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建筑结构论文精选(九篇)

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建筑结构论文

第1篇:建筑结构论文范文

根据不同的标准,建筑结构的分类也有所区别。根据不同的施工方法,建筑结构可分为混合结构、框架结构、剪力墙结构等。由于剪力墙具有较强的抗侧刚度和抗震性能,而且用钢量也比较小,因而在建筑结构设计中得以广泛应用。简单来说,剪力墙结构就是利用钢筋混凝土墙板来承受来自垂直方向和水平方向的力的结构。在设计剪力墙结构时,通常会使用钢筋混凝土墙板取代之前框架结构中的梁柱,从而提高承受荷载的能力。换言之,剪力墙结构主要指的是竖向的钢筋混凝土墙板,而横向仍然沿用钢筋混凝土的大楼板搭载在墙上,而这个结构就成为剪力墙结构

2剪力墙结构设计的基本原则

2.1剪力墙的厚度与高和宽相比,要小很多,几何特征类似于板,受力形态接近于柱,但其又与柱存在明显的区别,即其肢长和厚度的比值,当比值不超过3时,可以按照柱来计算,当比值介于3-5之间,则可作为异形柱,并按双向受压构件设计。

2.2在剪力墙结构中,墙作为平面构件,不仅需要承受来自平面作用的水平剪力和弯矩,同时还需要承受竖向压力。在这种状态下,剪力墙在水平作用下如同底部嵌固与基础悬臂梁在地震作用或风载下,因此,剪力墙不仅需要具备一定的刚度,还需要具备能够满足非弹性变形反复循环下的延性。

2.3剪力墙结构中最突出的特点就是在同一平面内刚度和承载力较大,而平面外刚度以及承载力则比较小。当剪力墙与平面外的梁相接时,会导致墙肢外平面外弯矩的发生,但一般不会对墙的平面外刚度和承载力造成影响,因此,应尽量避免开平面外搭接,如果遇到不得不搭接的情况,则应根据具体的相关规定采取合理的解决办法,以对剪力墙平面外的安全形成可靠保障。

2.4剪力墙的设计技术需要对竖向和水平作用下的结构整体进行综合分析,在求得内力后,按照偏压或偏拉进行正截面承载力和斜截面受剪承载力进行验算。一般情况下,在计算剪力墙承载力时,对带翼墙的计算宽度应当根据实际情况取最小值。

3剪力墙的特点分类

近几年来,剪力墙广泛应用于建筑结构设计当中,主要是由于其具有多方面的优势,具体来说包括了抗侧刚度大,侧移小;结果后自重大,抗震性能高;室内墙面平整。但同时也有其弊端,如施工复杂、造价较高。在具体的施工当中,剪力墙的开洞与否以及开洞尺寸的大小,可以具体分为以下几种情况:

3.1整体小开口剪力墙:开洞面积不小于15%,但仍属于面积较小的剪力墙,其受力特点在于弯矩图在连梁处突变。

3.2实体墙:没有开洞或者开洞面积不足15%的墙。受力特点体现在像一个整体的悬臂墙,此时弯矩图没有突变同时也不会产生反弯点。

3.3壁式框架:洞口尺寸偏大,而且连梁线与墙肢线刚度相互比较接近的墙。这种情况下,弯矩图会在楼层出发生突变,并在大部分楼层中出现反弯点。

3.4双肢或多肢剪力墙:开洞比较大或者洞口成列形状布置的墙。其受力特点与整体开口较小的墙比较相似。

4剪力墙的布置原则

4.1在进行剪力墙的设计时,需要注意的是应当沿着主轴的方向进行双向或多向布置,最好能够在不同的方向使得剪力墙相连,并最大程度防止出现对直或拉通的情况;在设计抗震功能结构时,应当尽量促使两个方向的侧向刚度相互接近,并保证剪力墙的墙肢截面尺寸符合设计规范。在高层建筑的剪力墙结构中,剪力墙应当沿主轴方向或其它方向进行双向或多向布置,尤其是对于抗震功能的设计,要尽量防止单方向有墙模式的出现,从而保证其能够发挥其应有的作用。另外,剪力墙要保证分布均匀,并且数量适宜。在剪力墙配置较少时,结构的抗侧力刚度也会随之减弱,而如果配置数量较大,墙体也难以真正发挥作用,功能得不到充分发挥,并造成抗侧力的刚度过大,震力也有所增加,最后影响自重。

4.2剪力墙的布置应遵循竖直方向上从下往上布置的顺序,从而防止刚度突变情况的发生。在高层建筑中,剪力墙的墙肢截面应当尽量简易,并保证剪力墙在竖直方向上的高度的均匀性,另外还应当在剪力墙的洞口或者门窗处形成明确的墙肢和连接梁。

4.3剪力墙在布置设计时要均匀分配不易过密,以保证整个结构具有相互适应侧向的刚度,如果侧向刚度过大,会导致墙体自身的重力过大,而且在发生地震时还会增加震力,而增加建筑倒塌的可能性,留下安全隐患。

4.4务必保证剪力墙的洞口或者门窗上下对齐,并且成列布置,另外为了保证剪力墙的承重力,不发生变形,应当避免使用叠合的错洞墙。

4.5短肢剪力墙指的是墙肢的截面长度与厚度之间的比值介于5-8之间,而在高层建筑中,则不能全部都采用短肢剪力墙的结构设计模式,而是需要将短肢剪力墙结构的最大使用高度适当的降低。

5剪力墙在建筑设计施工中的应用

5.1剪力墙平面结构布置剪力墙的平面布置首先要做到的就是保证均匀,并保证质量中心和刚度中心处在重合的状态下,减少力矩对墙体的作用力。剪力墙在施工中应当沿主轴方向布置,并保证剪力墙的抗侧力刚度保持在合理范围内,如果有必要可适当增加可利用空间,并保证适当的高度。另外,剪力墙还应当保持合理的间距,通常采用经验公式进行设计,公式为T=(0.05-0.06)n,其中n为建筑结构层数。实际剪力墙的数量应当与计算结果接近。剪力墙处理要具备较强的承重能力与刚度,还应当保证良好的延伸性和弹性,从而保证其在因外力作用产生裂缝时,剪力墙还能够不发生倒塌。

5.2剪力墙约束边缘构件处理约束边缘构件能够促使剪力墙的承载能力得以显著提高,并减少层间位移,同时提高抗震能力,而且对于墙板也能提供稳定作用。剪力墙抗震设计应当满足第一振型的抵抗力矩大于承受力矩的一半以上。约束边缘构件的确定应当以剪力墙相关轴压比为依据。一般来说,抗震等级较高的剪力墙,应当采取层数较多的约束边缘构件,并有效控制剪力墙的均匀性,以从根本上提高墙肢的承重能力。

