钢筋混凝土高层结构设计常见问题分析
钢筋混凝土高层建筑结构设计中几个问题的体会
谈 谈 近期我们 在设 计 中遇到 的一些 问题 及处 理方 法 , 一些
护 、 护
34 加 水 站 场 地 的 改进 .
根据 以往的实践 ,设计 上往往 忽略加 水站 场地 的工程
视 。排水水质 ,本 身洒 水水质是 好 的 ,但 与 车轮夹 带 的煤
泥 、岩粉和泥 土混合 后水 质很差 ,直接排 入管 网 ,会堵 塞
维普资讯
煤
炭
工
程
20 0 7年第 7期
钢 筋 混凝 土 高层 建 筑 结 构 设 计 中 几 个 问题 的体 会
张友 明 ,贺德 昭
(. 1 北京 国煤建装饰有限责任公司,北京 10 1 ;2 00 3 .中煤 国际工程集 团 北京华宇工程有限公 司,北京 10 1 ) 00 1
凝土结构技术规程》 ( 简称 《 程》 。高层建筑层 数多 , 下 规 ) 高度大 ,为保证 高层 建筑结 构具 有必 要 的刚度 ,应对 其层 间位移加以控制 。这 个控 制实 际上是 对构件 截面 大小 、刚 度 大小 的一个相 对指 标。高层建 筑 的抗侧 刚度对 结构 的抗 震性 有很 大 的影 响 ,应设 计 的刚些 ,还是 柔些 ,不 同的设 计人员 有不 同 的看法 。 目前 大 多数 建筑 都设 计 的 比较 刚 , 特别是 高层 住宅 ,由于房 间布置 的要求 ,开 间较小 ,这样 剪力墙布置 较多 ,而 且墙厚 较厚 ,比较浪 费。在结 构结 算
结构设计中的常见问题及对策分析
结构设计中的常见问题及对策分析[摘要]:我国建筑业高速的发展,建筑结构设计的水平与设计方式也发生了重大的变化。
建筑结构设计人员在实际操做工作中,会遇到一些难题,本文指出了对于一些难题的对策各见解,希望能对结构设计者具有一定的借鉴与参考作用。
[关键词]:建筑结构;处理措施;构造—、地基基础结构设计中的常见问题及对策1、高层建筑基础有效埋置深度工程主楼是高层,裙房是多层,用沉降缝断开,使主楼在沉降缝一侧没有可靠的侧限。
高层规范规定、基础有效埋深应从可靠侧限地面算起,而在设计中,设计人员往往忽略“可靠的侧限”这一因素。
如主楼高度约160m,采用桩基,设二层地下室,基底深为12m。
裙楼下部建一层地下室,基底深5m,主、裙楼之间用沉降缝分开,如此以室外地面算起主楼基础埋深能达到要求,但裙房地下室底板算起主楼基础的有效埋深则是不足的。
2、桩基选型的不合理或是对桩基施工可行性、成桩质量可靠性、桩基施工对环境影响等方面考虑不够。
如某教学搂为3-4层框架结构,柱间距为5.0m×6.0-8.0m,设计是采用φ1000大直径钻孔灌注桩,有效桩长约为40m,显然是浪费。
3、单桩承载力取值和计算依据成桩工艺不一样,地基面对不同桩型支承能力也是不一样的,按规范经验公式计算单桩竖向的承载力时,面对不同桩型,各种土层极限侧阻力与极限端阻力也是不一样的。
有些工程地质勘察报告只提供了计算打入式预制桩单桩承载力的设计参数,因而采用钻孔灌注桩,并直接引用报告中的设计参数,导致计算的单桩承载力出现误差。
值得注意的是,桩基设计时上部未固结或欠固结土层在固结沉降过程中会引起的桩侧负摩阻力带来的影响。
验算桩身承载力,要考虑工艺系数ψc。
或桩身压曲影响;对抗拔桩,仅计算桩身承载力是不够的,要进行桩身抗裂的验算。
如有地下室,要按静载试验确定单桩承载力,要扣除地下室深度范围内的桩侧摩阻力。
桩端下有软弱下卧层时,要对软弱下卧层承载力与桩基沉降验算;有的工程桩端下的硬持力层厚度过薄,达不到《建筑桩基技术规范(JGJ94-94)》规定的不能小于4d(d为桩径)的标准。
探讨钢筋混凝土高层结构设计常见的问题
探讨钢筋混凝土高层结构设计常见的问题【摘要】随着我国经济建设的不断发展,高层建筑的不断增加,建筑类型和建筑功能的复杂化以及建筑结构体系的多样化的要求增加了工程设计师工作的难点和重点。
本文主要进行分析在钢筋混凝土高层设计中常见一些的错误以及遗漏,希望可以对高层结构设计工作带来一定的指导作用。
【关键词】钢筋混凝土;高层结构设计;问题引言:随着高层建筑的发展,高层建筑的日益增多,如果在高层结构设计中出现一些过时,将会对整个建筑工程造成经济损伤,严重的情况下造成人身安全。
但是在钢筋混凝土高层结构设计的过程中难免会出现一些错误,为了避免在钢筋混凝土高层结构设计中减少错误,现将常见的问题总结如下:1 结构概念设计在混凝土高层结构设计中概念设计是保证高层建筑物具有良好的抗震性能的主要的措施之一,在设计的过程中应该选择对抗震有利的结构布置和设计方案,可以加强抗扭的刚度以及减少扭转的方式进行设计延性结构以及延性结构构件。
在设计的过程中应该加强对结构薄弱环节的设置,从而减少局部破环而导致的连锁反应。
结构概念设计主要是要求建筑师以及设计师在建筑设计时应该注意有关结构概念设计的规定。
在结构概念设计中应该注意以下问题:1.1 在混凝土高层结构设计中,应该注意结构的选型、平面以及立面的布置的规则性并且应该选择经济合理、抗风性能和抗震性能比较好的结构体系。
并且设计的结构应该明确传递地震力的途径以及计算简图等。
1.2 在钢筋混凝土高层结构设计中,根据抗震性能的设计理念的特点,使抗震设计从宏观定性的目标向量化的多层目标进行过度,并且设计的依据应该按照要求进行选择不同层次的抗震目标[1]。
比如如果业主要求高层结构设计的抗震性能按照中等地震以及大地震的弹性设计或者不屈服设计,保证在地震的作用下建筑物不影响正常的功能。
1.3 水平地震的作用是双向性的,因此在设计的过程中,使高层结构的布置应该具有抵抗各种方向的地震性能,而且设计的高层结构应该沿着平面上两个主轴方向具有足够的抗震能力和足够的刚度要求。
试论钢筋混凝土高层结构设计中的几个常见问题
当前 , 在高层结构设 计中我们通常会使 用结构概念设计 , 这是 保证结构具有一定优 良抗震性 的方法 。选择最佳 的抗震结构方案 , 采 取抗 扭 刚 度 的 措施 , 对结构进行延性分析 , 对 高 层 建 筑 结 构 薄 弱 部分采取相应的措施 , 提高建筑结构的使用年限。 在设计 时, 应该避 免静 定 结 构 类 型 的设 计 , 把 整个 建筑 结 构 能 够 结 合起 来 贯 穿 结 构 概 念设计 。作为工程设计人员应该认识 到结构概念设计的重要性 , 并 能够根据工程建设 的需要选择最佳 的设计 方案 ,遵守设计规定 , 避 免进入设计误区。 下面我们就对结构设计 中容易出现的问题进行探
讨。
1 . 1结构 体系的选择 , 应该重视布局 的科学 性和规范性 , 选 择 抗震性和抗风性能好的结构体系 。结构应该有具体的计算 简图, 通 过分析 了解传递地震的途径 , 最好是保证结构 中的两个主轴有相 近 似 的动 力 特性 。 1 . 2 一 般 的建 筑 工程 都 只 是 采用 小 震 级 的设 计 ,而使 用 概 念设 计就 可以保证建筑结构达 到“ 中震 可修 , 大震不倒 ” 的作用 , 但是如 果在工程设计 中, 没有进行验算 和证实 , 能够真的实现这种作用吗 , 我们还不知道 。对于那些重要建筑以及超限建筑 , 设计人员都会提 出具体的设计指标 , 例如 , 设计必须全方位考虑建筑的抗震性 、 要求 基础设计规范》 无法对全 国各地的地基基础都进行详细的描述 和规 定, 因此 , 作 为建 立 在 国 家标 准 之 下 的 地 方标 准 。地方 性 的“ 地 基 基 设计单位能够实现具体 的设计 目标 , 进而保证工程 的顺利进行 。 1 . 3我们不仅要考虑到建筑的质量 ,还要使建筑物有 自己的个 础设计规范” 能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些 性, 避 免 出现 千篇 一 律 的情 况 。建 筑 结 构 的抗 震 设 计 理 念应 该 考 虑 成 熟 的经 验 描 述 和 规 定 得更 为详 细和 准 确 , 所以, 在 进 行 地 基 基 础 建筑物 自身性能 , 从具体 目标 向宏 观 目标过渡 , 施工单位也应该参 设 计 时 , 一定要对地方规范进行深入地学习 , 以避 免 对 整 个 结 构设 考业主 的要求 , 选择 满足建筑结构抗震性能 的设计 , 业主也可以提 计或后期设计工作造成较大 的影响。 出更高 的抗震要求 , 设计人员应该根据实 际情况尽量满足 , 保证建 4结构计算与分析问题 筑在地震 时不受到影响 , 而不仅仅是不倒就可以。 4 . 1结构整体计算的软件选择 。随着信息技术 的快速发展 , 计 1 . 