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高层建筑结构设计分析|im体育app
发布时间:2021-10-15浏览次数:
本文摘要:当高层建筑的层数和高度减少到一定程度时,它的功能适用性、技术合理性和经济可行性都将再次发生质的变化。

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当高层建筑的层数和高度减少到一定程度时,它的功能适用性、技术合理性和经济可行性都将再次发生质的变化。与多层建筑比起,在设计上、技术上都有许多新的问题必须加以考虑到和解决问题。

本文融合笔者多年的工作经验,对高层建筑结构设计从多方面展开了分析,具备一定的参考价值。  0前言  多层和高层结构的差异主要是层数和高度上,但从实际情况上分析两者并没实质性差异,它们都要抵抗线脚及水平荷载起到,从设计原理及设计方法而言,基本上是完全相同的。但是在高层建筑中,要用于更加多结构材料来抵抗外荷载,尤其是水平荷载,因此外用侧力结构沦为结构设计的主要问题。

  1高层住宅结构分析  高层建筑结构设计过程中主要做到以下几个方面:  1.1水平荷载沦为控制结构设计的主要因素  结构内力、偏移与高度的关系,除轴向力与高度成正比之外,弯矩和偏移随高度都呈圆形指数曲线下降,因此,随着高度的减少,水平荷载将沦为主要掌控因素。水平力起到下结构否优化,材料用量将有相当大差异。  1.2在抗震地区,随着层数的减少,地震起到对高层建筑危害的可能性也核对多层建筑大,高层建筑结构的抗震设计不应受到加倍推崇,工程坐落于抗震区,需要展开地震起到计算出来,仍必须考虑到抗震的结构措施。  1.3结构侧向偏移沦为掌控指标  与多层建筑有所不同,结构侧移已沦为高层建筑结构设计中的关键因素。

随着建筑高度的减少,水平荷载下结构的侧移变形很快减小,因而不应将结构在水平荷载起到下的侧移掌控在某一限度之内。  1.4轴向变形不容忽视  高层建筑中线脚荷载数值相当大,使得柱产生较小的轴向变形,从而不会使得连续梁中间支座处的负弯矩值增大,横跨中正弯矩和末端支座胜弯矩值减小。

轴向变形还不会对预制构件的下料长度产生影响,必须根据轴向变形的计算出来值调整下漆长度。另外轴向变形也不会对构件的剪力和侧移产生影响,如不考虑到构件线脚变形将不会得出结论略显不安全性的计算结果。  1.5结构延性是最重要设计指标  相对于多层建筑而言,高层建筑更加珍一些,在地震起到下的变形不会更大一些。

为了防止结构翻覆坍塌,尤其必须在结构上采行合理措施,使结构在转入塑性变形阶段后仍具备较强的变形能力,即确保结构具备充足的延性。  2结构分析的基本原则  2.1整体参数的原作  开始结构计算出来时,首先必须根据规范的明确规定和软件手册对参数意义的叙述,以及工程的实际情况,精确设置软件的初始计算出来参数。

其中有几个关系到整体计算结果的参数,必需事前确认其合理给定,才能确保先前计算结果的正确性。这些参数还包括地震信息、风荷载信息等。此计算出来目的是将这些对全局有掌控起到的整体参数先行计算出来,准确设置,否则其后的计算结果与实际差异相当大。

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  2.2结构体系的合理性分析  规范特别强调了整体结构的科学性和合理性。对结构展开整体分析是为理解结构在地震起到下动力特性、辨别结构的变形否符合抗震设防拒绝,以及展开构件横截面设计。

规范中用作掌控整体结构合理性的指标主要是周期比、偏移比、刚性比、刚刚重比和剪成重比等。  (1)周期比是控制结构挽回效应的最重要指标。

周期比是结构挽回居多的第一自振周期与平动居多的第一自振周期之比。限定版周期比的目的是使抗侧力的构件的平面布置更加有效地更加合理,使结构不至于经常出现过大的挽回。也就是说,限定版周期比是使得结构支撑布局合理。

《低规》第4.3.5条对周期比的限值得出了规定。如果周期比不符合规范的拒绝,解释该结构的挽回效应显著,设计人员不应减小结构周边构件的刚性,减少结构中间构件的刚性,以减小结构的整体外用叉刚性。计算出来软件一般来说不必要得出结构的周期比,必须设计人员根据计算出来书中周期值自行判断第一挽回和第一平动周期,然后计算出来得出结论周期比。

