高层结构设计需控制的重要指标及处理方法
《高层建筑结构设计》课程大纲

《高层建筑结构设计》课程大纲课程代码CV410课程名称中文名:高层建筑结构设计英文名:Structural Design of High-rise Buildings课程类别专业课修读类别选修学分 2 学时32 开课学期第7学期开课单位船舶海洋与建筑工程学院土木工程系适用专业土木工程专业先修课程结构力学、建筑结构抗震、混凝土结构基本原理、钢结构基本原理、土力学与基础工程教材及主要参考书1.钱稼如,高层建筑结构设计(第2版),中国建筑工业出版社,20122.包世华,高层建筑结构设计(第2版),清华大学出版社,20133.陈忠范,高层建筑结构设计,东南大学出版社,2016一课程简介高层建筑是当前建筑发展的一个主要方向。
本课程讲解高层结构的体系、荷载、受力特点,讲授高层结构经典计算理论,介绍现代基于电算的设计方法,介绍相关规范的内容。
本课程运用已经学习的结构力学、结构抗震、混凝土结构、钢结构等专业基础知识,面向解决实际工程问题,是一门综合性课程,是专业基础知识和实际工程应用之间的纽带。
通过本课程的学习,全面了解高层结构的基本知识,初步掌握高层结构的设计方法,学习利用专业知识解决工程问题,为学生毕业后从事结构设计工作奠定基础。
二本课程所支撑的毕业要求本课程支撑的毕业要求及比重如下:序号毕业要求指标点毕业要求指标点具体内容支撑比重1 毕业要求3.1 具有完成土木工程结构构件、节点和单体的设计能力。
90%2 毕业要求7.1 能够广泛了解土木工程建设与环境保护和社会可持续发展的关系。
10%1. 本课程内容与毕业要求指标点的对应关系教学内容毕业要求指标点理论教学第一章高层结构体系及荷载毕业要求3.1、7.1 第二章框架结构内力和位移计算毕业要求3.1第三章剪力墙结构内力与位移计算毕业要求3.1第四章框架-剪力墙结构内力和位移毕业要求3.1计算第五章筒体结构的内力和位移计算毕业要求3.1第六章高层结构电算毕业要求3.1第七章高层结构的构件设计和构造毕业要求3.1、7.12. 毕业要求指标点在本课程中的实现路径本课程通过设立若干课程目标来实现对毕业要求指标点的支撑。
【结构设计】超限高层结构设计优化要点汇总(干货!)

超限高层结构设计优化要点汇总(干货!)随着经济的发展,我国的高层建筑越来越多,越来越高,各大城市的地标建筑也多以超高层建筑为主.然而,超限高层建筑的专项审查工作往往占据了设计阶段的大量时间,且其直接奠定了后期的结构造价.在此分享关于超限高层项目的优化要点.超限高层建筑工程是指超出国家规范、规定所规定的适用高度和适用结构类型的高层建筑工程,体型特别不规则的高层建筑工程,以及有关规范、规程规定应当进行抗震专项审查的高层建筑工程.具体判别标准详见《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》建质【2015】67号.需要注意的是,对于一些处于超限与否边界附近的建筑工程最好提前与审图机构,审查专家提前沟通好是否需要进行超限审查,以免造成时间上的延误.(1)结构体系结构体系的选取需经过严格比选.常见的各种结构体系优缺点如下表所示:结构体系优点缺点混凝土框架+核心筒造价经济、施工方便自重大、截面大、浪费空间型钢混凝土框架+核心筒结构抗震性能优良造价高钢管混凝土柱+核心筒延性延性好;柱截面较小造价高于型钢混凝土最终采用何种体系可综合考虑时间成本、施工成本、经济效益等方面.(2)风速剖面与风振分析《高规》4.2.7条规定:房屋高度大于200m或有下列情况之一时,宜进行风洞试验判断确定建筑物的风荷载:I.平面形状或立面形状复杂;II.立面开洞或连体建筑III.周围地形和环境较复杂.超限高层建筑分为高度超限和不规则性超限,所以往往需要进行风洞试验.由于风具有明显的地域性,且其强度和方向具有显著的方向性,利用这些特点可以有效降低结构和幕墙的造价.