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根據現行結構設計規范(規程)的有關條文敘述和地方建設行政主管部門的規定,現將結構設計過程中除常規的結構整體計算外必須進行的細節計算、設計報審和需經測試項目以清單形式詳細列出,便于結構設計人員在具體工程的設計時按圖索驥,既不至于遺漏又能做到符合要求,從而保證結構設計的完善性。
1、細節計算
1.1彈性時程分析計算
7~9度抗震設防的高層建筑,下列情況應采用彈性時程分析法進行多遇地震下的補充計算:
(1)甲類高層建筑結構;
(2)表1.1所列的乙、丙類高層建筑結構;
表1.1采用時程分析法的高層建筑結構
設防烈度、場地類別建筑高度范圍
8度Ⅰ、Ⅱ類場地和7度>100m
8度Ⅲ、Ⅳ類場地>80m
9度>60m
(3)不滿足《高規》第4.4.2~4.4.5條規定(即結構豎向布置不規則)的高層建筑結構;
(4)《高規》第10章規定的復雜高層建筑結構(帶轉換層的結構、帶加強層的結構、錯層結構、連體結構、多塔樓結構等);
(5)質量沿豎向分布特別不均勻的高層建筑結構;
(6)結構頂層取消部分墻柱形成空曠房間時,應進行彈性動力時程分析計算并采取有效構造措施。
1.2不同力學模型的結構分析軟件的整體計算
體型復雜、結構布置復雜的高層建筑,應采用至少兩個不同力學模型的結構分析軟件進行整體計算。
B級高度的高層建筑結構和《高規》第10章規定的復雜高層建筑結構,應采用至少兩個不同力學模型的三維空間分析軟件進行整體內力和位移計算。
1.3應力分析補充計算
當整體計算中對轉換層、加強層、連接體等做簡化處理的,在整體計算后應對其局部進行補充計算分析。
1.4扭轉耦連作用計算
質量與剛度分布明顯不對稱、不均勻的結構,應計算雙向水平地震作用下的扭轉影響;其他情況應計算單向水平地震作用下的扭轉影響;
B級高度的高層建筑結構和《高規》第10章規定的復雜高層建筑在抗震計算時,宜考慮平扭耦連計算結構的扭轉效應。
1.5薄弱層彈塑性變形驗算
下列結構應進行彈塑性變形驗算
(1)7~9度樓層屈服強度系數小于0.5的框架結構;
(2)甲類建筑和9度抗震設防的乙類建筑結構;
(3)采用隔震和消能減震技術的建筑結構;
下列結構宜進行彈塑性變形驗算;
(1)表1.1所列高度范圍且不滿足《高規》第4.4.2~4.4.5條的高層建筑結構;
(2)7度Ⅲ、Ⅳ類場地和8度抗震設防的乙類建筑結構;
(3)板柱—抗震墻結構。
1.6豎向地震作用計算
8、9度抗震設計時,高層建筑中的大跨度和長懸臂結構(如結構轉換層中的轉換構件、跨度大于24m的樓蓋或屋蓋、懸挑大于2m的水平懸臂構件等)應考慮豎向地震作用。
1.7結構頂點最大加速度限值計算
高度超過150m的高層建筑結構應按現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB50009規定的10年一遇的風荷載取值計算順風向與橫風向結構頂點最大加速度amax不超過表1.6的限值。
表1.6結構頂點最大加速度限值amax
使用功能amax(m/s2)
住宅、公寓0.15
辦公、旅館0.25
1.8重力二階效應及結構穩定性驗算
(1)高層建筑結構在水平力作用下,重力二階效應的不利影響需滿足下列要求:
(2)高層建筑結構的穩定應符合下列規定:
(主要由程序自行計算,設計時必須查看計算結果是否符合要求)。
1.9抗浮計算
(1)當建筑物的地面結構外邊線與地下室外邊線基本重疊時,地下室的抗浮設計按以下原則進行;
1)當結構重量大于地下水的浮托力時,不必考慮地下水對地下室的整體浮托作用,但應在設計中提出施工過程必須采用隔水或降水措施降低地下水水位;
2)當結構重量小于地下水的浮托力時,地下室底板應設置抗拔樁或抗拔錨桿,或采取其他等效措施(如頂板填土加壓等)以平衡地下水對整體結構的浮托力;
3)上述兩種情況都必須考慮地下水浮力對地下室底板的作用,保證地下室底板構件在地下水作用下具有足夠的強度和剛度,并滿足構件的抗裂要求。必要時可設置抗拔樁或抗拔錨桿。
(2)當建筑物的地下室投影面積大于地面結構的投影面積而形成地下室周邊外伸時,除按上述第(1)進行抗浮設計外,還需對地下室外伸部分構件進行浮力作用下的抗彎及抗剪強度驗算。
(3)當與高層建筑相連的裙房部分的結構重量小于地下水的浮托力時,應考慮此部分結構承受水浮力作用。必要時可設置抗拔樁或抗拔錨桿。
1.10受彎構件撓度驗算和裂縫控制驗算
(1)擾度驗算:對使用上需要控制變形值的結構構件,應進行變形驗算;梁的高跨比h/L0、板的厚跨比h/L1超出正常數值范圍時需考慮撓度驗算;跨度較大,尤其是懸挑長度較大的懸臂構件需進行撓度驗算。
(2)裂縫控制驗算:
一級——嚴格要求不出現裂縫的構件。如貯藏有毒性的氣體。