摘要:高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)水平側(cè)移變形控制一直是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最重要的基礎(chǔ)核心工作,結(jié)構(gòu)樓層層間位移角也是保證混凝土結(jié)構(gòu)安全、適用、經(jīng)濟(jì)的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。文章針對高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載及地震作用下的變形特征作了簡單闡述,并對結(jié)構(gòu)水平側(cè)移的構(gòu)成進(jìn)行了深入分析。同時(shí),文章還對現(xiàn)行結(jié)構(gòu)規(guī)范和規(guī)程中與結(jié)構(gòu)水平側(cè)移相關(guān)的規(guī)定條款進(jìn)行了整理和剖析,并提出了日常結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中與結(jié)構(gòu)水平側(cè)移相關(guān)的設(shè)計(jì)方法及調(diào)整措施。
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)水平側(cè)移 彎曲變形 剪切變形 層間位移角 有害層間位移角
淺析高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)水
平側(cè)移特性及設(shè)計(jì)對策
Brief Analysis of Horizontal Lateral Displacement Feature and
Design Strategy of Concrete Structures of Tall Building
李超明,云南中建人文建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司,建筑及規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師
1、概述
近年來,隨著我國房地產(chǎn)行業(yè) 的蓬勃發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷推 進(jìn),土地資源日趨緊張,為提高土 地利用率,國內(nèi)大城市甚至許多中小城市的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出快速發(fā)展之勢。
高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往 由變形而非受力要求所控制,因而國內(nèi)外現(xiàn)行的規(guī)范中均對高層建筑的頂點(diǎn)位移值和位移角限值作出了嚴(yán)格限制。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移控制極其重要,主要體現(xiàn)在以下三點(diǎn):首先,側(cè)移過大將容易導(dǎo)致建筑室內(nèi)裝修、室外幕墻等的裂縫破壞;其次,側(cè)移過大意味著結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度偏小,水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力偏大,風(fēng)荷載作用下極易產(chǎn)生過大的風(fēng)振,影響人在建筑物內(nèi)的正常工作生活,而在地震作用下結(jié)構(gòu)延性差,容易造成災(zāi)難性破壞;最后,側(cè)移過大將會(huì)產(chǎn)生較大的重力二階效應(yīng),即重力荷載將產(chǎn)生附加傾覆彎矩,加大水平荷載的側(cè)移效應(yīng),進(jìn)而造成結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)和破壞。因此,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載及地震作用下的變形控制是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的最重要的基礎(chǔ)核心工作。
2、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)水平側(cè)移特性及構(gòu)成
2.1 主體結(jié)構(gòu)水平側(cè)移特性
