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高层住宅剪力墙结构设计原则

高层住宅剪力墙结构设计原则
高层住宅剪力墙结构设计原则

5.方茴说:“那时候我们不说爱,爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢,就算喜欢也是偷偷摸摸的。”

6.方茴说:“我觉得之所以说相见不如怀念,是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛,而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。”

7.在村头有一截巨大的雷击木,直径十几米,此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光,变得普普通通了。

8.这些孩子都很活泼与好动,即便吃饭时也都不太老实,不少人抱着陶碗从自家出来,凑到了一起。

9.石村周围草木丰茂,猛兽众多,可守着大山,村人的食物相对来说却算不上丰盛,只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。

高层住宅剪力墙结构设计原则

1 剪力墙布置原则

(1)剪力墙的位置:

1)遵循均匀、分散、对称和周边的原则。

2)剪力墙应沿房屋纵横两个方向布置。

3)剪力墙宜布置在房屋的端部附近、平面形状变化处、恒荷载较大处以及两端楼(电)梯处,在结构中部尽量减少剪力墙的布置量。

4)在平面布置上尽可能均匀、对称,以减小结构扭转。不能对称时,应使结构的刚度中心和质量中心接近。

5)沿高度均匀变化;在竖向布置上应贯通房屋全高,使结构上下刚度连续、均匀。

6)多均匀长墙(增加抗侧刚度和减少剪力墙数和混凝土用量),少短墙(抗震性差);可布置成单片形(不少于三道,长度不超过8m)、L形、T形、工字形、十字形或筒形最佳,H/L≥2, 少复杂形状转折。

7)洞口布置在截面中部,避免布置在剪力墙端部或柱边。

(2)剪力墙的间距:

为了保证楼(屋)盖的侧向刚度,避免水平荷载作用下楼盖平面内弯曲变形,应控制剪力墙的最大间距。

(3)剪力墙的厚度:

剪力墙厚度取值由以下因素确定:

1)通过结构分析,在满足最大层间位移、周期比、位移比的各项指标确定每层剪力墙的厚度;

2)不同抗震等级的轴压比的限制;

3)构造性及稳定性要求(而稳定性一般会满足);

对于普通的住宅建筑在7度或8度地区,墙厚大多情况下是按稳定性和构造要求所控制的;

首先剪力墙厚度应满足《高规》7.2.1条7.7.2条规定(其实是高厚比要求),当不能满足上面几条的时候应按《高规》附录D 计算墙体的稳定,从大量工程实例看,

按《高规》附录D 计算的墙厚比《高规》7.2.1条7.7.2条规定的小得多。故稳定性一般会满足;此时剪力墙墙厚主要由构造与施工要求控制。

建筑物高度在百米以下时剪力墙厚度一般取200~300mm

(3)剪力墙的墙肢长度:

1.“噢,居然有土龙肉,给我一块!”

2.老人们都笑了,自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂,数落着自己的孩子,拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。

5.方茴说:“那时候我们不说爱,爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢,就算喜欢也是偷偷摸摸的。”

6.方茴说:“我觉得之所以说相见不如怀念,是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛,而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。”

7.在村头有一截巨大的雷击木,直径十几米,此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光,变得普普通通了。

8.这些孩子都很活泼与好动,即便吃饭时也都不太老实,不少人抱着陶碗从自家出来,凑到了一起。

9.石村周围草木丰茂,猛兽众多,可守着大山,村人的食物相对来说却算不上丰盛,只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。

剪力墙墙肢长度不能太短,否则就短肢(4-8倍),不能太长(大于8 m),受弯后产生的裂缝宽度会较大,墙体的配筋容易拉断。

故我们控制剪力墙的墙肢长度大于厚度的8倍一点点,比如200墙;取1650墙肢长度,300墙取2450墙肢长度就行,但整个剪力墙的墙肢长度一般不要超过4m,当墙的长度很长时,可通过开设洞口将长墙分成两段长度较小的墙段。用以分割墙段的洞口上可设置约束弯矩较小的弱连梁(其跨高比一般宜大于6)。

剪力墙翼缘的尺寸要求:墙肢旁边为门垛时,门垛与墙肢合为整体。门窗边离墙肢距离较近时(<200mm),墙肢作适当加长,做至门窗边。墙肢翼缘尺寸宜≥500mm。

(短肢剪力墙定义详高规7.1.8)

(4)剪力墙的数量:

与结构体型、高度等有关。从抗震性考虑,增加剪力墙数量,虽然结构抗侧力的能力提高,同时结构所承受的地震力也加大, 材料用量增大,二者不一定是成正比。因此,可尽量减少剪力墙的布置量及结构自重,只需满足侧向变形的限值即可,剪力墙轴压比基本接近。一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%。当不能判断时,可控制第一振型下一般剪力墙底部地震剪力不应小于总剪力的50%。

2 梁板布置原则

(1)对高层住宅, 荷载一般不大, 楼板绝大多数均为构造配筋, 板厚就决定了楼板用钢量的大小, 所以楼板厚度一般按挠度、裂缝及板内设备穿管的最低要求取值,不必过厚。

客厅、卧室、厨房、卫生间:L O(短跨)≤2.9m,h=90mm;L O=2.9~3.9m,h=100mm;

