高层钢结构住宅的特点和结构体系分析

高层钢结构住宅的特点和结构体系分析

近年来,随着城市建设的快速发展和城市化进程的加速,高层住宅

建筑成为了现代城市中常见的建筑形式。在高层住宅的设计和建造中,钢结构作为一种重要的结构形式,因其独特的特点和优势受到了广泛

的关注和应用。本文将重点讨论高层钢结构住宅的特点和结构体系,

并进行深入的分析。

一、高层钢结构住宅的特点

1. 重量轻、强度高:与传统混凝土结构相比,钢结构具有重量轻、

强度高的显著特点。钢材的强度很高,可以承受更大的荷载,同时重

量较轻,减小了对地基和基础的要求,提高了整体结构的稳定性。

2. 施工速度快:钢结构可以在工厂预制,现场组装,因此施工速度

很快。相比传统的混凝土结构,节省了大量的施工时间,缩短了工期。

3. 空间利用率高:钢结构具有较小的构件尺寸和体积,可以最大限

度地提高住宅的使用面积,增加户型的灵活性和多样性。

4. 可再利用性强:钢结构可以进行拆除和重建,钢材可以回收利用,降低了环保的压力,符合可持续发展的要求。

二、高层钢结构住宅的结构体系

在高层钢结构住宅的设计中,主要采用了以下几种常见的结构体系:

1. 空心管结构体系:这种结构体系采用中空钢管作为主要承载构件,通过梁、柱、框架等连接方式组成整体结构。该结构体系具有重量轻、强度高、刚度大等特点,适用于高层住宅的建造。

2. 空心板结构体系:该结构体系使用中空板作为承载构件,中空板

可以是混凝土中空板或钢板中空板。这种结构体系具有重量轻、强度高、隔音效果好等特点,适用于高层住宅的建造。

3. 空心筒结构体系:空心筒结构体系利用空心钢筒作为承载构件,

通过钢筒的组合和连接构成整体结构。该结构体系具有良好的抗震性

能和刚度,适用于地震频发地区的高层住宅建筑。

4. 空心球结构体系:空心球结构体系采用大跨度的空心球体作为承

载构件,通过球体的连接形成整体结构。该结构体系具有良好的空间

效果和承载能力,适用于建造高层别墅和豪华住宅。

综上所述,高层钢结构住宅具有重量轻、强度高、施工速度快、空

间利用率高和可再利用性强等特点。在结构体系上,采用了空心管、

空心板、空心筒和空心球等不同的结构形式,以满足不同的设计要求。随着技术的不断进步和发展,高层钢结构住宅将在城市建设中发挥越

来越重要的作用,为人们提供更加舒适和安全的居住环境。

多层和高层钢结构布置

多层和高层钢结构房屋的结构布置 一、多层和高层钢结构房屋的特点 当建筑物的结构主要构件采用钢材时即称为钢结构房屋。其特点为: 1•钢材的强度较高,作为结构构件时,所需的构件截面尺寸大大小于广泛使用的钢筋混凝土构件,从而减轻结构的重量。 2•钢材的延性较高,故钢结构的抗震性能要好于砌体结构和混凝土结构。 3 •钢结构房屋由于强度高、重量轻、抗震性能好,因此,能建造比混凝土结构更高的房屋。 4•钢结构的构件可在工厂中预先制作,在现场安装,因此,主体结构施工速度很快。所有墙体均采用轻质材料,建筑物的重量较轻。 5 •钢结构房屋整个建筑物的重量远比混凝土结构减少许多,故其基础承受的重量减少, 可节省基础的造价;另外建筑物的重量减小后地震作用也会减小,可节省上部结构的材料。故高层建筑采用钢结构其综合经济效益可能比混凝土结构优越。 二、多、高层钢结构的基本构件 1•钢柱与钢梁。 钢柱与钢梁刚性连接时形成钢框架结构;当在建筑中有足够的抗侧力构件如抗震墙、核心筒等,梁与柱可以铰接。 (1)钢柱的形式可以是普通型钢、工字钢、槽钢、角钢等形成的实腹钢柱或格构式钢柱、 宽翼缘H型钢、焊接方形或矩形钢管、无缝钢管等(见图3—89)。 图3-89钢柱截面形式示意图 (a)普通工字钢彳⑻槽钢匸⑺角钢;3 实瞳钢柱;格构式例柱卜

