高层建筑的受力特点
在10层以下的建筑中,竖向荷载产生的内力占主导地位,在水平均布荷载的作用下,风荷载和地震占主导地位。而且高层结构荷载大,内力大,梁柱截面尺寸大,恒载在竖向荷载中占很大比重。
高层建筑竖向承重结构类型
(1)框架结构
(2)剪力墙结构
(3)框架-剪力墙结构
(4)筒体结构(如框架-核心筒结构、筒体中筒结构、框架-框架结构、多筒结构等)。
(5)其它结构(如多塔结构、连体结构、带转换层结构、带强化层结构、错层结构等)
框架和剪力墙结构各自的优缺点
框架结构:梁、柱作为一个整体,共同承受外荷载(垂直和水平)的作用。
优点:建筑布局灵活;可以形成大空间;施工简单,经济;
缺点:抗侧刚度小,侧移大;对支架不均匀沉降敏感;
适用于15层以下,最大适用高度70m。
(2)剪力墙结构
优点:抗侧刚度大,位移小;室内墙面平整;
缺点:平面布置不灵活;结构自重,吸收地震能量大;施工麻烦,成本高。
最大适用高度为150-180m。
单向板和双向板
单向板:长边与短边的比例大于3
双向板:长边与短边之比小于2
2-3之间应按双向板设计。
基础选型
(1)柱下独立基础:
适用:层数少、土质好的框架结构。
(2)交叉梁基础
双向为条形基础,适用:层数少、土质一般的框架、剪力墙、框架-剪力墙结构。
(3)木筏基础
适用性土质较弱或层数较多时使用。
(4)箱形基础
适用:层数多、土质弱的高层建筑。
(5)桩基
适用性:地基持力层较深时采用。
(6)复合基础
适用:层数多或土质弱时使用。
高宽比限制
高度越高,建筑物的地震反应和倾覆力矩越大,破坏的可能性越大。
结构的高宽比应控制在相应的范围内,以确保抗侧移刚度和抗倾覆能力。
变形缝
(1)伸缩缝:减少温度变化和混凝土收缩对结构的影响而设置的缝。
(2)沉降缝:避免不均匀沉降对结构的影响,缝宽t≥5cm。沉降缝不仅要断开上部结构,还要断开基础。
(3)防震缝:为避免地震附加力对结构的影响而设置的缝,缝宽按规范要求设置,基础无防震缝。
结构规则判断(结构整体性能指标判断)
平面不规则类型:扭转不规则、凹凸不规则、地板局部不连续
竖向不规则类型:侧向刚度不规则,竖向抗侧力构件不连续,楼层承载力突变
结构整体性能指标判断推荐阅读《结构整体性能控制7比规定与调整》
恒载
结构自重=构件设计尺寸×材料单位体积自重
材料容重:钢筋混凝土25KN/m3
活荷载
教室,食堂:2.5kN/m2
宿舍:2.0kN/m2
楼梯:(1)多层住宅2.0kN/m2(2)其他3.5kN/m2
屋面活荷载:不上人屋面0.5kN/m2上人屋面2kN/m2
风荷载
(1)风荷载作用的特点
1)与建筑外形有关,圆形和正多边形受风力较小,有利于抗风;
2)与周围环境有关,如地形、地面粗糙度地面高度有关。
3)建筑物表面风力分布不均匀,在角区和建筑物内部收集的局部区域会产生较大的风力。
与地震作用相比,风力作用持续时间较长,其作用更接近静载荷。
(2)单位面积风荷载标准值
(3)基本风压
当地50年一遇,10m高度10min平均风压值。
(4)风荷载体型系数
1)圆形平面建筑0.8;
高宽比H/B不大于4的矩形,方形,十字平面建筑1.3;
高宽比H/Bmax大于4,长宽比L/Bmax大于1.5,取1.4。
地震
(1)震级
衡量地震释放能量的等级
(2)烈度
地震时在某个地方振动的强度
(3)基本烈度
在未来50年内,该地区在一般场地条件下可能会遇到10%以上的地震烈度,这是抗震设计的基本依据。
(4)三级设防目标,两级设计方法
三级设防目标:小震不坏,中震可修,大震不倒
设计方法的两个阶段:
第一阶段:承载力验算。根据弹性方法计算第一水平参数的内力、变形和加固;
第二阶段:弹塑性变形验算。
(5)抗震设防类别
在高层建筑结构的抗震设计中,按其重要性可分为甲、乙、丙类和无丁类。
(6)抗震等级
在抗震设计中,高层建筑钢筋混凝土结构构件应根据抗震设防的分类、烈度、结构类型和建筑高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和结构措施要求。
高层框架结构:6度三级;7度二级;8度,9度一级。
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