L O=4.0~4.4m,h=110㎜;L O=4.5~4.8m,h=120㎜;L O=4.9~5.2m,h=130㎜

阳台: h=90

屋面板:h≥120㎜, 屋面板负筋拉通筋应优先用Φ10@200或Φ10@180

(HRB335),板面通长钢筋不足时,板支座处另设计附加钢筋,施工图中应

注明贯通钢筋与附加支座钢筋应间隔错开布置;

(2)楼层梁布置时, 应保证梁具有简单明确的传力路径, 避免多重次梁、多次传力的情况。剪力墙结构中的梁经济跨度一般在 3.0~ 5.0m 之间;

(3)若非刚度及连接一字形墙的需要, 不宜设置高连梁;

(4)建筑的洞口顶可设置后浇过梁, 再砌梁上填充墙;

(5)较小跨度( 3.6m 以内)的板上有隔墙或开有洞口时, 墙位置或洞口边可不设置梁, 可在板内设置加强筋的方式予以解决.

(6)梁截面一般按如下规定取:

1.“噢,居然有土龙肉,给我一块!”

2.老人们都笑了,自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂,数落着自己的孩子,拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。

5.方茴说:“那时候我们不说爱,爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢,就算喜欢也是偷偷摸摸的。”

6.方茴说:“我觉得之所以说相见不如怀念,是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛,而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。”

7.在村头有一截巨大的雷击木,直径十几米,此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光,变得普普通通了。

8.这些孩子都很活泼与好动,即便吃饭时也都不太老实,不少人抱着陶碗从自家出来,凑到了一起。

9.石村周围草木丰茂,猛兽众多,可守着大山,村人的食物相对来说却算不上丰盛,只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。

外墙梁:200(250)×600

内墙框梁:200(250)×400~600

内墙小梁:200×300~400

阳台挑梁和边梁:200×400(受力较大处,不影响立面处可加大)

100厚小隔墙下梁:150×300~350

3 剪力墙结构分析流程

(1)试算分析

以一个标准层为基准,建立一个初步的结构模型, 根据层数及层高进行简单组装,

不考虑地震作用及配筋情况下(计算速度快)求出各楼层墙肢轴压比, 以

符合“剪力墙轴压比基本接近”的要求;比较计算轴压比及规范规定的轴压比限

值, 调整墙肢的长度、宽度及混凝土强度等级, 并对模型进行修改, 此次修改将

形成多个标准层,, 分析计算结果中的周期比、位移比、层间位移角等结构整

体计算指标是否满足规范要求。

(2)计算文本查看

(1)位移比(高规 3.4.5)。位移比是在刚性楼板假定下计算的;

Ratio-(X),Ratio-(Y): 最大位移与层平均位移的比值

Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移的比值(2)层间最大位移与层高之比(层间位移角)(高规3.7.3)。是在刚性楼板假定下计算的;Max-Dx/h, Max-Dy/h.

(3)周期比(高规3.4.5)。建议在刚性楼板假定下计算的;若不满足,可增加结构周边刚度,降低结构中部的刚度。

振型号周期转角平动系数(X+Y) 扭转系数

1 1.8428 2.36 0.97 ( 0.97+0.00 ) 0.03

2 1.5300 97.00 0.82 ( 0.01+0.81 ) 0.18

(4)层间刚度比(抗规3.4.3高规3.5.2 )。Ratx1,Raty1 : X,Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值

或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者(5)层间受剪承载力比(高规3.5.3 )。X方向最小楼层抗剪承载力之比:

1.“噢,居然有土龙肉,给我一块!”

2.老人们都笑了,自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂,数落着自己的孩子,拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。

5.方茴说:“那时候我们不说爱,爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢,就算喜欢也是偷偷摸摸的。”

6.方茴说:“我觉得之所以说相见不如怀念,是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛,而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。”

7.在村头有一截巨大的雷击木,直径十几米,此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光,变得普普通通了。

8.这些孩子都很活泼与好动,即便吃饭时也都不太老实,不少人抱着陶碗从自家出来,凑到了一起。

9.石村周围草木丰茂,猛兽众多,可守着大山,村人的食物相对来说却算不上丰盛,只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。

0.53 层号: 2 塔号: 1

Y方向最小楼层抗剪承载力之比: 0.69 层号: 2 塔号: 1 (6)剪重比(抗规5.2.5);

抗震规范(5.2.5)条要求的X向楼层最小剪重比= 0.80%

X 方向的有效质量系数: 99.50%

(7)刚重比(高规5.4.1 )

通过刚重比控制满足高层建筑稳定性要求;若不满足,通常调整结构的高宽比。

(8)规定水平力框架柱及短肢墙地震倾覆力矩百分比(抗规)。在后处理文本“框架柱倾覆弯矩及调整系数”中查看。

(3)计算调整

若层间位移角不满足规范要求, 可采取以下措施:查看位移文件以确定哪些楼层位移角超限, 一般情况是结构中上部楼层, 若超限不多, 可通过提高剪力墙变

厚度位置加以解决, 否则需增加剪力墙的布置量或关键连梁的高度。

若周期比、位移比不满足规范要求, 可采取以下措施: 1)将结构周边程序定义为连梁的梁改为框架梁或增加连梁高度, 以增加结构外围刚度; 2) 减少结构中

部剪力墙布置量及降低连梁高度以增大结构的平动周期而间接改善周期比、位移比;