4从物理结构来说 , 水平方 向上 的地震是双 向的 , 在进行结构 算机软件在工程结构设计 中有 了广泛应用 。但是 当前来看 , 有很多 布 置 的 时候 ,应该 保 证 结构 具 有 能 够 抵 抗 来 自各 个 方 向的 地 震 力 , 软件只能在相应 的计算模式 中应用 , 所 以就会产生计算结构各不相 特 别 是两 个 主 轴 方 向上 应 该具 有 足 够 的抗 震 能力 ; 在 选 择 结 构 刚 度 同的情 况 。设 计 人员 在 进 行 结构 计 算 和 分析 的时 候 , 不 仅 要 考 虑结 的 时候 , 不仅 要 考 虑场 地 特 征 方 面 , 还 应 该 注 意结 构 变 形 问 题 , 如 果 构类型 , 还要考虑计算机各 类软件 的特点 , 选择最为合理 的计算方 产 生 过 大 的变 形 , 则会 导 致 结 构 遭 到破 坏 , 所以, 结 构不 仅 要 满 足 一 式 , 并 比对计算结果 , 通过技术手段判断哪个结果更为合理一些 , 这 定的刚度和抗震性外 , 还 应 该 具 有 足 够 的抗 扭 转 刚 度 的 能 力 , 这样 些是 设 计 人员 应 该 做 的工 作 。 否则 , 就 会耗 费大 量 的人 力 物力 , 甚 至 才能够保证结构的稳定性。 会 出现 不 安全 因素 。 1 . 5在 一 个独 立 的结 构单 元 内 ,应 避 免 应力 集 中的 凹角 和 狭 长 4 . 2是 否需 要 地 震力 放 大 ,考 虑 建 筑 隔墙 等 对 自振 周 期 的影 的 缩 颈部 位 ; 避 免 在 凹角 和 端 部设 置 楼 、 电梯 间 ; 减 少 地 震 作 用 下 的 响。 振型数 目是否足够。 在新规范中增加一个振型参与系数的概念 , 扭转效应 。竖 向体型尽量避免外挑 , 内收也不宜过多 、 过急 , 结构刚 并明确提出了该参数 的限值。由于在旧规范设计 中, 并未提出振型 度、 承载力沿房屋高度方 向不宜均匀 、 连续分布 、 避免造成结构的软 参与系数 的概念 , 或即使有该概念 , 该参数 的限值也未必一定符合 弱或薄弱 的部位 。 应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧 新规范的要求 , 因此 , 在计算分析阶段必须对计算结果 中该参数的 失抗 震 能 力或 对 重 力荷 载 的承 载 力 。根 据 具 体 情 况 , 结 构 单元 之 间 结果进行判断 , 并决定是否要调整振型数 目的取值 。多塔之间各地 应遵守牢 固连接或有效分离 的方法 。 高层建筑 的结构单元应采取加 震周期的互相干扰 , 是否需要分开计算 。 强连 接 的 方法 。 4 . 3非结构构件的计算与设计 。在高层建筑 当中往往为了美观 2结 构 选 型 问题 而设置~些非结构 构建 , 其并非是主体 承重结构 , 针对 这部分构件 2 . 1结 构 的规 则 性 问题 来说 , 特 别是 建筑 物 顶 端 的装 饰 构件 , 在 设 计 时 为 了 能 够避 免地 震 通过对新 旧规范中该部分内容进行对 比, 我们发现了在新规范 作用对该部分的损害 , 我们应该加强对这部分 的重视 , 严格 按照相 中有 了很 大 变 动 , 添加 了很 多 的 限 制条 件 , 这 就 进 一 步 增 加 了结 构 关规定 中的计算处理措施进行科学的设计 ,保证这部分工程 的质 设 计 的难 度 , 而且 在 新 规定 当 中还 强 制性 的规 定 了在 建筑 中不 应 该 量 。 使用不规范的设计方案 , 所 以建筑设 计师应该在新规定的技术上通 5结束语 过对这些 限制条件 的了解 , 避免在今后 的设计 中发生 冲突 , 影响工 综上所述 , 高层建筑结构设计是一个十分复杂的过程 , 而是是 程进度。 长期的循环往复 的过程 。在具体 的施工中 , 如果出现一些问题没有 2 . 2 结 构 的超 高 问题 解决就会到整个设计过程产生影 响, 所 以我们必须认真负责的对待 我国的抗震规范 以及高层建筑规范 中, 对建筑结构的总体高度 工程中的任何一道工序 。 有着严格 的控制 , 特别是新规范中对 以前 的超高问题 有了明确 的规 �
高层建筑施工重难点分析及预防措施
高层建筑施工重难点分析及预防措施1. 引言高层建筑的施工过程中存在着许多重难点问题,这些问题的解决关系到项目的顺利进行和安全。
本文将对高层建筑施工的重难点问题进行分析,并提出相应的预防措施。
2. 高层建筑施工重难点问题分析2.1 基础施工高层建筑的基础施工是施工过程中的一项重难点问题。
由于建筑高度和荷载增加,基础的设计和施工要求更加严格。
常见的问题包括:- 地质条件不良,如软基和含水量较高的土壤;- 基础承载力不足;- 地下水位较高。
2.2 结构施工高层建筑的结构施工也是一个重大难题。
结构体系的复杂性和施工工艺的繁琐性使得结构施工具有挑战性。
常见的问题包括:- 高层混凝土的浇筑难度较大;- 钢筋施工的精度要求较高;- 高空作业施工安全风险较大。
2.3 安全防护高层建筑施工过程中的安全防护问题是无法忽视的。
施工现场的高空作业、物料运输和设备操作等环节都存在安全风险。
常见的问题包括:- 高空作业的护栏和安全网设置;- 悬挑作业平衡和固定;- 叉车和起重机的操作安全。
3. 预防措施3.1 基础施工针对基础施工的重难点问题,可以采取以下预防措施:- 对地质条件进行详细勘察和分析,确保基础设计的准确性和合理性;- 进行地基处理,如加固、灌注桩等;- 控制地下水位,采取降低地下水位的方法,如排水和加设防水层。
3.2 结构施工针对结构施工的重难点问题,可以采取以下预防措施:- 严格按照设计图纸和工艺要求进行施工,确保施工的准确性和质量;- 开展专业人员的培训,提高工人的工艺技能水平;- 加强施工现场的安全管理,定期进行安全培训和检查。
3.3 安全防护针对安全防护的问题,可以采取以下预防措施:- 设置安全警示标志和告示牌,提醒工人注意安全;- 安装高强度的护栏和安全网,保护高空作业人员的安全;- 对叉车和起重机进行定期维护和检修,确保设备的安全和可靠性。
4. 总结高层建筑施工过程中的重难点问题对项目的安全和顺利进行具有重要影响。
浅析钢筋混凝土高层结构设计的几个常见问题
该工程筏板底板 厚为 1 5 0 0 a r m, 电梯井局部厚度为 2 0 0 0 m m, 筏板 进行布置 。高层建筑 的外 型应 该尽量简单 、 规则, 以便 保证其刚
底筋为通长 ̄ 2 5 @ 1 5 o , 面筋为通 长 ̄ 2 5 @ 1 5 0 , 角部附加筋 ( 底筋) 9 度和承载力 的均匀分布。根据抗震等 级不 同的建筑 , 设计时要考
关键词 : 高层建筑; 钢筋混凝 土; 结构设计 中图分类号: T U 9 7 3 + . 1 2 文献标识码 : B 文章编号 : 1 6 7 3 — 0 0 3 8 ( 2 0 1 3 ) 2 3 — 0 0 8 2 — 0 2
引 言
随着 我国城市化进程的加快 ,以及建筑水平 的不断提升, 使 得我 国建筑类型和功 能越来越 多样化 、 综合化 , 建筑高度也在不 断增加 , 目前钢筋混凝土 高层建筑 已在城市规划 中占相 当大 的
筑 施 工 打下 良好 的基 础 。
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【 柚 图 1 框 架 结构 简 图
一
l 高层建筑钢 筋混凝土结构优化设计
某 工程 为商 业办公楼 , 其为 3 0层大楼 , 为钢筋混凝土工程 ,
般情况下, 高 层 建筑 并不 适 合 选 择 那 些 不规 则 的平 面 设 计
进行下一步的设计,因此可 以说钢筋混凝土 结构 设计 是一个循 1 . 4倍 ; 序渐进的过程。 ( 2 ) 在对高层钢筋混凝土建筑进行抗 震设计时 , 应 该尽 量调 整好高层建筑 的平面形状和结构布置, 尽量避免设置防震缝 。如
1 . 2 框 架一 剪 力墙结构 设计 方法
那么当框架结构高度不超过 1 5 m时, 缝 宽 应 剪力墙 结构设计是结构延性与刚度的最佳选择 , 其 实指在承 果 必 须 设 置 防震 缝 , O O m m, 如果高度超过 1 5 m时, 应该根据烈度和高度 的不 载力不变 的前提下 , 结构延性对结构影响最大 的是变形 能力, 结 该大于 l
钢筋混凝土高层结构设计常见问题分析
d e s i g n q u a l i t y o f r e i n f o r c e d c o n c r e t e h i g h - r i s e s t r u c t u r e .
