【摘要】伴随着市场经济环境的迅速改变,高层建筑在面临严峻挑战的同时,也寻觅到了新的发展契机,近几年以来,我国不规则性高层建筑的规模及数量同时呈现增长的趋势。高层建筑工程的不规则性,给结构设计工作提出了更加苛刻的要求,怎样在结构设计中正确使用不规则性已经成为我国建筑领域迫切需要探索的难题。
【关键词】不规则性 高层建筑结构设计 应用要点 探讨分析
1.前言
根据以往收集到的数据资料可以知道,不规则性建筑工程比较容易引发扭转脆性损坏,情况危急时甚至会出现总体结构毁灭性的损坏。不规则性高层建筑在结构设计工作中可以通过获得理想的扭转刚度,或者变换不规则平面的设计及布置,将偏心和扭转效应控制在适宜范围之内来避免出现以上安全隐患。
2.不规则性在高层建筑结构设计中应用要点的有效把握
2.1降低相对偏心距的数值,变换不规则平面的设计
相对偏心距与扭转效应之间存在线性联系,可以选择变换平面设计及布置拉近刚心和质心之间的差距,通过降低楼层之间位移比值来纠正扭转效应。结构设计者应该在初始计算判断的前提条件下,变换不规则平面的设计及布置,经由计算结果获得结构的刚心、质心,分析其刚度分布,结合实际要求适当增加或减少与质心存在较远距离的剪力墙。
2.2将防震缝纳入考虑范围,持续优化抗震设计
如果建筑工程的平面类型非常繁杂,而且无法满足规则性结构要求的时候,应该考虑使用防震缝,将平面结构划分成为若干个简单的单元。假设与抗震缝相连的两个结构之间存在非常显著的差异性,就可以将其结构机制因素排除在外,以较低一侧的结构高度来获得防震缝的宽度。若防震缝两侧结构出现较大基础沉降现象,则应该提高拓宽抗震缝的宽度数值。
2.3有效把握周期比,获得最佳抗扭及抗侧刚度比
周期比平方与扭转效应之间也存在线性联系,因此在制作结构设计方案的过程中,不仅要降低相对偏心距的数值,变换不规则平面的设计,而且还要注意周期比数值的降低。通过增加抗扭刚度来获得扭转周期的迅速降低,增加周围剪力墙尤其是与刚心距离最远剪力墙的厚度及长度。在结构周围设置拉梁,以实现降低扭转周期的根本目的,在周围连梁较大刚度的基础上,获得适宜的抗扭刚度。侧移刚度在很大程度上取决于刚心区域的剪力墙,因此可以经由降低刚心区域剪力墙方式来提高平动周期。
2.4提升周围抗扭构件的抗剪性能,确保满足弹性要求
如果不规则性高层建筑结构设计已经获得理想的位移及周期比,单单通过变换结构设计仍然无法在强烈震动条件下获得满意的结构安全效果。结构在非弹性状态时期会使已经对称的结构在水平双向震动影响下出现偏心,这种现象是伴随着形态的不同而发生改变。在抗震能力的基础上来说,设计者应该注重周围抗扭构件抗剪性能的提升,确保能够在强烈震动情况下具有良好的弹性。
3.结束语
不规则性的分析、判断及应用会对建筑工程结构设计工作产生非常深远的影响,结构设计中的布置、建模、位移比、薄弱楼层都是可能受到影响的对象,同时不规则的合理使用也决定着建筑工程整体结构设计的科学、经济及安全性。因此,结构设计者要明确正确使用不规则性的重要意义,排除不利因素的干扰,尽最大的努力将结构中出现薄弱区域的可能性降到最低,优化薄弱区域的构造形式,提升不规则性建筑工程的建设质量。
【参考文献】
[1]田源.超长且平面、立面不规则建筑结构的设计分析[J].铁道标准设计.2010(05).
[2]李亚娥,李志慧,王栋.平面不规则高层建筑结构在水平地震作用下的扭转效应与设计[J]. 甘肃科学学报.2008(04).
[3]赵孝民,宋中法.不规则高层建筑结构设计中应采取的措施[J].中外建筑.2009(08).下载本文