某高层建筑综合楼结构设计分析
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浅析高层建筑结构设计分析多层和高层结构的差别主要是层数和高度上,但从实际情况上分析两者并没有实质性差别,它们都要抵抗竖向及水平荷载作用,从设计原理及设计方法而言,基本上是相同的。
但是在高层建筑中,要使用更多结构材料来抵抗外荷载,特别是水平荷载,因此抗侧力结构成为结构设计的主要问题。
一、高层住宅结构分析高层建筑结构设计过程中主要把握以下几个方面:1、水平荷载成为控制结构设计的主要因素。
结构内力、位移与高度的关系,除轴向力与高度成正比之外,弯矩和位移随高度都呈指数曲线上升,因此,随着高度的增加,水平荷载将成为主要控制因素。
水平力作用下结构是否优化,材料用量将有很大差别。
2、在抗震地区,随着层数的增加,地震作用对高层建筑危害的可能性也比对多层建筑大,高层建筑结构的抗震设计应受到加倍重视,工程位于抗震区,无需进行地震作用计算,仍需要考虑抗震的构造措施。
3、结构侧向位移成为控制指标。
与多层建筑不同,结构侧移已成为高层建筑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移变形迅速增大,因而应将结构在水平荷载作用下的侧移控制在某一限度之内。
4、轴向变形不容忽视。
高层建筑中竖向荷载数值很大,使得柱产生较大的轴向变形,从而会使得连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大。
轴向变形还会对预制构件的下料长度产生影响,需要根据轴向变形的计算值调整下料长度。
另外轴向变形也会对构件的剪力和侧移产生影响,如不考虑构件竖向变形将会得出偏于不安全的计算结果。
5、结构延性是重要设计指标。
相对于多层建筑而言,高层建筑更柔一些,在地震作用下的变形会更大一些。
为了避免结构倾覆倒塌,特别需要在构造上采取合理措施,使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,即保证结构具有足够的延性。
二、结构分析的基本原则1、整体参数的设定开始结构计算时,首先需要根据规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述,以及工程的实际情况,准确设置软件的初始计算参数。
关于高层建筑结构设计的分析摘要:本文围绕高层建筑结构,总结了高层建筑结构设计的特点以及提出了高层建筑结构分析和各种体系相对应的方法,为探讨实际高层建筑结构分析与设计提供一定参考。
关键词:高层建筑;结构设计;分析中图分类号:tu3文献标识码:a文章编号:1 高层建筑结构设计特点1.1 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,对某一定高度楼房来说,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。
1.2 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。
1.3 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。
2 高层建筑的结构体系2.1 框架-剪力墙体系当框架体系的强度和刚度不能满足要求时,往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架,便形成了框架-剪力墙体系。
在承受水平力时,框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。
在体系中框架体系主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平剪力。
框架-剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。