高层钢结构住宅的特点和结构体系分析

高层钢结构住宅的特点和结构体系分析 近年来,随着城市建设的快速发展和城市化进程的加速,高层住宅 建筑成为了现代城市中常见的建筑形式。在高层住宅的设计和建造中,钢结构作为一种重要的结构形式,因其独特的特点和优势受到了广泛 的关注和应用。本文将重点讨论高层钢结构住宅的特点和结构体系, 并进行深入的分析。 一、高层钢结构住宅的特点 1. 重量轻、强度高:与传统混凝土结构相比,钢结构具有重量轻、 强度高的显著特点。钢材的强度很高,可以承受更大的荷载,同时重 量较轻,减小了对地基和基础的要求,提高了整体结构的稳定性。 2. 施工速度快:钢结构可以在工厂预制,现场组装,因此施工速度 很快。相比传统的混凝土结构,节省了大量的施工时间,缩短了工期。 3. 空间利用率高:钢结构具有较小的构件尺寸和体积,可以最大限 度地提高住宅的使用面积,增加户型的灵活性和多样性。 4. 可再利用性强:钢结构可以进行拆除和重建,钢材可以回收利用,降低了环保的压力,符合可持续发展的要求。 二、高层钢结构住宅的结构体系 在高层钢结构住宅的设计中,主要采用了以下几种常见的结构体系:

1. 空心管结构体系:这种结构体系采用中空钢管作为主要承载构件,通过梁、柱、框架等连接方式组成整体结构。该结构体系具有重量轻、强度高、刚度大等特点,适用于高层住宅的建造。 2. 空心板结构体系:该结构体系使用中空板作为承载构件,中空板 可以是混凝土中空板或钢板中空板。这种结构体系具有重量轻、强度高、隔音效果好等特点,适用于高层住宅的建造。 3. 空心筒结构体系:空心筒结构体系利用空心钢筒作为承载构件, 通过钢筒的组合和连接构成整体结构。该结构体系具有良好的抗震性 能和刚度,适用于地震频发地区的高层住宅建筑。 4. 空心球结构体系:空心球结构体系采用大跨度的空心球体作为承 载构件,通过球体的连接形成整体结构。该结构体系具有良好的空间 效果和承载能力,适用于建造高层别墅和豪华住宅。 综上所述,高层钢结构住宅具有重量轻、强度高、施工速度快、空 间利用率高和可再利用性强等特点。在结构体系上,采用了空心管、 空心板、空心筒和空心球等不同的结构形式,以满足不同的设计要求。随着技术的不断进步和发展,高层钢结构住宅将在城市建设中发挥越 来越重要的作用,为人们提供更加舒适和安全的居住环境。

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。

超高层钢结构建筑

超高层钢结构建筑 钢结构建筑作为建筑现代化发展的一个重要标志,与其它结构相比,具体有如下优点: 1、自重轻而强度高 钢材与其他建筑材料如混凝土、砌体相比,强度、刚度高得多,韧性也好得多,因此钢结构构件尺寸小、结构质量轻,特别适用于大跨度、超高层空间结构。在相同受力情况下,钢结构建筑自重要比传统混凝土建筑轻30%左右,基础的负载也相应减少,基础筏板、地基梁的断面减小,基础混凝土及钢筋用量减少,为基础的设计提供方便,节约基础工程投资。特别对于深圳等软土地区,地质条件较差,地基处理成本高昂,如果采用钢结构建筑,就能大大减少地基处理的代价,也会大大减少工程总投资额。 2、结构性能优越 在结构性能上,钢结构与混凝土结构对比,最显著的就是其抗震性能优越。我国处于环太平洋地震带与欧亚地震带两大地震带中间,地震断裂带十分发育,属于多地震国家,因此抗震性能是影响一种结构体系发展的重要因素。钢结构的抗震能力比混凝土结构具有显著的优势,尤其是钢框架——核心筒的结构形式,既具有混凝土结构抗侧刚度大、抵抗水平荷载能力强的特点,又有钢结构自重轻,延性好的特点,可显著减小基础的负荷和地震作用,较好地消耗地震能量,结构安全度高。

