平面不规则高层建筑结构的分析及设计分析.docx

平面不规则高层建筑结构的分析及设计分析【摘要】随着建筑行业的迅速发展建筑高度也不断增加建筑类型与功能也越来越复杂人们的思想观念不断更新出现了一批平面或立面不规则建筑。平面不规则建筑指的是扭转不规则、凹凸不规则以及楼板局部不连续。它们的出现既给城市建筑带来了崭新的面貌同时又给结构设计人员提出了严峻的挑战。本文简单的介绍高层建筑结构设计的特点及高层建筑结构不规则性的有关问题指出高层建筑平面不规则结构设计应该考虑的内容重点分析其扭转效应对结构设计的影响和应注意事项。【关键词】平面不规则；高层建筑；结构设计1、平面不规则高层建筑的发展现状随着我国经济与科技的飞速发展我国建筑行业也在不断的发展。城市在不断扩建设计者们为了迎合城市建设的发展需求他们正试着建造一些标新立异、新颖别致、独树一帜的建筑如非对称、不规则的建筑结构物。随着人们的观念的转变现如今大城市中出现了大量复杂体型和不规则的结构这种趋势在某种程度上代表了我国经济的快速发展也是未来建筑的发展方向。2、某工程平面不规则构件设计及其设计措施工程概况某建筑工程总建筑面积135780.2m2地下2层地上21层建筑总高度66.24m地下2层为车库地下层1～地上层3为商业层高3.6m～3.9m层4～21为住宅层高3.5m。地下2层至地上2层近似为矩形平面4层以上楼层平面局部收进成“凸”形平面。工程中存在平面上不规则、扭转的不规则、竖向构件的不规则、楼板由于开洞不连续等抗震不利因素为不规则高层建筑须进行抗震设防专项审查。设计过程中采用合理布置剪力墙以减弱结构的不规则程度缓解竖向刚度突变部位和平面薄弱环节在地震作用下应力和变形的集中程度对薄弱部分进行中震不屈服分析并采取适当的抗震构造措施提高结构在强烈地震作用下的抗震性能。2.1结构和构件设计2.1.1结构形式本工程采用框架-剪力墙结构较好地满足下部商场和上部住宅建筑功能的同时保证了结构竖向抗侧力构件的连续具有良好的抗侧刚度和抗扭性能。2.1.2结构平、立面布置核心筒剪力墙布置时为保证筒体角部墙肢的完整性纵、横向剪力墙力求均匀对称并互为翼墙这样提高核心筒的抗震性能。通过优化调整建筑物剪力墙墙肢长度和厚度实现结构质量中心和刚度中心的接近或重合减小结构的扭转效应。2.1.3上部结构主要构件设计（1）剪力墙的设计核心筒周边和结构外围剪力墙厚度从下往上分别为400300250对应的剪力墙端柱及框架柱的截面尺寸分别为1000800600mm混凝土强度等级分别为C50C40C35。（2）暗梁的设计核心筒区域剪力墙设暗梁宽度为墙宽高度为墙宽的两倍该暗梁按抗震构造配筋。（3）楼板设计竖向构件由于分布的部位及上下1层的楼板厚度分别为150均采用双层双向配筋配筋率取计算值并适当加强最小为0.25%本工程配筋Φ10@160（三级钢）。振型数与周期比简单计算：结构计算振型数取18个X向的有效质量系数97.52%Y向的有效质量系数98.94%满足高规第5.1.13规定。结构第1振型为X向平动第2振型为Y向平动第3振型为扭转T3/T1=0.8761满足高规第3.4.5规定。2.2结构的不规则情况和设计措施2.2.1楼板不连续为提高楼板削弱区域抗震性能竖向体型突变部位的楼板在该区域的厚度取180mm其他楼层的板厚在该区域分别由计算需要增加了30mm并且该区域楼板钢筋采用双层双向设置配筋率控制不小于0.30%。2.2.2凸凹不规则本工程层4～21平面凸出长度为11.3m大于平面突出方向结构总长度（22m）的51.4%按照高规判别为凸凹不规则。结构设计时对平面尺寸突变位置的楼板厚度和配筋进行加强。2.2.3竖向不规则（1）竖向不规则的判别因建筑使用功能变化本工程层4以上结构平面部分收进本工程为结构竖向不规则。（2）竖向体型收进建筑的抗震加强措施结构薄弱层在多遇地震作用下的剪力设计值乘以1.25的增大系数。在结构设计时上部收进楼层和相邻下部楼层对应位置剪力墙和框架柱的截面尺寸不变混凝土强度等级不变以减小两个楼层的抗侧移刚度和承载力的差异。在结构设计时竖向体型收进楼层及地上层4设置约束边缘构件提高墙肢的抗震性能。对竖向体型突变部位及其上、下一层楼板的厚度和配筋采取加强措施。3、不规则高层建筑结构设计中应采取的措施从以上的工程实例中我们也得出来以下的一些能有效控制建筑不规则的设计心得和大家探讨：3.1减小建筑结构的相