淺談混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

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1、墊!魚生簋魚翹i墼筮!墅塑l亟酉熏撾建筑蘭塑劍塑鹽淺談混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)■何緒家1。2。管西亮1’2—1．山東科技大學(xué)土木工程防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。山東青島266590；2．山東科技大學(xué)土木與建筑學(xué)院。山東青島266590摘要：在建筑實(shí)際設(shè)計(jì)中，需考慮結(jié)構(gòu)的正常使用以及外觀功能的同時(shí)，也更要充分重視高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量安全。本文依據(jù)現(xiàn)下混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的遇到的常見問(wèn)題，重點(diǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)中的概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析以及地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等三個(gè)方面進(jìn)行探究分析，確?；炷粮邔咏Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量安全。關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建筑安全高層建筑人們的日常生活水平在發(fā)展中得到不斷的改善，消

2、費(fèi)水平要求也在逐漸地提高。在這當(dāng)下社會(huì)，我們最應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題首當(dāng)其沖便是居住環(huán)境，生活條件與居住問(wèn)題本質(zhì)上有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系。人民的生命財(cái)產(chǎn)安全又與住房建筑質(zhì)量的好壞有著密切聯(lián)系。這不僅是個(gè)人問(wèn)題，相關(guān)單位更應(yīng)該本著生命負(fù)責(zé)的態(tài)度，對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及修建房屋的材料進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保工程施工的質(zhì)量安全。不僅僅如此，更重要的一點(diǎn)是，若沒(méi)有采取可行性的建筑設(shè)計(jì)方案，合理有序的組織管理，那么后續(xù)的施工任務(wù)很難正常運(yùn)行。因此我們綜合考慮多樣化的建筑材料，選擇最切合設(shè)計(jì)要求的施工方案，以此保證建筑工程的順利進(jìn)行。1高層混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中的要求高層建筑自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其他一般

3、性建筑相比具有一定的特殊性，這就對(duì)建筑的抗震性和穩(wěn)定性提出了更高的要求。混凝土結(jié)構(gòu)在其設(shè)計(jì)中充分考慮了這一特性，能有效地滿足這一要求，達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所規(guī)范的穩(wěn)定性。其混凝土自身的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：(1)安全性。所謂的安全性就是指在受到外力作用下，混凝土結(jié)構(gòu)能夠承擔(dān)一定的荷載作用并能保證整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定，且不容易受到濕度及溫度濕度的影響。最重要的一點(diǎn)是，混凝土結(jié)構(gòu)在使用的過(guò)程當(dāng)中可以有效地減緩較大應(yīng)力的撞擊，確保建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，以此確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性。在設(shè)計(jì)中可以考慮采用混凝土材料作施工材料，保證建筑結(jié)構(gòu)處于一種穩(wěn)定的狀態(tài)。(2)持久性。由于混凝

4、土材料本身的特性，其抗腐蝕性較強(qiáng)，所以不易受外界惡劣環(huán)境的威脅。與其他建筑材料相比較而言，混凝土結(jié)構(gòu)的持久性更為明顯。不斷完善對(duì)建筑結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)，提高建筑工程中混凝土材料的持久性。(3)實(shí)用性。所謂的實(shí)用性是從混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能上來(lái)說(shuō)的?；炷两Y(jié)構(gòu)在正常使用過(guò)程中，如果因施工或養(yǎng)護(hù)不當(dāng)而出現(xiàn)嚴(yán)重的斷層或裂縫的現(xiàn)象，會(huì)嚴(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)用性。因此，需要將這兩種可能會(huì)出現(xiàn)的狀態(tài)控制在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，滿足建筑結(jié)構(gòu)的堅(jiān)韌度和完整性。由于在設(shè)計(jì)和施工的過(guò)程中混凝土材料存在著一定的優(yōu)點(diǎn)。因此，在建筑設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。2混凝±結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的均勻性、對(duì)

5、稱性主要體現(xiàn)高層混凝土結(jié)構(gòu)中主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)沿兩個(gè)主軸方向的變形特性相似、剛度相接近。因此，在高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的平面布置中，主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)注意，同一主體方向的各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剮度盡可能的均勻，盡量避免在主體結(jié)構(gòu)布置中某幾片剛度特別大造成結(jié)構(gòu)延性較差。高層混凝土結(jié)構(gòu)的水平布置中還應(yīng)注意主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)與中央核心結(jié)構(gòu)以及周邊結(jié)構(gòu)的剛度協(xié)調(diào)均勻，確保主體結(jié)構(gòu)具有良好的抗扭剛度，以避免在風(fēng)荷載或地震荷載的扭矩作用下對(duì)高層混凝土結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生過(guò)大的扭轉(zhuǎn)變形，對(duì)結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)構(gòu)件造成破壞。3不規(guī)則混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)不規(guī)則混凝土的措施研究，通過(guò)國(guó)內(nèi)、國(guó)外統(tǒng)計(jì)的歷次大地

6、震震害結(jié)果表明，平面不規(guī)則、抗扭轉(zhuǎn)剮度太弱以及質(zhì)量與剛度偏心的建筑結(jié)構(gòu)，在地震中容易受到較嚴(yán)重的破壞。通過(guò)振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)分析結(jié)果表明，在扭轉(zhuǎn)作用下所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞。限制建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)可從以下兩個(gè)方面解決：建筑結(jié)構(gòu)平面布置盡可能的規(guī)則，避免由于過(guò)大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。提高建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度。4高層建筑結(jié)構(gòu)的受力路線高層建筑結(jié)構(gòu)中的水平平面結(jié)構(gòu)和豎向平面結(jié)構(gòu)都必須有明確的受力路線。假設(shè)某個(gè)樓面上有重力荷載的作用，它主要通過(guò)樓蓋構(gòu)件的彎曲傳遞，向下傳遞給豎向結(jié)構(gòu)的某個(gè)構(gòu)件，逐層傳遞直到建筑物的基礎(chǔ)和地基。受力路線的模式主要根據(jù)結(jié)

7、構(gòu)的類別和布置而存在差異。高層建筑結(jié)構(gòu)的底層通常含有少量的立柱，留有足夠大的空間可以方便設(shè)置寬敞的出入口、前廳以及廣場(chǎng)。這時(shí)，若含有重力荷載的上層結(jié)構(gòu)需要設(shè)置相對(duì)密集的柱間距，就必須考慮另一種結(jié)構(gòu)體系，把力傳遞給底層立柱以及底層立柱的基礎(chǔ)和地基。當(dāng)高層建筑結(jié)構(gòu)的樓面層有突變時(shí)(如樓層有收進(jìn)，或樓層平面變樣走形，形成其他形狀的平面時(shí))，或結(jié)構(gòu)體系有變化時(shí)，它們的受力路線也會(huì)隨之發(fā)生改變，這時(shí)不但要有豎直方向的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，也要有水平方向的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。在高層建筑結(jié)構(gòu)受力路線中，底層建筑結(jié)構(gòu)與其它層的區(qū)別，那就在于高層建筑結(jié)構(gòu)的每個(gè)立柱都承受著上層傳來(lái)的重力荷載，要綜合考慮