若层间位移角较规范限值富余较多, 应适当调整梁布置及减小梁截面, 将部分连接复杂的梁改为铰接梁(通过特殊构件定义), 以降低梁刚度, 从而减小地震作用, 降低成本。

4 计算中若干问题的处理

(1)连梁超筋: 计算分析中, 个别连梁超筋经常出现。方法一:对超筋连梁, 加高连梁尺寸;方法二:若方法一收效不大,应扩大洞口宽度或减小梁截面, 增大连梁的跨高比, 减小该片联肢墙刚度, 转移其承担的部分地震力, 从而降低连梁内力达到不超筋的目的; 对调整确有困难的梁,若有其他可靠水平力传递路径也可以通过降低梁的弯剪刚度而不减小梁截面的方法进行调整(通过特殊构件定义)。

(1)框-剪结构进行剪力调整的目的, 是让作为第二道防线的框架有足够的安全储备, 对仅有少量柱的剪力墙结构, 柱起不到第二道防线的作用, 可以不做剪

力调整(在调整系数中,将0.2V0的调整起始和终止层均填0), 一般认为框架柱承担倾覆力矩比不到15%的可不进行调整。

1.“噢,居然有土龙肉,给我一块!”

2.老人们都笑了,自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂,数落着自己的孩子,拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。

高层建筑结构设计的影响因素有哪些

高层建筑结构设计的影响因素 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。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。 (二)侧移成为控指标 与低层或多层建筑不同,结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加,水平荷载下结构的侧向变形迅速增大,与建筑高度H的4次方成正比(△=qH4/8EI)。 另外,高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大,在设计中不仅要求结构具有足够的强度,还要求具有足够的抗推刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内,否则会产生以下情况: 1.因侧移产生较大的附加内力,尤其是竖向构件,当侧向位移增大时,偏心加剧,当产生的附加内力值超过一定数值时,将会导致房屋侧塌。 2.使居住人员感到不适或惊慌。 3.使填充墙或建筑装饰开裂或损坏,使机电设备管道损坏,使电梯轨道变型造成不能正常运行。 4.使主体结构构件出现大裂缝,甚至损坏。 (三)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。 (四)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,减轻房屋自重意昧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。

高层建筑结构设计原则及意义分析

高层建筑结构设计原则及意义分析 发表时间:2018-11-29T18:12:15.133Z 来源:《防护工程》2018年第22期作者:周德泓 [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。 中国联合工程有限公司 310000 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 0 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。

剪力墙结构设计注意要点

剪力墙结构设计要点 整体规定 ◆A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时,分别为150、140、120、100、60m 部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为130、120、100、80m,9度抗震时不宜采用 A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 6度、7度、8度抗震时,将本地区设防烈度提高一级后,按乙类、丙类建筑采用 9度抗震时,应专门研究 (说明:房屋高度指室外地面至主要屋面高度,不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度) ◆B级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为180、170、150、130m 部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为150、140、120、100m B级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 6度、7度抗震时,按本地区设防烈度提高一级后,按乙类、丙类建筑采用 8度抗震时,应专门研究 ◆结构的最大高宽比: A级高度——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时,分别为6、6、6、5、4 B级高度——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为8、7、7、6 ◆质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计算双向水平地震作用下的扭转影响; 其他情况,应计算单向水平地震作用的扭转影响

◆考虑非承重墙的刚度影响,结构自振周期折减系数取值0.9~1.0 ◆平面规则检查,需满足: 扭转:A级高度—— B级高度、混合结构高层、复杂高层—— 楼板:有效楼板宽≥该层楼板典型宽度的50% 开洞面积≤该层楼面面积的30% 无较大的楼层错层 凹凸:平面凹进的一侧尺寸≤相应投影方向总尺寸的30% ◆竖向规则检查,需满足: 侧向刚度: 除顶层外,局部收进的水平向尺寸≤相邻下一层的25% 楼层承载力:A级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力(宜)≥相邻上一层的80% 薄弱层抗侧力结构的受剪承载力(应)≥相邻上一层的65% B级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力(应)≥相邻上一层的75% (说明:楼层层间抗侧力结构受剪承载力指在所考虑的水平地震作用方向,该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和) 竖向连续:竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力不得由水平转换构件(梁等)向下传递 ◆水平位移验算: 多遇地震作用下的最大层间位移角≤ 罕遇地震作用下的薄弱层层间弹塑性位移角≤1/120 ◆舒适度要求: 高度超过150m的高层建筑,按10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向结构顶点的最

高层住宅结构设计统一技术措施 (上部结构)

