建筑設計規則范例6篇

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建筑設計規則

建筑設計規則范文1

關鍵詞:建筑結構設計;不規則;研究;應用

在進行建筑的建造過程中往往會由于相關環境以及地質條件的限制而導致建筑體呈現出不規則的形狀,一些不對稱的建筑結構也比較常見。比如說著名的中央電視臺大樓就是一個典型的不規則建造體,盡管如此,但是它卻真實的體現設計者獨具一格的設計理念。同時,不規則建筑在受力上能夠影響建筑設計工作的開展,會造成建筑結構在水平方向上的偏心側力,會產生一定強度的變形力以及扭轉力,造成建筑結構抗側力的降低,增加建筑的建造成本。所以說在進行具體的實踐時還是應該注意盡最大可能的保持建筑結構的對稱,因為這樣是提高建筑抗側力的重要基礎條件,有效的提高建筑物的安全系數和使用壽命[1]。

1不規則建筑的發展現狀

隨著科學技術的進步以及在建筑領域設計理念的更新,近些年來,我國的建筑行業也有了巨大的發展。我國的城市化進程很大程度上促進了建筑行業的快速發展,各種不同的建筑設計新理念也廣泛的應用在城市建筑中。現在城市建筑已經一改往日的單調與規則,開始追求符合新時代審美的建筑設計風格,其中不規則建筑以及非對稱建筑都得到了極大的發展?,F在,許多大城市中的一些建筑因其獨特的建筑風格贏得人們的普遍關注,比如說比較出名的“東方之門”等。當然在這些建筑的背后是建筑師和相關的設計人員們辛勤努力的結果。但是,雖然不規則結構設計能夠很大程度上提高建筑的美感,但是,這也會在很大程度上提高建筑設計的難度,如何設計獨具一格而又能夠保證建筑安全的不規則建筑已經成為了建筑行業未來發展的重要研究課題。

2建筑結構中的不規則類型分類

對于建筑結構來講,一般能夠分為以下的兩類,包括平面不規則結構和豎向不規則結構。平面不規則結構類型主要包括以下的幾類:平面凹凸的不規則性、扭轉的不規則性以及個別樓板的不連續等幾類;豎向的不規則主要包括樓層承載力的突變、側向剛度的不規則性以及豎向抗側力的結構構件不連續等。本文主要是選擇兩種設計工作中比較常用的不規則結構進行分析介紹。

2.1對平面不規則結構類型的判斷

首先,對于扭轉結構來講對其不規則的判斷根據主要是在每一樓層的最大限度彈性水平唯一尺寸必須是超過緊鄰樓層兩個端點之間彈性水平位移的1.2倍,也可以對最大層間位移進行考察,必須保證超過層間平均位移值的1.2倍。其次,對于凹凸結構的不規則形判定指標為凹進去一側的數量是否超過其投影尺寸的總長度的30%。再次是對于樓板局部結構的不連續性的判定標準主要是根據相關樓層平面剛度以及樓板尺寸所發生的急劇變化程度。

2.2對于豎向不規則結構類型的判斷

首先,應該對建筑結構側向剛度的不規則形進行判斷,對于此種類型建筑進行判定的標準為樓層之間的側向剛度低于相鄰上一樓層側向剛度的70%,如果該樓層的剛度值小于以上三個樓層側向剛度平均值的80%也可以做出這種判定。同時,樓層個別區域水平收縮的長度應該超過與之相鄰樓層的25%。其次,對于樓層之間承載力的突變標準為樓層之間的受剪力強度低于與緊鄰上一樓層剪力強度的80%。再次是對于建筑結構豎向抗側力結構不連續的判定指標為在豎直方向上抗側力構件能否通過水平力的轉變而不斷向下部樓層傳遞。最后對于樓層之間質量的突變標準為樓層質量應該超過相鄰下一層質量的1.5倍[2]。

3對于不規則建筑結構設計的主要方法

在實際的建筑結構施工過程中,根據有關人員的研究以及實驗可以發現,那些抗震能力不強的建筑結構主要是一些結構不規則的建筑物,還包括一些建筑物質量與剛度發生偏離的建筑,根據相關的研究還可以看出,對建筑結構產生穩定性最大影響的是扭轉效應以及扭轉結構。所說在具體進行建筑結構的設計與施工工作時應該盡量的對結構的扭轉效應進行限制,建筑工程中最普遍用來限制建筑結構扭轉效應的辦法主要包括以下的幾類:第一,如果建筑結構的某一部分比較弱就很有可能會導致建筑結構之間的錯位,所以說,提高建筑結構的扭轉剛度可以從這一方面入手;第二,要想提高建筑結構的抗扭轉效應應該盡可能的降低建筑結構在平面上的不規則性,這樣進行設計能夠在一定范圍內對可能產生的過大偏心力進行限制,提高建筑物的扭轉效應力度。在進行建筑結構的設計時如果兩種效應扭轉周期逐漸接近,由于震動耦連的作用,建筑物的扭轉效應會在一定程度上增大,所以對于建筑結構而言,降低扭轉效應是保證建筑穩定性的重要方面,主要包括以下幾個方面:對于建筑結構平面不規則性的設計應該是在一定計算分析的基礎上做出,根據相關的計算確定建筑結構的剛心以及質心,并且同時還應該注意根據相關的數據以及相關的工作經驗來對建筑結構的剛度分布進行分析,然后適當的對距離質心比較遠的抗側力構件進行調整。在進行建筑設計時應該注意降低建筑體的偏心距,根據有關的數據可以得知,建筑體結構的扭轉效應與其相對偏心距之間存在一定的關系??梢酝ㄟ^降低樓層之間的位移比來改變建筑結構的扭轉效應,所以在進行設計時應該對建筑物的平面位置進行適當的調整,這樣能夠有效的減少建筑結構質心與剛心之間的距離,使兩者盡可能的重合。對周邊抗扭構件的抗剪切力進行提高,如果想要保證建筑結構在強烈震動下的安全,如果僅僅對建筑物的結構作出調整還是不夠的。根據有關技術人員的研究可以發現,處于非彈性時期的建筑結構,如果受到雙向水平震動的作用很有可能造成建筑結構的偏心現象[3]。對于建筑結構抗扭剛度比以及抗側剛度進行調整,根據有關的研究成果可以發現,對于建筑結構來講,其扭轉效應與結構周期之間比值的平方是具有線形關系,所以說在進行建筑結構的設計時應該注意合理的降低建筑結構施工周期。比如說在進行剪力墻的施工時,應該在保證建筑工程穩定、安全的前提下適當的增加周邊相關剪力墻的厚度,尤其是對于那些距離剛心最遠的剪力墻。合理的設置防震縫,在進行工程施工時可能會遇到一些平面形狀比較復雜的建筑工程,由于在進行這一類建筑結構的設計時會受到相關地形條件的限制,所設計的平面結構往往是不規則的,通過合理的設置防震縫不僅能夠有效的將相關的建筑結構分割成一些比較簡單的單元,同時還能有效的提高建筑結構的穩定性。

