上公式看以得出,结构受力和变形是相关的,剪切变形的参数较为符合实际情况,然而按照结构的宏观控制来说,参数也就是层间位移角是较为简便的,层间位移控制就是一项宏观侧向控制指标,许多设计规范中选择层间最大位移和层高之比,也就是层间位移角是主要控制目标。
4、规范对于高层建筑位移控制的规定
相关设计规范中对此有所说明,也即是高层一般会按照弹性的计算方法,对楼层层间最大位移和层高之比进行计算,以及层间位移和薄弱楼层高度进行计算,其中需要注意的一点是层间最大位移量和层高之比需要在以下表格的限值之内。
5、减小结构层间位移的措施分析
减小框架的梁距和柱距
高层建筑中,框架是由两部分组成的,梁和柱进行刚性连接,框架的抗推刚度和梁、柱的参数是有很大关系的,一方面要看梁、柱的截面尺寸;另一方面,要看梁、柱的数量。一般来说,单一的增加梁和柱的数量仅仅能够提高框架的刚度,然而无法改善其效能,假如同时增加梁和柱,那么增加的效果有可能在一定程度上增大框架