-结构构件设计与构造 7.1 板设计 7.1.1 除工程建设当地有专门规定外,高层住宅标准层楼板板厚一般取100mm。板的厚度规格一般宜取100、120、140、160、180、200mm,大于200mm时按实际需要取值。 表 7.1.1 住宅最小板厚取值表 以考虑采用CRB550钢筋。 7.1.2电梯厅、加强部位及薄弱连接部位板厚一般取140mm,并设置不小于 10@200的双层双向拉通钢筋。 7.1.3地下室顶板作为上部结构的嵌固端时,楼板厚度不宜小于180mm;混凝土强度等级不宜小于C30,应采用双层双向配筋,且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%。普通地下室顶板厚度不宜小于160mm。 7.1.4部分框支—剪力墙结构的转换层楼板厚度不宜小于180mm,除计算要求外,板配筋不应小于双层双向10@150。当框支转换范围较小时,可仅对框支转换梁相连的板按转换层楼板进行加强,其他部位楼板按实际情况可取120~150mm。转换层楼板不宜采用冷轧带肋钢筋。 7.1.5 地震设防区跨度L≥1500mm 的楼层悬臂结构,如无特殊要求时,宜采用梁板式结构。当悬挑跨度L<1500mm且其降板高度未超过相邻板厚或嵌固梁有足够抗扭刚度时,可采用悬臂板式结构,但其根部厚度不应小于L/10 且不小于100mm。悬臂板计算时截面有效高度h0=h-25~30(考虑施工时面筋可能被踩低,h0稍取小值),并应验算裂缝和挠度。 7.1.6 标准层楼板宜按弹性板计算,板与剪力墙支座按嵌固端计算;板与边梁按简支边计算;支座两侧板面标高相差大于梁宽时按简支边计算;当支座两侧板面标高相差小于梁宽时及确认边梁可作为嵌固时可按嵌固计算配筋。对于按简支计算的板支座,可不按受力钢筋的最小配筋率控制,统一取0.18%,钢筋直径不宜小于8或фR7;板面受力钢筋配筋率不宜小于0.2%,悬挑板和较大角板面筋不宜小于0.25%,板底钢筋配筋率不小于0.18%。 7.1.7楼板受力钢筋间距(mm)建议采用100、125、150、175、200,局部附加钢筋后间距不宜小于75mm。除分布钢筋外楼板钢筋间距不应大于200mm。 7.1.8考虑温度收缩的板配筋(如屋面板),可利用原有板的底、面筋拉通布置,也可另行设置构造分布筋,但必须与原有钢筋按受拉要求搭接或在周边构造中锚固。当面筋采用拉通筋布置时,其支座实际需要的配筋量不足时可采用另加相同间距的短筋补足。屋面板拉通钢筋不宜小于双层双向8@200且配筋率不小于0.2%。 7.1.9因建筑使用要求而局部降板的较大跨楼板,当板底不要求平整时,可做成折板的形式(如卫生间沉箱不宜拉直梁的情况),并应绘制折板配筋大样,平面上板配筋可以同普通楼板。通跨折板按设梁考虑。当局部降板并要求板底平整时,

高层剪力墙结构优化设计分析 (2)

高层剪力墙结构优化设计分析 摘要:只有科学合理的剪力墙结构体系才可以有效保证高层建筑的经济性能与结构安全性能,因此结构设计人员应当根据相关规范的要求和建设单位的需要,来对其高层结构体系进行合理的选择与优化。从结构上来说,高层剪力墙结构钢筋用量较少,整体性较强,结构刚度也较大,经济性也较好。而在高层剪力墙结构优化设计过程中,其整个剪力墙结构体系布置以及调整的过程归根到底就是一个逐渐优化的过程,因为只有当遵循周边均匀对称的设计原则将高层剪力墙结构体系的刚度及位移控制在最为合理的范围内,才能使其整个结构体系发挥出最大的功效。本文针对高层剪力墙结构的优化设计进行了一定的分析和探讨。 关键词: 高层建筑;剪力墙结构;优化设计 一、引言: 随着近年来我国国民经济的显著进步以及城市化建设的飞速发展,特别是高层建筑结构设计的技术发展及其对抗震要求的日趋关注,高层剪力墙结构在高层建筑中的应用已经越来越广泛、越来越普及。与传统的框架结构相比较而言,高层剪力墙结构显得更为通透、宽敞,其不但能够有效提高使用面积,而且使得建筑的使用功能得到优化,同时也可以给业主的装修与自行改造提供一定的灵活性。而从结构上来说,高层剪力墙结构钢筋用量较少,整体性较强,结构刚度也较大,另外还可以在宾馆与住宅等居住型的高层建筑中,通过设计分隔墙来将客房与居室分为小间,从而使得部分承重墙与分隔墙能够在优化配置过程中合二为一,所以相对而言经济性也比较高。本文针对高层剪力墙结构的优化设计进行了一定的分析和探讨。 二、高层剪力墙结构优化设计分析 1、高层剪力墙结构的抗震优化设计 根据相关机构对我国历史上的地震记录进行分析研究后表明,之所以高层剪力墙结构会在地震中出现严重的破坏,究其根本原因就在于高层剪力墙结构的底层刚度与上部刚度之间的差距往往太过于悬殊,一旦当地震作用集中在其底层时,就会导致底层出现极其突出而明显的弹塑性集中变形。因此对于高层剪力墙结构而言,底层刚度与上部刚度之比必须要进行严格的控制,这是最为关键的一点。另外,由于不同地区的抗震设防烈度也不尽相同,因此在高层剪力墙结构设

