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高層建築設計要注意哪些問題?

要保證高層建築結構安全、適用、耐用, 那就必須要對高層建築進行結構設計, , 按有關設計標準的規定, 對建築結構進行總體佈置、技術經濟分析、計算、構造和製圖工作, 並尋求優化的過程, 其中最重要要考慮的問題就是安全、荷載與抗震能力, 還有防火要求, 這些在結構設計都必須詳細考慮的問題, 接下來我們來看看在這設計過程, 有哪些要注意的問題?

高層建築結構設計注意事項

一、基本問題:

1.應當注意防震縫的設計, 必須留有足夠的寬度。

2.平面形狀或剛度不對稱, 會使建築物產生顯著的扭轉, 震害嚴重。

3.凸出屋面的塔樓受高振型的影響, 產生顯著的鞭梢效應, 破壞嚴重。

4.高層部分和低層部分之間的連接構造不合理。

5.框架柱截面太少, 箍筋不足, 柱子的延性和抗震能力不夠而發生剪切破壞或柱頭壓碎。

6.由於沿豎向樓層品質與剛度變化太大,

是樓層變形過分集中而產生破壞。

7.地基的穩定性問題要特別注意。

8.伸縮縫和沉降縫寬度過小, 碰撞破壞很多。

9.不應在建築物端部設置樓梯間和樓板開大洞口, 因剛度不均勻而產生扭轉。

10.外縱牆門窗洞口過大, 連梁尺寸太小, 容易產生破壞。

11.中間部分樓層柱子截面和材料改變或取消了部分剪力牆, 產生剛度或承載力突變, 形成結構薄弱層。

二、宏觀控制:

高層抗震設計的基本原則:小震不壞, 中震可修, 大震不倒。

高層建築結構應根據房屋高度和高寬比、抗震設防類別、抗震設防烈度、場地類別、結構材料和施工技術條件等因素考慮其適宜的結構體系。

高層建築的高寬比是對結構剛度、整體穩定、承載能力和經濟合理性的宏觀控制。

三、沉降縫、伸縮縫和抗震縫要注意的問題:

高層建築應當調整平面尺寸和結構佈置, 採取構造措施和施工措施, 能不設縫就不設縫, 能少設縫就少設縫, 如果沒有採取措施或必須設縫時, 則必須保證必要的縫寬以防止震害。

鋼筋混凝土高層建築結構的溫度-收縮問題,

一般由構造措施來解決。

後澆帶可選擇在對結構受力影響較小的部位曲折通過, 不要在一個平面內, 以免全部鋼筋都在同一平面內搭接。 一般可設置在梁和樓板的1/3處。

目前許多工程是採用調整各部分沉降差, 在施工過程中留後澆段作為臨時沉降縫, 等到沉降基本穩定後再連為整體, 不設永久性的沉降縫。

高層建築的主樓和裙房的層數相差很遠, 在下列條件時可不留永久沉降縫:

1.採用端承樁, 樁支承在基岩上。 2.地基條件好, 沉降差小。 3.有較多的沉降觀測資料, 沉降計算比較可靠。

後兩種情況下, 可調壓力差, 主樓和裙房部分才用不同的基礎, 使其沉降接近。

調時間差, 先施工主樓,

待主樓基本建成, 沉降基本穩定, 再建裙房。

抗震設計的高層建築在下列情況下宜設防震縫:

1.平面長度和外伸長度尺寸超出了規程限值而又沒有採取加強措施時;

2.各部分結構剛度相差太遠, 採取不同材料和不同結構體系時;

3.各部分品質相差很大時;

4.各部分有較大錯層時。

此外, 各結構單元之間設了伸縮縫和沉降縫時, 其縫寬應滿足防震縫寬度的要求。

防震縫應在地面以上全高設置, 當不作為沉降縫時, 基礎可以不設防震縫, 但要加強構造和連接。

高層建築各部分之間凡是設縫的, 就要分得徹底;凡是不設縫的, 就要連接牢固。

《高層規程》規定:

1.框架結構房屋, 高度不超過15m的部分, 可取70;超過15m的部分, 6、7、8、9度相應每增加高度5、4、3、2m, 宜加寬20。

2.框架-剪力牆結構房屋可按第一項數值的70%採用,剪力牆結構房屋可按第一項規定數值的50%採用,但二者均不宜小於70。

四、結構設計:

結構豎向佈置

沿豎向剛度突變還由於下述兩個原因產生:

1.抗側力結構(框架、剪力牆、筒體等)突然改變佈置。

2.結構的豎向體型突變。

當小牆肢截面的高度小於等於牆厚的4倍時,應按框架柱設計,箍筋按框架柱全長加密。

抗震設計的軸壓比控制:

特一級、一級(9度)為0.4;一級(7、8度)為0.5;二級為0.6。

抗震牆的翼牆長度小於其3倍厚度或端柱截面邊長小於2倍牆厚時,視為無翼牆和無端柱。

按照結構延性係數的大小排序:鋼結構、鋼管混凝土結構、型鋼混凝土結構、鋼筋混凝土結構、配筋砌體結構、砌體結構。結構的延性係數大,說明結構抗震的變形能力大,結構的耐震性能好。有條件時,建築的主體結構可採用延性係數較大的結構材料。

地下室頂板應採用現澆梁板結構,其樓板厚度不小於180,混凝土強度等級不宜小於C30,並應採用雙層雙向配筋,且每個方向的配筋率不宜小於0.25%。

抗震框架柱配筋要注意的三個方面:

最小配箍率、最小體積配箍率、最小縱筋配筋率。

當地下室做為上部結構的嵌固端時,地下一層的抗震等級應按上部結構採用,地下一層以下結構的抗震等級可根據具體情況採用。

地下室柱截面每側的縱向鋼筋面積除應符合計算要求外,不應少於地上一層對應柱每側縱向鋼筋面積的1.1倍。

短柱:柱淨高與截面寬度之比小於4的柱子。箍筋需全長加密。

剪跨比

柱剪跨比:柱子淨高與2倍柱子截面高度的比值。

梁剪跨比:剪跨與梁截面有效高度的比值。廣義剪跨比=M/Vh=a/h。剪跨比反映了截面上正應力和剪應力的相對比值,在一定程度上也反映了截面上彎矩與剪力的相對比值。它對梁的斜截面受剪破壞形態和斜截面受剪承載力,有著極為重要的影響。

高寬比

6、7度抗震設防烈度的A級高度建築,其高寬比限值分別為:框架4,框剪5,剪力牆6,筒體6。

抗震設計一般剪力牆結構底部的加強部位:牆肢總高度小於50m時取其總高度的1/6,大於50m時取 1/8,超過150m,取1/10。

裙房與主樓相連時,加強範圍也宜高出裙房至少一層。

對於框剪結構或框筒結構,採用類比施工演算法3是比較合理的,可以避免剪力牆軸力遠大於實際的不合理情形。

振型個數一般可以取振型參與品質達到總品質的90%所需的振型數。振型個數至少取3,最好為3的倍數,當然,振型個數也不能大於3倍質點數。

當考慮扭轉耦聯計算時,振型數應不少於9。對於多塔結構振型個數應大於12。

高規要求有效品質係數不應小於90%。

樓梯柱可視為短柱,箍筋需全長加密。

五、高層結構設計需要控制的七個比值

1、軸壓比:主要為控制結構的延性,規範對牆肢和柱均有相應限值要求,

2、剪重比:主要為控制各樓層最小地震剪力,確保結構安全性

3、剛度比:主要為控制結構豎向規則性,以免豎向剛度突變,形成薄弱層

4、位移比:主要為控制結構平面規則性,以免形成扭轉,對結構產生不利影響。

5、週期比:主要為控制結構扭轉效應,減小扭轉對結構產生的不利影響,要求見高規

6、剛重比:主要為控制結構的穩定性,以免結構產生滑移和傾覆,要求見高規。

7、層間受剪承載力比:控制豎向不規則性,以免豎向樓層受剪承載力突變,形成薄弱層。

以上就是小編為大家總結的高層建築設計中要注意哪些問題,只有將這些做到位了,才能保障高層建築的安全,從而保障到人們的生命安全,現在很多建築工程都存在貪污腐敗現象,將人們的生命安全視而不見,眼中就只有個人利益,最後害人害己,因此在建築工程中,希望每個人都有一份社會責任感,盡心盡責,不貪贓枉法,公平公正,保障所有人的生命安全為己任。

