高层建筑结构设计原则及意义分析
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高层建筑结构设计特点及其体系
高层建筑结构设计特点包括:
1、建筑结构受限材料:高层建筑结构设计要求使用较轻质而且具有高强度的受限材料,如钢筋混凝土,钢结构等;
2、建筑结构受限条件:高层建筑要满足建筑本身的结构受限条件,特别是地震动力和受力状况;
3、建筑结构受限原则:为了满足建筑的高层结构,应当采用多层次的技术原则,它们分别是力学原理、结构几何原则、计算机技术等;
4、建筑结构体系:建筑结构体系包括主体结构、防火与抗震结构、外墙框架结构等,要充分考虑建筑结构的加固,使结构具有良好的复合性和可靠性,并考虑外部负荷和抗火性能;
5、结构设计思路:在设计高层建筑结构时,应充分考虑建筑物的重量,以及土木与气象等外部负荷,并结合结构的受力特性和性能,制定结构的合理规范。
16g108-7《高层民用建筑钢结构技术规程》摘要:一、高层民用建筑钢结构技术规程的背景和意义二、高层民用建筑钢结构的基本要求和技术规范三、高层民用建筑钢结构的设计原则和计算方法四、高层民用建筑钢结构的构造细节和施工要求五、高层民用建筑钢结构的安全评估与检测六、我国相关政策和法规对高层民用建筑钢结构的影响七、高层民用建筑钢结构的发展趋势和前景正文:随着我国城市化进程的加快,高层民用建筑的建设越来越普遍。
高层民用建筑钢结构作为建筑的主要结构形式,具有自重轻、强度高、抗震性能好等优点,因此在高层建筑中得到了广泛的应用。
为了规范和指导高层民用建筑钢结构的设计、施工和使用,我国颁布了《高层民用建筑钢结构技术规程》(16g108-7)。
一、高层民用建筑钢结构技术规程的背景和意义《高层民用建筑钢结构技术规程》是对高层民用建筑钢结构领域技术经验的总结和提炼,为我国高层民用建筑钢结构的设计、施工和使用提供了科学依据。
规程的颁布对于提高我国高层民用建筑钢结构技术水平、确保建筑安全具有重要意义。
二、高层民用建筑钢结构的基本要求和技术规范规程明确了高层民用建筑钢结构应具备的基本要求,包括结构安全、功能合理、节能环保等方面。
同时,规程还对钢材、连接件、涂料等材料的选择和应用提出了技术规范,以确保建筑的质量和耐久性。
三、高层民用建筑钢结构的设计原则和计算方法规程详细阐述了高层民用建筑钢结构设计的原则,如抗震设计、抗风设计等,并为各种结构形式提供了计算方法和参数。
这些原则和计算方法有助于确保高层民用建筑钢结构的安全性能和可靠性。
四、高层民用建筑钢结构的构造细节和施工要求规程对高层民用建筑钢结构的构造细节进行了详细规定,包括构件连接、节点设计、钢材焊接等。
此外,规程还对施工过程中的质量控制、安全管理提出了具体要求,以确保施工质量和人员安全。
五、高层民用建筑钢结构的安全评估与检测规程明确了高层民用建筑钢结构的安全评估方法和检测技术,为建筑物在使用过程中的安全性评价提供了依据。
高层建筑论文结构设计论文摘要:随着高层建筑规模和形式的不断发展,追求结构形式新颖、受力合理的目标将是结构设计工作者的目标和方向。
作为结构工程师,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,加强优化设计的实施,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。
高层建筑是社会经济发展和科技进步的产物。
随着大城市的发展,城市用地紧张,市区地价日益高涨,促使近代高层建筑的出现,电梯技术的改进更使高层建筑越建越高。
宏伟的高层建筑是经济实力的象征,具有重要的宣传效应,在日益激烈的商业竞争中,更扮演了重要的角色。
1、高层建筑结构设计的意义及依据1.1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。
1.2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。
2、高层建筑结构设计的特点2.1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,其数值随着结构动力性的不同而有较大的变化。
2.2轴向变形不容忽视高层建筑中,竖向载荷很大,能在柱中引起较大的轴向变形,对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩减小,跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大;此外还会对预测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,会得出偏于不安全的结果。
高层建筑结构抗震性能分析随着城市化进程的加快,高层建筑的兴起已成为都市发展的一道靓丽风景线。
然而,高层建筑由于其特殊的结构形式,常常面临地震带来的巨大挑战。
因此,对高层建筑结构抗震性能进行深入分析和研究,具有重要的理论和实践意义。
一、高层建筑结构的特点高层建筑结构通常具有以下几个特点:1. 高度:高层建筑一般高度超过50米,甚至更高。
这种高度特点使得结构容易受到地震力的影响。
2. 自重:高层建筑自身的自重通常较大,使得结构需要更强的抗震能力。
3. 柔性:高层建筑通常采用柔性的结构形式,如钢结构、混凝土框架结构等。
这种柔性使得结构在地震中更容易受到水平荷载的作用。
二、高层建筑抗震设计原则为了确保高层建筑在地震中具备较强的抗震能力,需要遵循以下抗震设计原则:1. 抗震性能目标:确定高层建筑的抗震性能目标,包括地震烈度、安全性能要求等。
2. 结构计算方法:选择合适的结构计算方法,包括静力计算、准静力计算和动力响应谱计算等。