6结束语

第2篇:建筑结构论文范文

我国的高层建筑的设计特点大部分都集中的体现在侧移、结构延性、轴向变形和水平荷载等方面。而在一些竖零件中,由于楼房的自重问题以及楼面的使用荷载,而最终产生的弯矩数值还有轴力仅仅和楼房高度的成正比,另外由于竖向荷载较水平荷载具有的不确定性而具有确定性,所以,水平荷载往往在高层建筑中起到决定性的作用。而由于在水平荷载的作用下的结构侧移变形会伴随着这个高层建筑的楼层高度的增加而渐渐增大,所以,结构侧移都是整个高层建筑设计的关键因素和控制指标。除此之外,结构延性也可以作为高层建筑设计的重要指标。为了保证真个高层建筑拥有足够的结构延性,就需要使其结构在进入塑性变形的阶段时仍然具有较强的变形能力而不会使自身出现倒塌的现象,须在其结构的处理上采取相应的措施。此外,在整个高层建筑的设计中同样不能忽视高层建筑的轴向变形因素的影响。

二、高层建筑的构体系

2.1框架与剪力墙

当施工中单医德框架体系的强度及刚度无法满足施工的实际要求时,就需要在建筑平面的某些适当位置设立相应的增加较大的剪力墙来替代一部分框架,这就形成了框架-剪力墙体系。在受到水平方向力的影响时,框架和剪力墙都需要通过有足够大的刚度的楼板以及连梁组成的协同工作的结构体系。

2.2剪力墙体系

当承受力的主体结构主体部分全部都是由平面剪力墙构件组成的时候,就形成了剪力墙体系。在这种体系当中,一堵剪力墙就能够承受全部的垂直荷载及水平力。而剪力墙体系属于刚性结构的一种,其位移的曲线一般都呈现为弯曲型。而剪力墙体系自身的强度和刚度都很高,并且具有一定的延展性,抗震、抗倒塌等性能比较优越,是一种较为优秀的结构体系,能建的高度大于框架-剪力墙的混合体系。

三、高层建筑结构的相关问题分析

3.1结构超高的问题

在国家新出台的抗震规范和新规范中,对于建筑结构的总体高度有着一定的限制,尤其是新规范当中针对建筑物超高的问题,除此之外将以前高层建筑的高度限制设定为A级高度以外还新设立了B级高度,同时相应的处理措施以及设计方案也都有极大的改变。在工程师进行实际的工程设计工作时,可能出现的由于结构类型改变的问题从而忽略此类问题出现后将导致施工图纸再进行审查工作时未能通过,需要进行重新的设计和召开相应的专家会议来进行确切论证的情况,对工程的工期、造价等等整体规划都将造成很大的影响。

3.2短肢剪力墙设置问题

在新的施工规范中可以看到,对于短肢剪力墙的定义就是墙肢截面的高厚比为5~8的墙体,而且根据相应的实验数据以及工程师自身的经验,对于短肢剪力墙在高层建筑中的应用能力较低,同时也有比较高的限制,所以,在高层建筑的设计施工中,结构工程师应当尽可能的减少采用或不用短肢剪力墙,以避免产生关于设计方面的不必要的麻烦。

3.3嵌固端设置问题

我国目前的高层建筑大部分都自带地下室和人防,正因为如此,这样就有可能会将嵌固端设置在地下室的顶板上,当然也有可能会设置在人防顶板等等特殊位置,因此,就在这个问题的处理上,结构设计工程师经常会忽视了由嵌固端的设置位置不当带来的一些需要注意的问题,比如:嵌固端楼板本身的设计、嵌固端上下层刚度比的上限等等问题,而建筑工程必须要严谨,任何一个细小的问题都有可能在未来造成严重的后果。

3.4结构规则性问题

在当前新旧规范在这方面的规则出现了极大的差异,新的规范在这方面新增加了许多的限制条件,而且,新的规范增加了强制性的条文规定“即建筑不能采用严重不符合规范的设计方案。”因此,结构设计工程师自工作室就必须要注意对待新规范当中的的某些限制条件,以防止出现在施工后期设计图纸设计阶段的工作改动。

四、总结

第3篇:建筑结构论文范文

1.1预应力加固技术及其化学植筋技术

化学植筋加固技术,此项技术主要利用化学知识,根据化学物质的粘合性的特点研制的,使加固使用材料与钢筋混凝土粘合在一起使新旧混凝土连接在一起,达到整体受力的效果。化学植筋技术可以应用在许多项目中,如建筑结构体增建、变更、横梁、楼板、剪力墙等部位,都有很好的效果。预应力加固技术采用的方法是对结构体外加预应力钢拉杆,这种加固方法的目的是降低原有建筑物的应力水平,纤维加固法也被应用在了预应力加固法中,虽然预应力纤维加固法并没有得到有效推广和广泛应用,但是也已经在实践中有了很好的效果,此项技术加固效果稳定,在成本控方面具有很大优势,有助于增加经济效益,预应力加固技术是一种运用非常广泛的加固方法,适用于大跨度加固,而且预应力加固法的发展很好,是一种成本低,而且加固效果十分好的加固技术,值得建筑行业好好利用的行之有效的一种技术。

1.2增大加固法和增加支点加固技术

增大加固法也就是增大建筑结构的受力面积,增加配筋量,达到提高承载力的效果,增大加固法是工程中经常使用的技术。这种加固技术比较传统,这种技术经常应用在钢筋混凝土受压的情况中,增大加固法效果也是很显著的加固方法。增大加固法根据具体情况而定,在钢筋上并浇混凝土要根据变压区高度来定,高度小就用增大加固法,并浇混凝土是在受拉区补交,这种方法主要用来提高抗弯承载力,由于受拉区补浇混凝土现象是经常遇见的情况,因此增大加固法是主要针对这种现象来进行加固的。增设支点加固法也是一种常见的加固技术,它的目的是减小结构内力和提高其承载能力,增设支撑点、减小结构。这种方法具有一定的缺陷,因为其虽然操作简单也比较可靠,但是会影响空间结构,增设支点法分为两种方法(即刚性支点和弹性支点两种),这是根据增设支点法的性质(变形性能)划分的。这两种技术是通过不同的方式对建筑结构进行加固,由于内力分析较为复杂,两者相比,相对而言,两者各有各的特点,每种方法都有其自身的针对性,刚性支点加固和弹性支点加固分别对结构承载能力和结构使用空间起作用,因此要选择适当的加固技术。

