高层建筑结构(2)
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高层建筑结构计算基本假定
高层建筑结构计算的基本假定
高层建筑是一个复杂的空间结构。它不仅平面形状多变,立面体型也各种各样,而且结构形式和结构体系各不相同。高层建筑中有框架、剪力墙和筒体等竖向抗侧力结构,又有水平放置的楼板将它们连为整体。这样一种高次超静定、多种结构形式组合在一起的三维空间结构,要进行内力和位移计算,就必须进行计算模型的简化,引入不同程度的计算假定。简化的程度视所用的计算工具按必要和合理的原则决定。
结构计算的基本假定为:
1.计算高层建筑结构的内力和位移时,用弹性方法及取用结构的弹性刚度,并考虑各抗侧力结构的共同工作。
2.框架梁及剪力墙的连梁等构件,可按有关规定考虑局部塑性变形的内力重分布。
3.计算结构的内力和位移时,一般情况下可假定楼板在自身平面内为绝对刚性,但在设计中应采取保证楼面整体刚度的构造措施。
4.下列情况宜考虑楼板在自身平面内的变形影响:(1)楼板整体性较弱;(2)楼板有很大的开洞或缺口,宽度削弱;(3)楼板平面上有较长的外伸段;(4)作为结构转换层的楼板,对于上述情况,须考虑楼板实际刚度,对采用刚性楼面假定算得的结果进行调整。
5.结构计算中,各类构件均需考虑弯曲变形,构件其他变形按有关规定考虑。对竖向荷载还宜考虑施工过程中逐层加载的影响。
6.构件刚度的取用。(1)框架梁的惯性矩:
现浇板边框架梁I=1.5I↓r
现浇板中部框架梁I=2.0I↓r
式中I↓r--梁截面矩形部分的惯性矩。
(2)连梁刚度。框剪结构或剪力墙结构中的连梁刚度,可乘≥0.55的折减系数。(3)剪力墙的有效翼缘宽度。剪力墙可考虑纵墙或横墙的翼缘作用,其有效翼缘宽度可按有关规定取用。(4)错位剪力墙的等效刚度。错位剪力墙(错位值a≤2.5m,a≤8t,t为墙厚)的等效刚度应乘以折减系数0.8。(5)折线形剪力墙的简化处理。当折线形剪力墙的各墙段总转角≤15°时,可按平面剪力墙考虑。(6)壁式框架的刚域长度及杆件的等效刚度,按有关规定取用。
高层结构设计中的六个比如和控制?
高层结构设计中经常要控制轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比“六种比值”,
1、轴压比:主要为控制结构的延性,规范对墙肢和柱均有相应限值要求
2、剪重比:主要为控制各楼层最小地震剪力,确保结构安全性
3、刚度比:主要为控制结构竖向规则性,以免竖向刚度突变,形成薄弱层
4、位移比:主要为控制结构平面规则性,以免形成扭转,对结构产生不利影响。
5、周期比:主要为控制结构扭转效应,减小扭转对结构产生的不利影响
6、刚重比:主要为控制结构的稳定性,以免结构产生滑移和倾覆
1. 位移比(层间位移比):
1.1 名词释义:
(1) 位移比:即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。
(2) 层间位移比:即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。
其中:
最大水平位移:墙顶、柱顶节点的最大水平位移。
平均水平位移:墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。
层间位移角:墙、柱层间位移与层高的比值。
最大层间位移角:墙、柱层间位移角的最大值。
平均层间位移角:墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。
1.3 控制目的:
高层建筑层数多,高度大,为了保证高层建筑结构具有必要的刚度,应对其最大位移和层间位移加以控制,主要目的有以下几点:
1 保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙柱出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量,宽度。
2 保证填充墙,隔墙,幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显的损坏。
3. 控制结构平面规则性,以免形成扭转,对结构产生不利影响。
1.2 相关规范条文的控制:
[抗规]3.4.2条规定,建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则,对称,并应具有良好的整体性,当存在结构平面扭转不规则时,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),不宜大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍。
[高规]4.3.5条规定,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移,A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍;且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍,B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑,不应大于该楼层平均值的1.4倍。
高层建筑结构有哪几种结构体系?各种结构体系的优缺点和受力特点如何? 答:(1)框架结构体系。优点是:建筑平面布置灵活,能获得大空间,也可按需要做成小房间;建筑立面容易处理;结构自重较轻;计算理论比较成熟;在一定高度范围内造价较低。缺点是:框架结构的侧向刚度小,水平荷载作用下侧移较大,故需要控制建筑物的高度。 (2)剪力墙结构体系。优点是:剪力墙的承载力和侧向刚度均很大,侧向变形较小。缺点是:结构自重较大;建筑平面布置局限性大,较难获得大的建筑空间。
(3)框架—剪力墙结构体系。优点是:框架—剪力墙结构房屋比框架结构房屋的水平承载力和侧向刚度都有所提高。
(4)筒体结构体系。优点是:空间性能好。缺点是:容易有剪力滞后现象。框架—筒体结构体系。优点是:这种结构体系兼有框架体系和筒体体系两者的优点,建筑平面布置灵活便于设置大房间,又具有较大的侧向刚度和水平承载力。刚臂—芯筒结构体系。优点是:与框架—筒体结构体系相比,刚臂—芯筒体系具有更大的侧向刚度和水平承载力,从而适用于更多层数的高层建筑。
高层建筑地震作用计算的原则有哪些?
