高层建筑钢筋混凝土结构可采用框架、剪力墙、框架-剪力墙、板柱-剪力墙和筒体结构体系。其中,板柱-剪力墙结构系指由无梁楼板与柱组成的板柱框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。各种结构体系结构布置时,应遵守以下一般原则:
(1)高层建筑的开间、进深和层高应力求统一,以便于结构布置,减少构件类型、规格,有利于工业化施工与降低综合造价。
(2)高层建筑结构布置,应使结构具有必要的承载能力、刚度和变形能力,避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力。
(3)在高层建筑的一个独立结构单元内,宜使结构平面形状简单、规则,刚度和承载力分布均匀,不应采用严重不规则的结构体系和平面布局。
(4)高层建筑的竖向体型,宜规则、对称,避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度宜下大上小,逐渐均匀变化,不宜采用竖向布置严重不规则的结构。
高层建筑的结构布置,应保证在正常使用条件下,具有足够的刚度,以避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求。
(5)高层建筑的结构布置应与结构单元、结构体系和基础类型相协调,并与施工条件和施工方法相适应,如需考虑现场施工和预制构件制作的可能和方便,以缩短工期,早日发挥投资效益。
(6)高层建筑结构中,应尽量少设结构缝,以利简化构造,方便施工,降低造价。对于建筑平面形状较为复杂、平面长度大于伸缩缝最大间距或主体与裙房之间沉降差较大时,可以采取调整平面形状和结构布置或采取分阶段施工、设置后浇带的方法,尽量避免设置结构缝。后浇带间距30~40m,后浇带宽800~1 000mm,后浇带内钢筋可采用搭接接头,后浇带混凝土宜在2个月后浇灌,混凝土强度等级应提高一级。
(7)在地震区建造高层建筑时,其结构布置尚应特别注意以下几点:(www.xing528.com)
①建筑物(这里主要指结构单元)的平面形状,应力求简单、规则、对称以减少偏心。例如采用正方形、矩形、圆形、椭圆形、Y字形、L形、十字形、井字形等平面形式。因为这样的平面,结构刚度均匀,房屋重心左右一致,抵抗地震作用的房屋刚度中心与地震作用的合力中心位置相重合或比较接近,可以减少因刚度中心和质量中心不一致而引起房屋扭转的影响。因为地震作用的大小与房屋质量有关,所以地震作用的合力作用点常称为房屋的质量中心。
②房屋的竖向结构布置,应力求刚度均匀连续。如柱子、剪力墙的截面沿高度应上下一致,或由下而上逐渐变小。各层刚度中心应尽量位于一条竖直线上,避免错位、截面明显减小或突然取消,防止建筑物刚度和重心上下不一致。
③楼盖是传递竖向荷载及水平作用并保证抗侧力结构协同工作的关键构件,必须保证它在平面内有足够的刚度,同时应保证墙、柱与楼盖的可靠连接。为此,应优先采用整体现浇楼板。对于装配式楼板,宜增设现浇层,并在支承部位和板与梁、板与墙的连接处,采用可靠的构造措施。
④建造在地震区的高层建筑,更应从设计、施工质量上保证结构的整体性,使房屋各部分结构能有效地组合在一起,发挥空间工作的作用,以提高抗震能力。例如,结构要多道设防,使结构计算图式的超静定次数增多。这样,在经受地震后,即使有个别的构件破坏,也不会造成整个房屋的过早失稳和破坏。
⑤当建筑物平面形状复杂而又无法调整其平面形状和结构布置使之成为较规则的结构时,宜设置防震缝将其划分为较简单的几个结构单元。
⑥经受地震后,房屋中的隔墙、女儿墙、阳台、雨篷、挑檐等构件最容易损坏,甚至坠落而造成伤亡事故。设计时,必须采取有效的结构措施,予以锚固和拉结。
上述各点,对地震区高层建筑结构设计十分重要,必须严格遵守。同样,在进行非地震区高层建筑设计中,也应尽量参照执行,从而达到安全适用、经济合理的效果。
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