高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析[精品資料]

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析 -精品資料 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 最新最全的 學(xué)術(shù)論文 期刊文獻(xiàn) 年終總結(jié) 年終報(bào)告 工作總結(jié) 個(gè)人總結(jié) 述職報(bào)告 實(shí)習(xí)報(bào)告 單位總結(jié) 摘要：高層建筑在造型形式不斷翻新、高度記錄一再被打破的同時(shí)，其內(nèi)部空間構(gòu)成的模式也發(fā)生了很大的變化。建筑產(chǎn)品的這種系統(tǒng)的密集性、交叉性及最終的整體性，最主要的表現(xiàn)還是在高層建筑上。本文根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，分析了高層建筑建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基本假定、基本要求。 關(guān)鍵詞 ：高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；分析 Abstract: High-rise building renovation, in other forms the height record has been broken at the same time. The internal space mode has changed greatly. This system of building products is the intensity of cross and the final overall, the main performance is in tall buildings. In this paper, according to the characteristics of structure design of high-rise building, analyses the design of building structures of tall building the basic assumption, basic requirements. Key words: high-rise building； structure design； analysis TB482.2 A 隨著高層建筑在我國的飛速發(fā)展，建筑高度的日益增加，建筑類型以及功能也日新月異，難度相對(duì)而言逐漸變大。結(jié)構(gòu)體系各式各樣，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)在主要成為工程設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)上的工作重點(diǎn)和難點(diǎn)。 1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)要素 1.1 水平荷載成為決定因素。 一方面，因?yàn)闃欠孔灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值，僅與樓房高度的一次方成正比。而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu) 產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎構(gòu)件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比。 另一方面，對(duì)某一定高度樓房來說，豎向荷載大體上是定值，而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用，其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度的變化。 1.2 軸向變形不容忽視。 高層建筑中，豎向荷載數(shù)值很大 ,能夠在柱中引起較大的軸向變形，從而會(huì)對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響，造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小，跨中正彎矩之和端支座負(fù)彎矩值增大；而且還會(huì)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的下料長度產(chǎn)生影響，要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值，對(duì)下料長度進(jìn)行調(diào)整 。另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響，與考慮構(gòu)件豎向變形比較，會(huì)得出偏于不安全的結(jié)果。 1.3 側(cè)移成為控制指標(biāo)。 與較低樓房不同，結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著樓房高度的增加，水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速增大，因而結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移應(yīng)被控制在某一限度之內(nèi)。 1.4 結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。 相對(duì)于較低樓房而言 ,高樓結(jié)構(gòu)更柔一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?，?保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。 2 高層建筑結(jié)構(gòu)分析的基本假定 高層建筑結(jié)構(gòu)是由豎向抗側(cè)力構(gòu)件（框架、剪力墻、筒體等）通過水平樓板連接構(gòu)成的大型空間結(jié)構(gòu)體系。要完全精確地按照三維空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析是十分困難的。各種實(shí)用的分析方法都需要對(duì)計(jì)算模型引入不同程度的簡化。下面是常見的一些基本假定： 2.1 彈性假定。 目前工程上高層建筑結(jié)構(gòu)分析方法均采用彈性的計(jì)算方法。在垂直荷載或一般風(fēng)力作用下，結(jié)構(gòu)通常處于彈性工作階段，這一假定基本符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況。但是在遭受地震或強(qiáng)臺(tái)風(fēng)作用 時(shí)，高層建筑結(jié)構(gòu)往往會(huì)產(chǎn)生較大的位移，出現(xiàn)裂縫，進(jìn)入到彈塑性工作階段。此時(shí)仍按彈性方法計(jì)算內(nèi)力和位移時(shí)不能反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)工作狀態(tài)的，應(yīng)按彈塑性動(dòng)力分析方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2.2 小變形假定。 小變形假定也是各種方法普遍采用的基本假定。但有不少人對(duì)幾何非線性問題（ P 效應(yīng)）進(jìn)行了一些研究。一般認(rèn)為，當(dāng)頂點(diǎn)水平位移 與建筑物高度 H 的比值 /H 1/500 時(shí)， P 效應(yīng)的影響就不能忽視了。 2.3 剛性樓板假定 許多高層建筑結(jié)構(gòu)的分析方法均假定樓板在自身平面內(nèi)的剛度無限 大，而平面外的剛度則忽略不計(jì)。這一假定大大減少了結(jié)構(gòu)位移的自由度，簡化了計(jì)算方法。并為采用空間薄壁桿件理論計(jì)算筒體結(jié)構(gòu)提供了條件。