文档介绍：浅谈高层建筑结构设计
【摘要】改革开放之后的中国随着综合国力的提高,新建了大批的高层建筑。但设计质量不理想。建筑类型与功能越来越复杂,高层建筑的数量口渐增多,高层建筑的结构体系也是越来越多样化,高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。该文主要研究高层建筑的结构设计。
【关键词】高层建筑结构设计
改革开放之后的中国随着综合国力的提高,新建了大批的高层建筑。由于我国钢产量居世界前列,混凝土使用量亦居世界第一,这都为后来高层建筑的发展创造了良好的物质条件。但是目前我国内地高层建筑中,仍以高层住宅(12~30层)占主体,约占全部高层建筑的80%,所以钢筋混凝土高层建筑仍是具有很强的优势。但从设计质量方面来看,并不理想。在高层建筑结构设计中,结构工程师不能仅仅重视结构计算的准确性而忽略结构方案的具体实际情况,应作出合理的结构方案选择。高层建筑结构设计人员应根据具体情况进行具体分析掌握的知识处理实际建筑设计中遇到了各种问题。
一、高层建筑结构设计的特点
轴向变形是不容忽视的。高层建筑中,竖向载荷很大,能在柱中引起较大的轴向变形,对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩减小,跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大;此外还会对预测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,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。侧移成为控制指标与低层建筑不同,结构侧移已成为高层建筑结构设计中的关键因素,随着楼层的增加,水平荷载作用下结构的侧向变形迅速增大。设计高层结构时,不仅要求结构具有足够的强度,能够可靠地承受风荷载作用产生的内力;还要求具有足够的抗侧刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内,保证良好的居住和工作条件。
结构延性是重要设计指标。相对于底层建筑而言,高层建筑的结构更柔和一些,在地震作用下的变形更大一些。为了使高层建筑结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。水平荷载成为决定因素:任何一个建筑结构都要同时承受垂直荷载和风产生的水平荷载,还要具有抵抗地震作用的能力。在较低楼房中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计,水平荷载产生的内力和位移很小,对结构的影响也就较小;但在较高楼房中尽管竖向荷载仍对结构设计产生着重要影响,水平荷载却起着决定性的作用。随着楼房层数的增多,水平荷载愈益成为结构设计中的控制因素。一方面,因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,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,以及由此在竖构件中所引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;另一方面对某一高度楼房来说,竖向荷载的风荷载和地震作用,其数值随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
二、高层建筑结构的相关问题分析结构的超高问题:在抗震规范和高规范中,对结构的总高度有着严格的限制,尤其是新规范中针对以前的超高问题,除了将原来的限制高度设定为a级高度以为,增加了b级高度,处理措施与设计方法都有较大改变。在实际工程设计中,出现过由于结构类型的变更而忽略该问题,导致施工图审查时未予通过,必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况,对工程工期、造价等整体