多高层房屋结构设计

多高层房屋结构设计
多高层房屋结构设计

多高层房屋结构设计

结构理论和建筑技术不断得到提高,结构形式也开始趋于多样化发展,其表现形式也是多种多样,但是也随之出现了很多房屋结构设计方面的问题。房屋结构设计就是结构设计人员对所要施工的房屋建筑的表达。本文针对多高层结构设计的内容和基本方法,以及在建筑结构设计中需要注意的问题进行探讨,希望对结构设计者在进行具体结构设计中,能够具备扎实的理论知识,灵活创新的思维和认真负责的工作态度,并密切配合相关专业进行设计。

标签:房屋结构;结构设计;安全问题

结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的内容。用基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样细部等结构元素来构成建筑物的结构体系,包竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。

1、房屋结构设计方面的原则

1.1 选用适当的计算简图:结构计算式在计算简图的基础上进行的,计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生,所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。

1.2 选择合适的基础方案:基础设计应根据工程地质条件,上部结构类型与载荷分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析,选择经济合理的基础方案,设计时宜最大限度地发挥地基的潜力,必要时应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告,对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下,同一结构单元不宜用两种不同的类型。

1.3 合理选择构方案:一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案,也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确,传力简捷。同一结构单元不宜混用不同结构体系,地震区应力求平面和竖向规则。总而言之,必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、电、水、暖等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时应进行多方案比较,择优选用。

1.4 正确分析计算结果:在结构设计中普遍采用计算机技术,但是由于目前软件种类繁多,不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。在计算机辅助设计时,由于结构实际情况与程序不相符合,或人工输入有误,或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果,因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析,慎重校核,做出合理判断。

1.5 采取相应的构造措施:结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强

高层建筑结构设计简答题

(1.)框筒,筒中筒和束筒结构的布置? a框筒性能以正多边形为最佳,边数越多越好,剪力滞后越不明显,结构的空间作用越大 b筒中筒高宽比不应小于3,宜大于4,适用于高度不宜低于80米 c筒中筒的外框筒宜做成密柱深梁,柱距为1-3米,不宜大于4米,框筒的开洞率不宜大于60% d框筒结构的柱截面宜做成正方形,矩形或T形 e筒中筒的内筒居中,面积不宜太小内筒应贯通建筑物的全高,竖向刚度均匀变化。 f框筒当相邻层的柱不贯通时,应设置转换梁 g.框筒中楼盖高度不宜太大。可做成平板或密肋楼盖。 (3).框架核心筒的布置原则? a核心筒宜贯通建筑物全高,当宽度不宜小于筒体总高的二分之一. b框架核心筒结构的周边逐渐必须设置框架梁,结构平面布置尽可能规则,对称以减小扭转影响 c框架核心筒结构外框构建的界面不宜过小结构总高度不宜过大 d非地震区的抗风设计采用伸臂加强结构对增大侧向侧度是有利的e框架--核心筒的楼盖,选用结构高度小,整体性强,结构自重轻有利于施工楼盖,宜选用现浇梁板式楼板,密肋式楼板以及叠合楼板。 (4).高层建筑主要承受那些作用?

高层建筑结构主要承受竖向荷载,风荷载和地震作用等。竖向荷载包括结构构件自重,楼面活荷载,屋面雪荷载,施工荷载,与多层建筑结构有所不同,高层建筑结构的竖向荷载效应远大于多层建筑结构,水平荷载的影响显著增加,成为其设计的主要因素,同事对高层建筑结构应考虑竖向地震作用,高层建筑结构应考虑温度变化,材料收缩和徐变。地基不均匀沉降等间接作用在结构中产生的效应。 (5).结构承受的风荷载与哪些因素有关? 1基本风压 2风压高度变化系数 3风荷载体型系数 4群体风压体型,单体风压体系,局部风压体型系数 5风振系数。 (6)为什么水平荷载称成为设计的决定因素? 因为竖向荷载在结构的竖向构件中主要产生轴向压力其仅仅与结构高度的一次放成正比,而水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖向构件中所引起的轴力,数值与结构高度的二次方成正比。 (8)高层建筑结构平面布置基本原则? 尽量避免结构扭转和局部应力集中,平面简单规则对称,刚心与质心形心重合。

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间:2016-06-27T14:51:54.553Z 来源:《基层建设》2016年5期作者:隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 摘要:对于普通建筑物的结构抗震设计,目前我国是以小震为设计基础,中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 关键词:中震设计概念;地震影响系数;荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标,但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题: 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定,仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定; 2在中震作用下,规范仅提出“中震可修”的概念设计要求,没有具体的抗震设计方法; 3“中震可修”的技术经济问题:可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步,现在的建筑物体型复杂,结构新颖,超高超限越来越多,因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢? 《抗规》条文说明1.0.1条指出,对大多数结构,可只进行第一阶段设计(即小震下的弹性计算),而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求,但前提是建筑物的体型常规、合理,经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物,在大震下的结构反应和小震完全不同,不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求,须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计,其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时,要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度,即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展,它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡,业主(设计者)可选择所需的性能目标,而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点,设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言,利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现,给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍(αmax=0.23)取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法,第一种按照中震弹性设计,第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点,中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念,两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计,设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数,保留材料、荷载等分项系数,对应地保留了结构的安全度和可靠度,结构仍属于弹性阶段,属正常设计。中震不屈服设计,设计中除了地震内力不作调整,同时也取消了材料、荷载等分项系数,对应地不考虑结构的安全度和可靠度,结构已经处于弹塑性阶段,属承载力极限状态设计,是一种基于性能的设计方法。由此可见,中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计,而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类,以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法,介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数,则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数,屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算:地震信息中抗震等级均为四级;αmax按表3取值;总信息中风荷载不参加计算;勾选地震信息中的按中震(或大震)不屈服做结构设计选项;其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算:主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级:四级;主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数:定义中震反应谱,在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可,β值按表3计算所得;总信息中风荷载不参加计算;主菜单→结果→荷载组合:将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0;主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数:将材料分项系数取为1.0;其它同小震。 3.3.4 ETABS计算:选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级:四级;定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱,地震影响系数最大值αmax取值,其余参数按《抗规》;静荷载工况中不定义风荷载作用;定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ;定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数:二十二层框支剪力墙结构,三层楼面转换,无地下室,首、二层4.5米,标准层3.5米,总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76,长宽比1.22;抗震参数,7 度,第一组,0.10g;场地II类;风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。

