高层建筑结构设计的主要措施论文

1、高层建筑结构设计的主要措施论文 抗震性是对建筑物结构安全性的一个重要方面，在进行建设之 前的设计工作中，应当首先考虑到建筑主体在地震发生时的安全性， 从而在最大程度上保障使用者的安全性。 抗震性的设计中， 主要是要 应对地震发生时的建筑物结构的扭转振动效应， 扭转振动效应具体就 是指高层建筑物主体的每个构件在进行设计的时候就通过计算来确 立其自身承受的扭矩， 从而为其本身设置合适的配筋； 而主体楼层间 的最大位移与其两侧的层间位移的平均数即使结构主体的扭转效应。 而造成扭振效应的原因主要分为以下几个方面： 由于许多高层建筑物 存在着质心与刚心不重合的现象， 从而在地震来临时， 地面的运动引 发

2、建筑物的扭转振动。 其次， 建筑物本身的抗扭组件的损坏也可以造 成建筑物的扭振效应。 这就要求在对高层建筑物的建设之前的设计工 作在这些方面引起重视。1 控制扭振效应的几项原则1.1 单塔楼结构 相对于单塔楼结构来说，若是无法满足高规所规定的周期比的 话，则表明该主体结构刚度同质量的分布不均匀、抗扭能力不够，或 者是二者之一。 在这种情况下， 就需要对主体结构进行重新计算与调 整，一般可以分为以下步骤进行：（ 1）首先检查振型，以此来检验 平面内各个构件的均匀度， 然后依据总体的刚度来对各个构件进行调 节，直至结构能够产生侧振成分超过 8 成的纯粹侧振振型， 此过程也 可以称为减小偏心率。（

3、2）在偏心率得到最大限度的调整下，可以 通过调整结构内外圈的刚度比例， 加强外圈的相对刚度来提高结构的 抗扭振能力， 此过程可以看作是减小周期比， 最终通过这两个调整达 到规范的要求。 其中相对刚度是指如果主体结构的抗侧力度不够且层 间位移在规定范围内， 就需要增加外圈刚度； 如果抗侧力度够强但是 位移角低于标准，就需要降低结构内圈刚度。当此过程未进行完，未 调节好刚度与均匀性时， 无论周期比的数值如何， 都不会对建筑物产 生任何影响。 周期比的目的就是控制结构的抗侧刚度与抗扭刚度， 使 其在空间布局上趋向合理， 以此达到抗扭振效应。 所以说就算是结构 主体的抗侧力度较强， 只是在外观上具有较

4、好的观赏性， 不代表具有 较强的抗扭性。控制周期比的两个措施就是保持抗侧力刚度的均匀分 布和控制外圈的相对刚度。1.2 多塔楼结构 对于多塔楼结构的位移比运算中要把整个多塔楼结构看作是一 个整体进行验算， 而周期比可以分为无连接、 强连接和弱连接三种结 构。对于无连接与弱连接的，验算要看作是多个单体进行验算，对于 强连接则要当作一个整体进行验算。2 防范扭振效应的几项措施2.1 平面扭转效应 在地震中，质心与刚心的偏离以及平面的不对称、不规则性、 扭转刚度不强等因素都是造成高层建筑物受损严重的主要原因。 但是 高层建筑在设计中， 很难达到质心与刚心的重合要求， 在平面结构的 规则和对称上的设计

5、也具有一定的难度； 其次，由于受到建设位置及 场地的限制， 在空间布局上也很难能够按照规定与要求进行设计。 因 此，高层建筑的抗震扭振效应的控制措施主要要依靠调整抗侧力结构 的设计上来，以此来达到抗震的要求。2.2 抗侧力结构的使用 在抗侧力机构的设计中，尽量满足抗侧力构件的对称性、平衡 性与均匀分布，使其质心要尽可能的与刚心靠近，因为离质心越远， 所需的抗扭刚度就越强， 在建筑物的外围要多多设计一些抗侧力构件 的使用，以此在数量上能够增强建筑主体的抗扭性。在设计中，要想 提高建筑物的抗扭刚度， 还可以通过加强原有抗侧力构件刚度的方法 提高建筑物的抗扭强度： 建筑物的外角处剪力墙尽力设计成 L

6、 形剪力 墙，并注意不要在墙上开窗等设计； 对距离质心较远的剪力墙进行加 厚处理；提高剪力墙连梁的高度，在必要时，可以将窗户开洞以外的 墙体都设计成为连梁，从而加强抗侧力结构的刚度。2.3 裙房部位的刚心设计 在高层建筑设计中，裙房由于是平面不规则、分布不均匀，且 质量中心差距太大， 位移点较大等造成刚度要大大低于主体结构。 所 以在设计中可以在以下方面进行弥补： 一种是要在裙房的最大位移处 设计适应的剪力墙结构； 另外一种就是建筑物的地下室在裙房位置设 置好隔离缝，目的就是将主体结构的裙房单独分离出来变成一个独立 的系统，从而降低地震时的扭转效应。2.4 结构平面不宜过长高层建筑在设计中，为

7、了适应使用的需求，往往需要借鉴多层 砖混结构的户型设计， 这就容易造成结构平面的布局较为狭长， 从而 造成抗侧刚力的不足。 对于框架结构的小高层， 最好的处理办法就是 将狭长的结构平面分离为多个短平面，即在中间多设计几个框架柱， 如果条件不允许， 可以在远端尽可能增加抗侧力刚度。 对于框架剪力 墙的高层建筑， 楼层层高相对较低， 剪力墙大多设计在电梯与楼梯部 位，这样就容易造成分布的不均匀、扭转效应较大，如果削弱这些位 置上的剪力墙， 然后通过外围增加剪力墙来提高抗侧刚度， 不仅会增 加成本，也是对抗扭效应影响不大的方法，因此，高层建筑在采用框 架结构时，最好不要设计成框架剪力墙结构。3 结束语 高层建筑的设计中，特别是地震发生相对较为多的地方，可以 通过以上措施来增强建筑物的抗扭刚度， 但是在进行调整时， 一定要 注