高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題與對策研究

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題與對策研究高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題與對策研究作為城市的地標(biāo)，高層建筑不僅可以為城市創(chuàng)造出美麗的天際線，而且可以帶來城市商業(yè)交流、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的價(jià)值，下面是一篇主要研究高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的論文范文，歡迎前來閱讀參考?！菊勘疚慕Y(jié)合高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，就高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中剪力墻、減震結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的限值三個(gè)方面所出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的解決對策。【關(guān)鍵詞】高層建筑,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),短肢剪力墻1、前言目前，高層建筑已成為衡量一個(gè)國家建筑科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志，更是檢驗(yàn)一個(gè)國家建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)成熟程度的標(biāo)尺。但隨著高度的增加，高層建筑的技術(shù)問題、建筑藝術(shù)問題、投資經(jīng)濟(jì)問題以及社會效益

2、問題、環(huán)境問題等日益變得復(fù)雜、嚴(yán)峻，因此需要深入的研究結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，增強(qiáng)對實(shí)踐的導(dǎo)向作用。2、高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)2.1高層建筑受力和位移特點(diǎn)（1） 高層建筑中水平荷載產(chǎn)生的影響遠(yuǎn)大于垂直荷載產(chǎn)生的影響，因此，高層建筑結(jié)構(gòu)必須是一個(gè)既能抗彎曲又能抗剪切，還能使其地基和基礎(chǔ)承受上部傳來各種作用力的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。建筑物抗彎曲要求必須達(dá)到三個(gè)條件：不會使建筑物發(fā)生傾斜;支承體系（柱或墻）的某些部位不致被壓碎、壓屈或拉斷;其彎曲側(cè)移（和剪切側(cè)移的總和）不應(yīng)超過彈性可恢復(fù)極限。建筑物抗剪切要求必須達(dá)到兩個(gè)條件：不會使建筑物被剪斷;其剪切側(cè)移（和彎曲側(cè)移的總和）不應(yīng)超過彈性可恢復(fù)極限。對地基和基礎(chǔ)來說，該建筑結(jié)

3、構(gòu)系統(tǒng)的各支承點(diǎn)之間不應(yīng)發(fā)生過大的不均勻變形，而且其地基和地下結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受側(cè)向荷載引起的水平剪力，并不致引起水平滑移。（2） 高層建筑中，水平荷載和地震作用對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起著決定性的作用。豎向荷載在結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件中主要產(chǎn)生軸向壓力，其數(shù)值僅與結(jié)構(gòu)高度的一次方成正比;而水平荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩，以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的位移，其數(shù)值與結(jié)構(gòu)高度的二次方和四次方成正比。因此，設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)，不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，還應(yīng)具備足夠的抗側(cè)剛度，使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。2.2建筑高度與材料用量、工程造價(jià)的關(guān)系隨著建筑高度的增加，材料用量、工程造價(jià)將呈拋物線關(guān)系增長。3、高層建

4、筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題分析及對策3.1 剪力墻設(shè)計(jì)存在的問題及對策復(fù)雜截面剪力墻配筋設(shè)計(jì)一直是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)難題。其原因：(1)混凝土本構(gòu)關(guān)系。各國規(guī)范一般采用等效矩形方法計(jì)算截面承載力，等效矩形方法根據(jù)矩形截面制定的相關(guān)規(guī)定，不便于直接應(yīng)用于復(fù)雜截面剪力墻正截面承載力計(jì)算。(2)截面內(nèi)力。現(xiàn)行軟件一般不支持復(fù)雜截面剪力墻整截面內(nèi)力求取?；谏鲜鰞蓚€(gè)原因，復(fù)雜截面剪力墻配筋設(shè)計(jì)一直未能得到很好的解決。實(shí)際工程中，常采用分段設(shè)計(jì)方法，將整截面的剪力墻分成幾個(gè)矩形截面來設(shè)計(jì)，其安全性、合理性有待研究。針對上述兩個(gè)問題，解決方案可以從以下幾個(gè)方面入手：(1)從混凝土單軸受壓本構(gòu)關(guān)系出發(fā)，采用一個(gè)便于計(jì)算承

5、載力的簡化單軸受壓應(yīng)力一應(yīng)變曲線方程。(2)從截面所受到的彈性應(yīng)力分布出發(fā)，直接積分求出復(fù)雜截面剪力墻整截面內(nèi)力，或從復(fù)雜截面剪力墻各矩形截面內(nèi)力出發(fā)，疊加求解整截面內(nèi)力。(3)采用截面應(yīng)變平截面假定給出對應(yīng)配筋的設(shè)計(jì)承載力骨架曲線，求出整截面承載力所需的配筋2?；舅悸窞椋簭挠邢拊€彈性模型計(jì)算結(jié)果的截面應(yīng)力分布出發(fā)，積分求解整截面內(nèi)力，或直接從復(fù)雜截面剪力墻各矩形截面內(nèi)力出發(fā)，疊加求出整截面內(nèi)力;采用截面應(yīng)變線性分布的平截面假定，采用簡化混凝土和鋼筋的本構(gòu)關(guān)系，反求此時(shí)的受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力分布和截面中鋼筋的應(yīng)力。鋼筋對截面承載力的'貢獻(xiàn)可直接求得，混凝土對截面承載力的貢獻(xiàn)可采用積分

6、方法求出，求解截面內(nèi)混凝土和鋼筋承載力，即可得到截面承載力。通過截面設(shè)計(jì)承載力對截面設(shè)計(jì)內(nèi)力的包絡(luò)，得到所需縱筋面積。3.2 耗能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)耗能部件應(yīng)滿足下列要求：(1) 耗能器應(yīng)具有足夠的吸收和耗散地震能量的能力和適當(dāng)?shù)淖枘?耗能部件附加給結(jié)構(gòu)的有效阻尼比宜大于15%，超過25%時(shí)宜按25%計(jì)算。(2) 耗能部件應(yīng)具有足夠的初始剛度，并滿足下列要求：耗能器的極限位移應(yīng)不小于罕遇地震下耗能器最大位移的1.2倍;對于速度相關(guān)型耗能器，耗能器的極限速度應(yīng)不小于地震作用下耗能器最大速度的1.2倍，且應(yīng)滿足當(dāng)時(shí)的承載力要求。(3) 耗能器應(yīng)具有優(yōu)良的耐久性能，能長期保持其初始性能;(4) 耗能器構(gòu)造應(yīng)簡單，施工方便，易維護(hù)性好(5) 耗能器與斜支撐、填充墻、梁或節(jié)點(diǎn)的連接，應(yīng)符合鋼構(gòu)件連接或鋼與鋼筋混凝土構(gòu)件連接的構(gòu)造要求，并能承擔(dān)耗能器施加給連接節(jié)點(diǎn)的最大作用力。3.3 結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的限值在SATW臥算結(jié)果輸出中，結(jié)構(gòu)位移輸出文件中：Ratio-(X),Ratio-(Y)項(xiàng)為最大位移與層平均位移的比值。周期、地震力與振型輸出文件中，扭轉(zhuǎn)系數(shù)最大的為，扭轉(zhuǎn)系數(shù)最小的為。限制，是為了使結(jié)