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摘要:在高层建筑结构的设计中,我们对结构设计人员提出了严峻的挑战。本篇文章主要阐述了高层建筑的应用发展的现状,分析研究了高层建筑设计中的不规则结构类型,并提出相应调整及处理措施。
关键词:高层建筑;结构设计;不规则性
中图分类号:TU208.3 文献标识码:A 文章编号:
在高层建筑实际工程设计中,由于考虑不同的建筑功能需求、外观立面及场地条件等因素,要使高层建筑结构方案规则往往比较困难。高层建筑结构设计中不规则性主要表现在局部楼板不连续、平面不规则以及建筑自身在竖向刚度上的突变和竖向构件不连续等方面。高层建筑应采用合理的结构体系,结构平面和竖向布置都应使结构具有合理的刚度、质量和承载力分布,避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位,使结构具有多道防线。
高层建筑结构中不规则性发展的现状
随着我国经济快速发展,人们生活水平不断提高,城市化进程加快、范围扩大,对建筑的类别和建筑高度等方面的要求也不断提高,也推动了建筑行业的不断发展和革新。建筑工程设计为了适应当前城市发展和迎合市场需求,打破了传统的高层建筑设计上要求建筑结构规则、对称的设计理念。建筑设计师为了设计出新颖别致、独树一帜的建筑,使之成为城市里的一道靓丽风景,通常使高层建筑方案很不规则,这就给结构设计人员带来了极大的难度和挑战。
高层建筑中不规则结构主要类型
高层建筑中不规则结构类型主要可以分为两种:一是平面不规则结构类型,主要包括凸凹不规则、扭转不规则以及局部楼板不连续;二是竖向不规则结构类型,主要包括竖向抗承载力构件不连续、竖向刚度突变、建筑工程中楼层间质量突变以及楼层之间承载能力的突变等等,详见表2-1及表2-2:
表2-1建筑结构一般规则性检查
表2-2建筑结构严重规则性检查
高层建筑结构设计不规则性的应用
通过相关资料表明,在发生地震时建筑物容易受到破坏,通常造成严重破坏的高层建筑物是一些不规则建筑,并且质心和刚心偏离较大,或者结构没有较强的抵抗扭转能力,地震时容易产生扭转破坏。通过技术人员实例分析研究表明,遭遇地震的高层建筑中扭转效应对工程整体结构造成了严重破坏。因此在实际工程中需要进一步对高层建筑结构的扭转效应加以控制,通常采用方式有:
降低高层建筑中刚心与质心的相对偏心距
根据资料表明在高层建筑结构中相对偏心距和扭转效应二者之间呈现线性关系,假如要使建筑工程中扭转效应发生改变,就应该充分的减小楼层之间刚心偏离质心的距离,还可通过调整高层建筑结构的平面布置,促使建筑结构中刚心和质心更加的接近,使各标准层质量分布一致。在实际建筑结构设计过程中,减小结构刚心偏心距的方法:调整结构平面中不规则的布置并进行初步分析和计算,通过初步分析和计算找出高层建筑结构的刚心和质心,通过相关的实践经验以及数据信息准确的判断建筑结构刚度的分布,最后通过调整离质心较远或较近的剪力墙等竖向构件以及边梁截面大小来实现刚心和质心的接近或基本重合。
调整工程抗扭刚度和抗侧刚度之间的比例
在高层建筑结构当中扭转效应和建筑周期之比的平方关系是一种线性的关系,因此在建筑物设计过程时,要充分考虑在一定程度上适量的减小建筑结构的周期。进行剪力墙结构设计时,在合理有效的范围中尽可能增厚或者是增长周边的剪力墙,尤其是要高度重视离刚心距离最远的剪力墙。
提升临近抗扭转效应构件的抗剪力
确保高层建筑结构在激烈的振动下仍然处于安全的状态,仅仅靠着结构布置的调整远远是不够的。工程结构技术人员通过实验得出的结论是:当建筑结构尚未处于弹性状态时,对称的建筑结构受到双向水平地震结构的作用在形态上会发生变化。假如充分的考慮高层建筑结构的抗震能力。就应该加强承受抗扭转效应影响的构件的抗剪能力,使高层建筑在地震作用下保持整体结构处于弹性的工作状态。
设防震缝来减小地震带来的危害
实际建筑设计中,由于受到各种条件和环境的影响,造成结构平面不规则布置,还可以通过设置防震缝的方式将建筑结构划分为若干较为规则的结构单元,以减少地震扭转效应带来的危害。
总结:
在高层建筑设计中,建筑结构不规则性的应用,在一定程度上直接影响着整个结构的平面布置、软件建模,以及结构的合理性、安全性以及经济性。随着计算机技术的不断发展,力学的进步和新型材料的研发,以及各类结构计算软件的开发和应用,会找到更多、更好的方法来解决高层建筑结构中不规则性的应用,也将能更加真实的模拟结构实际情况进行计算分析,在提高建筑结构的安全度和经济性的同时为实现那些新颖的建筑方案做贡献。
参考文献:
[1]何礼达.论不规则性在高层建筑结构设计中的运用[J].河南科技,2010年14期
[2]辛红军.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].科技资讯,2012年11期
[3]李涌.不规则性在高层建筑结构设计中的应用分析[J].建材发展导向,2012年10期
