高层建筑结构设计试卷

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随着建筑业的飞速进展，建筑布局设计的变化也越来越多，好多新兴的布局设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市创办中。建筑类型与功能越来越繁杂，高层建筑的数量口渐增多，高层建筑的布局体系也是越来越多样化，高层建筑布局设计也越来越成为高层建筑布局工程设计工作的难点与重点。面对如此形势，理应把高层建筑的布局设计放在首位加以研究。

根基埋深；底部嵌固层；高宽比；不规矩性；偏心距；开洞；梁高度

一、高层建筑布局设计的特点

1.1轴向变形不容忽略：高层建筑中，竖向载荷很大，能在柱中引起较大的轴向变形，对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；此外还会对预料构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度举行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形对比，会得出偏于担心全的结果。

1.2布局延性是重要设计指标：相对于底层建筑而言，高层建筑的布局更温和一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使高层建筑布局在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形才能，制止倒塌，更加需要在构造上采取恰当的措施，来保证布局具有足够的延性。

1.3水平荷载成为抉择因素：一方面，由于高层建筑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，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对布局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，对某确定高度楼房来说，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，其数值是随布局动力特性的不同而有较大幅度变化。

2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2.5或裙房抗侧刚度与其上塔楼抗侧刚度比大于2.0时，可取裙房以上片面的房屋高度和宽度计算高宽比。

3地下室顶板作为布局底部嵌固层的条件

当地下室顶板作为布局底部嵌固层的时候，理应要能约束布局底部的平动和转动，故务必要得志以下条件：

3.1地下室顶板与室外高差不宜过大，宜小于1/3层高。

3.2地下室的楼层剪切刚度不小于相邻上部布局楼层剪切刚度的2倍。这里需指出的是，高规4.8.5条规定，抗震设计的高层建筑当地下室顶板作为上部布局的嵌固层时，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1.1倍。模范规定此条的目的是保证柱端塑性铰展现在地下室顶部柱端。由于地下布局的地震、作用效应较小，即使在地下室柱与地上一层柱配筋一致时，柱端塑性铰通常也展现在地下室顶部。按模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。

4建筑布局不规矩性界定

建筑布局不规矩性除应按高规4.3与4.4节的相关规定界定外，还需留神以下问题：

4.1计算布局构件的最大位移比时应按刚性楼板假定。

4.2当布局的位移比和周期比超模范规定时，说明布局的抗扭刚度相对布局的抗侧刚度偏小，布局的扭转效应较大。在布局抗侧刚度较大，布局的层间位移得志要求的处境下，可减小布局的抗侧刚度，对楼层中部布局做减法，可取消、减短、减薄剪力墙，减小连梁高度等。当布局的抗侧刚度较小，侧移较大时，可对楼层周边布局做加法，可增大周边构件的刚度。对带裙房高层建筑，带裙房片面楼层的位移比和周期比往往超模范规定。由于裙房高度不高，裙房楼层的十足侧移值很小，因此可不按高层建筑的侧移操纵条件来要求裙房，即位移比可适当放宽。

4.3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，上下层刚度区别较大，此时刚度变化处的下一层宜指定为薄弱层，举行内力放大调整。

5框架布局梁柱偏心距较大应采取的措施

框架布局梁柱偏心较大时，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展现扭矩。因此当梁柱偏心距大于柱截面在该方向宽度的1/4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遍框架梁有所识别，水平加腋梁的梁端箍筋加密区长度应取普遍框架梁箍筋加密区长度与加腋水平长度之和。

6较长剪力墙的开洞问题

高规7.1.5条规定：“较长的剪力墙宜开设洞口，将其分成长度较为平匀的若干墙段，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2，墙肢截面高度不宜大于8m。”此条规定主要基于以下考虑：

6.1提高剪力墙的延性，制止脆性破坏。墙段高宽比大于2时一般为弯曲破坏，墙段高宽比小于2时一般为剪切破坏。

6.2制止单片剪力墙承受过大的水平剪力而首先破坏，使得整个布局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布局洞，洞口较小，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，承受的水平力很大，造成剪切脆性破坏。因此开布局洞时确定要开大洞，形成弱连梁，连梁跨高比宜大于6使得较长剪力墙开洞后形成两个较独立的墙肢。

7悬挑梁的梁高度选用问题

现在，根本上建筑布局设计师会经常疏忽对梁挠度的计算。梁高选用对比小，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，梁挠度逐渐加大。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处境。即挑梁变形进一步进展，梁支座截面上部受拉区经常会展现跨对比大的竖向裂缝。受支座邻近的剪弯作用影响，竖向的裂缝不断向下延迟成为斜裂缝，这个时候梁已经接近毁坏。裂缝在梁支的座位置斜向延迟，缝越靠上宽度越大。挑梁截面过于窄小对建筑布局的抗震效果影响很大。悬挑布局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对比大的，但梁的延性是对比小的，在竖向地震作用力之下轻易