3、施工周期短 工业化程度高,符合建筑产业化的要求。钢结构构件一般都是在工厂制作加工,现场拼装、安装,其工业化程度和结构现场施工的装配化程度高,施工机械化程度高,有利于实现标准化、部品化、生产工业化并能节约材料降低成本。同时,采用钢结构体系,可以为施工提供较大的空间和宽敞的施工作业面,节约施工场地,特别适合于城市建筑物密集位置的施工操作。例如对于钢框架——核心筒结构体系,钢柱一般取若干层为一个加工节段,在现场一次性吊装;钢梁的安装、混凝土核心筒的浇筑和楼盖的施工,可以实现交叉作业,施工速度快,施工周期短。 钢结构施工较为方便,竖向运输、模板等施工措施费用较少;施工速度快。钢结构体系的这一优点,能有效缩短资金占用周期,使建筑物提前投入使用,缩短还贷时间,减少贷款利息,增加租金收入,大幅度提高投资效益,使其成为我国推进建筑产业现代化的理想建筑体系。 4、钢结构的质量容易保证 钢结构构件在工厂里加工制作,加工精度很高。在现场只需安装就位,减少现场的施工作业量,既降低了工人的劳动强度,也易于保证工程施工质量。 5、布局灵活,空间利用率高 钢结构建筑能够合理布置功能分区,不拘泥于传统的建筑分隔设计,结合钢结构强度高、自重轻的特点,以钢骨架作为支承结构,所有结

高层建筑结构特点及其体系

高层建筑结构特点及其体系 提纲: 1. 高层建筑结构特点 2. 高层建筑结构体系 3. 高层建筑的主要结构材料 4. 高层建筑的结构耐震性能设计 5. 高层建筑的结构施工技术 一、高层建筑结构特点 高层建筑的结构特点主要是在高度上,导致其结构承重模式和普通建筑不同。高层建筑的高度大,截面积相比较小,因此很容易造成承重结构的压力集中,而产生应力过大的情况,建筑物的结构破坏风险大,因此满足高层建筑的结构特点变得尤为重要。 二、高层建筑结构体系 高层建筑结构体系一般采取框架-筒体体系结构或筒体结构来解决楼体结构的承载问题。框架-筒体结构是指有一个外部的钢筒负责承载垂直荷载,内部的框架结构剪力承载分布荷载。而筒体结构则无内部的钢筋结构,由筒体来承载楼体的全部荷

载。这两种结构在设计上供选择,考虑之一必须考虑完整性、施工调度和长期维护等因素,决策依据高度和建筑结构荷载。 三、高层建筑主要的结构材料 高层建筑在承载设计上的材料大多数是钢铁、混凝土和闯石,可以根据建造需求灵活选择,其中,钢材具有高强度、轻质且对居住环境影响非常小的优点,仅列举此三类,当然也有其它结构材料可以在不同的地方满足需求。 四、高层建筑的结构耐震性能设计 结构耐震性是指高层建筑在持续震动环境中的抵抗力。考虑结构抗震设计应从两方面考虑:一是优化结构布局,提高结构性能;二是结构材料应有更优材料和暴露耐火性能。加强抗震和地震保护意识,公众应意识到意外情况,灾难会给人们带来的危害,加强对抗震的定量规定,提高法规的技术水平,是提高高层建筑耐震性的有效方式。 五、高层建筑的结构施工技术的措施 高层建筑施工技术先进的措施是提高结构施工速度、质量和安全性的核心问题,必须设备、工艺、工程作为整体研究。预制化和钢筋混凝土施工技术的应用极大提高了生产效率,降低了人力的成本,同时进一步提高了施工方案的可行性和可控性。 案例:

钢结构在高层建筑中的应用优势

钢结构在高层建筑中的应用优势随着城市化的不断推进以及人口的不断增加,高层建筑在城市中的占比也越来越大。而在这些高层建筑中,钢结构的应用优势也变得越来越明显。本文将从多个方面讲述钢结构在高层建筑中的应用优势。 1. 抗压性能强 钢材具有极强的抗压性能,因此在高层建筑中应用钢结构,能够有效提高整座建筑的整体抗压试验能力。而且,在钢结构中,不同的钢材种类、强度等级可以根据实际需要灵活选用,这些特点为高层建筑的安全性提供了更加强有力的保障。 2. 轻质化 相对于传统的混凝土结构,钢结构具有轻质化的特点。在高层建筑中,轻质化的结构不仅能够减小建筑物重量,而且在抗震、防火等重要方面具有显著的优势。 3. 施工周期短

钢结构的加工、制作以及安装相对传统的混凝土结构更加快速,因此施工周期大大缩短。在高层建筑建设中,缩短施工周期既能 大大降低建设成本,又能提高项目的进度。 4. 可拆卸性好 钢结构具有良好的可拆卸性,特别是在高层建筑建设中,这一 特点更为显著。由于高层建筑在建设过程中难免会有一些改动, 而钢结构往往能够灵活调整,为建设过程中的改动提供了重要支持。 5. 造型性能强 钢结构不仅能够抵御不同的力学压力,而且还能够进行微调, 从而达到不同的造型效果。这一特点常常在高层建筑中应用,不 仅能够满足建筑美学的要求,而且还能够在建筑物抗震等方面发 挥更加优秀的作用。