3. 结构材料和形式:选择适当的结构材料和结构形式,如钢结构、混凝土框架结构等。
4. 结构稳定性:保证高层建筑结构的整体稳定性,防止结构在地震中发生局部破坏。
5. 预制与拼装:采用预制和拼装结构,提高结构的整体性能和施工质量。
6. 基础处理:合理设计高层建筑的基础,确保其抗震性能。
三、高层建筑结构抗震分析方法高层建筑结构抗震分析有多种方法,可以根据具体情况选择合适的方法,常用的有:1. 静力分析方法:通过静态荷载计算,分析结构的受力情况和位移响应。
2. 响应谱分析方法:基于地震响应谱,分析结构的动力特性和受力情况。
3. 时程分析方法:通过地震波时程分析,模拟结构在地震中的实际受力情况。
4. 参数分析方法:通过改变结构参数,分析结构的敏感性和抗震性能。
四、高层建筑结构抗震加固与改造对于现有的高层建筑,如何提升其抗震性能是一个重要的问题。
常见的高层建筑结构抗震加固与改造方法有:1. 增加承载力:通过增大柱子和梁的截面,提高结构的抗震能力。
高层建筑结构抗震设计方法及结构体系创新研究摘要:高层建筑施工当中,需要结合抗震设计强化建筑本身的防震性能,这样才能够有效延长建筑使用寿命,保障人们的生命安全。
本文针对高层建筑结构抗震设计方法及结构体系创新进行研究。
关键词:高层建筑结构;抗震设计;方法引言经济发展促进了建筑的发展,而建筑的发展直接影响着城市的发展。
完善的建筑系统、良好的抗震性能和稳定的建筑结构对于城市的安全与稳定至关重要。
当前,在规划高层建筑物时,不仅要考虑结构的稳定性,还要考虑结构抗震设计的合理性,考虑到建筑物的美观性和经济性。
结构设计应坚持以适当的材料应用、完整的建筑结构体系和设计技术,以确保建筑使用的性能和持久性,以保障建筑工程的安全性。
一、高层建筑结构的抗震设计原则分析1.结构的刚度和柔度要相互协调在高层建筑设计当中,设计人员需要根据实际的工程建设情况思考问题,结合现代化信息技术手段,提前模拟高层建筑设计内容,并通过重复的实验了解该建筑地形的抗震性质。
接下来设计师结合自己专业知识的掌握,从表到里一步一步地设计高层建筑的内部结构。
与此同时,设计人员需要加强对建筑工程中所需要使用的建筑材料开展审核和筛选工作,选择质量较高的建筑材料和钢筋材料,能够有效优化建筑设计的防震效果。
2.重视建筑结构的规则性工程建筑设计需要根据国家相关标准进行,符合地震设计要求。
例如有些建筑并不十分常见,位于市中心的规划区域,那么在设计当中需要把这些建筑物作为防震保护设计的重要对象。
地震在来临之前首先会产生大量的震动,在地震之后还会有余震,在此过程中震动会对建筑结构产生影响,考验了建筑的结构稳定性。
设计工作人员在防震设计中需要注重结构的整体规则性,优化建筑结构细节,尤其是对关键结构进行加固和保护,提升设计效果。
二、高层建筑结构抗震设计方法1.科学合理地选择高层建筑材料高层建筑设计对于建筑材料的选择非常重视,需要采用优质的材料完成建筑的建造。
设计人员需要掌握楼体设计中哪一部分适合什么样的建筑材料,明确材料的承载力和抗变形能力要求。
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。
4 高层建筑结构设计问题分析及对策
4.1 高层建筑结构存在着超高的问题基于高层建筑抗震的要求,我国的建筑规范对高层建筑的结构的高度有严格的规定,针对高层建筑的超高问题,在新规范中不但把原来限制的高度规定为A级高度,并且增加了B 级高度,使得高层建筑结构处理设计方法和措施都有了改进。
实际工程设计中,对于建筑结构类型的改变对高层超高问题的忽略,在施工审图时将不予通过,应该重新进行设计或者进行专家会议的论证等。
在这种情况下,整个建筑工程的造价和工期都会受到极大的影响。
4.2 高层建筑结构设计短肢剪力墙设置我国建筑新规范中,短肢剪力墙是指墙肢的截面的高度和厚度比在5~8 的墙,按照实际经验以及数据,高层建筑结构设计中增加了对短肢剪力墙的使用限制。
所以,在高层建筑的结构设计中,必须尽可能的减少或者避免使用短肢剪力墙。
4.3 高层建筑结构设计嵌固端的设置一般情况下,高层建筑配有两层或者两层以上的地下室或者人防。
高层建筑的嵌固端一般设置在地下室的顶板或者人防的顶板等位置。
因此,结构工程设计人员应该考虑嵌固端设置会可能带来的问题。
考虑嵌固端的楼板的设计;综合分析嵌固端上层和下层的刚度比,并且要求嵌固端上层和下层的抗震的等级是一致的;高层建筑的整体计算时充分考虑嵌固端的设置,综合分析嵌固端位置和高层建筑结构抗震缝隙设置的协调。
4.4 高层建筑结构的规则性在关于高层建筑的新规范中,对于高层建筑结构的规则性做出了很多限制,比如规定了结构嵌固端上层和下层的刚度比,平面规则性等等,并且硬性规定了“高层建筑不能采用严重不规则的设计方案。
”因此,为了避免后期施工设计阶段的改动,高层建筑结构的设计必须严格遵循规范的限制条件。
5 结束语
高层建筑的结构设计是一项综合性的技术工作,对于建筑的设计有着非常重要的作用和意义。
随着我国高层建筑的不断发展,高层建筑的结构设计的要求越来越高,分析了高层建筑的结构特征,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,可以为高层建筑结构设计提供参考和依据。
参考文献:
[1]徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[2]何俊旭.高层建筑结构设计及结构选型探讨[J].价值工程,2010.2:214.
[3]田龙.浅谈高层建筑的结构设计[J].价值工程,2011.1:99.
[4]钟国华.高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨[D].重庆大学硕士学位论文,2006.。