從宏觀控制分析的角度來看,常規(guī)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)可視為一根豎直放置且嵌固于地基上的開孔、帶橫肋的巨型空間構(gòu)架式的“懸臂梁”。該“懸臂梁”不僅要承受其內(nèi)部所有重力荷載的作用并保持自身穩(wěn)定,而且要承受風(fēng)荷載及地震作用等水平荷載的作用并保持一定的剛度,避免過大的水平位移和振動(dòng),保證其內(nèi)部各種建筑裝飾、幕墻、填充墻、機(jī)電設(shè)備不受損壞,以提供在其內(nèi)部活動(dòng)的人員一個(gè)舒適的環(huán)境。
高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的水平變形主要由風(fēng)荷載和地震作用引起,風(fēng)荷載和地震作用都是動(dòng)力荷載,其作用在建筑物上的幅值大小取決于結(jié)構(gòu)自身固有的振動(dòng)特性和自振周期,同時(shí)此幅值也是結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載及地震作用下的結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)的一種反映。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)所受到的風(fēng)荷載和水平地震作用沿建筑物的豎向分布一般較接近于倒三角形,因此在分析高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)水平側(cè)移時(shí)所取的側(cè)向荷載取相同的倒三角形分布。
由結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)可知,豎向懸臂梁在倒三角形分布的側(cè)向荷載作用下的計(jì)算簡圖及其彎曲變形如(圖1) 所示,豎向懸臂梁在倒三角形分布的側(cè)向荷載作用下的計(jì)算簡圖及其剪切變形如(圖2) 所示。顯然,豎向懸臂梁在同一個(gè)倒三角形分布的側(cè)向荷載作用下的總側(cè)移變形應(yīng)為彎矩引起的彎曲側(cè)移變形和剪力引起的剪切側(cè)移變形之和。當(dāng)豎向懸臂梁細(xì)高,懸臂高度與截面高度之比H/h≥6 時(shí),梁截面剪切變形很小,豎向懸臂梁的總的頂點(diǎn)側(cè)移近似等于其彎曲側(cè)移變形。反之, 當(dāng)豎向懸臂梁粗矮, H/h≤2時(shí),梁截面剪切變形影響很大,豎向懸臂梁總的側(cè)移變形必須計(jì)入其中梁的剪切變形的貢獻(xiàn)。
如前所述,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)作為一根嵌固于地基上的“豎向懸臂梁”,在風(fēng)荷載作用及水平地震作用下,根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)體系及高寬比等結(jié)構(gòu)特征,結(jié)構(gòu)水平側(cè)移分別呈現(xiàn)出彎曲型變形、剪切型變形或兩者兼有的彎剪型變形特征。常見高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)及框剪結(jié)構(gòu)在側(cè)向力作用下的水平位移曲線的特點(diǎn) 如下:
1) 框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較小,其位移由兩部分組成:梁和柱的彎曲變形產(chǎn)生的位移,側(cè)移曲線呈剪切型,自下而上層間位移減??;柱的軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移,側(cè)移曲線呈彎曲型,自下而上層間位移增大。第一部分是主要的,第二部分很小可以忽略,所以框架結(jié)構(gòu)在側(cè)向力作用下的側(cè)移曲線以剪切型為主,故稱為剪切型變形。底部的剪力大剪切變形就大,樓層增高該變形逐漸減小。
2) 剪力墻結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一根下部嵌固的懸臂深梁,抗側(cè)剛度較大,剪力墻的剪切變形產(chǎn)生位移,側(cè)向位移呈彎曲型,即層間位移由下至上逐漸增大。
3) 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的位移曲線包括剪切型和彎曲型,由于樓板的作用,框架和墻的側(cè)向位移必須協(xié)調(diào)。在結(jié)構(gòu)的底部,框架的側(cè)移減?。辉诮Y(jié)構(gòu)的上部,剪力墻的側(cè)移減小,側(cè)移曲線呈彎剪型,層間位移沿建筑物的高度比較均勻,改善了框架結(jié)構(gòu)及剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能,也有利于減少小震作用下非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。