高层、超高层建筑及结构体系

高层、超高层建筑的结构体系 摘要:本文简要介绍了高层、超高层建筑的结构体系,并结合“科技研发中心”超高层全钢结构的制作与安装及钢结构主要构件的翻样、下料、制作等各个重要环节的质量控制和材料选用提供一些粗浅的意见。对于支撑体系,消能减震装置不在此文内介绍。 关键词:超高层智能大楼节点域MST组合梁一、概况 高层钢结构建筑在国外已有110多年的历史,1883年最早一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起,到了二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长,以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高,使高层和超高层建筑迅猛发展。钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大,柱子所占的建筑面积比率越来越大,在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑;同时高强度钢材应运而生,在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。 超高层建筑的发展体现了发达国家的建筑科技水平、材

料工业水平和综合技术水平,也是建设部门财力雄厚的象征。

我国的高层与超高层钢结构建筑自改革开放以来已有20年的历史,并在设计和施工中积累了不少经验,已有我国自行编制的《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98。 二、高层及超高层结构体系 对于高层及超高层建筑的划分,建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定,一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑,建筑总高度超过60m为超高层建筑。 对于结构设计来讲,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则,选择相应的结构体系,一般分为六大类:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。 高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构(代号RC)外,还采用型钢混凝土结构(代号SRC),钢管混凝土结构(代号CFS)和全钢结构(代号S或SS)。

多高层钢结构住宅楼毕业设计计算书

多 高 层 钢 结 构 住 宅 方案设计

1、工程概况 1.1工程名称:雅居乐多高层钢结构住宅; 1.2建设地点:东莞市区某地; 1.3工程概况:场地大小为30m×30m,8~12层,建筑总高度不超过40m,室内外高差为0.3m,设计使用年限为50年; 1.4基本风压:0ω=0.8kN/m2,地面粗糙程度为C类; 1.5抗震要求:抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为8度,Ⅱ类场地土,设计地震分组为第一组。 2、场地土层情况 表2-1 场地土层情况 3 3.1建筑布置 3.1.1首层建筑平面图 如下图3-1所示,首层平面设计为大空间的形式,可以用此空间做为店面,即商住两用住宅。中间设计为过道、楼梯和电梯。由过道和墙把首层建筑分开为四个大空间,作为四爿店。由于商业的要求,首层平面将进行比较豪华的装修,例如钢柱将外包为方柱,而墙也做成玻璃幕墙与装饰墙混合的形式。此外,门也将用比较好看的旋转门,以吸引顾客。

图 3-1 首层建筑平面图 3.1.2标准层平面图 如下图3-2所示,标准层平面设计为商品房,以中间两墙为分隔墙,分为四户。朝北两户面积较小,内设一个客厅,四个卧室,两个卫生间,一个厨房,一个阳台(左右侧阳台以一墙分开)。而朝南两户面积较大,内设一个客厅,五个卧室,一个书房,一个厨房,两个卫生间,一个杂物间,一个独立阳台。此外,左右两户为于中间墙对称。

图 3-2 标准层平面图 3.1.3顶层平面图 如下图3-3所示,顶层设计为空旷的天台,外围有1.2m的女儿墙,屋檐外挑500mm。

图3-3 顶层平面图

3.1.4剖面图 图3-4 剖面图1

高层建筑结构设计分析论文

高层建筑结构设计分析论文 1结构分析及设计分析 1.1分析三种重要的体系 1.1.1剪力墙体系 剪力墙结构是利用建筑的内、外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构体系。剪力墙的变形状态和受力特性同剪力墙的开洞情况联系密切,其中依据轧受力特性的不同,单片剪力墙可以分为特殊开洞墙和单肢墙。类型不同的剪力墙,对应的也会有不同的截面应力分布,所以,在对位移和内力进行计算时,也应该对不同的计算和设计方法进行使用,将平面有限元法应用到剪力墙的结构计算中。此种方法能够比较准确地完成计算,能够应用到各类剪力墙之间,然而,也有一定的弊端存在于这种方法中,其有着较多的自由度。所以,在具体的应用时,较为普遍地应用了开洞墙这一类型。 1.1.2筒体结构 筒体结构分为框架—核心筒、筒中筒等结构体系,其中框架—核心筒受力特点为框架主要承受竖向荷载,筒体主要承受水平荷载,变性特点类似于框架剪力墙,但抗侧刚度较大。依据不同的计算机模型处理手段,有三种类型的分析方法:主要为离散化方法、三维空间分析和连续化方法,其中三维空间方法的精确性会更高。 1.1.3框架—剪力墙体系 框架—剪力墙结构,是由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。此种结构位移和内力等计算方法尽管种类较

多,然而,连梁连续化假定方法会经常被使用,在对位移协调条件进行计算时,应该按照框架水平位移和剪力墙转角进行设计,将外荷载和位移的关系用微分方程建立起来。然而,应该考虑需求和因素量会存在的差异,所以,也会有着不同形式的解答方式。 1.2具体的设计与分析 1.2.1合理地确定水平荷载 每一个建筑结构都应该一同承受风产生的水平荷载和垂直荷载,对于抵抗地震的能力也应该具备。高层建筑中,尽管结构设计会较大程度上受到竖向荷载的影响,然而,水平荷载却占据着重大的比重。随着不断增多的高层建筑层数,在高层建筑的结构设计中,水平荷载成为了其中一个重要的影响因素。首先,由于楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中发挥的功能,对应水平荷载会将一定的倾覆作用施加到结构中,并且竖构件中就会出现高层建筑结构的作用力;其次,就高层建筑结构而言,地震作用和竖向荷载,也会跟着建筑结构的动力情况而出现较大的改变。 1.2.2合理地确定侧控 同低层建筑不同,在高层建筑结构设计中,结构侧移已经成为 了其中一个非常重要的影响因素。随着不断增加的楼层数量,结构侧移在水平荷载侧向变形下会逐渐增大。在高层建筑结构进行设计中,不但规定结构要有一定的强度,对于荷载作用带来的内力能够有效的予以承受,同时,还应该确保具备一定的抗侧刚度,确保在某一限度内控制结构在水平荷载作用出现的侧移情况。

