評論數 : 2 時間 : 2024-12-20
要保證高層建筑結構安全、適用、耐用,那就必須要對高層建筑進行結構設計,,按有關設計標準的規定,對建筑結構進行總體布置、技術經濟分析、計算、構造和制圖工作,并尋求優化的過程,其中最重要要考慮的問題就是安全、荷載與抗震能力,還有防火要求,這些在結構設計都必須詳細考慮的問題,接下來我們來看看在這設計過程,有哪些要注意的問題?
高層建筑結構設計注意事項
一、基本問題:
1.應當注意防震縫的設計,必須留有足夠的寬度。
2.平面形狀或剛度不對稱,會使建筑物產生顯著的扭轉,震害嚴重。
3.凸出屋面的塔樓受高振型的影響,產生顯著的鞭梢效應,破壞嚴重。
4.高層部分和低層部分之間的連接構造不合理。
5.框架柱截面太少,箍筋不足,柱子的延性和抗震能力不夠而發生剪切破壞或柱頭壓碎。
6.由于沿豎向樓層質量與剛度變化太大,是樓層變形過分集中而產生破壞。
7.地基的穩定性問題要特別注意。
8.伸縮縫和沉降縫寬度過小,碰撞破壞很多。
9.不應在建筑物端部設置樓梯間和樓板開大洞口,因剛度不均勻而產生扭轉。
10.外縱墻門窗洞口過大,連梁尺寸太小,容易產生破壞。
11.中間部分樓層柱子截面和材料改變或取消了部分剪力墻,產生剛度或承載力突變,形成結構薄弱層。
二、宏觀控制:
高層抗震設計的基本原則:小震不壞,中震可修,大震不倒。
高層建筑結構應根據房屋高度和高寬比、抗震設防類別、抗震設防烈度、場地類別、結構材料和施工技術條件等因素考慮其適宜的結構體系。
高層建筑的高寬比是對結構剛度、整體穩定、承載能力和經濟合理性的宏觀控制。
三、沉降縫、伸縮縫和抗震縫要注意的問題:
高層建筑應當調整平面尺寸和結構布置,采取構造措施和施工措施,能不設縫就不設縫,能少設縫就少設縫,如果沒有采取措施或必須設縫時,則必須保證必要的縫寬以防止震害。
鋼筋混凝土高層建筑結構的溫度-收縮問題,一般由構造措施來解決。
后澆帶可選擇在對結構受力影響較小的部位曲折通過,不要在一個平面內,以免全部鋼筋都在同一平面內搭接。一般可設置在梁和樓板的1/3處。
目前許多工程是采用調整各部分沉降差,在施工過程中留后澆段作為臨時沉降縫,等到沉降基本穩定后再連為整體,不設永久性的沉降縫。
高層建筑的主樓和裙房的層數相差很遠,在下列條件時可不留永久沉降縫:
1.采用端承樁,樁支承在基巖上。2.地基條件好,沉降差小。3.有較多的沉降觀測資料,沉降計算比較可靠。
后兩種情況下,可調壓力差,主樓和裙房部分才用不同的基礎,使其沉降接近。
調時間差,先施工主樓,待主樓基本建成,沉降基本穩定,再建裙房。
抗震設計的高層建筑在下列情況下宜設防震縫:
1.平面長度和外伸長度尺寸超出了規程限值而又沒有采取加強措施時;
2.各部分結構剛度相差太遠,采取不同材料和不同結構體系時;
3.各部分質量相差很大時;
4.各部分有較大錯層時。
此外,各結構單元之間設了伸縮縫和沉降縫時,其縫寬應滿足防震縫寬度的要求。
防震縫應在地面以上全高設置,當不作為沉降縫時,基礎可以不設防震縫,但要加強構造和連接。
高層建筑各部分之間凡是設縫的,就要分得徹底;凡是不設縫的,就要連接牢固。
《高層規程》規定:
1.框架結構房屋,高度不超過15m的部分,可取70;超過15m的部分,6、7、8、9度相應每增加高度5、4、3、2m,宜加寬20。
2.框架-剪力墻結構房屋可按第一項數值的70%采用,剪力墻結構房屋可按第一項規定數值的50%采用,但二者均不宜小于70。
四、結構設計:
結構豎向布置
沿豎向剛度突變還由于下述兩個原因產生:
1.抗側力結構(框架、剪力墻、筒體等)突然改變布置。
2.結構的豎向體型突變。
當小墻肢截面的高度小于等于墻厚的4倍時,應按框架柱設計,箍筋按框架柱全長加密。
抗震設計的軸壓比控制:
特一級、一級(9度)為0.4;一級(7、8度)為0.5;二級為0.6。
抗震墻的翼墻長度小于其3倍厚度或端柱截面邊長小于2倍墻厚時,視為無翼墻和無端柱。
按照結構延性系數的大小排序:鋼結構、鋼管混凝土結構、型鋼混凝土結構、鋼筋混凝土結構、配筋砌體結構、砌體結構。結構的延性系數大,說明結構抗震的變形能力大,結構的耐震性能好。有條件時,建筑的主體結構可采用延性系數較大的結構材料。
地下室頂板應采用現澆梁板結構,其樓板厚度不小于180,混凝土強度等級不宜小于C30,并應采用雙層雙向配筋,且每個方向的配筋率不宜小于0.25%。
抗震框架柱配筋要注意的三個方面:
最小配箍率、最小體積配箍率、最小縱筋配筋率。