总之,钢结构在高层建筑中的应用优势非常显著。这不仅是在提高高层建筑安全性和强度方面发挥重要作用,而且在节约建筑成本、缩短施工周期等方面也具有显著的领先优势。相信随着科技的不断进步,钢结构在高层建筑中的应用将会更加普遍化,为城市化进程带来更多的新生机和活力。

高层钢结构住宅体系分析及其在实际工程中的应用探析

高层钢结构住宅体系分析及其在实际工程中的应用探析 随着城市发展和人口增长,高层钢结构住宅在城市建设中扮演着重要的角色。相比传 统的混凝土结构,高层钢结构住宅具有更轻、更节能、更环保、更灵活等优势,因此越来 越受到人们的关注和青睐。本文将对高层钢结构住宅体系进行分析,并探讨其在实际工程 中的应用情况。 一、高层钢结构住宅体系概述 高层钢结构住宅是指采用钢材作为承重结构的多层住宅建筑物。相比传统的混凝土结构,高层钢结构住宅具有重量轻、抗震性能好、施工周期短、可再利用等优势。在国外, 高层钢结构住宅已经得到了广泛应用,例如美国的纽约、日本的东京等大城市都有大量的 高层钢结构住宅。在中国,随着城市化进程的加快、房地产市场的不断升温,高层钢结构 住宅也逐渐成为了一个热门的建筑类型。 高层钢结构住宅的主要构件包括钢柱、钢梁、钢框架等,由此构成了一个相对合理的 结构体系。高层钢结构住宅还需要考虑到外墙保温、隔热、防火等问题,因此在设计和施 工中需要特别注意这些方面的问题。 1. 结构轻:相比混凝土结构,钢结构的重量要轻很多,可以减轻建筑物对基础的要求,同时也可以减少地震荷载对建筑物的影响。 2. 施工便利:钢结构的制造可以在工厂进行,然后在现场进行组装,缩短了施工周期,提高了工程的效率。 3. 灵活度高:钢结构可以采用不同形式的连接方式,可以按照设计要求进行组合和 调整,因此在设计和施工过程中更加灵活。 4. 可再利用:钢结构可以进行拆卸和再利用,而混凝土结构则难以实现。 5. 环保节能:钢结构的制造过程相对来说更加环保,同时钢结构的轻量化也有利于 节约能源。 1. 现状 目前,国内对于高层钢结构住宅的研究和应用还相对较少,大多数高层建筑还是采用 传统的混凝土结构。而在国外,高层钢结构住宅已经得到了广泛的应用,例如美国、日本、澳大利亚等发达国家都有大量的高层钢结构住宅。国内在高层钢结构住宅领域的研究还相 对滞后,需要加大力度进行技术创新和推广。 2. 挑战

高层建筑结构特点及体系分析

高层建筑结构特点及体系分析 在现代社会,高层建筑随处可见,那么你对其结构特点及体系感兴趣吗?下面就由店铺为你带来高层建筑结构特点及体系分析,希望你喜欢。 高层建筑结构的特点 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。其主要特点有以下几点。 (1)抗震设计要求更高。 有抗震设防的高层建筑结构设计,除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外,还必须使结构具有良好的抗震性能,做到“小震不坏、大震不倒”。 (2)减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要。 高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑,如果在同样地基或桩基的情况下,减轻房屋自重意味着不增加基础造价和处理措施,可以多建层数,这在软弱土层有突出的经济效益。 地震效应与建筑的重量成正比,减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了,不仅作用于结构上的地震剪力大,还由于重心高地震作用倾覆力矩大,对竖向构件产生很大的附加轴力,从而造成附加弯矩更大。 (3)概念设计与理论计算同样重要。 抗震设计可以分为计算设计和概念设计两部分。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定的假想条件下进行的,尽管分析手段不断提高,分析的原则不断完善,但由于地震作用的复杂性和不确定性,地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性,可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多,尤其是当结构进入弹塑性阶段之后,会出现构件局部开裂甚至破坏,这时结构已很难用常规的计算原理进行分析。

