结构整体抗倾覆验算高层建筑结构整体倾覆验算的探讨.doc

结构整体抗倾覆验算 高层建筑结构整体倾覆验算的探讨
摘要:本文简要介绍高层建筑结构的空间工作原理，着重介绍其设计构思、计算分析方法，论证其可行性, 讨论了影响整体倾覆验算的几个主要因素，为今后类似高层建筑结构设计提供参考和借鉴。
关键词:高层建筑; 倾覆力矩; 高宽比; 零应力区控制
中图分类号:TU973+.2
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2008)06-0125-02
1前言
当高层建筑高度比较大，水平风荷载或地震作用较大，地基刚度较弱时，建筑结构的整体倾覆验算十分重要，直接关
1
系到整体结构安全度的控制。对结构整体倾覆稳定性的控制，避免建筑物在地震时发生倾覆。
2倾覆力矩与抗倾覆力矩的计算
假定倾覆力矩计算作用面为基础底面, 倾覆力矩计算的作用力应为水平地震作用或水平风荷载标准值，则倾覆力矩为:Mov=Vo(2H/3+C)
式中MOV――倾覆力矩标准值
H――建筑物地面以上高度，即房屋高度
C――地下室埋深
VO――总水平力标准值
抗倾覆力矩计算点假设为基础外边缘点，抗倾覆力矩计算作用力为总重力荷载代表值，则抗倾覆力矩为:MR=GB/2
式中MR ――抗倾覆力矩标准值
G――上部及地下室基础总重力荷载代表值
B――基础地下室底面宽度
3整体抗倾覆的控制――基础底面零应力区控制(图1~图4)
设总重力荷载中心与基础底面形心重合，基础底面反力呈
2
线性分布，水平地震或风荷载与竖向荷载共同作用下基底反力的合力点到基础中心的距离为e0，零应力区长度为B-X，零应力区所占基底面积比例为(B-X)/B，则
可得基础底面零应力区比例与抗倾覆安全度的关系，如表1所列。
在地震作用效应标准组合下，对高层建筑的高宽比大于4的高层建筑，基础底面不应出现拉应力(零应力区面积为0)。对高宽比不大于4的高层建筑，基础底面零应力区面积不应大于基础底面面积的15%。
大量的工程经验说明:只要高宽比在规范允许的范围内，其整体稳定性总是满足的，但设计时，对于高宽比超限的结构要特别注意。对结构的整体稳定的调整，当整体稳定不满足要求时，必须调整结构方案，减少结构的高宽比。
4对于高层建筑结构设计，主要需从以下几个方面对结构整体倾覆进行控制
:主要为控制结构竖向规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响，对高层建筑尤其是高宽比大于4的高层建筑的整体抗倾覆提出了更严格的要求，以减小和控制水平荷载作用下地基转动变形，避免因此产生过大P-
3
?效应，造成结构破坏。楼层层间位移与层高之比的限值，根据结构类型对?μ/h限值，框架:1/550框架-剪力墙、框架-核力筒、板柱-剪力墙:1/800，筒中筒、剪力墙:1/1000框支层:1/1000，多(高)层钢结构:1/300(1/250)。
:主要为控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆;以上计算的假定是基础及地基均具有足够刚度，基底反力呈线性分布，重力合力与基底形心基本重合(一般要求偏心距?B/60)。如为基岩，地基足够刚，MR/MOV要求可适当减小放松，如为中软土地基，MR/