高层建筑结构设计苏原第5章习题

第五章 5.1 平面结构和楼板在自身平面内具有无限刚性这两个基本假定是什么意义,在 框架、剪力墙、框架-剪力墙结构的近似计算中为什么要用这两个假定? 答:(1)假定一,一片框架或一片剪力墙可以抵抗在本身平面内的侧向力,而在平面外的刚度很小,可以忽略。因而整个结构可以划分成若干个平面结构共同抵抗与平面结构平行的侧向荷载,垂直于该方向的结构不参加受力。 假定二,楼板在其自身平面内刚度无限大,楼板平面外刚度很小,可以忽略。 因而在侧向力作用下,楼板可作刚体平移或转动,各个平面抗侧力结构之间通过楼板互相联系并协同工作。 上述两个基本假定的意义在于:近似方法将结构分成独立的平面结构单元,内力分析解决两个问题,第一,水平荷载在各片抗侧力结构之间的分配。荷载分配与抗侧力单元的刚度有关,要计算抗侧力单元的刚度,然后按刚度分配水平力,刚度愈大,分配的荷载也愈多。第二,计算每片平面结构在所分到的水平荷载作用下的内力和位移。 (2)在框架、剪力墙、框架-剪力墙结构的近似计算中要用这两个假定,这三大 结构体系的抗侧力构件均为平面构件,可以简化为平面结构,同时是为了简化计算,在不考虑扭转效应下,对计算的精度不会产生大的影响。 5.2分别画出一片三跨4层框架在垂直荷载(各层各跨满布均布荷载)和水平荷 载作用下的弯距图形、剪力图形和轴力图形。 5.3 刚度系数D和d的物理意义是什么?有什么区别?为什么?应用的条件是什么?应用时有哪些不同? 答:(1)D的物理意义:当柱端有转角时使柱端产生单位水平位移所需施加

的水平推力。d的物理意义:当柱端固定时使柱端产生单位水平位移所需施加的水平推力。 (2)抗侧刚度D值小于d值,即梁刚度较小时,柱的抗侧刚度减小了。因为 当梁的刚度较小时,对柱的约束作用减小,从而使柱的抗侧刚度减小。 (3)当梁比柱的抗弯刚度大很多时,刚度修正系数α值接近1,可近似认为α =1,此时第i层柱的侧移刚度为d值,在剪力分配公式中可用d值代替D i i 时可采用反 值,即反弯点法。工程中用梁柱线刚度比判断,当/35 b c 弯点法,反之,则采用D值法。 5.4 影响水平荷载下柱反弯点位置的主要因素是什么?框架顶层、底层和中部各 层反弯点位置有什么变化?反弯点高度比大于1的物理意义是什么? 答:(1)影响水平荷载下柱反弯点位置的主要因素:结构的总层数及该层所在位置;梁柱线刚度比;荷载形式;上层梁与下层梁刚度比;上下层层高比。 (2)在框架顶层反弯点位置在顶层柱中点以上;底层反弯点位置在2h/3高度 处(h是底层柱的高度);中部各层反弯点位置在各柱中点。 (3)反弯点高度比大于1的物理意义是表示柱下端的约束弯矩远大于柱上端 的约束弯矩,使得反弯点超过了柱的上端,使该柱中没有反弯点。 5.5梁柱杆件的弯曲变形和柱轴向变形对框架侧移有什么影响?框架为什么具有剪切型侧移曲线? 答:(1)框架总位移由杆件弯曲变形产生的侧移和柱轴向变形产生的侧移两部分叠加而成。由杆件弯曲变形引起的“剪切型侧移”,可由D值计算,为框架侧移的主要部分;由柱轴向变形产生的“弯曲型侧移”,可由连续化方法作近似估算。后者产生的侧移变形很小,多层框架可以忽略,当结构高度增大

高层建筑的常见结构体系

高层建筑的常见结构体系 王轶杰11建筑2班2011331210224 高层建筑常见结构体系有以下几种:纯框架体系、纯剪力墙体系、筒体体系、体系组合,其中体系组合又分以下几种:框支剪力墙体系、框架—剪力墙体系、框架—筒体体系、筒中筒体系、束筒体系。 纯框架体系: 结构特点——整个结构的纵向和横向全部由框架单一构件组成的体系,框架既承担重力荷载,又承担水平荷载,在水平荷载作用下,该体系侧向刚度小、水平位移大。 适用范围——在高烈度地震区不宜采用,目前,主要用于10~12层左右的商场、办公楼等建筑。 实例分析: 芝加哥百货公司大厦,采用的是框架结构,在平 面布置上,通过合理的柱网分布,将平面布置灵 活,而且提供了较大的内部空间,布置上受限制 也就减少了。 纯剪力墙体系: 结构特点——该体系中竖向承重结构全部由一 系列横向和纵向的钢筋混凝土剪力墙所组成,剪 力墙不仅承受重力荷载作用,而且还要承受风、 地震等水平荷载的作用,该体系侧向刚度大、侧 移小,属于刚性结构体系。 适用范围——理论上讲该体系可建造上百层的 民用建筑,但从技术经济的角度来看,地震区的剪力墙体系一般控制在35层、总高110m为宜。 实例分析: 广州白云宾馆,该建筑共33层, 横向布置钢筋混凝土剪力墙,纵 向走廊的两遍也为钢筋混凝土剪 力墙,墙厚沿高度由下往上逐渐 减小,混凝土强度等级也随高度 而降低。 筒体体系: 结构特点——由框架或剪力墙合成竖向井筒,并以各层楼板将井筒四壁相互连

