不规则高层建筑结构设计及控制措施
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建筑方案是否“规则”的判定及设计控制1、不规则的划分抗震规范把不规则的建筑方案分为三个级别,区别对待:∙一般不规则——按规范、规程的有关规定采取加强措施;∙特别不规则——经过专门研究和论证后采取高于规范、规程规定的加强措施,对于高层建筑应严格按建设部令第111号进行抗震设防专项检查;∙严重不规则——应要求建筑师予以修改、调整。
抗震规范原文如下:3.4.1 建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不规则的建筑方案应按规定采取加强措施;特别不规则的建筑方案应进行专门研究和论证,采取特别的加强措施;不应采用严重不规则的建筑方案。
[修订说明]:本次修订,对建筑方案的各种不规则性,分别给出处理对策,以提高建筑设计和结构设计的协调性。
2、不规则的判定(1)抗震规范正文——比较含糊3.4.2 建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,并应具有良好的整体性;建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
当存在表3.4.2-1所列举的平面不规则类型或表3.4.2-2所列举的竖向不规则类型时,应符合本章第3.4.3 条的有关规定。
表3.4.2-1平面不规则类型表3.4.2-2竖向不规则类型(2)抗震规范条文说明——稍微清晰,仍笼统3.4.1条之条文说明:规则与不规则的区分,本规范在第3.4.2条规定了一些定量的界限,但实际上引起建筑结构不规则的因素还有很多,特别是复杂的建筑体型,很难一一用若干简化的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围,但是,有经验的、有抗震知识素养的建筑设计人员,应该对所设计的建筑的抗震性能有所估计,要区分不规则、特别不规则和严重不规则等不规则程度,避免采用抗震性能差的严重不规则的设计方案。
这里:“不规则”指的是超过表3.4.2-1和表3.4.2-2中一项及以上的不规则指标;特别不规则,指的是多项均超过表3.4.2-1和表3.4.2-2中不规则指标或某一项超过规定指标较多,具有较明显的抗震薄弱部位,将会引起不良后果者;严重不规则,指的是体型复杂,多项不规则指标超过第3.4.3条上限值或某一项大大超过规定值,具有严重的抗震薄弱环节,将会导致地震破坏的严重后果者。
高层建筑不规则结构设计分析巨博超摘要:对高层建筑工程进行分析,总结不规则结构设计的特点。
认识到当前高层建筑不规则结构设计中存在的问题,旨在通过各项影响因素的探究,确定科学化的不规则结构设计方案,以提高高层建筑的整体效果,为建筑行业的稳步发展提供支持。
关键词:高层建筑;不规则结构;设计一、高层建筑不规则结构的设计特点(一)平面不规则结合现代建筑工程的项目特点,在高层建筑的平面不规则结构设计中,其主要体现在以下几个方面:第一,楼板局部不规则。
对于这种现象,主要是楼板尺寸及平面刚度的变化。
第二,建筑外形的不规则问题,对于这种不规则现象,是指高层建筑某一结构出现向下凹陷或是凸起的问题,在具体的设计中,需要针对这种设计结构进行调整,以展现不规则平面结构的设计价值。
第三,扭转不规则的设计,对于这种设计方法而言,主要是在规定的水平作用力下,楼层中的最大弹性水平位移高于两端的弹性水平位移[1]。
(二)竖向不规则根据高层建筑不规则结构的设计状况,竖向不规则特点如下:第一,建筑结构侧向刚度不规则现象。
在高层建筑结构设计中,若高层建筑的某层侧向刚度小于上一层的刚度值,将这一楼层判定为侧向刚度不规则结构。
第二,根据竖向抗侧力构件的工程特点,建筑内力需要在水平向下传递,这种传递方法为竖向不规则传递方式。
第三,结合竖向不规则的结构设计特点,若高层建筑出现承载力变化的问题,可以判定高层建筑呈现出不规则的设计效果。
