淺析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須把握的問(wèn)題

1、<p>　　淺析高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須把握的問(wèn)題</p><p>　　摘要：目前，伴隨著高層建筑在我國(guó)的飛速發(fā)展需求，建筑高度的日益增加，建筑類型以及功能也日新月異，難度相對(duì)而言逐漸變大。結(jié)構(gòu)體系各式各樣，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)在主要成為結(jié)構(gòu)相關(guān)工程設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文主要針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的一些問(wèn)題進(jìn)行分析，總結(jié)了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，以達(dá)到保證建筑的安全、延長(zhǎng)其使用壽命的目的以及以后相關(guān)人

2、員參考學(xué)習(xí)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)埋深；底部嵌固層；高寬比；偏心距 </p><p>　　Abstract: at present, with high-rise buildings in China's rapid development needs, building height increasing, type of construction and func

3、tion also change rapidly, difficulty relatively gradually. Every kind of structure system, the structure design of high-rise building now mainly become structurally related engineering design personnel in the design work

4、 emphasis and difficulty. This article mainly aims at the design of high-rise buildings will often appear some questions to carry on the ana</p><p>　　Key words: embedded depth of foundation bottom layer; emb

5、edded; aspect ratio; eccentricity </p><p>　　中圖分類號(hào)： [TU355] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104（2012） </p><p><b>　　一、基礎(chǔ)埋深問(wèn)題 </b></p><p>　　基礎(chǔ)應(yīng)該要有一定的埋深，埋置深度可以從室外地坪一直算到基礎(chǔ)底面，對(duì)于獨(dú)立的高層建筑而言，基礎(chǔ)

6、埋深比較容易確定，但當(dāng)今多數(shù)高層建筑與地下車庫(kù)都是相互連接的，當(dāng)?shù)叵萝噹?kù)基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)或設(shè)有防水底板的獨(dú)立基礎(chǔ)（防水底板不宜太?。r(shí)，高層建筑的基礎(chǔ)埋深可從室外地坪算起，此時(shí)高層建筑地下室頂板及地下車庫(kù)頂板應(yīng)按嵌固層要求設(shè)計(jì)，地下車庫(kù)應(yīng)有足夠的側(cè)向剛度作為高層建筑的側(cè)限。假如不滿足以上條件的時(shí)候，高層建筑的基礎(chǔ)埋深應(yīng)該要從地下車庫(kù)地面算起。高層建筑通常設(shè)地下室來(lái)滿足埋深要求，主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)： </p><p&g

7、t;　　1．提高地基承載力。當(dāng)高層建筑采用天然地基時(shí)，地基承載力可進(jìn)行修正。隨著基礎(chǔ)埋深的增加，修正后的地基承載力隨之增大，從而可滿足高層建筑對(duì)地基承載力的要求。 </p><p>　　2．有利于高層建筑上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。高層建筑地下室外墻一般采用鋼筋鹼墻，地下室頂板厚不宜小于160mm，地下室具有較大的層間剛度，同時(shí)地下室外墻周邊土也提供了很大的側(cè)向剛度和約束。因此設(shè)地下室有利于上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定，有利于協(xié)調(diào)

8、結(jié)構(gòu)整體變形，調(diào)整地基不均與沉降。 </p><p>　　二、地下室頂板作為結(jié)構(gòu)底部嵌固層的條件 </p><p>　　當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛榻Y(jié)構(gòu)底部嵌固層的時(shí)候，應(yīng)該要能約束結(jié)構(gòu)底部的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，故必須要滿足下列條件： </p><p>　　1．地下室頂板與室外高差不宜過(guò)大，宜小于1/3層高。 </p><p>　　2．地下室的樓層剪切剛度不小于

9、相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層剪切剛度的2倍。這里需指出的是，高規(guī)4.8.5條規(guī)定，抗震設(shè)計(jì)的高層建筑當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固層時(shí)，地下室柱截面每側(cè)的縱向鋼筋面積除應(yīng)符合計(jì)算要求外，不應(yīng)少于地上一層對(duì)應(yīng)柱每側(cè)縱向鋼筋面積的1.1倍。規(guī)范規(guī)定此條的目的是保證柱端塑性鉸出現(xiàn)在地下室頂部柱端。由于地下結(jié)構(gòu)的地震、作用效應(yīng)較小，即使在地下室柱與地上一層柱配筋相同時(shí)，柱端塑性鉸通常也出現(xiàn)在地下室頂部。按規(guī)范規(guī)定增大地下室柱配筋時(shí)，往往使得柱鋼筋較密，不便

10、施工。 </p><p><b>　　三、房屋高寬比 </b></p><p>　　房屋高度指室外地面至主樓主要屋面的高度。房屋寬度按所考慮方向的最小投影寬度作為建筑物的計(jì)算寬度。 </p><p>　　對(duì)帶裙房的高層建筑，當(dāng)裙房面積與其上塔樓面積比大于2.5或裙房抗側(cè)剛度與其上塔樓抗側(cè)剛度比大于2.0時(shí)，可取裙房以上部分的房屋高度和寬度計(jì)算高

11、寬比。 </p><p>　　四、建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則性界定 </p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則性除應(yīng)按高規(guī)4.3與4.4節(jié)的相關(guān)規(guī)定界定外，還需注意以下問(wèn)題： </p><p>　　1．計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大位移比時(shí)應(yīng)按剛性樓板假定。 </p><p>　　2．當(dāng)結(jié)構(gòu)的位移比和周期比超規(guī)范規(guī)定時(shí)，說(shuō)明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度偏小，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)