关于高层建筑结构设计的几点见解

关于高层建筑结构设计的几点见解 摘要:在科技迅猛发展的21世纪,建筑是越建越高,至于建筑结构的设计就越发的复杂,建筑的结构体系、建筑的类型,建筑的风险计算都成为设计的要点。本文从高层建筑的特点出发,对高层建筑结构体系设计的基本要求等方面进行了分析探讨。 关键词:框架结构;荷载;抗震设计 1 前言 随着我国城市化建设进程的加快,城市人口的高度集中,用地紧张以及商业竞争的激烈化,促进了高层建筑的出现和不断发展。高层建筑结构设计给工程设计人员提出了更高的要求,下面就结构设计中的问题进行一些探讨。 2 高层建筑结构体系的特点 我国《高层建筑混凝土结构技术规程》规定,10层或10层以上或者房屋高度超过28m的建筑为高层建筑物。随着层数和高度的增加,水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著,包括地震作用和风荷载。高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低,与其所采用的结构体系密切相关。不同的结构体系,适用于不同的层数、高度和功能。 2.1 框架结构体系 框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中,由梁和柱通过节点构成承载结构,框架形成可灵活布置的建筑空间,具有较大的室内空间,使用较方便。由于框架梁柱截面较小,抗震性能较差,刚度较低,建筑高度受到限制;剪切型变形,即层间侧移随着层数的增加而减小;框架结构主要用于不考虑抗震设防、层数较少的高层建筑中。在考虑抗震设防要求的建筑中,应用不多;高度一般控制在70m以下。 2.2 剪力墙结构体系 利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构,称为剪力墙结构体系。剪力墙结构体系于钢筋混凝土结构中,由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力要求也容易满足;剪力墙结构体系主要缺点:主要是剪力墙间距不能太大,平面布置不灵活,不能满足公共建筑的大空间使用要求。此外,结构自重往往也较大。当剪力墙的高宽比较大时,是一个受弯为主的悬臂墙,侧向变形是弯曲型,即层间侧移随着层数的增加而增大。剪力墙结构在住宅及旅馆建筑中得到广泛应用。因此这种剪力墙结构适合于建造较高的高层建筑。根据施工方法的不同,可以分为:全部现浇的剪力墙;全部用预制墙板装配而成的剪力墙;

关于高层框架剪力墙结构设计要点分析

关于高层框架剪力墙结构设计要点分析 发表时间:2015-09-16T10:55:47.990Z 来源:《基层建设》2015年16期供稿作者:阚亮 [导读] 中山环保产业股份有限公司某建筑工程地下1层,地上15层,地下室层高5m,1层~2层层高5.5m。 阚亮 中山环保产业股份有限公司广东,中山 528400 摘要:高层建筑剪力墙结构的设计,能够有效的防止楼体受地震等灾害的影响,有助于加强建筑物的抗震能力、整体性以及侧向刚度,对建筑事业的发展起到了很大的作用。文章结合实际案例对高层剪力墙结构设计进行探讨。 关键词:框架剪力墙;结构设计;布置 1.工程概况 某建筑工程地下1层,地上15层,地下室层高5m,1层~2层层高5.5m,标准层层高3.4m。建筑风压0.40kN/m2,8度抗震设防,建筑场地类别Ⅲ类,地基基础设计等级甲级,建筑抗震设防类别丙类,剪力墙抗震等级一级,框架抗震等级二级。 2.基础与桩基设计 因主要液化土③层为粉土、粉细砂,为了穿透液化层故选用预制管桩。桩径500 mm,桩端持力层置于粉、细砂层顶面。基础采用柱下及墙下承台加防水板。 3.结构布置 1) 设计基本原则。根据业主建筑使用功能的需要,考虑到本工程1层,2层为餐厅和健身中心、房屋开间较大及结构高度的需要,主体结构采用钢筋混凝土框架—剪力墙体系。 2) 剪力墙的布置与设计。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》的要求,剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间平面、平面形状变化及恒载较大的部位,剪力墙间距不宜过大。剪力墙墙肢越长刚度越大吸收的荷载和地震力也越大,所以剪力墙不宜过长,实际设计中通过剪力墙上开结构洞来减小剪力墙的刚度,且剪力墙宜贯通建筑物全高,避免刚度突变; 结构洞口宜上下对齐。电梯间、楼梯间及竖井通高开洞且楼梯间一般不考虑楼梯板的支承作用,该部位楼板的刚度被严重削弱,进而不能通过楼板传递刚度,所以在楼梯、电梯间等竖井位置布置剪力墙来加强且最好用剪力墙围成筒状增强开洞部位的整体刚度。同时为了保证结构有足够的刚度来抵抗扭转,并且使建筑刚心与平面形心尽量相吻合,应在建筑物周边对称位置均匀布置剪力墙。 依据上述原则及考虑到本工程1层,2层为餐厅和健身房,②轴~⑦轴间不能布置剪力墙,同时①轴~②轴交F轴处有通高玻璃幕墙也不能设置剪力墙,上述情况致使剪力墙布置受限,所以本工程柱与剪力墙平面布置见图1。 3) 剪力墙的连梁设计。剪力墙之间的连梁虽然容许其先破坏,但实际设计中,连梁起到的作用为连接剪力墙并通过连梁分配地震力,为了连梁屈服早于墙肢屈服实现强剪弱弯,计算模型调整主要是在考虑整体规则性的前提下,通过调整洞口高度加强连梁抗剪能力。在设计中还要注意当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时,剪力墙可按独立墙肢的计算简图进行第二次多遇地震作用下的内力分析。 4) 楼屋面板的选型及设计。由于本工程主体结构采用了现浇钢筋混凝土框架—剪力墙结构,为了能提高柱与剪力墙的协调性及整体结构的刚度,楼板也选用现浇钢筋混凝土梁板式结构。结合建筑平面布局,由于建筑x 向较长,为了提高结构的横向刚度且根据建筑平面布置,楼盖次梁沿建筑y 向布置。楼屋面板根据跨度计算板厚,其中±0.000板厚180mm,屋面板厚120mm,标准层板厚100mm。 5) 整体计算结果。经PKPM 计算,在规定的水平力作用下结构底层剪力墙承担抗倾覆力矩均在50%以上,因此按典型的框架剪力墙来决定抗震等级,同时整体结构能够满足结构侧向位移、扭转、位移比等计算指标。在整体计算满足要求的同时通过调整柱墙及连梁截面来杜绝超筋的情况,通过改变构件截面及混凝土等级来调整框架柱及剪力墙轴压比,通过改变楼板厚度及梁截面高度来满足挠度的要求。 4.本工程设计中所遇到的问题及处理方法 1) 方案选型与概念设计。根据建筑功能的要求选用经济性好和安全可靠性强的结构形式。结构体系受力明确,传力简洁,设置多道安全防线,增加结构整体和内部的冗余度,引进超静定结构和抗连续倒塌的设计理念同时兼顾经济性要求。 2) 抗震等级的确定。框架剪力墙结构在规定水平力作用下,因框架柱截面及剪力墙布置的不同从而导致柱与剪力墙所承受的地震倾覆力矩百分比的不同,直接导致结构抗震等级的选取和建筑高度适用范围的改变。在实际设计中需要多次改变柱截面及剪力墙布置来调整地震倾覆力矩百分比,而地震倾覆力矩百分比的变化又导致结构抗震等级的改变。设计时尤其要注意地震倾覆力矩百分比的变化会产生4 种不同结果。 3) 剪力墙的布置。框架剪力墙结构中剪力墙的布置不像纯剪结构中相对容易。框架剪力墙结构中剪力墙的布置需要满足许多抗震及构造要求。在实际设计当中需要平衡框架柱与剪力墙在整体计算中所承担的作用,在整体计算满足要求的情况下又会出现超筋及超轴压比的问题,整个设计过程需要反复计算设计难度较大。在具体设计当中会遇到剪力墙不能贯通建筑物全高从而导致刚度会发生突变的情况,当不能避免时,为使部分剪力墙截止位置层楼板有足够的刚度保证剪力的可靠传递,该层楼板应现浇且厚度不宜小于160mm,该层相邻上层

