Page 80 - 建筑结构设计理论及实践研究
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Theoretical and Practical Research on Architectural Structural Design
建筑结构设计理论及实践研究
次方成正比,因此体型扁而高的建筑是不合适的;一幢建筑物平面长度不宜过长,
过长的建筑物两端将受到不同的地震运动,长度较大的楼板在平面内既有扭转又
有挠曲,将与假设为无限刚性的条件不符,为避免这些变形带来的复杂应力情况,
将对建筑物的长度加以限制。JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》对
结构的高宽比 HAB 和结构单元平面的长宽比 A/B 均做了限制(第 3.3.2 条,3.4.3
条),其表象是对高层建筑体型尺寸(宏观三维空间尺寸)的限制,实质上是对
结构整体刚度的宏观控制,包括整体刚度的大小以及整体刚度的均衡,以求在建
筑方案设计阶段所构思的建筑雏形为日后的结构设计提供可行的大前提,并尽可
能为取得合理效果创造条件。
限制高层建筑的高宽比也是为了防止高层建筑在水平力作用下发生倾覆和在
水平竖向力作用下丧失整体稳定,在规程限值之内,一般不必进行抗倾覆验算和
失稳验算。高宽比限值是一个经验性的规定,在一般情况下,符合高宽比限值要
求的建筑比较容易满足侧移限值,而侧移限值才是最根本的要求,如果各方面都
满足规范要求,突破高宽比限值是可以的。
在结构布置时,加大抗侧力结构竖向分体系抗倾覆力臂的有效宽度,也就是
尽可能把抗倾覆的竖向构件布置在结构平面的最外缘,取消内柱,可直接减小倾
覆产生的内力,增强结构抵抗侧向力和位移的能力。高宽比、长宽比的限值是高
层建筑对结构整体刚度的要求。
(三)结构刚度的竖向变化
侧向刚度沿竖向均匀变化的高层建筑,其整体变形曲线是光滑的,在任何楼
层处都不会产生位移突变,因而也就形成不了薄弱部位,这样的结构即使在遭受
罕遇地震时也不至于倒塌或发生危及人们生命的严重破坏,相反沿竖向侧向刚度
突变的高层建筑,在楼层刚度突变处形成薄弱部位,产生应力集中,塑性变形大,
地震破坏严重。建筑结构应避免沿竖向刚度突变。
沿竖向刚度突变是由于建筑体型复杂或抗侧力体系在竖向布置的不连续不
均匀产生的,刚度不连续不均匀的部位产生应力集中,如果设计时没有做必要的
加强,便先于相邻部位进入屈服,刚度进一步减小,在地震反复作用下,该部位
的塑性变形持续发展,通常称之为塑性变形集中,最终可能导致严重破坏甚至
倒塌。
结构沿竖向宜做成上下等宽或由下向上逐渐减小的体型,更重要的结构的侧
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