(三)抗震规范设计通过对高层建筑不规则结构设计特点的分析,按照抗震设计规范标准,可以将高层建筑的不规则结构分为不同类型,第一,一般的不规则设计。
在高层建筑中,这种不规则设计可以按照工程项目标准解决施工中存在的问题。
第二,特殊不规则设计。
对于特殊不规则设计而言,需要在部门讨论结束后制定符合建筑需求的设计方案,并对该建筑结构的抗震性能进行分析,以保证建筑结构施工的稳定性。
第三,严重不规则设计。
在严重不规则设计中,需要设计部门及施工单位按照设计需求,进行建筑方式的修改及调整,以保证各项工序的稳步进行[2]。
基于高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析与处理摘要:现阶段,我国的高层或超高层建筑不断兴起,在针对高层建筑进行结构设计的过程中,要充分把握平面不规则等相关问题,对于问题的根源进行全面深入的探究,然后提出和落实更科学可行的处理方案,以此确保该类问题得到更有效的解决,为整体工程结构设计水平的提升提供必要的支持。
基于此,下文重点分析高层建筑结构设计过程中平面不规则的相关问题以及处理措施等内容。
关键词:高层建筑;结构设计;平面不规则问题;处理措施引言从实践情况可以看出,在针对高层建筑进行结构设计的过程中,往往有很多不规则的设计内容,在平面不规则设计方面,往往存在一定的问题,例如,在水平方向上因为不规则结构可能出现一定程度的偏心测力,这对于结构的抗侧力会造成十分严重的影响。
在这样的情况下,就需要高度重视相关问题,然后切实提出和落实切实可行的处理措施,以此确保高层建筑结构更加安全稳定,有更加良好的施工效能。
1.基于高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析通常我们所称之为的高层建筑主要指的是10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑,以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑。
在针对高层建筑结构进行设计的过程中,针对有些建筑来说,不可避免地会涉及一定程度的不规则的情况。
针对此类情况而言,需要着重做好不规则设计工作,例如,结构平面布置不规则、结构竖向布置不规则设计等相关内容,针对平面不规则设计而言,在具体的设计过程中,可能存在一定的问题或者不足,在平面不规则结构方面有比较典型的体现方式,首先是扭转不规则高层建筑结构,其中包括扭转位移比大于1.2的结构及任一层的偏心率大于15%或相邻层质心水平距离大于相邻层中该方向较大边长的15%。
其中扭转位移比大于1.2,主要指的是在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,楼层两端抗侧力构件弹性水平位移或层间位移的最大值大于该楼层平均值的1.2倍。
其次,是建筑结构平面轮廓不规则高层建筑结构,通常情况下这类建筑的不规则设计主要指的是平面的长度和窄度都超过既定的标准,由此导致整个平面结构凹陷进去,而凸出来的部分通常情况下又太细,在这样的情况下就会导致楼板局部的连接不够持续稳定,没有连续性或者凹凸情况并没有呈现出均匀规律的状态,不够规则,进而导致楼板局部缺乏应有的连续性,对于工程的质量也会造成一定程度的影响。
高层建筑不规则结构设计导言在高层建筑工程设计中,结构布置不规则的情况不断增多,中央电视台、深圳发展中心、上海希尔顿饭店等高层建筑均属于其中典型,而为了保证这类高层建筑能够兼具视觉效果与较高的安全性及稳定性,不规则结构设计必须得到重点关注,本文研究具备的较高现实意义可见一斑。
高层建筑不规则结构设计类型划分结合国内外开展相关理论研究和实践探索,本文将高层建筑不规则结构设计类型归纳为平面不规则结构、竖向不规则结构以及其他不规则结构三大类。
1.平面不规则结构平面不规则结构可进一步细分为凹凸不规则、扭转不规则、楼板不连续,具体特征如下:(1)凹凸不规则。
凹凸不规则结构主要特征包括凸出过细、凹进过多、平面狭长。