當地下室做為上部結構的嵌固端時,地下一層的抗震等級應按上部結構采用,地下一層以下結構的抗震等級可根據具體情況采用。
地下室柱截面每側的縱向鋼筋面積除應符合計算要求外,不應少于地上一層對應柱每側縱向鋼筋面積的1.1倍。
短柱:柱凈高與截面寬度之比小于4的柱子。箍筋需全長加密。
剪跨比
柱剪跨比:柱子凈高與2倍柱子截面高度的比值。
梁剪跨比:剪跨與梁截面有效高度的比值。廣義剪跨比=M/Vh=a/h。剪跨比反映了截面上正應力和剪應力的相對比值,在一定程度上也反映了截面上彎矩與剪力的相對比值。它對梁的斜截面受剪破壞形態和斜截面受剪承載力,有著極為重要的影響。
高寬比
6、7度抗震設防烈度的A級高度建筑,其高寬比限值分別為:框架4,框剪5,剪力墻6,筒體6。
抗震設計一般剪力墻結構底部的加強部位:墻肢總高度小于50m時取其總高度的1/6,大于50m時取 1/8,超過150m,取1/10。
裙房與主樓相連時,加強范圍也宜高出裙房至少一層。
對于框剪結構或框筒結構,采用模擬施工算法3是比較合理的,可以避免剪力墻軸力遠大于實際的不合理情形。
振型個數一般可以取振型參與質量達到總質量的90%所需的振型數。振型個數至少取3,最好為3的倍數,當然,振型個數也不能大于3倍質點數。
當考慮扭轉耦聯計算時,振型數應不少于9。對于多塔結構振型個數應大于12。
高規要求有效質量系數不應小于90%。
樓梯柱可視為短柱,箍筋需全長加密。
五、高層結構設計需要控制的七個比值
1、軸壓比:主要為控制結構的延性,規范對墻肢和柱均有相應限值要求,
2、剪重比:主要為控制各樓層最小地震剪力,確保結構安全性
3、剛度比:主要為控制結構豎向規則性,以免豎向剛度突變,形成薄弱層
4、位移比:主要為控制結構平面規則性,以免形成扭轉,對結構產生不利影響。
5、周期比:主要為控制結構扭轉效應,減小扭轉對結構產生的不利影響,要求見高規
6、剛重比:主要為控制結構的穩定性,以免結構產生滑移和傾覆,要求見高規。
7、層間受剪承載力比:控制豎向不規則性,以免豎向樓層受剪承載力突變,形成薄弱層。
六、電梯,電梯廳及消防電梯前室
基本要求:
a. 12層以上的住宅樓每幢需設2臺以上電梯
b.12層以上的住宅樓需設消防電梯(消防電梯應≥800KG/臺,且從首層到頂層的運行時間≤60秒)
c.電梯的設置數量參考標準:60-90戶/臺
d.7層及7層以上住宅樓的電梯需滿足無障礙要求,(電梯開門≥800mm,電梯轎廂進深≥1400mm,開間≥1100mm,一般800KG的電梯均能滿足此要求。)
e.消防電梯與客梯,其管道井及電梯機房均應分隔開(防火墻,消防電梯機房的門應為甲級防火門)
f.電梯廳的深度應滿足無障礙設計要求≥1800mm。若多臺電梯雙側排列,則電梯廳深度應不小于向對最大電梯轎廂深度之和且小于3500mm。
g.消防電梯前室的面積應:住宅≥4.5平米;公建≥6.0平米,與樓梯間合用的消防電梯前室的面積應:住宅≥6.0平米;公建≥10.0平米
h.消防電梯前室若有直接對外的開窗,其開窗與其他部位的開窗距離應滿足水平距離大于1.0米,轉角及相對時距離應大于2.0米。
高層住宅樓中筒中的常見設施
a.防火門:樓梯間,樓梯前室及消防電梯前室的門均為乙級防火門。
b.直接開向前室的戶門均應為乙級防火門,但不允許一個標準單元中所有的戶門全開向前室。
c.消火栓:
① 總則:必須同時有兩股水柱到達任意一處著火點,每個消火栓保護半徑按25m計(不能用圓來表示,應考慮龍帶拉到位置,龍帶至少應能拉到最不利房間的門口)
② 高層建筑的合用前室必須設有1個消火栓,如果有開向該前室的功能房間(不包括管道井),則該合用前室必須有兩個消火栓;
③ 按成都消防支隊個人意見,前室和走道如果都有戶門,前室必須有兩個栓,走道必須有兩個消火栓。
④如頂層躍層,應考慮下層消火栓能保證到樓上部分(應考慮樓層高度)
以上就是小編為大家總結的高層建筑設計中要注意哪些問題,只有將這些做到位了,才能保障高層建筑的安全,從而保障到人們的生命安全,現在很多建筑工程都存在貪污腐敗現象,將人們的生命安全視而不見,眼中就只有個人利益,最后害人害己,因此在建筑工程中,希望每個人都有一份社會責任感,盡心盡責,不貪贓枉法,公平公正,保障所有人的生命安全為己任。
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游客7年前
我感覺高層建筑設計最重要的應該是防火,以及緊急逃亡措施,911事件就是活生生的例子啊。
游客7年前
高層建筑看起來,蠻有氣勢,感覺建造起來蠻麻煩的,要注意的事項還真多。