对于高度超过300~400m的超高层建筑,风沿高度方向变化的特性对结构设计影响很大,因此针对具体工程确定适用的最优风速剖面,而不仅依赖于《荷载规范》提供的指数变化曲线,能够有效降低风力作用,取得显著的经济效益.(3)设计地震动参数依据《防震减灾法》:“地震安全性评价单位应当对地震安全性评价报告的质量负责”.一般来说,安评报告提供的结构设计地震动参数往往偏大,将导致结构成本明显增加.通常小震应全部采用安评参数或全部用规范参数,对二者的基底剪力加以比较,按不利情况采用.中、大震计算一般采用规范参数.从而在保证结构安全的同时节约结构造价.此外,采用规范参数时需注意在不同类别场地分界附近的设计特征周期内插,如下图所示.之前笔者参与的北京某超限高层办公项目,8度区Ⅲ类场地,设计地震分组第一组,小震规范谱特征周期Tg=0.45s.因工程场地等效剪切波速接近分界线值,经内插特征周期减小为0.42s,地震作用约降低8%.(4)长周期结构的剪重比在2010版超限审查要求中对剪重比的规定比较严格,在2015版进行了放松,其规定如下:“结构总地震剪力以及各层的地震剪力与其以上各层总重力荷载代表值的比值,应符合抗震规范的要求,Ⅲ、Ⅳ类场地时尚宜适当增加.当结构底部计算的总地震剪力偏小需调整时,其以上各层的剪力、位移也均应适当调整.基本周期大于6s的结构,计算的底部剪力系数比规定值低20%以内,基本周期3.5~5s的结构比规定值低15%以内,即可采用规范关于剪力系数最小值的规定进行设计.基本周期在5~6s 的结构可以插值采用.6度(0.05g)设防且基本周期大于5s的结构,当计算的底部剪力系数比规定值低但按底部剪力系数0.8%换算的层间位移满足规范要求时,即可采用规范关于剪力系数最小值的规定进行抗震承载力验算.”此时,通常来讲可以满足要求.如果还是不能达到最小地震剪力要求,可以通过修改反应谱曲线的方法来使结构达到一定的设计剪重比,或通过位移值来控制结构变形.(5)周期折减系数《高规》4.3.17条对周期折减系数做了具体规定,但对于超高层建筑,若拘泥于规范给定的数值范围很可能造成巨大的浪费.一定要根据工程实际情况,隔墙的布置数量、隔墙材料等综合取值.例如,还是前述笔者说的北京某超限办公项目,框架-核心筒结构,规范给定的数值是0.7~0.8,但考虑到该工程隔墙较少,将周期折减系数取为0.90~0.95,地震作用约降低15%!(6)设计材料的选取I.混凝土高强混凝土:目前国内规范的混凝土最高强度等级为C80,实际可生产的最高等级为C150,因此在设计上对于超高层建筑优先考虑高强度混凝土,既能节省材料,又能节省空间.II.钢材高层建筑结构用钢板:与普通结构用钢相比,各项指标均能满足要求,同时具有良好的机械性能与焊接性.在实际工程中可根据构件的重要性和具体部位选取合适钢材,以求达到最优的经济效果.(7)施工模拟可通过调整施工顺序人为控制结构的内力生成,将高内力消除,改善结构合理性,降低用钢量.(8)性能目标的合理设置性能目标的设置能够使抗震设计从宏观定性的目标向具体量化的多重目标过渡,并由业主选择性能目标;对结构的抗震性能睡着进行深入的分析,并通过专家的评估论证.但是在实际的操作过程中往往发现好多工程的性能目标设置过于严格,类似于“有钱就是任性”,但实际上并不合适,只是白白带来了浪费.上述的无论采取何种措施或方法,最好都要事先向审查专家进行沟通交流,以避免在最终的审查中出现通不过或二次审查的情况.。
周期比

周期比规范条文:新高规的3.4.5条规定,结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1 之比,A级高度高层建筑不应大于0.9;B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。