问题进 行讨论 和分析,从中分析出高层结构设计需
要 注 重 选 型 设计 、地 基 设 计 以 及 结 构 计 算 三 个 方 面
确 定 该 工 程 项 目的抗 震 等 级 。 然 后 根 据 建 筑 结 构 要 求 ,对 相应 的抗 震 等级 进 行 评 估 和 计 算 , 确 定 抗 震 效 果满 足 高 层 建 筑 结 构 设 计 的 质 量标 准 。
三 、 结 语
【 关键 词】 钢 筋洮凝 土 商层结构设计 问题 解决措施
确 定 剪 力墙 结 构 加 强 部 位 的墙 体 厚度 。 在 进 行 高层 结 构抗 震 设 计过 程 中 ,剪 力墙 的底 部 加 强部 位
高层结构设计精选例题及答案解析
1、有一幢钢筋混凝土框架-剪力墙结构,共9层,首层层高4.2m,其它各层层高3.6m,首层楼面比室外地面高出0.6m,屋顶有局部突出的电梯机房层高3m,试问在计算房屋高度时,下列哪项正确( A )?(A)33.6m (B)33.0m (C)36.6m (D)36.0m2、在抗震设防烈度为7度的地区,现浇框架结构其高度不宜超过(B)(A) 30m (B)55m (C)80m (D)120m3、框架结构适用的房屋最大高度为(B )Ⅰ、抗震烈度为7度时,最大高度为55mⅡ、抗震烈度为7度时,最大高度为60mⅢ、抗震烈度为8度时,最大高度为50mⅣ、抗震烈度为8度时,最大高度为45m(A)Ⅰ、Ⅲ(B)Ⅰ、Ⅳ(C)Ⅱ、Ⅲ(D)Ⅱ、Ⅳ4、某高层建筑,主体高度为63.0m,室内外高差为0.45m,女儿墙高度为1.20m,屋面水箱突出屋面高度为2.70m。
则房屋的高度为(B)(A)63.0m (B)63.45m (C)64.65m (D)67.35m5、下列哪一种结构体系所建房屋的高度最小( B )(A)现浇框架结构(B)装配整体框架结构(C)现浇框架-剪力墙结构(D)装配整体框架-剪力墙结构6、在地震区建造房屋,下列结构体系中何者适合建造的房屋最高(B )?(A)框架(B)筒中筒(C)框架筒体(D)剪力墙7、有一幢高层建筑筒中筒结构,矩形平面的宽度26m,长度30m,抗震设防烈度为7度,要求在高宽比不超过《高规》限值的前提下,尽量做高,指出下列哪个高度符合要求(C )?(A)156m (B)140m (C) 143m (D)130m8、在下列地点建造高层建筑,何者承受的风力最大(A )?(A)建在海岸(B)建在大城市郊区(C)建在小城镇(D)建在有密集建筑群的大城市市区9、在设计高层建筑风载载值时,下列何种情况风载应乘以大于1的风振系数β(B )?(A)高度大于50m ,且高宽比大于1.5;(B)高度大于30m ,且高宽比大于1.5;(C)高度大于50m ,且高宽比大于4 ;(D)高度大于40m ,且高宽比大于3;10、在设计特别重要和有特殊要求的高层建筑时,标准风压值应取重现期多少年(B)?(A)30 (B)50 (C)80 (D)10011、多遇地震作用下层间弹性变形验算的重要目的是(A)防止结构倒塌(B)防止结构发生破坏(C)防止非结构部分发生过重的破坏(D)防止人们惊慌12、二级抗震梁,已计算得到下列数据:(A )按实际配筋计算V b =318KN-M (B )按梁端弯矩设计值计算V b =300KN-M(C )按内力组合V b =250KN-M 。
浅析钢筋混凝土高层结构设计的常见问题
时,虽可考 虑场地 特征 ,选择结构刚度 以减 少地震作 用效应 ,但 是也要注意控制结构变形 的增 大,过大的 变形将会 因P A效应过大 而导致 结构破坏 ;结构 除需 —
要 满 足 水 平 方 向刚 度 和 抗 震 能力 外 ,还 应 具 有 足 够 的 抗 扭 刚度 和 抵抗 扭 转 震动 的 能力 。 5 .在 一 个 独 立 的 结 构单 元 内 ,应 避 免 应 力集 中 的 凹 角 和 狭 长 的缩 颈 部 位 ;避 免在 凹 角 和 端 部 设 置 楼 、 电梯 间 ;减 少 地 震 作 用 下 的扭 转 效 应 。竖 向体 型 尽 量 避 免 外 挑 , 内 收也 不宜 过 多 、过 急 ,结 构 刚 度 、承 载 力 沿 房 屋 高 度 方 向 不 宜 均 匀 、 连 续 分 布 、避 免造 成 结 构 的 软 弱 或 薄 弱 的 部位 。 应 避 免 因 部 分 结 构 或 构 件 破 坏 而 导 致 整 个 结构 丧 失 抗 震 能 力 或 对 重 力 荷 载 的承 载 力 。根 据 具 体情 况 , 结 构 单 元 之 间应 遵 守 牢 固连 接 或
没有验算和证 实,那么建筑物是否真能做 到 “ 中震可 修 ,大震不倒 ”,无人知晓 。对抗震设 防烈度较 高地
区 的特 别 重 要 建 筑 和 超 限 建 筑 , 审查 专 家往 往 会 提 出 更 具 体 的设 计 指 标 : ( ) 中震 或 大 震 不 屈 服 设 计 ; 1 ( ) 中 震 或 大 震 弹 性 设 计 ;要 求 设 计 单 位 确 保 实 现 2 “ 三水 准 ”的 设计 目标 。
能 ,而 不仅 仅 是 不坏 不倒 。 4.水 平 地 震 作 用 是 双 向 的 , 结 构 布 置 应 使 结 构
论钢筋混凝土高层结构设计的常见问题
论钢筋混凝土高层结构设计的常见问题作者:王晔来源:《城市建设理论研究》2013年第18期摘要:随着城市化进程的加快,高层建筑已成为现代城市建设中的一种重要的建筑形式。
高层建筑结构设计是高层建筑建造的基础,通过合理的设计,使得结构具有足够的承载力、刚度和抗震性能等是设计中的重点。
本文就此阐述高层建筑结构设计中的若干问题。
关键词:钢筋混凝土;高层结构;结构设计;中图分类号:TU375 文献标识码:A 文章编号:1、高层建筑结构形式分类1.1 框架结构体系框架结构体系采用梁、柱组成的结构体系作为建筑竖向承重结构,并同时承受水平荷载,适用于多层或高度不大的高层建筑。
框架结构的布置要注意对称均匀和传力途径直接。
传统的楼盖结构布置采用主次梁的作法为主,逐步向扁梁或无梁楼盖发展。
框架柱是框架结构的主要竖向承重和抗侧力构件, 以受压应力为主。
1.2 剪力墙结构体系剪力墙结构体系是利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构体系。
剪力墙的间距受楼板构件跨度的限制,一般为3~8 米。
因而剪力墙结构适用于要求小房间的住宅、旅馆等建筑。
剪力墙一般采用钢筋混凝土材料,可分为全部为现浇的剪力墙,全部用预制墙板装配而成的剪力墙,内墙为现浇、外墙为预制墙板的剪力墙。
1.3 框架——剪力墙结构体系框架——剪力墙结构是将框架和剪力墙结合在一起而形成的结构形式。
它既有框架结构平面布局灵活、适用性强的优点,又有较好的承受水平荷载的能力, 是高层建筑中应用比较广泛的一种结构形式。
1.4 筒体结构随着建筑物高度的增加,传统的框架结构体系、框架——剪力墙结构体系已不能很好地满足结构在水平荷载作用下强度和刚度的要求。
筒体体系在抵抗水平作用方面具有良好的刚度,并能形成较大的使用空间,筒体是由框架和剪力墙结构发展而成。
它是由若干片纵横交接的框架或剪刀墙所围成的筒状封闭骨架。
2、结构概念设计应注意的问题2.1 在结构体系上,应重视结构的选型和平、立面布置的规则性,择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。
钢筋混凝土高层结构设计中常见问题分析
钢筋混凝土高层结构设计中常见问题分析【摘要】近年来,我国社会经济不断发展,再加上日渐增多的人口数量,越来越多的高层建筑开始走进人们的生活中。
钢筋混凝土高层建筑与多层建筑相比之下,其楼层更多,承受的荷载更大,对设计要求也更高,尤其是结构设计,必须要求设计者综合考虑各种影响因素,慎重、细致地设计各个部位,确保设计科学合理。
【关键词】钢筋混凝土;高层建筑;结构设计社会的不断进步,推动了我国建筑事业的迅速发展,而我国人口众多,土地资源有限,必须开发高层建筑,从而满足人们源源不断的需求。
钢筋混凝土高层建筑的质量不仅关系着人们的生命财产安全,而且和建筑企业的生存发展也有着十分紧密的联系。
结构设计作为建筑设计的极其重要的一部分,直接影响着工程的施工和建筑的质量,因此,作为设计者必须以仔细认真的态度做好结构设计。
1.高层建筑的结构受力在进行高层建筑的结构设计时,弄清结构的受力情况是重中之重。
结构受力情况对于建筑物地面在水平方向和竖直方向上的稳定性具有决定性的作用,与高层建筑的质量有着十分密切的联系。
建筑物通常是由体积大、重量大的各种构件组合而成的一个整体,因此,建筑结构起着传递构件重量的作用,从而使建筑所承受的荷载显著减小。
结构负荷通过垂直向下的方式传递给地面,在进行结构设计时,作为设计者应当选择合理的结构体系,并对该体系向下的作用力与地基承载力之间的关系进行详细地了解并掌握。
因此,设计者必须经过揣摩、设想,最终确定合理的承重柱、墙的数量和分布情况,并以此为基础,结合实际情况,设计出合理的结构受力图。
2.结构选型高层建筑的结构设计是以结构选型为基础进行的。
那么,在结构选型阶段,应当注意以下几种问题:2.1 结构的规则性问题建筑结构设计规范经过几年之后会再经过一系列地改进和完善,那么新规范与旧规范相比之下,关于结构设计这一部分,限制条件增加了许多,更注重结构的规则性。
而且在新规范中有明确规定,所有不规则的设计方案禁止在工程中使用。
分析钢筋混凝土高层结构设计的常见问题
5 . 结构计 算
房屋建 筑结 构设计 新规范已经发布 ,各种各样 的结构设计计算软件
一
但 是依然会 出现许 多问题 , 一方 面是因为软件 的不完善 , 另 震性能 , 就是说设计者不仅仅要保证 建筑在地震作用后不倒 , 还要保证建 也层 出不穷 , 方面是 由于设计者对规范 的理解不深刻 。如何准确 的进行结构 内力分 筑物可以正常使 用。
果不准确会使设计者进入误区。 的现象。
钢筋混凝 土高层建筑结 构设计最需 要考虑 的就是结构 的抗震性 能 ,
概念设计时应该注意几个问题 :