剪力墙的设置,增大了结构的侧向刚度,使建筑物的水平位移减小,同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀,所以框架-剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。
2.2 剪力墙体系当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时,即形成剪力墙体系。
对高层建筑结构设计的分析摘要:随着现代建筑技术进步,高层建筑已得到广泛运用,并且仍在不断发展。
由于建筑高度过高,结构设计成为了高层建筑建设中的一大难题。
本文介绍了高层建筑结构设计的特点,分析了高层建筑的结构体系,探讨了高层建筑结构设计的常见问题。
关键词:高层建筑建构设计问题一、高层建筑结构设计的特点相比普通建筑结构设计,高层建筑结构设计更加重视结果体系的选择。
通常,高层建筑结构设计需要着重考虑水平载荷、轴向变形、侧向位移以及结构延性等4大问题,下面进行具体介绍。
1、水平荷载对高层建筑结构设计的影响相比于建筑自重在竖直方向产生的轴向应力与弯矩,建筑水平载荷引起的倾覆力矩和其对竖向构件的轴向应力,随着建筑高度增加而产生的增长值更大。
此外,高层建筑的竖直轴向应力为定值,水平载荷则常常会受风力作用和地震作用影响而产生大幅度波动。
因此,高层建筑结构设计需要加强对水平载荷的重视程度,一方面要确保应力值不超过建筑材料所能承受的最大值,另一方面也要对可能的载荷波动做好充分准备。
2、轴向变形对高层建筑结构设计的影响由于高层建筑高度极高,其竖直应力往往过大,常会导致柱体轴向变形过于明显,从而对建筑梁弯矩造成不利影响。
此外,预制构件的下料长度、构件剪力和侧移大小等关键设计环节也会受到轴向变形的影响。
因此,只有准确估计高层建筑的轴向变形情况,才能保证建筑结构设计的合理性与安全性。
3、侧向位移对高层建筑结构设计的影响因为高层建筑水平载荷会随建筑高度增加而迅速增大,所以高层建筑高度增加也必然会导致建筑侧向位移急剧增大。
因此,进行高层建筑结构设计时,应对建筑侧向位移值作出明确限制,避免侧向位移过大而对建筑结构产生损坏[1]。
4、结构延性对高层建筑结构设计的影响与普通建筑相比,高层建筑的抗震性能要求往往较高,这就要求高层建筑应具有更大的结构延性,使其能在地震发生时产生更大变形。
因此,合理设计施工,保证结构延性也是高层建筑结构设计的基本要求。
高层建筑结构设计难点分析高层建筑作为城市的地标和象征,其结构设计一直是建筑领域的一个重要课题。
随着城市化进程的不断加快,高层建筑的数量和高度也在不断增加,因此高层建筑结构设计的难点也逐渐凸显出来。
本文将对高层建筑结构设计的难点进行分析,并探讨如何克服这些难点。
一、受力分析复杂高层建筑由于其高度较大,受力分析通常会比较复杂。
在高层建筑的结构设计中,受力分析是基础和关键,只有深入研究高层建筑所承受的荷载和受力状况,才能有效地解决高层建筑结构设计中的难题。
在受力分析方面,高层建筑在不同楼层和不同构件上所受的荷载和力的分布都会有所不同,需要对整个建筑结构进行全方位的受力分析,确保每一个构件都能满足受力要求。
高层建筑的结构设计还需要考虑各种不同作用下的受力情况,包括静载荷、动载荷、风荷载等,这些都增加了受力分析的复杂性。
针对受力分析复杂的难点,结构设计师需要运用先进的受力分析方法和工具,如有限元分析、结构动力学分析等,对高层建筑的受力状况进行准确的模拟和计算,为结构设计提供科学的依据。
二、抗震设计要求高高层建筑所处的地理位置和环境不同,其抗震设计要求也会有所不同。
一般来说,地震是高层建筑面临的最大威胁之一,因此抗震设计是高层建筑结构设计中的一个重要难点。
高层建筑的抗震设计要求通常比较严格,需要考虑地震波的作用、建筑结构的受力状态、结构的位移要求等多个方面。
抗震设计需要考虑建筑结构在地震作用下的变形和破坏情况,要求建筑结构在地震发生时能够安全稳定地承受地震力的作用,减小地震对建筑结构的影响。
对于高层建筑抗震设计的难点,结构设计师需要根据建筑所处地区的地震烈度和其他地质条件,结合抗震设计规范,进行合理的抗震设计方案设计和结构计算。