对于通常的规则单塔楼结构,如下验算周期比:1)根据各振型的平动系数大于0.5,还是扭转系数大于0.5,区分出各振型是扭转振型还是平动振型2)通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt,周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T13)对照“结构整体空间振动简图”,考察第一扭转/平动周期是否引起整体振动,如果仅是局部振动,不是第一扭转/平动周期。
再考察下一个次长周期。
4)考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大5)计算Tt/T1,看是否超过0.9 (0.85)周期比控制什么?如同位移比的控制一样,周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系,而非其绝对大小,它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不致于出现过大(相对于侧移)的扭转效应。
一句话,周期比控制不是在要求结构足够结实,而是在要求结构承载布局的合理性周期比不满足要求,如何调整?一旦出现周期比不满足要求的情况,一般只能通过调整平面布置来改善这一状况,这种改变一般是整体性的,局部的小调整往往收效甚微。
周期比不满足要求说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小,总的调整原则是加强结构外圈刚度,削弱结构内筒刚度。
验算周期比的目的,主要为控制结构在罕遇大震下的扭转效应。
多塔结构周期比:对于多塔楼结构,不能直接按上面的方法验算。
如果上部没有连接,应该各个塔楼分别计算并分别验算,如果上部有连接,验算方法尚不清楚。
体育场馆、空旷结构和特殊的工业建筑,没有特殊要求的,一般不需要控制周期比。
当高层建筑楼层开洞口较复杂,或为错层结构时,结构往往会产生局部振动,此时应选择“强制刚性楼板假定”来计算结构的周期比。
以过滤局部振动产生的周期。
atwe处理后最主要控制以下几个参数就可以了。
高层及多层住宅主要设计指标限额标准

高层及多层住宅主要设计指标限额标准在当今的城市建设中,高层及多层住宅如雨后春笋般涌现。
为了确保这些住宅的质量、功能和经济性,制定合理的设计指标限额标准至关重要。
这些标准涵盖了从建筑结构到配套设施的各个方面,对住宅的建设和发展起着重要的指导作用。
一、建筑面积与使用面积建筑面积是指建筑物各层水平面积的总和,包括使用面积、辅助面积和结构面积。
对于高层及多层住宅,建筑面积的限额标准需要综合考虑土地利用效率、居住舒适度和建设成本等因素。
一般来说,高层住宅的建筑面积会相对较大,以充分利用垂直空间,但也需要避免过度追求建筑面积而导致居住密度过高。
使用面积则是指住宅中可供居住者实际使用的净面积。
合理的使用面积设计能够提高居住者的生活质量。
在设计中,要确保卧室、客厅、厨房、卫生间等主要功能区域的使用面积满足基本的生活需求。
例如,卧室的面积不宜过小,以保证能够放置必要的家具和提供舒适的睡眠空间;客厅应具备足够的活动空间,以满足家庭聚会和休闲娱乐的需要。
二、层高与净高层高是指上下两层楼面或楼面与地面之间的垂直距离,净高则是指楼面或地面至上部楼板底面或吊顶底面之间的垂直距离。
高层及多层住宅的层高和净高标准不仅影响居住的舒适度,还与建筑成本和能耗有关。
一般来说,住宅的层高在 28 米至 30 米之间较为常见。
过低的层高会给人带来压抑感,影响室内的通风和采光;过高的层高则会增加建筑成本和能耗。
净高通常要保证在 24 米以上,以确保居住者在室内能够自由活动,不感到局促。
三、户型设计户型设计是住宅设计的核心内容之一。
合理的户型布局能够提高空间利用率,满足不同家庭的居住需求。