[4]王丽丽.试论不规则高层建筑结构设计的问题及对策[J].科技创新导报,2009年07期
[5]王唯赜,杨淑梅.不规则高层建筑结构设计中应采取的措施研究[J].科技资讯,2006年31期
关键词:高层建筑;结构设计;不规则性
中图分类号:TU208.3 文献标识码:A 文章编号:
在高层建筑实际工程设计中,由于考虑不同的建筑功能需求、外观立面及场地条件等因素,要使高层建筑结构方案规则往往比较困难。高层建筑结构设计中不规则性主要表现在局部楼板不连续、平面不规则以及建筑自身在竖向刚度上的突变和竖向构件不连续等方面。高层建筑应采用合理的结构体系,结构平面和竖向布置都应使结构具有合理的刚度、质量和承载力分布,避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位,使结构具有多道防线。
高层建筑结构中不规则性发展的现状
随着我国经济快速发展,人们生活水平不断提高,城市化进程加快、范围扩大,对建筑的类别和建筑高度等方面的要求也不断提高,也推动了建筑行业的不断发展和革新。建筑工程设计为了适应当前城市发展和迎合市场需求,打破了传统的高层建筑设计上要求建筑结构规则、对称的设计理念。建筑设计师为了设计出新颖别致、独树一帜的建筑,使之成为城市里的一道靓丽风景,通常使高层建筑方案很不规则,这就给结构设计人员带来了极大的难度和挑战。
高层建筑中不规则结构主要类型
高层建筑中不规则结构类型主要可以分为两种:一是平面不规则结构类型,主要包括凸凹不规则、扭转不规则以及局部楼板不连续;二是竖向不规则结构类型,主要包括竖向抗承载力构件不连续、竖向刚度突变、建筑工程中楼层间质量突变以及楼层之间承载能力的突变等等,详见表2-1及表2-2:
表2-1建筑结构一般规则性检查
表2-2建筑结构严重规则性检查
高层建筑结构设计不规则性的应用
通过相关资料表明,在发生地震时建筑物容易受到破坏,通常造成严重破坏的高层建筑物是一些不规则建筑,并且质心和刚心偏离较大,或者结构没有较强的抵抗扭转能力,地震时容易产生扭转破坏。通过技术人员实例分析研究表明,遭遇地震的高层建筑中扭转效应对工程整体结构造成了严重破坏。因此在实际工程中需要进一步对高层建筑结构的扭转效应加以控制,通常采用方式有:
降低高层建筑中刚心与质心的相对偏心距
根据资料表明在高层建筑结构中相对偏心距和扭转效应二者之间呈现线性关系,假如要使建筑工程中扭转效应发生改变,就应该充分的减小楼层之间刚心偏离质心的距离,还可通过调整高层建筑结构的平面布置,促使建筑结构中刚心和质心更加的接近,使各标准层质量分布一致。在实际建筑结构设计过程中,减小结构刚心偏心距的方法:调整结构平面中不规则的布置并进行初步分析和计算,通过初步分析和计算找出高层建筑结构的刚心和质心,通过相关的实践经验以及数据信息准确的判断建筑结构刚度的分布,最后通过调整离质心较远或较近的剪力墙等竖向构件以及边梁截面大小来实现刚心和质心的接近或基本重合。
调整工程抗扭刚度和抗侧刚度之间的比例
在高层建筑结构当中扭转效应和建筑周期之比的平方关系是一种线性的关系,因此在建筑物设计过程时,要充分考虑在一定程度上适量的减小建筑结构的周期。进行剪力墙结构设计时,在合理有效的范围中尽可能增厚或者是增长周边的剪力墙,尤其是要高度重视离刚心距离最远的剪力墙。
提升临近抗扭转效应构件的抗剪力
确保高层建筑结构在激烈的振动下仍然处于安全的状态,仅仅靠着结构布置的调整远远是不够的。工程结构技术人员通过实验得出的结论是:当建筑结构尚未处于弹性状态时,对称的建筑结构受到双向水平地震结构的作用在形态上会发生变化。假如充分的考慮高层建筑结构的抗震能力。就应该加强承受抗扭转效应影响的构件的抗剪能力,使高层建筑在地震作用下保持整体结构处于弹性的工作状态。
设防震缝来减小地震带来的危害
实际建筑设计中,由于受到各种条件和环境的影响,造成结构平面不规则布置,还可以通过设置防震缝的方式将建筑结构划分为若干较为规则的结构单元,以减少地震扭转效应带来的危害。
总结:
在高层建筑设计中,建筑结构不规则性的应用,在一定程度上直接影响着整个结构的平面布置、软件建模,以及结构的合理性、安全性以及经济性。随着计算机技术的不断发展,力学的进步和新型材料的研发,以及各类结构计算软件的开发和应用,会找到更多、更好的方法来解决高层建筑结构中不规则性的应用,也将能更加真实的模拟结构实际情况进行计算分析,在提高建筑结构的安全度和经济性的同时为实现那些新颖的建筑方案做贡献。
参考文献:
[1]何礼达.论不规则性在高层建筑结构设计中的运用[J].河南科技,2010年14期
[2]辛红军.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].科技资讯,2012年11期
[3]李涌.不规则性在高层建筑结构设计中的应用分析[J].建材发展导向,2012年10期
[4]王丽丽.试论不规则高层建筑结构设计的问题及对策[J].科技创新导报,2009年07期
[5]王唯赜,杨淑梅.不规则高层建筑结构设计中应采取的措施研究[J].科技资讯,2006年31期