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关于高层建筑结构设计的探讨

文档名称:关于高层建筑结构设计的探讨
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上传者:pigboy
添加时间:2019/05/06
内容摘要:
规划与设计
2012年5月
关于高层建筑结构设计的探讨
杨大林
(中煤科工集团重庆市设计研究院)
要:随着社会经济的发展和人入们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进计算理论,加强计算机的应
用,加快新型高强、轻质、坏保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。其中,打破建筑錯构设中的
愛守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。因为他们是结构设计革命的推驹者和执行者。这则需要工程界和教育界进行
共同的努力。推广概念设计思想是一种有数的办法。
关键词:发展趋势;概念设计;注意事项
发展的趋势
3高层建筑的结构体系
近年来,由了建筑功能和城市规划的需要,加之建设用地的紧张,高
所谓结体系是结构抵抗外部作閉的构件总体组成的方式。在高层
层建筑的层数在不断増多。另一方面,层数日新多約高层公共建筑为」筑中,抵抗水平力成为确定和设け续构体系的关键间题。高层建筑
满足不同用户的需要和造应现代社会高率、快节奏的要求,而发展为」常用的结构体系有框渠、剪力指、框架-剪力、簡体以及它们的组合,高
高层综合大厦。综合性建筑的发展使平面布置和体型口益复杂:使装构层建筑采用的结构可分为钢筋混凝士结构、钢结构、钢筋混凝土组合结
体系多样化,最常用的结构体系有:框架、筒体结构、框架-力墙结构。{构等类型,而其中钢筋混!结构具有造价较低、取材丰官、并可浇筑各
特别是柝架一剪力端结构广泛用于办公和公共建筑也大量应用チ高层」种复杂断面形状,而日强度高、刚度大、耐火性和延性良好,结約布置灵
旅笛筑,它主要由框架构成自由灵活的使用空间,容易满足不同建筑活方便,可组成多种结姁体系等优点,因此,在高层建筑中得到广泛应
功能的要,同时又有足够的剪力墙作为抗侧构年,具有较大的劇度,从用。当前,我国的高层建筑巾筋混凝土结构占主导地位。高层建筑中常
而使得框剪结构具有较的抗震能カ,也大大少了结构例移,避免し用结构体系和其特点的分析高层建筑巾常用的结构体系有框架、剪力
体塡充墙在地时严重破坏和倒塌.因此,現针对框架-剪力端结构在平「墙、框架-力端、筒体以及它们的组合?主要分为:①般层建筑结构
时设计时的一些间题总结出来予以探讨。
体系。一般島层建筑蝽枸体系包括框架体系、剪力墙体系、框架-剪力墙
2概念设计的一般原则
体系、框架-体体系、框筒体系、筒中管体系等结构体系。②复杂高层建
2.1选择合适的基础方察
筑结构体系,复杂高层结构体系指带转换层结杉体系、连体结构体系、悬
基设计应根据工程地质条件,上部结构类型及荷载分布,相邻「挑结构体系、带加强层结构体系、平不規则结构体系。③新尚法建
筑物影确及工条斗等多种因累进行综合分析,选择经济合理的基融方结构体系
案。设计时宣最大限度地发挥地棊的潜力,必要时还应进行地基变形验
般地,框架结枃布置灵活,具有较大的室内空间,在考虑杭屣没防
算基础设计应有洋尽的地质助線权告,对一些地质根告的小型建筑「要求的建第中,商于框梁柱血小抗震性差,削度较低,而且高层建
也应进行现场查看和参考邻汇建筑资料。一般情況下,同ー结构单元不中的瓶绿填充培色地中破怀严,修复费用较高。故其多用于高度
宜采用两种不同的类型
低、层数少的公共建筑。框架-抗震培结构既具有栎架结构布置灵活、方
2.2合理选择结构方案
便使用的特点,又有较大的度和较强的抗性能,多用于公其建筑和
个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案,即要选择一个
旅馆建筑等。抗震墙结构刚度很大,空间整体性好,承载力大,在水平力
切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确,传力简镜,同
作用下移小,吊量较省。它比较适用于高层住宅及旅建筑等属墙
结单元不官混用不同结系地震区应力求平面和轻良规则。も之。「段多的定筑,一殿柜製一抗展墙结构和抗震培结构可以满足大多数建筑
必须对工程的澄计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合「物的高度要求简体缩构刚度大、空间大
分析,并与建筑,水、暖、电幹专业九分协商,在此基础上进行结构选型,4注意事项
确定结构方案,必要时还应进行多方案比较,择优选用。
4.1水平荷载成为決定因素
2.3选用恰当的计算简图
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
结构计算是在计算简图的基融上进行的计算简图用不当而导致数值仅与機房高度的一次方成正比:而水平荷我对结构产生的倾覆カ
结构安全的事故屡有发生,因此选择恰当的计算简图是保证缩构安全的
以及由此在襲构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比。
重要条件。计算籥还应有相应的造描施来保证。实际結約节点不「42轴向变形不容忽视
可能是纯粹的刚结或铰结点,但与计算简图的误差应在设计尔许范田之
高层建筑中,竖荷载数值很大,能够在柱中引起蛟大的轴向变形,
从而会对進续梁弯矩产朱影响,造成连梁中间支座处的负弯矩值减
2.4正确分析计算结果
小,跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大
在结构没计中普退采片计算机技术,但由于日前软件种类繁多,不「43侧移成为控制指标
同软作往往会导致不同的计算结果。因此设计师应対程序的适用范围、
随着楼房高度的增加,水平荷载下结构的側移变形逐渐增大,因而
技术条件等全面丁解。在计算机镇助设计时,由于程序与结某处实际」结构在水平荷截作用下的侧移应被控制在某一限度之内,
情况不相符合,或人工输入有误,或软件本身有齪名均会导致错误的计「44结构的规则问题
算结果,因而要求结构工程在拿到电算结果时应认真分析,慎重校核,
新旧规在这方面的内容出现了较大的变动,新妞范在这方面增添
做出合理判断。设计师的知识、经验还是不可缺少約。
了相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端土下层劇度比信息
2.采取相应的构造措施
等,而且,新规范明确定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。因
始终率记“柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原则"注意件的延性性此,结构工程师在遵新规范的这些限制条件上必须严格注意,以遷免
能加强薄弱部位注意钢的固长度尤其足钗筋的直线段儲同长度考后期施工图设计阶段工作的被动
虑温度应力的影、除此之外,还应注意技均匀、对称、规整原则考虑平14结构的起高问题
画和立面的布置综合考忠抗的多道防线尽量避免薄弱层的出現以及在抗震规范与規中,对结构约总高度都有严格的限制,尤其是新
正常使用极限状态的验算等等都需要概念设计作指导
规范中针对以前的超高问题,在实际工程设计中,出现过由于结构类型
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