接起来,形成一个空间构件,可将受力构件集中,形成较大的室内空间。 适用范围——超高层建筑都用筒体结构。 实例分析: 美洲银行中心,由密集立柱围合成 的空腹式筒体,属于一个矩形内筒 外框架,拥有筒体结构主要的特征, 内部空间大,并且平面布局也能非 常灵活。 体系组合中体系: 框支剪力墙体系: 结构特点——建筑上部采用剪力 墙结构,下部分采用框架体系来满 足建筑功能对空间使用的要求。 适用范围——适用于高层旅馆、高层综合楼 实例分析: 北京粮食公司高层商店住宅,在底层,则作 为框支剪力墙,使标准层中间6道横向剪力 墙不落地面做成框架,形成较大空间作为商 店营业厅用。 框架—剪力墙体系: 结构特点——框架中布置剪力墙,并使楼 板与框架有可靠连接的结构体系。竖向荷载 由剪力墙和框架承担,水平荷载由剪力墙承 担。 适用范围——绝大多数高层建筑都为框架剪力墙结构,15~25层较多,非地震区120m,7度区可达100m,8度区90m,9度区40m。 实例分析: 北京民族饭店,从平面图上可以看出, 该层平面在框架的的基础上增加了一 定数量的纵、横向剪力墙,图上左边 和右边各有几处剪力墙,竖向荷载由 框架柱和剪力墙共同承担,水平荷载 则主要由刚度较大的剪力墙来承受, 融为一体,取长补短。

高层建筑结构设计复习试题(含答案)

高层建筑结构设计 名词解释 1. 高层建筑:10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物。 2. 房屋高度:自室外地面至房屋主要屋面的高度。 3. 框架结构:由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。 4. 剪力墙结构:由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。 5. 框架—剪力墙结构:由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。 6. 转换结构构件:完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构 件,包括转换梁、转换桁架、转换板等。 7. 结构转换层:不同功能的楼层需要不同的空间划分,因而上下层之间就需要结构形式和结构布置轴线的改变, 这就需要在上下层之间设置一种结构楼层,以完成结构布置密集、墙柱较多的上层向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换,这种结构层就称为结构转换层。(或说转换结构构件所在的楼层) 8. 剪重比:楼层地震剪力系数,即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。 9. 刚重比:结构的刚度和重力荷载之比。是影响重力?-P 效应的主要参数。 10. 抗推刚度(D ):是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。 11. 结构刚度中心:各抗侧力结构刚度的中心。 12. 主轴:抗侧力结构在平面内为斜向布置时,设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向,若结构产生的层间位移 与层间剪力作用的方向一致,则这个方向称为主轴方向。 13. 剪切变形:下部层间变形(侧移)大,上部层间变形小,是由梁柱弯曲变形产生的。框架结构的变形特征是呈 剪切型的。 14. 剪力滞后:在水平力作用下,框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外,翼缘框架主要是通过承受轴力抵抗倾复 力矩,同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩和剪力。由于翼缘框架中横梁的弯曲和剪切变形,使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减,这种现象称为剪力滞后。 15. 延性结构:在中等地震作用下,允许结构某些部位进入屈服状态,形成塑性铰,这时结构进入弹塑性状态。在 这个阶段结构刚度降低,地震惯性力不会很大,但结构变形加大,结构是通过塑性变形来耗散地震能量的。具有上述性能的结构,称为延性结构。 16. 弯矩二次分配法:就是将各节点的不平衡弯矩,同时作分配和传递,第一次按梁柱线刚度分配固端弯矩,将分 配弯矩传递一次(传递系数C=1/2),再作一次分配即结束。

多层住宅及高层框架结构每平方米主要材料的含量

多层住宅及高层框架结构 每平方米主要材料的含量 土建造价师必知的一些换算 1、多层砌体住宅: 钢筋:30KG/m2 砼:0.3~0.33m3/m2 2、多层框架: 钢筋:38~42KG/m2 砼:0.33~0.35m3/m2 3、小高层11~12层: 钢筋:50~52KG/m2 砼:0.35m3/m2 4、高层17~18层: 钢筋:54~60KG/m2 砼:0.36m3/m2 5、高层30层H=94米: 钢筋:65~75KG/m2 砼:0.42~0.47m3/m2 6、高层酒店式公寓28层H=90米: 钢筋:65~70KG/m2 砼:0.38~0.42m3/m2 7、别墅: 混凝土用量和用钢量介于多层砌体 住宅和高层11~12层之间; 以上数据按抗震7度区规则结构设计 二、普通多层住宅楼施工预算经济指标 1、室外门窗(不包括单元门、防盗门)面积占建筑面积0.20~0.24 2、模板面积占建筑面积2.2左右 3、室外抹灰面积占建筑面积0.4左右 4、室内抹灰面积占建筑面积3.8 三、施工功效 1、一个抹灰工一天抹灰在35平米 2、一个砖工一天砌红砖1000~1800块0.13Y/块 3、一个砖工一天砌空心砖800~1000块 4、瓷砖15平米 5、刮大白第一遍 300平米/天,第二遍180平米/天,第三遍压光90平米/天 四、基础数据 1、混凝土重量 2500KG/m3 2、钢筋每延米重量 0.00617×d×d 3、干砂子重量1500KG/m3,湿砂重量1700KG/m3 4、石子重量2200KG/m3

