高层建筑结构设计问题和优化研究

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1、高层建筑结构设计问题和优化研究　　摘要：目前，伴随着高层建筑在我国的飞速发展需求，建筑高度的日益增加。建筑类型以及功能也日新月异，难度相对而言逐渐变大。结构体系各式各样，高层建筑结构设计现在主要成为结构相关工程设计人员在设计工作重点和难点。本文对高层建筑工程结构设计的优化问题进行了探讨。关键词：高层建筑建筑结构结构设计Abstract:Atpresent,withhigh-risebuildingsinChina’srapiddevelopmentneeds,increasingtheheightofthebuilding.Buil

2、dingtypeandfunctionalsochangerapidly,difficultyisrelativelybigger.Everykindofstructuralsystem,structuraldesignofhigh-risebuildingisnowmainlyastructureengineeringdesignpersonnelinthedesignofthefocalpointofwork.Thispaperdiscussestheoptimizationproblemsofengineeringstruct

3、uredesignofhigh-risebuilding.Keywords:buildingstructuredesignofhigh-risebuilding中图分类号:[TU355]文献标识码：A文章编号：7随着高层建筑高度的增加，高层建筑的侧向位移迅速增大，因此设计高层建筑时不仅要求结构有足够的强度，而且要求结构有适宜的刚度，使结构有合理的自振频率等动力特性，并使水平力作用下的层位移控制在一定范围之内。同时，为了避免高层建筑在大震下倒塌，必须在满足必要强度的前提下，通过优良的概念设计和合理的构造措施，来提高整个结构、特别是薄弱

4、层的变形能力，来保证结构具有足够的延性。因此，在结构设计中应综合考虑这些因素，合理设计，使结构具有足够的强度、适宜的刚度、良好的延性。1建筑结构的相关分析在建筑结构工程中，对其需要采取内力、位移等各方面的计算，在计算时需要从不同的程度进行相关方面的计算，并完善计算方式以取得理想的数据。当前，对于结构整体分析可进行以下假定：1.1结构材料分析线弹性对建筑结构的内力、位移假定时，一般想象成结构与构件处在弹性工作形势下，根据弹性理论进行研究，但框架梁及连梁等构件需要对局部塑性变形引起的内力重分布进行研究。对计算地震环境下的建筑结构的薄弱层

5、变形时选择弹塑性分析方法。1.2刚性楼板分析7在计算高层建筑的内力与位移过程中通常假定楼板对自身平面内是无限刚性，平面外刚度极小且排除在计算外，当假定是刚性楼板时，在设计过程中就需要运用措施确保楼板平面内的整体刚度。1.3小变形分析在所有方法中是经常运用的基本假定。但专家们在研究非线性问题（P—Δ效应）后得出了新的结论，通常在顶点水平位移Δ与建筑物高度H的比值Δ/H>1/500时，就应该将P—Δ效应考虑在计算内。1.4计算图形分析高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形主要包括了：一维协同分析、二维协同分析、三维空间分析。2建筑工程结

6、构设计出现的问题及优化2.1基础拉梁设计的优化多层框架房屋基础埋深值大时，为了减速小底层柱的计算长度和底层的位移，可在±0.000以下适当位置设置基础拉梁，但不宜按构造要求设置，宜按框架梁进行设计，并按规范规定设置箍筋加密区。但就抗震而言，应采用短柱基础方案。一般说来，当独立基础埋置不深，由于地基不良或柱子荷载差别较大，根据抗震要求，可沿两个主轴方向设置构造基础拉梁。基础拉梁截面宽度可取柱中心距的1/20～1/30，高度可取柱中心距的1/10～71/15。构造基础拉梁的截面可取上述限值范围的下限，纵向受力钢筋可取所连接柱子的最大轴力

7、设计值的10%作为拉力或压力来计算，当为构造配筋，要满足最小配筋率。基础拉梁顶标高通常与基础顶标高相同，当框架底层层高不大或者基础埋置不深时，有时要把基础拉梁设计得比较大，以便用拉梁来平衡柱底弯矩。2.2框架梁、柱箍筋间距的优化对不同抗震等级的框架梁，柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了明确的规定。根据这些规定，工程习惯上常取梁、柱箍筋加密区最大间距为100mm，非加密区箍筋最大间距为200mm。电算程序总信息中通常也内定梁、柱箍筋加密区间距为100mm，并以此为依据计算出加密区箍筋面积，由设计人员根据规范确定箍筋直径和肢数

8、。但是，在程序内定的条件下，当框架梁的跨中部位有次梁或有较大的其他集中荷载作用却仅配两肢箍筋，此时可适当增加箍筋直径或加密箍筋间距。对于框架柱，当框架内定柱加密区箍筋间距为100mm时，在某些情况下，亦可能因非加密区箍筋间距采用200