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淺談高層建筑結構設計問題分析

所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2011-05-07 16:16 熱度:


  為保證屋面女兒墻與主體結構的可靠連接,屋面女兒墻所在的框架梁或墻必須具有足夠的抗彎、抗扭剛度,即對框架梁要根據女兒墻的底部計算彎矩配置受扭鋼筋。
  對女兒墻的計算,主要應該驗算在正常使用情況下由風荷載引起的內力并進行截面配筋。有人認為應進行地震作用計算,并將其地震作用乘以放大系數3來進行內力、配筋計算,認為一般情況此法沒有必要;因為女兒墻在結構中畢竟是次要構件,只要通過合理的構造措施,來保證發生強烈地震時,女兒墻不致于倒塌掉下來傷人即可。
  5地下室外墻的設計方法
  在一般情況下,地下室外墻所承受的主要荷載為結構自重、地面活載、側向土壓力等。在我國已建成的高層建筑中,地下室外墻的墻厚和配筋相差很大,墻厚在200mm~700mm之間,配筋在565mm2~4909mm2之間,可見在結構可靠與經濟之間選擇一個合理的平衡,始終是一個值得探討的課題。地下室外墻的受力狀況與上部結構類型及平面布置有很大關系。當上部結構為框架結構時,上部填充砌體及±0.00樓板對地下室外墻頂端的約束程度很小,此時可假定墻體頂端為鉸接。當上部結構為鋼筋混凝土剪力墻結構時,剪力墻及±0.00樓板對地下室外墻頂部的約束程度很大,此時可假定墻壁頂端為固接。基礎的剛度一般遠大于墻體剛度,所以墻的下端一般視為固定端。在實際情況中,考慮到邊界條件不十分明確,為安全起見,可對同一邊界采用兩種不同的假設,如按端部固定計算墻端彎矩,按端部鉸接計算墻跨中彎矩。一般來講,當上部結構為框架時,地下室外墻的墻厚和配筋要大些;當上部結構為剪力墻時,由于正壓應力的存在,墻體厚度和配筋相對要小些。計算表明,外墻壁配筋滿足裂縫寬度要求后,一般能同時滿足承載力計算和構造要求;而當外墻配筋滿足承載力計算時,卻不一定滿足最大裂縫寬度允許值要求。有人認為外墻內外側配筋應根據內力值計算大小分別配置,其實沒有必要,最好等量對稱配筋。另外,外墻厚度還要考慮防水要求,不應小于250mm,混凝土的抗滲等級不應小于S6(0.6MPa)。
  6關于現澆混凝土樓板的配筋
  對于高層建筑中的現澆混凝土樓板,計算時分為單向板和雙向板兩種,四邊都是固定的,按彈性理論利用微機或圖表進行計算,但是圖表有好多種,計算結果不盡一致,再者梁對板的約束難以達到絕對固定的效果,特別是邊梁對板的約束、活荷載的不均勻分布、梁的轉動卸荷以及塑性變形等因素都將引起內力重分布,結果使板跨中內力增大、安全度降低;另外還有一個施工因素,支座上的上層鋼筋,在施工過程中由于澆筑混凝土的傾壓、操作人員的踐踏等原因造成不同程度的下沉,使內力臂減小,從而降低板的支座內力,而抵抗正彎矩的下層鋼筋容易保證,結果使板支座部分安全度提高,相對而言跨中安全度降低,所以在實際設計中,板跨中彎矩應乘以一個調整系數,支座彎矩不調整。對于邊區板跨中彎矩放大系數為1.2~1.4,中區板跨中彎矩放大系數為1.1~1.3。
  7超長結構的溫度變形和混凝土干縮變形
  鋼筋混凝土結構規范規定,在室內條件下現澆框架結構伸縮縫的最大間距為55m,現澆剪力墻結構伸縮縫的最大間距為45m;在露天條件下,結構伸縮縫的間距還要小,這樣規定的目的就是解決兩個方面的問題:
  (1)現澆混凝土在凝固硬化時會產生收縮應力,以致在結構中形成干縮裂縫,結構越長,干縮的影響越大。
  (2)結構在使用其間必然要經過春夏秋冬季節的變化,大氣溫度的變化會使結構產生熱脹冷縮,從而在結構中造成溫度裂縫,同樣,結構越長,溫度的影響越大。但是,在實際工程中超長建筑物常常出現。如果按規定去設伸縮縫,就會出現雙墻、雙柱、雙梁,給建筑物的立面處理、防水構造帶來很大的困難。
  為了解決超長結構混凝土干縮裂縫的問題,目前常常采用的一種辦法是設置混凝土后澆帶,即將較大的樓板面積劃分成小的區格,首先用混凝土澆筑小的區格,當小區格混凝土干縮變形大部分完成后,再澆筑區格之間的預留帶。這樣在很大程度上減少了結構的干縮裂縫。
  但是,后澆帶不能代替結構的溫度伸縮縫。因為后澆帶混凝土硬化后,樓板連接成一個較長的整體,后澆帶的作用不再存在。
  有資料表明,在溫差作用下,結構的應力變化規律如下:1)屋面或屋面下1層~2層應力較大,以下各層迅速遞減;2)同一層樓板處中間應力大,兩邊應力小;3)對剪力墻來講則是兩端應力大,中間應力小;4)對于山墻來講頂部幾層的拉應力大;5)結構剛度突變的一層應力大,比如結構轉換層上面的那一層。
  根據以上溫度應力變化規律,對于超長結構就可以采取以下措施:
  (1)加強屋面、外墻面的保溫隔熱措施,減少陽光對結構的直接輻射;
  (2)對溫度應力較大的部位加強配筋,溫度鋼筋要設置的細而密;
  (3)對屋頂外露挑檐板、女兒墻等構件,每隔15m左右設置一道縫,縫寬20mm,縫內縱向鋼筋可以不斷開。
  8結束語
  隨著目前我國高層建筑的發展迅速,導致機構設計中經常遇到各種問題,因而需要我們設計人員能夠積累經驗,利用正確的概念進行設計,供大家參考。

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文章標題:淺談高層建筑結構設計問題分析

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