凸出过细指的是一般情况下凸出部分长宽比在2.0以上,抗震设防烈度在Ⅷ度以上时该比值则在1.5以上;凹进过多指的是平面凹进一侧尺寸大于30%的相应投影方向总尺寸;平面狭长指的是平面长宽比在6.0以上,抗震设防烈度为Ⅷ度时该比值则在5.0以上。
(2)扭转不规则。
对于位移比大于1.2的高层建筑,可认为其存在平面扭转不规则。
(3)楼板不规则。
存在平面楼板不规则的高层建筑一般具备四方面特征,即楼层错层较大(如较大错层面积大于该层总面积的30%时)、采用细腰形平面、开洞面积在该层楼面面积的30%以上,以及有效楼板宽度在开洞凹入后不超过该层楼板典型宽度50%。
2.竖向不规则结构竖向不规则结构可细分为侧向刚度不规则、楼层承载力突变、竖向抗侧力构件不连续,具体特征如下:(1)侧向刚度不规则。
多种情况均可能导致高层建筑产生竖向不规则结构,如为了形成空旷房间,在结构顶部取消部分墙、柱;结构上部楼层,且上部楼层水平尺寸的90%大于下部楼层;当结构上部楼层收进部位到室外地面的高度1与房屋高度之比大于0.2时,上部楼层收进后的水平尺寸不宜小于下部楼层水平尺寸的75%;楼层侧向刚度小于其上相邻三层平均值的80%,或小于相邻上部楼层70%。
浅述高层建筑不规则结构设计采取的对策随着科学技术的不断发展和人们生活水平的日益提高,人们对物质外观、精神文化的需求也在不断加强,在审美观的全面提升下,当代高层建筑物的结构设计也从以前的规则性、对称性逐步转向不规则性、不对称性。
在高层建筑结构设计中,不规则性可能会影响高层建筑的结构布局、位移比的控制、架空楼层或薄弱楼层设计、施工图的设计等,因此需从经济性、安全性、合理性的角度出发准确判断并分析高层建筑结构设计的不规则性功能和位置,以最大程度的增加建筑物的各种结构性能。
1、我国高层建筑不规则结构的现状经济全球化与科学技术高新化进程在不断加深,我国各行各业也在不断进步与发展,近些年来,我国房地产业、建筑业的发展势头较为迅猛,许多大中小城市都在不断的扩建和改造,而建筑设计者也为了顺应时代的召唤和城市建设的多元化发展,他们渐渐改变了建筑物务必规则与对称的传统观念,更多的尝试去设计一些不规则、不对称的多样化、标新立异结构的建筑物。
现代人们的观念也在逐渐的改变,各大城市中已经出现了很多不规则的复杂结构建筑物,这是我国乃至全球范围内建筑行业今后的发展方向。
另一方面,尽管不规则和不对称结构的建筑物使城市更加美丽和繁华,但其设计和建造无不考验着设计人员和建筑施工人员,这也对他们提出了更高更严的要求。
2、高层建筑不规则结构的分类高层建筑不规则结构主要可以分为两大类:其一是竖直方向建筑物的不规则的结构类型,比如竖向抗侧力部分构件的不连续、侧向刚度结构不规则、楼层架空层使其质量与承载力均发生突变等等;其二是平面方向不规则的结构类型,比如楼板局部由于反梁结构突起出现的不连续、厨房及卫生间降板使楼板凹凸不规则、扭轉导致的不规则等等。
2.1 竖直方向建筑物的不规则2.1.1 竖向抗侧力部分构件的不连续高层建筑物中竖向抗侧力部分构件不连续的判断标准即在竖直方向上的部分抗侧力构件自身的内力借助水平转换构件使之向下传递。
2.1.2侧向刚度结构不规则高层建筑物中侧向刚度结构不规则的判断依据是本楼层中侧向刚度取值是否小于本楼层上面一层该值的百分之七十,或者小于本楼层上面相邻的三个楼层该值平均值的百分之八十,那么除去顶层不计算,则楼层局部收进的水平方向数值不小于与本层相邻下一层的百分之二十五。
不规则高层建筑结构设计要点分析摘要:现代城市发展的过程中,涌现出了一系列造型别致的不规则性建筑结构,但是在建筑强调美观的同时更重要的还是其安全性以及实用性,这种不规则的建筑结构在发展的过程中也因此遇到了一些问题,需要相关设计人员细心的分析各种因素并且找出相关结构的薄弱点,对整体结构的刚度进行合理的布置,以满足建筑的实际需求。
本文对不规则高层建筑结构设计要点进行分析,以供参考。
关键词:不规则;高层建筑;结构设计要点引言随着城市现代化进程的不断加快,国家的经济水平有了一定的提高,从长远的角度出发,为了促进国家的健康持续发展建筑设计是城市的一面旗帜,两者之间有着密不可分的关系,在城市规划过程中的相关建筑设计有着较为深远的意义,为此高层建筑中的不规则性是符合时代发展的必然选择。
