超高层建筑结构设计要点

超高层建筑结构设计是怎样的？超高层建筑结构设计要点有哪些？下面是鲁班乐标带来的关于超高层建筑结构设计要点的内容介绍以供参考。


超高建筑结构设计中的几个要点


1.型钢混凝土和圆钢管混凝土柱钢骨含钢率的控制


一般设计中，混合结构构件的钢骨含钢率中都是由构造控制，目前国内相关的设计规范和技术规程的规定各不相同，但有一个共同点是框柱中钢骨的含钢率不宜小于4%，这是型钢混凝土柱与钢筋混凝土柱区别的一个指标。在混合结构设计过程当中，设计者可根据计算结果来设计柱纵筋和箍筋，并设置大于4%的含钢率的型钢截面。


2.钢筋混凝土核心筒的型钢柱的设置


在地震作用或风荷载作用下，钢筋混凝土核心筒一般要承受85%以上的水平剪力；同时筒体外墙还要承受近楼层面积一半的竖向荷载。所以，在筒体外墙内设置型钢柱既可保证筒体与型钢混凝土外框柱有相同的延性，还可以减小两者之间竖向变形差异。同时，筒体墙内设置型钢柱，可使剪力墙开裂后承载力下降幅度不大。尤其在抗震设防的高烈度区，剪力墙底部加强区的抗震性能目标要按中震弹性或中震不屈服设计，其地震作用下剪力、弯矩很大，更需在墙体内设置型钢柱。否则，内筒边缘构件配筋面积太大，增加了设计和施工的难度。通过设置型钢柱，可取代边缘构件内的纵筋。


3.关于伸臂桁架和腰桁架的设置


上文提到在超高层建筑结构设计中，结构抗侧刚度有时不能满足变形要求，需要利用避难层或设备层设置水平伸臂桁架或腰桁架的加强层。加强层有效地使外框架或外框筒与核心筒协同起来，大大增大结构的抗侧刚度和扭转刚度，满足结构的变形（层间位移）要求。设置加强层后，造成结构沿高度方向刚度不均匀，刚度突变带来内力突变，因此在加强层及上下相邻层构件的内力会出现较大的改变，设置是方向性的改变，加强层的刚度越大，内力突变的程度也越大，这种突变会产生薄弱层效应。而在抗震设计的结构中，应尽可能的减小出现薄弱层形成的不利效应，因此可以不设置加强层时，就不必设置加强层，需要设置加强层时，也应该遵循适度的原则，不宜采用刚度过大的伸臂和腰桁架，以避免出现过大的刚度突变。


研究表明，多道伸臂桁架减小侧移的效果优于一道伸臂桁架，但是伸臂结构数量也不是越多越好，当设置四道以上的伸臂桁架时，减小侧移的效果就不再明显。 而且加强层的数量多了，影响建筑的功能，施工困难也增加了。伸臂设置的位置不同，其减小侧移的效果也不相同，根据高层建筑在水平力作用下的受力特点，当沿高度仅设置一个加强层时，设置在结构的0.6H附近；设置两个加强层时，设置在H、0.5H处较合适；当设置3个或以上加强层时，宜沿竖向从顶层向下均匀设置。一般的高层结构设计中，伸臂桁架设置位置需要做敏感性分析，以便找到最合适的位置、数量。


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