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1、高層建筑結構合理性布置探析學院： 專業： 姓名： 學號：摘 要：對高層建筑的結構布置，結構工程師應該充分重視結構布置規則性的意義,制定合理的結構方案,這樣會大大減輕計算調整的工作, 也為最終取得安全、合理、經濟的設計成果打好了基礎。本文就結構布置的相關問題進行了探討。關鍵詞：搞層建筑 結構布置 結構設計前 言高層建筑結構要抵抗豎向和水平荷載，在地震區，還要抵抗地震作用。因此，在高層建筑結構設計時，不僅要求結構具有足夠的強度，而且還要求有足夠的剛度，高層建筑結構應具有足夠的延性。這樣才可以在滿足使用條件下能達到既安全又經濟的設計要求。一、高層建筑平面布置的合理性(1)結構平面布置必須考慮有利于抵2、抗水平和豎向荷載，受力明確，傳力直接，力爭均勻對稱，減少扭轉的影響。在地震作用下，建筑平面要力求簡單規則，風力作用下則可適當放寬。 抗震設防的高層建筑，平面形狀宜簡單、對稱、規則，以減少震害。除平面形狀外，各部分尺寸都有一定的要求。首先，平面的長度比不宜過大，L/B一般宜小于6,以避免兩端相距太遠，震動不同步，由于復雜的振動形態而使結構受到損害。長矩形平面的尺寸目前一般在70-80M以內。 為了保證樓板在平面內有很大的剛度，也為了防止或減輕建筑物各部分之間振動不同步，建筑平面的外伸段長度C應盡可能小。平面凹人后，樓板的寬度應予保證，Z形平面的重疊部分應有足夠長度。另外，由于在凹角附近，樓板容易3、產生應力集中，要加強樓板的配筋。在設汁中，L/R的數值7度設防時最好不超過4；8度設防時最好不超過3。C/D的數值最好不超過1.0。 (2)為了防止樓板削弱后產生過大的應力集中，樓電梯間不宜設在平面凹角部位和端部角區，但建筑布置上，從功能考慮，往往在上述部位設樓電梯間。如果確實非設不可 ,則應采用剪力墻筒體予以加強。 (3)在高層建筑周邊設置低層裙房時，裙房可以單邊、兩邊和三邊圍合設置，甚至高層主樓置于裙房內.當裙房面積較小，與主樓相比其剛度也不大時，上、下層剛度中心不一致而產生的扭轉影響較小，可以采用偏置形式;當裙房面積較大，裙房邊長與主樓邊長之比大于1.5時，宜采用內置式。 (4) 高層建4、筑物設置了伸縮縫、沉降縫或防震縫后，獨立的結構單元就是由這些縫劃分出來的各個部分。各獨立的結構單元平面形狀和剛度對稱，有利于減少地震時由于扭轉產生的震害。平面不規則、剛度偏心的建筑物，在地震中容易受到較嚴重的破壞。因此，在設計中宜盡量減小剛度的偏心。如果建筑物平面不規則、剛度明顯偏心，則應在設計時用較精確的內力分析方法考慮偏心的影響，并在配筋構造上對邊、角部位予以加強。 (5)平面過于狹長的建筑物在地震時由于兩端地震波輸人有位相差而容易產生不規則振動，產生較大的震害，平面有較長的外伸時。外伸段容易產生局部振動而引發凹角處破壞。需要抗震設防的A級高度鋼筋混凝上高層建筑，其平面布置宜符合下列要求:5、 1)平面宜簡單、規則、對稱、減少偏心，否則應考慮扭轉不利影響; 2)平面長度不宜過長，突出部分長度L不宜過大，凹角處宜采取加強措施。 (6)抗震設計的B級高度鋼筋混凝土高層建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑，其平面布置應簡單、規則，減少偏心。 (7)角部重疊和細腰形的平面圖形，在中央部位形成狹窄部分，在地震中容易產生震害，尤其在凹角部位，因為應力集中容易使樓板開裂、破壞。這些部位應采用加大樓板厚度，增加板內配筋設置集中配筋的邊梁，配置45斜向鋼筋等方法予以加強。 當樓板平面過于狹長、有較大的凹人和開洞而使樓板有過大削弱時，應在設計中考慮樓板變形產生的不利影響。