高层建筑结构设计特点及常见问题的研究.pdf

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1、·40·lJ之材2011年第6期2011年12月SichuanBuildingMaterials第37卷总第164期高层建筑结构设计特点及常见问题的研究张吉强(重庆凯弘工程咨询有限公司，重庆402260)摘要：随着高层建筑规模的不断发展，高层建筑愈体系、剪力墙结构体系、筒体体系，其优缺点见表1。来愈多，形式越来越多样化、结构设计越做越复杂，高层表1高层建筑的结构体系的优缺点建筑结构设计也越来越成为工程师设计的难点之所在。本结构体系优缺点文浅析了高层建筑结构设计的特点，并对结构设计中常见框架一蚰力平面布置灵活、空问大，能适应较多功能的需要；框问题进行了分析研究。墙体系架结构的f!l

2、!lj向刚度较小，对处造商度和层数有一定关键词：高层建筑；结构设计；特点；常见问题的要求中图分类号：TU972．3文献标识码：B剪力墙具有良好的侧向刚度、规整的平面布置，抵抗侧m文章编号：1672—4011(2011)06—0040—02结构体系风力和地震能力强，它允许建造的商度远远商于框架结构0前言采用简体为抗侧力构件的结构体系，满足了商层她筒休体系筑更高层数的要求，它具有很好的整体性和抗侧力我国经济的飞速发展与激烈化商业竞争，促使了高层性能建筑的出现和发展。随着高层建筑规模的不断扩大，建筑高度的不断增加，其结构体系越来越多样化，建筑功能及3高层建筑结构设计中常见的问题类型也越

3、来越复杂，这就给高层建筑结构设计提出了新的饥遇与挑战。3．1结构选型中常见的问题3．1．1结构的规则性问题1高层建筑结构设计的特点与旧规范相比，新规范在这方面增添了相当多的限制1．1水平荷栽成为决定因素条件，而且新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。因此，结构设计工程师在设计上水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖构件中要严格遵守新规范的要求，避免不必要的麻烦。引起的轴力，与楼房高度的两次方成正比，高层建筑楼面3．1．2嵌固端的设置问题使用荷载和楼房自重在竖构件中所引起的弯矩和轴力的数由于高层建筑一般都带有人防和地下室，嵌固端有可值，仅与建筑高度的一

4、次方成正比。对某一定高度楼房来能设置在人防顶板，也可能设置在地下室顶板等位置。在说，它的竖向荷载大体上是定值，但是其水平荷载却不是这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置定值，它随结构动力特性的不同而有较大幅度变化¨J。带来的一系列需要注意的问题，比如：结构抗震缝设置与1．2结构延性是重要设计指标嵌固端位置的协调、在结构整体计算时嵌固端的设置、嵌与底层建筑相比，在地震作用下高层建筑的结构的变固端上下层抗震等级的一致性、嵌固端上下层刚度比的限形会更大一些。为了避免高层建筑倒塌，使其具有较强的制、嵌固端楼板的设计等，然而忽略其中任一方面都会对变形能力，特别需要在其构造设计上

5、采取一定的措施，来后期设计工作埋下安全隐患。保证结构具有足够的延性。3．1．3结构的超高问题1．3轴向变形不容忽视随着建筑物高度的增加，导致了很多影响因素的有些在高层建筑中，因为其竖向荷载很大，所以它能够在参数本身超出了现有规范的适宜范围，发生了质变，比如柱中引起较大的轴向变形，使得连续梁中间支座处的负弯力学模型选取、材料性能、延性要求、荷载取值、安全指矩值减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；此外它还标等，因此，结构设计工程师在设计的过程对该项控制因会对预测构件的下料长度、构件剪力和侧移等产生影响。素应该严格注意。1．4侧移成为控制指标3．2结构分析与计算中常见的问题与底层建筑

6、不同，结构侧移是高层建筑结构设计中的3．2．1结构整体计算的软件选择关键因素。水平荷载下结构的侧移变形随着建筑高度的增目前比较通用的计算软件有ETABS、SAP、TBSA、加而增大，与建筑高度的四次方成正比。因此，在水平荷TAT、SATWE等，由于各种软件在计算模型上存在着一定载作用下，应将结构的侧移控制在一定的限度范围内。的差异，从而导致了计算结果存在或多或少的差异。因此，结构工程师在设计工作中首要的工作就是依据结构类型和2高层建筑的结构体系计算软件模型的特点选择合理的计算软件，如果选择了不目前高层建筑的结构体系主要有三种：框架一剪力墙合适的计算软，不但会}良费大量的时间和精力

7、，而且有可能使结构有不安全的隐患存在。3．2．2振型数目是否足够作者简介：张吉强，男，重庆凯弘工程咨询有lqt~"-司，部门经理，助理工程师，研究方向：钢筋混凝土工程。规定与旧规范相比，在新规范中增加一个振型参与系2011年第6期SichuanBuIi·lJd芝ing材Materials·41·第37卷总第164期20I1年12月数的概念，而且还明确指出该参数的限值。结构的层数与柱断面尺寸。限制柱的轴压比的目的是为了防止受拉钢筋振型数的多少有关，因此，在计算分析阶段必须对计算结未