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高层建筑结构方案设计荷载估算

2011-6-4 09:16| 发布者: LTTNkJ| 查看: 267| 评论: 0

摘要: 1.2 高层建筑结构作用效应的特点 1.2.1 高层建筑结构的受力特点 建筑结构所受的外力(作用)主要来自垂直方向和水平方向。在低、多层建筑中,由于结构高度低、平面尺寸较大,其高宽比很小,而结构的风荷载和 ...

1.2 高层建筑结构作用效应的特点
1.2.1 高层建筑结构的受力特点
建筑结构所受的外力(作用)主要来自垂直方向和水平方向。在低、多层建筑中,由于结构高度低、平面尺寸较大,其高宽比很小,而结构的风荷载和地震作用也很小,故结构以抵抗竖向荷载为主。也就是说,竖向荷载往往是结构设计的主要控制因素。
建筑结构的这种受力特点随着高度的增大而逐渐发生变化。
在高层建筑中,首先,在竖向荷载作用下,由图1.2.1-1所示的框架可知,各楼层竖向荷载所产生的框架柱轴力为:
边柱 N=wlH/2h
中柱 N=wlH/h
即框架柱的轴力和建筑结构的层数成正比;边柱轴力较中柱小,基本上与其受荷面积成正比。就是说,由各楼层竖向荷载所产生的累积效应很大,建筑物层数越多,底层柱轴力越大;顶、底层柱轴力差异越大;中柱、边柱轴力差异也越大。
其次,在水平荷载作用下,作为整体受力分析,如果将高层建筑结构简化为一根竖向悬臂梁,那么由图1.2.1-2、图1.2.1-3所示其底部产生的倾复弯矩为:
水平均布荷载 Mmax=qH2/2
倒三角形水平荷载 Mmax= Qh3/3
即结构底部产生的倾复弯矩与楼层总高度的平方成正比。就是说,建筑结构的高度越大,由水平作用对结构产生的弯矩就更大,较竖向荷载对结构所产生的累积效应增加更快,其产生的结构内力占总结构内力的比重越大,从而成为结构强度设计的主要控制因素。
1.2.2 高层建筑结构的变形特点
在竖向荷载作用下,高层建筑结构的变形主要是竖向构件的压缩变形。由于各竖向构件的应力大小不同,因而其压缩变形大小也不同。在钢筋混凝土结构中,由于在施工过程中的找平,
同时由于各竖向构件的基底轴力大小不同,若不对基底应力进行调整,也可能导致基础产生不均匀沉降。
在水平荷载作用下,高层建筑结构最大的顶点位移为:
水平均布荷载 △max=qH4/8EI
倒三角形水平荷载 △max= 11qH4/120EI
式中EI为结构的


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