超高层建筑关键构件与节点设计知识:学习下结构高宽比

来源:建筑界编辑:黄子俊发布时间:2020-12-14 14:58:02

[摘要] 高层建筑的高宽比是对结构刚度,整体稳定,承载力和经济合理性的宏观控制,和个人对结构平面的理解和把握概念设计的能力有关,我们来看看关于结构整体高宽比的讨论:

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  高度和高宽比是超高层结构设计的主要控制因素,也是决定结构刚度的重要指标。

  ◆基底倾覆力矩与建筑高度的平方成正比

  ◆建筑顶部侧移与建筑高度的四次方成正比,并按结构宽度的三次方递减

  超高层结构由于占地和功能的限制,基底尺寸通常不会过大,一般为60~80m左右,因此,对于超过400m以上超高层,高宽比一般为7~9。

  高宽比直接与超高层结构的受力性态相关:

  ◆高宽比<4,剪切变形为主,类似框架结构受力性态

  ◆高宽比=4~6,弯剪变形

  ◆高宽比>6,弯曲变形为主,剪切变形引起的有害位移通常不足10%

  当高宽比超过8时,通常外筒设计为巨型框架 或 巨型支撑框架(框筒),有效提高结构的抗侧刚度。

  当高宽比超过8时,横风向效应显著增强,在八度设防以下地区,风荷载通常成为控制因素。

  核心筒高宽比的影响:

  对于常规的框架-核心筒结构体系,核心筒承担着大部分剪力和倾覆力矩,故核心筒高宽比也是一个重要参考因素。但对于超高层而言,巨型框架、支撑框筒等高度更大的外框结构常常取代了一般框架,因此,核心筒的承担剪力和倾覆力矩比例会降低。

  核心筒面积比例:指核心筒的围合面积占楼面面积的比例,是另一个重要参考指标。

  ◆围合面积比例<20%,核心筒刚度偏弱,宜加强外框筒,采用支撑框筒或巨型结构

  ◆围合面积比例=20~30%,核心筒刚度适中

  ◆围合面积比例>30%,核心筒刚度较大,承担剪力和倾覆力矩比例大幅提高,应尤其注重核心筒的性能化设计及二道防线设计。

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