12、效應(yīng)較大。在結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較大，結(jié)構(gòu)的層間位移滿足要求的情況下，可減小結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，對(duì)樓層中部結(jié)構(gòu)做減法，可取消、減短、減薄剪力墻，減小連梁高度等。當(dāng)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度較小，側(cè)移較大時(shí)，可對(duì)樓層周邊結(jié)構(gòu)做加法，可增大周邊構(gòu)件的剛度。對(duì)帶裙房高層建筑，帶裙房部分樓層的位移比和周期比往往超規(guī)范規(guī)定。由于裙房高度不高，裙房樓層的絕對(duì)側(cè)移值很小，因此可不按高層建筑的側(cè)移控制條件來(lái)要求裙房，即位移比可適當(dāng)放寬。 </p><p&g

13、t;　　3．對(duì)某些建筑，因功能需要，下部幾層為大空間，上部為辦公或客房，隔墻較多，上下層剛度差別較大，此時(shí)剛度變化處的下一層宜指定為薄弱層，進(jìn)行內(nèi)力放大調(diào)整。 </p><p>　　五、框架結(jié)構(gòu)梁柱偏心距較大應(yīng)采取的措施 </p><p>　　框架結(jié)構(gòu)梁柱偏心較大時(shí)，將導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受剪面積減小，且梁端彎矩作用在節(jié)點(diǎn)上時(shí)出現(xiàn)扭矩。因此當(dāng)梁柱偏心距大于柱截面在該方向?qū)挾鹊?/4時(shí)，應(yīng)采取措施

14、。通?？杉哟罅簩捇蛟O(shè)置梁水平腋。當(dāng)設(shè)置梁水平腋時(shí)，在梁柱節(jié)點(diǎn)處形成了較強(qiáng)的剛域，梁塑性鉸將外移。因此梁端箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度應(yīng)與普通框架梁有所區(qū)別，水平加腋梁的梁端箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度應(yīng)取普通框架梁箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度與加腋水平長(zhǎng)度之和。 </p><p>　　六、較長(zhǎng)剪力墻的開(kāi)洞問(wèn)題 </p><p>　　高規(guī)7.1.5條規(guī)定：“較長(zhǎng)的剪力墻宜開(kāi)設(shè)洞口，將其分成長(zhǎng)度較為均勻的若干墻段，墻段之間宜采用弱連梁

15、連接，每個(gè)獨(dú)立墻段的總高度與其截面高度之比不應(yīng)小于2，墻肢截面高度不宜大于8m.”此條規(guī)定主要基于以下考慮： </p><p>　　1．提高剪力墻的延性，避免脆性破壞。墻段高寬比大于2時(shí)一般為彎曲破壞，墻段高寬比小于2時(shí)一般為剪切破壞。 </p><p>　　2．避免單片剪力墻承擔(dān)過(guò)大的水平剪力而首先破壞，使得整個(gè)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件依次破壞。在某些工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員往往將較長(zhǎng)的剪力墻開(kāi)結(jié)構(gòu)洞

16、，洞口較小，形不成弱連梁，此時(shí)的剪力墻為小開(kāi)口剪力墻，仍具有很大的側(cè)向剛度，承擔(dān)的水平力很大，造成剪切脆性破壞。因此開(kāi)結(jié)構(gòu)洞時(shí)一定要開(kāi)大洞，形成弱連梁，連梁跨高比宜大于6使得較長(zhǎng)剪力墻開(kāi)洞后形成兩個(gè)較獨(dú)立的墻肢。 </p><p>　　七、懸挑梁的梁高度選用問(wèn)題 </p><p>　　現(xiàn)在，基本上建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師會(huì)經(jīng)常忽略對(duì)梁撓度的計(jì)算。梁高選用比較小，造成梁截面的受壓區(qū)的應(yīng)力過(guò)高，在正常的

17、使用狀態(tài)之下，梁截面的受壓區(qū)產(chǎn)生非線性徐變。伴隨著時(shí)間的推移，梁撓度漸漸加大。挑梁的變形導(dǎo)致了梁板裂縫，由于挑梁變形的不斷擴(kuò)大，裂縫的寬度也隨之加寬，這樣就直接影響了建筑物的正常使用情況。即挑梁變形進(jìn)一步發(fā)展，梁支座截面上部受拉區(qū)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)跨比較大的豎向裂縫。受支座附近的剪彎作用影響，豎向的裂縫不斷向下延伸成為斜裂縫，這個(gè)時(shí)候梁已經(jīng)接近毀壞。裂縫在梁支的座位置斜向延伸，縫越靠上寬度越大。挑梁截面過(guò)于窄小對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果影響很大。懸挑

18、結(jié)構(gòu)對(duì)非水平地震的作用極為敏感。當(dāng)梁高相對(duì)而言較小時(shí)，梁截面對(duì)應(yīng)的受壓區(qū)高度也是比較大的，但梁的延性是比較小的，在豎向地震作用力之下容易產(chǎn)生斷裂，從而失去了原有的承載力。 </p><p><b>　　結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　在今后的工作中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要重新認(rèn)識(shí)自己工作的重要性，明確自己的責(zé)任，提高對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量安全問(wèn)題的辨別能力，積累結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工

19、作經(jīng)驗(yàn)，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作行業(yè)逐步步入正軌，使建筑物的設(shè)計(jì)更安全、更合理。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]劉化.高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及對(duì)策[J]建筑科技與管理.2011（9） </p><p>　　[2]李勇年.淺析高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)注意點(diǎn)[J]建筑科技與經(jīng)濟(jì).2010（6） <