綜上,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)整體彎曲型變形主要是由于結(jié)構(gòu)整體抗彎剛度EI 較小,抗彎能力弱,豎向構(gòu)件發(fā)生軸向變形,從而產(chǎn)生整體彎曲型變形,其變形特征如圖3所示。結(jié)構(gòu)整體剪切型變形主要是由于結(jié)構(gòu)整體剪切剛度GA 較小,抗彎能力弱,豎向和水平構(gòu)件發(fā)生彎曲變形,從而產(chǎn)生整體剪切型變形,其變形特征如圖4 所示。由圖中變形特征可知,彎曲型變形的特點(diǎn)是層間側(cè)移上大下小,剪切型變形的特點(diǎn)是層間側(cè)移上小下大。從力學(xué)上看,最終呈現(xiàn)變形特征主要是由結(jié)構(gòu)壓縮變形和剪切變形所占比重決定,結(jié)構(gòu)種哪種變形相對較多則哪種變形特征相對占主導(dǎo)地位。
2.2 主體結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件水平側(cè)移構(gòu)成
一般高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)各層層間位移中同時(shí)包含了受力層間位移和非受力層間位移。受力層間位移為外力產(chǎn)生的層間位移,即扣除樓層剛體變形后的位移,該部分位移會(huì)引起結(jié)構(gòu)損傷,因此又稱有害層間位移。非受力層間位移是由于下部樓層彎曲轉(zhuǎn)動(dòng)引起的上部結(jié)構(gòu)剛體轉(zhuǎn)動(dòng),而剛體位移不產(chǎn)生結(jié)構(gòu)內(nèi)力,各層的剪力為零,上部各層的層間位移即非受力位移,該部分位移不會(huì)引起結(jié)構(gòu)損傷,因此又稱無害層間位移。
大量的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)的樓層水平側(cè)移值沿高度單調(diào)增長。但結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件在樓層處的截面轉(zhuǎn)角由于與其相連的水平構(gòu)件中出現(xiàn)剪力對其彎曲變形產(chǎn)生抑制作用,一般不再呈現(xiàn)從下往上到頂單調(diào)增長的規(guī)律,而是僅在結(jié)構(gòu)底部若干層樓層范圍內(nèi)從下往上逐漸單調(diào)增大,到一定高度后,截面轉(zhuǎn)角會(huì)逐漸有所減小。與此同時(shí),隨著結(jié)構(gòu)樓層增加,樓層處的截面轉(zhuǎn)角往上不斷累計(jì)疊加。一般而言,在截面轉(zhuǎn)角最大處非受力層間位移也達(dá)到最大,它在與受力層間位移共同組成的整個(gè)層間位移中所占的比例也是逐漸增大,另外,受力層間位移在整個(gè)層間位移中所占的比例則相應(yīng)有所減小。常見高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)形式的層間位移變化規(guī)律特點(diǎn)如下:
1) 框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下樓層處位移隨高度增加逐漸加大,而框架柱在樓層處截面轉(zhuǎn)角從底部為零逐漸加大,到某一高度后轉(zhuǎn)角方向維持不變,轉(zhuǎn)角值逐漸減小。隨著框架結(jié)構(gòu)的梁柱剛度變化,框架柱在樓層處截面轉(zhuǎn)角最大值位置會(huì)相應(yīng)變動(dòng)。受力層間位移除底層與層間位移相等外,隨著高度增加,受力層間位移會(huì)沿高度逐漸減小,到頂層標(biāo)高處幾乎接近于零??蚣芙Y(jié)構(gòu)變形曲線特征如(圖5) 所示。
2) 剪力墻結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下樓層處位移隨高度單調(diào)增大,而樓層處截面轉(zhuǎn)角也是從底部開始單調(diào)增大,但在結(jié)構(gòu)下部增長迅速,在結(jié)構(gòu)頂部增長緩慢。與框架結(jié)構(gòu)類似,在結(jié)構(gòu)底層受力層間位移底層與層間位移相等,隨著高度增加逐漸減小,當(dāng)?shù)巾攲訕?biāo)高處層間位移最大時(shí),受力層間位移與層間位移之比幾乎為零。剪力墻結(jié)構(gòu)變形曲線特征如(圖6) 所示。
3) 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下樓層處位移隨高度單調(diào)增大,而樓層處截面轉(zhuǎn)角也是從底部開始單調(diào)增大,但在結(jié)構(gòu)下部增長迅速,在結(jié)構(gòu)頂部增長緩慢。在結(jié)構(gòu)底層框剪結(jié)構(gòu)柱和墻的受力層間位移底層與層間位移相等,往上即迅速減小,至較上部樓層處墻的受力層間位移甚至出現(xiàn)負(fù)值,但在層間位移達(dá)到最大值時(shí),柱和墻的受力層間位移所占比例也已很小??蚣? 剪力墻結(jié)構(gòu)變形曲線特征如(圖7) 所示。
