高层建筑混凝土结构设计浅析(2)
(3)是否需要地震力放大,考虑建筑隔墙等对自振周期的影响,规范中根据大量工程的实测周期,明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数,已列为强制性条文,需特别注意。
(4)多塔结构和分缝结构的计算分析。 一段时间以来,大底盘、多塔楼的高层建筑类型大量涌现,而在计算分析该类型高层建筑时,是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算,还是将结构人为地分开进行计算,是结构工程师必须注意的问题。 如果分开计算,下部裙房及基础计算误差较大,且各塔之间相互影响无法考虑。 应先进行整体计算,但计算周期比时应将各塔分开。
(5)非结构构件的计算与设计。 在高层建筑中,往往存在一些由于建筑美观或功能要求,且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容,尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时,由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大。 因此,必须严格按照规范中的非结构构件的计算处理措施进行设计。
3、抗震等级的设计
高层结构的抗震等级的设计要结合当地的地震发生状况,按照百年一遇、两百年一遇的标准来设计,在可能的情况下,还要提高抗震等级。当本区域的抗震防烈度为6到8度时,抗震等级还要在这个基础上再提高一度。在进行高层建筑的抗震设计时,其钢筋混凝土结构构件所采用的抗震等级,主要考虑到设防烈度、结构类型和房屋高度,因这三个因素不多而采用不同的抗震等级。一般来说,高层建筑都是有地下室的,当高层建筑把地下室顶层作为其嵌固端时,这时地下室的抗震强度就应该与整体结构完全相同,否则仍然会对整体建筑有着较大的影响。如果不是这样,那么地下室的抗震等级可以稍微降低一下需求,根据每个地区的具体情况采用三级或四级。总而言之,高层建筑钢混结构设计要从竖向和平面的结构设计、抗震等级多方面的角度来分析,严格执行国家的相关规定。如果仅从混凝土的构造要求来说,例如钢混立柱,对房屋高度大而柱中轴力较大时,宜采用型钢混凝土柱或者钢管混凝土柱,也就是说要采用高强度混凝土柱。抗震等级为特一级的高层建筑结构中,其钢筋混凝土框架柱宜采用型钢混凝土柱或钢管混凝土柱,底部加强部位及其上一层的弯矩设计值,应按墙底截面组合弯矩计算值的1.1倍采用。另外,对于高层建筑物混凝土的质量也要有较高的要求,我们要增加一定的添加剂到水泥和石灰中,用来增强混凝土的配筋率。同时还要高湿度的养护,以保障混凝土部件的不变形。概言之,只有科学的结构设计、严格的操作规范和高质量的标准要求,才能有合格的高层建筑。
4、 合理地使用高强钢筋和高强砼
高层建筑总造价一般包括框架结构的材料、 施工及基础物料费用等,其中用钢量和构筑件截面积对房屋造价的影响较大,所以,在建筑设计时合理地使用高强砼和高强度钢筋,可以有效地降低建筑用钢量,大幅度节约建筑成本。 如果高层的建筑设计是位于厚软的地基之上,那么由于矗立于地基上的荷载较大,高效合理地使用高强钢筋及高强砼来优化构件截面积,以减轻结构重量,这将会显著地降低工程造价和基础设施的施工难度,以取得较好的经济效果。 对于我国震区的高层楼房来说,地震力的作用的大小是与建筑物的自重成正相关的,有目的地减轻建筑物自重,进而降低建筑物结构在地震中的荷载,可以大幅度提高建筑物安全性 。在建筑设计中合理高效地使用高强钢筋和高强砼,能有效快速缩小梁、 墙 、板、 柱等的构件截面积,达到降低用钢量,降低建筑造价的目的。
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