4結語

不規則建筑結構在現代城市建筑中越來越普遍,不規則結構對于建筑工程質量建設也具有越來越重要的地位。但是現階段的不規則建筑結構應用中依然是存在一定的問題。所以,相關的研究人員應該加強對于不規則結構的研究,在滿足現代人多樣化需求的同時盡量的降低不規則結構的負面影響。

作者:陳樹 單位:廣東藝林綠化工程有限公司

參考文獻:

[1]龔俊.建筑結構設計不規則性問題的分析[J].建材與裝飾,2015(45):123-124.

建筑設計規則范文2

關鍵詞:平面不規則;高層建筑;結構設計

對于建筑的結構設計,我國有相應的規范要求,要求建筑的平面布置需要具有規則性,相應的的結構之間需要存在一定的對稱關系,建筑的整體結構設計需要協調合理,不應該選用不規則的平面布置方案,這樣對于結構的整體的性能會造成不利的影響。但是新技術、新材料的不斷出現,科學技術的不斷創新,為平面不規則高層建筑的結構設計提供了技術保障,如今傳統的建筑規范要求已經漸漸不適用于當今的建筑需求。品面不規則建筑為城市建設添加了新的風貌。

一、高層建筑平面不規則結構設計問題

高層建筑會因為結構設計的不規則使得建筑結構產生一定的扭轉效應,當然外界不良因素對于建筑的影響也會造成結構發生相應的扭轉效應,外界不良因素的影響指的是例如建筑區域內發生地震,地震會對地面結構造成嚴重的影響,地面某部分結構會發生位移,存在的一定扭轉力就會使建筑結構產生扭轉效應。建筑結構本身也會導致這種不良現象的產生,以往的建筑結構設計時,會把建筑結構設計想象成一種平面的模型,這種設計方法只是適用于原來循規蹈矩的規則結構設計,在不規則結構設計中會存在很大的缺陷,因為不規則結構設計的建筑,建筑的質量中心和剛度中心所在位置很在一定的差距,并沒有相互的重合。在高層建筑品面不規則結構實際時,首先要考慮極限的扭轉效應,從而確定建筑需要控制扭轉力的額度,并且能對扭轉效應的周期指標有一定的了解,要嚴格的保證建筑可以擁有良好的抗扭轉性能,這樣才能更好地對周期進行控制,位移比的控制也應格外的注意,提升性能有效途徑就是提升建筑的質量和整體結構的剛度。

二、工程概述

某工程建筑面積11457.3O,共21層高66.12m,地下室1層~地上3層是商業廣場,層高3.6m,以上樓層為住宅區,層高3m。工程采用框架-剪力墻結構設計,采用平面不規則、扭矩不規則設計,合理的剪力墻能夠提高建筑的穩定性,需要對建筑結構設計中的薄弱部分采取抗震構造設計。工程在建筑中中分是用了電梯等,嵌入剪力墻,滿足下部商場和上部民用建筑的同時,保證構件的連續性。剪力墻在設計中,縱橫面力求平衡,提高抗震性能,為減小扭轉效應需要優化調整周邊潛力強長度以及寬度設計。地下室頂板厚180mm,采用了雙層雙向配置,配筋率0.25%。核心結構外力剪力墻厚度從上往下分別為200、250、300、350mm,相應的剪力墻截面尺寸為500、600、700mm。樓面設暗梁,寬度超過墻寬度至少600mm,按照框架梁計算配筋,剪力墻邊框的暗梁寬度與墻寬相等,高度是墻寬的兩倍。樓板豎向體型突出部位厚度為150mm,上下層樓板厚度為130mm,配筋率超過0.25%.