1.3粘钢加固法

该方法主要利用粘贴剂,严格按照加固施工设计将钢板粘贴在钢结构或者混凝土表面,这样就可以使钢板和结构共同产生作用力。目前的粘钢加固技术分很多种,包括粘钢加固技术、包钢加固技术、混凝土裂缝灌注修补技术和基层修补技术。不同的技术具有不同的特点,因此,在进行建筑结构加固过程中所起的作用也不尽相同。基于粘钢加固技术具有施工简单、快速且使用该技术不会对建筑结构造成影响的特点,该技术主要应用于建筑施工中的梁、板、柱和桥梁等混凝土建筑的结构加固中。

1.4碳纤维加固法

碳纤维加固技术是所有的加固技术中最独特的一项技术,因为碳纤维材料它不仅重量轻,而且强度高,并且还有避免腐蚀的优点,所以这决定它是在钢筋混凝土结构加固技术中的重要材料,从碳纤维材料特性得出:碳纤维技术是一种特殊的技术,可以控制混凝土变形、增强钢筋混凝土结构的承载能力、延长混凝土的使用寿命,在抗水平偏向力上和抗震加固效果上具有很好的体现。碳纤维加固法的作用:在抗拉强度上,钢筋远小于碳纤维,而且在相同的条件下令配筋率提高,同时提高了结构的承载力,从而可以看出建筑结构不再容易变形;碳纤维加固法另外一个特点为:导致混凝土应变受力曲线变平缓,减小受力面,碳纤维加固法延缓了混凝土建筑结构的使用年限,碳纤维加固法在科学技术的创新下,研究出了纤维复合材料加固法,目前已经广泛运用到建筑结构加固中,并且收到了一定的成效,所以纤维技术还应该继续推崇出新。

2结合现状,展望未来

第4篇:建筑结构论文范文

1.1强柱弱梁为了提高高层建筑的抗震性能,结构设计时应该遵循强柱弱梁的原则。强柱弱梁有利于梁上塑性铰的形成,从而削弱地震作用,对框架柱起到良好的保护作用。如果塑性铰存在于梁上,说明塑性铰所需要的非弹性变形量较小,分布也较为均匀。如果柱中出现塑性铰,则表明非弹性变形集中于某一层的柱中,因此对柱的延性要求会较高。但是在实际工程中往往很难实现对柱的延性要求,如果处理不好,还容易出现较大层间的侧移,对建筑的整个结构安全性会产生影响。为了避免侧移对结构稳定性、安全性的威胁,设计时通常会将非弹性变形限制于梁内,使框架柱的弯承载能力得到保证,降低柱端屈服的产生。

1.2强剪弱弯延性破坏的主要形式就是弯曲破坏,这种破坏通常具有一定的预兆性,比如出现开裂或下挠等现象。但是剪切破坏则是一种脆性破坏,无法预知,如果建筑结构的某个构件出现剪性破坏,这个构件的抗震能力将会丧失,会产生更大的破坏性,甚至造成建筑倒塌。因此,延性设计的强剪弱弯,就是在避免构件与节点发生脆性破坏的前提下,保证建筑结构的整体安全性。为了避免梁、柱等构件发生脆性破坏,应该保证构件的受剪承载力要比构件屈服时的实际剪力高。因此,对于框架结构的高层建筑,在设计过程中应遵循强剪弱弯的原则,并依据承载力值与剪力值来进行科学设计。

1.3节点强锚固梁柱等构件的搭接处即为节点,对于高层建筑来说,节点最容易受到地震水平作用的破坏,因此,节点属于延性的薄弱环节,设计时必须注重节点和锚固的安全性。建筑结构构件的节点破坏主要原因是节点核心部位箍筋足或不到位引起的。为了提升节点的延性,必须保证节点部位混凝土的等级和箍筋的数量。设计时还可以在保证锚固长度的基础上,叠加一定的抗震附加锚固长度,利用锚固的长度来加强节点的延性。为保证梁柱屈服后节点的约束能力,框架节点的延性设计必须依据相关标准进行。

2结构构件设计措施

2.1连梁的延性设计在地震作用下,连梁的破坏通常会表现为局部混凝土压碎。其主要原因可能是跨高比过小,或者构件的抗弯能力高于其抗剪能力。如果出现较大震级,连梁应首先受弯出铰,所以必须控制好其跨高比。在室内如果连梁的高比过小,可考虑利用水平缝来分设两梁。通常室外连梁可以适当开大建筑窗,并将跨高比控制在3左右。为了遵循强剪弱弯的原则,配筋时应该将楼板钢筋的影响考虑进去,不用考虑对纵筋的加强;另外,需要配路箍筋并进行强化,可采用对角交叉配筋形式来提高连梁的延性。

2.2剪力墙和柱的延性设计剪力墙在布置时应该尽量均匀对称,使两个主轴方向的刚度尽量相同。墙体的开洞也应该均匀,尽量减少或避免错洞布置。通常独立墙的能量大多通过墙底出铰来进行消散。而联肢墙,则需要通过设置合理的开洞来消散能量,使其能够在连梁的梁端出铰或墙底出铰,而墙体的其他地方都不会存在塑性铰。在构造方面为了减少剪力墙的剪切破坏,可以在底部加强区适当增加剪力墙的水平受力筋,从而使剪力墙的抗剪能力得到提高。另外,还可考虑将柱箍筋的全长进行加密,以保证框架柱的抗侧能力。

2.3楼梯的延性设计楼梯的周围大多为剪力墙或填充墙,因此,其抗侧刚度要比其他位置的抗侧刚度大许多,地震时会表现得更加明显。楼梯间的结构受力情况较为复杂,楼梯板和平台梁需要承受弯矩、剪力和扭矩等综合作用。设计时可考虑采用板筋上下拉通和提高梯梁配箍率的方法来增加其延性。

2.4填充墙的延性设计填充墙的布置也应该做到均匀、对称,应该尽量减少填充墙引起的房屋附加扭矩。设计时可将填充墙作为荷载输入,其结构受力可不考虑。但是填充墙自身都具有较大的刚度,因此,应该尽量考虑沿竖向连续布置,使其形成砌体剪力墙,起到消耗地震能量的作用,从而避免薄弱层的出现。而且地震时填充墙受到的破坏也会比连梁早,这样便对主体结构起到了保护作用。另外,为了避免地震破坏时,填充墙对人员的伤害,填充墙应该采用较为新型的轻质材料,而且要设置一定的水平接续筋,使其与主体的连接更加可靠。

