高层建筑结构分析与设计的一般原则,
结构整体验算是对整个结构体系能否能满足承载力极限状态和正常使用极限状态的要求的验算。
结构体系的分类按照所用材料的不同,可分为钢筋混凝土结构,砌体结构(砖混结构),钢结构和木结构(包括砖木结构)。目前既有房屋中大多数为钢筋混凝土结构,砌体结构(砖混结构),也有少部分木结构(包括砖木结构)。其中钢筋混凝土结构按平面布置形式分为:框架结构,框架-剪力墙结构,剪力墙结构,筒体结构,板柱结构(无梁楼盖)等等。
. 高层建筑结构的内力与位移可按弹性方法计算。框架梁及连梁等构件可考虑局部塑性变形引起的内力重分布。连梁刚度可予以折减,折减系数不宜小于0.5。
2. 高层建筑结构分析模型应根据结构实际情况确定。所选取的模型应能较准确的反映结构中各构件的实际受力状况。
模型类型:平面结构空间协同模型、空间杆系模型、空间杆-薄壁杆系模型、空间杆-墙板元模型及其他组合有限元模型。
3 .可假定楼板在其自身平面内为无限刚性,但要有保证措施。当楼板会产生较明显的面内变形时,应考虑楼板的面内变形影响。
4 . 高层建筑按空间整体工作计算时,应考虑下列变形:
梁:弯曲、剪切、扭转变形,必要时考虑轴向变形;
柱:弯曲、剪切、轴向、扭转变形;
墙:弯曲、剪切、轴向、扭转变形。
5 . 当楼面活荷载大于4kN/m2 时,应考虑楼面活荷载不利布置引起的梁弯矩的增大。
6 . 当进行重力荷载作用效应分析时,柱、墙轴力变形宜考虑施工过程的影响。
7. 体型复杂、结构布置复杂时,应采用至少两个不同力学模型的软件进行整体计算。
8. 高度超限建筑(B级高度)应符合下列要求:
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(1)应采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件计算。
(2)抗震计算时,宜考虑平扭藕连计算扭转效应,振型数不应小于15,对多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍。且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。
(3)应采用弹性时程分析法进行补充计算。
(4)宜采用弹塑性静力或动力分析方法验算薄弱层弹塑性变形。
9 .对竖向不规则的高层建筑结构,其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以1.15的增大系数,并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。
10 . 对结构分析软件的计算结果应进行分析判断,确认其合理性后方可作为工程设计的依据。
整体楼地面面层对结构承载能力的贡献
整体楼地面,主要指整浇细石混凝土面层、水磨石面层等直接粘结在楼板结构表面的地面面层。新房屋结构设计时作为荷载考虑,不考虑对结构承载能力的影响。在对既有房屋结构进行安全性评估时,如果在关键受力部位,地面面层不存在开裂、空鼓等损坏现象,那么,对楼板、梁进行承载能力验算时,可以考虑地面面层参与部分工作。
楼盖结构应满足的要求
① 房屋高度超过50m时,框架-剪力墙结构、筒体结构及复杂高层建筑结构应采用现浇楼盖结构;剪力墙结构和框架结构宜采用现浇楼盖结构。房屋高度不超过50m时,8、9度抗震设计的框架-剪力墙结构宜采用现浇楼盖结构;6、7度抗震设计的框架-剪力墙结构可采用装配整体式楼盖结构;框架结构和剪力墙结构可采用装配式楼盖结构。
② 现浇楼盖的混凝土强度等级不宜低于C20,也不宜高于C40。
简单介绍几种钢筋混凝土结构体系的受力特点
框架结构:由框架梁、柱、楼板等主要构件组成。
■优点:使用空间较大,结构延性较好,
■缺点:侧向刚度较小,结构水平位移较大,适用于层数不太多的多层建筑。
■侧向变形特征为剪切型。
■验算时重点查看位移并加以控制,梁柱截面大小及混凝土强度等级起主要作用。
剪力墙结构:由剪力墙、楼板等主要构件组成。
■优点:承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。整体性好,侧向刚度大,结构水平位移小。适用于比框架结构层数更多的高层建筑。
■缺点:不能提供大空间房间。结构延性较差。
■侧向变形特征为弯曲型。
框架-剪力墙结构:由框架梁、柱、楼板及部分剪力墙组成。