常见的户型有一居室、二居室、三居室等,每种户型都有其对应的面积和功能布局要求。
例如,一居室适合单身人士或年轻夫妻,面积可以相对较小,但要保证基本的生活功能;二居室和三居室则更适合家庭居住,需要合理划分卧室、客厅、餐厅、厨房和卫生间等区域,同时要考虑动静分区、干湿分离等原则,以提高居住的舒适性和便利性。
高层建筑结构设计特点简述

高层建筑结构设计特点简述0 前言随着我国经济的快速发展,高层建筑如雨后春笋,一栋栋拔地而起。
建筑的高层化和多样化发展,使得建筑结构设计方面的变化越来越多。
面对建筑类型、功能、数量的不断增加,高层建筑结构体系的多样化,高层建筑结构设计迎来了新新的机遇与挑战。
作者通过实践、总结,对高层建筑结构设计及结构体系,作出以下分析:1 高层建筑结构设计的特点1.1 决定因素是水平荷载对某一定高度楼房来说,其竖向荷载基本上是定值,但是其水平荷载随着结构动力特性的不同将有较大幅度变化,并不是定值。
由于楼房自重和建筑楼面的使用荷载在竖构件中所引起的弯矩和轴力的数值,与建筑高度成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖构件中引起的轴力,却与楼房高度的平方成正比[1]。
1.2 重要设计指标是结构延性在地震作用下,高层建筑相比于低层建筑的结构变形会更大一些。
因此,为了使高层建筑结构具有较强的变形能力,避免高层建筑倒塌,一定要在其结构设计时采取相应的措施,确保高层建筑的结构具有足夠的延性。
1.3 控制指标为侧移在高层建筑结构设计中,结构侧移是关键的控制指标,这与低层建筑有很大的不同。
由于在水平荷载作用下,高层建筑结构的侧移变形与建筑高度的四次方成正比。
建筑高度越高,其结构的侧移变形将大大增加。
因此,必须在水平荷载作用下,将高层建筑结构的侧移控制在允许的限度范围内。
1.4 不能忽视轴向变形高层建筑的竖向荷载很大,其将会在柱中引起比较大的轴向变形,从而减小连续梁中间支座处的负弯矩值,增大跨中正弯矩和端支座负弯矩值。
此外,竖向荷载还会对预测构件的下料长度、构件剪力和侧移等产生影响。
2 高层建筑的结构体系现阶段高层建筑常采用的结构体系主要有剪力墙结构体系、框架一剪力墙体系以及简体体系三种,其优缺点见表1[2]。
表1 结构体系优缺点比较结构体系优缺点剪力墙结构体系侧向刚度比较优良,平面布置也很规整,对侧向风力和地震的抵抗能力较强,釆用此种结构可以建造高度远大于框架结构的建筑。
高层建筑结构与设计

浅议高层建筑结构分析与设计王优敏 陕西金钼集团金堆城花园建设工程指挥部摘 要:高层建筑是近代工业化高度发达的产物,是衡量一个国家科技进步的重要指标。
由于高层建筑结构的复杂性,对其结构设计的研究成为结构工程师的热点话题。
本文对高层建筑结构设计遇到的问题进行了必要的介绍,同时归纳总结了结构设计要点和分析方法。
关键词:高层建筑;结构分析;方法1 前言高层建筑是人类向空间索取生存空间的一项创举,由于其具有优良的动、静工作性能,且能节约大量钢筋,经济效益显著,同时也是展示一个国家科技技术水平,城市繁荣富强的重要标志,因此日益成为各国所追宠的建筑结构形式。
由于其建筑形式多样,受力复杂,地震、强风等灾害对其结构安全有重大的影响,故需要建筑工程师对其进行合理科学化设计,由于现在计算机技术的发展为高层建筑结构的结构分析提供了技术支撑,加之新的施工设备和方法也在不断出现,从而为其的广泛应用提供了必要的技术支撑。
本文主要对高层建筑结构设计出遇到的问题进行简要介绍,同时对其的受力特点、结构形式进行了必要的分析总结。
2 设计高层建筑结构时需注意的问题2.1 把握好结构强度与延性设计[1]高层建筑结构设计时要保证在遭遇强自然灾害时能够具有很强的变形能力,避免倒塌发生。
因此在设计中一方面要保证其具有足够的强度,同时也要保证其具有必要的延性,从而避免脆性破坏。