3结语

第5篇:建筑结构论文范文

高层建筑的结构设计最开始出现的是比较简单的框架结构,随后又出现了钢筋混凝土构造的剪力墙结构,由框架部分与剪力墙部分共同作用的框剪结构,由筒体体系构成的筒体结构以及不同结构相结合而形成的组合结构和一些巨型结构(巨型梁结构、巨型柱结构等等)。这些结构各有受力特点,适用于高度不同的结构体系,不同建筑结构的选择也影响着后续的建筑结构设计。高层建筑的结构形式与工程施工、工程造价、建筑设备安装等诸多因素密切相关,所以结构设计时应该注意设计特点和设计要点。第一,高层建筑相对低层建筑整体上会导致受力增加,相对于竖直荷载,水平荷载地位提高,成为决定性因素,必须考虑基于水平荷载的建筑荷载能力,水平荷载主要包括地震和风荷载,高层建筑应该有更加优秀的抗震能力。第二,高层建筑的侧移是结构设计的重要因素,也是重要的控制指标。第三,高层建筑的柱中容易产生竖向变形,这会造成连续梁的长度变化和预制构件的下料长度变化,忽略轴向变形是潜在的危险因素。第四,高层建筑结构设计应注意有较大的结构延性,作为一种预防措施保证整体结构在高荷载作用产生巨大变形下不至于倒塌。

2高层建筑设计的一般原则

2.1关于高层建筑结构计算简图的选取原则在高层建筑的结构设计和受力分析过程当中,要进行相关的计算,而计算简图是进行结构设计计算的基础,所以计算简图的选取恰当与否关系着高层建筑的结构设计是否合理,也关系着高层建筑的使用是否安全可靠。在进行高层建筑结构计算简图的选取时,要特别的仔细认真,这样才能保证结构设计计算结果的可靠,保证高层建筑的安全建设和使用。同时,计算简图要有一定的构造措施和构造方法来保证安全,尤其是建筑节点在图纸上和实际中略有差别,必须保证计算简图的误差在允许的设计误差范围内。此外,设计工程师要仔细的分析软件计算的结果,避免因为不同计算软件的计算结果而造成比较大的计算偏差和失误。

2.2关于基础设计和建筑结构设计的方案选取原则高层建筑的基础比较深,基础设计要考虑多种因素。高层建筑的基础设计必须参考详细的地质勘探报告,然后结合地区的地质条件进行基础的合理设计。同时,采用哪种高层建筑的结构类型也影响着基础的设计工作,不同的建筑类型的荷载不同,高层建筑的基础设计必须与结构类型和荷载分布相一致。综合考虑各种因素来确定基础的设计工作的目的是使地基的稳定性能和承载能力发挥到最大。建筑结构的设计方案一般要满足两方面的要求,一是受力特性和建筑的力学性质的合理性,对于整个高层建筑的结构体系的受力和荷载要明确,力的分析与计算必须简单。二是要满足经济成本合理性的基本要求,建筑结构的设计方案直接决定了后续的施工方案的选取工作和施工设计,这个过程必须考虑整体建筑施工成本合理的要求。另外,高层建筑的结构设计方案也必须考虑当地的地质条件、地理地形条件、工程施工的要求、施工方案和建筑设备安装等具体的因素,在各种因素相互协调的情况下,确定结构设计的最优方案。

2.3关于计算结果正确性分析的原则随着计算机技术的不断进步,计算机应用软件不断地加入到高层建筑结构设计的分析计算当中,但是与建筑结构设计有关的软件的品种数量众多,不同的软件品种的计算方法、流程和编程实现方法不一定相同,导致了有关结构设计的计算结果存在着许多差异。设计工程师要正确认识和分析这些计算结果的差异,充分了解所采用的计算软件的计算范围和计算条件,要在仔细审核的基础上进行仔细的判断,排除人工数据输入的错误,才能够得出所需要的正确结果。

3高层建筑结构设计相关问题分析

3.1高层建筑的基础设计相关问题高层建筑的地基设计既是高层建筑结构设计的前提性工作,也是建筑设计师非常重视的一个问题。地基设计的重要性不言而喻,地基设计的质量直接影响着基础的类型选择和工程的造价。基础的设计工作包含了基础的类型设计和对地基的处理工作。地基类型的选择要考虑到上部结构的荷载、地基的承受荷载的能力以及工程的整体造价等因素,其中比较重要的是上部建筑荷载的准确计算和结构选型。另外在地基的设计和相关计算中一定要遵守国家规范和地方性规范,因为就全国来说,各地的地质条件差别很大,国家规范没有办法作出统一全面的规定,所以在地基的设计工作中要注意遵守地方性的设计规范的问题。

3.2高层建筑结构设计中的剪力墙设置问题高层建筑中的剪力墙的数量要求和位置的设置问题也是高层建筑结构设计的重要因素之一。第一,在现行的建筑规范中,具体描述了短肢剪力墙的定义问题,短肢剪力墙是指截面的高度和厚度的比在5-8的墙体,在具体的建筑应用中,短肢剪力墙的使用受到诸多限制,结构设计中应尽量少使用这种墙体结构,避免后续的设计上的诸多问题。第二,剪力墙的位置设置除了在建筑的两端以外,在建筑的纵向中轴线还应该增加剪力墙结构,并调整剪力墙中心的位置,合理设置厚度以及截面,使建筑的结果位移保持在合理的范围之内。

3.3高层建筑中的结构规则性问题关于高层建筑的结构设计的新旧质量规范在诸多问题的内容描述上都存在着一定的变化和改动,这主要体现在两个方面,第一,新的建筑规范中针对旧的建筑规范的高层建筑结构设计的规则性问题,增加了许多的限制条件,比如建筑结构设计中的平面规则性问题和结构嵌固端的刚度比问题。第二,新的建筑规范中采用强制性的条文规定了严重不规则的结构设计方案是不能采用的。所以,结构设计师要注意到新旧规范的的内容改动,严格遵守规定的限制条件,合理的规划自己的结构设计,避免为后续的施工设计和施工图的设计工作带来不必要的麻烦。

4结语

第6篇:建筑结构论文范文

关键词:房屋建筑;结构分析;抗震设计

一、抗震设计的重要性

从我们现在的经济发展状况来讲,城市人口越来越密集,房屋建筑也越来越多,若突然发生大的地震灾难就会造成难以估量的损失。房屋建筑根本性质就是为了给人们提供一个安全舒适的住宿,为人们的一个防护所,避免人们经受风吹日晒以及其他极端天气。地震则是我们目前所知的自然灾害中最严重的一个灾害,它所给人们造成极大的影响,地震不仅是简单的震动,也会引起一系列海啸、泥石流等自然灾害,其破坏性不可小觑。由此可见,当一个破坏性极大的灾难发生在人们最需要安全的避难所时,我们就不得不重视对于这一灾难的防护。再加上我们目前生活水平的提高,我们目前对于房屋建筑的要求应该是更为舒适,使用寿命更强,这就进一步要求我们对于房屋建筑的整体抗震性有更加完善的技术从而更好地保证我们生活的舒适性。