轴压 比和短柱 问题。控制轴压 比可以使钢筋尽可能的发挥其作用 , 避 免发生钢筋未屈服混凝土就被压碎的状况 , ,钢筋混凝土高层建筑 中, 有
2 . 钢 筋 混凝 土高 层 的概念 设计
破, 大大减小 了高层建筑外 观的局 限性。规 范中的有一些不合理 的限制 , 结构概 念设 计的 目的是保证建筑结构的 良好抗震性 能 , 一般 通过选 如顶点位移 限值不合理 , 上下层转角 比值应 高调整 为1 较合理 等。结 构水 择有 利的结构和进行合理的布置 ,采取能够加强抗扭刚度减少建筑 结构 平层的侧 向刚度 时要避免外柱子剪力的大幅度增加 , 设计时要慎重考虑 。 扭转 的措施 , 设计延 展性能好 的结构 , 在结构薄 弱部位采 取加 固手段 , 防 结构超 高问题 。建筑 物的高度在抗震规范中有严格 的限制 , 尤其是规 止在 高强度 外力作用时薄弱部位过早破坏 , 引起整体 的结构失稳 , 概念设 范更改 以后 , 特别强调了建筑 的超 高问题 , 在原来 的A 级别限制高度基础 计 中还有 二次抗 震的措施设计 , 也就是所谓的第二道 防线 , 概念设 计在建 上 , 增加 了B 级别 的建筑 , 当建筑的高度超过高度限制级 别时 , 其结构设计 筑设计 中有重要作用 , 尤其是在高层建筑设计 中, 概念设计要求结 构设 计 方法就要相 应的发生改变 , 而且通常改变的幅度很大 。以往的实例中也有 者对设计 规范有很好的理解 , 并能够对结构受力作 出准确 的计算 , 计算结 因结构类型改变但没有做 出设计变更 ,最后导致施工 图会审时没有通过
钢筋混凝土高层结构设计中常见问题探讨
安 全隐 患 。
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( )短 肢剪 力 墙 的设 置 问 题 在 文 献 [ ] , 4 1 中 对 墙肢 截 面高厚 比为 5 8的墙 定 义 为 短肢 剪力 墙 , ~ 且 根据 实 验数据 和实 际经 验 , 短肢 剪 力墙在 高层 建筑 对 中的应 用 增加 了相 当多 的 限 制 , 此 , 高层 建 筑 设 因 在 计中, 结构 工 程 师 应 尽 可 能 少 采 用 或 不 用 短 肢 剪 力
墙, 以避ห้องสมุดไป่ตู้免给后 期设 计工 作增 加不 必要 的麻烦 。
下 的扭转 效应 。竖 向体 型尽 量避 免外 挑 , 内收也 不宜
过多、 急, 过 结构 刚 度 、 载力 沿房 屋高 度方 向不 宜均 承
匀 、 续分 布 、 免 造 成 结 构 的 软 弱 或 薄 弱 的 部 位 。 连 避 应避 免因 部分结 构 或构 件 破 坏 而 导致 整 个 结 构 丧 失
摘
要 : 着 高 层 建 筑 的 不 断 涌 现 , 层 建 筑结 构设 计 逐 渐 成 为 结 村 工 程 师 设 计 工 作 的 主 要 重 点 和 难 点 所 在 。 文 章 根 据 钢 筋 混 凝 随 高
士高层结构 设计工程实践, 就钢筋混凝土 高层结构设计 中概念设计 、 地基 与基础设计 、 构计算与 分析等方 面总结 了近几年来 高 结 层建筑结构设计 中的一些问题 , 为高层建筑结构分析与设计提供一定的参考 。 关键词 : 高层结构设 计; 概念设计 ; 地基 与基础设计 ; 结构计算
要 注意 如下 几个方 面 : 固端楼 板 的设 计 、 固端上 嵌 嵌
下层 刚度 比的 限 制 、 固 端上 下层 抗 震 等级 的 一 致 嵌 性、 在结 构 整体计 算 时 嵌 固 端 的设 置 、 构 抗 震 缝设 结 置与嵌 固端 位置 的协 调等 问题 , 而忽 略其 中任 何一个
高层建筑结构设计存在的问题及优化措施分析
高层建筑结构设计存在的问题及优化措施分析摘要:高层建筑结构设计阶段,在满足安全性、耐久性的前提下,对结构设计的优化,有利于实现建筑结构设计的经济性。
基于此,本文笔者根据多年工作经验对高层建筑结构设计存在的问题及优化措施进行简要分析。
关键词:高层建筑;结构设计;优化;一、高层建筑结构设计中的常见问题1.抗风问题因为高层建筑的楼层较多并且高度较高,所以,相对其他建筑,高层建筑更容易改变风的流动性与空气的动力效应。
由于建筑的刚架结构以及玻璃幕墙等柔性结构的刚度较小,在风荷载较大的情况下,很容易破坏建筑物的墙体、装饰结构及支撑结构,降低建筑物的稳定性。
因此,进行高层建筑结构设计时,需要对结构进行抗风设计,防止建筑物受自然因素的影响而存在隐患[2]。
2.抗震问题高层建筑抗震结构设计一直以来都是建筑结构设计中的一个难点。
因为地震属于自然因素,而每个地区的抗震设防烈度不同,计算得出的数据也并不是所有地区都适用,并且计算地震结构设计数据时,存在许多不确定性因素,加之一些设计人员的灵活性不足,不能很好地完善抗震结构设计。
3.消防问题针对高层建筑结构消防设计,在我国相关规范中有明确规定。
由于高层建筑楼层比较多,发生火灾时,高层建筑难以疏散住户,对控制火势不利,并且排烟系统设计难度大等,都是高层建筑防火结构设计急需攻克的问题[3]。
二、高程建筑结构设计常见问题的优化措施1.科学设计建筑平面针对高层建筑结构中出现的扭转问题,在建筑结构设计中,相关设计人员应以地基具体形状和建筑物功能需要等为依据,科学合理地设计建筑物外形,尽可能采取长方形、圆形等相对常规的建筑平面,提高建筑结构的稳定性。
2.提高建筑抗风荷载作用的能力为了使高层建筑抗风构件与结构设计的牢固性符合要求,对高层建筑结构进行抗风设计时,必须充分做好以下工作:1)优化基础,只有高层建筑的基础部分稳定性较强,才能保证高层建筑上部分结构的稳固性。
因此,明确混凝土的级配标准成为高层建筑基础设计最基本的工作。
结构设计最困惑的29个问题答疑汇总(精辟)
结构设计最困惑的29个问题答疑汇总(精辟)店项目底部一层或若干层因建筑功能要求(如大厅或商业)需要大空间时,一般采用部分框支剪力墙结构.(3)对于高度大于100米的高层写字楼,一般采用框架-核心筒结构.3、广州地区某40米高的办公楼采用框架结构体系合理吗?解释:不合理.7度区框架结构经济适用高度为30米,超过30米较多时应在合适的位置(如楼梯、电梯、辅助用房)布置剪力墙,形成框架-剪力墙结构体系.这样子剪力墙承受大部分水平力,大大减小框架部分受力,从而可以减小框架柱、框架梁的截面和配筋,使得结构整体更加经济合理.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之二1、框架结构合理柱网及其尺寸?解释:(1)柱网布置应有规律,一般为正交轴网.(2)普通建筑功能的多层框架结构除个别部位外不宜采用单跨框架,学校、医院等乙类设防建筑以及高层建筑不应采用单跨框架.(3)仅从结构经济性考虑,低烈度区(6度、7度)且风压小(小于0.4)者宜采用用大柱网(9米左右);高烈度区(8度及以上)者宜采用中小柱网(4~6米左右).(4)一般情况下,柱网尺寸不超过12米;当超过12米时可考虑采用钢结构.2、框架结构材料合理选择?解释:(1)混凝土:多层框架柱混凝土强度等级可取C25、C30,高层框架柱混凝土强度等级可取C35、C40.梁混凝土强度等级可取C25、C30.(2)钢筋:一般情况下梁、板、柱钢筋采用HRB400,梁纵筋可用HRB500.3、框架结构楼盖形式合理选择?解释:(1)框架结构楼盖可采用单向主次梁、井字梁、十字梁形式.从结构合理角度考虑次梁的布置应使得单向板板跨为3.0米左右,双向板板跨为4.0米左右.(2)从建筑功能考虑,一般来说,学校、商场一般采用井字梁、十字梁较多;办公楼、会所、医院一般采用主次梁较多.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之三1、框架柱截面合理尺寸确定?解释:(1)框架结构柱截面通常由轴压比限值控制,一般情况下,柱计算轴压比=轴压比规范限值-0.1较为合适.(2)除甲方对经济性有特殊要求时,一般情况下,多层框架柱截面尺寸改变不超过2次;高层框架柱截面尺寸改变不超过3次.(3)柱截面形状一般为矩形(长宽比一般不超过1.5),且柱截面长边平行于结构平面短边方向.(4)当层数为10层时,方形柱尺寸700~1000mm;当层数为5层时500~800,大柱网取大值,小柱网取小值.2、梁截面合理尺寸确定?解释:(1)在正常荷载情况下,框架梁截面高度可以按L/13估算,单向次梁截面高度可以按L/15估算,双向井字梁截面高度可以按L/18估算.(2)梁截面宽度可取为梁高的1/3~1/2.(3)最终梁截面尺寸根据计算结果确定,一般情况下应确保绝大多数梁支座配筋率为1.2~1.6%,不宜超过2.0%,跨中配筋率为0.8~1.2%.(4)框架梁高度一般为600~800mm,宽度一般为250~350mm;次梁截面高度为500~600mm,宽度一般为200~250mm.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之四1、楼板合理厚度确定?解释:(1)在正常荷载及正常跨度范围内,单向板板厚约取h=L/30,双向板板厚约取h=L/38,悬臂板板厚约取h=L/10,并应使得计算配筋接近构造配筋.(2)实际工程中一般板厚取值为100mm、120mm、150mm 较多.2、悬臂结构设计注意事项?解释:悬臂结构属于静定结构,安全度较低,因此设计时应适当加大安全储备(实配钢筋比计算配筋增大约30%).悬臂梁跨度尽量控制在3.5米以内,悬臂板尽量控制在1.2米以内.如超出此范围,应特别注意挠度和裂缝的验算或采用其他结构形式(如设置斜撑等).3、框架结构各构件材料用量大致比例?解释:框架结构由梁板柱构件组成,多层框架结构其材料用量比例大致如下:混凝土量:梁—约30%,板—约55%,柱—约15%;钢筋量:梁—约50%,板—约25%,柱—约25%.因此,设计框架结构时,应注意柱网大小、板厚取值及梁配筋率的控制,确保结构经济合理.