三、架構整體計算

該建筑工程使用年限為50年,抗震等級為8度、第三組,預計設計地震加速度數值設定為0.2,建筑場地特征周期為0.45s,一般地震影響系數不超過0.16,最大為0.9,屬于一級抗震等級,地面粗糙度為B類設計。樓面設計依照實際情況設定為居民樓2.0kN/O,樓梯間荷載圍為3.5kN/O,衛生間荷載為2.0kN/O,陽臺荷載為2.5kN/O,要求上人屋面荷載達到2.0kN/O。結構整體計算采用SATWE和PMSAP軟件計算,SATWE最大地震效應角度角為45.285度,PMSAP計算結果與之很接近,取15個結構計算振型,X向和Y向的有效質量系數分別設定為98.66%、99.92%,結構第一振型和第二陣型分別為X向平動、Y向平動,第三振型為扭轉。

荷載和地震作用下,滿足高規設定要求。建筑總質量為15104.541t,X向和Y向最小建立系數分別為5.09%、5.26%,大于3.2%,滿足規定要求。在雙向震動作用下,考慮到偶然偏心因素,最大彈性層間位移與樓間平均層間位移比為1.39:1.21,滿足要求。X向與Y向結構各層豎向層與層之間的剛度滿足高俅,結構豎向不存在薄弱層,地下室和一層X向和Y向的剛度比滿足要求。X向和Y向層與層之間抗剪承載力比值范圍分別在0.900~1.340、0.900~1.330,滿足要求。

四、結構不規則設計措施

在此設計中為提高薄弱地區的抗扭性能,豎向體型突變部位厚度設定為1800mm,鋼筋設計采用雙層雙向通長設計,配筋率大于0.30%.工程在4~21層民用建筑的設計中平面凸出長度為11.3m,加強凸出位置的樓板厚度和配筋率。由于此建筑的上下層之間作用不同,因此在4層以上的平面結構部分收近高度11.1m,收進后的平面寬度為12.7m,滿足要求。

結構薄弱層在多遇地震情況下,剪力值設計乘與最大系數,樓層剪力墻的設計采用中震不屈服分析的計算剪力。相鄰兩層之間的框架柱與剪力墻的尺寸面積相等,所采用的混凝土等級相同。為減少結構的扭轉效應,剪力墻的布置要求均勻對稱,并在此基礎上加強周邊剪力墻的抗側剛度,經過計算本工程,X向和Y向的質量中心和剛度中心分距離別為0.01~0.07m、0.05~0.37m,對應的建筑物邊長分別為0.27%、1.50%。在工程設計中采用了轉角窗的設計,削弱了結構的抗扭性能,屬于薄弱環節設計,容易出現結構的局部破壞現象,在設計中,轉角窗的兩側設置剪力墻,加強樓板板筋的配置率,并在洞口邊緣的端柱之間設置暗梁,提高抗扭性能。在中震不屈服的設計中,為了提高建筑結構的塑性耗能能力,地震影響系數取最大值0.45,為了保證結構安全,設計采用彈性力時程分析法補充計算,內置特征周期為0.45s,地震加速度是程曲線最大為70cm/s2,加速度依照最大1:0.85取值。

五、抗震設計

針對工程的實際,綜合分析各方面因素,采取的抗震技術措施主要有:在建筑允許的情況下盡量加長加厚周邊剪力墻,尤其是離剛心最遠處,將剛心和質心偏心率調整到最小,減小扭轉周期,將結構調整成扭轉規則結構。削弱核心筒連梁,采用弱連梁連接,使平動周期增大,增大平扭周期比??刂茐χS壓比,提高柱的縱筋配筋率和箍筋配筋率(特別是角部),縱筋配筋率均加大一級,柱箍筋全樓加密,角柱加芯柱,來提高結構豎向構件在大震中抵抗的變形能力。在凹角處增設45°斜向鋼筋,抵抗角區應力集中,加強薄弱處的板厚和配筋。

總結:根據以上內容本文首先講述了平面不規則高層建筑結構設計中存在的問題,然后根據相應的工程實例進行分析。我國建筑行業發展的速度很快,平面不規則高層建筑建設的數量越來越多,這是建筑設計者面臨的挑戰也是巨大的機遇,要嚴格的保證建筑的科學性、合理性,保證平面不規則高層建筑的各項性能都能夠滿足人們的使用需求。

參考文獻:

建筑設計規則范文3

關鍵詞:建筑結構設計,不規則現澆板;方法

Abstract: the structure design in construction of the processing of irregular site casting integrated undoubtedly a difficulty, how in building structural design of structure design of irregular site casting integrated well is the designer must solve the problem, if the design is bad will influence not only the design quality, the more likely the overall quality of construction projects to influence. In this paper, according to the existing research material detailed discussion on the architectural design in irregular site casting integrated the main species, and in the design how to deal with these irregular site casting integrated, and puts forward the corresponding design proposal, which is expected to provide some experience for building designer and enlightenment.

Keywords: building structural design, irregular site casting integrated; methods

中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:

對于建筑設計師來說,在建筑設計當中最難設計的莫過于不規則現澆板的結構設計,這是因為不規則現澆板的力的傳導和結構的穩定性很難把握,稍有不少慎可能給建筑施工帶來不便,甚至會影響到整個建筑工程的質量。這就要求建筑設計師要重視不規則現澆板的結構設計,只有這樣才能保證整個設計方案的質量,才能為施工奠定良好的基礎。本文主要根據現有的研究資料,以及建筑結構設計的一般要求,對不規則現澆板的結構設計進行探討,并提出了相應的對策建議。

一、建筑結構設計中不規則現澆板種類

所謂的不規則現澆板實際上并不是當前對現澆板的一種分類,而是對一些相對于一些墻體、樓板等規則的現澆板的一類統稱,并沒有建筑學上的意義。在建筑結構設計中不規則現澆板的結構設計還是比較多的,常見的有廚房衛生間的現澆板、不規則樓板、外挑陽臺的現澆板、外墻轉角部位、樓層平面出現大缺口的復雜體型等,這些地方都有不規則現澆板的結構設計。這類地方的結構設計相對其它地方最大的特點就是它不是直線式規則形狀的,而是呈現出一些規則的狀態,比如說一些地方為了滿足廚房的功能性要求,在廚房中設計一些花瓣式的窗戶,或者是有不規則的凸凹的地方,這些就屬于不規則現澆板。在這些不規劃的現澆板的設計上最難的就是對不規則線條的處理,以及在處理過程中滿足建筑結構整體穩定性、強度等方面的要求,要想達到這一要求實際上是很難的。這是因為從物理學的角度講,不規則的現澆板在力的傳導等方面也具有不規則的特征,要想使設計滿足建筑設計整體穩定性的要求,需要大量的計算才能才能把握不規則現澆板的力的傳導規律,稍有不慎就可能改變力的傳導方向,從而影響到整個建筑結構設計的質量,更可能對建筑使用安全性造成影響。