还需要采用高性能材料和先进技术,提高建筑结构的抗震能力,确保建筑在地震发生时能够安全稳定地运行。
三、构造系统选择和优化高层建筑的构造系统选择和优化也是结构设计的难点之一。
构造系统的选择直接影响到建筑的结构性能和经济性,因此需要根据建筑的形式、功能和受力特点,合理选择和优化构造系统。
浅谈高层建筑结构设计的分析摘要:随着高层建筑在我国的迅速发展,建筑高度的不断增加,建筑类型与功能愈来愈复杂。
高层建筑作为特殊的建筑形式,加强其结构设计的实践探讨非常必要。
本文分析了高层建筑结构形式特点的基础上,从不同角度对加强高层建筑结构设计的思路进行了分析。
关键词:高层建筑结构设计设计分析abstract: with the high-level architecture in china’s rapid development, the construction of the height of the increasing, building type and function more and more complex. high-rise building as a special form of construction, strengthen the structure design practice discussion is very necessary. this paper analyzes the high-rise building structure based on the characteristics of the form, from various angles to strengthen high-level building structural design train of thought is analyzed.keywords: designing high-rise design analysis中图分类号:[tu208.3]文献标识码:a文章编号:前言随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化,城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要,促使高层建筑得以快速发展。
另一方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的发展,抗风和抗震理论的不断完善,加之新的施工技术和设备的不断涌现,特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高,为高层建筑迅速发展提供了必要的技术条件。
高层建筑结构设计案例分析(全文)第一篇范本:高层建筑结构设计案例分析一:前言本文档旨在对高层建筑结构设计进行案例分析,以便更好地了解和掌握高层建筑结构设计的相关知识和技术。
本文将从以下几个方面进行详细介绍和讨论。
二:背景介绍2.1 高层建筑的定义与分类2.2 高层建筑结构设计的重要性和挑战三:结构设计理论与方法3.1 高层建筑结构设计的基本原理3.2 结构设计的常用方法和工具四:案例分析4.1 高层建筑结构设计案例14.1.1 建筑背景介绍4.1.2 结构设计目标和要求4.1.3 结构设计方案分析4.1.4 结构材料选择和参数设计4.1.5 结构计算和优化4.1.6 结构施工和监控4.2 高层建筑结构设计案例24.2.1 建筑背景介绍4.2.2 结构设计目标和要求4.2.3 结构设计方案分析4.2.4 结构材料选择和参数设计4.2.5 结构计算和优化4.2.6 结构施工和监控五:结论与展望六:附件本文档涉及的附件包括:- 高层建筑结构设计案例1相关图纸和计算表格 - 高层建筑结构设计案例2相关图纸和计算表格七:法律名词及注释本文档中涉及的法律名词及其注释可见附件。
第二篇范本:高层建筑结构设计案例分析一:引言本文档旨在对高层建筑结构设计进行案例分析,以便更好地了解和掌握高层建筑结构设计的相关知识和技术。
通过详细的案例分析,我们可以探讨高层建筑结构设计的理论基础、设计方法、实际应用等方面的问题。