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之五1、混凝土容重一定要大于25吗?解释:《荷规》规定钢筋混凝土容重为24~25KN/㎡.工程设计中大多数设计单位和审图机构都要求考虑混凝土构件表面抹灰重量而将混凝土容重相应提高,如框架结构或框剪结构取25.5KN/㎡,剪力墙取26KN/㎡.实际上直接取25KN/㎡也是可以而且是合理的.因为实际梁板、梁柱节点会有一部分重合部分,而软件并未考虑此因素,即梁板及梁柱节点区重复计算了多次重量,这部分重量一般足以抵消构件抹灰重量.2、风荷载信息中结构基本周期需要考虑填充墙作用而折减吗?解释:此处结构基本周期主要用于计算风振系数,多数设计单位和审图机构在风荷载信息中填的结构基本周期都是未进行折减的,即直接填入计算周期.实际按照相关结构理论和规范要求,此处应该填折减后的结构自振周期,因为在风荷载作用下,结构必然处于弹性状态,填充墙肯定没有开裂和破坏,其斜撑作用会使得结构刚度增大,周期减小,因此填入折减后的结构自振周期才是符合实际情况而且是最合理的.但填入未折减的结构自振周期,风振系数是偏大,风荷载也是偏大,对于结构是偏安全的.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之六1、框架结构平均重度大致规律?解释:采用轻质砌块的常规框架结构6、7度区平均重度为12~13KN/㎡,8度区为13~14KN/㎡;当内部隔墙少时取低值,当内部隔墙多时取高值.2、框架结构需要控制哪些整体指标?解释:需要控制层间位移角、位移比、抗侧刚度比及楼层受剪承载力比,不需要控制周期比.剪重比、刚重比很容易满足规范要求的.3、框架结构抗侧刚度比及楼层受剪承载力比不满足规范怎么办?解释:当底部层高较大时,特别容易造成框架结构抗侧刚度比及楼层受剪承载力不满足规范要求.此时,一般可以采用加强层高较大楼层框架柱和框架梁的截面,必要的时候需要改变结构体系,采用框架-剪力墙结构.单独在底部层高较大楼层处设置剪力墙或斜撑的方法在计算结果上可以解决上述问题,但使得结构体系较为怪异,底部为框剪结构上部为框架,这其实并不妥当,相当于超限工程.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之七1、水平力的夹角和斜交抗侧力构件方向的附加地震数的区别?解释:两个参数不同之处(1)水平了的夹角不仅改变地震作用的方向而且同时还改变风荷载作用的方向;斜交抗侧力构件方向的附加地震方向角仅改变地震作用的方向.(2)侧向水平力沿整体正交坐标方向作用与沿某夹角方向作用的计算结果应该取其最不利组合来进行构件的设计,但软件中“水平力夹角”参数不能自动取其最不利组合,必须由工程师对计算结果一一比较包络设计.而“斜交抗侧力构件方向的附加地震数”参数是可以自动考虑最不利组合,直接完成构件截面设计.2、屋顶构架是否必须满足扭转位移比的要求?解释:从工程实际分析,对于屋顶构架或高出屋面较多的构筑物,应参与结构整体分析计算,但可适当放宽其扭转位移比限值的要求.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之八1、框架柱轴压比超限怎么办?解释:方法有二:(1)加大柱截面;(2)提高柱混凝土强度等级.2、框架柱计算纵筋较大怎么办?解释:(1)框架柱一般情况下为构造配筋,若少数框架柱或顶层框架柱可能出现计算配筋(即计算纵筋大于最小配筋率),可调整柱截面形状(X向配筋较大则将柱Y向加长,Y 向配筋较大则将柱X向加长).(2)如很多框架柱都出现计算配筋,则应考虑在合适的位置设置剪力墙成为框架-剪力墙结构,减小框架部分受力.3、梁抗弯超筋怎么办?解释:当建筑允许时优先加大梁高;建筑不允许时加大梁宽;梁截面尺寸无法改变时应调整楼盖梁布置,改变梁的受力状态.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之九1、梁抗剪超筋怎么办?解释:如果梁较短且是高烈度区,有效方法是将梁高做小,梁宽做大.2、梁剪扭超筋怎么办?解释:一般是由于垂直于该梁的次梁弯矩引起的,有效方法是将该次梁点铰接.3、框架梁柱节点抗剪超如何解决?解释:对于高烈度区(8度及其以上地区)框架结构经常容易出现节点抗剪不足的问题,尤其是异形柱结构.解决节点抗剪不足有效的方法有两种:(1)把框架梁做宽或者框架梁在节点处水平加腋;(2)在合适的位置设置剪力墙成为框架-剪力墙结构,减小框架部分的内力.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之十1、框架柱纵筋上层比下层大合理吗?解释:框架柱是压弯构件,上部(尤其是顶层)框架柱一般都是轴压力比较小,弯矩比较大,这是属于大偏心受压状态.大偏心受压状态下轴压力是有利的,即轴压力越大配筋越小,轴压力越小配筋越大.因此在高烈度区或大柱网的情况下就会出现框架柱越到上部楼层柱纵筋越大的现象.2、梁挠度超限怎么办?解释:钢筋混凝土受弯构件的挠度应按荷载的准永久组合计算,即不考虑风荷载和地震作用,一般情况下仅考虑1.0恒+0.5活.(1)当计算的长期挠度不大于规范限值的1.20倍时,可以用指定施工预起拱值的办法解决,一般施工预起拱值为L/400.(2)当计算的长期挠度大于规范限值的1.20倍时,应加大梁高.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之十一1、梁计算裂缝超限怎么办?解释:钢筋混凝土构件的计算应按荷载的准永久组合计算,即不考虑风荷载和地震作用,一般情况下仅考虑1.0恒+0.5活.容易出现梁计算裂缝超限的情况是:(1)跨度大于6.0米的简支梁或跨度超过9米的连续梁;(2)低烈度区跨度大于9.0米且支座配筋率超过2.0%的框架梁;当计算裂缝不大于规范限值的1.1倍时,可以小直径纵筋减小计算裂缝宽度;当计算裂缝大于规范限值的1.1倍时,应优先考虑加大梁高.2、什么是楼板大开洞?解释:当楼板开洞尺寸大于1个柱网尺寸且洞口尺寸超过对应边长的30%时,一般就可以认为是大开洞.3、楼板大开洞应采取什么加强措施?解释:(1)加厚洞口附近(楼板削弱的那个部分)楼板(一般为相邻楼板厚度的1.25倍),配筋率双层双向0.25%;(2)在洞口周边设置边梁,当不能设置明梁是可以设置暗梁,边梁及暗梁的配筋应加强.边梁的纵筋要放大1.25倍,腰筋应为抗扭腰筋;暗梁宽度可板厚的2~3倍,纵向钢筋配筋率为1.0~1.5%.(3)计算分析时应在“特殊构件补充定义”中定义为“弹性膜”.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之十二1、梁纵筋有哪些规定和要求?解释:(1)每排纵筋的摆放的最大根数应满足《砼规》9.2.1条要求;梁纵筋直径不宜小于12mm,选用的梁直径应与梁截面相适应,考虑抗震结构的延性及结构构件的抗裂要求,不宜选用直径很大的钢筋,梁底筋最少根数,当梁宽b≤200时为2,b=250~300时为3,b≥350时为4,当b≥400时应考虑满足箍筋肢距而取相应的最少根数.(2)梁纵向受拉钢筋的最小配筋率应满足《砼规》11.3.6条的要求;梁端纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于2.5%,梁的纵向钢筋的配置,需满足《抗规》6.3.4条第1和第2点要求;(3)梁端截面底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值,应满足《抗规》6.3.3条第2点要求;此条容易因悬挑端上部纵筋伸过支座内侧后,造成内侧梁端截面底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值不满足及内侧支座受拉钢筋配筋率大于2%时,不同的抗震等级对应的箍筋最小直径没有增大2mm;(4)钢筋的直径级差.同一截面内的梁底或面筋(指受力筋),其直径不宜相差两级,如Ф20可与Ф18,Ф16并用,但Ф22不宜与Ф16并用.(5)通长筋与架立筋的使用原则:《抗规》6.3.4条①一、二级框架梁:双肢箍时:拉通两根面筋四肢箍时:A:拉通二根面筋+架立筋(2Ф12)B:拉通四根面筋:(二根面筋<1/4座面筋时)②三、四级框架梁:双肢箍时为2Ф12(与主筋搭接)四肢箍时为4Ф12(与主筋搭接)③普通次梁的架立筋根据跨度可为(2Ф10)或(2Ф12).《砼规》9.2.6条(6)架立筋的使用根据甲方对经济性有要求时使用,没有要求的情况下,可以根据箍筋的肢数拉通相应的支座钢筋数量,避免使用小直径通长钢筋与支座钢筋绑扎搭接.(7)梁纵筋尽量控制支座负筋及跨中底筋的钢筋排数不超过2排.一是考虑支座处钢筋太密,混凝土的浇捣不好施工,不易保证质量,二是从经济性的角度.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之十三1、梁箍筋有哪些规定和要求?解释:(1)梁箍筋加密区配置需满足《抗规》6.3.3条要求,容易违反的地方是一级抗震时箍筋最小直径没有从10开始;加密区箍筋最大间距忽视与梁高的关系,如受建筑条件限制,框架梁梁高为350mm时,箍筋最大间距应满足350/4,取85mm.(2)梁箍筋非加密区配置需满足沿梁全长的面积配箍率.《砼规》11.3.9条(3)梁箍筋肢距需满足《抗规》6.3.4条第3点,一般情况下,350mm以下宽度梁两肢箍,350mm及以上宽度4肢箍,800mm及以上6肢箍,不建议使用奇数肢箍;抗震等级为一级时,梁宽尽量不做300mm,以避免使用3肢箍.2、梁上起柱需要设置附加箍筋和附加吊筋吗?解释:梁下部或梁截面高度范围作用有集中荷载,不仅限于次梁,还有吊挂荷载、雨蓬钢梁埋件等,此时梁下部混凝土处于拉-拉的受力的复合状态,其合力形成的主拉应力容易导致梁腹板中产生纵向斜裂缝,因此均需设置附加箍筋或吊筋.受力较小时,优先采用附加箍筋;附加箍筋直径应与该处现有箍筋直径一致.受力较大时,可采用附加箍筋和吊筋组合.