二、房屋建筑结构抗震设计规定

在我国,房屋建筑结构抗震设计的标准一般分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类等四个类别,简称甲、乙、丙、丁。在甲乙类建筑体系设计中应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施,9度时应按比9度更高要求采取抗震措施。而丙类建筑应按本地区抗震设防确定其抗震措施。在丁类建筑中地震作用应按本地抗震设防烈度确定,但抗震措施(6度除外)允许比本地抗震设防烈度的要求适当降低。在多层和高层现浇钢筋混凝土房屋的结构类型中,当平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构出现时,适用最大高度应适当减少。在钢筋混凝土房屋抗震等级的要求中,它的抗震设计一般要满足,如果是框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%的话,那么它的框架抗震等级应按框架结构来定。另外当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下一层的抗震等级应与上部结构相同,地下一层一下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级,但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分,抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或者四级。对于那些筒体房屋结构抗震的设计要求来说,筒体部分与框架部分楼板一般采用梁板体系。在施工程序及连接构造上我们采取减小结构竖向温度变形及轴向压缩对加强层影响措施来解决。当低于9度采用加强层时,加强层的大梁或桁架与周边框架柱的连接宜采用铰接或半刚性连接。需要注意的是如果是9度的情况出现时就不要采用加强层了。

三、抗震设计在房屋建筑结构设计中的运用

抗震的设计在整个建筑中可以说是十分关键的一环,我们可以从一下几个方面进行理解,从而体会抗震设计时如何在房屋建筑结构设计中进行运用,进而理解抗震设计在房屋建筑中的重要性。(1)提高房屋建筑结构的抗震力。抗震设计,顾名思义,就是保障房屋建筑能够在地震时将其破坏程度保障到最小范围。所以在进行房屋建筑结构的设计师,首先就要保障有一个稳固的地基。地基是整个建筑的基础,其抗震性能也就在一定程度上决定着整个建筑的抗震能力。其次,房屋的整体结构上要建造抗震能力强的结构。比如我们知道的一些几何图形具有稳定的效能,我们就可以将其运用在房屋的结构当中。规则、对称的建筑结构也能有利于保障房屋的稳定性,从而减少地震对于房屋建筑变形的影响。在房屋建筑中的一些小细节上注意到对于抗震的作用。(2)我们完善了房屋的抗震设计之后,可以再从地震一方面来思考如何降低地震作用对房屋建筑的影响。我们目前所采取的办法就是在建筑物的基础与主体之间加一个隔震层,也有人提出在建筑物的顶端部分设立一个“反摆”。这样的设计首先能够有效避免发生地震时建筑物之间互相碰撞,并且能够有效缓解在地震来临时房屋的震动幅度,从而保障房屋内部物品的安全。这样的设想我们目前已经有所应用,在一些实际的经验中我们也发现了这一方法的可行性。(3)保证建筑的刚度,建筑结构上的防护以及外部的防护之后,还有保障房屋建筑自身的坚硬程度。首先,就需要考虑到在进行建筑时,使用钢筋混凝土材料,保障房屋的稳固。其次,就是在我们已有的建筑结构上对整个建筑进行进一步的加固。这一方面我们目前已经有相关的规定,明确告诉我们如何对于不同建筑类型进行不同的外层加固。目前,我们也仍需对于房屋建筑的使用材料进行进一步的探究,努力寻找优化建筑材料的办法,能够帮我们在建造房屋时一方面减少不必要的材料浪费,另一方面就是将优质的材料的性能充分地体现在房屋建筑整体的抗震性能上。

四、房屋建筑结构抗震设计措施

1.房屋建筑位置的选择,房屋建筑位置的选择在一定意义上来说决定着房屋质量的好坏,一般地地震可以导致房屋建筑周围地表变化,这样就会造成地基的开裂,导致房屋出现问题。因此在地理位置的选择上,设计人员要对房屋建筑进行合理化选择:如选择开阔的坚硬场地,考虑场地土的刚度大小和场地覆盖层的厚度等。2.房屋建筑材料的选择,抗震性房屋建筑材料要选择那些质量优等的材料。要综合考虑保暖、防火等多种因素的存在,比如良好的钢、铝合金结构、木质结构及轻型复合材料等建筑材料作为主体材料。3.选择合适的建筑结构体系,结构体系要满足稳定性,要与建筑结构相配套。此外要注意建筑物传力途径的明确性,以及受力计算的明确性,保障在建筑体系中不使用转换层,这样就会保障有地震发生时候避免建筑倾斜或局部受损等现象的发生。4.做好底层框架抗震墙设计,鉴于我国的地震灾害多数发生在底层,一般突出表现为“上轻下重”的这样一个现象,所以在设计时候要突出底层的墙体比框架柱重,框架柱又要比梁重。这样的设计就会在发生地震时底层破坏的程度比房屋的底层轻得多。5.钢筋混凝土框架抗震内力设计。我们尽可能做到在地震作用下的框架呈现梁铰型延性机构,为减少梁端塑性铰区发生脆性剪切破坏的可能性,对梁端的剪力适当调整,使斜截面受剪承载力高于正截面受弯承载力,做到“强剪弱弯”。在实际运用中如不采取这个措施,柱端很可能比梁端先出现塑性铰。因此适当调整柱计算内力并增大配筋,使塑性铰首先出现在梁端,抗震性能较好。

五、结语

地震是人类生活面临的重要的自然灾害,危及着人民的生命与财产安全。在我国,目前人们对于房屋建筑无论是安全性还是舒适性的要求越来越高,房屋建筑行业不断改善自己的设计和技术,不断为人们提供更好更优质的服务。在建筑结构设计的时候,必须充分考虑抗震设计,并有采取适当的抗震措施,尽最大可能确保房屋质量,才能减少地震的危害。我们要进行不断地探索,对于抗灾设计有所重视,不断改善我们的技术,建造更优质的建筑。

作者:王甲辉 单位:吉林供电公司

第7篇:建筑结构论文范文

近些年来,建筑行业取得了不凡的进步,这其中尤其是预应力混凝土结构以及混凝土结构相关技术得到了不小的发展,其科技成果日趋成熟。在建筑材料方面也得到了不小的发展,各种高性能的混凝土都在建筑中得到了应用。然而在建筑材料和建筑技术都得到快速发展的同时,建筑设计以及建筑施工方面还存在有不小的问题。温度变化会引起混凝土的热胀冷缩,这将会导致混凝土在竖直方向和水平方向都会产生一定的变形。在进行建筑结构设计过程中,对于温度引起的内力变化计算有一定的难度。混凝土的性质包括塑料变形以及应力松弛,温度的变化等都会导致混凝土产生裂缝。