二:背景介绍2.1 高层建筑的定义与分类2.1.1 高层建筑的定义2.1.2 高层建筑的分类2.2 高层建筑结构设计的重要性和挑战2.2.1 高层建筑结构设计的重要性2.2.2 高层建筑结构设计面临的挑战三:结构设计理论与方法3.1 高层建筑结构设计的基本原理3.1.1 荷载分析与计算3.1.2 结构承载体系选择3.2 结构设计的常用方法和工具3.2.1 结构设计的常用方法3.2.2 结构设计的工具和软件四:案例分析4.1 高层建筑结构设计案例14.1.1 建筑背景介绍4.1.1.1 建筑用途和功能 4.1.1.2 建筑地理环境4.1.2 结构设计目标和要求4.1.3 结构设计方案分析4.1.4 结构材料选择和参数设计 4.1.5 结构计算和优化4.1.6 结构施工和监控4.2 高层建筑结构设计案例24.2.1 建筑背景介绍4.2.1.1 建筑用途和功能4.2.1.2 建筑地理环境4.2.2 结构设计目标和要求4.2.3 结构设计方案分析4.2.4 结构材料选择和参数设计4.2.5 结构计算和优化4.2.6 结构施工和监控五:结论与展望六:附件本文档涉及的附件包括:- 高层建筑结构设计案例1相关图纸和计算表格 - 高层建筑结构设计案例2相关图纸和计算表格七:法律名词及注释本文档中涉及的法律名词及其注释可见附件。
高层建筑结构设计问题分析【摘要】随着城市建设的迅速发展,高层建筑在城市中应运而生并变的异常普遍。
特别是在我国的城市发展中,超高层建筑有时也成为反应城市经济繁荣和社会进步的标志。
本文对高层建筑结构设计的特点进行论述,并对结构设计中的相关问题进行深入的分析研究,为相关工程提供参考与借鉴。
【关键词】高层建筑;结构设计;特点;问题前言高层建筑存在诸多问题,高难度,高技术,高风险都需要大量技术工作人员去解决,高层建筑结构设计是一个复杂、长期、循环往复的过程,结构设计工程师在设计的过程不仅要严格执行新规范中相应的构造要求,还要结合实际情况,进行结构分析并且制定多种方案进行比较分析,只有这样才能从根本上消除设计质量的隐患。
一、高层建筑结构设计的特点分析研究1、水平荷载成为决定因素。
水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖构件中引起的轴力,与楼房高度的两次方成正比,高层建筑楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中所引起的弯矩和轴力的数值,仅与建筑高度的一次方成正比。
对某一定高度楼房来说,它的竖向荷载大体上是定值,但是其水平荷载却不是定值,它随结构动力特性的不同而有较大幅度变化。
2、结构延性是重要设计指标。
与低层建筑相比,在地震作用下高层建筑的结构的变形会更大一些。
为了避免高层建筑倒塌,使其具有较强的变形能力,特别需要在其构造设计上采取一定的措施,来保证结构具有足够的延性。
3、轴向变形不容忽视。
在高层建筑中,因为其竖向荷载很大,所以它能够在柱中引起较大的轴向变形,使得连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大;此外它还会对预测构件的下料长度、构件剪力和侧移等产生影响。
4、侧移成为控制指标。
与低层建筑不同,结构侧移是高层建筑结构设计中的关键因素。
水平荷载下结构的侧移变形随着建筑高度的增加而增大,与建筑高度的四次方成正比。
因此,在水平荷载作用下,应将结构的侧移控制在一定的限度范围内。
二、高层建筑结构体系的特点分析研究1、框架结构体系。
超高层建筑的结构设计与分析随着城市化的快速发展,超高层建筑成为了现代城市的地标式建筑,它不仅是提高城市用地效率的重要手段,还能够彰显城市的发展实力。
然而,随着建筑高度的增加,对于超高层建筑的结构设计和分析就提出了更高的要求。
那么,在超高层建筑的结构设计与分析中,有哪些需要注意的问题呢?I、超高层建筑的结构设计超高层建筑的结构设计需要从以下几个方面加以考虑:1.承载力安全性超高层建筑的自重和荷载非常大,因此在结构设计中,需要保证其承载力的安全性。
主要是要有足够的极限破坏荷载。