当在梁上托柱时,柱轴力直接通过梁上部受压混凝土进行传递,当梁上柱轴力不大时不用验算柱传递的集中荷载对梁所产生的剪切作用,但如果柱所传递的荷载较大(超过两层时),还需在梁中配置相应的吊筋和箍筋,用以提高框架梁的抗剪性能.千万要注意并不是所有的梁上起柱位置都不必附加吊筋和箍筋,而应该根据梁上柱轴力大小来确定.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之十四1.柱纵向钢筋有哪些要求?解释:(1)柱全部纵向钢筋的配筋率,不应小于《抗规》6.3.7条的规定值;柱的纵向钢筋的配置,需满足《抗规》6.3.8条要求;(2)柱的纵向受力钢筋直径不宜小于12mm,纵向钢筋净间距不应小于50mm,且不大于300mm,圆柱中纵向钢筋根数不宜少于8根,不宜少于6根,且沿周边均与布置.2.柱箍筋有哪些要求?解释:(1)柱箍筋的配置,需满足《抗规》6.3.9条要求;尤其注意柱端箍筋加密区箍筋的最小体积配箍率要求.(2)梁柱节点核心区箍筋大于柱端加密区箍筋时,需单独指定节点核心区箍筋.柱配筋时,需先判断柱子是否是短柱,如果剪跨比小于等于2,柱箍筋需全高加密.(3)柱箍筋肢数按下列图形确定:2.柱箍筋有哪些要求?(4)纵筋根数超过上图中箍筋肢数时,允许纵筋隔一拉一,不需要再增加箍筋肢数,以免核心区箍筋太多影响节点核心区混凝土的浇捣而影响质量.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之十五1.板的受力钢筋有哪些要求?解释(1)板的最小配筋率需满足《砼规》8.5.1条要求;(2)板钢筋的直径通常用的最多是右上方的Φ8和Φ6,一般板面用Φ8,板底钢筋用Φ8或Φ6.钢筋的间距需满足《砼规》9.1.3条要求.常用的受力钢筋的直径从考虑施工方便的角度看,通长采用100、125、150、175、200mm,如果需控制经济性,则根据计算结果选取对应的面积最接近的间距,如板支座处计算结果308mm2,可直接选用Φ8@160.钢筋混凝土板的负弯矩调幅幅度不宜大于20%,《砼规》5.4.3条.(3)板的受力钢筋的长度需满足《砼规》9.1.4条要求;普通楼板:负筋采用分离式配筋方式,当跨度≥4.5m时负筋拉通50%;屋面板:双层双向拉通,支座处可搭配附加短筋,附加短筋长度可取净跨1/5.2.等高井字梁的交点,是否设置附加箍筋或吊筋?其吊筋构造要求如何?解释:江湖中绝大多数设计单位做法是在等高井字梁交点的四边每侧构造设置3根附加箍筋.其实如果两向跨度、截面、受力、配筋均相同时,则两方向井字梁从受力上讲没有主次之分,共同受力,此时可以不设置附加箍筋.即使考虑到活荷载不利布置及实际活荷载分布的差异性导致次梁内力存在差异,可以在井字梁每侧附加一道箍筋即可.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之十六1、关于伸缩缝最大间距问题?解释:(1)当采用有效措施下,一般常规项目伸缩缝最大间距可比规范要求放宽2倍左右.温差叫小地区更是可以放宽.(2)减小温度应力措施:1顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化影响较大的部位提高配筋率,对于剪力墙结构,这些部位的最小构造配筋率为0.25%,实际工程一般在0.3%以上;2顶层加强保温隔热措施,外墙设置外保温层;3现浇结构两端楼板中配置温度筋,配置直径(8)较小、间距较密(150mm)的温度筋,能起到良好的作用.(3)减小混凝土收缩应力措施:1每30~40m间距留出施工后浇带,带宽800~1000mm;钢筋采用搭接接头,后浇带混凝土宜在45d后浇灌;2采用收缩小的水泥、减少水泥用量、在混凝土中加入适宜的外加剂.2、隔墙下不布梁如何处理?解释:楼板上砌有固定隔墙且墙下不设梁时,可采用等效均布荷载作为恒载考虑.双向板可用该墙的线荷载除以与板垂直的跨度进行等效.单向板可用该墙的线荷载除以短跨进行等效多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之十七1、当塔楼建筑组合平面长度较大时,应如何处理?解释:高层住宅小区中经常会出现组合建筑平面的情况,当建筑组合平面长度较大时,在不影响建筑使用功能和立面的前提下,一般应通过抗震缝将其分分隔成几个长度较小、平面较规则的结构单元.这样不仅使得结构受力简单,而且会较大幅度地降低结构造价.2、当裙楼平面长度较大时,应如何处理?解释:高层住宅小区中经常会出现一个大裙楼上部有多个塔楼的情况,在不影响建筑使用功能和立面的前提下,一般宜在裙楼平面多个塔楼间设置抗震缝,避免形成超长大底盘多塔楼结构.这样可使得结构受力简单,结构设计难度降低,而且会降低结构造价.3、剪力墙布置原则有哪些?解释:(1)缝凸角必布墙,楼梯、电梯必布墙,墙墙宜对直联合.(2)剪力墙间距:6度、7度宜6~8米,8度宜3~5米.(3)剪力墙形状宜双向且简单,优先L形、T形,其次用一字形、C形,偶尔用工形、Z形;(4)凡是约束边缘构件不能做成高规图7.2.15样式的墙肢都应该尽量少用.(5)多用普通剪力墙,少用甚至不用短肢剪力墙.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之十八1、剪力墙混凝土等级的经验取值是多少?解释:(1)对于6、7度设防地区,一般来说结构底部剪力墙混凝土等级为40层C60,30层C50,20层C40.(2)对于8度设防地区或基本风压大于0.8的地区,,一般来说结构底部剪力墙混凝土等级为40层C50,30层C40,20层C35.2、剪力墙厚度和长度的经验取值是多少?解释:(1)剪力墙厚度h与楼层数n关系:6度为h=8n,7度为h=10n,8度为h=12~15n,且h≥200mm.(2)剪力墙长度L:不超过30层的建筑,6、7度剪力墙长度较短,一般为8.5~12h;8度区剪力墙长度较长,一般为12~20h.3、是否所有的剪力墙墙段长度都不能大于8米?解释:(1)一般来说,在一个结构平面中,剪力墙的长度不宜相差过大,通常要求最长剪力墙与多数剪力墙长度相比不应大于2.5.单片剪力墙长度一般不宜大于8米,否则其将吸收过大的地震力,在地震时将首先破坏,对抗震是十分不利的.(2)当剪力墙围合成筒体时,各片之间互相作用形成一个空间整体,其抗侧刚度和抗侧能力均大幅度提高,因此筒体墙段长度可以大于8米.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之十九1、上下楼层剪力墙长度可以变化吗?解释:(1)一般情况下,上下楼层改变剪力墙厚度,保持剪力墙长度不变.(2)当为了保证上下楼层建筑空间净尺寸相同,也可以保持剪力墙厚度不变,改变剪力墙长度.(3)一般不采用既改变剪力墙厚度又改变剪力墙长度的做法.2、是否所有的剪力墙墙段长度都不能大于8米?解释:(1)一般来说,在一个结构平面中,剪力墙的长度不宜相差过大,通常要求最长剪力墙与多数剪力墙长度相比不应大于2.5.单片剪力墙长度一般不宜大于8米,否则其将吸收过大的地震力,在地震时将首先破坏,对抗震是十分不利的.(2)当剪力墙围合成筒体时,各片之间互相作用形成一个空间整体,其抗侧刚度和抗侧能力均大幅度提高,因此筒体墙段长度可以大于8米.3、是否可以采用大部分由跨高比大于5的框架梁联系的剪力墙结构?解释:大部分由跨高比大于5的框架梁联系的剪力墙结构其受力性能类似与框架结构,对抗震性能较差.因此对于层数不多的6、7度设防地区是可以采用的,对于高烈度区则应尽量避免采用.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之二十1、一个方向剪力墙长而多,另一方向剪力墙少而短的结构是否合理?解释:(1)在长方形平面的酒店、公寓等项目由于建筑要求经常会出现这种结构.这种结构一个方向受力性能解决纯剪力墙,另一个方向呈框剪受力状态,抗震性能不好,宜在墙短而少的方向尽可能布置多剪力墙,宜尽量避免类似结构的出现.(2)当不可避免时,应注意采取措施提高剪力墙少而短方向的抗震性能,如提高该方向剪力墙及框架梁的抗震等级.2、剪力墙住宅结构剪重比规律?解释:层数超过20层的剪力墙住宅结构计算剪重比有如下规律:(1)6度区计算剪重比通常小于规范要求,但不宜小于规范要求的90%,否则应加强结构抗侧刚度;(2)7度区计算剪重比宜接近规范要求;(3)8度区计算剪重比一般为规范要求的1.5~2倍.多高层钢筋混凝土结构最困惑的系列问题及其解决办法之二十一1、高层结构自振周期一定要“平动、平动、扭转”吗?解释:高规仅要求第一扭转为主的振型周期与第一平动为主的振型周期比值小于0.9,并为要求两个方向的第一自振周期与扭转为主的第一振型周期均小于0.9.工程设计是中是允许出现“平动、扭转、平动”的振型,但应注意两个主轴方。
钢筋混凝土高层结构设计中的几个问题
