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广东深圳专业医疗设备结构工业产品设计高层民用建筑结构设计
-高层民用建筑结构设计
2019/03/05
本文围绕高层民用建筑结构设计中的结构特点、设计要求以及高层框架结构和高层剪力墙结构设计与结构布置进行了具体的阐述和分析。

  【关键广东深圳专业医疗设备外观工业产品设计从三维构成走向产品设计词】:高层民用建筑结构设计结构布置
  中图分类号:TU318文献标识码: A 文章编号:
  一、高层建筑结构受力特点和设计要求
  高层建筑结构设计时,应考虑高层建筑结构的整体工作性能;水平作用对高层建筑结构的影响占主导地位;高层建筑结构具有刚度大、延性差、易损的特点;在进行结构设计时,应考虑结构的薄弱层。
[改为,]应使结构具有必要的承载能力、刚度和变形能力;[改为,]应避免部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承载重力荷载、风荷载和地震作用的能力;[改为。
]对可能出现的薄弱部位应采取有效的措施予以加强,宜设置多道防线。

  1、高层建筑结构所受的风荷载作用
  高层建筑结构所受的风荷载的大小与建筑地点[场地]的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以及高层建筑自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。
总风荷载是建筑物各个表面承受风力的合力,是沿高度变化的分布荷载,总风荷载的作用点是各个表面风荷载的合力作用点。

  2、高层建筑结构抗震设防及采用设计方法
  高层建筑结构抗震设防的三水准要求使[改为:]“小震不坏,中震可修,大震不倒”,即:高层建筑结构在小震作用下应维持在弹性状态,建筑物一般不受损坏或不修理仍可继续使用,为[改为此]第一水准;在中等烈度的地震作用下,可以局部进入塑性状态,可能有一定的损坏,但结构不允许破坏,震后经一般修复可以继续使用,为[改为此]第二水准;当遭受强烈地震作用时,建筑物不应倒塌或发生危及生命的严重破坏,[删除]为第三水准。
为达到这些要求,应采用两阶段抗震设计方法:第一阶段设计:针对所有进行抗震设计的高层建筑。
[改广东深圳专业医疗设备器材外观工业产品设计走近“舒缓医疗”为,]除了确定结构方案和进行结构布置时考虑抗震要求外,还应按照小震作用进行抗震计算和保证结构延性的抗震构造设计,以达到小震不坏,中震可修,大震不倒。
第二阶段设计:主要针对甲级[改为类]建筑和不规则的结构。
[改为,]用大震作用进行结构易损部位(薄弱层)的塑性变形验算。

  3、减少高层建筑温差影响的措施
  在高层建筑中,减少温差影响的综合技术措施主要有:①采取合理的平面和立面设计,避免截面的突变;②合理选择结构形式,降低结构约束程度,从而减少约束应力;③合理布置分布钢筋,重视构造钢筋作用,加强构造配筋;④在顶层、屋顶、山墙及纵墙两端开间等温度变化影响较大部位提高配筋率;⑤优选有利于抗拉性能的混凝土级配,减少坍落度,对于超长结构采用[插入要]后浇带方法施工或将结构划分为长度较短的区段。

  二、高层建筑框架结构设计与布置原则
  框架结构是指由梁柱杆系构件构成,能承受竖向和水平荷载作用的承重结构体系。
优点:框架结构平面布置灵活,可根据需要分隔成小房间或者改成大房间;结构自重较轻 。
缺点:框架结构侧向刚度较小。
[改为,]竖向荷载作用下,一般情况,[删除,]梁端抗弯承载力首先达到其极限承载力,出现塑性铰区域,相应地梁端截面转角位移显著加大,内力向跨中发生转移,导致跨中弯矩进一步提高,跨中挠曲变形增大,直至破坏。
水平荷载作用下,框架柱承受水平剪力和柱端弯矩,并由此产生水平侧移,同时由水平力引起的倾覆力矩,使框架的近侧柱拉伸、远侧柱压缩,形成框架的整体弯曲变形,水平力也引起楼层剪力,使梁、柱产生垂直其杆轴线的剪切变形和弯曲变形,形成框架的整体剪切变形,直至破坏。

