高层建筑结构设计的分析[精品资料]

高层建筑结构设计的分析 -精品资料 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 最新最全的 学术论文 期刊文献 年终总结 年终报告 工作总结 个人总结 述职报告 实习报告 单位总结 摘要：高层建筑在造型形式不断翻新、高度记录一再被打破的同时，其内部空间构成的模式也发生了很大的变化。建筑产品的这种系统的密集性、交叉性及最终的整体性，最主要的表现还是在高层建筑上。本文根据高层建筑结构设计的特点，分析了高层建筑建筑结构的设计基本假定、基本要求。 关键词 ：高层建筑；结构设计；分析 Abstract: High-rise building renovation, in other forms the height record has been broken at the same time. The internal space mode has changed greatly. This system of building products is the intensity of cross and the final overall, the main performance is in tall buildings. In this paper, according to the characteristics of structure design of high-rise building, analyses the design of building structures of tall building the basic assumption, basic requirements. Key words: high-rise building； structure design； analysis TB482.2 A 随着高层建筑在我国的飞速发展，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工程设计人员在设计上的工作重点和难点。 1 高层建筑结构设计相关要素 1.1 水平荷载成为决定因素。 一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比。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，是与楼房高度的两次方成正比。 另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。 1.2 轴向变形不容忽视。 高层建筑中，竖向荷载数值很大 ,能够在柱中引起较大的轴向变形，从而会对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大；而且还会对预制构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整 。另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。 1.3 侧移成为控制指标。 与较低楼房不同，结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加，水平荷载下结构的侧移变形迅速增大，因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。 1.4 结构延性是重要设计指标。 相对于较低楼房而言 ,高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来 保证结构具有足够的延性。 2 高层建筑结构分析的基本假定 高层建筑结构是由竖向抗侧力构件（框架、剪力墙、筒体等）通过水平楼板连接构成的大型空间结构体系。要完全精确地按照三维空间结构进行分析是十分困难的。各种实用的分析方法都需要对计算模型引入不同程度的简化。下面是常见的一些基本假定： 2.1 弹性假定。 目前工程上高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。在垂直荷载或一般风力作用下，结构通常处于弹性工作阶段，这一假定基本符合结构的实际工作状况。但是在遭受地震或强台风作用 时，高层建筑结构往往会产生较大的位移，出现裂缝，进入到弹塑性工作阶段。此时仍按弹性方法计算内力和位移时不能反映结构的真实工作状态的，应按弹塑性动力分析方法进行设计。 2.2 小变形假定。 小变形假定也是各种方法普遍采用的基本假定。但有不少人对几何非线性问题（ P 效应）进行了一些研究。一般认为，当顶点水平位移 与建筑物高度 H 的比值 /H 1/500 时， P 效应的影响就不能忽视了。 2.3 刚性楼板假定 许多高层建筑结构的分析方法均假定楼板在自身平面内的刚度无限 大，而平面外的刚度则忽略不计。