同时,控制变形也是至关重要的,结构变形应该在可控的范围内。
2.结构稳定性超高层建筑的结构稳定性问题较为复杂,需要考虑地震、风荷载等因素。
地震荷载是超高层建筑中非常重要的设计考虑因素之一,因此结构设计中需要考虑地震对建筑物的影响并进行相应的抗震措施。
3.施工性超高层建筑的结构设计需要保证施工的可行性,并需要考虑施工的安全和效率。
需要在结构设计过程中,提高结构的模块化程度,采用标准化的件式和构件。
II、超高层建筑的结构分析超高层建筑的结构分析需要从以下几个方面进行:1.荷载分析荷载分析需要考虑自重荷载、活荷载和作用在建筑结构上的各种荷载。
这些荷载会对超高层建筑的结构和变形产生影响。
2.稳定性分析稳定性分析是超高层建筑结构分析中必须要考虑的问题,需要根据荷载和地震等因素进行分析,确保超高层建筑的结构稳定性满足要求并有充足的稳定裕量。
3.受力分析超高层建筑的受力分析需要考虑各个构件和部位的受力情况,包括弯矩、剪力、轴力和扭矩等。
4.变形分析超高层建筑在受到荷载和地震等因素的影响下会产生一定的变形,因此变形分析也是结构分析中必须要考虑的问题。
需要通过模型分析,计算得出结构的扭转角度、变形程度等参数。
综上所述,超高层建筑的结构设计和分析需要综合考虑各个方面的因素,确保超高层建筑的结构承载能力、稳定性和施工性都能够得到合理的保证。
同时,需要运用现代工程技术和结构设计理论,不断提高超高层建筑的设计水平,为城市的发展和进步做出更加积极的贡献。
浅谈某高层建筑的结构设计陈雪亮(广西中盛建筑设计有限公司,广西南宁530022)睛耍】本文简要介绍了—例带转换层的多塔楼复杂高层建筑的结构设计过程及设计体会。
[关键词]转换层;多塔楼;概念设计;结构布置1工程概况本工程为广西钦州某高层住宅小区的~栋商住楼,建筑面积为37827m2,地下一层为车库,地上1—3层为小型商场,4~33层为三个塔式单元住宅,单塔之间设不小于300m m宽的抗震缝彼此脱开。
地下一层层高为4.5m,商场层高为4.2m,住宅层高为2.9m,总高度为99.9m m。
本工程设计合理使用年限为50年,结构设计基准周期为50年,基本风压取值为090kN/m2,按6度抗震设防,设计基本地震加速度值为0.059,设计地震分组为第一组。
建筑场地为Il类,地基基础设计等级为甲级。
主要结构材料混凝土强度等级:剪力墙、框架柱一1—6层为C50,7—11层为C45,12—15层为C40,16—19层为C35,20层以上为C30;梁、板、楼梯均为C30。
2概念设计高层建筑结构设计中应注重概念设计,重视结构的选型和平、立面布置的规则性,择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系,加强构造措施。
在抗震设计中,应保证结构的整体抗震性能,使整个结构具有必要的承载能力、刚度和延性。
高层建筑不应采用严重不规则的结构体系,并应具有必要的承载能力、刚度和变形能力,避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力,对可能出现的薄弱部位,应采取有效措施予以加强。
高层建筑结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布,避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位,结构体系宜具有多道抗震防线。
2l抗震设防类别根据健筑工程抗震设防分类标准>(G B50223_呓008)第60.11条规定,高层建筑中,当结构单元内经常使用人数超过8000人时,抗震设防类别宜划为重点设防类。
第60_12条规定,居住建筑的抗震设防类别不应低于标准设防类。