5、一立方米红砖525块左右(分墙厚) 6、一立方米空心砖175块左右 7、筛一方干净砂需1.3方普通砂 1、水泥:普通水泥比重为3:1,容重通常采用1300公斤/立方米。 2、建筑垃圾:1.5~1.8T/M3 1、天然花岗岩:2500-2800kg/m3 2、C35混凝土:2400-2500kg/ m3; 24KN/ m3 3、水泥砂浆:1800-2000kg/ m3; 20KN/ m3 4、一般贴面石材:1000kg/ m3以上 5、一般石砂垫层:1400-1700kg/ m3 6、粘土砖、灰砂砖:1600-1800 kg/ m3 7、粘土空心砖:1000-1400 kg/ m3 8、新型轻质砖:150-250 kg/ m3 9、普通粘土:1500-1800 kg/ m3(视含水量) 10、泥炭等腐质土:200-300 kg/ m3(视混合比例) 11、陶粒或珍珠岩:20-30 kg/ m3 1吨等于多少升? 油的密度:0.81*1000千克/立方米,比水的密度小,所以能浮在水上在。理论上1立方米的水等于1吨,因为m=ρ*v(即质量等于密度乘以体积),所以1吨油的体积=1000立方米/0.81*1000千克/立方米=1.235千克=1235升,所以1吨油=1235升油 1吨沥青混凝土等于多少立方? 荷载规范写的沥青混凝土密度按2.4t/立方米;定额上写的是2.36; 碎石一个立方是多少吨? 碎石颗粒越小重量就越大;一般的堆积密度1.8吨/立方米左右 一方土等于多少吨位土。多少吨位要看是什么土,沙土2吨、粘土2.5吨、混凝土3吨左右。 一、普通住宅建筑混凝土用量和用钢量: 1、多层砌体住宅: 钢筋:30KG/m2 砼:0.3~0.33m3/m2 2、多层框架: 钢筋:38~42KG/m2 砼:0.33~0.35m3/m2 3、小高层11~12层: 钢筋:50~52KG/m2 砼:0.35m3/m2 4、高层17~18层: 钢筋:54~60KG/m2 砼:0.36m3/m2 5、高层30层H=94米: 钢筋:65~75KG/m2 砼:0.42~0.47m3/m2 6、高层酒店式公寓28层H=90米:

高层建筑结构设计特点.

浅论高层建筑结构特点及其体系 [摘要]文章分析高层建筑结构的六个特点,并介绍目前国内高层建筑的四大结构体系:框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。 [关键词]高层建筑;结构特点;结构体系 我国改革开放以来,建筑业有了突飞猛进的发展,近十几年我国已建成高层建筑万栋,建筑面积达到2亿平方米,其中具有代表性的建筑如深圳地王大厦81层,高325米;广州中天广场80层,高322米;上海金茂大厦88层,高420.5米。另外在南宁市也建起第一高楼:地王国际商会中心即地王大厦共54层,高206.3米。随着城市化进程加速发展,全国各地的高层建筑不断涌现,作为土建工作设计人员,必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系,只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。 一、高层建筑结构设计的特点 高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较,结构专业在各专业中占有更重要的位置,不同结构体系的选择,直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有: (一水平力是设计主要因素 在低层和多层房屋结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中,尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比。另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。

高层建筑结构设计的影响因素

高层建筑结构设计的影响因素 摘要:高层建筑结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程,高层建筑结构设计中应根据实际情况做好结构分析,多做方案比较。否则任何在这过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。本文介绍了高层建筑结构设计的影响因素,探讨了高层建筑结构设计应注意的问题。 关键词:高层建筑结构设计影响因素注意问题 中图分类号:[TU208.3]文献标识码:A 文章编号: 高层建筑结构不但承受着由于外界的风产生的水平方向的荷载,同时也承受着在垂直方向的荷载,并且对于地震的抵抗能力也有要求。一般情况下,建筑结构受到低层建筑结构水平方向上的影响比较弱,然而在高层建筑中,外界地震的影响和外界风产生的水平方向的荷载的影响是主要的影响因素。随着建筑物高度的增加,高层建筑的位移增加较快,但是高层建筑过大的侧移不但影响人的舒适度,同时使得建筑物的使用受到影响,并且容易损坏结构构件以及非结构构件。基于此,在设计高层建筑结构时,首先控制侧移在规定的范围之内,所以,高层建筑结构设计的核心是抗侧力结构的设计。

一、高层建筑结构设计的影响因素 1、水平荷载成为决定因素 一方面,因为楼房自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与楼房高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖向构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;另一方面,对一定高度楼房来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。 2、高层建筑结构受力性能 对于一个建筑物的最初的方案设计, 建筑师考虑更多的是它的空间组成特点, 而不是详细地确定它的具体结构。建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定 都是非常重要的, 由于建筑物是由一些大而重的构件所组成, 因此结构必须能将它本身的重量传至地面, 结构的荷载总是向下作用于地面的, 而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的 关系, 所以, 在建筑设计的方案阶段, 就必须对主要的承重 柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。 对于低层、多层和高层建筑, 竖向和水平向结构体系的设计基本原理都是相同的, 但是, 随着高度的不断增加, 竖 向结构体系成为设计的控制因素, 其原因有两个: 其一, 较

高层建筑结构体系

高层建筑结构体系 一,框架结构体系 与多层框架结构体系相似,高层建筑中框架结构体系也由,横向框架所组成,形成空间框架结构体系,以承受竖向荷载和水平力的作用。 优点:框架结构具有布置灵活,造型活泼等优点,容易满足建筑使用功能的要求,如会议厅,餐厅等。框架结构可以具有较好的延性和抗震性能。 缺点:但框架结构构件断面尺寸较小,结构的抗侧刚度较小,水平位移大,在地震作用 下容易由于大变形而引起非结构构件的损坏,因此其建设高度受到限制,一般在非地震区不宜超过60m,在地震区不宜超过50m。 二,剪力墙结构体系 剪力墙结构是利用建筑物的外墙和永久性内墙的位置布置钢筋混凝土承重墙的结构,剪力墙既能承受竖向荷载,又能承受水平力。一般来说,剪力墙的宽度和高度与整个房屋的宽度和高度相同,宽大十几米或更大,高达几十米以上。而它的厚度侧很薄,一般为160——300mm,较厚的可达500mm。 剪力墙结构常被用于高层住宅和旅馆建筑中,因为这类建筑物的隔墙位置较为固定。三,框架剪力墙结构 框架剪力墙结构体系是由于框架和剪力墙共同作为承重结构的受力体系。它克服了框架结构抗侧力刚度小的缺点,弥补了剪力墙结构开间过小的缺点,即可使建筑平面灵活布置,又能对常见的30层以下的高度建筑提供足够的抗侧刚度。因而在实际工程中被广泛应用。 四,筒体结构 筒体结构体系包括框筒结构,筒中筒结构,框架核心筒结构,多重筒结构和束筒结构等。 1,框筒结构 框筒结构是由周边密集柱和高跨比很大的窗裙梁所组成的空腹筒结构。为保证翼 缘框架在抵抗侧向荷载中的作用。以充分发挥筒的空间工作性能,一般要求墙面 上窗洞面积不宜大于墙面总面积的50%,周边柱轴线间距为2.0——3.0m,不宜大于4.5m,窗裙梁截面高度一般为0.6——1.2m,截面宽度为0.3——0.5m,整个结 构的高宽比宜大于3,结构平面的长宽比不宜大于2。

