浅析高层建筑结构结构设计
摘要:由于建筑工程的蓬勃发展,高层建筑的队伍不断壮大,对于设计的要求也就有所增加。本文从高层建筑的设计特点出发,以高层建筑结构设计理论为基础,得出了高层建筑的设计方法,并将钢结构的应用进行简单的介绍,最后讨论了高层建筑的抗震分析。
关键字:结构设计高层建筑水平荷载 结构体系
abstract: due to the construction of booming development, high building team continues to grow, to the design requirement also increases. this article from the design of high-rise building features, with a high building structure based on the theory of the design, it is concluded that the high building design methods, and the application of the steel structure simply introduced, finally discussed the earthquake resistance analysis of the high-rise building. key word: structure design high-rise building horizontal load structure system
中图分类号:[tu208.3]文献标识码:a 文章编号:
住宅是人们适应自然、改造自然的产物,也是人们为了满足家庭生活的需要所构筑的空间环境,并且随着人类社会的发展而不断演变。随着改革开放的推动,我国的综合国力也在不断提高,其中
房地产业的迅猛发展,让建筑业成为社会支柱产业之一。在现代社会中,因为经济的蓬勃发展,另外还有土地资源宝贵,所以高层建筑便像雨后春笋般迅速剧增,并不断壮大。这也就要求设计领域中的队伍要不断提升,以来应对现在的发展所需。 一、结构分析与设计特点 (1)水平载荷成为决定因素
对于任何一个建筑结构都要承受风产生的水平荷载和垂直荷载的共同作用,还应具有抵抗地震作用的能力。在较低楼房中,水平荷载产生的位移和内力都很小,对结构的影响也就较小,往往让以重力为代表的竖向荷载控制着整体的结构设计;但在较高楼房中却是由水平荷载起到决定性的作用。随着楼房层数的增多,水平荷载也就越来越成为结构设计中的重要控制因素。一方面从某一高度的楼房来看,竖向荷载的地震作用和风荷载的数值,会随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化;另一方面,因为楼面使用和楼房自重荷载在竖构件中所引起的弯矩和轴力的数值,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,是与楼房高度的两次方成正比。
(2)侧移成为控制指标
在高层建筑结构设计中结构侧移的是关键因素,由于楼层的增加,在水平荷载作用下结构的侧向变形也会逐渐增大。设计高层结构时,不仅要求具有足够的抗侧刚度,让结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内,从而保证良好的居住和工作条件;还
要求结构具有足够的强度,能够可靠地承受风荷载作用产生的内力。
(3)轴向变形不容忽视
在高层建筑结构中,由于楼层数多,轴力值很大,高度大,还有沿高度积累的轴向变形显著,轴向变形会使高层建筑结构的分布与内力数值产生显著的改变。由于连续梁弯矩的影响,在采用框架体系和框--墙体系的高楼中,中柱的轴向压缩变形会大于边柱的轴向压缩变形,而框架中柱的轴压应力通常也要大于边柱的轴压应力。对于侧移和构件剪力的影响,应该和考虑竖向杆件轴向变形的剪力相比较,在不考虑竖杆件轴向变形时,结构顶点侧移减小一半以上,各构件水平剪力的平均误差可能要达到30%以上。 (4)结构延性是重要设计指标
延性是指构件和结构屈服后,在基本不降低或承载能力不降低的情况下,具有足够塑性变形能力的性能,通常会用延性比来表示。对于那些受弯构件来说,它会随着荷载增加,首先要受拉区混凝土出现裂缝,表现出非弹性变形,然后受拉钢筋屈服,受压区混凝土压碎,受压区高度减小,构件最终破坏。为了使建筑在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,建筑在进入塑性变形阶段以后还会具有较强的变形能力,尤其需要在构造上采用适当的设计,以确保建筑设计具有很好的延性。 二、高层建筑结构分析与设计方法
高层建筑结构是由竖向抗侧力构件(剪力墙、筒体、框架等)