超高層建筑結構設計中的常見幾個關鍵問題

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　　一、結構設計中應注重概念設計，做到重概念，輕精度。做結構設計應從大處著眼，小處著手。

　　概念設計：抗震規范第2.1.9條指出抗震概念設計就是：

　　“根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想，進行建筑和結構的總體布置并確定細部構造的過程”。

　　抗震概念設計就是要把握好結構抗震設計的關鍵問題：

　　(1)把地震及其影響的不確定性和規律性結合起來，設計時應著眼于結構的總體反應;

　　(2)依據結構破壞機制和破壞過程，靈活運用抗震設計準則;

　　(3)從一開始就全面合理地把握好結構設計的本質問題(如把握好總體布置、結構體系、承載能力（詞條“承載能力”由行業大百科提供）與剛度分布、結構延性等);

　　(4)顧及關鍵部位的細節，力求消除結構中的薄弱環節(或對關鍵部位制定明確的抗震性能目標);

　　(5)從根本上保證結構的抗震性能。

　　做結構設計不應當怕出現超出結構規范規定的問題，而是要找出結構的問題所在，有針對性的解決問題，找出解決措施。

　　二、結構設計圍繞“三個公式一個圈”而進行。

　　公式一：F=kx

　　公式二：F=ma

　　公式三：S≤R

　　三、剪力墻是一切復雜的根源。目前的結構分析軟件情況下，對于空間桿元結構的分析，得出的結論基本上一致。但是對于剪力墻采用計算模型的不同，產生的差異較大，有墻元模型、殼元模型及膜元模型。

　　其它：

　　1.考慮剛性樓板假定的原因，是基于同一種條件下對結構指標的判斷。是基于層模型的分析判斷。主要為整體控制指標的計算時采用，如層間位移角、扭轉位移比、周期比、結構底部抗傾覆力矩計算、結構剪重比計算、結構的剛重比計算等。

　　不考慮剛性樓板假定的工況：結構構件的分析計算，即梁、板、柱、墻。

　　2.周期比的判斷，應采用剛性樓板假定，對不符合剛性樓板假定的結構，扭轉周期比的判別將無實質意義。

　　3.位移比(扭轉位移比)的判斷，采用剛性樓板假定，應取單向地震作用的、按規定水平力計算的;并且考慮偶然偏心。

　　4.位移角：結構樓層位移和層間位移控制值驗算，采用CQC效應組合，且可不考慮偶然偏心的影響。

　　5.地震作用計算：單向地震時，應考慮偶然偏心，緣于結構實際剛度和質量分布相對于計算假定值得偏差，實際地震時存在地面扭轉分量，結構彈塑性反應時抗側力剛度退化程度的不同。采用考慮偶然偏心的方法是簡便實用的方法。

　　6.雙向地震：《抗規》5.1.1條：質量與剛度分布明顯不對稱的結構,應計入雙向水平地震作用下的扭轉影響。扭轉位移比大于1.2，可認為質量和剛度處于明顯不對稱狀態。規范對雙向地震的計算是對x方向地震和y方向地震(均不考慮偶然偏心)的再組合。但是和單向地震作用結果不同，單向地震作用考慮偶然偏心(EXM、EYM或EXP、EYP)。

　　7.重力荷載代表值屋面活荷載是否計入的問題：對于不上人屋面可不計入。對于上人屋面，應計入;因為實際工程中屋面具有較強的使用功能。

　　8.最小剪重比：對于長周期結構，同烈度時場地條件好的結構不容易滿足，存在一定問題。目前存在兩種爭議，最小剪重比和剛度都需要滿足規范的要求，以及在滿足剛度要求的情況下可以不需要滿足最小剪重比的要求。大多數結構處于速度控制段，按規范的方法過于計算復雜，可直接按照加速度控制段的調整方法計算。偏于安全。

　　9.樓梯間的問題，按照平法圖集底端滑動的做法有以下方面的問題存在：a，時間長以后滑動支座（詞條“支座”由行業大百科提供）是否還能滑動;b，梯板下端滑動后對結構產生如何新的影響;c，框架柱被樓梯平臺分割成短柱的問題仍然存在。建議采用樓梯間梯柱為框架柱，沿著樓梯建周邊設置暗梁。并且梯柱按抗震要求進行抗震等級構造措施。在模型中建立樓梯進行計算是下策。

　　10.強柱弱梁：實際地震中難以實現強柱弱梁破壞。主要原因是彈性模型加大了梁端負彎矩;裂縫計算時，內力取值位置與實際位置不統一，導致裂縫過大，從而加大了配筋;梁底部配筋加大過多;現澆樓板對梁端實際承載能力的影響。設計中宜：考慮塑性內力重分布，設置梁凈跨單元;正確區分梁跨中配筋和梁端底筋配筋要求的不同性。當梁底多排鋼筋時，第二排可在柱截面外截斷。

　　11.剛性樓板假定：剛性樓板假定和強制剛性樓板假定不同。

　　剛性樓板假定：平面內無限剛，片面外剛度為零。板的自由度為3個。

　　強制剛性樓板假定：不區分剛性板、彈性板或獨立的彈性節點，位于一個樓層時，均強制從屬一個剛性板。

　　注意：對于復雜結構，如不規則坡屋頂、體育館看臺、工業廠房，或者柱、墻不在同一標高(躍層柱)，或者沒有樓板等情況，如果采用強制剛性樓板假定，結構分析會嚴重失真(即計算出的結果不具有參考意義)。對這類結構可以查看位移(詳細輸出)，或觀察結構的動態變形圖，考察結構的扭轉效應。

　　對于錯層或帶夾層的結構，總是有大量的躍層柱，如采用剛性樓板假定，所有躍層柱都將受到約束，造成計算結果失真。(從實踐看，位移角不滿足1/550的不一定實際不滿足)。

　　建議：對于廠房結構不采用剛性樓板假定，而是根據計算出的最大位移角的數值和樓層層高進行判斷。

　　12.屋面板溫度筋:雙層雙向設置。梁構造鋼筋,改為抗扭鋼筋。【完】