第11讲多高层房屋钢结构——结构体系类型及其特点1多层

第11讲多(高)层房屋钢结构——结构体系类型及其特点(一) 1、多层房屋钢结构的结构体系类型有哪些?阐述各自的抗侧力单元。 答: 多层房屋钢结构常见结构类型有纯框架体系、柱-支撑体系和框-支撑体系。如果抗侧刚度不满足,还可采用双重抗侧力体系,主要采用钢框架-支撑体系、钢框架-剪力墙体系以及钢框架-核心筒体系。纯框架体系的抗侧力单元为平面框架,柱-支撑体系的抗侧力单元为支撑,框-支撑体系的抗侧力单元为无支撑的平面框架和支撑;钢框架-支撑体系、钢框架-剪力墙体系以及钢框架-核心筒体系的抗侧力单元除了钢框架外,还分别由支撑、剪力墙以及核心筒作为抗侧力单元。 2、试述纯框架体系在水平荷载作用下的受力和变形特征? 答: 水平荷载作用下梁柱刚接的框架结构如同空腹桁架结构,结构一侧的部分柱脚产生轴向拉力,另一侧的部分柱脚则产生轴向压力,这些轴向力将形成力偶,平衡外部水平荷载产生的倾覆力矩;另外,楼层剪力使该层框架柱产生弯矩和剪力,而柱端弯矩又使框架梁两端产生反对称的梁端弯矩和剪力。 平面框架结构在水平荷载作用下的变形包括两部分,一部分是由于水平荷载作用下的倾覆力矩使竖向构件(柱)承受轴向拉力或压力,进而使结构整体产生弯曲变形;另一部分为各层梁、柱在剪力作用下引起的框架整体剪切变形。因此,框架整体侧移曲线呈剪切型。 3、框架结构有哪些优点?适于多少层的钢结构房屋? 答: 优点:无承重墙,使建筑设计具有一定的自由度;外墙采用非承重构件,可使建筑立面设计灵活多变;轻质墙体的使用还可以大大降低房屋自重,减小地震作用,降低结构和基础造价;构件易于标准化生产,施工速度快,而且结构各部分的刚度比较均匀,自振周期长,对地震作用不敏感。 适用层数:因框架结构的抗侧刚度较小,适于30层以下的房屋建筑。在地震区,一般不超过15层。 4、试述框架-支撑体系在水平荷载下的变形特点? 答: 在框架-支撑体系中,框架属于剪切型构件,支撑近似于弯曲型构件。当楼板可视为刚性体且结构不发生整体扭转时,在刚性楼盖的协调下,使各榀框架与各个支撑的变形相互协调—致,因此,框架-支撑体系可以简化成用刚性连杆将框架与支撑并联,其侧移属于弯剪型变形。

浅谈高层建筑的结构体系

浅谈高层建筑的结构体系 摘要:城市中的高层建筑是反映这个城市经济繁荣和社会进步的重要标志,当人们谈起举世闻名的摩天大楼时,往往和芝加哥、纽约这样的国际大都市联系在一起,足以说明高层建筑对城市社会形象的贡献。进入20世纪90年代以来,随着社会与经济的蓬勃发展,特别是城市建设的发展,高层建筑在城市中应运而升。 关键词:高层建筑;城市规划;结构体系 abstract: the city of the high-rise building is reflected the city of economic prosperity and social progress of the important symbol, when people talk about the world famous skyscrapers, often and chicago, new york such international metropolis relates in together, to justify high-rise building for urban social image of the contribution. in the 1990 s, along with the social and economic of booming development, especially the development of urban construction, high-rise buildings in the city in the times and rise. keywords: high building; urban planning; structure system 中图分类号:[tu208.3]文献标识码:a 文章编号: 一、高层建筑的特点 在相同的建设场地中,建造高层建筑可以获得更多的建筑面积,这样可以部分解决城市用地紧张和地价高涨的问题。设计精美的高层建筑还可以为城市增加景观,如马来西亚首都的石油大厦和上海

高层钢结构房屋抗震设计要点分析

高层钢结构房屋抗震设计要点分析 摘要:高层钢结构建筑主要是建立在钢铁工业发展的基础上,并且具有较长的发展历史。随着我国社会经济和科学技术不断发展,我国钢产量和钢材产量也得到很大幅度的提升,在这一背景下,也促进我国钢结构建筑获得进一步发展。然而国外其他国家相比较,我国的高层钢结构房屋工程发展比较晚,但是人们对于房屋居住质量提出了更高的要求,其中尤其是高层钢结构房屋的抗震设计,越来越受到人们高度重视。在本文中,对高层钢结构发展及应用优势进行阐述,并对高层钢结构房屋抗震设计各项要点进行具体的分析,以此确保高层钢结构房屋建设质量,在地震作用下也能够发挥良好的抗震效果。 关键词:高层钢结构;房屋;抗震设计;要点;分析 在现代,钢结构被普遍运用于民用建筑工程中,在高层和超高层建筑工程中也得到了广泛的应用。与混凝土结构的房屋建筑工程结构相比较,钢结构具有超强韧性、强度大、重量比较高等优势特点,同时还能够发挥很好的抗震性能。随着近几年我国各项地质灾害频频发生,也为高层房屋建设和管理增加了一定难度,其中尤其是地震的发生,对高层房屋的安全性和稳定性造成极大的影响。因此,在现代高层钢结构房屋工程建设中,需要重视防震设计,以确保房屋安全和稳定。基于此,对高层钢结构房屋抗震设计要点进行分析。 1高层钢结构房屋抗震设计基本概述 1.1对高层钢结构房屋进行抗震设计的重要性分析 随着我国社会经济不断发展,对我国自然生态环境造成一定影响,再加上近几年我国地质灾害发生频率的增加,其中尤其是地震灾害,所涉及到的范围、破坏性和影响力都十分巨大,对房屋建筑安全和稳定在造成严重的影响,也引发社会各界广泛的关注。因此,在对现代高层钢结构房屋工程建造时,也要对高层房屋进行抗震设计,通过在高层钢结构房屋建设中安装阻尼器、隔振器等方式,有效阻挠地震对房屋造成的不良影响,进而保障人民群众生命财产安全,有效维护社会的和谐稳定。长时间以来,很多发达国家对高层钢结构房屋的抗震设计开展探索和研究,不断完善和优化高层房屋抗震设计,在实际中进行应用也取得很好的应用效果,但是由于我国对高层钢结构房屋建筑抗震设计的研究和探索时间比

