结构设计中结构布置原则分析

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1、结构设计中结构布置原则分析王经建中国核电工程有限公司摘要：在结构选型完成后的结构设计中，结构构件布置影响着结构刚度的分布，通过分析结构刚度的分配对结构安全性、经济性的影响，简要介绍了结构设计中构件布置的原则。关键词：刚度;安全性;经济性;结构布置;作者简介：王经建（1979一），男，河北易县人，高级工程师，硕士，主要研宄方向为建筑结构理论。收稿日期：2017-08-20analysisonStructuralarrangementPrincipleinStructuralDesignWangJing-jianAbstract：T

2、hestructuralcomponentlayoutaffectsthedistributionofstructuralstiffnessinthestructuredesign,structureselectionafterthecompletionofthestructureformselection.Theprincipleofcomponentarrangementinstructuraldesignisbrieflyintroducedbasedontheanalysisinfluenceofstructuralst

3、iffnessdistributiononstructuralsafetyandeconomy.Keyword：stiffness;safety;economy;componentarrangement;Received：2017-08-20结构设计是一项综合建筑安全、适用、经济、耐久性等各方面的工作，在满足建筑使用的同时，如何做到建筑的安全、经济，是一项非常重要的事情。结构选型完成后，结构构件布置的优劣，对整个建筑结构安全性、经济性冇很大影响。在结构设计中，应注意以下几点。1合理的结构刚度结构构件的作用除了是用来支撑整个建筑物

4、上的活动荷载外，还需要支撑或者说抵御结构构件自身的重力作用、水平荷载作用。由于我国大部分地区处于地震活动区域，房屋建筑多由混凝土、砖砌体等材料构成，结构构件的自重较重，在地震发生时的惯性作用主要由结构自身的重力所产生。根据GB5001—2010《建筑抗震设计规范》（2016年版）U1规定，地震作用的计算方法如下：式屮:为结构总水平地震作用标准值；a：为相应于结构棊本自振周期的水平地震影响系数值;G。,为结构等效总重力荷载。我WGB50009—2012《建筑结构荷载规范》M（以下简称荷载规范）提供了两种方法估算高层建筑的基木自振周

5、期。设计人员可以根据建筑层数来估算高层建筑的基本自振周期，估算公式如下。钢结构：钢筋混凝土结构:式中:n为高层建筑总层数。另外，对于一些钢筋混凝土结构体系的高层建筑，也可按照以下公式估算其基本自振周期。钢筋混凝土框架和框架-剪力墙结构:钢筋混凝土剪力墙结构:式中:H为结构高度;B为结构宽度。根据文献［1］规定，场地特征周期见表1。表1场地持征周期值下载原表从地震影响系数曲线屮可知，一般在多、高层建筑物屮，如果结构设计时为加强安全加大结构构件截面，会使结构刚度增加，周期减小，地震作用成指数倍增大，反而使建筑物不经济，不安全。因此在

6、结构设计过程中，在满足必要的层间位移和舒适度的正常使用状态下，选择适宜的结构刚度，可大幅降低结构造价。2结构构件尽量对称均匀布:结构体系的均匀、对称布置会使结构的刚度屮心尽量位于结构的形心，与结构的重力中心尽量靠近。在地震惯性作用吋，由于二者不重合带来的扭转作用会大幅降低。使结构模型在计算时的主要振型是平动作用，减少角部的位移角以及由于扭转带来的应力集中。(1)如果建筑本身限制，不能做到对称，则需通过对结构构件的调整，尽量使整体结构的刚度屮心与重力屮心靠近，做到第一、第二自振周期为平动，降低减少扭转的影响。为此，JGJ3—201

7、0《高层建筑混凝土结构技术规程》［3］和GB5001—2010《建筑抗震设计规范》(2016年版)均规定了位移比和周期比的限值:在考虑偶然偏心影响的地震作用下楼层竖向构件的最大水平位移和层间移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍;B级高度高层建筑、混合构高戾建筑及复杂高戾建筑不宜大于楼戾T均值的1.2倍，不应大于该楼平均值的1.4倍。结构扭转为主的第一自振周期T-t与平动为主的第一自振周期之比A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高高层建筑不应大于0.85。(2)在整个结构体系受地震作用时

8、，各结构构件是以刚度比例来分扪的，因此不宜有刚度差异显著的结构布置。在结构计算时，不能一味补强。当部分结构构件的承载能力不足时，应査看是否与该构件相连系的一榀结构单元是否刚度过大，能否通过降低该榀结构单元的刚度或加大与之同向其余跨榀的结构单元的结构刚度，来降低承