相关设计人员应该仔细考虑各项因素,在设计过程中要考虑到结构的质量安全,尽量减少整体结构出现偏差的现象,进而推动建筑行业的进步。
1工程概况某酒店地上10层、局部11层,地下1层,地上建筑面积9457.50m2,地下建筑面积1309.34m2,建筑总高度43.40m。
一层层高6m;二层层高5.1m;3~10层层高均为4m;局部11层为设备用房。
工程建筑设计使用年限为50a,建筑结构安全等级二级,结构重要性系数γ0=1.0。
抗震设防烈度为8度,0.20g,地震分组为第二组,抗震设防类别为标准设防,场地类别Ⅳ类,特征周期0.75s;基本风压按50a重现期取0.55kN/m2,地面粗糙度为B类。
结构嵌固部位为首层结构楼板。
2不规则结构的定义1)平面不规则:包括扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续等情况。
其中,扭转不规则结构要求在规定水平力作用下,楼层最大弹性水平位移(或层间位移)超过两端弹性水平位移(或层间位移)均值的1.2倍;凹凸不规则结构要求平面凹进尺寸超过投影方向总尺寸的30%;楼板局部不连续则为楼板尺寸、平面刚度出现急剧变化。
2)竖向不规则:包括竖向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变等情况。
浅析高层建筑结构设计的存在问题及其控制措施摘要:随着建筑行业的不断发展,高层建筑越来越多,而同时由于建筑层次和复杂程度的增加,在结构设计中提出的要求也越来越高。
因而,有必要研究现行高层建筑结构设计中值得注意的问题,通过理论知识的提升,有效的把握住工程结构设计的要点,努力做到让结构更安全、更合理。
以此为出发点,本文在分析了高层建筑结构设计中主要存在问题的基础上,提出了高层建筑结构设计的基本原则及控制措施。
研究结果对于提高高层建筑结构设计水平具有重要的理论意义。
关键词:建筑工程;结构设计;存在问题;控制措施;中图分类号:tu972 文献标识码:0.引言为适应城市建设和居民住宅发展的要求,我国在十多个大中城市兴建的八层以上建筑物达二百余万平方米。
而与此同时,我国高层建筑结构设计施工水平也在不断提高,科研成果不断积累。
然而对于高层建筑的一些特殊要求和构造问题,近年来研究相对较少。
而结构设计中因考虑得不够细致,使得高层建筑在施工过程中极易出现底层框架的剪力墙结构挑梁裂缝、楼层平面刚度达不到要求标准等问题。
而这些问题的出现常常影响了高层建筑的质量,对人民群众的人身财产安全造成了巨大的威胁。
以此为出发点,本文在分析了高层建筑结构设计中主要存在问题的基础上,提出了高层建筑结构设计的基本原则及控制措施。
研究结果对于提高高层建筑结构设计水平具有重要的理论意义。
1.高层建筑结构设计存在问题分析(1)底层框架的剪力墙结构挑梁裂缝。
在建筑结构设计中有一类底部结构是钢筋混凝土框架的剪力墙结构,而上部是多层砌体。
这一类建筑多用于沿街住宅、旅馆、办公楼,它的下层是商店与餐厅等开放式房屋,上面多是多层砌体的小开间住宅。
对于这种建筑,有一部分的设计人员为了达到增加使用面积的目的,把二层之上的一些外层挑墙安排在悬挑梁上面。
从而使得结构中的底层承载挑梁因为荷载过大出现裂缝。
临街的砌体结构里,出现这类问题的建筑极为常见。
(2)楼层平面刚度达不到要求标准。
浅谈高层建筑中平面不规则的结构设计办法摘要:社会的发展,经济水平的提高,令人们再也不知足于建筑物的规则性设计。
人们追求不同凡响的不规则性建筑结构设计的原因是,不规则建筑物往往能够达到造型美观的效果,这也是设计者所头疼的问题,对结构设计师而言也是一个庞大挑战。
除此之外,高层建筑平面不规则性设计容易引发一些问题,比如结构在水平方向上的偏心测力,无益于结构的抗侧力。
本文介绍了高层建筑中不规则建筑的发展现状,结合某工程案例对高层建筑中平面不规则的结构设计办法进行了探讨。
关键词:高层建筑;不规则性;结构设计1 高层建筑中不规则建筑的发展现状随着我国科技技术水平的慢慢提升,我国建筑行业也在不断的发展。
