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2012年一級結(jié)構(gòu)工程師高層建筑結(jié)構(gòu) 方案設(shè)計匯總

1.2 高層建筑結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)的特點

1.2.1 高層建筑結(jié)構(gòu)的受力特點

建筑結(jié)構(gòu)所受的外力(作用)主要來自垂直方向和水平方向。在低、多層建筑中，由于結(jié)構(gòu)高度低、平面尺寸較大，其高寬比很小，而結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載和地震作用也很小，故結(jié)構(gòu)以抵抗豎向荷載為主。也就是說，豎向荷載往往是結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要控制因素。

建筑結(jié)構(gòu)的這種受力特點隨著高度的增大而逐漸發(fā)生變化。

在高層建筑中，首先，在豎向荷載作用下，由圖1.2.1-1所示的框架可知，各樓層豎向荷載所產(chǎn)生的框架柱軸力為：

邊柱 N=wlH/2h

中柱 N=wlH/h

即框架柱的軸力和建筑結(jié)構(gòu)的層數(shù)成正比;邊柱軸力較中柱小，基本上與其受荷面積成正比。就是說，由各樓層豎向荷載所產(chǎn)生的累積效應(yīng)很大，建筑物層數(shù)越多，底層柱軸力越大;頂、底層柱軸力差異越大;中柱、邊柱軸力差異也越大。

其次，在水平荷載作用下，作為整體受力分析，如果將高層建筑結(jié)構(gòu)簡化為一根豎向懸臂梁，那么由圖1.2.1-2、圖1.2.1-3所示其底部產(chǎn)生的傾復(fù)彎矩為：

水平均布荷載 Mmax=qH2/2

倒三角形水平荷載 Mmax= Qh3/3

即結(jié)構(gòu)底部產(chǎn)生的傾復(fù)彎矩與樓層總高度的平方成正比。就是說，建筑結(jié)構(gòu)的高度越大，由水平作用對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的彎矩就更大，較豎向荷載對結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的累積效應(yīng)增加更快，其產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)力占總結(jié)構(gòu)內(nèi)力的比重越大，從而成為結(jié)構(gòu)強度設(shè)計的主要控制因素。

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