这一假定大大减少了结构位移的自由度，简化了计算方法。并为采用空间薄壁杆件理论计算筒体结构提供了条件。一般来说，对框架体系和剪力墙体系采用这一假定是完全可以的。但是，对于竖向刚度有突变的结构，楼板刚度较小，主要抗侧力构件间距过大或是层数较少等情况，楼板变形的影响较大。特别是对结构底部和顶部各层内力和位移的影响更为明显。可将这些楼层的剪力作适当调整来考虑这种影响。 2.4 计算图形的假定。 高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形有三种：（ 1）一维协同分析。按一维协 同分析时，只考虑各抗侧力构件在一个位移自由度方向上的变形协调。在水平力作用下，将结构体系简化为由平行水平力方向上的各榀抗侧力构件组成的平面结构。根据刚性楼板假定，同一楼面标高处各榀抗侧力构件的侧移相等，由此即可建立一维协同的基本方程。在扭矩作用下，则根据同层楼板上各抗侧力构件转角相等的条件建立基本方程。一维协同分析是各种手算方法采用最多的计算图形。（ 2）二维协同分析。二维协同分析虽然仍将单榀抗侧力构件视为平面结构，但考虑了同层楼板上各榀抗侧力构件在楼面内的变形协调。纵横两方向的抗侧力构件共同工作，同时计算；扭矩与水平力同时计算。在引入刚性楼板假定后，每层楼板有三个自由度 u， v， （当考虑楼板翘曲是有四个自由度），楼面内各抗侧力构件的位移均由这三个自由度确定。剪力楼板位移与其对应外力作用的平衡方程，用矩阵位移法求解。二维协同分析主要为中小微型计算机上的杆系结构分析程序所采用。（ 3）三维空间分析。二维协同分析并没有考虑抗侧力构件的公共节点在楼面外的位移协调（竖向位移和转角的协调），而且，忽略抗侧力构件平面外的刚度和扭转刚度对具有明显空间工作性能的筒体结构也是不妥当的。三维空间分析的普通杆单元每一节点有 6 个自由度， 按符拉索夫薄壁杆理论分析的杆端节点还应考虑截面翘曲，有 7 个自由度。 3 高层建筑结构设计的基本要求 3.1 结构的规则性 (1)不应采用严重不规则的结构体系。建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。高层建筑不应采用严重不规则的结构体系，应符合下列要求： a 应具有必要的承载能力、刚度和变形能力； b 应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力； c 对可能出现的薄弱部位，应采取有效措施予以加强 。 (2)高层建筑的结构体系尚宜符合下列要求： a 结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位； b 宜具有多道抗震防线。 3.2 规则结构的主要特征。 建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。 规则结构一般指：体型（平面和立面）规则，结构平 面布置均匀、对称并具有较好的抗扭刚度；结构竖向布置均匀，结构的刚度、承载力和质量分布均匀，无突变。 3.3 规则平面布置需满足的要求。 (1)结构平面布置必须考虑有利于抵抗水平和竖向荷载，受力明确，传力直接，力争均匀对称，减少扭转的影响。在地震作用下，建筑平面要力求简单规则，风力作用下则可适当放宽。抗震设防的高层建筑，平面形状宜简单、对称、规则，以减少震害。 (2)在高层建筑的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均匀。不应采用严重不规则的平面布置。 (3)抗震设计的 B 级高度钢筋混凝土高层建筑、混合结构高层建筑，其平面布置应简单、规则，减少偏心。 4 结语 城市经济水平的不段提高，以及人们对物质文化生活需求的不断提升，我国的高层建筑建设发展迅速看，但从设计质量方面来看，并不很理想。在高层建筑结构设计中，结构工程师不能仅仅重视结构计算的准确性而忽略结构方案的具体实际情况，应作出合理的结构方案选择。高层建筑结构设计人员应根据具体情况进行具体分析，用掌握的知识处理实际设计中遇到的各种问题。 参考文献 1 肖峻 高层建筑结构分析与设计 J中化建设，2008 2 陈峻帆谈高层建筑结构设计 J科技创新与应用， 2012 3 包世华 . 方鄂华 .高层建筑结构设计 M . 清华大学出版社， 1990 4 李国胜 . 多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例 . 中国建筑工业出版社， 2011 阅读相关文档 :探讨建筑工程合同管理的分析 论园林施工中的反季节种植技术 市政公路桥梁工程施工中软土地基处理技术研究 历史街区立面改造方法初探 以市场机制为主促进邮电通 信经济的发展 园林绿化施工及其技术管理 中国传统园林艺术在现代城市园林景观建设中的价值与体现 关于讨论酒店客房空间设计 浅谈土建工程预结算审计方法 对水工建筑混凝土施工质量控制的探讨 探讨高层建筑施工中的测量控制 刍议道路桥梁设计的要