随着城市的不断扩建,设计者们为了迎合城市建设的发展需求,他们已经慢慢更新了自己以往建筑物必需要对称、规则的观念,他们正试着建造一些独树一帜、新颖新颖、独树一帜的建筑,如非对称、不规则的建筑结构物。
随着人们的观念的转变,现现在大城市中出现了许许多多复杂体型和不规则的结构,这种趋势在某种程度上代表了我国建筑的发展方向。
2 某工程平面不规则构件设计及其设计办法工程采用框架-剪力墙结构,存在平面不规则、扭转不规则、楼板不持续、竖向体型收进等抗震不利因素,为不规则高层建筑,须进行抗震设防专项审查。
合理布置剪力墙以减弱结构的不规则程度,减缓竖向刚度突变部位和平面薄弱环节在地震作用下应力和变形的集中程度,对薄弱部份进行中震不屈服分析并采取适当的抗震构造办法,提高结构在强烈地震作用下的抗震性能。
结构和构件设计结构形式工程设计利用楼、电梯间设置核心筒,在外围框架柱内嵌入剪力墙形成框架-剪力墙结构,该结构形式在较好地知足下部商场和上部住宅建筑功能的同时,保证了结构竖向抗侧力构件的持续,具有良好的抗侧刚度和抗扭性能。
结构平、立面布置核心筒剪力墙布置时,纵、横向剪力墙力求均匀对称并互为翼墙,并保证筒体角部墙肢的完整性,提高核心筒的抗震性能。
高层建筑中局部不规则引起超限及加强措施摘要:结合工程实例,介绍在高层建筑结构设计中经常碰到的实际情况,往往都会存在一定的竖向或平面扭转不规则,如不做详细分析,就认定属于超限高层建筑,则会影响项目的推进,本文根据实际工程的计算结果及影响范围可以将局部的不规则情况通过具体的量化分析,将此类情况规为局部不规则项。
关键词:高层建筑超限高层局部不规则加强措施目前的建筑规划设计往往在临街布置商业,经常会出现住宅单体与商业连为一体的情况,根据使用功能不同,商业层高与住宅也不同,商铺往往层高较高,往往与单体塔楼的楼面标高形成错层,平面上由于单体剪力墙落在商铺范围,局部剪力墙影响商铺的使用,需要局部采用框支转换这样的情况往往会导致高层建筑的超限,下面我根据实际的工程情况来说一下这种情况下如何判别是否超限高层以及出现这类情况怎么处理加强,首先根据“抗规”和“超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点”有关规定,超限情况见下表:某高层建筑,结构体系为框架剪力墙,抗震设防烈度为 7 度,Ⅲ类场地土,基本风压 0.80,丙类建筑,地上 22 层,地下 2 层,住宅首层层高 3.6 米,标准层层高 2.9 米,商铺层高 6 米,总高度 58.7 M,剪力墙抗震等级均为三级,采用盈建科 YJK 程序进行设计计算。
首先判断建筑物的高度是否超限,建筑为剪力墙结构,结构高度 58.7米,在 B 级高度范围内,不属于超限结构。
判断平面扭转不规则,一般情况下可以通过调整剪力墙布置及周边的梁高来控制标准层的位移比在 1.2 内,由于商铺往往只有一层,采用的框架结构,与单体高层剪力墙结构的位移往往会差距较大,导致相邻的楼层位移比超过 1.2的情况经常出现,但是位移比超过的 1.2 影响范围往往只有商铺的上下层,其余楼层均在 1.2 范围内,此时可以判断此结构为局部不规则。
由于建筑方案平面布置形成的平面凹凸不规则不可避免,为 1 项不规则。
本建筑平面不属于组合平面。
高层建筑结构设计不规则性的研究摘要:随着高层建筑的增多,结构抗震分析和设计已越来越重要。
本文笔者以我国《高层建筑混凝土结构技术规程》、《建筑抗震设计规范》等为基础,对不规则的高层建筑的概念、定义进行阐述,在不规则高层建筑设计中,应如何运用规范措施,此文可供参考。
关键词:高层建筑;结构设计;不规则;规范措施;中图分类号:tu97文献标识码:a文章编号:1、不规则结构建筑设计的要求体型复杂、平直面不规则的建筑,应根据不规则程度、地基基础条件和技术经济等因素的比较分析,确定是否设置防震缝,并分别符合下列要求:1.1当不设置防震缝时,应采用符合实际的计算模型,分析判明其应力集中、变形集中或地震扭转效应等导致的易损部位,采取相应的加强措施。
1.2当在适当部位设置防震缝时,宜形成多个较规则的抗侧力结构单元。
