鋼構高層平面形狀的抗風設計
一、對稱平面
1、大風作用下,鋼構高層的順風向或橫風向振動加速度超過某一量值時,在室內工作和生活的人員就會因鋼構高層的強列搖晃而產生頭暈等不適感。即使僅僅發生輕微的扭轉振動,也會使人員感受到鋼構高層振動加劇很多。
2、鋼構高層的高度一般在100米以上,風荷載量值和風振效應都很大。為了盡量減小結構側移、風振加速度及扭轉振動不良影響,鋼構高層的平面可以采用雙軸對稱的平面形狀,側如,方形、圓形、正六邊形、正八邊形、矩形、橢圓形。
3、鋼構高層的平面宜簡單、規則,以減小鋼構高層的風荷載體型系數。
4、平面形狀不規則、不對稱的鋼構高層,風荷載作用下將產生扭轉振動。
5、進行結構布置時,需要結合鋼構高層的平面、立面形狀,使各層的抗推剛度(側移剛度)中心與風荷載合力中心接近重合,并位于同一豎直線上,以避免鋼構高層的扭轉振動。
(鋼構高層的平面)
二、流線型平面
1、鋼構高層的平面采用流線型平面形狀,可以顯著減小鋼構高層的風荷載效應。
2、流線型平面的風載體形系數要比帶棱角平面的系數小得多。
3、風荷載作用下的鋼構高層,往往因橫風向振動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鋼構高層,當風速的沖角a發生改變時,還會引起鋼構高層發生橫風向馳振,從而增大鋼構高層的橫風向振動加速度,加劇人員的不適感。
采用圓形平面的鋼構高層,由于鋼構高層的平面具有對稱性,當風速的沖角a發生任何改變時,都不會引起側力的變化,因此也就不會引發馳振現象。
三、帶切角平面
1、十字形、正六邊形、正八邊形平面的風載體形系數,都比方形和矩形平面要小。然而,實際工程中,鋼構高層仍是以采用方形、矩形平面居多。從減小風載體形系數的角度出發,對方形或矩形平面進行切角處理,也能取得一定的效果。
2、對于采用框筒或框筒束結構體系的鋼構高層,將其方形或矩形平面進行切角處理,還可減小風荷載下的角柱峰值應力。
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