高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點1，高層建筑結(jié)構(gòu)類型2，主體與裙樓3，地下車庫高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形 高層建筑的整個結(jié)構(gòu)單元可簡化為一根屬相懸臂梁，受到豎向荷載和水平荷載的共同作用豎向荷載W在屬相構(gòu)建中產(chǎn)生軸向力N,水平荷載q在懸臂梁底部產(chǎn)生的傾覆彎矩M和在頂端產(chǎn)生的水平與建筑高度H有如下關(guān)系：水平荷載成為決定因素（強度設(shè)計） 在低層建筑中，一般是以重力為代表的豎向荷載空著這結(jié)構(gòu)設(shè)計， 在高層建筑中， 盡管豎向荷載仍對結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生重要影響，但水平荷載卻往往起著決定性設(shè)計。 一方面， 豎向荷載造成的結(jié)構(gòu)應(yīng)力與高度是的一次方成正比，而水平荷載造成的結(jié)構(gòu)應(yīng)力與高度二次方成正比，說明水平荷載的作用遠大于豎向荷載

2、。 另一方面，對高度一定的建筑物來說，豎向荷載基本是定值，而水平荷載收到風和地震的作用，數(shù)值隨高層建筑結(jié)構(gòu)動力學特征會有較大幅度的變化，因此，水平荷載的作用更為突出。側(cè)移成為控制指標（剛度設(shè)計） 高層建筑在水平荷載作用下，結(jié)構(gòu)側(cè)向變形迅速增大，并且與建筑高度四次剛成正比。因此在設(shè)計時，需要使建筑物在水平荷載作用下側(cè)移控制在某一限度內(nèi)。 側(cè)移與高層建筑的關(guān)系： 1，過大的側(cè)向變形會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的附加內(nèi)力，且與位移成正比，形成惡性循環(huán)，加速建筑物倒塌。 2，過大的側(cè)向變形會導致結(jié)構(gòu)性的損壞或裂縫， 從而危及結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性。 3過大的側(cè)向變形會使隔墻，圍護結(jié)構(gòu)， 幕墻， 電梯等各種失眠出現(xiàn)

3、破壞。 4過大的側(cè)向變形會影響人的正常工作與生活。結(jié)構(gòu)延性設(shè)計是重要設(shè)計指標（延性設(shè)計） 高層建筑抗震設(shè)計要做到“小震不壞，大震不倒”的標準。 為了達到這方面要求，必須在使結(jié)構(gòu)在強震作用下構(gòu)件進入屈服階段后， 依然有很高的塑性變形能力。結(jié)構(gòu)的塑性變形能力稱為結(jié)構(gòu)的延性。 為了使結(jié)構(gòu)具有較好延性， 需要從結(jié)構(gòu)材料，結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)總體布置，構(gòu)建設(shè)計，節(jié)點連接構(gòu)造等方面采取恰當?shù)拇胧?。高層建筑結(jié)構(gòu)平面布置原則在滿足功能前提下，結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)簡單，規(guī)則，對齊，對稱 ，力求平面剛度中心與質(zhì)量中心重合，減量減少兩者之間距離。宜采用方形，矩形，圓形，Y形和三角形等。對防震有要求的高層建筑， 平面長寬宜控制在

4、一定范圍內(nèi)，避免兩端受到不同地震作用運動產(chǎn)生復雜應(yīng)力變化。同時， 平面中突出部位的長寬也需控制，并在凹角處采用加強措施，同時避免在拐角位置布置樓梯間和電梯間。豎向結(jié)構(gòu)布置建筑的豎向體型應(yīng)力球規(guī)則， 均勻和連續(xù)。結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度沿豎向均勻變化，由下至上逐漸減小，不發(fā)生突變，減量避免夾層， 錯層，抽住以及過大的外挑和內(nèi)收情況。階梯造型的建筑對抗震最有利， 但應(yīng)當滿足下面比例。此類建筑立面尺寸變化率b/B0.75.在混凝土高層建筑中當下面收進時，立面尺寸變化率 b/B0.9，且水平外調(diào)尺寸不宜大于4m.高寬比的限制建筑的高寬比是指建筑總高度與建筑平面寬度的比值，它的數(shù)值大小和建筑的抗震性能密切相關(guān)，如