好的延性能够使结构进入弹塑性工作状态,通过塑性变形能够更好的吸收能量,抵御高烈度的地震。
在高层建筑结构所用混凝土强度等级和截面尺寸确定之后,使各种非受力钢筋和受力钢筋满足恰当的配筋率,防止截面含钢量超标,这是控制结构刚度、强度和裂缝的重要手段。
高层建筑构件的含钢量如果超出适当范围(低或是高),则会对结构的体系、布置或是刚度产生不利影响,应对结构重新进行调整设计。
2.2 把握好高层建筑结构的稳定性为了保证高层结构的稳定性,避免发生倾覆事故,《高层建筑混凝土结构技术规范》对结构的高宽比 H/B 的比值进行了限值[2]。
高层住宅剪力墙结构设计控制及调整

高层住宅剪力墙结构设计控制及调整高层住宅设计中广泛采用剪力墙结构,本文给出了剪力墙结构的布置原则及设计时的注意事项;汇总了剪力墙结构计算的各个设计指标以及对应的调整方法。
随着社会进步,科技发展,人们对住宅的功能要求越来越丰富,建筑设计越来越符合功能和审美的要求;为实现建筑的要求,结构选型主要与其使用功能直接相关,同时拟建场地的地理位置,抗震烈度也是影响结构选型的重要因素。
为了进一步提高土地利用率,建设单位倡导建设高层住宅,以满足市场的需求及企业自身经济效益的要求;目前高层住宅成为人们的主要居住形式,高层住宅主要的结构形式多为剪力墙结构。
1剪力墙结构的特点剪力墙结构是由竖向剪力墙和水平楼面梁板组成的结构。
剪力墙既作为承受水平和竖向作用的构件,又有分隔房间的作用。
其布置原则除了应满足建筑使用要求,对结构受力是否合理至关重要,剪力墙布置是否合理进一步决定了该建筑的建设费用,所以更多的建设单位在前期建筑方案及与相应的结构选型上尽量优化,而达到节省造价的目的。
2建模时的注意事项(1)剪力墙:目前结构常用计算软件:中国建筑科学研究院开发的软件PKPM,北京盈建科软件XXXX有限公司编制的软件YJK,均可进行剪力墙结构的计算。
(2)剪力墙平面布置原则:依据建筑平面图:①外墙可布置为剪力墙,增加建筑平面的抗扭刚度。
②内墙布置时,平面均匀对称布置,竖向连续,避免楼层错洞保证剪力墙边缘构件上下连续贯通,同时避免墙肢开洞过大形成抗震性能较差的短肢墙(短肢剪力墙指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙)。
③剪力墙的截面厚度及构造配筋应当依据实际工程剪力墙部位及抗震等级,参见《高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010)》7.2.1,10.4.6,《建筑抗震设计规范(GB52022-0510)》(以下简称抗规)6.4.1,6.4.3条。
④内墙长度除应满足建筑条件,还要考虑墙下桩最小桩间距的要求,例如:常规设计时,桩直径700mm,桩间距不小于3倍桩径,加上0.5倍的桩径,建议上部剪力墙的长度为2500mm,上部如有结构洞口,宜尽量使洞口避开桩位。
什么是高层建筑

什么是高层建筑什么是高层建筑高层建筑指的是建筑高度大于27米的住宅和建筑高度大于24m 的非单层厂房、仓库和其他民用建筑。
下面一起详细了解一下什么是高层建筑!1、高层建筑的定义:通常以建筑的高度和层数两个指标来判定,但世界范围内目前还没有一个统一的划分标准。
1)国外:(1)美国规定:高度为22~25m以上或7层以上建筑为高层建筑;(2)英国规定:高度为24.3m以上的建筑为高层建筑;(3)日本规定:8层以上或高度超过31m的建筑为高层建筑。
2)我国:(1)《高层民用建筑设计规范》GB50045-95和《高层民用建筑设计防火规范》GBJ50016-2014和规定:≥10层的居住建筑(包括首层设置商业服务网点的住宅)或≥24m的公共建筑。