二、不規則現澆板的結構設計方法

從不規則現澆板的常見種類來看,主要有廚房衛生間的現澆板、不規則樓板、外挑陽臺的現澆板、外墻轉角部位、樓層平面出現大缺口的復雜體型等五種,本文也就是從這五個方面來探討不規則現澆板的結構設計方法。具體內容如下:

1. 廚房衛生間的現澆板設計

廚房衛生間在設計的時候需要注意防水處理,所以一般情況下結構板面要比其他房間低30mm---50mm,在傳統的設計當中一般使用的是設置次梁的方法,但是這種設計方法在房屋內會外露梁,給人一種不美觀的感覺。但是實際上在使用過程中如果樓板下降300mm—400mm的時候,會形成局部下沉的變標高的折板,這就是設計師常說的次梁。這種設計,導致在樓板地州簡支局部下沉地方出現折板的最大的變形,這種變形只有普通混凝土平板的50%到70%左右,此時肋梁部位會出現樓板應力集中的現象。解決這一問題需要在設計的過程中注意肋梁構造設計,在這里筆者建議:建議肋梁寬度取值200mm,當跨度小于2.5m的時候,可以增加上下直徑為14mm的構造配筋。下沉區域上下鐵可以設計成雙向拉通,并在相鄰放假按大板支座負筋配置。

2.不規則樓板的設計處理

在居住建筑設計中,為了滿足人們多元化的住宅功能需要,在設計上常常遇到不規則樓板的處理問題,傳統的設計方法是在缺口的地方設置一道梁,雖然能夠解決不規則樓板的承重等問題,但是由于該梁也是在室內,也會影響到室內的美觀性。實際上在設計上是完全可以避免這一問題的,具體來看圖1.

圖1

從圖1中可以看出,當11值較小的時候,可以使用b=1的暗梁設計方法,也就是板搭板的設計方法,當l1值較大時板寬取l+c/2計外板內力并配筋,為了保證暗梁的強度,需要在11的范圍內適當的增加下部配筋,這種設計能夠解決室內出現的橫梁問題,讓房間顯得簡潔和舒適。

3. 外挑陽臺的現澆板設計

在現代住宅類的設當中,陽臺是不可缺少的一部分,一般來說陽臺的身長度為1.5m-2m之間,為了保證陽臺樓板在使用過程中有足夠的剛度,在設計上該處板厚一般取值為陽臺外伸長度的1/12—1/10長,而且相鄰房間的板厚一般要小于挑板根部的厚度。在設計的過程中,對于外挑陽臺現澆板的設計需要注意的是避免過梁承受過大的扭矩,一般來說將挑板根部厚度與相鄰房間的板厚差控制之災30mm就能解決這一問題,具體的挑板配筋數量需要根據相鄰房間的樓板厚度經過科學的設計計算后確定,以保證挑板配筋符合建筑需要。

4.外墻轉角部位的設計

外墻轉角部位也多事不規則現澆板,對于設計的要求也相對較高,在這一部分的處理中需要注意一下幾個方面的問題,具體來看圖2。

圖2

在圖2中剪力墻bw的在底部要適當的加強,其厚度一般來說不能小于層高的1/12,除了bw之外,其它地方的厚度一般要達到層高的1/15以上,所有剪力墻厚度應該在180mm以上,并在墻端安裝約束邊緣構件,適當的加強暗柱縱向配筋比例,保證轉角剪力墻的穩定性。在角窗部位的處理上,要注意把握bc點之間的長度,一般來說如果長度較小情況下,bc點應設跳梁,而在ab點設置次梁,主要b的支撐應該在跳梁上。如果bc與ab點之間的長度差不多,則兩者都應設挑梁。如果角部是外挑陽臺情況下,一般是沿著ab或者bc方向設計門窗,處理上還需要在角窗部位設置梁。但是如果外挑陽臺是房間的一部分,此時在設計上就不能出現結構如同角窗設置梁,而是應該在ab之間設計寬度在1m以上的暗梁,同時將樓板取值稍微的提高一些。

5. 樓層平面出現大缺口的復雜體型設計

在住宅建筑當中為了追求廚房直接對外窗戶,一些設計方案上需要在樓層平面上設計一個大缺口的復雜體型,而設計師在處理的過程中應該保證該部分整體的變形協調,要想達到這一目的需要注意以下幾點(圖3):

在電梯間、樓梯間連接部位的處理上,設計師應該嚴格控制好樓板厚度,一般來說樓板在任意方向的寬度都不能小于5m,其中板厚應該在150mm以上,并在配筋上采用雙層雙向的設計方案,各層的配筋率不能低于0.30%。在外伸部位的處理上應該在端部每兩層設置一道連接梁,連接梁直接與墻體連接起來,取值應該與墻體厚度基本一致,連接梁的高度要在500mm以上。在縱向鋼筋的配置上要考慮連桿的作用,同時考慮到建筑的抗震需要,但是不應該低于建筑標規定的最低配筋率,箍筋從保證質量的角度可以采取全跨加密的方式。如果建筑各層或者相鄰之間的外伸長度不一,或者業主要求不允許使用結構連接梁的時候,可以按照相同距離在外面每兩層設置連接板,其厚度應該達到180mm以上,也采用雙向雙層配筋的方法,以保證外伸結構的強度和穩定性。