一般來說，對(duì)框架體系和剪力墻體系采用這一假定是完全可以的。但是，對(duì)于豎向剛度有突變的結(jié)構(gòu)，樓板剛度較小，主要抗側(cè)力構(gòu)件間距過大或是層數(shù)較少等情況，樓板變形的影響較大。特別是對(duì)結(jié)構(gòu)底部和頂部各層內(nèi)力和位移的影響更為明顯?？蓪⑦@些樓層的剪力作適當(dāng)調(diào)整來考慮這種影響。 2.4 計(jì)算圖形的假定。 高層建筑結(jié)構(gòu)體系整體分析采用的計(jì)算圖形有三種：（ 1）一維協(xié)同分析。按一維協(xié) 同分析時(shí)，只考慮各抗側(cè)力構(gòu)件在一個(gè)位移自由度方向上的變形協(xié)調(diào)。在水平力作用下，將結(jié)構(gòu)體系簡化為由平行水平力方向上的各榀抗側(cè)力構(gòu)件組成的平面結(jié)構(gòu)。根據(jù)剛性樓板假定，同一樓面標(biāo)高處各榀抗側(cè)力構(gòu)件的側(cè)移相等，由此即可建立一維協(xié)同的基本方程。在扭矩作用下，則根據(jù)同層樓板上各抗側(cè)力構(gòu)件轉(zhuǎn)角相等的條件建立基本方程。一維協(xié)同分析是各種手算方法采用最多的計(jì)算圖形。（ 2）二維協(xié)同分析。二維協(xié)同分析雖然仍將單榀抗側(cè)力構(gòu)件視為平面結(jié)構(gòu)，但考慮了同層樓板上各榀抗側(cè)力構(gòu)件在樓面內(nèi)的變形協(xié)調(diào)。縱橫兩方向的抗側(cè)力構(gòu)件共同工作，同時(shí)計(jì)算；扭矩與水平力同時(shí)計(jì)算。在引入剛性樓板假定后，每層樓板有三個(gè)自由度 u， v， （當(dāng)考慮樓板翹曲是有四個(gè)自由度），樓面內(nèi)各抗側(cè)力構(gòu)件的位移均由這三個(gè)自由度確定。剪力樓板位移與其對(duì)應(yīng)外力作用的平衡方程，用矩陣位移法求解。二維協(xié)同分析主要為中小微型計(jì)算機(jī)上的桿系結(jié)構(gòu)分析程序所采用。（ 3）三維空間分析。二維協(xié)同分析并沒有考慮抗側(cè)力構(gòu)件的公共節(jié)點(diǎn)在樓面外的位移協(xié)調(diào)（豎向位移和轉(zhuǎn)角的協(xié)調(diào)），而且，忽略抗側(cè)力構(gòu)件平面外的剛度和扭轉(zhuǎn)剛度對(duì)具有明顯空間工作性能的筒體結(jié)構(gòu)也是不妥當(dāng)?shù)?。三維空間分析的普通桿單元每一節(jié)點(diǎn)有 6 個(gè)自由度， 按符拉索夫薄壁桿理論分析的桿端節(jié)點(diǎn)還應(yīng)考慮截面翹曲，有 7 個(gè)自由度。 3 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求 3.1 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 (1)不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。高層建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)符合下列要求： a 應(yīng)具有必要的承載能力、剛度和變形能力； b 應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失承受重力荷載、風(fēng)荷載和地震作用的能力； c 對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取有效措施予以加強(qiáng) 。 (2)高層建筑的結(jié)構(gòu)體系尚宜符合下列要求： a 結(jié)構(gòu)的豎向和水平布置宜具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部突變和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而形成薄弱部位； b 宜具有多道抗震防線。 3.2 規(guī)則結(jié)構(gòu)的主要特征。 建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對(duì)稱，并應(yīng)具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。 規(guī)則結(jié)構(gòu)一般指：體型（平面和立面）規(guī)則，結(jié)構(gòu)平 面布置均勻、對(duì)稱并具有較好的抗扭剛度；結(jié)構(gòu)豎向布置均勻，結(jié)構(gòu)的剛度、承載力和質(zhì)量分布均勻，無突變。 3.3 規(guī)則平面布置需滿足的要求。 (1)結(jié)構(gòu)平面布置必須考慮有利于抵抗水平和豎向荷載，受力明確，傳力直接，力爭均勻?qū)ΨQ，減少扭轉(zhuǎn)的影響。在地震作用下，建筑平面要力求簡單規(guī)則，風(fēng)力作用下則可適當(dāng)放寬?？拐鹪O(shè)防的高層建筑，平面形狀宜簡單、對(duì)稱、規(guī)則，以減少震害。 (2)在高層建筑的一個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，宜使結(jié)構(gòu)平面形狀簡單、規(guī)則，剛度和承載力分布均勻。不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的平面布置。 (3)抗震設(shè)計(jì)的 B 級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑，其平面布置應(yīng)簡單、規(guī)則，減少偏心。 4 結(jié)語 城市經(jīng)濟(jì)水平的不段提高，以及人們對(duì)物質(zhì)文化生活需求的不斷提升，我國的高層建筑建設(shè)發(fā)展迅速看，但從設(shè)計(jì)質(zhì)量方面來看，并不很理想。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師不能僅僅重視結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性而忽略結(jié)構(gòu)方案的具體實(shí)際情況，應(yīng)作出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析，用掌握的知識(shí)處理實(shí)際設(shè)計(jì)中遇到的各種問題。 參考文獻(xiàn) 1 肖峻 高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) J中化建設(shè)，2008 2 陳峻帆談高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) J科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2012 3 包世華 . 方鄂華 .高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) M . 清華大學(xué)出版社， 1990 4 李國勝 . 多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中疑難問題的處理及算例 . 中國建筑工業(yè)出版社， 2011 閱讀相關(guān)文檔 :探討建筑工程合同管理的分析 論園林施工中的反季節(jié)種植技術(shù) 市政公路橋梁工程施工中軟土地基處理技術(shù)研究 歷史街區(qū)立面改造方法初探 以市場機(jī)制為主促進(jìn)郵電通 信經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 園林綠化施工及其技術(shù)管理 中國傳統(tǒng)園林藝術(shù)在現(xiàn)代城市園林景觀建設(shè)中的價(jià)值與體現(xiàn) 關(guān)于討論酒店客房空間設(shè)計(jì) 淺談土建工程預(yù)結(jié)算審計(jì)方法 對(duì)水工建筑混凝土施工質(zhì)量控制的探討 探討高層建筑施工中的測(cè)量控制 芻議道路橋梁設(shè)計(jì)的要