(2)《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)规定:≥10层或≥28m;(本文章内容的依据)2、高层建筑的`意义:1)节地,占地面积少在相同的建设场地中,建造高层建筑可以获得更多的建筑面积,这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨问题。
9-10层的建筑比5层的节约用地23%-28%,16-17层的建筑比5层的节约用地32%-49%。
2)有效利用空间资源在建筑面积与建设场地面积相同比值的情况下,建造高层建筑比多层建筑能够提供更多的空闲地面,将这些空闲地面用作绿化和休息场地,有利于美化环境。
3)节省城市建设和管理的投资高层建筑向高空延伸,可以缩小城市的平面规模,缩短城市道路和各种公共管线的长度,从而节省城市建设和管理的投资4)在设备完善的情况下,垂直交通比水平交通方便。
在建筑群布局上,高低相间,点面结合,可以改善城市面貌,丰富城市艺术。
3、高层建筑结构的设计要点1、水平荷载成为设计的决定性因素:1)竖向荷载产生轴向压力与结构高度的一次方成正比;2)水平荷载产生的倾覆力矩与高度的二次方成正比。
2、侧移成为设计的控制指标:1)结构顶点的侧移ut与结构高度H的四次方成正比;2)结构的侧移与结构的使用功能和安全有着密切的关系;过大侧移会使人产生不安全感;使填充墙和主体结构出现裂缝或损坏,影响正常使用;因P-△效应而使结构产生的附加内力,甚至破坏。
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高层结构设计需控制的重要指标及处理方法摘要本文结合笔者实际工作,从不同方面逐一对当前高层住宅楼的结构设计进行了优化,利用对高层计算结果及结构体系选择的分析,阐明了当前高层结构设计中应该控制的所有指标,从而对当前的高层住宅结构设计提供了一套可行的途径。
关键词高层结构;重要指标;优化设计
中图分类号tu973 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2011)38-0183-02
国家出台的《高层建筑混凝土结构技术规程》在原有基础上总结了我国最近几十年,在高层建筑的结构设计领域的经验,逐步提高了规范的可操作性和结构安全度,同时还加强了不规则性控制和抗震概念设计,为建筑设计师的工程实践加以指导。
然而从最近几年工程师们所反映的具体问题来看,很多设计课件中对结构的刚度控制,在计算中还是难以满足他们的需求,笔者结合自己近几年在实际工程中所遇到的具体问题,提出一些自己的建议。
1 高层结构设计中刚度要求
在《高层建筑混凝土结构技术规程》中有很多的刚度相关的或与刚度都是比较容易实现和满足的,不过最难啃的硬骨头还是集中于抗扭刚度。
1.1 扭转位移比控制
对于a类的所有高层△umax/△uc都是不能超过1.2-1.5的范
围;对于b类的所有高层△umax/△uc也不能超过1.2-1.4的范围。
如果此条件不能满足,就应该是当地调整其平面布置,从而进一步地减少重心与刚心偏心距离。
1.2 整体稳定性控制
对于所有的带剪力墙和框架的建筑设计要根据下式去运算:
ejd≥di≥
式中,gi为第i层的重力荷载具体设计值; hi、h为建筑物的层度;ejd为等效侧向刚度(结构主轴方向的弹性)。
满足上述条件就能实现刚度退化的15%,在风荷的作用下趋于稳定状态,如果不能满足,就要根据实际情况适当地提高其竖直方向的构件刚度。
通过分析,抗震的设防烈度一般情况下都要保持≥7度或基本风压也要保持在≥0.5kn/m2,在位移的控制数值满足此条件,结构的稳定性就能满足;其他就应该验算p-△效应影响。
1.3 层刚比的控制
ki/ki+l≤0.7同时3ki/(ki+l+ki+2+ki+3)≤0.8。
如果不能满足,就应该调整具体的楼层高度,削弱或加强具体的楼层刚度。
在设计建筑抗震性的时候,地下室结构的楼层侧向刚度不能少于相邻上部楼层侧向刚度的两倍。