3、現(xiàn)行規(guī)范對結(jié)構(gòu)水平側(cè)移的規(guī)定
各國規(guī)范對水平側(cè)移限值都提出了規(guī)定,主要控制指標(biāo)有頂點(diǎn)位移、層間位移及層間位移角等。若只限制頂點(diǎn)位移不限制層間位移的做法雖比較實(shí)用簡單,但對層剛度很不均勻的高層建筑不適用,對地震區(qū)的高層建筑尤不適用。限制層間位移的做法可以防止剛度薄弱層的出現(xiàn),又在一定程度上概括了對頂點(diǎn)位移的控制,因此控制層間位移的方法比僅控制頂點(diǎn)位移的方法更好。
層間變形傳統(tǒng)上以層間位移角表示,它反映剪切型結(jié)構(gòu)的受力特征較為合理,但與彎曲型或彎剪型結(jié)構(gòu)的受力特征的相關(guān)性較差。有害層間位移角主要用來反映剪力墻等彎曲型結(jié)構(gòu)的受力特征,對整個(gè)樓蓋的變形采用了平截面假定。高層或超高層建筑多為彎剪型結(jié)構(gòu),一方面構(gòu)件的變形中存在與受力不相關(guān)的樓蓋剛性轉(zhuǎn)動(dòng)成分,另一方面整個(gè)樓蓋的變形不符合平截面假定,即存在樓蓋的豎向翹曲變形。 廣義剪切變形的實(shí)質(zhì)是將層間位移角中剪力墻、框架和連梁區(qū)格各自不同的剛性位移(轉(zhuǎn)動(dòng)) 部分去除,剩下部分則是受力引起的變形,即是對層間位移角的“去偽存真”。區(qū)格的廣義剪切變形中包括彎曲變形和剪切變形。與彈性力學(xué)中剪切變形的定義相似。將一個(gè)樓層劃分為剪力墻、框架和連梁三類不同的區(qū)格后,由于三類區(qū)格下樓蓋的轉(zhuǎn)動(dòng)各不相同,在相同的層間位移角下不同區(qū)格的廣義剪切變形也不相同。同時(shí),因?yàn)閷⒖臻g結(jié)構(gòu)劃 分為平面區(qū)格,可用不同位置的實(shí)際位移計(jì)算廣義剪切變形,則既可以考慮側(cè)向位移的影響,也可考慮樓蓋扭轉(zhuǎn)變形的影響。最大層間位移角一般位于建筑物的中上部位,與受力相關(guān)性較差;剪力墻區(qū)格的最大廣義剪切變形一般位于建筑物的底部或加強(qiáng)層附近,框架與連梁區(qū)格的最大廣義剪切變形一般位于框架梁和連梁內(nèi)力最大部位,與受力相關(guān)性較好。剪力墻區(qū)格的最大剪切變形數(shù)值遠(yuǎn)小于最大層間位移角,當(dāng)層間位移角限制在1/500 以內(nèi)時(shí),剪力墻區(qū)格的最大廣義剪切變形均小于1/3000。加之超高層結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件軸壓力遠(yuǎn)大于剪力,墻肢不會(huì)出現(xiàn)裂縫,層間變形的限值主要由框架和連梁區(qū)格的廣義剪切變形允許值控制。
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 3- 2010)(以下簡稱《高規(guī)》) 3.7.1 條及條文說明中對水平側(cè)移控制指標(biāo)及控制方法進(jìn)行了闡述:“迄今,控制層間變形的參數(shù)有三種:即層間位移與層高之比(層間位移角);有害層間位移角;區(qū)格廣義剪切變形。......考慮到層間位移控制是一個(gè)宏觀的側(cè)向剛度指標(biāo),為便于設(shè)計(jì)人員在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,本規(guī)程采用了層間最大位移與層高之比△u/h ,即層間位移角θ 作為控制指標(biāo)?!?/span>
目前我國現(xiàn)行的主要規(guī)范或規(guī)程中均對彈性狀態(tài)下風(fēng)荷載或多遇地震作用下的混凝土結(jié)構(gòu)層間位移角限值作了詳細(xì)規(guī)定,列表如表1 所示:
對于結(jié)構(gòu)高度超過150 m 的高層建筑,整體彎曲變形增長加快,上述各規(guī)范或規(guī)程中均考慮了其影響,允許扣除整體彎曲變形,從而放松層間位移角限值。另外,對高寬比較大(H/B>6) 的高層建筑,《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011- 2010) (以下簡稱《抗規(guī)》) 5.5.1 條文說明中也給出了放松條件:“高度超過150 m 或H/B>6的高層建筑,可以扣除結(jié)構(gòu)整體彎曲所產(chǎn)生樓層水平絕對位移值,因?yàn)橐詮澢冃螢橹鞯母邔咏ㄖ?,這部分位移在計(jì)算的層間位移中占有相當(dāng)?shù)谋壤?,加以扣除比較合理。如未扣除,位移角限值可有適當(dāng)放寬?!?/span>
