文档介绍：浅谈高层建筑中的结构设计
摘要:随着社会与经济的蓬勃发展,特别是随着城市建设的发展,高层建筑在城市中应运而生。城市中的高层建筑成为反映城市经济繁荣和社会进步的重要标志。高层建筑在造型形式不断翻新、高度记录一再被打破的同时,其内部,在竖向荷载作用下出现拉力;上层框架梁出现过大弯矩和剪力等。另外,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。
与低层建筑不同,结构侧移己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。结构顶点侧移与建筑高度H的四次方成正比。
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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。这是因为高楼的使用功能和安全,与结构侧移的大小密切相关:
。当高楼在阵风作用下发生振动的频率f为一定值时,结构振动加速度a与结构侧移幅值A成正比:a=A(2πf)。因而控制侧移幅值的大小成为保证高楼良好的居住和工作条件的关键因素。
、围护墙以及它们的高级饰面材料出现裂缝或损坏,此外,也会使电梯因轨道变形而不能正常运行。
,过大的侧向变形将使结构因P-△效应而产生较大的附加应力,甚至因侧移与应力的恶性循环导致建筑物倒塌。
3高层建筑结构设计需要控制的六个比值
:主要为控制结构的塑性变形能力和控制结构的抗倒塌能力,规范对柱和墙肢均有相应限值要求,详见建筑抗震设计规范(GB50011-2010以下简称抗规)。
:主要为控制各楼层最小地震剪力,确保结构安全性,。
:主要为控制结构竖向规则性,以免竖向刚度突变,形成薄弱层,。
:主要为控制结构平面规则性,以免形成扭转,对结构产生不利影响。。
:主要为控制结构扭转效应,减小扭转对结构产生的不利影响,要求详见高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2002 以下简称高规)。
:主要为控制结构的稳定性,以免结构产生滑移和倾覆,。
4高层建筑结构设计的基本要求
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。建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案。高层建筑不应采用严重不规则的结构体系,应符合下列要求:
、刚度和变形能力;
、风荷载和地震作用的能力;
,应采取有效措施予以加强。
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,避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位,