试论高层建筑的结构特点和建筑体系

试论高层建筑的结构特点和建筑体系 高层建筑是指建筑物高度较高、楼层数较多的建筑物,通常用于商业、办公、住宅等 用途。高层建筑的结构特点和建筑体系主要体现在以下几个方面: 一、结构特点: 1. 超高性:高层建筑的高度远远超过普通建筑,一般超过100米。这要求结构系统具有足够的刚度和稳定性,以抵抗高层建筑自身及外部荷载的作用。 2. 多层叠加:高层建筑的层数多,通常有十几层甚至几十层。这要求结构系统能够 有效地传递和分配楼层荷载,保证建筑稳定性,并且能够承受层间荷载的传递和反作用。 3. 大平面尺度:高层建筑的平面尺度通常较大,拥有较大的建筑面积。这要求结构 系统能够承担大面积的自重荷载和外部风荷载,并且能够合理地处理荷载传递和分布,保 障建筑的稳定性和安全性。 4. 复杂荷载:高层建筑的荷载通常比普通建筑复杂多样,包括自重荷载、人员和设 备活载、风荷载、地震荷载等。这要求结构系统能够根据不同荷载的特点进行合理的分析 和计算,确保建筑的安全性和稳定性。 二、建筑体系: 1. 钢结构体系:高层建筑常采用钢结构体系,因为钢材具有较高的抗拉强度和刚度,能够有效地满足高层建筑对结构刚度和稳定性的要求。钢结构还具有施工速度快、质量可控、可循环再利用等优点。 2. 混凝土结构体系:高层建筑也常采用混凝土结构体系,特别是高强度混凝土和预 应力混凝土。混凝土结构具有良好的抗压性能和耐久性能,能够满足高层建筑对承载力和 稳定性的要求。混凝土结构还具有可塑性好、能耗低等优点。 3. 混合结构体系:为了充分发挥各种材料的优点,高层建筑也采用了混合结构体系,即结合钢结构和混凝土结构的特点。上部采用钢结构,下部采用钢筋混凝土结构,使整个 建筑体系达到最佳设计效果。 4. 高效施工技术:由于高层建筑的高度和结构复杂性,施工技术对于保证结构安全 和质量至关重要。高层建筑采用了许多高效的施工技术,如塔式起重机、模板技术、预制 构件等,提高了工程施工效率和质量。 高层建筑的结构特点和建筑体系是针对其高度、复杂荷载和大平面尺度等特点而设计的。高层建筑的结构体系主要包括钢结构、混凝土结构和混合结构等,通过合理的设计和 施工技术,来保证高层建筑的安全性、稳定性和质量。

高层钢结构建筑的工程特点

高层钢结构建筑的工程特点 高层建筑是指20层以上的住宅以及总高度超过24米的公共建筑和综合性建筑.随着我国经济突飞猛进的快速发展,我国的钢产量和钢材产量都突高层钢结构建筑的发展已有一个世纪的历史,在这种情况下,我国政府及时调整政策,建设部在修订我国《建筑业推广应用10项新技术》中,首次列入了钢结构新技术,完成了在建筑业从“限制使用钢结构”到“大力发展钢结构”的政策转变。目前,我国已有大批高层、超高层建筑在建设中,还有一些更高、更先进的高层建筑正计划兴建,可以预期,我国高层建筑将以更快的速度向前发展。 1.高层钢结构建筑工程存在问题 钢结构建筑是一种新型的节能环保的建筑体系,被誉为21世纪的“绿色建筑”之一,是一种节能环保型、能循环使用的建筑结构.但目前我国的钢结构建筑仍存在一些问题,一方面由于绝大多数结构设计工程师习惯和擅长进行钢筋砼或砖混结构的设计,对钢结构设计不熟悉;另一方面,我国“入世"时间不长,在建筑领域与国际接轨还有一个适应过程,在工程 项目的设计管理机制方面,还有不完善的地方,因此主要存在以下的问题: 1.1 对钢结构产业是符合节能环保和可持续发展型的行业的认识还待于提高.最近几年,日、加、英等国的政府和研究机构发表了很多文章,专门论述发展钢结构房屋的优点和 措施。 1.2 设计理念不能适应市场需要。如目前超高层和有特殊要求的建筑大都由国外建筑师设计的方案中标,虽然他们的设计理念确有独特之处,但连接节点却过于复杂,不仅耗材, 而且也为制作和安装带来了诸多难题,使工程成本过大。 1。3 在摩擦型高强螺栓连接的设计中,一个连接节点上高强螺栓的规格与数量是通过节点内力计算得出的,但有的设计所选高强螺栓的直径、数量与节点板的截面尺寸不相匹配,在设计极限荷载作用下,将会出现螺栓还未达到设计强度而连接扳已变形,丧失承载能力的 现象。 1.4 在设计构件长度时,未考察施工现场情况,有的构件过长,交通运输条件无法解决, 有的构件过重,现场吊装能力不能满足等等。 1。5 对钢结构的防水、隔热与防腐蚀设计重视不够,没有在设计文件中明确钢材除锈等级和涂料及涂层厚度,没有根据不同部位构件的不同耐火极限采取相应的隔热防护措施 等。 1。6 在设置抗侧力支撑构件与梁柱连接时,当节点板采用螺栓连接时,未考虑螺栓扳 手工具的操作空间,给施工带来困难. 2.钢结构建筑的发展趋势 “钢结构是环保住宅,钢结构符合可持续发展概念”——21世纪钢结构将占领广阔的建筑市场。在我国目前大力推广住宅产业化的时代背景下,钢结构体系必将成为住宅结构体系