将直接影 响后期设计工作 的进行 , 同时 , 是因 提 出 了各种结构体 系下 高层建筑结构计‘ 自 也 算 振 为地基基础也是整个工程造价的决定性 因素 , 因 周期折减系数 。 此, 在这一阶段 , 出现 的问题也有 可能更加严 所 3 振型数 目是否足够 3 在新规范中增加一个振型参与系数 的概念 , 重甚至造成无法估量的损失 。 在地基基础设计 中 要注意地方 肚规范的重要 比问题 。 由于我国占地 并 明确提出了该参数的限值。 由于在旧规范设 计 面积较广 , 地质条件相当复杂 . 作为国家标 准, 仅 中 , 未提出振型参 与系数 的概念 , 即使有该 并 或 仅一本《 地基基础 设计规范 》 无法对全 国各地 的 概念 , 该参数的限值 也 必一定符合新规范的要 未 地基基.f 1都进行详 细的捕述 和规定 , i i { 闪此 , 作为 求 , 因此 , 在计算分析 阶段 必须对计算结果 中该 建立在 国家标准 之下的地方标准 。地方性 的“ 地 参数的结果进行判断 , 决定是否要调整振型数 并 基基础设 计规范” 能够将各地方的地基基础类 型 目的取值 。 和设计处 理方法等一 些成熟的经验捕述和规定 3 多塔之 问各地震周期的互相干扰,是否 4 得 更为详细和准确 , 所以 , 进行地基 基础设计 需要分开计算 在 时, 一定要对 地方规范进 行深入 地学习 , 以避免 段时问 以来 , 大底盘 , 多塔楼的高层建筑 对整个结构设 ¨ 后期设 计工作造成较大影响。 类型大量 涌现 ,而在计 算分析该类型高层建筑 或 3结构计算与分析 时, 是将结构作 为一个整体并按多塔类型进行计 在结 构计算 与分析 阶段 , 准确 , 如何 高效地 算 , 还是将结构 人为地分开进行计算 , 是结构工 对工程进 行内力分析并按照规范要求进行设计 程师必须 注意的问题 。如果多塔问刚度相差较 和处理 , 是决定工程谢 r 质量好坏的关键。由于 大 ,就有可能出现 即使振型参与系数满足要求 , 新规范的推出对结构整体计算和分析部分相 当 但是对某 一座塔楼的地震力训算 误差仍然有可 从而便结构出现不安全的隐患 。 多的内容进行 了调整和改进 , 此 , 结构上程 师 能较大 , 也应该相 当地对这…阶段 比较常 见的问题有 ~ 3 . 5非结构构件 的 算 与设计 个清晰的认识。 住高层建筑 中, 往往存在一些由于建筑美观 3 结构整体t 的软件选掸 . 1 f 算 或功 能要求且非 主体承煎骨架体 系以内的非结 目 比较通用的计算 软件有 : T 、 T 构构件。对这部 分内容 , 前 s wET 、 A A 尤其是高层建筑屋顶处 由于高层建筑的地震作 TS B A或 E A SS P , T B 、A 等 但是 , 由于各 软件 在采 的装饰构件进行设计时, 用的计 算模型上存在着一定的差异 , 因此导致 了 用 和风荷载均较 大, 因此 , 必须严格按 照新规 范 各软件的计算结果有或大或小的不 同。所 以, 在 中增加的非结构构 件的计算处理措施进行没计。 4结束语 进行工程整体结构计算和 分析 时必须依据 结构 类型和引算 软件模 型的特点 选择合 理的计算软 总之 , 钢筋 混凝土高层结构设计是一个 长 件, 并从不 同软件相差较大 的计算 结果 中 , 判断 期 、 复杂甚至循环往 复的过程 , 任何在 这过程 中 哪个是 合理的 、 个是可 以作 为参 考的 。 哪 哪个又 的遗 漏或错 误都有可 能使整个设计过程变得 更 是意义不大的 , 这将是结构工程师在设计工作 中 加复杂或使设计结果存在不安全因素。 以上也只 首要的工作。否则 , 如果选择 了 不合适 的计算软 是笔者在谢 f . 中对问题一些浅薄的认识。 过程
钢筋混凝土高层结构设计常见问题
钢筋混凝土高层结构设计常见问题探讨摘要:目前城市建设中高层建筑越来越多,建筑造型越来越复杂,如何应用现行规范设计出既满足结构安全性又能满足合理的技术经济指标是每个结构工程师所面临的问题,从概念设计、结构选型、地基基础设计、结构计算和分析等方面论述了自己的观点。
关键词:高层结构设计;概念设计;结构选型;地基基础设计;结构计算分析1、概念设计强调结构概念设计的重要性,是要求建筑师和结构师在建筑设计中应特别重视规范、规程中有关结构概念设计的各条规定,设计中不能陷入只凭计算的误区。
若结构严重不规则、整体性差,则仅按目前的结构设计水平,难以保证结构的抗震、抗风性能,尤其是抗震性能。
概念设计要注重以下基本原则:1)结构的简单性。
结构简单是指结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径,结构的计算模型、内力和位移分析以及限制薄弱部位出现都易于把握,对结构抗震性能的估计也比较准确。
2)结构的规则和均匀性。
结构的规则和均匀性是指沿建筑物竖向,建筑造型和结构布置比较均匀,避免刚度、承载能力和传力途径突变,以限制结构在竖向某一楼层或极少数几个楼层出现敏感的薄弱部位;建筑平面比较规则,平面内结构布置比较均匀,使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递,并使质量分布与结构刚度分部协调,限制质量与刚度之间的偏心。
新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。
因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
3)结构的刚度和抗震能力。
水平地震作用是双向的,结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用,应使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度抗震能力;结构刚度选择时,虽可考虑场地特征,选择结构刚度以减少地震作用效应,但是也要注意控制结构变形的增大,过大的变形将会因p-△效应过大而导致结构破坏;结构除需要满足水平方向刚度和抗震能力外,还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转震动的能力。
高层建筑结构设计难点分析
高层建筑结构设计难点分析随着城市化进程的不断加快,越来越多的高层建筑如雨后春笋般拔地而起,成为城市的标志性建筑和地标性建筑。
高层建筑的设计和施工不仅需要考虑建筑的外观美感和功能性,更需要为建筑的结构安全和稳定进行设计。
高层建筑结构设计是一项复杂的工程,其中存在着许多难点和挑战。
本文将从材料选择、结构设计、地基处理等方面对高层建筑结构设计的难点进行分析。
1. 材料选择在高层建筑结构设计中,材料的选择是一个极为关键的问题。
高层建筑需要承受巨大的自重和外部荷载,因此材料的强度和耐久性至关重要。
常见的建筑材料包括混凝土、钢筋、钢材等,它们的质量和性能直接影响着建筑的安全性和稳定性。
传统意义上,混凝土是主要的建筑材料,但是随着钢结构技术的发展,钢结构在高层建筑中的应用越来越广泛。
如何选择适合的材料,保证其质量和性能,是高层建筑结构设计中的一个重要难点。
2. 结构设计高层建筑的结构设计是一个复杂的系统工程,需要综合考虑建筑的受力性能、动力响应、变形控制等诸多因素。
在结构设计过程中,需要进行综合的计算和分析,确定合理的结构形式和施工方案。
还需要考虑整体结构和局部结构之间的协调性和稳定性,确保建筑能够承受各种外部荷载和环境影响。
现代高层建筑不仅需要考虑结构的力学性能,还需要兼顾建筑的美观性和空间布局,如何在这些因素之间取得平衡,也是高层建筑结构设计的难点之一。
3. 地基处理高层建筑的地基处理是一个影响建筑安全和稳定的关键环节。
由于高层建筑的自重较大,地基的承载能力需求也较高。
在地质条件复杂的地区,地基处理更是一项极为复杂的工程。
地基处理不当可能导致高层建筑的沉降和倾斜,严重影响建筑的使用和安全。
如何进行科学合理的地基勘察和处理,是高层建筑结构设计的一大难点。
4. 抗震设计在地震带地区,高层建筑的抗震设计更是一项重要的工作。
地震荷载会对建筑结构产生巨大影响,如何在设计中考虑地震作用,保证建筑在地震中的安全性和稳定性,是高层建筑结构设计中的又一难点。
高层建筑钢筋混凝土结构设计问题
引 言
科学技术发 展的需要推动 了建筑结构 的迅速 变化, 我国建筑工程 正 朝 向高层化发展 。而高层建筑 的施工技术 非常复杂 , 对建筑结构承 载力 要求非常高, 高层建筑钢筋混凝土 结构 设计是高层建筑工程 中一项 重要 组成部分, 在开展建设项 目时要特别重视 高层 建筑钢筋混凝土 结构 设计 工作, 要保证其结构设计的科学性 、 合理性 , 从而可 以满足人们 生活 的需 要, 此外建筑 钢筋混凝土结构设计还必须 要使建筑具备一定 的抗震和 抗
易被腐蚀 。
( 3 ) 适用性 : 通过对高层 建筑 钢筋混凝土结构 的适用 性的运用 , 保证 其宜居 性, 在一定 的条件下需要体 现 出抗压 、 抗震特性 以及 阻力一系列
因素 的 影 响 。
1 . 2 制作方便、 成本低
混凝土是由胶凝材料水泥 、 石 子、 砂 子和水 以及k t , ) J n  ̄ U 、 掺 和材 料等 按照 一 定的 比例拌和而成 , 在其凝 固后 坚硬如石 , 受压能力很好 , 不过其
破坏作用限制在一定范 围内。随着 建筑材料科学 的不断 发展, 防爆墙的 种类越来越多, 常见 的防爆墙有钢 筋混凝土防爆墙 、 钢板 防爆墙 、 配筋砖 防爆墙、 复合防爆墙、 轻质 防爆墙等 。防爆墙 由不燃材料制作而 成, 它不 仅可以抵抗巨大的爆炸冲击力, 而且能够起到防火分隔作用。
不会太大。
2 高 层建 筑钢 筋混 凝土 结构 设计 要点
高质量的高层建筑钢筋混凝 土结构设计, 可 以充分体现 出设计师 的 才能, 这也是整个设计的关键所 在。抓ห้องสมุดไป่ตู้其要 点, 大致可 以概括为如下几
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钢筋混凝土高层结构设计常见问题分析摘要:随着改革开放以来我国国民经济整体的发展与繁荣,国内建筑行业水平也迅猛提升,钢筋混凝土高层建筑随处可见。
建筑类型与功能的愈来愈复杂,结构体系多样化,就给高层建筑结构设计提出了更高的要求。
本文就高层建筑中普遍涉及的地下室结构设计问题、平面不规则问题、带转换层高层建筑结构设计问题等进行了详细的分析。
