對建筑結構設計要點的一些探討

1、<p>　　對建筑結構設計要點的一些探討</p><p>　　摘要：高層建筑越來越多，建筑類型與功能越來越復雜，結構體系更加多樣化，高層建筑的結構設計也成為結構工程師設計工作的主要重點和難點。根據(jù)以往的實踐經(jīng)驗，為實際高層建筑結構分析與設計提供一定參考。 </p><p>　　關鍵詞：高層建筑結構設計 </p><p>　　中圖分類號：TU97文獻標識碼：

2、 A 文章編號： </p><p>　　隨著我國國民經(jīng)濟不斷發(fā)展和人民生活的迅速提高。業(yè)主及建筑師的創(chuàng)新藝術使得鋼筋混凝土高層建筑發(fā)展被廣泛應用。高層建筑結構設計給工程設計人員提出了更高的要求，下面就結構設計中的問題進行一些探討。 </p><p>　　1 高層建筑結構設計的意義及依據(jù) </p><p>　　1．1概念設計的意義 </p><p&

3、gt;　　高層建筑能做到結構功能與外部條件一致，充分展現(xiàn)先進的設計．發(fā)揮結構的功能并取得與經(jīng)濟性的協(xié)調，更好地解決構造處理，用概念設計來判斷計算設計的合理性。 </p><p>　　1．2概念設計的依據(jù) </p><p>　　高層建筑結構總體系與各分體系的工作原理和力學性質，設計和構造處理原則，計算程序的力學模型和功能，吸取或不斷積累的實踐經(jīng)驗。 </p><p>

4、　　2高層建筑結構設計體系 </p><p>　　2．1 結構的規(guī)則性問題 </p><p>　　新舊規(guī)范在這方面的內容出現(xiàn)了較大的變動，新規(guī)范在這方面增添了相當多的限制條件，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)范采用強制性條文明確規(guī)定“建筑不應采用嚴重不規(guī)則的設計方案”。因此，結構工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴格注意，以避免后期施工圖設計階段工作的被動。

5、</p><p>　　2．2 結構的超高問題 </p><p>　　在抗震規(guī)范與高規(guī)中，對結構的總高度都有嚴格的限制，尤其是新規(guī)范中針對以前的超高問題，除了將原來的限制高度設定為A 級高度的建筑外，增加了B級高度的建筑，因此，必須對結構的該項控制因素嚴格注意，一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度，其設計方法和處理措施將有較大的變化。在實際工程設計中，出現(xiàn)過由于結構類型的變更而忽略該問題

6、，導致施工圖審查時未予通過，必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況，對工程工期、造價等整體規(guī)劃的影響相當巨大。 </p><p>　　2．3 嵌固端的設置問題 </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，嵌固端有可能設置在地下室頂板，也有可能設置在人防頂板等位置，因此，在這個問題上，結構設計工程師往往忽視了自嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面

7、，如：嵌固端樓板的設計 嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協(xié)調等等問題，而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。 </p><p>　　2．4 短肢剪力墻的設置問題 </p><p>　　在新規(guī)范中，對墻肢截面高厚比為5～8的墻定義為短肢剪力墻，且根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和實際經(jīng)驗，對短肢剪

8、力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制，因此，在高層建筑設計中，結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻，以避免給后期設計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>　　對高層建筑來說．在抗震沒汁中，房屋的高寬比是一個需慎重考慮的問題。 </p><p>　　3．1對整個建筑進行抗傾覆穩(wěn)定性驗算，使地震作用下的傾覆矩與相

9、應的重力薪載在基礎與地基交界面上的合力作用點．不應超出力矩作用方向抗傾覆構件基礎邊長的1／4。 </p><p>　　3．2加大建筑物下部兒層的寬度．使其滿足規(guī)范高寬比的限值，從而保證上部結構的穩(wěn)定。 </p><p>　　3．3使基礎有足夠的 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．導致主樓基礎埋深不夠，地震時會使建筑物發(fā)生滑移、整體傾斜甚至傾覆 </p>

10、<p>　　3．4對于高寬比很大的高層建筑，建議采用樁基礎，樁基礎鋼筋在承臺內的錨固長度要足夠大。因為樁是埋在土中的細長構件，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構的傾覆。避免采用天然地基或復合地基上的淺基礎。 </p><p>　　4 結構設計應注意的問題 </p><p><b>　　4.1周期控制 </b></p>

11、<p>　　結構周期反映了結構體系的柔剛性，周期越長說明結構的整體剛度越柔，同時結構的位移也就越大，控制結構的位移和控制結構的周期是同一性質的，結構位移與結構周期是息息相關的，前者隨后者的增大而單調增長。新抗震規(guī)范和高規(guī)還進一步提出了對結構扭轉為主的第一周期與平動為主的第一周期之比的限定規(guī)定。對于側向剛度沿豎向分布基本均勻的較規(guī)則結構，其規(guī)律性較強，扭轉為主的第一周期Tt和平動為主的第一周期T1都比較好確定，但是對于平面或

12、豎向布置不規(guī)則的結構，則難以直觀地確定Tt和T1。為了便于設計人員執(zhí)行這條規(guī)定，在新規(guī)范軟件中增加了根據(jù)振動方向因子判斷各振型的振動形態(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重要參數(shù)。目前計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：層的抗側移剛度實際上就是

13、使層剛心產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條對高層結構的層剛比作了規(guī)定。 </p><p>　　4.3控制扭轉不規(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(或層間位移)，大于該樓層兩端彈性水平位移(或層間位移)平均值的1．2倍，同時抗震規(guī)范3．

14、4．3條規(guī)定，扭轉不規(guī)則時，應計及扭轉影響且樓層豎向構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；因此通過控制結構的扭轉位移，使結構具備必要的抗扭剛度，保證結構滿足地震作用下的抗扭要求，更好地滿足結構的抗震安全性。 </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：計算單向地震作用時應考慮偶然偏心的影響

15、。做法是把各樓層質心求出后，按規(guī)范規(guī)定的偏移值向同一個方向偏移。 </p><p>　　因是質心偏移，當考慮耦連計算時結構的動力特性均會改變，程序計算出各種組合后按最不利情況進行配筋計算。按“高規(guī)”規(guī)定，一般工程均應考慮偶然偏心影響。當考慮雙向地震作用時可以不考慮偶然偏心的影響，“抗震規(guī)范”中規(guī)定規(guī)則結構不進行扭轉耦連計算時，采用增大邊榀內力的簡化處理方法。實際工程計算建議采用考慮扭轉耦連的方式進行計算。 <

16、;/p><p>　　4.5對振型數(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)定了計算地震作用時的最少振型數(shù)量。實際上最根本的要求是要保證振型參與質量達到總質量的90％以上程序自動計算各個振型數(shù)時的振型參與質量，當用戶輸入振型數(shù)量不足時，設計人員可以增加振型數(shù)使振型參與質量達到總質量的90％以上。 </p><p>&

17、lt;b>　　5 結語 </b></p><p>　　鋼筋混凝土高層建筑結構設汁是一個長期、復雜甚至循環(huán)往復的過程，任何在這個過程中的遺漏或錯誤都有可能使整個設計過程變得更加復雜或使設計結果存在不安全因素。所以把每個重要問題都考慮全面了，才能保證結構設計的安全。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>