高层住宅的结构体系

高层住宅的结构体系 高层住宅是现代城市中常见的一种建筑形式,由于其高度的限制和城市土地资源的限制,其结构体系的设计显得尤为重要。高层住宅的结构体系与普通住宅的结构体系有着本质上的不同,需要考虑到楼层的高度、建筑的稳定性、地震等因素,因此其设计需要更多地技术支持和工程计算。 一、设计高层住宅结构体系的原则 设计高层住宅结构体系的原则主要包括稳定性、安全性和经济性三个方面,稳定性是高层建筑的关键,其主要包括层间的刚度与强度、层与层之间的连接方式等,安全性主要考虑结构不同荷载在不同的位置下的反应,经济性则主要考虑在达到稳定和安全的前提下,尽可能减少材料和人力成本。 二、高层住宅的结构类型 高层住宅的结构类型多样,主要分为钢筋混凝土结构、钢结构、被动房、木结构、草屋、钢筋混凝土框架和钢筋混凝土砌体混合结构等。钢结构的强度和刚度高,适合用来建造高层建筑,草屋适用于垂直于地面方向的风荷载,钢筋混凝土砌体混合结构具有砖墙和框架结构的优点,其稳定性强,抵御气候的能力强。 三、高层住宅的结构体系组成

高层住宅的结构体系由基础、柱、墙、梁、板和连接件组成。 1. 基础:高层住宅的基础应该有足够的承载能力和抗震 能力。 2.柱:高层住宅的柱应该是抗侧振倒和翻覆性能的,在柱 的尺寸选择和数量设计上应该充分考虑各种荷载和力的影响。 3.墙:高层住宅的墙应该具有一定的抗震能力和刚度,可 考虑采用预制混凝土墙体或钢筋混凝土墙体。 4.梁:高层住宅梁的设计应该考虑到梁的抗弯强度和刚度,预制混凝土梁和钢筋混凝土梁都是可行的选择。 5.板:高层住宅的板设计应该具有较好的刚度、承载能力 和抗拉强度,可采用预制混凝土板,钢筋混凝土板等方式。 6.连接件:高层住宅中的连接件主要包括螺栓、焊接、粘 合和胶粘剂等。 四、高层住宅的结构体系设计流程 高层住宅的结构体系设计流程主要包括建筑的设计分析、结构分析、抗震分析、稳定性分析和构造设计。首先是建筑 的设计分析,通过了解建筑物的形状、尺寸、平面布置和建筑高度等,为后续的分析设计提供基础。其次是结构分析,对建筑结构中的各个构件进行分析计算,确定各种荷载影响下的结构反应和变形。然后是抗震分析,考虑建筑物在可能出现的地震 荷载下的抗震性能和开展抗震设计。最后是稳定性分析,通过

高层建筑结构特点及其体系

高层建筑结构特点及其体系 高层建筑结构特点及其体系 随着城市化进程的加速和人口的不断增长,高层建筑已成为城市空间利用的重要方式。高层建筑结构作为其关键组成部分,具有独特的特点和体系。本文将就此话题进行深入探讨,旨在帮助读者更好地了解高层建筑的结构设计及其优势。 高层建筑结构特点 高层建筑结构的特点主要表现在以下几个方面: 1、结构高度:高层建筑的结构高度通常在100米以上,这使得结构设计过程中需要考虑重力、风载、地震等因素对建筑稳定性和安全性的影响。 2、竖向荷载:高层建筑的竖向荷载主要来自于自身重量和上部结构传来的荷载。随着建筑高度的增加,竖向荷载对结构设计的影响愈发显著。 3、水平荷载:水平荷载主要来自于风载和地震。由于高层建筑的造型各异,其受风面积和风载体型系数也会有所不同,这使得水平荷载的计算变得相对复杂。 4、结构刚度:为确保高层建筑的稳定性,结构设计时应保证一定的