关键词:高层;结构设计;问题;分析abstract: along with our country national economy since the reform and opening up the whole development and prosperity, the domestic construction industry level also increase rapidly, the reinforced concrete high-rise buildings can be seen everywhere. construction becomes more and more complex, type and function of the structure system of diversification, for high-rise building structure design put forward higher request. in this paper, the high-rise buildings in the common problem involved in the basement of the structure design, plane irregular, with transition layer of high-rise building structure design and so on has carried on the detailed analysis.key words: senior; structure design; the problem; analysis. 中图分类号:[tu208.3]文献标识码:a文章编号:2095-2104(2013)1地下室结构设计1.1地下室嵌固端问题高层建筑是一个完整承载力体系,主要由上部结构和地下室两部分组成,两者在同一个位移场之间互相协调变形。
结构一定程度受到地下室外的回填土的约束作用,仅受到水平位移约束,并没有对竖向位移和竖向转动限制。
在高层建筑结构设计时,地下室的顶板是否做为上部结构的嵌固成为一个重要问题。
有些高层建筑存在不满足条件的情况下就将地下室作为嵌固端进行设计的问题。
事实上满足下列条件才适宜将地下室作为嵌固端:1.1.1地下室顶板避免开设大洞口,地下室在地上结构相关范围的顶板应采用现浇梁板结构,确保嵌固层的整体性;其楼板厚度不宜小于180mm,混凝土不宜低于c30,双层双向配筋,每个方向每层配筋率不小于0.25%,目的采取结构措施,加强楼层的平面内和平面外刚度并确保楼层整体性的实现。
1.1.2地下室的楼层侧向刚度不宜小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。
楼层侧向刚度比的计算中不考虑土对地下室外墙的约束作用;实际上,回填土对地下室结构的约束作用很大。
按照地下室结构自身与回填土约束的地下室总侧向刚度考虑,不会小于上部结构的3倍,因此设计中应考虑地下室顶板实际存在的嵌固作用,采取相应的加强措施。
1.1.3地下室结构布置应该保证地下室顶板及地下室各层楼板有足够的平面内整体刚度与承载力,能够将上部结构的地震作用传递到全部地下室抗侧力构件。
1.1.4各类框架柱在地下室顶板部位的嵌固弯距有地下室顶板与基础之间构成的力偶及柱端两侧的框架梁所承担,其中前者占主要部分。
为了避免柱塑性铰下移,地下室顶板柱两端框架梁的约束弯距设计值之和,不宜小于该部位的上柱下端实际嵌固弯距设计值。
1.1.5地下室内结构的底部剪力易按各抗侧力构件的剪切刚度进行分配,求的各抗侧力构件的底部剪力。
地下室内的墙、柱截面,强度等级及配筋面积不宜小于上部构件相应要求。
地下室各层柱端面每侧实配筋不宜小于对应上部柱每侧实配纵向钢筋面积的1.1倍。
1.2地下室结构超长问题现代高层建筑由于层数高、要求地基深,因此一般都设有大底盘地下室,通常为1~2层,地下室面积约占整个建筑面积的10%左右。
高层建筑地下室设计中往往存在结构超长的问题。
由于建筑布局的要求,地下室结构多数情况下都超过了40~60m。
地下结构虽然受温度变化的影响较地上结构小,但周边约束作用较强,结构超长问题的重要性仍然不容忽视。
目前比较成熟的做法有以下几种:1.2.1设置伸缩后浇带。
地下结构一般在结构长度大于40~60m 时宜设置一道伸缩后浇带,普通的伸缩后浇带宽度约为800~1000mm,钢筋贯通不切断。
对于平面尺寸特别长的地下结构,应设置钢筋断开的伸缩后浇带,后浇带的宽度按钢筋搭接所需最小尺寸和必要的操作空间确定。
1.2.2不设置伸缩后浇带,采取其它相应措施。
主要有:采用低强度等级混凝土;混凝土中添加微膨胀剂;采用粉煤灰混凝土技术;适当加大分布钢筋配筋量;施工缝处设置膨胀止水条;设置膨胀加强带。
2 结构平面不规则当代的建筑设计为了追求各种新异造型,往往忽视了结构设计的平面规则性。
建筑设计和建筑结构的平面不规则性是建筑抗震设计的一个重要控制指标,对建筑抗震性能具有重要影响。
结构平面不对称、不规则、不连续容易诱发造成结构扭转脆性破坏,严重者导致整体结构破坏倒塌。
平面不规则类型包括:扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续。
在结构设计过程中尽量做到三心合一,即建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心,避免在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。
在水平荷载作用下,高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。
为使楼层水平力作用沿平面分布均匀,减轻结构的扭转振动,应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简单平面形式。
在某些情况下,由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制,高层建筑不可能全部采用简单平面形式,当需要采用不规则l形、t 形、十字形等比较复杂的平面形式时,应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内,同时,在结构平面布置时,应尽可能使结构处于对称状态。
为了尽量满足扭转规则的要求,在调整结构布置时主要方法有:(1)可能情况下,将较长的建筑物(主体结构长度大于60米)通过伸缩缝兼抗震缝将其切割成若干个规则子结构,既有利于减少水平温差收缩影响,又可又有利于避免结构整体扭转,减少结构扭转变形;(2)可能情况想,尽量加强周边主体结构,或可充分利用消防要求均匀布置楼电梯间筒体,同时适当弱化内部主体结构,提高结构抗扭刚度,有利于缩短扭转周期,减少扭转变形。
3 带转换层高层建筑结构设计高层建筑采用带转换的结构形式,可形成内部底下大空间,同时能进行灵活的建筑平面布置,优势明显、突出,因此该体系在结构设计中应用甚广。
在带转换层结构设计中,抗震设计的概念尤其重要。
(1)带转换层高层建筑结构由于上、下层竖向构件不连续,结构竖向刚度发生变化,转换层上下楼层构件内力、位移容易发生突变,对抗震不利。
对于转换层位置较低的结构,控制侧向刚度比可以控制转换层附近的层间位移角及内力突变;对转换层位置较高的结构,还应该控制转换层上下部结构的等效刚度比。
(2)转换构件除要满足刚度、强度、延性的要求外,还要注意保证转换层楼盖的刚度。
(3)落地剪力墙与框支柱的布置宜均匀、对称,结构刚度偏心不宜过大,以免地震中由于扭转效应使框支柱严重破坏。
(4)抗震设计中需要加强部分应包括底部及转换层以上1~2层的楼板、剪力墙和柱。
结构的延性耗能机制宜呈现在加强部位以上的结构中。
同时,在实际工程中,对于带转换层高层建筑结构构件设计需要注意一些细节问题。
带转换层的高层结构的下部转换结构为结构的薄弱部位,为确保安全,规范规定对转换结构的设计内力进行诸多调整。
计算过程中,一般情况下转换构件的内力调整能够利用satwe 自动调整,但对于框支柱的剪力调整则需要人工干预: satwe是根据高规8.1.4(框剪结构0.2q0调整)进行,即框架总剪力不小于min(0.2q及1.5vfmax),而高规10.2.7则规定对于一层框支柱布多于10根的场合,当框支层为1~2层时,每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的2%;当框支层为3层及3层以上时,每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的3%;对于每层框支柱的数目多于10根的场合,当框支层为1~2层时,每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的20%;当框支层为3层及3层以上时,则每层框支柱的剪力应至少取基底剪力的30%。
这样,当0.2q>1.5vfmax时,就会出现调整的系数偏小。
此时可以通过satwe提供的接口进行人为修改调整系数。
框支柱剪力调整后,应相应调整框支柱的弯矩及柱端梁(不包括转换梁)的剪力、弯矩,框支柱轴力可不调整。
规范特别注明,转换梁的剪力和弯矩不做调整,是因为高规10.2.6规定带转换层的高层建筑结构,其薄弱层的地震剪力应按本规程第5.1.14条的规定乘以1.15的增大系数。
特一、一、二级转换构件水平地震作用计算内力应分别乘以增大系数1.8、1.5、1.25;8度抗震设计时转换构件尚应考虑竖向地震的影响,而且转换梁截面都很大,足以保证高规10.2.7.的意图实现,即保证框架有足够的抗侧能力作为第二道防线,因此转换梁的内力无需再次放大。
但在satwe中,在调整过框支柱剪力、弯矩后,同时也调整了转换梁的内力,造成转换梁的内力偏大,造成浪费,在实际工程中,为了实现此过程,我们需要计算两遍,第一次,不考虑框支柱的内力调整,从而来设计转换梁;第二次考虑框支柱内力调整,从而来设计一般框架梁。
结束语钢筋混凝土高层结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程,任何在这过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。
在高层建筑的结构设计与施工过程中,设计、技术人员只有概念清晰,措施得当,才能不断地完善和发展高层建筑。
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