2013結構工程師考試高層建筑結構方案設計5


控制結構側移大小保證建筑使用功能和安全的主要相關因素。
1. 結構在水平陣風作用下,當振動加速度α超過0.015G時會使人的正常生活受影響,因為加速度α=A(2πf),當頻率f為定值時,α與振幅A成正比,因此結構的側移幅值的大小要受限制。
2.過大的側移易使隔墻、圍護結構以及高級裝修受損,地震或陣風引起的過大變形也會造成電梯軌道無法使用。
3.結構過大的變形會引起結構的二階效應,造成結構桿件產生附加內力,影響結構承載力。
雖然受上述因素的影響,但考慮到鋼結構自身具有很強的變形能力而且在鋼結構中采用的隔墻、裝飾材料又多為較輕,采用的幕墻、懸掛板、鋁板等變形能力較強,所以鋼結構JGJ99-98標準中規定的限值標準要比鋼筋混凝土結構規定的限制標準寬松。
我國現行規范中規定的主要限定標準
1.風荷載作用下房屋頂點質心位置的側移應H/500(總高),各層質心層間位移H/400(總高)且結構平面端部構件的最大側移值不得超過質點側移值的1.2倍。
2.地震作用下,第一階段抗震設防時在多遇地震作用下結構層間位移應≤h/250,且結構平面端部構件最大側移值不得超過質心位置側移的1.3倍。對于框架―支撐(剪力板)體系中總框架所承擔的地震剪力不得小于結構底部總剪力的25%,當對結構平面的兩個主軸方向分別計算水平地震效應時,要求角柱和兩個方向的支撐(或剪力墻板)所共有的柱構件應在這地震剪力的基礎上再將桿件內力提高30%進行設計。
3.在第二階段抗震設計時結構層間位移應≤h/70,層間側移延性比(指結構層間最大側移與其彈性側移之比)不得超過下表中限值:
結構種類 結 構 體 系 層間側移延性比
全鋼結構 框架體系 3.5
框架偏心支撐 3.0
框架中心支撐 2.5
鋼骨結構 型鋼―混凝土框架 2.5
鋼―混凝土混合 2.0
4.風荷載作用下順風和橫風向頂點最大加速度應滿足以下要求:
對公共建筑 aw(或atr)≤0.20m/s2
對公寓建筑 aw(或atr)≤0.28m/s2
5.園筒形平面的高層建筑容易因橫向風引起的渦流共振,為防止橫風向引起共振,因此JGJ99-98中采用房屋頂部風速來限制要求:
頂部風速Vn < Ucr 臨界風速
Vcr = 5D/T1(T1為直徑D的結構基本自振周期)
當滿足不了Vn < Ucr時應增大結構剛度或進行橫風向渦流脫落試驗。
6.為了較合理選擇適宜的結構方案規范對不同的結構種類提出了結構高寬比限值。
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