结构刚度。对于超高层建筑,还需考虑侧向位移限制和舒适度要求。高层建筑结构体系 高层建筑结构体系主要包括以下几种: 1、框架结构体系:该体系由横梁、立柱和楼板组成,具有重量轻、 空间分隔灵活等优点。但其在抗侧向风载和地震方面的表现相对较差。 2、剪力墙结构体系:剪力墙结构体系通过在框架结构中增设剪力墙 来提高结构的抗侧能力。剪力墙由钢筋混凝土浇筑而成,具有较高的强度和刚度。然而,剪力墙也会限制室内空间的使用。 3、框架-剪力墙结构体系:该体系综合了框架结构和剪力墙结构的优点,既能够提供灵活的室内空间,又具有较强的抗侧能力。在实际工程中,可根据具体需求调整框架和剪力墙的比例。 4、筒体结构体系:筒体结构体系通过将剪力墙、框架等构件组合成 筒体形状,从而有效抵抗侧向力和扭矩。这种结构体系常用于超高层建筑,如摩天大楼。 5、钢结构体系:钢结构体系采用钢材作为主要材料,具有较高的强 度和抗震性能。钢结构体系在现代高层建筑中应用广泛,如上海东方明珠塔。 6、混合结构体系:混合结构体系结合了多种结构形式,如混凝土结

高层建筑结构的特点

高层建筑结构的特点 高层建筑是现代城市化进程中不可或缺的建筑形式,而其建筑结构也因楼房的高度、复杂性、使用功能等不同而呈现出多样化的特点。本文将从结构材料、力学特性、支抗系统、设计理念等方面探讨高层建筑结构的特点。 一、结构材料 高层建筑作为一种特殊形式的建筑,其结构材料要拥有足够的强度和刚度,同时也需要考虑材料的质量、耐久性和施工难度等综合因素。目前主要的高层建筑结构材料包括钢筋混凝土、钢结构、木材等。 1、钢筋混凝土 在高层建筑中被广泛使用的材料是钢筋混凝土,其优点是具有足够的强度、刚度和耐火性能,同时施工相对容易。在设计高层建筑时,常采用钢筋混凝土剪力墙和钢筋混凝土框架结构,以增强其整体刚度和稳定性。 2、钢结构

随着钢材技术的发展,钢结构在高层建筑中的应用越来越广泛,形成了钢筋混凝土结构与钢结构相结合的新型结构形式。优点是 具有较高的强度、刚度和抗震性,且在施工阶段可实现模块化建造,提高效率。目前已有一些标志性的钢结构高层建筑,如上海 中心大厦、广州东塔等。 3、木材 木材虽然在高层建筑中未被广泛使用,但其具有轻质、环保和 易塑性等优点,适合于建造小型的、功能单一的高层建筑。如日 本的木结构建筑天守阁就是一种代表性的木材高层建筑。 二、力学特性 高层建筑的高度远超过普通建筑,因此其受力和变形的特点也 有所不同。 1、重力荷载 高层建筑承受着巨大的重力荷载,因此需要选择合适的结构材料、采用合适的结构形式,在设计中合理安排支撑系统,以保证 结构的稳定性和耐久性。

2、风荷载和地震荷载 高层建筑在面临风荷载和地震荷载时,会受到较大的应力和变形。因此,在设计中需考虑有效的风阻和减震措施,如颈锤、防 振器等。 3、温度荷载 高层建筑在火灾等情况下,可能会面临着高温的温度荷载,需 要考虑材料的耐火性能和结构的构造。 三、支撑系统 高层建筑的支撑系统也具有其特殊性。一般来说,支撑系统分 为框架结构、剪力墙结构、桁架结构等。 1、框架结构 框架结构是高层建筑中常用的一种结构形式,它由柱、梁组成,形成一个水平和竖直方向的稳定框架。其优点是具有较大的开间,空间利用率高,适用于大跨度建筑。 2、剪力墙结构