5、果高寬比過大， 表明結(jié)構(gòu)比較柔軟，在水平力的作用下側(cè)移較大，結(jié)構(gòu)的抗傾覆能力也越差。A級高度是根據(jù)抗震設(shè)防烈度以及建筑的結(jié)構(gòu)形式給出的一個高度限制。B級高度建筑的尺寸限值、抗震等級和抗震措施都比A級高度要更加嚴格。高層建筑裙房設(shè)計 裙房與主體建筑的常見組合關(guān)系 1，基座式裙房 2，毗鄰式裙房 3.分離式裙房裙房總平面布局要求 裙房是高層建筑中與城市環(huán)境結(jié)合最緊密部分，也是各種不同性質(zhì)的流線聚集與分散的主要場所。裙房在設(shè)計中除了考慮與高層主體建筑內(nèi)部功能特點與流線外，更重要的是分析與城市環(huán)境與基地內(nèi)部的關(guān)系。應(yīng)遵循以下設(shè)計原則 1，符合城市規(guī)劃要求 2，交通路線順暢 3，合理安排出入口 4，設(shè)置

6、地上停車位 5，安排過渡空間 6，滿足防火要求 地下車庫的特點地下車庫的必要性 隨著高層建筑向地面上空不斷發(fā)展，從建筑結(jié)構(gòu)安全考慮，建筑物埋入地下的深度也隨之加大，地下室的深度和層數(shù)也進一步增加。高層地下室在滿足結(jié)構(gòu)要求的同時，也為高層建筑的某些功能提供了足夠的空間。設(shè)計中往往將汽車庫及各類設(shè)備用房安排在地下層中。 隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城市小轎車的數(shù)量劇增，而且相對集中于大城市，由此而帶來的停車壓力明顯增加。為解決這個日益突出的問題，建設(shè)部和各地城市規(guī)劃管理部門都對新建、改建樓宇提出了相應(yīng)的停車量要求和指標，不同的使用功能有不同的停車位要求。 而高層建筑寶貴和高價的基地地面面積是不能滿足大規(guī)模

7、停車要求的。因此在高層建筑功能布局中，大多將車庫置于地下層。裙房地地上停車位設(shè)計要求1，保證一定量的停車數(shù)量和面積。2，停車場在視覺上應(yīng)該有一定的隱蔽性，并結(jié)合綠化設(shè)計。3，停車場與步行系統(tǒng)，垂直交通的聯(lián)系應(yīng)方便，相互距離盡可能縮短，且有一定的可視性或明確導向。4，停車場的位置不能對消防撲救形成障礙。 裙房防火要求1，高層建筑的底邊至少有一個長邊或周邊長度的1/4且不小于一個場邊的長度，不應(yīng)布置高度大于5m,進深大于4m的裙房，且在此范圍內(nèi)必須設(shè)置有直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口。2，高層建筑之間及高層建筑與其他民用建筑的防火間距， 應(yīng)滿足下表。3，高層建筑的周圍應(yīng)設(shè)置環(huán)形車道。當有困難時，

8、可沿高層建筑的兩個長邊設(shè)置消防車道， 寬度應(yīng)4m，距離高層建筑外墻宜5m,消防車道上空4m范圍內(nèi)不應(yīng)有障礙物。4，當高層建筑沿街程度超過150m，或總長度超過200,應(yīng)在適中位置設(shè)置穿過高層建筑的消防車道， 且凈高與凈寬應(yīng)4m。5高層建筑應(yīng)設(shè)置連通街道和內(nèi)院的人行道， 通常之間距離不80m，人行道也可利用前，后穿通的樓梯間。6，高層建筑的內(nèi)院或天井，當其短邊長度超過120m， 宜設(shè)進入內(nèi)院或天井的消防車道。地下車庫的防火設(shè)計地下車庫火災(zāi)特點危害比在地面上要大得多研究表明，在火災(zāi)中造成人員傷亡的主要因素是濃煙和與煙同時發(fā)生的有毒氣體。而地下車庫屬密閉空間，因此濃煙所造成的危害就更為明顯，一方面車

9、庫內(nèi)一些輕質(zhì)材料及防水材料等可燃物在助燃空氣不足時燃燒，將大量發(fā)煙，并伴生有毒氣體。另一方面，由于缺乏自然通風，使煙迅速達到一定濃度，短時間即可對人員造成極大的生命威脅。疏散與消防更為困難因空間大而封閉性強，人的方向感很差，在慌亂的情況下很容易迷路，火災(zāi)發(fā)生后的混亂程度比地面上更嚴重，且規(guī)模越大，危險性越大。同時，火勢蔓延的方向和煙的流動方向與人員撤離走向一致，都是自下而上，火與煙的擴散速度如果大于人員的疏散速度，就十分危險。消防撲救線路單一，只能自上而下，撲救線路與火勢又相沖突，煙和熱氣流匯集在出入口。這些不利因素給消防人員進入地下滅火造成很大困難。綜上分析，地下車庫防火的關(guān)鍵是遵循防患于未