高层建筑结构设计分析【分类号】:tu973摘要:本文针对某高层建筑结构设计,对该高层建筑结构体系的确定进行了详细的分析,通过计算分析计算结果,最后对结构构件设计进行了分析,为广大设计人员提供一定参考意见.关键词:高层剪立墙结构局部框支框架转换1工程概况本工程位于锦州市,集商场、办公、车库和住宅一体高层建筑;地下一层为停车库,地上1-2层为商场,3-4层为办公楼,5-21层为住宅;建筑总高度为73.25m.采用剪力墙+局部框支框架转换.2结构体系确定本工程按抗震烈度6度第一组设计.本工程2-5轴/2-f轴和2-5轴/2-h轴位置在1-5层做1200x1400框支柱,6层以上2-5轴/2-f 轴和2-5轴/2-g轴位置两道剪力墙转换框架.根据《建筑抗震设计规范》gb5011-2010第6.1.1条条文说明第5条仅个别墙体不落地,不落地墙截面面积不大于总截面面积10%,只要框支部分设计合理且不致加大扭转不规则视为抗震墙结构,适用最大高度按全部落地抗震结构确定.本工程按抗震墙结构确定抗震等级,转换框架和传力路径的剪力墙按框支框架确定.根据《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2010第10.2.6条对部分框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级宜按本规程表3.9.3条规定提高一级;和第10.2.2条带转换层的高层建筑结构,剪力墙底部加强部位高度应从地下室顶板算起,取至转换层以上两层且不宜少于房屋高度1/10;查表3.9.3得本工程1-8剪力墙按四级抗震设计,转换框架和传力路径相邻剪力墙按一级抗震设计;转换框架梁按二级抗震设计;8 层以上全部按四级抗震设计.3计算分析3.1计算程序选用本工程结构设计采用gssap 软件分析计算,程序采用墙元模拟剪力墙.3.2程序使用注意事项程序平面输入时注意人工指定框支柱、框支梁.在平面输入时正确指定转换构件,确保程序计算时能按相关规范规定,对转换构件在水平地震作用下计算内力进行放大,对框支柱水平地震剪力进行调整等.对于一字型墙肢出现与其平面外方向楼面梁连接时为降低梁端弯矩对墙不利影响,在程序计算中将梁与墙相交处作铰接处理,减少梁对墙产生平面外弯矩.在墙与梁相交处设置暗柱按计算确定配筋.5)柱倾覆力矩占比例均少于10%.工程模型计算结构可以看出在该结构布置情况下结构的周期、位移、转换层上下刚度比等指标均能满足现行相关规范要求.5 结构构件设计5.1框支柱设计5.2剪力墙设计墙体水平和竖向分布筋除满足计算要求外也满足最小配筋率限值.阴影部分底部加强区剪力墙中按规范要求设置约束边缘构件,约束边缘构件纵筋配筋率控制≥1.2%且体积配箍率设计满足《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2010第10.2.6条要求.5.3框支梁设计框支梁抗震等级为二级,本工程框支主梁的梁高2700mm,梁主筋配筋率除满足计算外不小于0.4%,上部主筋沿梁全长贯通,下部主筋全部直通到柱或墙内,沿梁腹部设置不小于φ20@150腰筋,于梁中部设置—排φ20抗裂纵筋,抗裂纵筋根数同箍筋肢数,梁箍筋φ14@100全长加密.5.4转换层楼板设计转换层中转换框架传力路径楼板均为180mm,配置双层双向钢筋,钢筋每个方向总配筋率不宜少于0.6%.6小结通过对该高层建筑设计,对局部框支框架转换有一个更深刻认识,对相关规范有个更深刻了解,为以后进行高层建筑设计打下一个坚实基础.[参考文献][1]《建筑抗震设计规范》(gb50011-2010)[2]《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3-2010)[3]刘夏石.工程结构优化设计[m].北京:科学出版社,2008:14-19.4]张相庭.高层建筑抗风抗震设计计算[m].北京:中国建筑工业出版社,2007:30-33.[5]李波.高层建筑侧向位移限制的研究[m].北京:中国工业出版社,2008:100-103.。
高层建筑结构设计难点分析随着城市化进程的不断加快,越来越多的高层建筑如雨后春笋般拔地而起,成为城市的标志性建筑和地标性建筑。
高层建筑的设计和施工不仅需要考虑建筑的外观美感和功能性,更需要为建筑的结构安全和稳定进行设计。
高层建筑结构设计是一项复杂的工程,其中存在着许多难点和挑战。
本文将从材料选择、结构设计、地基处理等方面对高层建筑结构设计的难点进行分析。