樓面凹人和開洞尺寸不宜大于樓面6、寬度的一半，樓板開洞總面積不宜超過樓面面積的30% ;在扣除凹人和開洞后，樓板在任一方向的最小凈寬度不宜小于5M。且開洞后每一邊的樓板凈寬度不應小于2M。 (8)抗震設計時，當建筑物平面形狀復雜而又無法調整其平面形狀和結構布置使之成為較規則的結構時，宜設置防震縫將其劃分為較簡單的幾個結構單元。二、高層建筑結構豎向布置的合理性 (1)歷次地震震害表明:結構剛度沿豎向突變、外形外挑內收等，都會產生變形在某些樓層的過分集中，出現嚴重震害甚至倒塌。所以設計中應力求自下而上剛度逐漸、均勻減小，體型均勻不突變。1995年阪神地震中，大阪和神戶市不少建筑產生中部樓層嚴重破壞的現象，其中一個原因就是結構剛度在7、中部樓層產生突變。有些是柱截面尺寸和混凝土強度在中部樓層突然減小。有些是由于使用要求而剪力墻在中部樓層突然取消，這些都引發了樓層剛度的突變而產生嚴重震害。 (2)抗震設計的高層建筑結構。其樓層側向剛度不宜小于相鄰上部樓層側向剛度的70%或其上相鄰三層側向剛度平均值的80 %。結構豎向抗側力構件不宜不連續樓層的側向剛度可取地震作用下該樓層剪力和該樓層層間位移的比值。(3)A級高度高層建筑的樓層層間抗側力結構的承載力不宜小于其上一層的80% ,不應小于其上一層的56.5%.B級高度高層建筑的樓層層間抗側力結構的承載力不應小于其上一層的75% 。（樓層層間杭側力結構承載力是指在所考慮的水平地震作用方8、向上，該層全部柱及剪力墻的受剪承載力之和。）(4)抗震設計時，當結構上部樓層收進部位到室外地面的高度與房屋高度H之比大于0.2時，上部樓層收進后的水平尺寸B1，不宜小于下部樓層水平尺寸B的.75倍.。當上部結構樓層相對于下部樓層外挑時，下部樓層的水平尺寸B不宜小于上部樓層水平尺寸的0.9倍，且水平外挑尺寸A不宜大于4M.(5)中國建筑科學研究院的計算分析和試驗研究表明，當結構上部樓層相對于下部樓層收進時，收進的部位越高、收進后的平面尺寸越小，結構的高振型反應越明顯，因此對收進后的平面尺寸加以限制。當上部結構樓層相對于下部樓層外挑時，結構的扭轉效應和豎向地震作用效應明顯，對抗震不利，因此對其外挑9、尺寸加以限制，設計上應考慮豎向地震作用影響。 (6)結構剛度沿豎向突變、外形外挑或內收等，都會產生某些樓層的變形過分集中，出現嚴重展害甚至倒塌。所以設計中應力求使結構剛度自下而上逐漸均勻減小，體形均勻、不突變。 (7)頂層取消部分墻、柱而形成空曠房間時，其樓層側向剛度和承載力可能比其下部樓層相差較多，是不利于抗震的結構，應進行詳細的計算分析，并采取有效的構造措施。如采用彈性時程分析進行補充計算、柱子箍筋應全長加密配置、大跨度屋面構件要考慮： 1)減小土的重量，降低地基的附加壓力 2)提高地基土的承載能力3)減少地震作用對上部結構的影響三、結論隨著高層建筑的進一步發展，滿足高層建筑的形式，材料，10、力學分析模型都將日趨復雜多元，為了革新高層建筑，體現其魅力，更加合理的結構形式布置將是土木工程師們的目標和方向。 謝 辭在本次畢業論文的寫作過程中，我學到了很多的東西。在此，我衷心地感謝我的指導老師，他淵博的專業知識，細致耐心的指導和誠懇無私的精神為我的畢業設計提供了很多的幫助。我也誠摯的感謝本專業的其他老師，他們用自己豐富的知識為我的畢業設計提出了寶貴的意見和指導。最后，我對全體老師以及所有同學表示衷心的感謝。參考文獻：1 建筑抗震設計規范GB50011 2001中國建筑工業出版社,2001.2 混凝土結構設計規范GBJ50010-2002中國建筑工業出版社,2002.3 鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程JGJ3 2002中國建筑工業出版社,2002.