2.框架-剪力牆結構房屋可按第一項數值的70%採用,剪力牆結構房屋可按第一項規定數值的50%採用,但二者均不宜小於70。

四、結構設計:

結構豎向佈置

沿豎向剛度突變還由於下述兩個原因產生:

1.抗側力結構(框架、剪力牆、筒體等)突然改變佈置。

2.結構的豎向體型突變。

當小牆肢截面的高度小於等於牆厚的4倍時,應按框架柱設計,箍筋按框架柱全長加密。

抗震設計的軸壓比控制:

特一級、一級(9度)為0.4;一級(7、8度)為0.5;二級為0.6。

抗震牆的翼牆長度小於其3倍厚度或端柱截面邊長小於2倍牆厚時,視為無翼牆和無端柱。

按照結構延性係數的大小排序:鋼結構、鋼管混凝土結構、型鋼混凝土結構、鋼筋混凝土結構、配筋砌體結構、砌體結構。結構的延性係數大,說明結構抗震的變形能力大,結構的耐震性能好。有條件時,建築的主體結構可採用延性係數較大的結構材料。

地下室頂板應採用現澆梁板結構,其樓板厚度不小於180,混凝土強度等級不宜小於C30,並應採用雙層雙向配筋,且每個方向的配筋率不宜小於0.25%。

抗震框架柱配筋要注意的三個方面:

最小配箍率、最小體積配箍率、最小縱筋配筋率。

當地下室做為上部結構的嵌固端時,地下一層的抗震等級應按上部結構採用,地下一層以下結構的抗震等級可根據具體情況採用。

地下室柱截面每側的縱向鋼筋面積除應符合計算要求外,不應少於地上一層對應柱每側縱向鋼筋面積的1.1倍。

短柱:柱淨高與截面寬度之比小於4的柱子。箍筋需全長加密。

剪跨比

柱剪跨比:柱子淨高與2倍柱子截面高度的比值。

梁剪跨比:剪跨與梁截面有效高度的比值。廣義剪跨比=M/Vh=a/h。剪跨比反映了截面上正應力和剪應力的相對比值,在一定程度上也反映了截面上彎矩與剪力的相對比值。它對梁的斜截面受剪破壞形態和斜截面受剪承載力,有著極為重要的影響。

高寬比

6、7度抗震設防烈度的A級高度建築,其高寬比限值分別為:框架4,框剪5,剪力牆6,筒體6。

抗震設計一般剪力牆結構底部的加強部位:牆肢總高度小於50m時取其總高度的1/6,大於50m時取 1/8,超過150m,取1/10。

裙房與主樓相連時,加強範圍也宜高出裙房至少一層。

對於框剪結構或框筒結構,採用類比施工演算法3是比較合理的,可以避免剪力牆軸力遠大於實際的不合理情形。

振型個數一般可以取振型參與品質達到總品質的90%所需的振型數。振型個數至少取3,最好為3的倍數,當然,振型個數也不能大於3倍質點數。

當考慮扭轉耦聯計算時,振型數應不少於9。對於多塔結構振型個數應大於12。

高規要求有效品質係數不應小於90%。

樓梯柱可視為短柱,箍筋需全長加密。

五、高層結構設計需要控制的七個比值

1、軸壓比:主要為控制結構的延性,規範對牆肢和柱均有相應限值要求,

2、剪重比:主要為控制各樓層最小地震剪力,確保結構安全性

3、剛度比:主要為控制結構豎向規則性,以免豎向剛度突變,形成薄弱層

4、位移比:主要為控制結構平面規則性,以免形成扭轉,對結構產生不利影響。

5、週期比:主要為控制結構扭轉效應,減小扭轉對結構產生的不利影響,要求見高規

6、剛重比:主要為控制結構的穩定性,以免結構產生滑移和傾覆,要求見高規。

7、層間受剪承載力比:控制豎向不規則性,以免豎向樓層受剪承載力突變,形成薄弱層。

以上就是小編為大家總結的高層建築設計中要注意哪些問題,只有將這些做到位了,才能保障高層建築的安全,從而保障到人們的生命安全,現在很多建築工程都存在貪污腐敗現象,將人們的生命安全視而不見,眼中就只有個人利益,最後害人害己,因此在建築工程中,希望每個人都有一份社會責任感,盡心盡責,不貪贓枉法,公平公正,保障所有人的生命安全為己任。

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