  水平荷载是高层框架结构的主要荷载,由此产生的整体倾覆力矩可能使部分柱受拉,整体抗倾覆稳定性验算要求决定了结构的最大高度。

  对高层建筑结构来说,其层数度[多],高度大,为保证在正常使用条件下,主体结构基本处于弹性受力状态,控制裂缝的开展及控制其宽度在规范允许范围内,以及保证填充墙、隔墙及幕墙等非结构构件的完好,要求高层建筑结构必须具有足够的刚度,且须对结构楼层层间最大位移与层高之比进行限值,所以必须验算结构的侧向位移。

  梁弯矩调幅原因是按照框架结构的合理破坏形式,在梁端出现塑性铰是允许的,为了便于浇搗[筑]混凝土,也往往希望节点处梁的负钢筋[前插弯距]放的少些;而对于装配式和装配整体式框架,节点并非绝对刚性,梁端实际弯矩将小于其弹性计算值,因此,在进行框架结构设计时,一般均对梁端弯矩进行调幅。

  保证框架柱结构构件具有足够延性的措施有:①限制框架柱的剪跨比;②限制框架柱的轴压比;③限制框架柱的剪压比;④限制框架柱的纵筋配筋率;⑤限制框架柱的箍筋配箍率。

  三、高层建筑剪力墙结构设计与布置
  剪力墙结构定义:由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。
剪力墙或沿横向、纵向正交布置或沿多轴线斜交布置,同时墙体也作为维护及房间分隔构件的结构体系,优点:剪力墙结构刚度大、空间整体性好,抗震性能也很好;缺点:墙体多,平面布置不灵活,结构自重大,不容易布置面积较大的空间。

  抗震延性悬臂剪力墙设计成高宽比大于2的细高剪力墙,这种剪力墙为弯曲破坏的延性剪力墙,可避免脆性剪切破坏发生,当建筑要求更长的剪力墙时,为满足每个墙段高宽比大于2的要求,可通过开设洞口将长墙分成长度小、较均匀的联肢墙或整体墙,且洞口连梁宜采用弱连梁,以减少连梁对墙肢的约束作用。

  为实现联肢剪力墙的延性破坏,设计中应做到“强墙弱梁”,其设计要点如下:①防止墙肢早于弯曲破坏发生剪切破坏;②防止连梁早于弯曲破坏发生剪切破坏;③实现连梁先于墙肢发生弯曲破坏屈服,连梁发挥其塑性变形能力,耗散地震能量,有效减轻主体结构构件的损坏。
因此,设计中应使连梁具有合适强度、刚度和良好变形性能。

  开洞剪力墙中,具有合适强度、刚度和良好变形能力的连梁,能在墙肢屈服之前屈服,发挥其塑性变形能力,连梁起着联系墙肢和传递荷载的作用。
具有合适强度、刚度和良好变形能力的连梁,能在墙肢屈服之前屈服,发挥其塑性变形能力,耗散地震能量,有效减轻主体结构构件的损坏。
连梁变形性能的改善将有效地改善机构的变形性能。
改善连梁延性,主要措施就是设法抑制其剪切失效。

  连梁延性设计要点:①限制梁的名义剪压比;②限制梁的剪箍比;③当名义剪压比过高时,通过调幅降低连梁的弯矩,并降低纵向配筋率;或用加大截面宽度b,提高砼标号等措施来降低名义剪压比;④当采用上述各措施均有苦难而[删除]不能降低名义剪压比斯[时],建议采用斜交叉配筋,或采用在梁中部开水平缝(开梁缝)等具有较好塑性变形性能的连梁。
如都做不到,则在设计时要考虑连梁可能较早丧失承载能力而形成独立墙抗震的情况。

  【参考文献】:
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