超高层建筑结构设计的几个关键

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侧向位移下的刚度问题及对策

超高层建筑类似于悬臂柱,弯矩和高度是平方关系,顶点位移和高度是四次方关系,具体如下图所示。高层建筑结构很关键的问题就是在侧向位移下的刚度问题。

     

1.1

减小荷载

高层建筑结构的横向荷载包含风荷载和地震作用,地震作用是倒三角形分布,风荷载也是类似的。因此可以根据水平荷载的分布规律来减小荷载。

 

如下图所示这种内收的结构,风荷载体型系数越往上越小,能使得底部的倾覆力矩减小。另外这种收进的立面非对称布置的结构,对于横风向的共振带来极大的改善。

1.2

增加刚度

同样的材料,怎么能在结构中更有效呢?就是让材料分布在外围。如下图案例的上海中心,设置环桁架和腰桁架,通过大柱子把外框架形成一个巨型框架,增强了刚度,实质上就是把材料分布在外围。

 

 

 


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