高层建筑简体结构约束扭转的分析

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1、高层建筑简体结构约束扭转的分析【摘要】本文主要分析了高层建筑简体结构的约束扭转问题，具体分析了高层建筑中，约束扭转的具体技术要点和设计的具体方法，以期可以有效提高高层建筑设计中约束扭转的设计水平。【关键词】高层建筑；筒体结构；约束扭转中图分类号：TU208文献标识码：A一、前言随着我国高层建筑的数量不断增多，高层建筑简体结构约束扭转的问题越来越突出，所以，分析高层建筑结构中约束扭转结构的设计问题非常有必要，也具有很重要的意义。二、高层建筑结构设计的特点1、高层建筑结构设计与低层多层建筑结构设计相比

2、较,结构专业在各专业中占有更重要的地位。不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面布置，立面体型，楼层高度，机电管道的设置，施工技术要求，施工工期的长短和投资造价的高低。2、高层结构设计中水平力是设计的主要因素。在低多层房屋结构中，水平力产生的影响较小，以抵抗竖向荷载为主，侧向位移小,通常可以忽略不计。在高层结构设计中，随着结构髙度的增加，水平力（风荷载或地震作用）产生的内力和位移迅速增大。3、高层建筑结构设计中，不仅要求结构具有足够的承载力，而且必须使结构具有足够的抵抗侧向力的刚度，将结构在水平力作

3、用下所产生的侧向位移限制在规范规定的范围内。因此，高层建筑所需的侧向刚度由位移控制。4、高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样基础条件下，减轻房屋自重意味着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层地区更有突出的经济效益。另外地震效应是与建筑的质量成正比的，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效方法。因此在高层建筑中，结构材料宜采用高强度材料。5、在高层建筑的抗风设计中，除保证结构有足够承载力，还必须具有足够的刚度；控制好在风荷载作用下的位移值，保证有

4、良好的居住和工作条件；维护结构和装饰构件必须有足够的承载力，并与主体结构可靠连接。6、有抗震设防的高层建筑应进行详细勘察，摸清地质情况，选择位于开阔平坦地带，具有较好场地土的对抗震有利的地段。7、地基基础的承载力和刚度要与上部结构的承载力和刚度相适应。当上部结构与基础连接部位考虑受弯承载力增大时，相临基础及上部结构嵌固部位的地下室结构，应考虑弯矩增大的作用。8、剪跨比和剪压比是判别梁、柱和墙肢等抗侧力构件抗震性能的重要指标。剪跨比用于区分变形特征和变形能力，剪压比用于限制内力，保证延性。三、高层建

5、筑筒体结构分类和特点筒体有三种类型：由剪力墙围城的实腹筒体称为核心筒或薄壁筒；由密柱框架或壁式框架围成的筒状空间框架称为空心框筒或简称框筒；由若干个建筑层高为桁架节间距，若干个建筑开间作为桁架的弦杆间距，形成巨型桁架，四片桁架围成桁架筒。以上三种筒体类型，前两种较常使用，以钢筋混凝土结构为主，适用于一般超高层建筑。而桁架筒通常采用钢结构，用于巨型桁架结构，具有刚度大的特点，比框筒结构更能充分利用建筑材料，适用于更高的建筑，如美国芝加哥的JohnHancock大厦、高332.5m,香港的中国银行大厦

6、，高368mo筒体结构常用体系有框筒结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构、束筒结构结构。其中，框筒与实腹筒结合的筒中筒结是筒体结构的代表。1、框筒结构框筒结构可看作箱型悬臂构件，具有典型的剪力滞后现象。水平剪力主要由腹板框架承担，与水平力垂直的翼缘框架则与腹板框架共同承受由悬臂作用产生的倾覆力矩。框筒在水平力作用下，截面变形不再符合初等梁理论的平截面假定，应力分布不在保持直线规律。腹板框架柱的轴力是曲线分布的，翼缘框架柱的轴力也是不均匀分布的：角柱轴力大，靠近中部的柱子轴力小（图3）。有研究表明，这

7、一现象产生的机理如下：为翼缘框架各柱和窗裙梁的内力是由角柱传来；角柱受拉，使与它相连的裙梁承受剪力，同时又使与裙梁相连的第二根柱受拉；第二根柱子受拉又使与之相连的第二根裙梁承受剪力，同时又使向内的第三根柱子受拉，如此传递。这种传递造成中柱的轴力减小，角柱轴力增大。2、框架-核心筒通长框筒结构的外围框架柱布置跨度较大，在8〜12m,筒体是主要抗测力构件，承担了大部分弯矩。框架柱离筒体越远，框架梁板刚度越大，外部弯矩通过水平构件的剪切刚度使柱子平衡的弯矩比例越大。当外围柱距较小，柱子较密时，具有筒中筒

8、的特性，产生剪力滞后效应。3、筒中筒结构筒中筒结构是一种空间作用性能好，能抵抗较大水平力的结构体系，因而特别适合在超高层结构中采用。在筒中筒结构中，侧向力所产生的剪力主要由外筒的腹板框架和内筒的腹板部分承担。在侧向力作用下，腹板框架发生剪切型侧向位移变形，翼缘框架及内筒发生弯曲型变形，共同工作的结果将使整个结构的侧向位移曲线呈弯剪型。即框筒侧向变形以剪切型为主，核心筒常以弯曲变形为主，二者通过楼板联系共同抵抗水平力。4、束筒束筒结构同样具有较强的抗侧刚度，并且具有良好的延性和抗震性