高层结构设计中相关问题.doc

摘要目前伴随着高层建筑在我国的飞速发展需求建筑高度的日益增加建筑类型以及功能也日新月异难度相对而言逐渐变大结构体系各式各样高层建筑结构设计现在主要成为结构相关工程设计人员在设计工作重点和难点下文主要针对高层建筑结构设计中经常会出现的一些问题进行分析总结了设计经验以达到保证建筑的安全延长其使用寿命的目的以及以后相关人员参考学习关键词基础埋深底部嵌固层高宽比不规则性偏心距开洞梁高度一基础埋深问题基础应该要有一定的埋深埋置深度可以从室外地坪一直算到基础底面对于独立的高层建筑而言基础埋深比较容易确定但当今多数高层建筑与地下车库都是相互连接的当地下车库基础采用筏板基础或设有防水底板的独立基础防水底板不宜太薄时高层建筑的基础埋深可从室外地坪算起此时高层建筑地下室顶板及地下车库顶板应按嵌固层要求设计地下车库应有足够的侧向刚度作为高层建筑的侧限假如不满足以上条件的时候高层建筑的基础埋深应该要从地下车库地面算起高层建筑通常设地下室来满足埋深要求主要有以下几点优势提高地基承载力当高层建筑采用天然地基时地基承载力可进行修正随着基础埋深的增加修正后的地基承载力随之增大从而可满足高层建筑对地基承载力的要求有利于高层建筑上部结构的整体稳定高层建筑地下室外墙一般采用钢筋硷墙地下室顶板厚不宜小于地下室具有较大的层间刚建筑设备论文度同时地下室外墙周边土也提供了很大的侧向刚度和约束因此设地下室有利于上部结构的整体稳定有利于协调结构整体变形调整地基不均与沉降二地下室顶板作为结构底部嵌固层的条件当地下室顶板作为结构底部嵌固层的时候应该要能约束结构底部的平动和转动故必须要满足下列条件地下室顶板与室外高差不宜过大宜小于层高地下室的楼层剪切刚度不小于相邻上部结构楼层剪切刚度的倍这里需指出的是高规条规定抗震设计的高层建筑当地下室顶板作为上部结构的嵌固层时地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的倍规范规定此条的目的是保证柱端塑性铰出现在地下室顶部柱端由于地下结构的地震作用效应较小即使在地下室柱与地上一层柱配筋相同时柱端塑性铰通常也出现在地下室顶部按规范规定增大地下室柱配筋时往往使得柱钢筋较密不便施工三房屋高宽比房屋高度指室外地面至主楼主要屋面的高度房屋宽度按所考虑方向的最小投影宽度作为建筑物的计算宽度对带裙房的高层建筑当裙房面积与其上塔楼面积比大于或裙房抗侧刚度与其上塔楼抗侧刚度比大于时可取裙房以上部分的房屋高度和宽度计算高宽比四建筑结构不规则性界定建筑结构不规则性除应按高规与节的相关规定界定外还需注意以下问题计算结构构件的最大位移比时应按刚性楼板假定当结构的位移比和周期比超规范规定时说明结构的抗扭刚度相对结构的抗侧刚度偏小结构的扭转效应较大在结构抗侧刚度较大结构的层间位移满足要求的情况下可减小结构的抗侧刚度对楼层中部结构做减法可取消减短减薄剪力墙减小连梁高度等当结构的抗侧刚度较小侧移较大时可对楼层周边结构做加法可增大周边构件的刚度对带裙房高层建筑带裙房部分楼层的位移比和周期比往往超规范规定由于裙房高度不高裙房楼层的绝对侧移值很小因此可不按高层建筑的侧移控制条件来要求裙房即位移比可适当放宽对某些建筑因功能需要下部几层为大空间上部为办公或客房隔墙较多上下层刚度差别较大此时刚度变化处的下一层宜指定为薄弱层进行内力放大调整五框架结构梁柱偏心距较大应采取的措施框架结构梁柱偏心较大时将导致节点核心区受剪面积减小且梁端弯矩作用在节点上时出现扭矩因此当梁柱偏心距大于柱截面在该方向宽度的时应采取措施通常可加大梁宽或设置梁水平腋当设置梁水平腋时在梁柱节点处形成了较强的刚域梁塑性铰将外移因此梁端箍筋加密区长度应与普通框架梁有所区别水平加腋梁的梁端箍筋加密区长度应取普通框架梁箍筋加密区长度与加腋水平长度之和六较长剪力墙的开洞问题高规条规定较长的剪力墙宜开设洞口将其分成长度较为均匀的若干墙段墙段之间宜采用弱连梁连接每个独立墙段的总高度与其截面高度之比不应小于墙肢截面高度不宜大于此条规定主要基于以下考虑提高剪力墙的延性避免脆性破坏墙段高宽比大于时一般为弯曲破坏墙段高宽比小于时一般为剪切破坏避免单片剪力墙承担过大的水平剪力而首先破坏使得整个结构抗侧力构件依次破坏在某些工程设计中设计人员往往将较长的剪力墙开结构洞洞口较小形不成弱连梁此时的剪力墙为小开口剪力墙仍具有很大的侧向刚度承担的水平力很大造成剪切脆性破坏因此开结构洞时一定要开大洞形成弱连梁连梁跨高比宜大于使得较长剪力墙开洞后形成两个较独立的墙肢七悬挑梁的梁高度选用问题现在基本上建筑结构设计师会经常忽略对梁挠度的计算梁高选用比较小造成梁截面的受压区的应力过高在正常的使用状态之下梁截面的受压区产生非线性徐变伴随着时间的推移梁挠度渐渐加大挑梁的变形导致了梁板裂缝由于挑梁变形的不断扩大裂缝的宽度也随之加宽这样就直接影响了建筑物的正常使用情况即挑梁变形进一步发展梁支座截面上部受拉区经常会出现跨比较建筑管理论文大的竖向裂缝受支座附近的剪弯作用影响竖向的裂缝不断向下延伸成为斜裂缝这个时候梁已经接近毁坏裂缝在梁支的座位置斜向延伸缝越靠上宽度越大挑梁截面过于窄小对建筑结构的抗震效果影响很大悬挑结构对非水平地震的作用极为敏感当梁高相对而言较小时梁截面对应的受压区高度也是比较大的但梁的延性是比较小的在竖向地震作用力之下容易产生断裂从而失去了原有的承载力结语在今后的工作中建筑结构设计人员需要重新认识自己工作的重要性明确自己的责任提高对结构设计质量安全问题的辨别能力积累结构设计的工作经验使建筑结构设计工作行业逐步步入正轨使建筑物的设计更安全更合理