2裂缝控制的意义和标准

建筑的结构设计建立在构件的强度极限承载力的基础之上,而建筑工程的使用标准则是由混凝土裂缝控制的。近些年的研究表明。建筑物中混凝土裂缝是不能避免的,但是能够有效的减少混凝土裂缝的存在。对于一般的民用以及工业建筑而言,小的混凝土裂缝对于建筑的日常使用是没有危险的,只有一定宽度的裂缝才会对建筑物的使用造成较大的影响与危害。因此,在设置混凝土裂缝控制标准时,不能够将混凝土裂缝的标准控制过严,同时还要考虑到地震等对于建筑物的影响。不管是预应力混凝土结构还是混凝土结构,其中存在的裂缝都会减小建筑结构的刚度,降低结构的耐久性。裂缝控制是指通过现有的建筑技术与措施控制建筑物中裂缝的大小,使其不会对建筑的正常使用造成影响。在建筑工程中,对于混凝土裂缝的控制主要表现在两个方面。即设计和施工两个阶段。在设计方面对于裂缝的控制是指通过构造措施以及相关计算降低混凝土裂缝高于限度值的可能性。而在施工方面对裂缝的控制则是指在是施工过程中采取一定的施工措施以及相关技术降低建筑物中有害裂缝的产生。文章主要从建筑结构设计方面对混凝土裂缝进行分析,从而减少混凝土裂缝对于建筑物的损害。

3混凝土裂缝产生的原因分析

从建筑结构设计方面进行分析,产生混凝土裂缝的原因主要有以下几个方面:首先,由于对于建筑结构的计算不够准确,设计中涉及到的构件厚度不足,配筋数量也不够充足,由于此种原因导致的板缝的产生会影响到建筑的结构,直接导致建筑物安全问题的产生。其次,在设计过程中,没有对建筑物会受到的装修荷载以及使用荷载进行准确估计,导致设计的建筑物受力远远小于建筑物的实际受力,导致建筑物中混凝土的开裂。以上两种原因都是由于在建筑结构设计中对建筑的受力分析有误而导致的,因此而导致的混凝土裂缝会对建筑物的结构造成较大的危害。而在目前的建筑结构设计中,还会出现另外一个极端的现象,那就是设计人员过于担心在施工过程中有偷工减料情况的存在,在进行结构设计的时候,对于混凝土的强度等级计算会高出一个等级。这样一来看似楼板十分安全,但其实混凝土的强度等级过高会为建筑带来负面的影响,因为混凝土强度越高,混凝土的水化热就会越大,从而使得混凝土产生有害性裂缝的可能性大大增加。有的设计人员还会考虑到施工方面而降现浇楼盖的混凝土强度与建筑中的梁柱取为一致的。这样做的危害在于建筑的实际受力与设计时的受力相去甚远,因此会导致在真正的运用过程中,建筑中混凝土的受力远远大于设计受力,从而导致混凝土裂缝的产生。另外,在设计的过程中,对于温度应力的重视可能不到位,因此,在隔热层以及保温层等方面没有良好的设置,导致混凝土会因为温度的变化而产生开裂。或是出现伸缩缝设置不够合理的情况,在温度应力以及收缩应力的双重作用之下,混凝土很容易产生开裂。楼盖边缘的约束的加强也会导致混凝土的开裂。混凝土楼板如果能够进行自由的变形与收缩,混凝土内部不会产生应力。因此,也不会有裂缝的产生,但是由于楼盖边缘的约束有所加强,因此,混凝土的收缩变形以及温度导致的变形都会大大增加,从而导致在混凝土楼板的中部产生的最大的约束应力大于了混凝土所能承受的抗拉强度,使得混凝土产生裂缝。有的建筑结构设计人员在砖混的结构中采用了现浇混凝土的方式进行楼盖的浇筑,出于抗震方面以及建筑结构方面的考虑,通常会将墙边的支座按照简支梁进行近似的估算。而建筑中混凝土楼板的实际受力却与估算结果不一致,如果混凝土楼板的跨度比较大的时候,在板顶的支座处会产生一定的裂缝,有时楼板的边角以及中央都会出现收缩裂缝。另外,如果在建筑结构设计中忽略了建筑中边角柱以及构造柱对于建筑的影响,则会增大混凝土可能产生的裂缝。

4混凝土裂缝的有效处理措施

在进行混凝土裂缝的处理时,除了加强设计人员的安全责任意识之外,更重要的是在进行建筑结构设计时,加强设计人员对于混凝土裂缝的重视。另外,设计人员采取的结构形式一定要科学合理,为了保证其合理性,要在建筑结构设计前建立严格的审查制度,严格防止建筑结构设计中对混凝土裂缝的忽视。首先,在选择建筑混凝土时,一定要按照建筑的功能与需求进行混凝土的选择。如果混凝土的强度过低,则会对建筑的质量造成影响,而混凝土强度过高,会为建筑带来负面的影响,因为混凝土强度越高,混凝土的水化热就会越大,从而使得混凝土产生有害性裂缝的可能性大大增加。不能为了简便施工而将楼板的混凝土强度的等级与建筑中梁柱的强度等级取为同一等级,更好的做法应该是对混凝土收缩的量进行减少,此外对于混凝土中水泥的用量以及外加剂的用量都提出具体的要求。如果建筑设计中,对于楼板的周边约束是有必要的加强,那么与此同时还要加强构造钢筋,以防止由于楼板所受到的约束应力的增大而导致的混凝土的裂缝的增大,对建筑结构造成影响。为了防止楼板的边角产生斜裂缝,可以在楼板的边角外侧的上下两层中都设置一定数量的钢筋,需要注意的是增加的钢筋长度一定要超过混凝土楼板长度的三分之一。另外在建筑结构的设计中,需要合理设置建筑的保温层以及隔热层,并且保证保温层隔热层使用的材料以及厚度都是科学合理的。在建筑结构中一般都会设置温度伸缩缝抵消温度变化会对混凝土产生的影响。因此温度缝的设置需要足够的合理,才能避免温度对混凝土产生裂缝等的影响。

