高層建筑的受力特點
在10層以下的建筑中,豎向荷載產(chǎn)生的內(nèi)力占主導地位,在水平均布荷載的作用下,風荷載和地震占主導地位。而且高層結(jié)構(gòu)荷載大,內(nèi)力大,梁柱截面尺寸大,恒載在豎向荷載中占很大比重。
高層建筑豎向承重結(jié)構(gòu)類型
(1)框架結(jié)構(gòu)
(2)剪力墻結(jié)構(gòu)
(3)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)
(4)筒體結(jié)構(gòu)(如框架-核心筒結(jié)構(gòu)、筒體中筒結(jié)構(gòu)、框架-框架結(jié)構(gòu)、多筒結(jié)構(gòu)等)。
(5)其它結(jié)構(gòu)(如多塔結(jié)構(gòu)、連體結(jié)構(gòu)、帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)、帶強化層結(jié)構(gòu)、錯層結(jié)構(gòu)等)
框架和剪力墻結(jié)構(gòu)各自的優(yōu)缺點
框架結(jié)構(gòu):梁、柱作為一個整體,共同承受外荷載(垂直和水平)的作用。
優(yōu)點:建筑布局靈活;可以形成大空間;施工簡單,經(jīng)濟;
缺點:抗側(cè)剛度小,側(cè)移大;對支架不均勻沉降敏感;
適用于15層以下,最大適用高度70m。
(2)剪力墻結(jié)構(gòu)
優(yōu)點:抗側(cè)剛度大,位移小;室內(nèi)墻面平整;
缺點:平面布置不靈活;結(jié)構(gòu)自重,吸收地震能量大;施工麻煩,成本高。
最大適用高度為150-180m。
單向板和雙向板
單向板:長邊與短邊的比例大于3
雙向板:長邊與短邊之比小于2
2-3之間應按雙向板設計。
基礎選型
(1)柱下獨立基礎:
適用:層數(shù)少、土質(zhì)好的框架結(jié)構(gòu)。
(2)交叉梁基礎
雙向為條形基礎,適用:層數(shù)少、土質(zhì)一般的框架、剪力墻、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。
(3)木筏基礎
適用性土質(zhì)較弱或?qū)訑?shù)較多時使用。
(4)箱形基礎
適用:層數(shù)多、土質(zhì)弱的高層建筑。
(5)樁基
適用性:地基持力層較深時采用。
(6)復合基礎
適用:層數(shù)多或土質(zhì)弱時使用。
高寬比限制
高度越高,建筑物的地震反應和傾覆力矩越大,破壞的可能性越大。
結(jié)構(gòu)的高寬比應控制在相應的范圍內(nèi),以確保抗側(cè)移剛度和抗傾覆能力。
變形縫
(1)伸縮縫:減少溫度變化和混凝土收縮對結(jié)構(gòu)的影響而設置的縫。
(2)沉降縫:避免不均勻沉降對結(jié)構(gòu)的影響,縫寬t≥5cm。沉降縫不僅要斷開上部結(jié)構(gòu),還要斷開基礎。
(3)防震縫:為避免地震附加力對結(jié)構(gòu)的影響而設置的縫,縫寬按規(guī)范要求設置,基礎無防震縫。
結(jié)構(gòu)規(guī)則判斷(結(jié)構(gòu)整體性能指標判斷)
平面不規(guī)則類型:扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、地板局部不連續(xù)
豎向不規(guī)則類型:側(cè)向剛度不規(guī)則,豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù),樓層承載力突變
結(jié)構(gòu)整體性能指標判斷推薦閱讀《結(jié)構(gòu)整體性能控制7比規(guī)定與調(diào)整》
恒載
結(jié)構(gòu)自重=構(gòu)件設計尺寸×材料單位體積自重
材料容重:鋼筋混凝土25KN/m3
活荷載
教室,食堂:2.5kN/m2
宿舍:2.0kN/m2
樓梯:(1)多層住宅2.0kN/m2(2)其他3.5kN/m2
屋面活荷載:不上人屋面0.5kN/m2上人屋面2kN/m2
風荷載
(1)風荷載作用的特點
1)與建筑外形有關,圓形和正多邊形受風力較小,有利于抗風;
2)與周圍環(huán)境有關,如地形、地面粗糙度地面高度有關。
3)建筑物表面風力分布不均勻,在角區(qū)和建筑物內(nèi)部收集的局部區(qū)域會產(chǎn)生較大的風力。
與地震作用相比,風力作用持續(xù)時間較長,其作用更接近靜載荷。
(2)單位面積風荷載標準值
(3)基本風壓
當?shù)?0年一遇,10m高度10min平均風壓值。
(4)風荷載體型系數(shù)
1)圓形平面建筑0.8;
高寬比H/B不大于4的矩形,方形,十字平面建筑1.3;
高寬比H/Bmax大于4,長寬比L/Bmax大于1.5,取1.4。
地震
(1)震級
衡量地震釋放能量的等級
(2)烈度
地震時在某個地方振動的強度
(3)基本烈度
在未來50年內(nèi),該地區(qū)在一般場地條件下可能會遇到10%以上的地震烈度,這是抗震設計的基本依據(jù)。
(4)三級設防目標,兩級設計方法
三級設防目標:小震不壞,中震可修,大震不倒
設計方法的兩個階段:
第一階段:承載力驗算。根據(jù)彈性方法計算第一水平參數(shù)的內(nèi)力、變形和加固;
第二階段:彈塑性變形驗算。
(5)抗震設防類別
在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設計中,按其重要性可分為甲、乙、丙類和無丁類。
(6)抗震等級
在抗震設計中,高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件應根據(jù)抗震設防的分類、烈度、結(jié)構(gòu)類型和建筑高度采用不同的抗震等級,并應符合相應的計算和結(jié)構(gòu)措施要求。
高層框架結(jié)構(gòu):6度三級;7度二級;8度,9度一級。
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