總之,在不規則現澆板處理上,應該根據不同不規則現澆板的特點和建筑需要進行處理,以保證結構強度和穩定性。

參考文獻:

[1]《混凝土結構設計規范GB50010-2002》.北京:中國建筑工業出版社,2002

建筑設計規則范文4

【關鍵詞】高層建筑;結構設計;不規則;研究;應用

在對建筑工程設計結構形式的過程中,由于受到各種條件的限制,建筑工程無法真正達到規則與堆成的效果。建筑結構的不規則形一般包括局部樓板不連續、平面出現凹凸現象、剛度分布不均等多個方面。因此在建筑工程建設過程中,建筑結構的設計至關重要,設計者必須要從正義出發,通過分析與判斷,了解整個結構的不規則區域,在不影響其他因素的基礎上編制合理的布置方案,了解其中存在的薄弱環節,最終保證結構設計的合理性與經濟性。一般來說,建筑結構的不規則會導致整個工程產生水平方向的偏心測力,最終使建筑出現變形,在維修的過程中也就增加了其工程造價。因此針對不規則性的建筑物,這記者必須要采取有效的措施,盡量保證其規則性與對稱性,提高整個建筑結構的性能。

1.我國當前不規則性建筑結構的發展現狀

在現代化社會發展中,經濟、技術正以驚人的速度不斷發展著,建筑行業也在此基礎上不斷發展,在市場中占據主導地位。隨著城市化進程的加快,人們對于建筑工程的要求也越來越高,不僅要求建筑物具有較高的質量,還要求其造型美觀。為了滿足這一需求,設計者跳出傳統的建筑結構設計,在實踐工作中不斷創新,從而建設出更多令人嘆為觀止的高層建筑物,這些建筑物具有新穎別致及象征性的特點,并且大多數都屬于不規則的建筑物。隨著人們生活水平的提高,城市中出現了更多的不規則性建筑結構,已成為城市發展的必然趨勢。但是在對這類建筑工程進行設計的過程是極其復雜的過程,其在無形中加大了設計工作的難度。

2.不規則性高層建筑的結構分類

根據高層建筑工程不規則性結構分類,我們可以將其分為兩種類型,第一種是不規則性的平面結構,其主要包括建筑局部樓板的不連續性、平面凹凸不規則性等;第二種是不規則的豎向結構,其主要包括豎向剛度的不規則性、承載分布不均勻性、豎向抗側力不連續性等。

2.1不規則的平面結構

(1)不規則扭轉。一般情況下,設計者會根據建筑結構每層樓兩端的彈性水平位移來判斷結構的不規則扭轉。

(2)不規則凹凸。設計者會根據建筑結構的投影方向以及尺寸中數值來判斷不規則凹凸,要求建筑結構平面凹進一側的面積不得小于30%,避免造成建筑在使用過程中變形。

(3)局部樓板的不連續性。設計者會根據建筑結構的平面剛度變化以及樓板面積出現變化的情況來判斷高層建筑結構局部樓板的不連續性。

2.2不規則的豎向結構

(1)不規則傾向剛度。設計者會將周邊建筑物的上一樓層作為判斷依據對本建筑加以判斷,要求本建筑物樓層的傾向剛度值小于70%,或者不得超過本建筑物周邊三幢建筑物的平均傾向剛度數值的80%左右。

(2)豎向抗側力構件的不連續性。在本建筑結構的豎直方向上,要求建筑結構中的抗側力構件需要從水平轉換構件轉變為垂直傳遞構件。

(3)樓層承載力的不均勻分布。設計者需要將本樓層的抗側力部分的收簡歷進行比較,要求其收件程度低于80%。

(4)樓層質量的不均勻性。設計者需要將其與下一樓層相對比,要求本樓層在設計過程中的質量高于下一樓層質量的1.5倍。

3.不規則建筑設計的應對策略

由一系列相關技術研究證實:建筑物若存在較大不規則性,過大的質量偏心或太弱的扭轉剛度在地質災難中均屬于易出現破壞、坍塌事故的建筑物。在建筑物所受到的外力破壞因素中,扭轉效應屬于特別嚴重的一種,因而在工程實踐中應采取合理措施有效限制建筑物扭轉效應,其常用方法如下:(1)對于建筑結構的布置,應盡量避免其平面呈不規則狀,或加以嚴格限制,使建筑結構在一定程度上免于出現偏心過大現象,建筑物結構在此前提下所產生的扭轉效應則會更大。(2)針對建筑扭轉剛度,應在合理數值范圍內促進其最大化,避免其太過薄弱。第一自振周期Tc以扭轉為主,第一自振周期T1則以平動為主,而建筑結構所產生的扭轉效應大致可依據Tc與T1兩者的比值來判定,當Tc與T1兩者數值相對較為接近時,在振動耦連狀效應的影響下,建筑物扭轉效應會產生較為明顯的增幅。以下是若干降低建筑物扭轉效應的方法。

3.1采取有效措施減小建筑物相對偏心距

在某種程度上,建筑物相對偏心距與建筑物所產生的扭轉效應呈線性關系。若要使扭轉效應得到合理改善,對樓層位移比作更進一步的降低,則可利用對建筑物平面布置進行調整,促使建筑物剛心與質心兩者更為接近。在工程實踐中降低建筑物偏心距的方法為:在對結構平面作初步計算以及分析后方可對其不規則性布置進行調整,并充分利用計算結果精確判斷出建筑物的質心以及剛心,同時還應在工程實踐經驗與相關數據支持的前提下,對建筑物結構整體剛度分布加以精確判斷,最終對那些與質心之間具有較大距離的抗側力構件加以適當增減。