高层钢结构抗震性能分析

高层钢结构抗震性能分析 摘要:高层钢结构建筑具有施工速度快、工业化程度高、综合技术经济指标好、抗震性能优越等特点,钢结构用于高层建筑,具有得天独厚的技术优势,也是我国当前的产业政策。本文介绍了目前高层钢结构建筑采用的几种典型的结构体系,总结了各结构体系的受力特点及应用;以典型的钢结构建筑为例,对其分别采用钢框架结构体系、钢框架-支撑结构体系、钢框架-剪力墙结构体系、钢框架结构体系,利用大型有限元软件ANSYS分析了各种结构体系所具有的抗震性能,得到了一些有益的结论。 关键词:高层建筑;钢结构;抗震性能 0引言 近几年,我国的建筑产业化发展速度十分迅猛,发展方向突破传统的户型、材料和结构体系呈多元化趋势,关于建筑行业发展的讨论也是百家争鸣、各具特色。作为建筑领域的新兴力量,钢结构住宅的发展和讨论也越来越被业界和学界所重视。而我国属于一个地震多发的国家,建筑灾害成为地震灾害中最具破坏和杀伤力的灾害,这更加强了全国从事钢结构设计和研究的同仁们对于普通住宅建筑抗震的思考。 1高层建筑钢结构的体系 在钢结构建筑中用的较多的结构体系有框架结构、框架-中心支撑结构和框架-偏心支撑结构等。纯框架结构延性好,抗震性能好,但由于抗侧刚度较差,不宜用于层数太高的建筑。框架-中心支撑结构抗侧刚度大,适用层数较多的建筑,但由于支撑构件的滞回性能较差,耗散的地震能量有限,抗震性能不如纯框架。框架-偏心支撑结构可通过偏心连梁的剪切屈服,耗散地震能量,同时又能保证支撑不丧失整体稳定,抗震性能优于框架-中心支撑结构。采用能与钢框架抗侧刚度相匹配的内藏钢板剪力墙和带竖缝剪力墙代替支撑,可构成框架-抗震墙板结构,其抗震性能优于框架-中心支撑结构。当房屋刚度更高时,可采用沿建筑周边设置密柱深梁框架构成的框筒结构。框筒结构抗侧刚度大,并具有

不同类型高层钢结构的优缺点

高层钢构造各种类型的优缺点分析 前言 随着我国在大中城市住宅建筑中制止使用黏土砖,且混凝土构造施工复杂周期长。钢构造受到了工程界的青睐,已成为较有竞争力的民用建筑构造体系之一。与传统的住宅建筑构造体系相比,钢构造不仅具有环保、节能、产业化等特征,而且还具有强度高、自重轻、节约能源、抗震性能好等优点。国家建筑钢构造产业"十二五〞方案和2020年开展纲要(草案)提出,"十二五〞期间应以多高层钢构造房屋为突破点。 1. 纯框架构造体系 纯框架构造是指沿房屋的纵、横两个方向均由框架作为承重和抵抗水平抗侧力的主要构件所组成的构造体系。框架构造可以分为半刚接框架和全刚接框架两种,框架构造的梁柱宜采用刚性连接。与其他的构造体系相比,框架构造体系可以使建筑的使用空间增大,适用于多类型使用功能的建筑。其构造各局部的刚度比拟均匀,构件易于标准化和定型化,构造简单,易于施工,常用于不超过30层的高层建筑。但该构造体系的弹性刚度较差且属于单一抗侧力体系,抗震能力较弱。 图1 纯钢框架构造三维模型图 1.1组成及其特点 典型的框架体系多层轻钢住宅由根底、H型或箱形框架梁柱、节点、轻质墙体、屋面板、楼层次梁、压型钢板楼盖等组成,常见柱距为5 m~8 m。具有以下优势:〔1〕它是一种延性体系;〔2〕在建筑设计和平面布置上具有很大的灵活性;〔3〕各局部刚度比拟均匀,构造简单,易于施工;〔4〕自重周期较长,自重轻,对地震作用不敏感。 1.2 设计原则及注意问题 1)强柱弱梁的设计原则。这个设计原则是为了保证构造在最终破坏的时候具有较好的延性及耗能效果,保证构造的平安性,使塑性铰出现在梁端而不是发生在柱端。 2)框架节点域的验算。节点域是钢构造框架体系的关键,其强度及刚度都要根据规要求进展保证。主要是通过验算保证腹板厚度,防止在非线性剪切变形下发生局部失稳。同时对柱设置加劲肋保证其翼缘不发生失稳。 3)稳定验算和二阶效应。钢构造构件强度一般都可以满足,在设计中主要是保证其稳定性。钢框架构造属于柔性构造,侧移变形较大,竖向荷载所产生的二阶效应有时就不能无视,因此当构造的重力附加弯矩大于构造初始弯矩的10 %时就应该考虑重力的二阶效应。 1.3 根本结论 在多层轻钢构造住宅的设计中,应注意三个设计原则:柱截面采用箱型截面,可以充分发挥截面特性;实现大柱网布置,相对较好地控制了用钢量;合理的柱网尺寸取为6 m×8 m左右,能够表达出轻钢构造住宅部大空间灵活布置的优势,到达建筑使用功能与构造布置较好的统一。

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