对高层建筑结构高宽比的认识.pdf

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1、画圄圄对高层建筑结构高宽比的认识赵国大连市建筑设计研究院有限公司摘要：本文就某工程结构初步设计中，对框架一剪力墙结构体系高层建筑增加结构高度并调整竖向构件截面，对不同高宽比计算结果的分析浅谈对高层建筑结构高宽比的认识。关键词：高层建筑；框架一剪力墙结构；结构高宽比1规范中的有关规定现行的结构设计规范中提及高宽比的主要是《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—20lO(以下简称《高规》)，第3．3．2条：钢筋混凝土高层建筑结构的高宽比不宜超过表3．3．2的规定。其中框架一剪力墙结构规定如下抗震设防烈度结构体

2、系非抗震设计6度、7度8度9度框架一剪力墙、剪力墙76542计算实例2．1概况某工程高层建筑，钢筋混凝土框架一剪力墙结构，一层地下室层高4．8m，地上一至三层公建，层高5．2m，四层以上住宅，层高3．Om，屋面局部突出电梯间。采用中国建筑科学研究院编制的PKPM2010系列软件SATWE多、高层版(10版2012年)计算，结构标准层平面布置如图一所示。风荷载设计参数：地面粗糙度类别B类，修正后基本风压0．6KN／m2，体型系数1．3。地震信息设计参数：抗震设防烈度为7度(0．19)，一组II类场地，特征周

3、期0．35s，钢筋混凝土框架及剪力墙抗震等级均为二级，考虑偶然偏心及双向地震作用。结构计算等效宽度为11．0m。图一：结构标准层平面布置图2．2结构计算2．2．1结构计算调整原则本工程三层以下为公建需要大空间，四层及以上为住宅房间分割较小，在满足结构计算指标要求前提下，竖向构件布置尽可能的满足建筑使用功能的要求，避免竖向构件进行转换对结构抗震产生不利影响；高层建筑抗侧力构件平面布置位置不变的情况下，增加结构高度并调整竖向构件截面以达到满足规范各条文的指标要求：框架～剪力墙结构在规定的水平力作用下结构底层框

4、架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩比值遵守《高规》8．1．3条第2款的要求(本工程控制在30％左右)。2．2．2计算结果须满足的主要指标高层建筑结构弹性计算结果须满足规范控制指标主要有：位移比及周期比(《高规》3．4．5条，为减少扭转影响)、相邻楼层侧向刚度比(《高规》3．5．2条，为避免形成结构软弱层)、楼层抗剪承载力比(《高规》3．5．3条，为避免薄弱层破坏)、楼层剪重比(《高规》4．3．12条，为防止计算所得的水平地震作用下结构效应过小)，此外还有三个与建筑结构高宽比关系较大的控制指标：层

5、间位移角应满足《高规》3．7．3条要求。建筑结构必须具有足够的抗侧刚度，以控制位移在一个小的范围内，使结构处j：弹性受力状态。混凝十结构需要限制裂缝4i超过允许范围，保证填充墙等非结构构件的完好，避免产生f!』j

6、显的损伤。规范中对建筑结构侧向刚度控制，其实就是通过控制层间位移角来实现的。因为控制层问位移角足通过调整抗侧构件的截面大小(刚度大小)、平面布置(跨数、间距)及竖向设置(层高、层数)来实现的，所以最终就归结到了控制建筑结构的高宽比。结构重力二阶效应及整体稳定应满足《高规》5．4．1条及5．4．4

7、条要求。建筑重力荷载在水平作用位移效应上会引起二阶效应，即P～△效应。该效应随着结构刚度的降低对结构产生的不利影响呈非线性增长，故《高规》对此给予限制。稳定设计主要是控制水平荷载作用下P～△效应不致过大，避免引起结构失稳、倒塌。《高规》5．4．4条规定的结构侧向刚度与重力荷载之比(刚重比)是影响P～△效应的主要参数，刚重比的大小仅与结构等效侧向刚度和自重有关。而结构的等效侧向刚度是与结构自身抗侧构件的设置(如前所述)有关的参数，故与结构高宽比有关。结构抗倾覆能力应满足《高规》12．1．7条要求。本条埘暴础

8、底面应力作了限制，避免基底压应力过于集中，使建筑结构具有足够的抗倾覆能力。2．2．3结构计算结果在满足上述要求的前提下，结构计算得到如下结果：(1)结构高宽比为6．3『高刚重比抗倾覆验算层M位移角地震风荷载地震风荷找X向Y向X向Y向X向Y向X向Y向x向JY向69．67．85．419．36．135．34．5l／2396l／16691／5600l／1280剪力墙厚：x向：外墙250，内墙200：Y向：外墙300、250，内墙200。框架柱截面尺寸：400x500，500x500。配筋计算结果显示：墙、柱、梁配

9、筋无异常，仅局部墙体连梁抗翦承载力不足。(2)结构高宽比为7．1l高刚重比抗倾覆验算层l司，立移角地震风荷载地震风荷载X向Y向X向Y向X向Y向X向Y向X向Y向78．66．23．619．46．232．34．21／22491／1534l／48501／1075剪力墙厚：X向：外墙250，内墙200；Y向：外墙350、300，内墙250。框架柱截面尺寸：450x550，550x550。配筋计算结果显示墙、柱配筋无异常，少部分梁配筋超限