1 一般情况下,应在结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用;有斜交抗侧力构件的结构,应分别计算各抗侧力构件方向分别考虑水平地震作用; 2 质量和刚度分布明显不对称的结构,应计算双向水平地震作用下的扭转作用;其他情况应计算单向水平地震作用下的扭转作用;3 8度9度抗震设计时,高层建筑中的大跨度和场悬臂结构应考虑竖向地震作用 4 7度抗震时的高层建筑应考虑竖向地震时的作用。 什么是结构的重力二阶效应?
1. 重力二阶效应一般包括两部分:一是由于构件自身挠度引起的附加重力效应,二是在水
平荷载作用下产生侧移后重力荷载由于该侧移引起的附加效应。
2. 控制和验算结构在风荷载或地震作用下重力P—Δ效应对结构构件性能的降低以及由此
可能引起的结构构件失稳
剪力墙根据洞口的大小,位置等分为几类?其判别条件是什么?各有哪些受力特点?
高层钢框架-混凝土核心筒结构同步等高攀升施工工法
高层钢框架-混凝土核心筒结构同步等高攀升施工工法
一、前言随着城市的发展和建筑高度的增加,高层建筑的施工技术也在不断提升和创新。高层钢框架-混凝土核心筒结构是一种常见的高层建筑结构形式,其施工难度较大,但采用同步等高攀升施工工法能够显著提高施工效率和质量。
二、工法特点同步等高攀升施工工法是指在高层建筑施工过程中,同时进行外部钢结构的安装和混凝土核心筒的施工,实现两者的同步进行。这种工法具有以下特点:1. 提高施工效率:通过两个工序的同步进行,大大缩短了施工周期,提高了施工效率。2. 保证施工质量:同步施工可以减少因较长的施工周期带来的质量问题,确保施工质量达到设计要求。3.
优化资源利用:同步施工可以最大程度地利用机具设备和人力资源,提高资源利用率,减少资源浪费。4. 减少安全风险:同步施工可以减少施工对外部环境的影响,减少安全风险,保证施工人员的安全。
三、适应范围同步等高攀升施工工法适用于高层钢框架-混凝土核心筒结构的建筑,特别适用于施工周期紧张、施工难度大的项目。
四、工艺原理该工法的理论依据是通过科学的施工工艺和技术措施,将外部钢结构的安装和混凝土核心筒的施工同步进行,确保两者的同步协调和顺利进行。具体措施包括:1. 施工计划优化:制定详细的施工计划,确保施工各个阶段的同步进行。2. 协同施工组织:建立协同施工组织机构,协调外部钢结构施工团队和混凝土核心筒施工团队的工作,确保两者之间的配合和协调。3. 技术措施:采用先进的施工技术和设备,如大吨位龙门架等,提高施工效率和质量。4. 施工监控:建立有效的施工监控系统,及时发现和解决施工过程中的问题,确保施工的顺利进行。
五、施工工艺1. 钢结构安装:首先进行外部钢结构的安装,根据设计要求,采用吊装和焊接等工艺将钢结构各个部件安装到位。2. 混凝土核心筒施工:在外部钢结构安装的同时,进行混凝土核心筒的施工,包括模板搭设、钢筋安装、混凝土浇筑等工序。3. 同步施工协调:根据施工计划,协调好外部钢结构和混凝土核心筒施工的步骤和时间,确保两者的同步进行。