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什么是高層建筑
高層建筑指的是建筑高度大于27米的住宅和建筑高度大于24m的非單層廠(chǎng)房、倉庫和其他民用建筑。下面一起詳細了解一下什么是高層建筑!
1、高層建筑的定義:
通常以建筑的高度和層數兩個(gè)指標來(lái)判定,但世界范圍內目前還沒(méi)有一個(gè)統一的劃分標準。
1)國外:
(1)美國規定:高度為22~25m以上或7層以上建筑為高層建筑;
(2)英國規定:高度為24.3m以上的建筑為高層建筑;
(3)日本規定:8層以上或高度超過(guò)31m的建筑為高層建筑。
2)我國:
(1)《高層民用建筑設計規范》GB50045-95 和《高層民用建筑設計防火規范》 GBJ50016-2014和 規定: ≥10層的居住建筑(包括首層設置商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的住宅)或≥24m的公共建筑。
(2)《高層建筑混凝土結構技術(shù)規程》(JGJ3-2002)規定:≥10層 或 ≥28m;(本文章內容的依據)
2、高層建筑的意義:
1)節地,占地面積少
在相同的建設場(chǎng)地中,建造高層建筑可以獲得更多的建筑面積,這樣可以部分解決城市用地緊張和地價(jià)高漲問(wèn)題。 9-10層的建筑比5層的節約用地23%-28%,16-17層的建筑比5層的節約用地32%-49%。
2)有效利用空間資源
在建筑面積與建設場(chǎng)地面積相同比值的情況下,建造高層建筑比多層建筑能夠提供更多的空閑地面,將這些空閑地面用作綠化和休息場(chǎng)地,有利于美化環(huán)境。
3)節省城市建設和管理的投資
高層建筑向高空延伸,可以縮小城市的平面規模,縮短城市道路和各種公共管線(xiàn)的長(cháng)度,從而節省城市建設和管理的投資
4)在設備完善的情況下,垂直交通比水平交通方便。在建筑群布局上,高低相間,點(diǎn)面結合,可以改善城市面貌,豐富城市藝術(shù)。
3、高層建筑結構的設計要點(diǎn)
1、水平荷載成為設計的決定性因素:
1)豎向荷載產(chǎn)生軸向壓力與結構高度的一次方成正比;
2)水平荷載產(chǎn)生的傾覆力矩與高度的二次方成正比。
2、側移成為設計的控制指標:
1)結構頂點(diǎn)的側移 ut與結構高度 H 的四次方成正比;
2)結構的側移與結構的使用功能和安全有著(zhù)密切的關(guān)系; 過(guò)大側移會(huì )使人產(chǎn)生不安全感;使填充墻和主體結構出現裂縫或損壞,影響正常使用;因P-△效應而使結構產(chǎn)生的附加內力,甚至破壞。
3)必須選擇可靠的抗側力結構體系,使結構不僅具有較大的承載力,而且還應具有較大的側向剛度。
3、軸向變形的影響在設計中不容忽視
1)豎向荷載產(chǎn)生的結構軸向變形對其內力及變形的影響;
2)對預制構件的下料長(cháng)度和樓面標高會(huì )產(chǎn)生較大的影響;
Houston 75層的某商業(yè)大廈,采用剪力墻和鋼柱混合體系,由于鋼柱負荷面積大,其底層鋼柱壓縮變形比墻多260mm。
3)水平荷載產(chǎn)生的結構軸向變形對其內力及側移的影響
水平荷載作用下,使豎向結構體系一側構件產(chǎn)生軸向壓縮,另一側構件產(chǎn)生軸向拉伸,從而產(chǎn)生整體水平側移。
由表可知,結構層數越高,軸向變形所產(chǎn)生的影響越大。
4、延性成為結構設計的重要指標
1)延性表示構件和結構屈服后,具有承載能力不降低、具有足夠塑性變形能力的一種性能。
2)延性系數μ:用來(lái)衡量延性的大小。
3)結構的抗震性能決于其“能量吸收與耗散”能力的大小,即決于結構延性的大小。
4)為了保證結構具有較好的抗震性能,除承載力、剛度外,還需要有較好的延性?赏ㄟ^(guò)加強結構抗震概念設計,采取恰當的抗震構造措施來(lái)保證。
5、結構材料用量顯著(zhù)增加
1)對于高層建筑結構,隨高度增大,材料用量增大較多。
2)特別是水平荷載對材料用量影響較大。
3)結構方案對材料用量影響很大,水平力作用下對結構進(jìn)行優(yōu)化設計至關(guān)重要。
如筒體結構可使結構用鋼量大幅度減小,高381m的帝國大廈,采用平面框架結構體系,用鋼量為206kg/㎡,采用筒體結構,高344m的約翰.漢考克大廈用鋼量?jì)H為146kg/㎡,高443m的西爾斯大廈用鋼量?jì)H為161kg/㎡。
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