4、設(shè)計(jì)對策
《高規(guī)》3.7.3 條明確規(guī)定按彈性方法計(jì)算的樓層最大層間位移角僅針對風(fēng)荷載和地震作用標(biāo)準(zhǔn)值作用下結(jié)構(gòu)分析所得的結(jié)果。因此風(fēng)荷載和地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的確定是最關(guān)鍵的步驟。
《高規(guī)》4.2.2 條規(guī)定:“對風(fēng)荷載比較敏感的高層建筑,承載力設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按基本風(fēng)壓的1.1 倍采用?!币虼?,計(jì)算風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)正常使用狀態(tài)層間位移角時(shí)仍可按基本風(fēng)壓采用?!督ㄖY(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 50009- 2012)(以下簡稱《荷規(guī)》) 8.4.4 條規(guī)定:“對于高度大于30m 且高寬比大于1.5 的房屋,應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動(dòng)對結(jié)構(gòu)順風(fēng)向風(fēng)振的影響?!备鶕?jù)《荷規(guī)》8.5.1條及條文說明, 建筑高度大于150 m 或高寬比大于5 的高層建筑橫風(fēng)向風(fēng)振作用效應(yīng)明顯,宜考慮橫風(fēng)向風(fēng)振的影響。根據(jù)《荷規(guī)》 8.5.4 條及條文說明,建筑高度大于150 m 并且滿足特定條件的高層建筑扭轉(zhuǎn)風(fēng)振作用效應(yīng)明顯,宜考慮扭轉(zhuǎn)風(fēng)振的影響。另外,需考慮風(fēng)荷載不同的作用方向,分別按左右風(fēng)向(+-) 進(jìn)行驗(yàn)算。綜上,驗(yàn)算最大層間位移角時(shí)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算應(yīng)采用基本風(fēng)壓,按左右風(fēng)向(+-) 分別驗(yàn)算,并根據(jù)結(jié)構(gòu)自身特征考慮順風(fēng)向風(fēng)振、橫風(fēng)向風(fēng)振及扭轉(zhuǎn)風(fēng)振的影響。
《抗規(guī)》6.2.13 條文說明中規(guī)定“計(jì)算地震內(nèi)力時(shí),抗震墻連梁剛度可折減,計(jì)算位移時(shí),連梁剛度可不折減?!备鶕?jù)《高規(guī)》3.7.3 條的規(guī)定,抗震設(shè)計(jì)時(shí)層間位移角計(jì)算可不考慮偶然偏心的影響。根據(jù)《抗規(guī)》3.4.3、3.4.4 條文說明規(guī)定,結(jié)構(gòu)樓層位移和層間位移控制值驗(yàn)算時(shí),應(yīng)采用CQC 的效應(yīng)組合,即相鄰振型的相互影響不可忽略,在地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動(dòng)的影響。雙向地震作用的計(jì)算本質(zhì)是對抗側(cè)力構(gòu)件承載力的一種放大,屬于承載能力計(jì)算范疇,不涉及對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)控制的判斷和對結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度大小的判斷,因此層間位移角驗(yàn)算時(shí)所采用的地震作用效應(yīng)無須考慮雙向地震作用的影響?!度珖裼媒ㄖこ淘O(shè)計(jì)技術(shù)措施:結(jié)構(gòu)(混凝土結(jié)構(gòu))(2009 年版) 》2.3.2 條也同時(shí)指出:“驗(yàn)算最大彈性位移角限值時(shí)可不考慮雙向地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。”另外,由于地震沿著不同的方向作用,結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的大小也不盡相同,存在某個(gè)角度(最不利地震方向) 使得結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)最大,因此除應(yīng)在兩個(gè)正交方向進(jìn)行地震作用下層間位移角的驗(yàn)算外,尚應(yīng)驗(yàn)算最不利地震方向作用下層間位移角。綜上,驗(yàn)算最大層間位移角時(shí)水平地震荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算應(yīng)采用連梁剛度不折減模型,采用CQC效應(yīng)組合,同時(shí)不考慮偶然偏心及雙向地震作用影響,并應(yīng)取兩個(gè)正交方向及最不利地震方向下的最不利。
