論高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)特性

1、論高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的特性摘要文章討論了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)特性，分析了建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的特性的實際應(yīng)用，總結(jié)概述了對稱性和均勻性在高層建筑結(jié)構(gòu)的主要體現(xiàn)，為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考。關(guān)鍵詞高層建筑結(jié)構(gòu)對稱性均勻性0.前言目前，高層建筑隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而使得建筑的高度和設(shè)計樣式越來越豐富，這對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計帶了巨大的挑戰(zhàn)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計對于建筑而言是關(guān)鍵，在符合設(shè)計安全要求的前提下實現(xiàn)視覺美觀，是結(jié)構(gòu)設(shè)計的最佳方案。本文就高層建筑結(jié)構(gòu)特性中的對稱性與均勻性做了一點理論探索和研究。1. 高層建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要求主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度要求是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要衡量指標(biāo)之一。高層建筑的主

2、體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度必須滿足國家規(guī)范規(guī)定的水平位移、整體剛度、強(qiáng)度延性的要求，以保證高層建筑結(jié)構(gòu)能正常工作，這也是高層建筑結(jié)構(gòu)主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度的最低要求，必須嚴(yán)格滿足。如果主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度過大，結(jié)構(gòu)的基本自振周期就比較短，地震荷載會增大，結(jié)構(gòu)承受的水平力和側(cè)傾矩也隨之增大，因此導(dǎo)致地基基礎(chǔ)的負(fù)擔(dān)變大，而結(jié)構(gòu)的斷面和相應(yīng)的構(gòu)造配筋將會增加較大，設(shè)計結(jié)構(gòu)不經(jīng)濟(jì)。如果主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度過大，肯定造成結(jié)構(gòu)所占的面積和空間變大，從而影響建筑的作用，降低了建筑平面利用系數(shù)，空間的利用將不合理。結(jié)構(gòu)尤其是高層建筑在一個建筑中必須占據(jù)一定的空間。結(jié)構(gòu)如何和建筑巧妙的結(jié)合，為建筑創(chuàng)造盡量更多的有效的使用空間，

3、也是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要評價指標(biāo)之一。扁梁和寬扁梁框架在高層建筑結(jié)構(gòu)中的合理利用，有效地提高了建筑空間和使用空間，降低了建筑層高，改變了結(jié)構(gòu)的延性，具有明顯的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，是高層建筑空間利用的一個好典型。近年來在筒體和整體結(jié)構(gòu)高寬比很大的高層、超高層建筑結(jié)構(gòu)中，利用避難層、設(shè)備層設(shè)置剛性加強(qiáng)層，在筒體和面廣量大的樓面框架梁尺寸并沒有過多增大的情況下，有效地提高了結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度，滿足了建筑、結(jié)構(gòu)的使用要求，保證了建筑平面使用系數(shù)和建筑使用空間，是建筑空間利用的又一個好典型。只顧結(jié)構(gòu)自身局部某個或某類構(gòu)件的合理性，忽視建筑物整體的合理性，使結(jié)構(gòu)占據(jù)過大的建筑空間，降低建筑平面利用系數(shù)，影響建筑

4、物的使用標(biāo)準(zhǔn)，甚至引起建筑層高過多加大，使建筑物造價隨之增加，這種設(shè)計思想和方法是錯誤的應(yīng)該說，如何做到使高層建筑結(jié)構(gòu)中每一個構(gòu)件都能較好地發(fā)揮既承受垂直荷載又承受水平荷載。充分發(fā)揮高層建筑結(jié)構(gòu)中每一個構(gòu)件的整體空間抗側(cè)作用，才是一個好的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。適宜的高層建筑結(jié)構(gòu)主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度應(yīng)以滿足或者略大于國家行業(yè)規(guī)范限定值，結(jié)構(gòu)的延性和安全儲備主要來源于優(yōu)良的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和精心設(shè)計分析；一味依靠增加結(jié)構(gòu)斷面尺寸來提高剛度，則容易會適得其反，然而，如果必須注意的配筋構(gòu)造措施沒有相應(yīng)跟上，就會造成結(jié)構(gòu)上的隱患，耗費了大量的材料和成本費用，反而損壞了結(jié)構(gòu)的延性和安全度。2. 高層建筑結(jié)構(gòu)荷載分析高層

5、建筑結(jié)構(gòu)荷載主要包括結(jié)構(gòu)自重、活荷載、風(fēng)荷載和地震作用荷載。通過高層建筑的結(jié)構(gòu)的對稱和均勻性設(shè)計，應(yīng)當(dāng)盡量使豎向構(gòu)件在垂直荷載作用下的壓應(yīng)力水平接近均勻，這樣就可以避免豎向構(gòu)件之間壓應(yīng)力的二次轉(zhuǎn)移，這也同樣可以應(yīng)用于高層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計中。要注意使基礎(chǔ)反力水平接近、剛度均勻。當(dāng)然豎向構(gòu)件在垂直荷載下壓應(yīng)力水平絕對的一致是不可能的，但是豎向構(gòu)件在垂直荷載下壓應(yīng)力水平就己經(jīng)有較大差異的高層結(jié)構(gòu)顯然是不合理的。因為壓應(yīng)力的二次轉(zhuǎn)移是以樓屋蓋梁板的變形協(xié)調(diào)傳遞為代價的，勢必要使樓屋蓋梁板產(chǎn)生一定的附加二次內(nèi)應(yīng)力從而增加其鋼量和斷面，造成材料的浪費和造價的增加。同時要指出的是，垂直荷載下豎向構(gòu)件壓應(yīng)力水平的調(diào)整協(xié)調(diào)十分復(fù)雜，它取決于整體結(jié)構(gòu)的實際施工構(gòu)成過程，實際的垂直荷載作用的時間、混凝上材料的徐變、收縮特性等，影響十分復(fù)雜，設(shè)計時很難事先予以準(zhǔn)確的控制；因此到目前為止，尚無較好的軟件來實現(xiàn)這個復(fù)雜過程的準(zhǔn)確計算反映。這反過來造成結(jié)構(gòu)內(nèi)在的隱患。所以結(jié)論是十分明確的，即垂直荷載下豎向構(gòu)件壓應(yīng)力水平接近