对现代建筑结构设计的探讨

摘 要 ： 文 简略 概括 了现 代 高 层 建 筑结 构 设 计 的 体现 特 点 ， 细分 析 了 高层 建 筑 结 构 ， 本 详 并提 出 了剪 力墙 设 计 方 面的 几 个 问题 ， 以及 高层 建 筑 结 构分 析 和各 种体 系相 对应 的 方 法 ． 供同 行 参 考。 关键 词 ： 高层 建 筑 结 构设 计 受力 分析
一 一
与楼 房 高 度 的两 次 方 成 正 比 ：另 一 方 面 ．对 某 一定 高 度 楼 房 来 还应 考 虑 截 面 翘 曲 ． ７ 自由度 有 个 说 ． 向荷 载 大 体 上 是定 值 ． 作 为水 平 荷 载 的 风 荷 载 和 地 震 作 竖 而 三 、 力 墙设 计 中的 基 本概 念 剪 用 ． 数值 是 随结 构 动 力 特性 的不 同而 有 较 大 幅度 的变 化 。 其 ｆ） 力 墙 高 和 宽 尺 寸 较 大 但 厚 度 较 小 ． 何 特 征 像 板 ， 力 １剪 几 受 ２轴 向 变形 不 容 忽 视 ． 形 态 接 近 于 柱 ． 与 柱 的 区别 主要 是 其 长度 与 厚 度 的 比值 ． 比 而 当 高层 建 筑 中 ． 向荷 载 数 值 很 大 ． 够 在 柱 中 引 起 较 大 的 轴 值 小 于 或 等 于 ４时可 按 柱设 计 ． 当墙 肢 长 与 肢 宽 之 比 略 大 于 ４ 竖 能 向 变 形 ． 而 会 对 连 续 梁 弯 矩 产 生 影 响 ． 成 连 续 梁 中 间 支 座 处 或 略 小 于 ４时 可 视 为 为 异形 柱 。 双 向受 压 构 件 设 计 。 从 造 按 的 负 弯 矩 值 减 小 ． 中正 弯 矩 之 和 端 支 座 负 弯 矩 值 增 大 ； 会 对 跨 还 ｆ 剪 力 墙 结 构 中 ， 是 一 平 面 构件 ， 承受 沿 其 平 面 作 用 的 ２ １ 端 它 预 制 构 件 的 下 料 长 度产 生影 响 ． 求 根 据 轴 向变 形 计 算 值 ． 下 水 半 剪 力 和 弯 矩 外 。 承 担 竖 向压 力 ： 地 震 作 用 或 风载 Ｆ剪 力 要 对 还 在 料 长 度 进 行 调 整 ： 外 对 构 件 剪 力 和 侧 移 产 生 影 响 ， 考 虑 构 件 墙 除 需 满 足 刚 度 强 度 要 求 外 ．还 必 须 满 足 非 弹性 变 形 反 复 循 环 另 与 竖 向变形 比较 ． 会得 出偏 于 不 安 全 的结 果 。 下 的延 性 、 能量 耗 散 和控 制结 构 裂 而 不 倒 的 要 求 ； 肢 必 须 能 防 墙 ３ 移 成 为 控 制 指标 ． 侧 止 墙 体 发 生 脆 性 剪 切 破 坏 ． 因此 注意 尽 量 将 剪 力 墙 设 计 成 延 性 与 较 低 楼 房 不 同 ．结 构 侧 移 已 成 为 高 楼 结 构 设 计 中 的关 键 弯 曲型 。 因素 。 随着 楼 房 高 度 的增 加 ． 平荷 载 下 结 构 的侧 移 变 形 迅 速增 水 综 上所 述 ， 计 剪 力墙 时 ， 根 据 各 型 墙 体 的 特点 。 同 的受 设 应 不 大 ．因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一 限度之 力 特 征 。 体 内 力分 布状 态并 结 合 其 破 坏 形 态 ． 理 地 考 虑 设 计 墙 合 配筋 和 构 造措 施 内。 二、 结构 分 析 四 、 力墙 的边 缘 构 造 剪 １弹 性假 定 ． ｆ１ 构试 验表 明矩 形 截 面 剪 力 墙 的 延 性 比工 字 形 或 槽 形 截 １结 目前 工 程 上 实 用 的 高 层 建 筑 结 构 分 析 方 法 均 采用 弹性 的 计 面剪 力 墙 差 ：计 算 分 析 表 明 增 加 墙 肢 截 面 两 端 的 其 缘 能 显 著 提 算 方 法 。在垂 直 荷 载 或 一般 风力 作 用 下 ． 构 通 常 处 于 弹性 工 作 高 墙 的 延 性 ：因此 存 矩 形 墙 两 端 设 约 束 边 缘 构 件 不 但 能较 显 著 一 结 阶段 ． 这一 假 定 基 本 符合 结构 的实 际 工 作 状况 。但 是在 遭 受 地 震 地 提 高墙 体 的延 性 ．还 能 防 止 剪 力 墙 发 生 水 平 剪 切 滑 动提 高抗 或 强 台 风作 用 时 ． 层 建 筑 结 构 往 往 会 产 生 较 大 的位 移 ． 现 裂 剪 能 力 。 高 出 缝 ． 入 到 弹塑 性 工 作 阶 段 。此 时 仍 按 弹性 方 法 计 算 内 力 和位 移 进 ｆ 对 规 范 的 不 同 理 解 往 往 产 生 了五 花 八 门 的设 计 。有 人 将 ２ １ 时 不 能 反 映 结构 的真 实 工 作 状 态 的 。