高层建筑结构设计考试试题(含答案)

高层建筑结构设计考试试题一、填空题( 2× 15=30) 1、2、钢筋混凝土剪力墙结构的水平荷载一般由剪力墙承担,竖向荷载由剪力墙承担。其整体位移曲线特点为弯曲型,即结构的层间侧移随楼层的 而增大而增大。与框架结构相比,有结构整体性好,刚度大,结构高度可 以更大。等优点。 框架——剪力墙结构体系是把框架和剪力墙结构两种结构共同结合在一起形成的结构体系。结构的竖向荷载由框架和剪力墙承担,而水平作用主要由 剪力墙承担。其整体位移曲线特点为弯剪型,即结构的层间位移在结构底部层间位移随层数的增加而增大,到中间某一位置,层间位移随 层数的增加而增大。 3、框架结构水平荷载作用近似手算方法包括反弯点法、D值 4、 法。当结构的质量 中心下会发生扭转。 中心和刚度中心中心不重合时,结构在水平力作用 二、多项选择题(4×5= 20) 1、抗震设防结构布置原则(ABC) A 、合理设置沉降缝C、 足够的变形能力B D 、合理选择结构体系 、增大自重 E、增加基础埋深 2、框架梁最不利内力组合有(AC) A、端区 -M max, +M max, V max C、跨中 +M max D B、端区 M max及对应 N, V 、跨中 M max及对应 N, V E、端区N max及对应M, V 3、整体小开口剪力墙计算宜选用( A )分析方法。 A、材料力学分析法 B、连续化方法 C、壁式框架分析法 D、有限元法 4、高层建筑剪力墙可以分为(ABCD )等几类。 A、整体剪力墙 B、壁式框架 C、联肢剪力墙 D、整体小开口墙 5、高层建筑基础埋置深度主要考虑(ACD)。 A、稳定性 B、施工便利性 C、抗震性 D、沉降量 E、增加自重 三、简答题(7×5= 35) 1、试述剪力墙结构连续连杆法的基本假定。 1、剪力墙结构连续连杆法的基本假定:忽略连梁的轴向变形,假定两墙肢的水平位移完全相同;各墙肢截面 的转角和曲率都相等,因此连梁两端转角相等,反弯点在中点;各墙肢截面,各连梁截面及层高等几何尺寸 沿全高相同。