5结束语

第8篇:建筑结构论文范文

好的结构方案还可以最大程度上减少建设单位的资本投入,为企业带来更多的经济效益,还可以保护建筑施工现场的生态环境,实现经济利益与环保相结合的良好经营模式。因此,合理地使用建筑结构优化技术能够更好地实现建筑物的综合效益。建设单位开发建筑物的基本原则就是在最大程度的减少资本投入、建筑材料使用的基础上,实现建筑物的高质量和长期使用。况且建筑物只有在保证良好质量的基础上实现其美观、耐用、新颖等特点,才能够满足不同人群的需要,为企业带来更多的经济利益。与传统的建筑结构设计方案相比,建筑结构设计优化模式可以降低建筑成本。其采用的设计优化措施可以有效地实现建筑施工中各个资源的合理配置,以及各项建筑材料的充分利用,并且协调好房间的布局,使得这些布局能够有效的结合,共同发挥其使用功能。合理的利用建筑结构优化技术,在确保建筑物安全性能的前提下能够充分的体现出其创新性。此外,这种技术还能够帮助设计人员选择最为合理的设计方式。

2建筑结构优化技术的经济意义

使用优化建筑结构的方法,能够使房屋在整体结构上更加科学、合理。在实际的房屋施工建设中,房屋的层数对房屋的成本造价产生了直接的影响。在一般情况下建筑物的单位面积造价会随着层数的增加而降低,但是在超过一定的层数之后(即超限建筑物),房屋单位面积的造价反而会增加。因为随着建筑物楼层的增高,房屋中的承重墙和柱等结构将会受到更多的荷载,房屋的稳定性也将受到一定的影响。为了确保建筑结构的稳定性,增强建筑物的抗震性能以满足现行规范的要求,结构形式将会发生大的变化,从而房屋的单位面积造价也会进一步增加。想要在相同的用地面积内,达到理想的房屋设计效果,提高建设单位的经济效益,就需要合理的控制建筑物的层数,并且确保房屋良好的设计效果。使用建筑结构优化技术不仅能够实现对房屋结构的优化,还能够在有限的用地面积内实现最大化的利用效果,促进对建筑用地的合理使用。

3建筑结构设计优化措施

3.1优化结构设计模型

建筑结构的优化可以分为以下几个阶段:

(1)是对变量的选择。

一般情况下,建筑师决定的最终建筑设计方案起到重要的作用,这些重要的建筑数值均可以作为变量供建筑设计人员进行选择。例如:工程参数的参考,包括对房屋价格的参考、对于其损失的参考等等。设计人员若能够将变化幅度较小或考虑因素较少的参数作为设计的参考,建筑结构的设计和编程难度将会大大降低,设计人员也能够更快的找到最符合设计目标的数据。

(2)是对函数的确定。

设计人员要选择出最符合配筋率和房屋结构构件尺寸的一组函数,进而在最大程度上降低建设成本。

(3)是对施工条件的衡量。

想要进一步确保建筑结构的稳定性,就需要从房屋的受力限度、变形限度、结构的稳定性、房屋结构构件的尺寸、结构构件裂缝的限度、房屋的结构体系等方面考虑。在实际的建筑结构设计过程中,设计师应该结合建筑使用方案和房屋的施工条件,分析出实际设计中存在的约束性条件,并且要确保解决这些约束性条件的方案要符合我国现行的规范规定,以保证建筑结构的设计结果达到最优。

3.2确定合理的计算程序

设计师在对房屋结构进行设计的过程中,需要用到很多设计程序,而建筑结构优化的本质就是进行一个复杂繁琐的计算过程。设计人员在对各种数据进行分析计算的时候,要注意将附加约束条件转换成不带约束的条件,这样就更容易地得到更为精确的结构计算结果。此外,还要优化许多建筑结构的技术模式,因为这些模式有利有弊,所以设计人员需要根据实际的施工情况来选择最合适的计算方案。

3.3选择最优的程序

设计人员在设计好房屋的结构模型,且选择了最为合适的计算方法后,就可以进入选择最优设计程序的环节。对最优设计程序的选择需要具备以下几个条件:具备完整的功能、程序运转较高以及程序用途齐全。

3.4对统计结论进行分析

设计人员在进行了各种计算之后,要对统计结果进行认真的分析,并且找出各个设计方案中不同点和相同点,并且结合总体的设计情况和进展选择最佳的设计方案。设计人员在进行结论分析的时候,要注意不要遗漏一些细节问题。房屋的建设与设计是一项耗时长、成本高的项目,它不仅涉及到建设单位的利益,也涉及到了房屋使用者的利益,设计人员在把握细节的基础上,要注意从宏观上把握住当事人的利益,这样才能够有效的节约建设成本,进一步优化建筑结构。在进行建筑结构优化的时候,设计人员不仅要避免追求片面的利益,还应该避免为了追求设计创新而忽略了建筑实际情况。

3.5积极应用信息优化技术

由于建筑结构设计是一些比较复杂的工程,需要的资料也比较多,这为建筑结构优化带来了一定的难度。这时设计人员就需要利用先进的信息化技术对建筑数据进行整理。例如,合理的利用一些参数定义的软件,这样就可以大大减小设计人员的工作量,提高其工作效率和工作质量。

4结语

第9篇:建筑结构论文范文

关键词:嵌固端首层地面刚度比地下室基础埋深

1.引言

高层高层建筑在进行结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端的所在位置,而嵌固端的选取却面临着各种不同情况,如不设地下室但基础埋深较大;没有地下室但其层数或多或少,且基础形式不同等。根据以上情况正确选取其结构嵌固端,是高层建筑结构计算模式中的一个重要假定,它不仅关系到结构中某些构件内力分配的准确性,而且还影响结构产生侧移的真实性,以及结构局部的经济性,因此有必要对结构嵌固端的选取作进一步探讨,并由此引伸出若干相关的技术问题。

2.结构嵌固端的条件

高层高层建筑的结构嵌固端通常是选择在地面标高处,但地面标高处要真正成为结构嵌固端是有条件的,而且在输入首层计算高度时还有许多讲究。

2.1设有地下室时的条件

(1)地下室顶板标高与室外地坪的高差不能太大,极端的情况如半地下室则首层楼面一般不能成为结构嵌固端,除非其高差仅为1—3级台阶高度时才可能考虑;

(2)地下室顶板结构应为梁板体系(即不可设计成元梁楼盖),且该层楼面不得留有大孔洞,楼面框架梁的抗弯刚度要足够大,楼板也要有相当厚度;

(3)地下室侧壁要有良好的侧限,即必须与“地球”有良好的接壤,上述半地下室顶板不能成为结构嵌固端的原因就是不满足此条件。

对于上述条件中对首层楼面框架梁的要求,假设满足《抗震规范》第6.1.14条“位于地下室的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际受弯承载力之和”的要求,对于高层建筑来说,由于首层处的柱截面往往远大于框架梁截面,故即使有意增大框架梁截面并增加抗弯钢筋用量,上述要求仍很难满足。就此要求而言,则只有多层或小高层建筑才有可能以首层顶板作为结构的嵌固端,而真正意义的高层建筑则完全排除了这种可能性。