3.2對建筑物抗扭剛度比以及抗側剛度進行調整

建筑物的結構周期比平方值與其扭轉效應大致也呈線性關系。因而在建筑物設計過程中,可考慮對建筑結構周期予以適當減小。在剪力墻施工過程中,應盡量于限定范圍內對周邊剪力墻行增厚或加長處理,對于與剛心之間有著最遠距離的剪力墻尤其應予以重視。

3.3增強抗扭構件自身的抗剪力

要使建筑物在強烈地質災害下仍然保證安全無虞,則不能僅僅依靠對其結構布置進行調整。當建筑物結構整體處于非彈性時狀態時,地震作用力則會對建筑結構施以雙向水平受力,建筑結構則會隨其形態變化而發生偏心??古ば獮闃嫾辜袅Φ闹匾萍s因素。若將建筑物抗震性能納入到考慮范圍內,則應對構件抗剪性能加以強化,從而能夠在強震影響下保證建筑物結構整體仍能處于彈性狀態。

3.4防震縫的設置

具有復雜平面形狀的建筑物常在工程實踐中出現,而受到多方因素限制無法將其設計為結構規則的平面。在此種情況下可將建筑結構利用一定數量的防震縫將分割為若干相對簡單的單元,這是很有必要的。例如當鄰近建筑物具有較大的基礎沉降量時,則可設置抗震縫,同時還可兼作沉降縫。

4.結束語

在建筑工程建設過程中,建筑結構的設計是一大難點工作,尤其是對當前不規則建筑結構的設計。在對其進行設計的過程中,設計者一旦失誤就會導致其模板工程、結構的布置以及薄弱環節造成嚴重的影響。通過上述,本文對其進行了全面的分析,希望能夠給相關設計人員提供參考性依據,在設計中保證建筑結構的造型與質量。 [科]

【參考文獻】

[1]黎玉婷.淺議高層建筑結構設計的不規則性[J].城市建設理論研究(電子版),2012,(30).

建筑設計規則范文5

關鍵詞:高層建筑;結構設計;不規則性;研究

中圖分類號:TU318文獻標志碼:A文章編號:1006-6012(2015)12-0138-01

1高層建筑結構設計不規則性特征

1.1高層建筑平面不規則

扭轉不規則。扭轉不規則指的是高層建筑內部結構在水平載荷作用下產生的最大位移大于整體水平位移的結構形式。具體而言,扭轉不規則的評定標準為,該結構在偏心載荷作用下產生的最大位移與平均位移的比值大于1.2。凹凸不規則。凹凸不規則是可以通過觀察直接判定的,從觀察者的角度看,這類不規則現象主要體現在主體結構平面狹長、凹凸不均等方面。具體而言,凹凸不規則評定標準為,該結構在照射條件下凹入部分尺寸大于投影尺寸30%。樓板不連續。樓板不連續指的是在高層建筑內部樓梯結構處,不同樓板的剛度不同,樓板體系存在較為明顯的剛度差異。樓板不連續的評定標準為,高層建筑內部樓板的有效寬度大于典型寬度50%,開洞面積大于樓面面積的30%。

1.2高層建筑豎向不規則

(1)側向剛度不規則。側向剛度不規則指的是不同樓層間側向剛度存在顯著性差異,在承受豎向載荷情況下,不同樓層的軸向形變不同的結構現象。具體而言,側向剛度不規則評定標準為,評價目標樓層側向剛度小于上部樓層側向剛度層的70%;評價目標樓層側向剛度小于相鄰上下樓層側向剛度平均值80%。

(2)豎向抗側力構件不連續。豎向抗側力構件不連續指的是高層建筑垂直方向上結構構件在載荷作用下縮進或外挑程度不同的結構現象。具體而言,豎向抗側力構件不連續的評定標準為,不同位置構建縮進差異大于25%,或外挑差異大于10%和4m。

(3)樓層承載力突變。樓層承載力突變指的是相鄰樓層結構在接受外部應力作用的條件下,承載剪應力表現不同結構現象。具體而言,樓層承載力突變的評定標準為,評定目標樓層在檢測過中剪應力承載水平波動變化超過80%水平。

1.3高層建筑自身結構不規則

高層建筑自身結構不規則指的是,在結構設計初始階段,為了追求建筑造型的獨特性其結構本身就是相對不規則的,并且建筑結構中不同位置所選用材料的不同,使得建筑結構的整體應力表現呈現不規則。具體而言,高層建筑自身結構不規則主要體現在建筑整體質心與軸線不重合、豎向載荷分布不均、水平側移不一致扥系列問題上。同時,在具體的施工建設過程中,機械或認為的操作可能加劇這種不規則性的影響,從而是高層建筑整體剛度呈現出不可預測的變化,整體穩定性難以保證。

2不規則高層建筑結構設計中的要點環節研究

2.1不規則高層建筑結構設計基本原則

高層建筑結構設計實踐經驗表明,在一定的外部應力作用下,產生建筑結構穩定性問題多為不規則性突出、應力較為集中的部位,其根源在于不規則性導致的建筑抗剪切與扭轉作用性能的下降。因此,在高層建筑結構設計中,應對不規則性較為突出的部位進行加固,達到限制剪切扭轉作用的效果,在其基本實施原則如下:(1)全面降低高層建筑結構平面不規則性,將結構質心偏離量控制在有限的范圍之內,限制因質心偏移力矩過大造成的扭轉效應影響;(2)通過結構選型與