高层建筑结构设计答案分析题

一、单选题 1.(4分)当时,按( )计算。 ?A. 整体小开口墙 ?B. 整片墙 ?C. 联肢墙 ?D. 壁式框架 答案 C 解析 2.(4分)当( ),为大偏压剪力墙。 ?A. ?B. ?C. ?D. 答案 A 解析 3.(4分)整体工作系数愈小,说明剪力墙整体性( )。 ?A. 强 ?B. 弱 ?C. 与没有关系 ?D. 没有变化 答案 B 解析 4.(4分)下列说法正确的是:( ) ?A. 无限长梁中梁一端的挠度始终不为零 ?B. 当任意荷载作用点距近梁端的距离,同时距较远端的距离时,则对该荷载的作用而言,此梁属半无限长梁; ?C. 当荷载作用点距基础梁两端的距离均小于时,则对该荷载的作用而言,此梁称为有限长梁;

?D. 对柔度较大的梁,可直接按有限长梁进行简化计算。 答案 B 解析 5.(4分)已经计算完毕的框架结构,后来又加上一些算力墙,是否更安全可靠?( ) ?A. 更安全 ?B. 下部楼层的框架可能不安全 ?C. 不安全 ?D. 顶部楼层的框架可能不安全 答案 D 解析 6.(4分)采用底部剪力法计算地震作用的高层建筑结构是( )。 ?A. 的建筑结构 ?B. 以剪切变形为主的建筑结构 ?C. 、以弯曲变形为主且沿竖向质量和刚度分布较均匀的建筑结构 ?D. 、以剪切变形为主且沿竖向质量和刚度分布较均匀的建筑结构 答案 D 解析 7.(4分)框架结构与剪力墙结构相比,下述概念那一个是正确的。( ) ?A. 框架结构变形大、延性好、抗侧力小,因此考虑经济合理,其建造高度比剪力墙结构低 ?B. 框架结构延性好,抗震性能好,只要加大柱承载能力,建造更高的框架结构是可能的,也是合理的 ?C. 剪力墙结构延性小,因此建造高度也受到限制(可比框架高度大) ?D. 框架结构必定是延性结构,剪力墙结构是脆性或低延性结构 答案 A 解析 8.(4分)剪力墙高宽比H/B<1.5,墙体易发生( )。 ?A. 弯曲破坏

重庆大学2018年12月份考试作业多高层房屋结构抗震设计 ( 第3次 )

第3次作业 一、填空题(本大题共6分,共 3 小题,每小题 2 分) 1. 在一个地震序列中,若前震和余震都很少,甚至没有,绝大部分地震能量都是通过主震一次释放出来的称为 ______ 2. 地震震害表现为 ______ 破坏、 ______ 破坏和 ______ 破坏。 3. 体波经过地层界面的多次反射和折射到地面时,激起两种仅沿地面传播的面波,即 ______ 和 ______ 。 二、名词解释题(本大题共4分,共 2 小题,每小题 2 分) 1. 等震线? 2. 解释地震中,里氏震级的概念。 三、简答题(本大题共60分,共 12 小题,每小题 5 分) 1. 对于钢结构建筑抗震而言,高层钢结构建筑与多层钢结构建筑的界限是多少? 2. 何谓“概念设计”?“概念设计”与计算设计有何不同? 3. 全球每年发生较大地震的次数大致是多少? 4. 结构竖向布置要求注意事项? 5. 多层和高层钢筋混凝土结构房屋主要有哪几种结构体系? 6. 单从抗震角度考虑,作为一种好的结构形式,应具备哪些性能? 7. 哪些建筑可不进行天然地基基础抗震承载力验算? 8. 影响土层液化的主要因素是什么? 9. 比较多遇地震与是罕遇地震的区别。 10. 高层及多层钢结构房屋地震破坏形式有哪些? 11. 用地震波理论解释何时建筑物振动最为激烈。 12. 框架结构必须在哪些方向上进行抗震计算? 四、综合题(本大题共30分,共 3 小题,每小题 10 分) 1. 从设计分类的角度,建筑抗震设计分为哪三个环节? 2. 2004年12月26日,南太平洋印尼岛屿发生特大地震、海啸造成人员伤亡出乎预料,试从技术角度解释其原因。 3. 本世纪初、我国吉林发生了与1976年唐山地震里氏震级相当的大地震。然而,绝大多数人们在睡梦中并无知觉,试分析其原因。 答案: 一、填空题(6分,共 3 题,每小题 2 分) 1. 参考答案: 孤立型或单发型地震

