對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)的一些探討

1、<p>　　對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)的一些探討</p><p>　　摘要：高層建筑越來越多，建筑類型與功能越來越復(fù)雜，結(jié)構(gòu)體系更加多樣化，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也成為結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計(jì)工作的主要重點(diǎn)和難點(diǎn)。根據(jù)以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為實(shí)際高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)提供一定參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：

2、 A 文章編號(hào)： </p><p>　　隨著我國國民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和人民生活的迅速提高。業(yè)主及建筑師的創(chuàng)新藝術(shù)使得鋼筋混凝土高層建筑發(fā)展被廣泛應(yīng)用。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給工程設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求，下面就結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題進(jìn)行一些探討。 </p><p>　　1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義及依據(jù) </p><p>　　1．1概念設(shè)計(jì)的意義 </p><p&

3、gt;　　高層建筑能做到結(jié)構(gòu)功能與外部條件一致，充分展現(xiàn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)．發(fā)揮結(jié)構(gòu)的功能并取得與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)，更好地解決構(gòu)造處理，用概念設(shè)計(jì)來判斷計(jì)算設(shè)計(jì)的合理性。 </p><p>　　1．2概念設(shè)計(jì)的依據(jù) </p><p>　　高層建筑結(jié)構(gòu)總體系與各分體系的工作原理和力學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)和構(gòu)造處理原則，計(jì)算程序的力學(xué)模型和功能，吸取或不斷積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 </p><p>

4、　　2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系 </p><p>　　2．1 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問題 </p><p>　　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，例如：平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等，而且，新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案”。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)。

5、</p><p>　　2．2 結(jié)構(gòu)的超高問題 </p><p>　　在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對(duì)結(jié)構(gòu)的總高度都有嚴(yán)格的限制，尤其是新規(guī)范中針對(duì)以前的超高問題，除了將原來的限制高度設(shè)定為A 級(jí)高度的建筑外，增加了B級(jí)高度的建筑，因此，必須對(duì)結(jié)構(gòu)的該項(xiàng)控制因素嚴(yán)格注意，一旦結(jié)構(gòu)為B級(jí)高度建筑甚或超過了B級(jí)高度，其設(shè)計(jì)方法和處理措施將有較大的變化。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)過由于結(jié)構(gòu)類型的變更而忽略該問題

6、，導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過，必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開專家會(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。 </p><p>　　2．3 嵌固端的設(shè)置問題 </p><p>　　由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防，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，在這個(gè)問題上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了自嵌固端的設(shè)置帶來的一系列需要注意的方面

7、，如：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)等等問題，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。 </p><p>　　2．4 短肢剪力墻的設(shè)置問題 </p><p>　　在新規(guī)范中，對(duì)墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)短肢剪

8、力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制，因此，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。 </p><p>　　3高層建筑的整體隱定性 </p><p>　　對(duì)高層建筑來說．在抗震沒汁中，房屋的高寬比是一個(gè)需慎重考慮的問題。 </p><p>　　3．1對(duì)整個(gè)建筑進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算，使地震作用下的傾覆矩與相

9、應(yīng)的重力薪載在基礎(chǔ)與地基交界面上的合力作用點(diǎn)．不應(yīng)超出力矩作用方向抗傾覆構(gòu)件基礎(chǔ)邊長(zhǎng)的1／4。 </p><p>　　3．2加大建筑物下部?jī)簩拥膶挾龋蛊錆M足規(guī)范高寬比的限值，從而保證上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。 </p><p>　　3．3使基礎(chǔ)有足夠的 置深度。有些裙樓和高層主樓從地上到地下用變形縫徹底分開．導(dǎo)致主樓基礎(chǔ)埋深不夠，地震時(shí)會(huì)使建筑物發(fā)生滑移、整體傾斜甚至傾覆 </p>

10、<p>　　3．4對(duì)于高寬比很大的高層建筑，建議采用樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)鋼筋在承臺(tái)內(nèi)的錨固長(zhǎng)度要足夠大。因?yàn)闃妒锹裨谕林械募?xì)長(zhǎng)構(gòu)件，由于樁土摩擦力的存在，樁的抗拔性能較好，從而能很好地抵抗上部結(jié)構(gòu)的傾覆。避免采用天然地基或復(fù)合地基上的淺基礎(chǔ)。 </p><p>　　4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題 </p><p><b>　　4.1周期控制 </b></p>