2.2不设地下室时的条件

高层建筑不设地下室通常是针对层数有限的小高层,或其基础持力层较浅的情况,但从抗震角度考虑是不宜提倡的。

(1)不管是采用天然地基基础或桩基础,都是以基础(承台)面作为结构嵌固端,且必须在该标高处的纵横方向设置刚度较大的基础梁加以连结,故首层层高应从基础面算起;

(2)若基础(承台)面标高与首层标高有一定距离而不设基础梁连结或其刚度过小,则地面标高处应设有刚性地面来作为结构嵌固端,首层层高可从地面层算起。若不设刚性地面,则上部结构无从形成嵌固端,也即结构计算简图不成立,设计上显然是不允许的。

以上列举的条件无非是说明要成为上部结构的嵌固端,其下部结构必须具有足够的刚度以保证柱根之间不产生相对位移,且能承受或平衡柱根弯矩。规范中规定“当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的二倍”正是基于这一考虑。

3与嵌固端相关的技术问题

结构嵌固端的形成或者说上部结构对嵌固端的要求,在工程设计中还可引伸出若干相关的技术问题及其正确的设计方法,以下将分别探讨。

(1)单层地下室

当高层建筑仅设单层地下室且底板采用天然地基筏板基础或桩一筏基础时,通常选择基础底板而非首层作为结构嵌固端,这有利于充分利用其基础的“无限”刚度,为首层楼面的灵活结构选型创造条件,即使是首层楼面留有大孔洞,或选用无梁楼盖结构,都不影响结构计算的准确性。此外,规范规定地下室负一层的抗震等级与上部结构必须一致,以基础底板作为嵌固端不会造成地下室结构造价的提高,反而可能取得较好的经济效益。即使单层地下室底板是以桩为基础的普通梁板结构,一般情况下仍然取底板处为结构嵌固端,唯一例外的是地下室作为抗爆级别较高的防空地下室时,其顶板通常具有作为结构嵌固端的刚度,因此可取其作为上部结构的嵌固端。

(2)投影面积比例

高层塔楼在地下室顶板上的投影面积比例大小对首层作为嵌固端的结构有着不同的影响。当该比例*1时,若首层楼面符合作为嵌固端的其它条件,则该首层作为结构嵌固端就毫无疑问了,但当上述投影面积比例<<1时,说明地下室侧限远离塔楼,塔楼发生的侧向位移将波及首层楼面并使其发生变形,即使变形量很小,但严格说来首层作为嵌固端的刚度必然小于前一种情况,且变形又增大了上部结构侧移的计算值,同时首层骨架构件也会由于自身的变形而产生附加内力。作为有经验的结构工程师,在实际设计中都会根据工程实际情况予以鉴别并作出相应的结构处理。

(3)大底盘多塔楼

大底盘多塔楼大多为商住楼,而且由于商用及居住性质不同,对柱网的要求也不同,故通常需设置结构转换层。当大底盘的商用部分层数不多(如仅1—2层),且结构转换层设于大底盘的屋顶标高处时,塔楼的嵌固端就可考虑取在大底盘的屋顶处,至少在塔楼初算时可以如此假定,如图3所示。这一考虑基于以下两点:①既然属大底盘,其楼层面积肯定大于塔楼的投影面积,加上大底盘屋顶设置转换层,故大底盘的楼层平面刚度远大于塔楼的楼层刚度;②转换层之上通常为剪力墙、部分短肢剪力墙或异形柱一短肢剪力墙结构,为使转换层上下部的侧向刚度相近,大底盘部分肯定要将原位剪力墙增厚或增加新的剪力墙,从而使塔楼下的大底盘部分具有足够的侧向刚度。目前高层建筑结构计算软件的功能已较为完善,因此大底盘多塔楼建筑均以整体结构进行计算,其嵌固端也不像结构初算阶段选择在大底盘屋顶标高处。

(4)高层建筑的基础埋深

在研究探讨高层建筑的结构嵌固端时,必然牵涉到其基础埋深问题,高层建筑基础要具有一定的埋置深度,首先是为了保证结构的整体稳定(包括抗滑),其次有利于减弱地震反应。规范对高层建筑的基础埋深有一量化规定,即“天然地基或复合地基基础,可取阶15,桩基础可取阶18”,但这一规定仅与建筑物的总高月有关,而与其它因素无关。

但我们在认真思考后发现基础埋深除了与建筑物总高月有关外,还应与控制高层建筑体型重要指标的高宽比风心有关。如两栋建筑物的高度量相同,但其高宽比阶B分别为5,0和2,5,显然风/B值较小者整体稳定性更高,若采用相同的基础形式,则阶B值较大者其基础埋深应更大。换言之,基础埋深对月/B较大者应偏于严格,而对月/B较小者则可略为放松,不宜作相同处理甚至反其道而行之,否则就违背了基础需一定埋深的原则。除了高宽比风/6外,基础埋深还应与高层建筑的裙房底座宽度、地下室底盘宽度等因素有关,对地下室面积仅为塔楼投影面积者应偏于严格,相反对没有裙房或地下室面积大于塔楼投影面积者则可略为放松。

(5)首层楼面的活载作为结构嵌固端的首层楼面(地下室顶板),其正常使用时的活载一般不太大,即使作为商业用途,其活载也仅为3.5kN/m2,但设计中要考虑施工过程中可能产生的施工荷载,对于首层梁板构件取活载8.0—10.0kN/m2则往往是必要的。

当高层建筑主体结构建至2层楼面时,首层地面自然而然就成为理想的施工场所,或用于堆放材料(袋装水泥、砌块、搭架钢脚手架等),或用于钢筋加工,甚至作为载重汽车的行驶停放场等,即使是临时荷载,其楼面活载也就有必要取较高值(该活载值仅作用于该层梁板,并不需传给竖向构件的墙柱)。

此外,该层楼板配置通长面筋,不仅是出于增大刚度的考虑,而且是抵抗混凝土收缩和温度应力的需要,特别是由于开发商的原因可能导致地下室顶板完成后要一段时间(从几个月到几年不等),为了防止或减少由于暴晒或暴露时间过长而产生的裂缝,配置足够的楼板面筋尤为必要。首层楼面考虑较大的施工荷载,其梁板截面就需较大,有利于满足首层楼面作为结构嵌固端刚度要较大的要求。