超高層建築具有占地面少,結構美觀,景觀效果好,容積率大等優點,在現代城市發揮着越來越重要的作用。但由于超高層結構布置複雜,進行結構設計時須特别注意。
平面合理性分析
穩定性控制
(1)對于有抗震設防要求的高層建築,應采取簡單、對稱、規則的平面形狀以減少震害,控制平面長寬比不宜過大,一般宜小于6。
(2)控制建築外伸段長度,減輕建築物不同部分間的不同步振動。
(3)建築凹角附近須增強配筋,以免産生集中應力;且避免将樓電梯間設在平面凹角部位和端部角區,如因考慮建築功能而在此位置設置樓電梯,須設置剪力牆筒體進行加強處理。
偏心控制
(1)周邊低層裙房可單邊、雙邊或三邊圍合設置,應注意考慮扭轉效應,如裙房面積較小,主樓相比其剛度也不大時,可進行偏置;當裙房面積較大且裙房邊長與主樓邊長之比大于1.5時,宜采用内置設置。
(2)盡量通過設計使獨立結構單元平面形狀及剛度對稱,減小剛度偏心,降低震害發生時的扭轉影響。對于不規則建築,須在對邊、角部位加強配筋。
防震設計
(1)角部重疊設計區域易在中央形成狹窄部分,抵抗地震效果較差,應加大樓闆厚度,增加闆内配筋,另設斜筋增強。
(2)合理設置防震縫,尤其對平面布置負責且不對稱的結構體系,可通過設置防震縫将結構體系劃分為較簡單的結構單元。
立面合理性分析
側向剛度控制
高層建築結構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%。
控制豎向突變
(1)結構設計體系追求結構剛度自下而上逐漸均勻減小,優先采用體形均勻的方案,避免剛度突變。
(2)頂層較空曠房間會導緻樓層側向剛度和承載力與下部樓層差距較大,不利于抗震溫度,須額外設置加強構造或箍筋全長加密配置。
風作用考慮
(1)降低風作用水平力,減小迎風面積,并在立面上适當位置開洞洩風。
(2)降低風力形心,優先選用下大上小的立面體型,減小高風壓在高處的迎風面積并降低風作用重心。
(3)選用體型系數較小的建築平面形狀,增加外形光滑程度,避免凹凸角部過多。
(4)加大阻尼比或增多阻尼裝置,減少振動影響,增強結構減震耗能效果。
綜合設計考慮因素
(1)優先選用延性較好的結構材料,增強變形能力。
(2)豎向構件盡可能連續,避免抗側力構件間斷。
(3)增加超靜定次數,增加重要構件的傳力線路,增加結構贅餘度。
(4)建立整體屈服機制,避免失穩破壞,落實“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件、強埋件弱連接”。
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