  (2)层间偏移比(偏移比)是控制结构平面点状性的最重要指标。偏移比为仅次于层间偏移与平均值层间偏移的比值。

在《建筑抗震设计规范》和《低规》中均对偏移比的限值不作了具体的规定。必须认为的是规范中规定的偏移比限值是按刚性板假设得出结论的,如在结构模型中原作的是弹性板,则必需在软件参数设置时自由选择对所有楼层强迫使用刚性楼板假设,以计算出来出有准确的偏移比。

在得出结论的偏移比值满足要求之后,去除对所有楼层强迫使用刚性楼板假设的自由选择,按弹性楼板假设展开先前配筋计算出来。  (3)刚性比是控制结构线脚点状的最重要指标。

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根据《抗震规范》和《低规》的拒绝,软件分别获取了地震剪力与地震层间偏移比,剪切刚性和剪弯刚性的计算方法。正确认识这三种刚性比的计算方法和适用范围是刚性比计算出来的关键。地震剪力与地震层间偏移比可用作辨别地下室顶板能否作为上部结构的金字固端。

剪切刚性主要用作底部大空间为一层的切换结构及对地下室嵌固条件的判断。剪弯刚性主要用作底部大空间为多层的切换结构。  (4)刚重比是控制结构整体稳定性的最重要指标。

刚重比是结构刚性与重力荷载之比。它既是控制结构整体稳定性的最重要因素,也是影响重力二阶效应的主要参数。如该值不满足要求,则有可能引发结构失稳坍塌,因而设计人员不应给与充足的推崇。  (5)剪重比(剪力系数)是抗震设计中十分最重要的参数。

剪重比是楼层剪力与其上各层重力荷载代表值之和的比值。《抗震规范》中5.2.5节对剪成重比的最小值展开了规定,主要是因为对于长周期结构,规范所使用的振型分解成反应谱法无法准确计算出来出有地震力所产生的起到,出于结构安全性考虑到,因而规定了大于剪重比。  2.3结构构件的优化设计  上述主要是针对结构整体合理性的计算出来和调整,这一步则主要展开结构单个构件内力和配筋计算出来,还包括梁,柱,剪力墙轴压比计算出来,构件横截面优化设计等。  2.3.1软件对混凝土梁计算出来表明超筋信息有四种情况  1)当梁的弯矩设计值M小于梁的无限大支撑弯矩Mu时,提醒超筋。

2)在四级抗震及非抗震时混凝土横截面挤压区相对高度b,二、三级抗震时0.35(计算出来时所取AS=0.3AS),一级抗震时0.25(计算出来时所取As=0.5AS),提醒超筋。3)当小于《抗震规范》拒绝梁端横向不受纳钢筋的仅次于配上筋率2.5%时,提醒超筋。4)混凝土梁斜横截面计算结果不符合大于横截面的拒绝时,则提醒超筋。  2.3.2剪力墙超筋的情况  1)剪力墙暗柱超筋。

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软件中原作的暗柱仅次于配上筋率是4%,而各规范以边缘构件方式得出了剪力墙主筋的配筋面积,没仅次于配上筋率。所以当程序得出剪力墙超筋的警告信息时,可以亦须考虑到。

2)当剪力墙水平筋超筋时则解释该结构抗剪承载力过于,应予以调整。3)当剪力墙连梁超筋时,一般来说指出其在水平地震力起到下抗剪承载力过于。规范中容许在地震起到下对剪力墙连梁的刚性展开折减,折减后的剪力墙连梁在都会经常出现塑性变形,即裂开。

但在展开剪力墙连梁设计时,不应考虑到其配筋否剩弹性变形时承载力的拒绝。  2.3.3柱的轴压比计算出来  软件在计算出来考虑到地震起到下柱的轴压比时,使用的是地震起到人组下的的柱轴力设计值;软件在不考虑到地震起到下柱的轴压比时,采行的所谓地震起到人组下的柱轴力设计值。因此对于同一个工程,考虑到地震力和不考虑到地震力时柱的轴压比计算结果不会不一样。  2.3.4剪力墙的轴压比计算出来  为了确保结构在地震力起到下的延性,新的《低规》和《抗震规范》对剪力墙的轴压比皆不作了容许。

必须认为的是,软件是按单向计算出来短肢剪力墙的轴压比时,与《低规》中规定按双向计算出来短肢剪力墙的轴压比有所不同。  3结语  综上所述,依据规范和整体计算结果,针对工程的具体情况,在设计中采行针对性技术措施对薄弱环节不予了强化,故此得出结论,工程结构布置合理、技术不切实际,各项设计掌控指标符合规范拒绝。

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