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高层建筑混凝土结构设计中注意要点分析.doc

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高层建筑混凝土结构设计中注意要点分析摘 要:随着我国经济建设的不断飞速发展,高层建筑日益增多,高层建筑结构设计已成为结构工程师设计工作中的重点和难点。文章根据钢筋混凝土高层结构设计的工程实践,就钢筋混凝土高层结构设计中的概念设计、结构选型、地基与基础设计、结构计算与分析等方面提出了历年来高层建筑结构设计中的一些问题,为高层建筑结构分析与设计提供参考。关键词:高层建筑钢筋混凝土基础设计中图分类号:[tu208.3]文献标识码:a 文章编号:1 高层建筑结构设计特点(1)侧向力(风或水平地震作用)成为影响结构内力、结构变形及建筑物土建造价的主要因素。高层建筑和低层建筑一样,承受自重活载 雪载等垂直荷载和风 地震等水平力 在低层结构中,水平荷载产生的内力和位移很小,可以忽略不计;在多层结构中,水平荷载的效应(内力和位移)逐渐增大;在高层建筑中,水平荷载和地震力将成为主要的控制因素。(2)结构应具有适宜刚度。随着高度的增加,高层建筑的侧向位移迅速增大。因此设计高层建筑时,不仅要求结构有足够的强度,而且要求结构有适宜的刚度,使结构有合理的自振频率等动力特性,并使水平力作用下的层位移控制在一定范围之内。(3)结构应具有良好的延性。相对于较低楼房而言,高楼结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。建筑结构的耐震主要取决于结构的承载力和变形能力两个因素。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免高层建筑在大震下倒塌,必须在满足必要强度的前提下,通过优良的概念设计和合理的构造措施,来提高整个结构 特别是薄弱层(部位)的变形能力,来保证结构具有足够的延性。2 高层建筑混凝土结构设计中注意要点分析2.1 概念设计结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。结构概念设计是要求建筑师和结构师在建筑设计中应特别重视规范、规程中有关结构概念设计的各条规定,设计中不能陷入只凭计算的误区。以下一些要点值得注意:(1)在结构体系上,应重视结构的选型和平、立面布置的规则性,择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。结构应具有明确的计算简图和合理的传递地震力途径,结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。(2)一般工程都仅进行小震下的弹性设计,而用概念设计和构造措施保证“中震可修,大震不倒” ,但没有验算和证实,那么建筑物是否真能做到“中震可修,大震不倒” ,无人知晓。对抗震设防烈度较高地区的特别重要建筑和超限建筑,审查专家往往会提出更具体的设计指标:1)中震或大震不屈服设计;2)中震或大震弹性设计;要求设计单位确保实现“三水准”的设计目标。(3)水平地震作用是双向的,结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用,应使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力;结构刚度选择时,虽可考虑场地特征,选择结构刚度以减少地震作用效应,但是也要注意控制结构变形的增大,过大的变形将会因 p-δ 效应过大而导致结构破坏;结构除需要满足水平方向刚度和抗震能力外,还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转震动的能力。(4)在一个独立的结构单元内,应避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位;避免在凹角和端部设置楼、电梯间;减少地震作用下的扭转效应。竖向体型尽量避免外挑,内收也不宜过多、过急,结构刚度、承载力沿房屋高度方向不宜均匀、连续分布、避免造成结构的软弱或薄弱的部位。应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载力。根据具体情况,结构单元之间应遵守牢固连接或有效分离的方法。高层建筑的结构单元应采取加强连接的方法。2.2 结构选型(1)结构的规则性问题。新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。 ”因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作被动。(2)结构的超高问题。在抗震规范与高规中,对结构的总高度都有严格的限制,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 级高度的建筑外,增加了 b 级高度的建筑,因此,必须对结构的该项控制因素严格注意,一旦结构为 b级高度建筑甚或超过了 b 级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。(3)嵌固端的设置问题。由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防,嵌固端有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置,因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面,如:嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置 结构抗震缝设置与
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