11、<p>　　結(jié)構(gòu)周期反映了結(jié)構(gòu)體系的柔剛性，周期越長(zhǎng)說明結(jié)構(gòu)的整體剛度越柔，同時(shí)結(jié)構(gòu)的位移也就越大，控制結(jié)構(gòu)的位移和控制結(jié)構(gòu)的周期是同一性質(zhì)的，結(jié)構(gòu)位移與結(jié)構(gòu)周期是息息相關(guān)的，前者隨后者的增大而單調(diào)增長(zhǎng)。新抗震規(guī)范和高規(guī)還進(jìn)一步提出了對(duì)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期與平動(dòng)為主的第一周期之比的限定規(guī)定。對(duì)于側(cè)向剛度沿豎向分布基本均勻的較規(guī)則結(jié)構(gòu)，其規(guī)律性較強(qiáng)，扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt和平動(dòng)為主的第一周期T1都比較好確定，但是對(duì)于平面或

12、豎向布置不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，則難以直觀地確定Tt和T1。為了便于設(shè)計(jì)人員執(zhí)行這條規(guī)定，在新規(guī)范軟件中增加了根據(jù)振動(dòng)方向因子判斷各振型的振動(dòng)形態(tài)功能和主振型判斷功能。 </p><p>　　4.2控制層剛度比 </p><p>　　層剛度和層剛度比是兩個(gè)重要參數(shù)。目前計(jì)算層剛度主要有三種方法：a．層剪力與層間位移比值方法。b．剪切剛度方法；c．剪彎剛度方法；按抗震規(guī)范定義：層的抗側(cè)移剛度實(shí)際上就是

13、使層剛心產(chǎn)生單位所需的水平力。層剛度比可以判斷各層間的剛度均勻分布，在新高規(guī)4．4．2條，l0．2．6條，4．4．3條，5．3．7條對(duì)高層結(jié)構(gòu)的層剛比作了規(guī)定。 </p><p>　　4.3控制扭轉(zhuǎn)不規(guī)則 </p><p>　　根據(jù)新抗震規(guī)范3．4．2條及表3．4．2.1的規(guī)定，樓層的最大彈性水平位移(或?qū)娱g位移)，大于該樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值的1．2倍，同時(shí)抗震規(guī)范3．

14、4．3條規(guī)定，扭轉(zhuǎn)不規(guī)則時(shí)，應(yīng)計(jì)及扭轉(zhuǎn)影響且樓層豎向構(gòu)件最大的彈性水平位移和層間位移分別不宜大于樓層兩端彈性水平位移和層間位移平均值的1．5倍；因此通過控制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)位移，使結(jié)構(gòu)具備必要的抗扭剛度，保證結(jié)構(gòu)滿足地震作用下的抗扭要求，更好地滿足結(jié)構(gòu)的抗震安全性。 </p><p>　　4.4偶然偏心影響 </p><p>　　根據(jù)高規(guī)第3．3．3條規(guī)定：計(jì)算單向地震作用時(shí)應(yīng)考慮偶然偏心的影響

15、。做法是把各樓層質(zhì)心求出后，按規(guī)范規(guī)定的偏移值向同一個(gè)方向偏移。 </p><p>　　因是質(zhì)心偏移，當(dāng)考慮耦連計(jì)算時(shí)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性均會(huì)改變，程序計(jì)算出各種組合后按最不利情況進(jìn)行配筋計(jì)算。按“高規(guī)”規(guī)定，一般工程均應(yīng)考慮偶然偏心影響。當(dāng)考慮雙向地震作用時(shí)可以不考慮偶然偏心的影響，“抗震規(guī)范”中規(guī)定規(guī)則結(jié)構(gòu)不進(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦連計(jì)算時(shí)，采用增大邊榀內(nèi)力的簡(jiǎn)化處理方法。實(shí)際工程計(jì)算建議采用考慮扭轉(zhuǎn)耦連的方式進(jìn)行計(jì)算。 <

16、;/p><p>　　4.5對(duì)振型數(shù)量的要求 </p><p>　　“高規(guī)”中第3．3．10條，第3．3．1l條及第5．1．13條規(guī)定了計(jì)算地震作用時(shí)的最少振型數(shù)量。實(shí)際上最根本的要求是要保證振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量的90％以上程序自動(dòng)計(jì)算各個(gè)振型數(shù)時(shí)的振型參與質(zhì)量，當(dāng)用戶輸入振型數(shù)量不足時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以增加振型數(shù)使振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量的90％以上。 </p><p>&

17、lt;b>　　5 結(jié)語 </b></p><p>　　鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)汁是一個(gè)長(zhǎng)期、復(fù)雜甚至循環(huán)往復(fù)的過程，任何在這個(gè)過程中的遺漏或錯(cuò)誤都有可能使整個(gè)設(shè)計(jì)過程變得更加復(fù)雜或使設(shè)計(jì)結(jié)果存在不安全因素。所以把每個(gè)重要問題都考慮全面了，才能保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>