材料選用,提升結構整體的扭轉剛度水平與一致性,避免扭轉應力承載薄弱結構部位出現問題而形成連鎖性反應。

2.2不規則高層建筑結構設計中的要點環節

(1)偏心距控制。在高層建筑結構設計中為了合理控制不規則性的影響,應采取以下措施對偏心距進行控制:首先,設計人員應結合建筑結構設計的實際情況,對結構內在不規則性進行深入的研究分析,依據計算結果準確掌握建筑結構的質心、剛心情況,從而為后續設計工作的進行打下基礎;其次,需要做的便是通過相關數據以及實踐經驗比較準確的判斷建筑結構的剛度分布;最后在適當的增減距質心較遠的抗側力構件。

(2)提高周邊抗扭構件抗剪力。在高層建筑不規則性設計過程中,設計人員應確保結構在一定的震動條件下具有良好的穩定性表現。相關技術人員通過實驗得到了如下的結論,即:當建筑結構處于非彈性時期時,對稱的建筑結構受到雙向水平地震作用便會隨形態變化的而偏心。如果考慮建筑結構的抗震性能,則應該強化那此受抗扭效應制約構件的抗剪性能,以便使得建筑結構可以在強震作用下保持整體彈性狀態。

(3)較小地震帶來的破壞,設置防震縫。在實際工程中經常會遇到平面形狀比較復雜的建筑結構,難以將平面結構布置成規則的結構,此時便可以通過設置一定的防震縫將結構分成比較簡單的結構單元。如果防震縫兩側的結構體系不同,或是地震反應效應不同的時候,要根據不利一側的結構來設計防震縫的寬度。而如果相鄰的建筑結構基礎沉降比較大,在設計防震縫的時候可以同時將其作為沉降縫來使用。

3結束語

綜上所述,高層建筑能夠有效節約城市土地,滿足城市人口大量聚集對于建筑空間的實際需求。新近出現的大量高層建筑都存在著結構不規則現象,使得結構設計工作難度大大提升。因此在進行不規則設計的過程中,設計人員應對高層建筑結構進行深入的研究分析,找出應力較為集中的薄弱環節,采取相應的設計加固措施提升結構的穩定性。本文闡述了高層建筑結構設計不規則性的基本特征,提出了相應的設計要點,具有一定借鑒價值與參考意義。

參考文獻:

[1]白云飛,周東蘭,楊錚.論高層建筑平面不規則結構設計[J].城市建筑,2014,(06):71.

[2]劉偉瓊.關于高層建筑結構設計探析[J].中國新技術新產品,2011,(03):270.

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建筑設計規則范文6

關鍵詞:平面不規則;結構;構件設計; 設計措施

中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:

1 工程概況

某建筑工程,建筑面積11457.2m2,地下1層,地上21層,建筑總高度66.24m,地下層1~地上層3為商業廣場,層高3.6m,層4~21為住宅,層高3.0m。地下層1至地上層2近似為矩形平面,外輪廓尺寸約為25.8m×24.1m,層4以上樓層平面局部收進成“凸”形平面。

工程采用框架-剪力墻結構,存在平面不規則、扭轉不規則、樓板不連續、豎向體型收進等抗震不利因素,為不規則高層建筑,須進行抗震設防專項審查。合理布置剪力墻以減弱結構的不規則程度,緩解豎向剛度突變部位和平面薄弱環節在地震作用下應力和變形的集中程度,對薄弱部分進行中震不屈服分析并采取適當的抗震構造措施,提高結構在強烈地震作用下的抗震性能。

2 結構和構件設計

2.1 結構形式

工程設計利用樓、電梯間設置核心筒,在框架柱內嵌入剪力墻形成框架-剪力墻結構,該結構形式在較好地滿足下部商場和上部住宅建筑功能的同時,保證了結構豎向抗側力構件的連續,具有良好的抗側剛度和抗扭性能。

2.2 結構平、立面布置

核心筒剪力墻布置時,縱、橫向剪力墻力求均勻對稱并互為翼墻,并保證筒體角部墻肢的完整性,提高核心筒的抗震性能。通過優化調整建筑物周邊剪力墻墻肢長度和厚度,實現結構質量中心和剛度中心的接近或重合,減小結構的扭轉效應。

2.3 地下室設計

地下室頂板作為上部結構的嵌固部位,板厚為180mm,樓面鋼筋雙層雙向配置,配筋率為0.25%。地下層1柱的配筋按《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)(簡稱抗規)第6.1.14的規定加強。

2.4 上部結構主要構件設計

(1)剪力墻的設計

核心筒周邊和結構剪力墻厚度從下往上分別為350,300,250,200mm,對應的剪力墻端柱及框架柱的截面尺寸分別為700,600,500mm,混凝土強度等級分別為C40,C35,C30。

(2)框架梁、暗梁和次梁的設計

嵌入框架柱之間的剪力墻在樓面位置設暗梁,暗梁寬度為墻寬,高度取墻寬的兩倍且不小于600mm,該暗梁參與結構整體計算并按框架梁計算配筋。核心筒區域剪力墻設邊框暗梁,寬度為墻寬,高度為墻寬的兩倍,該暗梁按抗震構造配筋。

(3)樓板設計

豎向體型突變部位及上下1層的樓板厚度分別為150,130mm,雙層雙向配筋,配筋率取計算值且不小于0.25%。

3 結構計算參數

該工程設計使用年限50年,抗震設防烈度為8度、第三組,設計基本地震加速度值0.2g,抗震設防類別為丙類,建筑場地類別為Ⅱ類,特征周期為0.45s,多遇地震影響系數最大值0.16,罕遇地震影響系數最大值0.9,抗震等級為一級。50年重現期基本風壓0.30kN/m2,地面粗糙度B類。樓面恒荷載按實際計算:活荷載臥室、起居室樓面2.0kN/m2,樓梯間及前室3.5kN/m2,電梯機房7.0kN/m2,衛生間2.0kN/m2,廚房2.0kN/m2,陽臺2.5kN/m2,上人屋面2.0kN/m2,不上人屋面0.5kN/m2。