应 按 弹 塑 性 动 力 分 析 方 法 每 一 轴线 的墙 理 解 为 一 片墙 仅 在 端 墙 设 暗柱 ． 人将 凡 是 拐 角 或 有 进 行设 计 。 洞 口边都 设 暗柱 ． 即使 是 公 开 发表 出版 的权 威 参 考 书或 设 计 手 而 ２冈性 楼 板假 定 ．４ 册 对 暗 柱 （ 墙 柱 １ 截 面 取值 也 出 现 了 以 下 三 种 不 同 尺 寸 ． 冀 的 因此 许 多 高 层建 筑结 构 的 分 析 方 法 均 假 定 楼 板 在 自身 平 面 内 的 造 成 配 筋 的 差 别 很 大 ， 至相 同 的 资 料 由 于 出 版 的 时 间不 同 ． 甚 对 刚 度无 限大 ， 平 面外 的 刚 度 则忽 略不 计 。这 一 假 定 大 大减 少 了 而 规 范 的 理 解也 有 所 不 同 结 构 位 移 的 自由度 ． 化 了计 算方 法 。并 为采 用 空 间薄 壁杆 件 理 简 （从 ２０ ３ １ ０ ２年开始实施 的建筑 结构规范 ， 根据 结构类型及受 论 计 算 简体 结 构 提 供 了条件 。一 般来 说 ． 框 架体 系和 剪 力 墙体 力 状 况 。 剪力 墙 两 端 及 洞 口两 侧 的 加 强 边 缘 ． 墙 肢 在 重 力 荷 对 对 按 系 采 用 这一 假 定 是 完 全 可 以 的 但 是 ． 于 竖 向 刚度 有 突 变 的结 载 代 表 值 作 用 下 墙 肢 轴 压 比 的界 线 及 加 强 部 位 要 求 分 为 约 束 边 对 构 ． 板 刚 度较 小 ． 要抗 侧 力 构 件 间 距 过 大 或 是 层 数 较 少 等情 缘 构 件 和 构造 边 缘 构 件 两 类 楼 主 况． 楼板 变 形 的影 响 较 大 。特 别是 对 结 构 底 部 和 顶部 各 层 内力 和 五 、 力墙 结 构 的 厚 度和 配 筋 问题 剪 位 移 的影 响 更 为 明显 可 将 这 些 楼 层 的剪 力 作 适 当 调 整来 考 虑 （ 墙 的水平分布筋是 为横 向抗 剪以防止墙体在斜裂缝 出现 １ ） 这 种 影 响 后 发 生 脆 性 剪 切 破 坏 ． 同 时起 到抵 抗 温 度 应 力 防 止 混 凝 土 出 现 ３计 算 图形 的假 定 ． 裂缝 ， 设计 中当建筑物较高较长或框剪结构 时配筋宜适 当增加 ． 高层建筑结构体 系整体分析采用 的计算图形有三种 ： 特别在连梁部位或温度 、 刚度变化等敏感部位宜适 当增加 。但对 ｆ 一 协 同分 析 。按 一 维协 同分 析 时 ． 考 虑 各抗 侧 力 构 件 于矮 、 １ 维 卜 只 短的房屋 ， 其水平筋的配筋率是 否适 当减小值得探讨 。 在 一个 位 移 自由 度方 向上 的 变形 协 调 。在 水平 力 作 用 下 ． 结 构 将 ｆ） ２墙的竖 向钢筋 主要起抗 弯作用 ， 目前 在一些 多层低 高层 体 系简化为由平行水平力方 向上 的各榀抗侧 力构件组成的平面 剪力墙 中电算结果多为构造配筋 ： 但配筋时所取的配筋率有人往 结构 。 往扣除了约束边缘构件或构造边缘构件 中的钢筋 ， 笔者认为竖 向 （１ ２二维协 同分析 。二维协 同分析 虽然仍将 单榀抗 侧力构件 最小配笳率应该包 括边缘构件 中的钢筋 ， 墙肢的竖向配筋原则也
对 现 代 建 筑 结 构 设 计 的 探 讨
杨 凤丽 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
； 林浩 特 市 市 政 工 程勘 察 设 计 院 内 蒙古 锡 盟
０６ ０ ） ２ ０ ０
中图分类号： Ｕ Ｔ
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ８ ９ ５ ２ １ ）２ ０ ２ — ２ １ ０ — ２ Ｘ（０ １１ — １ ６ ０
结 构 设计 的特 点 １ 平 荷 载 成 为 决定 因素 ． 水
一
、
ｆ －维 空 间分 析 。二 维 协 同分 析 并 没 有 考 虑 抗 侧 力 构 件 的 ３ ） 公 共 节 点 在 楼 面外 的 位 移 协 调 ｆ 向位 移 和 转 角 的 协 调 ）而 且 ， 竖 ，
方 面 ．因 为 楼 房 自重 和 楼 面 使 用 荷 载 在 竖 构 件 中 所 引 起 忽 略抗 侧 力 构 件 平 面外 的 刚度 和 扭 转 刚 度 对 具 有 明显 空 间 工 作 的轴 力 和 弯 矩 的 数 值 ． 与 楼 房 高 度 的 一 次 方 成 正 比 ； 水平 荷 性 能 的简 体 结 构 也 是 不 妥 当 的 三 维 空 间 分 析 的普 通 杆 单 元 每 仅 而 载 对 结 构 产 生 的倾 覆 力 矩 ． 以及 由 此 在 竖 构 件 中 引 起 的轴 力 ． 是 节 点 有 ６个 自由度 ．按 符 拉 索 夫 薄 壁 杆 理 论 分 析 的杆 端 节 点