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。

高层住宅剪力墙结构设计原则

5.方茴说:“那时候我们不说爱,爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢,就算喜欢也是偷偷摸摸的。” 6.方茴说:“我觉得之所以说相见不如怀念,是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛,而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。” 7.在村头有一截巨大的雷击木,直径十几米,此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光,变得普普通通了。 8.这些孩子都很活泼与好动,即便吃饭时也都不太老实,不少人抱着陶碗从自家出来,凑到了一起。 9.石村周围草木丰茂,猛兽众多,可守着大山,村人的食物相对来说却算不上丰盛,只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。 高层住宅剪力墙结构设计原则 1 剪力墙布置原则 (1)剪力墙的位置: 1)遵循均匀、分散、对称和周边的原则。 2)剪力墙应沿房屋纵横两个方向布置。 3)剪力墙宜布置在房屋的端部附近、平面形状变化处、恒荷载较大处以及两端楼(电)梯处,在结构中部尽量减少剪力墙的布置量。 4)在平面布置上尽可能均匀、对称,以减小结构扭转。不能对称时,应使结构的刚度中心和质量中心接近。 5)沿高度均匀变化;在竖向布置上应贯通房屋全高,使结构上下刚度连续、均匀。 6)多均匀长墙(增加抗侧刚度和减少剪力墙数和混凝土用量),少短墙(抗震性差);可布置成单片形(不少于三道,长度不超过8m)、L形、T形、工字形、十字形或筒形最佳,H/L≥2, 少复杂形状转折。 7)洞口布置在截面中部,避免布置在剪力墙端部或柱边。 (2)剪力墙的间距: 为了保证楼(屋)盖的侧向刚度,避免水平荷载作用下楼盖平面内弯曲变形,应控制剪力墙的最大间距。 (3)剪力墙的厚度: 剪力墙厚度取值由以下因素确定: 1)通过结构分析,在满足最大层间位移、周期比、位移比的各项指标确定每层剪力墙的厚度; 2)不同抗震等级的轴压比的限制; 3)构造性及稳定性要求(而稳定性一般会满足); 对于普通的住宅建筑在7度或8度地区,墙厚大多情况下是按稳定性和构造要求所控制的; 首先剪力墙厚度应满足《高规》7.2.1条7.7.2条规定(其实是高厚比要求),当不能满足上面几条的时候应按《高规》附录D 计算墙体的稳定,从大量工程实例看, 按《高规》附录D 计算的墙厚比《高规》7.2.1条7.7.2条规定的小得多。故稳定性一般会满足;此时剪力墙墙厚主要由构造与施工要求控制。 建筑物高度在百米以下时剪力墙厚度一般取200~300mm (3)剪力墙的墙肢长度: 1.“噢,居然有土龙肉,给我一块!” 2.老人们都笑了,自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂,数落着自己的孩子,拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。

高层建筑抗震设计原则及应注意的问题

高层建筑抗震设计原则及应注意的问题 摘要:高层建筑抗震工作一直建筑设计和施工的重点,概述高层建筑的发展,对建筑抗震进行必要的理论分析,从而来探索高层建筑的设计理念、方法,从而采取必须的抗震措施。为了避免短柱脆性破坏问题在高层建筑中发生,笔者认为,首先要正确判定短柱,然后对短柱采取一些构造措施或处理,提高短柱的延性和抗震性能。 关键词:高层建筑抗震设计措施 0引言 结构工程师按抗震设计要求进行结构分析与设计,其目标是希望使所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳,从而经济地实现“小震不坏,中震可修,大震不倒”的目的。但是,由于地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载,建筑物的地震破坏机理又十分复杂,存在着许多模糊和不确定因素,在结构内力分析方面,由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素,计算方法还很不完善,单靠微观的数学力学计算还很难使建筑结构在遭遇地震时真正确保具有良好的抗震能力。 1高层建筑抗震结构设计的基本原则 1.1结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能①结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。②对可能造成结构的相对薄弱部位,应采取措施提高抗震能力。③承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。 1.2尽可能设置多道抗震防线①一个抗震结构体系应由若干个延性较

好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框架

—剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成,双肢或多肢剪力墙体系组成。②强烈地震之后往往伴随多次余震,如只有一道防线,则在第一次破坏后再遭余震,将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度,有意识地建立一系列分布的屈服区,主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度,以使结构能吸收和耗散大量的地震能量,提高结构抗震性能,避免大震时倒塌。③适当处理结构构件的强弱关系,同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后,其他抗侧力构件仍处于弹性阶段,使“有效屈服”保持较长阶段,保证结构的延性和抗倒塌能力。④在抗震设计中某一部分结构设计超强,可能造成结构的其他部位相对薄弱,因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小,改变抗侧力构件配筋的做法,都需要慎重考虑。 1.3对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其抗震能力①构件在强烈地震下不存在强度安全储备,构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。②要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化,一旦楼层(部位)的比值有突变时,会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。③要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。④在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位),使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移,这是提高结构总体抗震性能的有效手段。 2高层建筑抗震设计常见的问题

