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框架-剪力墙高层建筑结构设计的优化措施
框架-剪力墙高层建筑结构设计的优化措施
摘要:本文阐述了高层建筑的受力特点,介绍了框架剪力墙结构在高层建筑中的应用,分析了框架剪力墙高层建筑结构设计的要点和优化措施,有一定的参考价值。
关键词:高层建筑剪力墙体系结构设计设计探讨
中图分类号: TU398+.2 文献标识码: A 文章编号:
引言:剪力墙体系结构高层建筑中正在逐渐代替框架结构中的梁柱,剪力墙体系的主要作用是承受建筑物竖直和水平方向的各种荷载引起的内力,对于其他结构的水平力也可以很好地控制。目前,剪力墙结构被广泛的应用于高层建筑中。对剪力墙体系的深入研究对高层建筑的设计有着重要的意义。
1 高层建筑物的受力特点与支撑件
对于高层建筑而言,越高所承受的竖直压力就越大,水平风荷影响也越大,所承受的外力主要就是水平和垂直方向。对于比较低的建筑来说,高度较低,地基面积较大,相对而言所受的风荷及地震影响就很小,在高层建筑上,水平荷载产生的倾覆力会很大,设计人员主要考虑的问题是水平荷载,轴向变形及结构延性等方面。
水平载荷
建筑物的高度达到一定数值后,它们在竖直方向上承载的荷载变化量并不大,所承受的风荷载以及地震作用的水平荷载会呈现一定的规律性,建筑物的结构特性不同,风荷载及地震水平荷载则会随之发生较大变化。
轴向变形
建筑物越高,竖向荷载越大,竖向荷载越大,连接柱中的轴向变形就会越大,相应的,连续梁的弯矩所受影响就会越大,预制构件的下料长度也会受影响而有所改变,由此可见,在施工时必须计算出轴向变形值,并及时调整下料长度。
结构侧移
高层建筑的结构设计关键之一是结构侧移的控制,楼房越高,水平荷载下结构的侧移就会越大,对于楼房的稳定性威胁也就越大,因此,高层建筑物的结构侧移一定要严格控制,以确保楼房的稳定性。
结构延性
相对于低层建筑而言,高层建筑的结构柔和性较好,在地震侵袭发生较大震动时,会产生较大的变形。建筑物在塑性变形阶段中对变形能力的要求相对较高,要想保证结构延性,必须在建筑设计中采取一定的措施。
2 剪力墙结构设计的基本原则
剪力墙结构在建筑中主要承担竖直方向重力与水平方向荷载,剪力墙结构的设计既要安全合理,又要考虑经济问题。设计过程中,各种位移限制值都要满足,结构构件中抗侧力构件的作用也要充分考虑到。设计时,剪力墙的数量也要满足位移限制值相关规范的要求,数量应该尽量少,但又不能影响基本振犁的要求。建筑中剪力墙结构所承受的倾覆力矩应不小于总数的一半。
调整楼层最小剪力系数方面的原则
设计中剪力墙结构的布置要尽量减小,大开间的剪力墙结构布置是最好的设计方案,侧向刚度结构可以达到较为理想的状态。楼层间的剪力系数尽量小,但不能超出规范的极限范围,短肢剪力墙承受的地震倾覆力矩于整体总底部承受的地震倾覆力比要小于或等于1:4,这样既可以减轻结构自重,同时降低了地震带来的危害又可以节约用费。
调整楼层间最大位移与层高之比方面的原则
规范规定的最大的楼层间的位移在计算的时候,如果楼层地区地震比较频繁,所用的标准值产生的楼层计算可以保留在结构的整体弯曲变形,应该计入扭转变形在以弯曲变形为主的高层建筑中。高层建筑重点考虑的方面就是楼层间的扭