高层建筑结构设计原则及意义分析 叶方元

高层建筑结构设计原则及意义分析叶方元 发表时间:2019-03-22T14:57:25.363Z 来源:《防护工程》2018年第34期作者:叶方元赵晓峰 [导读] 随着社会的不断进步和科技的不断发展,高层建筑越来越广泛的出现在城市建设中。 浙江晟元建筑设计有限公司 321000 摘要:随着社会的不断进步和科技的不断发展,高层建筑越来越广泛的出现在城市建设中。在高层建筑结构设计方面出现了新的发展和变化。高层建筑的结构设计已经成为了高层建筑设计的重点内容,因此,研究高层建筑结构设计的问题是非常重要和有意义的。介绍了高层建筑结构特征,分析了高层建筑结构设计的原则,阐述了高层建筑结构体系的选型问题,并重点分析了高层建筑结构设计问题及对策。 关键词:高层建筑结构;设计;对策 引言 随着科技和社会的不断发展和进步,自从19 世纪以来出现了现代高层建筑,高层建筑越来越广泛的出现在人们的生活中。作为一个庞大复杂的系统,高层建筑的结构设计,一方面要满足包括抗震,抗风等在内的安全性能的要求,另一方面,也要满足高层建筑结构的科学性和合理性。 1 高层建筑结构的特征 高层建筑结构不但承受着由于外界的风产生的水平方向的荷载,同时也承受着在垂直方向的荷载,并且对于地震的抵抗能力也有要求。一般情况下,建筑结构受到低层建筑结构水平方向上的影响比较弱,然而在高层建筑中,外界地震的影响和外界风产生的水平方向的荷载的影响是主要的影响因素。随着建筑物高度的增加,高层建筑的位移增加较快,但是高层建筑过大的侧移不但影响人的舒适度,同时使得建筑物的使用受到影响,并且容易损坏结构构件以及非结构构件。基于此,在设计高层建筑结构时,首先控制侧移在规定的范围之内,所以,高层建筑结构设计的核心是抗侧力结构的设计。 2 高层建筑结构设计的原则 2.1 选择合理的高层建筑结构计算简图在计算简图基础上进行高层建筑结构设计的计算,如果选择不合理的计算简图,那么就比较容易造成由于结构安发生的事故,基于此,高层建筑结构设计安全保证的前提是合理的计算简图的选择。同时,计算简图应该采用相应的构造方法保证安全。在实际的结构中,其结构节点不单是钢节点或者饺节点,保证和计算简图的误差在规范规定的范围内。 2.2 选择合理的高层建筑结构基础设计按照高层建筑地质条件进行基础设计的选择。综合分析高层建筑上部的结构类型与荷载分布情况,考虑施工条件,相邻的建筑物的影响等各个因素,在此基础上选择科学合理的基础方案。基础方案的选择应该使得地基的潜力得到最大程度的发挥,必要的时候要求进行地基变形的检验。高层建筑设计要有详细的地质勘查报告,如果缺失,那么应该进行现场勘查并参考相邻建筑物的有关资料。一般情况下,相同结构单元应该采用相同的类型。 2.3 选择合理的高层建筑结构方案合理的结构设计方案必须满足经济性的要求,并且要满足结构形式和结构体系的要求。结构体系的要求是受力明确,传力简单。在相同的结构单元当中,应该选择相同结构体系,如果高层建筑处于地震区,那么应力需要平面和竖向的规则。在进行了地理条件,工程设计需求,施工条件,材料等的综合分析的基础上,并和建筑包括水,暖,电等各个专业的相协调的情况下,选择合理的结构,从而确定结构的方案。 2.4 对计算结果进行准确的分析随着科技的不断进步,计算机技术被广泛的应用在建筑结构的设计中。当前市场上存在着形形色色的计算软件,采用不同的软件得到的结果可能不同,所以,建筑结构设计人员在全面了解的软件使用的范围和条件的前提下,选择合适的软件进行计算。由于建筑结构的实际情况和计算机程序并不一定完全相符,所以进行计算机辅助设计的时候,出现人工输入误差或者因为软件本身存在着缺陷使得计算结果不准确的问题,基于此,结构设计工程师在得到了通过计算机软件得到的结果以后,应该进行校核,进行合理判断,得出准确结果。 2.5 高层建筑的结构设计要采用相应构造措施高层建筑结构设计的原则是强剪切力弱弯变,强压力弱拉力,强柱弱梁。高层建筑结构设计过程中把握上述原则,加强薄弱部位,对钢筋的执行段锚固长度给予重视,并且要重点考虑构件延性的性能和温度应力对构件的影响。 3 高层建筑结构体系的选型 建筑的结构在抵抗来自于水平方向和竖直方向的荷载时构件的组成形式和传力的路径就是高层建筑的结构体系。通过包括墙,柱等的竖向构件和楼盖等水平构件将竖向荷载传递到基础,利用抗侧力体系将水平荷载传递到基础。 根据高层建筑结构的材料将高层建筑的结构体系分为钢筋混凝土结构体系,钢结构体系,钢-混凝土混合结构体系以及钢-混凝土组合结构体系。钢筋混凝土结构体系被广泛的应用在各类的工程结构中,具有混凝土和钢筋两种材料的协同受力性能特征,造价低廉,耐久耐火,成本低,整体性能优良,但存在着自重大,延性差,施工慢等缺点;钢结构体系的强度高,抗震性能比较好,施工方便,跨度大,用途多,但是存在着费用高,防火性能差,施工复杂等不足;钢-混凝土混合结构结合了钢筋混凝土构件和钢构件的长处,不但增加了钢构件的材料强度,同时具有较高的抗震性能,成本低廉,然而这两种材料构件的连接技术还存在着不足;钢-混凝土组合结构具有承载能力高,抗震性能强,比钢结构具有更优良的耐火性,施工速度快,但是存在着节点的构造比较复杂的缺点,一般被用于小屁偏心受压构件。 根据结构形式可以将高层建筑结构分为框架结构体系,剪力墙结构体系,框架-剪力墙结构体系。利用柱,梁等结构体系作为高层建筑竖向承重的结构,并且承受水平荷载,这种结构侧向位移大,框架结构内力大,适于50m 高度以下的建筑;通过高层建筑的墙体当做抵抗侧力和竖向承重的结构体系,就是剪力墙结构体系。这种剪力墙结构的刚度大,整体性能好,不易受水平力作用发生变形,适应于高层建筑,但是由于剪力墙的间距小,使得平面的布置不灵活,因此,在公共建筑中不宜使用;利用框架和剪力墙组合的而构成的结构形式就是框架-剪力墙结构体系,这种结构形式不但具有实用性强,布局灵活的优点,同时承受水平负载的能力更高,在高层建筑中被广泛使用。在框架-剪力墙结构体系中,需要注意考虑剪力墙的位置,设计合理的剪力墙的数量,以及满足框架的设计要求。

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