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          高層鋼結構建筑設計的注意事項
          瀏覽: 發布日期:2018-04-24

          高層鋼結構建筑設計的注意事項

          1.應當注意防震縫的設計,必須留有足夠的寬度。

          2.平面形狀或剛度不對稱,會使建筑物產生顯著的扭轉,震害嚴重。

          3.凸出屋面的塔樓受高振型的影響,產生顯著的鞭梢效應,破壞嚴重。

          4.高層部分和低層部分之間的連接構造不合理。

          5.框架柱截面太少,箍筋不足,柱子的延性和抗震能力不夠而發生剪切破壞或柱頭壓碎。

          高層鋼結構建筑設計

          6.由于沿豎向樓層質量與剛度變化太大,是樓層變形過分集中而產生破壞。

          7.地基的穩定性問題要特別注意。

          8.伸縮縫和沉降縫寬度過小,碰撞破壞很多。

          9.不應在建筑物端部設置樓梯間,樓板有大洞口,因剛度不均勻而產生扭轉。

          10.外縱墻門窗洞口過大,連梁尺寸太小,容易產生破壞。

          11.中間部分樓層柱子截面和材料改變或取消了部分剪力墻,產生剛度或承載力突變,形成結構薄弱層。

          高層抗震設計的基本原則:小震不壞,中震可修,大震不倒。

          高層鋼結構建筑結構應根據房屋高度和高寬比、抗震設防類別、抗震設防烈度、場地類別、結構材料和施工技術條件等因素考慮其適宜的結構體系。

          高層鋼結構建筑的高寬比是對結構剛度、整體穩定、承載能力和經濟合理性的宏觀控制。

          沉降縫、伸縮縫和抗震縫要注意的問題:高層鋼結構建筑應當調整平面尺寸和結構布置,采取構造措施和施工措施,能不設縫就不設縫,能少設縫就少設縫,如果沒有采取措施或必須設縫時,則必須保證必要的縫寬以防止震害。

          鋼筋混凝土高層鋼結構建筑結構的溫度-收縮問題,一般由構造措施來解決。

          后澆帶可選擇在對結構受力影響較小的部位曲折通過,不要在一個平面內,以免全部鋼筋都在同一平面內搭接。一般可設置在梁和樓板的1/3處。

          目前許多工程是采用調整個部分沉降差,在施工過程中留后澆段作為臨時沉降縫,等到沉降基本穩定后再連為整體,不設永久性的沉降縫。

            高層鋼結構建筑的主樓和群房的層數相差很遠,在下列條件時可不留永久沉降縫:

          1.采用端承樁,樁支承在基巖上。

          2.地基條件好,沉降差小。

          3.有較多的沉降觀測資料,沉降計算比較可靠。

          后兩種情況下,可調壓力差,主樓和群房部分采用不同的基礎,使其沉降接近。

          調時間差,先施工主樓,待主樓基本建成,沉降基本穩定,再建群房。

            抗震設計的高層鋼結構建筑在下列情況下宜設防震縫:

          1.平面長度和外伸長度尺寸超出了規程限值而又沒有采取加強措施時;

          2.各部分結構剛度相差太遠,采取不同材料和不同結構體系時;

          3.各部分質量相差很大時;

          4.各部分又較大錯層時。

          此外,各結構單元之間設了伸縮縫和沉降縫時,其縫寬應滿足防震縫寬度的要求。

          防震縫應在地面以上全高設置,當不作為沉降縫時,基礎可以不設防震縫,但要加強構造和連接。

          高層鋼結構建筑各部分之間凡是設縫的,就要分得徹底;凡是不設縫的,就要連接牢固。

            《高層規程》規定:

          1.框架結構房屋,高度不超過15m的部分,可取70;超過15m的部分,6、7、8、9度相應每增加高度5、4、3、2m,宜加寬20.

          2.框架-剪力墻結構房屋可按第一項數值的70%采用,剪力墻結構房屋可按第一項規定數值的50%采用,但二者均不宜小于70.結構豎向布置沿豎向剛度突變還由于下述兩個原因產生:

          a.抗側力結構(框架、剪力墻、筒體等)的突然改變布置。

          b.結構的豎向體型突變。

          當小墻肢截面的高度小于等于墻厚的4倍時,應按框架柱設計,箍筋按框架柱全長加密。

          抗震設計的軸壓比控制:特一級、一級(9度)為0.4;一級(7、8度)為0.5;二級為0.6.抗震墻的翼墻長度小于其3倍厚度或端柱截面邊長小于2倍墻厚時,視為無翼墻和無端柱。

          按照結構延性系數的大小排序:剛結構、鋼管混凝土結構、型鋼混凝土結構、鋼筋混凝土結構、配筋砌體結構、砌體結構。結構的延性系數大,說明結構抗震的變形能力大,結構的耐震性能好。有條件時,建筑的主體結構可采用延性系數較大的結構材料。

          地下室頂板應采用現澆梁板結構,其樓板厚度不小于180,混凝土強度等級不宜小于C30,并應采用雙層雙向配筋,且每個方向的配筋率不宜小于0.25%.抗震框架柱配筋要注意的三個方面:最小配箍率、最小體積配箍率、最小縱筋配筋率。

          當地下室做為上部結構的嵌固端時,地下一層的抗震等級應按上部結構采用,地下一層以下結構的抗震等級可根據具體情況采用。

          地下室柱截面每側的縱向鋼筋面積除應符合計算要求外,不應少于地上一層對應柱每側縱向鋼筋面積的1.1倍。

          短柱:柱凈高與截面寬度之比小于4的柱子。箍筋需全長加密。

          剪跨比柱剪跨比:柱子凈高與2倍柱子截面高度的比值。

          梁剪跨比:剪跨與梁截面有效高度的比值。廣義剪跨比=M/Vh=a/h.剪跨比反映了截面上正應力和剪應力的相對比值,在一定程度上也反映了截面上彎矩與剪力的相對比值。它對梁的斜截面受剪破壞形態和斜截面受剪承載力,有著極為重要的影響。

          高寬比6、7度抗震設防烈度的A級高度建筑,其高寬比限值分別為:框架4,框剪5,剪力墻6,筒體6.

          抗震設計一般剪力墻結構底部的加強部位:墻肢總高度小于50m時取其總高度的1/6,大于50m時取 1/8,超過150m,取1/10.裙房與主樓相連時,加強范圍也宜高出裙房至少一層。

          對于框剪結構或框筒結構,采用模擬算法2是比較合理的,可以避免剪力墻軸力遠大于實際的不合情形。

          振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量的90%所需的振型數。振型個數至少取3,最好為3的倍數。

          當考慮扭轉耦聯計算時,振型數應不少于9.對于多塔結構振型個數應大于12.高規要求有效質量系數不應小于90%.樓梯柱可視為短柱,箍筋需全長加密。

            高層鋼結構設計需要控制的六個比值

          1、軸壓比:主要為控制結構的延性,規范對墻肢和柱均有相應限值要求,見抗規6.3.7和6.4.6.

          2、剪重比:主要為控制各樓層最小地震剪力,確保結構安全性,見抗規5.2.5.

          3、剛度比:主要為控制結構豎向規則性,以免豎向剛度突變,形成薄弱層,見抗規3.4.2.

          4、位移比:主要為控制結構平面規則性,以免形成扭轉,對結構產生不利影響。見抗規3.4.2.

          5、周期比:主要為控制結構扭轉效應,減小扭轉對結構產生的不利影響,要求見高規

          6、剛重比:主要為控制結構的穩定性,以免結構產生滑移和傾覆,要求見高規。

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