1. 材料选择在高层建筑结构设计中,材料的选择是一个极为关键的问题。
高层建筑需要承受巨大的自重和外部荷载,因此材料的强度和耐久性至关重要。
常见的建筑材料包括混凝土、钢筋、钢材等,它们的质量和性能直接影响着建筑的安全性和稳定性。
传统意义上,混凝土是主要的建筑材料,但是随着钢结构技术的发展,钢结构在高层建筑中的应用越来越广泛。
如何选择适合的材料,保证其质量和性能,是高层建筑结构设计中的一个重要难点。
2. 结构设计高层建筑的结构设计是一个复杂的系统工程,需要综合考虑建筑的受力性能、动力响应、变形控制等诸多因素。
在结构设计过程中,需要进行综合的计算和分析,确定合理的结构形式和施工方案。
还需要考虑整体结构和局部结构之间的协调性和稳定性,确保建筑能够承受各种外部荷载和环境影响。
现代高层建筑不仅需要考虑结构的力学性能,还需要兼顾建筑的美观性和空间布局,如何在这些因素之间取得平衡,也是高层建筑结构设计的难点之一。
3. 地基处理高层建筑的地基处理是一个影响建筑安全和稳定的关键环节。
由于高层建筑的自重较大,地基的承载能力需求也较高。
在地质条件复杂的地区,地基处理更是一项极为复杂的工程。
地基处理不当可能导致高层建筑的沉降和倾斜,严重影响建筑的使用和安全。
如何进行科学合理的地基勘察和处理,是高层建筑结构设计的一大难点。
4. 抗震设计在地震带地区,高层建筑的抗震设计更是一项重要的工作。
地震荷载会对建筑结构产生巨大影响,如何在设计中考虑地震作用,保证建筑在地震中的安全性和稳定性,是高层建筑结构设计中的又一难点。
某高层建筑结构设计实例分析随着城市的快速发展,高层建筑如雨后春笋般涌现。
高层建筑的结构设计不仅关系到建筑的安全性和稳定性,还影响着建筑的使用功能和经济性。
本文将通过一个具体的高层建筑结构设计实例,对其进行详细的分析,以期为相关设计提供参考。
一、工程概况该高层建筑位于城市中心商务区,总建筑面积为_____平方米,地上_____层,地下_____层。
建筑高度为_____米,主要用途为商业和办公。
二、结构选型根据建筑的功能和高度要求,本工程采用了框架核心筒结构体系。
框架柱采用钢筋混凝土柱,核心筒采用钢筋混凝土剪力墙。
这种结构体系能够有效地抵抗水平荷载,保证结构的稳定性。
框架柱的布置充分考虑了建筑的平面布局和受力要求,柱距均匀合理,既满足了建筑使用功能的要求,又保证了结构的受力性能。
核心筒位于建筑的中心部位,其剪力墙的厚度和配筋根据不同楼层的受力情况进行了优化设计。
三、荷载取值在结构设计中,准确的荷载取值是至关重要的。
本工程考虑的荷载主要包括恒载、活载、风荷载和地震作用。
恒载包括结构自重、建筑装修和设备重量等。
活载根据不同的使用功能,按照相关规范进行取值。
风荷载根据当地的气象资料和建筑的体型系数进行计算。
地震作用根据抗震设防烈度和场地类别,采用反应谱法进行计算。
四、结构分析采用专业的结构分析软件对结构进行了整体计算分析。
分析结果表明,结构的各项指标均满足规范要求。
在水平荷载作用下,框架和核心筒协同工作,有效地抵抗了风荷载和地震作用。
结构的位移比、周期比、层间位移角等指标均在规范允许的范围内。
五、构件设计(一)框架柱根据计算结果,框架柱的截面尺寸和配筋进行了合理设计。
柱的纵筋采用高强度钢筋,箍筋采用复合箍筋,以保证柱的承载能力和延性。
(二)核心筒剪力墙剪力墙的厚度和配筋根据不同楼层的受力情况进行变化。
底部加强区的剪力墙厚度较大,配筋率较高,以提高其抗震性能。
(三)梁梁的截面尺寸和配筋根据跨度和受力情况进行设计。
某高层建筑综合楼结构设计分析
摘要:进入21世纪以来,随着城市化进程的不断深化,城市的人口越来越集中, 土地供给及城市土地资源的日益稀缺,高层建筑逐渐替代多层建筑已经是大势所趋。
本文以我市某综合大楼结构设计为例,高层建筑的嵌固端的选取和抗震等级的确定,然后对本建筑的人防地下室进行了合理的设计,又因为在本工程中建筑的使用目的不同,它在设计中出现了错层现象,笔者针对这个问题进行了
结构分析和计算,提供了最佳的设计方案。
关键词:高层建筑;结构设计;人防设计