如无法实现,则应该增加其地下室的剪力墙数量,也可以通过嵌固层下移一层的方法进行解决。
1.4 弹性层位移角控制
△umax/h≤1/500~1/1000。
如果不能满足,就应该适当调整具
体的楼层高度,从而进一步地加强了底部竖直方向的构件刚度。
在设计抗震数值时k’i+n/k’n≤1.3。
如果不能满足,应该适当调整具体的楼层高度,削弱或加大具体的楼层刚度。
舒适度一定要控制在,amax≤0.25 m/s2 (旅馆、办公), amax≤0.15 m/s2(公寓、住宅);如果不能满足,就要提高竖直方向的构件刚度。
2 剪力墙连梁的设计控制
在框架-剪力墙-剪力墙结构中,连接墙肢与框架柱,墙肢与墙肢的梁通常都叫做连梁。
连梁都属于截面大、跨度小,墙体与连梁相连的刚度一定要大。
在地震荷载和风荷载的双重作用下,连梁的内力通常都是相当地大。
还有就是在高层建筑的设计中,因为连梁两端墙肢的经常会出现不均匀的压缩,所以就会产生连梁两端的竖直方向的位移差,就会在连梁内引发一定程度的内力。
在设计的时候,不但要降低连梁的内力,如在连梁的中部设计开水平缝、逐一增加剪力墙的洞口宽度;在计算位移和内力的时候要对连梁的刚度进行适当的折减,对局部内力过大的楼层的连梁要根据具体事情进行一定的调整等。
2.1 水平力引起的连梁超筋
在连梁和墙肢的同时工作情况下,剪力墙就要具备一定程度的强度和刚度。
对于剪力墙的设计就要确保不发生剪切的破坏,墙肢的屈服要滞后于连梁的屈服,连梁和墙肢的设计要完全吻合强剪弱弯的原则。
一般情况下,当连梁超筋时,按下述方法进行调整。
第一,连梁刚度的折减。
梁端出现裂缝就是连梁屈服时表现,内力重分布,刚度减弱,通常情况下取值一般都在0.50~1.00之间;第二,适当减少连梁高度而增加连梁跨度。
在设计中,刚度折减之后,还会出现斜截面受剪承载力不够和连梁正截面受弯承载力的情况,应对办法就是适当减少连梁高度而增加连梁跨度,调整的幅度不能超过20%;第三,适当增加剪力墙厚度。
因为地震所引发的内力是不依照墙厚增加的比例进行分配给该片剪力墙,通常都会小于此比例,所以有就会出现连梁的受剪承载力不超限的现象;第四,提高混凝土等级。
混凝土的等级如果得到提高,结构的地震作用影响增加的比例就会远小于混凝土所受剪承载力提高的比例,所有就会使连梁的受剪承载力不超限;第五、地震区高层建筑的剪力墙连梁,在进行了上述调整后,仍有部分不符合承载力要求时,可取连梁截面的最大剪压比限值确定剪力,剪压比见《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.2条规定,按“强剪弱弯”的要求,配置相应的纵向钢筋。
此时,如果不能保证连梁在大震时的延性要求,应将这些连梁按铰接于剪力墙上考虑。
2.2 重力荷载引起的连梁超筋
当连梁超筋是由于相连竖向构件发生较大竖向位移引起的,则应按下述方法调整。
其一、调整结构布置,减小变形差。
使墙肢布置更均匀,承受荷载相对均匀,有利于调整连梁内力,使其不超限;其二、设置后浇带。
后浇带的设置,在一定程度上缓解了沉降差,
改善了连梁两端的内力值,使其不超限;其三、增加连梁跨度减少高度;其四、加大截面,加大配筋。
连梁截面加大,抗弯、抗剪能力均能提高,在一定范围内,可以满足承载力要求。
3 结论
高层建筑结构计算模型的调整在一定程度上是受到诸多因素制约的,通常都会和建筑条件的限制、剪力墙的数量、剪力墙的平面布置、连梁的刚度等都有关。
所以说,在进行设计的时候一定要把互相制约的诸多因素都要进行统一协调,只有这样,才有可能取得相对理想的效果。
参考文献
[1]叶琳昌.大体积混凝土施工[m].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[2]李霖.混凝土整板结构转换层施工技术[j].施工技术,
2009(10)。