高层剪力墙结构设计的探讨

高层剪力墙结构设计的探讨 摘要:随着高层建筑数量的不断增多,对于高层建筑结构的安全,人们更加的 重视。剪力墙结构作为建筑结构中重要的结构形式,更加需要重视。 关键词:高层;剪力墙;结构设计 1 高层建筑剪力墙结构的相关优缺点 高层剪力墙的特点:剪力墙结构的墙肢的长度通常远大于厚度,自身平面内 具有很大的刚度和承载力,平面外刚度和承载力都相对较小,墙肢属于偏心受压 或偏心受拉构件。在低层建筑中,水平向所承受的荷载和发生的位移都较小,近 乎可以忽略不计。可是随着层数的增加,水平荷载和地震作用将逐渐成为控制因素,其中位移占据主导控制,弯矩次之。因此这便对高层建筑剪力墙结构设计提 出了更高的要求,要求其不仅要有较大的承载能力,而且需要较大的抗侧刚度, 以保证水平荷载产生的侧向变形控制在一定范围内。所以优化设计方案十分重要。 1.1剪力墙结构的优点: 1.1.1 剪力墙可以兼做承重构件和分隔墙体,从而使得其经济适用。目前大多 数以小房间为主的住宅多采用这样的结构,从而既保障了房屋的稳定性,又具有 经济实惠的优点。 1.1.2 剪力墙结构具有较好的抵抗水平荷载的能力,抗侧移刚度大,侧移小, 室内墙面较为平整,这样不仅会使室内较框架结构简洁,没有露梁和露柱现象, 而且外形美观,有利于装修,更加便于室内布置。 1.1.3 由于剪力墙结构具有自重大的特点,因而具有一定的稳定性和安全性; 又由于剪力墙截面弯曲破坏极限承载力较好,可以按照全截面抗弯计算,所以当 剪力墙的洞口较小时,其整体的性能比较好,因而其性价比还是相当高的。 1.2 剪力墙结构的缺点 1.2.1由于剪力墙结构的墙体采用混凝土浇筑,使得建筑物的自重增加,同时,剪力墙结构具有抗侧移刚度大的特点,因此在某些特殊情况下可能会造成较大的 地震反应,为了保证结构的安全性,在设计时需要加大基础及上部结构的刚度, 从而造成了费用投入的增大。 1.2.2 由于构造的要求,剪力墙的墙肢长度需要满足一定的要求,而有些墙肢 的轴压比却不是很大,这就造成材料应用不是很充分,所以建筑物层数如果不是 很高的话,采用剪力墙结构就显得有些浪费了。 1.2.3 延性是结构性能的一个重要指标,而剪力墙结构的墙体多为构造配筋, 而且其配筋率一般较低,因而虽然其简便灵活,但是其结构的延性受到了很大程 度的限制。 2 剪力墙结构设计原则 伴随着社会经济的发展,人们生活水平也随之不断提高,同时人们在生活中 对于物质需求日益增高,尤其是对建筑结构,更是提出了新颖的要求。在这种新 的住宅结构要求上,不仅是外观设计提出了新的要求,而且对于空间结构的美观性、个性化都提出了新要求。在目前的剪力墙结构设计中,通常都需要根据建筑 工程的施工环境、地质情况、自然情况等多个因素进行综合分析和归纳,从而实 现设计工作的合理、科学、有效进行。 2.1尺寸控制 在目前的剪力墙结构设计工作中,剪力墙的墙高、墙长等尺寸都往往较大, 而厚度却很小,几何特征是以板结构为主,但是在其受力形态的设计中却是趋向

关于高层建筑的结构设计探讨

关于高层建筑的结构设计探讨 发表时间:2019-06-12T13:57:51.333Z 来源:《建筑学研究前沿》2019年4期作者:杨佳宁 [导读] 随着城市化发展以及建筑用地的紧张,高层建筑将日益增多。 摘要:随着城市化发展以及建筑用地的紧张,高层建筑将日益增多。高层建筑的结构设计不仅应保证高层建筑具有足够的安全性,还应保证结构的经济性、合理性。本文就结构设计中应注意的几方面问题进行了探讨。 关键词:高层建筑;高层建筑结构设计;问题 一、高层建筑设计的意义与依据 1.概念设计的意义 高层建筑能做到结构功能与外部条件一致,充分展现先进的设计,发挥结构的功能并取得与经济性的协调,更好地解决构造处理,用概念设计来判断计算设计的合理性。 2.概念设计的依据 高层建筑结构总体系与各分体系的工作原理和力学性质,设计和构造处理原则,计算程序的力学模型和功能,吸取或不断积累的实践经验。 二、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; 1.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。 2.侧移成为控制指标 与较低楼房不同,结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅速增大,因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。 3.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。 4.轴向变形不容忽视 高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安垒的结果。 5.结构延性是重要设计指标 相对于较低楼房而言,高楼结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。 三、高层建筑结构设计的几个问题 1.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。 2.高层建筑结构设计中的扭转问题 建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心,在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点,即三心合一。结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一,在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏,应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局,尽可能地使建筑物做到三心合一。 在水平荷载作用下,高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。为使楼层水平力作用沿平面分布均匀,减轻结构的扭转振动,应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简单平面形式。在某些情况下,由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制,高层建筑不可能全部采用简单平面形式,当需要采用不规则L形、T形、十字形等比较复杂的平面形式时,应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内,同时,在结构平面布置时,应尽可能使结构处于对称状态。 3.高层建筑结构设计中的其它问题 3.1关于转换梁新的《高规》已经明确规定,当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼面梁连接时,应采取在墙与梁相交处设置扶壁柱或暗柱,或在墙内设置型钢等至少一种措施,减小梁端部弯距对墙的不利影响。但有个别工程设计,将框支梁(转换梁)直接垂直支承于一般厚度的剪力墙上,而未对墙体采取上述加强措施。其中有些转换梁是大跨度单跨梁垂直支承于两端墙体;有些转换梁甚至位于支承墙的门洞边;有些支承墙因多层架空,高厚比不满足要求。这类情况,为增强转换梁两端的约束能力,满足其钢筋锚固要求,必须在转换梁两端的墙体中设置墙体端柱或扶壁柱,或加厚墙体设置暗柱(必要时加型钢),并按框支柱的要求进行设计。

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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