相对于传统建筑物而言, 超高层建筑进行结构设计过程需要考虑的注意事项更加的复杂, 只有对可能存在的问题进行充分的考虑才能够有效的保障建筑物的安全性以及舒适性。在进行设计的过程中不仅要结合以往的工作经验, 同时还要充分考虑新材料的特点以及新时代施工工艺对工程质量造成的影响。超高层结构设计的注意事项分为以下几个方面:
一、选择适宜的抗侧力的结构体系
选择适宜的抗侧力的结构体系是保障建筑物安全性的必要措施之一, 体系选择必须遵循以下原则:1.应当根据超高层建筑的实际高度选择适宜的抗侧力结构体系, 具体方案参照表一;2.应当保证抗侧力结构体系的整体性, 例如采用纵横的墙体结构应保证墙体尽可能形成一个桶装体系, 采用伸臂桁架体系时要最大程度保证核心筒和框架柱形成一个有机的整体, 采用环形桁架时需要使其与框架柱形成一个有机的整体或者直接采用交叉式的网格筒体;3.如果必须采用不同的抗侧力结构体系进行组合, 则需要对每一个体系为建筑物做出的贡献进行计算, 同时要清晰各自抗震防线;4.对于建筑中不同结构体系的受力情况进行分析;5.建筑物的混凝土厚度与强度的等级尽可能保持不变, 如果必须发生变化也要保证两个因素其中之一是固定不变的;6.加强层要尽可能的选用刚度有限的, 从而更好的预防加强层发生突变从而导致两个相接壤楼层部位出现薄弱的情况;7.在进行结构体系选择的过程中除了考虑安全性因素之外还必须兼顾施工单位的工期, 其中的钢结构工期相对较短, 钢筋混凝土结构相对较长, 而内置型的钢筋混凝土构件所需的施工工期要更久。
二、注意重力荷载的传递路径
注意重力荷载的传递路径要分为以下几点:1.对于建筑物注意重力荷载的传递路径要明确掌控;2.楼板的布置方案需要将整个建筑及其内部装饰和设备等条件进行综合考虑, 根据实际需要选择最佳的配置;3.考虑到施工周期等问题, 重力荷载的传递可以选用楼板与钢架梁相互结合的方式, 与此同时, 为了建筑物的稳定性以及结构自重考虑, 可以适当的应用空腔平板进行施工;4.对于承重梁和承重柱的设计要遵循弱梁强柱的原则, 同时要考虑楼板中的钢筋是否能够承受横梁两端的承载力, 考虑承重梁弯矩的过程中也要将承重柱柱宽所产生的影响考虑在内;5.超高层建筑中常用的转换层结构形式为:梁式、转换搭接柱、空腹、转换楼板厚度、桁架式、斜柱转换式、转换承重墙、箱形和板式结构等, 其中最为常用的转换方式为桁架和斜柱转换式, 因为两种方式下建筑物的受力情况相对来讲更为合理;如果遇到建筑物中选用了多种荷载转换路径, 则需要设计者采用仿真模拟软件来辅助计算或进行仿真模拟;在进行不同转换荷载路径选择过程中还要充分考虑相邻楼层受力情况是否连续;6.框架-核心筒结构需要考虑框架以及核心筒在受压之后产生的变形差, 因此这两种结构可以选用的连接方式有铰接或横加斜腹杆连接;7.对于承重力较为集中或楼层相接的位置可以采取适当将施工日期进行延期的方案。
三、计算地震荷载
1.超高层的施工周期相对较长, 因此将会超出普通抗震标准中的最大值, 此时计算地震荷载需要将原曲线按照相同的斜率进行延伸, 直到达到施工周期交界的位置进行计算;2.在设计完建筑物的抗震能力之后需要参照国家相关抗震标准进行检验;3.在进行抗震荷载计算的过程中要选用与反应谱和时程波比较接近的方案。实际反应谱同相关规范中系数差应当尽量控制在20%之下, 将各组波形时常相加应大于等于基本结构周期的五倍且保证大于等于15S, 不可采用单向地震输入;4.为了保证建筑物良好的抗震性能, 计算荷载的过程可以适当增加阻尼以及场地的特征周期, 特征周期折减系数取1.0较为适宜。
四、超高层建筑的水平荷载和风荷载
超高层建筑的高度相对较高, 因此受自身重力影响其竖直方向将会产生一定弯矩、轴力, 高度的增加也会加剧弯矩和轴力的增加, 进而导致建筑物的水平荷载过大, 最后造成建筑物倾覆弯矩过大发生危险。在对于建筑物承载力计算中应参照一百年重现期的风荷载, 对于建筑物结构变形计算中应参照五十年重现期的风荷载, 对于建筑物舒适性计算中则可以参照十年重现期的风荷载, 一旦建筑物的高度高于二百米, 设计师必须对建筑物实行风洞试验。
五、巨型柱计算
巨型柱的横截面积相对较大, 因此在计算过程中要与普通的框架柱的计算方式进行区分。在计算巨型柱过程中需要建立一个整体分析的模型, 对结构弹性屈曲分析时应施加1.0*恒荷载+0.5倍活荷载的方法, 从而得到巨型柱的荷载临界值, 再根据欧拉公式逆推巨型柱长度。
结语:
对于超高层建筑的结构设计首要任务就是明确不同阶段工作重心的差异。笔者根据多年工作经验论述了结构设计过程中应当提高警惕的部分注意事项, 希望能够达到抛砖引玉的效果。
摘要：随着社会的不断进步, 人口的逐渐增加, 传统的建筑模式已经无法完全满足人们的需求, 此时高层与超高层建筑应运而生。但是目前的施工环境并不是十分理想, 有的建筑需要在不平整的区域进行施工, 这就要求我们进行高层结构设计的过程中充分考虑抵抗侧力的体系, 同时还要考虑建筑物的抗震荷载以及风荷载等问题, 笔者根据目前需要考虑的注意事项进行探讨。
关键词：超高层, 结构设计,注意事项
参考文献
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