4 結構的不規則情況和設計措施

4.1 樓板不連續

為提高樓板削弱區域抗震性能,豎向體型突變部位的樓板在該區域的厚度取180mm,其他樓層的板厚在該區域分別增加30mm,該薄弱區域樓板鋼筋采用雙層雙向通長設置,配筋率不小于0.30%。樓板邊緣設扁梁,扁梁上部縱筋直錨入樓板內,錨固長度按照抗震要求確定。

4.2 凸凹不規則

本工程層4~21平面凸出長度為11.3m,大于平面突出方向結構總長度(22m)的51.4%,按照高規判別為凸凹不規則。結構設計時對平面尺寸突變位置的樓板厚度和配筋進行加強。

4.3 豎向體型收進

(1)豎向體型收進的判別

因建筑使用功能變化,本工程層4以上結構平面部分收進,體型收進位置的高度為11.1m,為建筑總高度的17%,接近高規第3.5.5條20%的限值。收進后的平面寬度為12.7m,為下部樓層對應寬度的49.6%。按照高規第3.5.5條收進后的平面尺寸不宜小于下部樓層平面尺寸75%的規定,本工程為結構豎向不規則。

(2)豎向體型收進建筑的抗震加強措施

結構薄弱層在多遇地震作用下的剪力設計值乘以1.25的增大系數。該樓層剪力墻的墻肢名義剪應力的控制和剪力墻水平抗剪鋼筋的配置采用中震不屈服分析的計算剪力。在結構設計時上部收進樓層和相鄰下部樓層對應位置剪力墻和框架柱的截面尺寸不變,混凝土強度等級不變,以減小兩個樓層的抗側移剛度和承載力的差異。在結構設計時豎向體型收進樓層及地上層4設置約束邊緣構件,提高墻肢的抗震性能。對豎向體型突變部位及其上、下一層樓板的厚度和配筋采取加強措施。

4.4 扭轉不規則

(1)扭轉不規則的判別

在雙向地震作用和考慮偶然偏心的地震作用下,本工程最大彈性層間位移和樓層的平均層間位移之比的最大值為1.32(X向),1.16(Y向),最大位移與層平均位移的比值為1.31(X向),1.14(Y向)。按照抗規第3.4.5條判定為扭轉不規則。

(2)扭轉不規則的控制

為了減小結構的扭轉效應,剪力墻的布置力求均勻對稱,努力實現結構質量中心和剛度中心的接近或重合。并加強結構周邊剪力墻的抗側剛度,適當削弱核心筒的剛度,提高結構的抗扭性能。

本工程結構整體計算模型經過反復優化,結構質量中心和剛度中心的距離為0.01~0.07m(X向)、0.05~0.37m(Y向),分別為對應方向建筑物邊長的0.27%,1.50%。

本工程Tt/T1=0.7739,遠小于規范0.9的限值要求,較好地控制了結構的扭轉效應。

工程設計中嚴格控制樓層豎向構件最大的水平位移與該樓層水平位移平均值的比值,避免出現該比值大于1.4的情況。

4.5 轉角窗

本工程層4~21在軸?和軸?的兩個端頭各有一個轉角窗。轉角窗的設置削弱了結構的抗扭性能,成為抗震薄弱環節,在強烈地震作用下易導致地震應力和變形的集中,造成結構的局部破壞。為提高結構的抗震性能,在轉角窗的洞口兩側設置剪力墻并設端柱,端柱全高箍筋加密;轉角處樓板局部加厚,并加強樓板鋼筋的配置;洞口邊緣的端柱之間設置暗梁貫穿樓板,并提高轉角梁的抗扭承載力和抗彎承載力。

5 地震作用補充計算

5.1 中震不屈服分析

(1)計算參數的設置

為了合理布置剪力墻,保證結構體系具有良好的塑性耗能能力,避免主要受力構件出現脆性破壞,設計對剪力墻主要墻肢和連梁進行中震不屈服分析,地震影響系數最大值取0.45。

(2)中震不屈服分析結果

經過反復優化,本工程在中震作用下剪力墻和連梁名義剪應力沒有出現超限情況,剪力墻施工縫抗滑移驗算超限情況也比較少。但框架梁混凝土受壓區相對高度超限和縱向鋼筋配筋率超限的情況較多,剪力墻邊緣構件縱向鋼筋配筋率超限的情況也比較普遍。

5.2 彈性動力時程分析

為保證結構安全,設計采用彈性動力時程分析法進行多遇地震作用下的補充計算分析。彈性動力時程分析采用SATWE程序內置的特征周期Tg=0.45s對應的3組人工波和4組實測地震波進行結構分析,地震加速度時程曲線的最大值為70cm/s2,地震波按照雙向輸入,加速度最大值按主次方向1∶0.85的比例取值。

6 結語

對于現代城市日益涌現的造型新穎別具一格的平面不規則建筑,結構設計人員應細心分析各種情況,找出結構的重點和薄弱點,因勢利導克服不利因素,使整個結構在平面和豎向合理地布置結構剛度避免和減少結構可能出現的薄弱部位。實踐證明,本工程的設計措施是有效的,不僅提高了關鍵構件的塑性耗能能力,還較大地改善了整個結構的抗震性能,有效地保障了結構的安全。

參考文獻

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