高層建筑的抗風(fēng)設(shè)計總結(jié)

來源：建筑設(shè)計 瀏覽：- 發(fā)布日期：2018-10-17 11:29:23

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國出現(xiàn)了大量高層建筑，超高層建筑，成為城市空間中一道獨(dú)特的風(fēng)景。隨著建筑層數(shù)的增加，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師提出了更高的要求，其結(jié)構(gòu)類型和功能也更加趨向于多樣化、復(fù)雜化，高層建筑的抗風(fēng)設(shè)計成為不得不考慮的問題。

1、高層建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)的一般設(shè)計原則

可選擇合理的結(jié)構(gòu)體系和建筑外形，既要保證結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，能可靠地承受風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力，又要具有足夠的剛度，可控制高層建筑在水平荷載作用下的位移。盡量采用對稱平面形狀及對稱結(jié)構(gòu)布置，減少風(fēng)力偏心產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)影響，采用較大的剛度可以減少風(fēng)振的影響，圓形、正多邊形平面可以減少風(fēng)壓的數(shù)值，外墻、女兒墻、玻璃、其它圍護(hù)構(gòu)件必須有足夠的強(qiáng)度并與主體結(jié)構(gòu)可靠地連接，防止局部破壞。

2、高層建筑結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的破壞形式

1）層間位移引起非承重隔墻開裂。

2）局部風(fēng)壓過大引起裝飾物、玻璃、圍護(hù)結(jié)構(gòu)破壞。

3）主體結(jié)構(gòu)開裂或者損壞，比如位移過大引起框架、承重墻裂縫或結(jié)構(gòu)主筋屈服。

4）長期的風(fēng)致振動引起結(jié)構(gòu)疲勞，導(dǎo)致破壞。

5）建筑物的頻繁、大幅度擺動使居住者感到不適等。

3、高層建筑抗風(fēng)設(shè)計的主要研究內(nèi)容

1）風(fēng)荷載的計算

根據(jù)GB50068-2001《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》，對荷載統(tǒng)計采用50年設(shè)計基準(zhǔn)期，并且用平穩(wěn)二項(xiàng)隨機(jī)過程來描述荷載的隨機(jī)過程。氣流遇到建筑物時，在建筑物表面上產(chǎn)生壓力或者吸力，即形成風(fēng)荷載，其大小主要與近地風(fēng)的性質(zhì)、風(fēng)向、風(fēng)速有關(guān)，也與建筑物的高度、形狀、地表面狀況有關(guān)。根據(jù)新規(guī)范進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)計算時，風(fēng)荷載作用面積應(yīng)取垂直于風(fēng)向的最大投影面積。

2）需要研究風(fēng)荷載作用下高層建筑的震動速度、振幅、加速度控制。

3）高層建筑的水平位移指標(biāo)

根據(jù)現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，對于高層建筑結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的變形響應(yīng)，主要作以下兩方面的限制：

① 限制結(jié)構(gòu)的頂端水平位移u與總高度H的比值(u/H)，目的是控制結(jié)構(gòu)的總變形量。

② 限制相鄰兩層樓蓋間的相對水平位移Δh與層高h(yuǎn)的比值(Δu/h)，一般Δu/h在結(jié)構(gòu)的各層中具有不同的比值，且往往Δu/h要超過u/H的限值。限制Δu/h目的是防止填充墻、裝飾部件的損壞，避免電梯軌道和管道等設(shè)施產(chǎn)生過大的變形。

高層建筑結(jié)構(gòu)的變形控制對于控制風(fēng)振側(cè)移是很重要的，結(jié)構(gòu)側(cè)移尤其是層間側(cè)移，是決定建筑物破壞程度的關(guān)鍵因素，因此能否將側(cè)移控制在設(shè)計允許的限度內(nèi)，是檢驗(yàn)抗側(cè)力體系有效性的重要指標(biāo)，是在做高層建筑抗風(fēng)設(shè)計時需要重點(diǎn)考慮的。