10、“燃”，立足于“自救”的原則，做到“預防為主，防消結(jié)合”。 地下車庫設(shè)計地下車庫通道寬度地下車庫的通道寬度和車輛停放方式有關(guān)。停放方式是指車輛在車位上停放后，車的縱向軸線與行車通道中心線所成的角度，一般有0度（即平行停車）、30度、45度、60度（即斜角停車）、90。（即垂直停車）等。地下車庫停車方式平行停車方式車輛進、出車位更方便、安全，但每輛車因進出需要而占用的面積較大，斜角停車時進、出車校方便，所需轉(zhuǎn)彎半徑較小，相應(yīng)通道寬度面積較小，但進、出車只能沿一個固定方向，且停車位前后出現(xiàn)三角形面積，因而每輛車占用的面積較大；垂直停車可以從兩個方向進、出車，停放較方便，在幾個停車方式中所占面積最小

11、，但轉(zhuǎn)彎半徑要求較大，行車通道較寬。綜合幾種停車方式的利弊，在高層建筑大面積、多跨的地下車庫中，應(yīng)多采用垂直停車方式。而平行停車與斜角停車，僅應(yīng)用于柱距較窄的某些跨度內(nèi)。地下車庫坡道設(shè)計坡道類型坡道的類型從基本形式上可分為直線形坡道和曲線形坡道。 在選擇車庫坡道類型時，并沒有固定的模式，由于基地條件的復雜性，往往難于采用單一類型的坡道，常常出現(xiàn)折線形坡道或直線與曲線相結(jié)合等坡道 坡道位置 坡道在地下車庫中的位置基本上有以下三種方式：即坡道在車庫主體建筑之內(nèi)；坡道在車庫主體建筑之外；坡道一部分在車庫內(nèi)，一部分在車庫外。三種情況各有優(yōu)、缺點，實際工程中應(yīng)根據(jù)具體情況靈活處理。 汽車坡道剖面設(shè)計當坡

12、道坡度大于10%時，在坡道上下方變坡位置應(yīng)設(shè)置緩坡段。這是因為，當車輛穿過底部變坡點時，由于慣性引起車輛前端或后端擦地；而坡道頂部若不設(shè)緩沖坡，駕駛員視測距離受限，穿越爭坡的變化使加強員與乘客感不到適。因此，坡道應(yīng)逐步渡到較平的樓板面。緩坡段的坡度為坡道坡度的1/2，直線坡道緩坡段水平長度不應(yīng)小于3.6m，曲線坡道不應(yīng)小于2.4m。地下車庫柱網(wǎng)選擇地下車庫柱網(wǎng)選擇主要應(yīng)滿足停車和行車的各種技術(shù)要求，兼顧結(jié)構(gòu)合理，并考慮與上部建筑柱網(wǎng)的統(tǒng)一。設(shè)計中主要考慮以下因素：（一）停放車輛有關(guān)數(shù)據(jù)柱網(wǎng)選擇必須考慮地下車庫內(nèi)停放車輛類型，不同車型由于輪廊尺寸不同采用的柱網(wǎng)也不同，小型車設(shè)計車型外廓尺寸為4.

13、8x1.8x2.1。此外，為了滿足駕駛員開門進、出需要及防火槍救要求，汽車與汽車、墻、柱等凈距也應(yīng)符合規(guī)定。（二）經(jīng)濟合理性在相同的車庫面積中柱越多，減少的停車位越多，若兩柱間由停2輛車改為停3輛車時，由于柱距加大，柱子減少，可以多停約5%的車，即每停20輛車可增加1輛車的面積。故當車庫規(guī)模較大時，應(yīng)按每柱距間停放3輛車考慮。與上部建筑柱網(wǎng)尺寸統(tǒng)一協(xié)調(diào)高層建筑依功能或?qū)訑?shù)不同分為三類柱網(wǎng)，即塔樓柱網(wǎng)、裙房柱網(wǎng)、地下車庫柱網(wǎng)。塔樓柱網(wǎng)應(yīng)在這三類柱網(wǎng)中占統(tǒng)帥地位，地下車庫柱網(wǎng)應(yīng)服從塔樓柱并與之統(tǒng)一；在允許的情況下，塔樓柱網(wǎng)選擇也應(yīng)考慮地下車庫的需求，而裙房柱網(wǎng)則應(yīng)與上述二者相協(xié)調(diào)統(tǒng)一；柱網(wǎng)布置應(yīng)盡量規(guī)整，結(jié)構(gòu)合理，有利于充分利用空間。當塔樓柱距過小而難以與地下車庫柱網(wǎng)協(xié)調(diào)時，由于塔樓面積一般只占地下車庫面積的小部分，因此，地下車庫與裙房在塔樓面積外的柱網(wǎng)則