防震缝应根据抗震设防烈度、结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差以及可能的地震扭转效应的情况,留有足够的宽度,其两侧的上部结构应完全分开。
1.3当设置伸缩缝和沉降缝时,其宽度应符合防震缝的要求。
1.4对建筑结构的扭转效应需从以下两个方面加以限制:1.4.1限制建筑结构平面布置的不规则性,避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。
1.4.2限制建筑结构的扭转刚度不能太弱。
关键是限制扭转为主的第一自振周期tc与平动为主的第一自振周期t1之比。
当两者接近时。
由于振动耦连的影响,结构的扭转效应明显增大。
2、不规则建筑的设计问题国内、国外历次大地震震害表明,平面不规则、质量与刚度偏心和抗扭转刚度太弱的建筑结构,在地震中受到严重的破坏。
国内一些振动台模型试验结果表明,扭转效应会导致建筑结构的严重破坏。
2.1建筑体型设计问题建筑体型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。
震害表明,许多平面形状复杂,如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。
在建筑体型的设计中,应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则;在平面形状上,矩形、圆形、扇形、方形等对抗震来说都是较好的体型。
试析不规则高层建筑结构设计及控制措施摘要:笔者结合工作实际,简要分析了现阶段不规则高层建筑的发展现状及不规则的结构类型,重点对不规则高层建筑结构设计中应采取的措施进行了详细探讨与研究。
关键词:高层建筑结构设计不规则性偏心距措施
前言
建筑物的不规则性一般表现在:平面凸凹的不规则、局部楼板的不连续、不规则以及建筑物自身在竖向刚度上的不连续性、不规则等。
实际工程中必须比较准确的判断建筑结构的不规则位置,只有这样才不会影响到对建筑结构的建模、确定建筑结构的一系列布置方案、以及确定建筑物本身比较薄弱的地方,进而在一定程度上提高整个建筑结构的合理性、安全性以及经济性。
不规则的建筑结构会引起结构在水平方向上的偏心侧力,而进一步产生一定的扭转变形,不利于结构的抗侧力,同时也会导致成本的较大增加。
所以设计者需要尽可能的将建筑结构物设计为对称、规则的以便提高建筑物本身的一些结构性能。
1、不规则高层建筑的发展现状
随着城市的不断扩建,设计者们为了迎合城市建设的发展需求,他们已经逐步更新了自己以往建筑物必须要对称、规则的观念,他们正试着建造一些标新立异、新颖别致、独树一帜的建筑,如非对称、不规则的建筑结构物。
随着人们观念的转变,现如今大城市中出现了许许多多的复杂体型和不规则结构,这种趋势在某种程度上
代表了我国以后建筑的发展方向。
虽然这些不对称、不规则的建筑结构给城市增添不少亮丽的风景,但是它们的设计与建造却给结构设计人员以及施工人员带来了严峻的考验。
2、不规则的结构类型
结构类型可以大体的分为两类:(1)平面不规则结构类型其包含的有扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续等;(2)竖向不规则结构类型其包含的有侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变、楼层间质量突变等。
以下是常见判断两种不规则类型标准的具体介绍。
2.1 平面不规则的类型
(1)扭转不规则:判断标准是每一楼层自身最大的弹性水平位移大于该楼层两端的弹性水平位移平均值的1.2倍,或者是最大的层间位移大该楼层两端层间位移平均值的1.2倍。
(2)凹凸不规则:判断标准是建筑结构平面凹进一侧的尺寸大于其投影方向上总尺寸的30%。
(3)楼板局部的不连续:判断的标准是楼板的尺寸以及平面刚度发生急剧的变化。
2.2 竖向不规则的类型