處于基本風(fēng)壓較大及抗震烈度設(shè)防地區(qū)的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)在計(jì)算模型建立及調(diào)整過程中,層間位移角指標(biāo)往往是決定結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置的關(guān)鍵指標(biāo),同時(shí)也是最難滿足要求的指標(biāo)。在建筑條件已經(jīng)確定的情況下,合理地布置結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件既能滿足層間位移角等指標(biāo),又可以具備較好的經(jīng)濟(jì)性。首先,查找層間位移角的最大樓層的最大位移點(diǎn)進(jìn)行剛度加強(qiáng),調(diào)整結(jié)構(gòu)布置,或提高混凝土強(qiáng)度,增加布置數(shù)量。其次,對剪力墻結(jié)構(gòu),因剪力墻只能提供面內(nèi)剛度,剪力墻中一字墻及短肢墻提供剛度較小,應(yīng)盡量做成筒形或L 形等雙向提供剛度支撐的形狀??紤]扭轉(zhuǎn)耦聯(lián),針對L 形墻體等增加另一個(gè)方向的墻體厚度及增加連接墻體間另一個(gè)方向的連梁或梁的寬度及高度,對需調(diào)整方向的抗側(cè)剛度的貢獻(xiàn)是很可觀的,就像增加工字型截面翼緣的同時(shí)增大了截面剛度一樣。最后,加強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)外圍剪力墻布置,減小扭轉(zhuǎn)影響,盡量減小遠(yuǎn)離需調(diào)整方向?qū)ΨQ軸的,且與該方向相連的另一個(gè)方向的剪力墻長度,同時(shí)增加建筑物外圍需調(diào)整方向的剪力墻厚度,尤其是遠(yuǎn)離另一個(gè)方向?qū)ΨQ軸的該方向剪力墻效果更佳?!昂娩撚迷诘度猩稀?,關(guān)鍵部位可盡量增加抗側(cè)力構(gòu)件的布置以滿足抗側(cè)剛度需求,同時(shí)在一些不必要的地方取消部分抗側(cè)力構(gòu)件布置,看似剛度下降,實(shí)則減少了扭轉(zhuǎn)影響,也會(huì)對層間位移角指標(biāo)產(chǎn)生積極作用。
對于結(jié)構(gòu)體型極其不規(guī)則及對建筑功能有特殊要求的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu),可在結(jié)構(gòu)相應(yīng)部位設(shè)置阻尼器等耗能構(gòu)件,提供附加阻尼,降低結(jié)構(gòu)的動(dòng)反應(yīng),從而更有效地控制結(jié)構(gòu)側(cè)向變形,同時(shí)也能最大限度地滿足建筑功能和使用要求。
5、結(jié)論
高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的水平側(cè)移控制重要性不言而喻,需要引起結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的足夠重視,設(shè)計(jì)過程中必須將其放在重中之重。結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的彎曲變形對應(yīng)彎曲破壞,是延性破壞,而剪切變形對應(yīng)剪切破壞,是脆性破壞,因此高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免。高度較高及高寬比較大的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下呈現(xiàn)彎曲型變形特征,在結(jié)構(gòu)上部受力層間位移角(有害層間位移角) 所占比例較少,應(yīng)允許扣除整體彎曲變形。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)行規(guī)范要求,對風(fēng)荷載和地震作用進(jìn)行合理取值,結(jié)合建筑功能有效地布置抗側(cè)力構(gòu)件,形成有效抗側(cè)剛度,必要時(shí)增加阻尼器等耗能構(gòu)件,滿足結(jié)構(gòu)安全的同時(shí),
保證建筑美觀實(shí)用及工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理。
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