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高層鋼結(jié)構(gòu)平面形狀的抗風(fēng)設(shè)計(jì)
2020-07-20 09:17 高層鋼結(jié)構(gòu) 華邦建設(shè)
一、對稱平面
1、大風(fēng)作用下，高層鋼結(jié)構(gòu)的順風(fēng)向或橫風(fēng)向振動(dòng)加速度超過某一量值時(shí)，在室內(nèi)工作和生活的人員就會(huì)因高層鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)列搖晃而產(chǎn)生頭暈等不適感。即使僅僅發(fā)生輕微的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，也會(huì)使人員感受到高層鋼結(jié)構(gòu)振動(dòng)加劇很多。
2、高層鋼結(jié)構(gòu)的高度一般在100米以上，風(fēng)荷載量值和風(fēng)振效應(yīng)都很大。為了盡量減小結(jié)構(gòu)側(cè)移、風(fēng)振加速度及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)不良影響,高層鋼結(jié)構(gòu)的平面可以采用雙軸對稱的平面形狀,側(cè)如,方形、圓形、正六邊形、正八邊形、矩形、橢圓形。
3、高層鋼結(jié)構(gòu)的平面宜簡單、規(guī)則,以減小高層鋼結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載體型系數(shù)。
4、平面形狀不規(guī)則、不對稱的高層鋼結(jié)構(gòu),風(fēng)荷載作用下將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。
5、進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置時(shí),需要結(jié)合高層鋼結(jié)構(gòu)的平面、立面形狀,使各層的抗推剛度(側(cè)移剛度)中心與風(fēng)荷載合力中心接近重合,并位于同一豎直線上,以避免高層鋼結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。
二、流線型平面
1、高層鋼結(jié)構(gòu)的平面形狀采用流線型平面形狀,可以顯著減小高層鋼結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載效應(yīng)。
2、流線型平面的風(fēng)載體形系數(shù)要比帶棱角平面的系數(shù)小得多。
3、風(fēng)荷載作用下的高層鋼結(jié)構(gòu),往往因橫風(fēng)向振動(dòng)加速度超過某一量值,面使大樓的人員感到不舒適。
采用方形、矩形等帶棱角平面的高層鋼結(jié)構(gòu),當(dāng)風(fēng)速的沖角a發(fā)生改變時(shí),還會(huì)引起高層鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生橫風(fēng)向馳振,從而增大高層鋼結(jié)構(gòu)的橫風(fēng)向振動(dòng)加速度,加劇人員的不適感。
采用圓形平面的高層鋼結(jié)構(gòu),由于高層鋼結(jié)構(gòu)的平面具有對稱性,當(dāng)風(fēng)速的沖角a發(fā)生任何改變時(shí),都不會(huì)引起側(cè)力的變化,因此也就不會(huì)引發(fā)馳振現(xiàn)象。
三、帶切角平面
1、十字形、正六邊形、正八邊形平面的風(fēng)載體形系數(shù),都比方形和矩形平面要小。然而,實(shí)際工程中,高層鋼結(jié)構(gòu)仍是以采用方形、矩形平面居多。從減小風(fēng)載體形系數(shù)的角度出發(fā),對方形或矩形平面進(jìn)行切角處理,也能取得一定的效果。
2、對于采用框筒或框筒束結(jié)構(gòu)體系的高層鋼結(jié)構(gòu),將其方形或矩形平面進(jìn)行切角處理,還可減小風(fēng)荷載下的角柱峰值應(yīng)力。
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