(1)侧向刚度不规则:判断的标准是该楼层的侧向刚度值小于与其相邻上一楼层的70%,或者小于该楼层以上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%;除顶层或出屋面小建筑外,楼层局部收进的水平向尺寸大于其相邻下一层的25%。
(2)竖向抗侧力构件不连续:判断标准是竖直方向上的抗侧力构件的内力通过水平转换构件而
向下传递。
(3)楼层承载力突变:判断标准是抗侧力结构的层间受剪承载力小于其相邻上一层的80%。
(4)楼层间质量突变:判断标准是楼层质量大于相邻下一楼层质量的1.5倍。
3、不规则高层建筑结构设计中应采取的措施
由相关技术人员的一系列研究表明:在地震中容易受到破坏的建筑结构往往是那些平面存在不规则性,并且建筑物的质量与刚度偏心较大以及抗扭转刚度太弱的结构。
经过技术人员的进一步研究表明:扭转效应对建筑结构的破坏应该是特别严重的。
所以在实际工程中需要对建筑结构的扭转效应加以限制,常用的限制方法可以归为如下:
(1)尽可能的限制建筑结构的平面不规则布置,只有这样才可以在一定程度上避免产生过大的偏心,而导致建筑结构物产生比较大的扭转效应。
(2)在一定范围内尽可能的提高建筑结构物的扭转刚度,防止它太弱。
结构的扭转效应可以由以扭转为主的第一自振周期tt与平动为主的第一自振周期t1之比来大致的判定,当上述两种周期比较接近时,由于振动耦联的影响,建筑结构的扭转效应会明显增大。
减少建筑结构扭转效应具体的一些方法如下:
(1)减小建筑结构的相对偏心距。
相关研究表明:建筑结构的扭转效应与相对偏心距在一定程度上是成线性关系的,如果想要改善建筑结构的扭转效应,以及进一步的缩小楼层的位移比,则可以通过调整建筑结构的平面布置,进
而使得建筑结构的质心和刚心可以更加的接近。
实践工程中减小建筑结构偏心距的常用方法有:①调整建筑结构平面的不规则性布置,应该是在初步计算分析后才进行,通过初步计算的结果找到建筑结构的质心、刚心,同时需要做的便是通过相关数据以及实践经验比较准确的判断建筑结构的刚度分布,最后再适当地增减距质心较远的抗侧力构件。
(2)调整建筑结构抗侧刚度和抗扭刚度比。
相关研究表明:建筑结构的扭转效应与结构周期比的平方的关系基本上是线性的关系,所以在设计建筑物时,可以考虑适当的减小建筑结构的周期。
在做剪力墙时,则需要在合理的范围内尽量的加长或者增厚周边剪力墙,特别需要重视的是那些离刚心最远处的剪力墙。
加大结构抗扭刚度的一般做法是在建筑结构边上设拉梁,同时缩小建筑结构的扭转周期,还可以通过增加周边连梁的刚度来实现。
(3)提高周边抗扭构件抗剪力。
要保证建筑结构在强烈震动下依然安全,那么只靠调整结构布置是不够的。
相关技术人员通过实验得到了如下的结论:当建筑结构处于非弹性时期时,对称的建筑结构受到双向水平地震作用便会随形态变化而偏心。
如果考虑建筑结构的抗震性能,则应该强化那些受抗扭效应制约构件的抗剪性能,以便使得建筑结构可以在强震作用下保持整体弹性状态。
(4)较小地震带来的破坏,设置防震缝。
在实际工程中经常会遇到平面形状比较复杂的建筑结构,由于受到条件的限制导致不能把平面结构布置成规则的结构,此时便可以通过设置一定的防震缝将结构分成比较简单的结构单元。
在工程中适当的设置防震缝是十分有必要的,如:①需要设置防震缝两侧的结构体系迥异或地震反应效应显著不同时,防震缝的宽度便需要考虑不利一侧的结构;②当相邻建筑结构的基础沉降量较大时,可以设置兼做沉降缝的防震缝。
4、结语
实际工程中,建筑结构的不规则性会在一定程度上直接影响建筑结构的建模、建筑结构的一系列布置、薄弱楼层等,而间接影响整体建筑结构的布置是否经济、合理、安全。
结构设计师在设计不规则的建筑物时,需要尽量的减小或者避免建筑结构比较容易出现薄弱部位,同时做到强化那些薄弱部位。
现如今对于不规则高层建筑结构的分析还有很多问题需要解决,但是随着计算机科学的不断发展,会出现更多更好的方法来确定不规则建筑结构的计算模型,进而更加真实的模拟实际情况的工况。
参考文献
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