淺談高層結(jié)構(gòu)設計中相關問題

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摘要：目前，伴隨著高層建筑在我國的飛速發(fā)展需求，建筑高度的日益增加，建筑類型以及功能也日新月異，難度相對而言逐漸變大。結(jié)構(gòu)體系各式各樣，高層建筑結(jié)構(gòu)設計現(xiàn)在主要成為結(jié)構(gòu)相關工程設計人員在設計工作重點和難點。下文主要針對高層建筑結(jié)構(gòu)設計中經(jīng)常會出現(xiàn)的一些問題進行分析，總結(jié)了設計經(jīng)驗，以達到保證建筑的安全、延長其使用壽命的目的以及以后相關人員參考學習。 

　　關鍵詞：基礎埋深；底部嵌固層；高寬比；不規(guī)則性；偏心距；開洞；梁高度  　　一、基礎埋深問題  　　基礎應該要有一定的埋深，埋置深度可以從室外地坪一直算到基礎底面，對于獨立的高層建筑而言，基礎埋深比較容易確定，但當今多數(shù)高層建筑與地下車庫都是相互連接的，當?shù)叵萝噹旎A采用筏板基礎或設有防水底板的獨立基礎(防水底板不宜太薄)時，高層建筑的基礎埋深可從室外地坪算起，此時高層建筑地下室頂板及地下車庫頂板應按嵌固層要求設計，地下車庫應有足夠的側(cè)向剛度作為高層建筑的側(cè)限。假如不滿足以上條件的時候，高層建筑的基礎埋深應該要從地下車庫地面算起。高層建筑通常設地下室來滿足埋深要求，主要有以下幾點優(yōu)勢：  　　1．提高地基承載力。當高層建筑采用天然地基時，地基承載力可進行修正.隨著基礎埋深的增加，修正后的地基承載力隨之增大，從而可滿足高層建筑對地基承載力的要求。  　　2．有利于高層建筑上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。高層建筑地下室外墻一般采用鋼筋鹼墻，地下室頂板厚不宜小于160mm，地下室具有較大的層間剛度，同時地下室外墻周邊土也提供了很大的側(cè)向剛度和約束。因此設地下室有利于上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定，有利于協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)整體變形，調(diào)整地基不均與沉降。  　　二、地下室頂板作為結(jié)構(gòu)底部嵌固層的條件  　　當?shù)叵率翼敯遄鳛榻Y(jié)構(gòu)底部嵌固層的時候，應該要能約束結(jié)構(gòu)底部的平動和轉(zhuǎn)動，故必須要滿足下列條件：  　　1．地下室頂板與室外高差不宜過大，宜小于1/3層高。  　　2．地下室的樓層剪切剛度不小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層剪切剛度的2倍。這里需指出的是，高規(guī)4.8.5條規(guī)定，抗震設計的高層建筑當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固層時，地下室柱截面每側(cè)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(cè)縱向鋼筋面積的1.1倍。規(guī)范規(guī)定此條的目的是保證柱端塑性鉸出現(xiàn)在地下室頂部柱端。由于地下結(jié)構(gòu)的地震、作用效應較小，即使在地下室柱與地上一層柱配筋相同時，，柱端塑性鉸通常也出現(xiàn)在地下室頂部。按規(guī)范規(guī)定增大地下室柱配筋時，往往使得柱鋼筋較密，不便施工。  　　三、房屋高寬比  　　房屋高度指室外地面至主樓主要屋面的高度。房屋寬度按所考慮方向的最小投影寬度作為建筑物的計算寬度。對帶裙房的高層建筑，當裙房面積與其上塔樓面積比大于2.5或裙房抗側(cè)剛度與其上塔樓抗側(cè)剛度比大于2.0時，可取裙房以上部分的房屋高度和寬度計算高寬比。  　　四、建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則性界定  　　建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則性除應按高規(guī)4.3與4.4節(jié)的相關規(guī)定界定外，還需注意以下問題：  　　1．計算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大位移比時應按剛性樓板假定。  　　2．當結(jié)構(gòu)的位移比和周期比超規(guī)范規(guī)定時，說明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度偏小，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應較大。在結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較大，結(jié)構(gòu)的層間位移滿足要求的情況下，可減小結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，對樓層中部結(jié)構(gòu)做減法，可取消、減短、減薄剪力墻，減小連梁高度等。當結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度較小，側(cè)移較大時，可對樓層周邊結(jié)構(gòu)做加法，可增大周邊構(gòu)件的剛度。對帶裙房高層建筑，帶裙房部分樓層的位移比和周期比往往超規(guī)范規(guī)定。由于裙房高度不高，裙房樓層的絕對側(cè)移值很小，因此可不按高層建筑的側(cè)移控制條件來要求裙房，即位移比可適當放寬。