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何须
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2018-10-30 15:54:25 | 分类:默认分类 | 标签:

  由于城市人口急剧增加,为了能够满足人口需求,同时做到节约土地资源,由此设计人员更倾向于对高层建筑进行设计。近些年来,由于建筑设计技术以及施工技术的发展,超限高层建筑逐步发展起来。虽然这大大缓解了城市发展人口过量的问题,但是由于高度非常高,结构相对也比较复杂,因此对设计提出了非常高的要求。本文正是从设计角度对超限高层建筑进行了研究。

  一、超限高层建筑结构类型

  1、框架一剪力墙结构

  其不仅有框架结构的布置灵活和延性好,也具有剪力墙结构的大刚度和高承载力的特点。框架结构的侧向位移为剪切型,其层间的相对位移下大而上小,而剪力墙结构的侧向位移则为弯曲型,它的层间相对位移则为下小而上大。并通过楼层梁板将两者连在一起,从而使得框架和剪力墙协同受力,一同进行工作。所以,在结构的底部框架的侧移变小,那么在结构上部剪力墙的侧移就变小,其侧移的曲线包含了2种结构的特点,是弯剪型。

  2、框架-核心筒体结构

  核心筒是通过利用电梯井和楼梯间以及管道井等的墙体,来围成一个封闭的实腹筒体,且框架部分是以核心筒作为中心来向外进行布置,其外框架的柱间距可达到9- 10m,因此,其有空间大而灵活,立面可选性较强以及采光好等优点,是商务建筑和高层公共建筑的理想选择。其封闭的实腹筒体整体性,让其具有非常优异的抗弯与抗扭刚度,可建造的高度达40-50层。且当设有伸臂时,其外框架的抗倾覆矩就会得到增大,从而使其结构的抗侧刚度得以增大,从而减少结构的侧移,这样其建造的高度则可达60-100层。

  二、超限高层建筑结构设计要点

  1、重点突出水平荷载

  超限高层建筑结构设计中,最为重要的内容就是结构荷载设计,而荷载设计又包含两方面内容,分别为水平与竖向荷载。因为超限高层建筑高度基本上都可以确定,因此竖向荷载通常都是确定数值,设计者只要进行简单的计算即可,但是水平荷载则不同,结构特性发生变化,数值就会发生变化,因此水平荷载计算更为复杂,设计人员需要多加留意。

  2、重点关注轴向变形问题

  超限高层建筑因此高度要高于一般的高层建筑这,因此竖向荷载自然也高于普通高层建筑,柱轴向变形能力也更大,如果不加以考虑,可能连续梁弯矩会发生非常明显的变化,负弯矩值就会相应的降低,相对的跨中正弯矩也变大。不仅如此,预制构件下料长度也会随之发生变化,不能依照原本设计来进行计算。若轴向变形突然出现,设计人员并未加以注意,构件剪力依然依照原有的情况进行计算,很有可能会引起安全问题。

  3、对子侧移进行重点控制

  超限高层建筑与多层建筑有很大的不同,高度越高,结构在水平与竖向荷载的共同作用下,发生侧移的可能性非常高。如果侧移非常大已经超出建筑结构承载能力,超限高层建筑就会因此发生安全问题。因此侧移数值控制异常重要。

  4、结构延性是重点设计内容

  超限高层建筑垂直高度非常高,因此其对结构的柔性有着更高的要求。所以要求设计者要对超限高层建筑结构进行设计时,必须满足延性要求,如若出现地震,结构会保持着塑性变形状态,以此防止坍塌事故的出现。正是因为如此,结构延性成为重点设计内容。

  三、超限高层建筑结构设计中需要注意的问题

  1、地基设计需要注意的问题

  多层建筑地基设计非常简单,经验丰富的设计者只要按照基础设计资料进行设计即可,出现问题的可能性并不大。但超限高层建筑却不能如此随便,因为高度非常高,地基承载力要求非常高。因此在进行地基设计之前,施工单位必须预先进行地质勘探,设计人员依据勘探数据报告来设计,以此保证地基承载能力达到超限高层建筑要求。总之,实际设计期间,设计者必须以勘探结构为依据,考虑众多因素,完成基础结构设计工作。

  2、抗震设计中需要注意的问题

  超限高层建筑抗震设计应该是结构设计重点考虑的问题之一。为了提升超限高层建筑的抗震性,设计人员尽量不要应用框架体系,可以选择应用框架-剪力墙结构,也可以选择应用筒体结构体系。设计者在进行设计时,一定要对实际情况加以了解,根据超限高层建筑的刚度和抗震需求来进行结构体系设计,这样不容易出现设计返工的问题。

  3、现浇钢筋混凝土楼板设计需要注意的问题

  ①从钢筋混凝土的现浇楼板的各种受力体系分析,不管是按哪种设计中对其受力状态的考虑,都是局限于楼板平面上应力的变化以及板平面受剪的变形。即使对板端的嵌固端节点所产生的弯矩进行考虑,也仅仅是对板平面的弯曲或者屈曲所产生的应力进行了考虑。而在对楼板的受力体系进行分析时,对于现浇结构的构件间的在三维空间之中怎样进行内力分配和协调变形,则根本没有进行考虑。

  ②在进行楼板钢筋的配置设计时,部分的设计者只是按照单向板来进行计算,只是以分离式的负弯矩钢筋来作为支座处的支撑,这种设计方法所计算出来的受力情况和实际的受力情况存在着较大的出入,所以导致混凝土楼面的抗拉能力分布不均,很容易导致局部裂缝的产生,同时由于对于构造配盘及放射筋等重视度不够,所以一些薄弱环节没有加强筋的配置,为质量安全埋下了隐患。

  4、连续梁设计需要注意的问题

  连续梁按单梁进行设计,此情况大多出现在阳台边梁的设计之中。为了更便于分析结构受力情况,设计者把应为连续梁的梁按照简支梁来设计,使得梁在支座上部的负筋配置过少。从而引起了梁在支座附近上部的受拉区出现竖向上的裂缝,从而导致梁上部拦板处出现竖向的裂缝。若此边梁的长度较长,那么出现的问题将会变得更加严重。

  三、结语

  综上所述,可知超限高层建筑可能会成为城市建筑建设重点。由于此种类型的建筑结构更为复杂,因此设计者要多加注意,避免出现安全隐患。而要做到这一点,设计人员必须统筹安全,全面考虑,对超限高层建筑各个部位具体受力情况加以分析,选择适宜的参数,以此确保建筑结构受力合理,即便受到意外情况也不会发生严重问题。

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