1、工程概况
该工程位于我市中心地段的大型综合性建筑,该建筑面积约为2.5万m2,地上15层,地下2层,主要作为办公楼和酒店式公寓,负一层为车库,负二层平时为车库,战时为六级人防掩蔽所。
建筑物室内外高差为0,建筑总高度为61.6m,属于a级高度的高层建筑物。
立面图如图1。
工程为框支转换结构,转换层在第三层。
转换层上下的平面图如图2和图3。
因为使用功能不同,本工程三层以上为错层结构,南面为商用办公用房,层高3.9m,主要竖向受力构件为柱;北面为酒店式公寓,层高3.2m,主要竖向受力构件为剪力墙。
抗震设防烈度为7度第一组,设计基本地震加速度值为0.10g,拟建场地为ⅱ类场地。
基本风压为0.75kn/m2。
根据地质报告拟用桩基础。
2、嵌固端的确定
本工程嵌固端设在首层楼面时,容易满足嵌固端上下楼层侧向刚度之比,即第2计算层与第3计算层之比(如图4)不小于2倍。
需要注意的是,算刚度比,应取有效影响范围内的竖向构件,即上层与下层交界处做45°向外斜线,取斜线范围内的竖向构件参与计算。
本工程所有竖向抗侧力构件均在有效影响范围之内,全部参与计算;另因为有相当部分的地下室外墙,所以本工程嵌固端上下楼层侧向刚度之比,还是很容易满足的。
方案设计时,侧向刚度比在新版的pkpm-satwe中可直接用地震剪刀与地震层间位移比来计算。
本工程首层板厚为180,没有大开洞,外侧均有剪力墙,刚度比容易满足,取地下室顶板做嵌固端,还是比较好处理的。
另外做施工时,注意板的混凝土标号、配筋率等,注意地下室柱的配筋数量和方式等,要能满足规范对嵌固部位的构造要求。
3、抗震等级的确定
本工程为带转换层的框架-剪力墙结构,先判定框架和剪力墙均为二级;本工程转换层为第三层,高位转换对抗震不利,框支柱和剪力墙底部加强部位抗震等级还要提高一级考虑。
所以对本工程,一般框架抗震等级为二级,框支框架抗震等级为一级;非底部加强部位剪力墙抗震等级为二级,强部位剪力墙抗震等级为一级。
负一层抗震等级同上部,负二层抗震等级按规范可为三级或四级,本工程采用三级。
另外,短肢墙和错层处的剪力墙和柱均要再提高一个
抗震等级。
4、地下室的设计
人防地下室结构,包括墙,柱,桩本身和承台本身,应验算在常规武器爆炸动荷载和核武器爆炸动荷载作用下的承载力验算,整体计算的计算文件应录入人防荷载。
本工程根据实际选用整体计算时采用的人防荷载是:顶板为55kn/m2,侧壁为45kn/m2。
对于地基承载力的验算,例如布桩和承台大小的布置,则不需要考虑人防荷载。
针对本工程为桩基基础,底板抗浮要计入水浮力和人防荷载的组合。
本工程应考虑的水浮力是60kn/m2,底板人防荷载是25kn/m2,出于对工程方法的考虑,取恒载85kn/m2录入,需考虑人防荷载的材料强度系数,进行计算和配筋。
另外,人防地下室顶板有最小厚度要求,这个也容易为设计工程师所忽略,应该引起大家的注意。
5、错层处理,结构分析和计算
由于错层,本工程按如图4所示划分标准层,注意图4主要是算地下室结构和考察嵌固端上下层刚度之比用,算上部结构是从嵌固端算起,即从第2个计算层开始共24个计算层,简图从略。
错层两侧标高相差不大的按照同一个计算层考虑,如第13,14,22,23个标准层。
如此一来,传到基础的活荷载折减的时候,由于多算了计算层,程序默认值0.55是有误的,应该人工调整为0.6才能满足相应规范。
高位转换时转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比,x方向和y方向刚度比分别为0.9504和1.2510,满足规范限值1.3的要求。
本工程有斜交抗侧力构件,已经补充该方向的地震作用计算。
本工程有剪力墙的转换,属于竖向抗侧力构件不连续ii类(广东省高层设计规范关于体型不规则类型的第5项);由于错层,属于平面凹凸不规则(第2项)。
初次调试程序计算时,x-5%偶然偏心地震力作用下的楼层最大位移普遍达到1.24,y-5%偶然偏心地震力作用下的楼层最大位移普遍达到1.34(第1项),那么按照广东地区高层设计规范,本工程属于超限高层。
为了解决此问题,加大了周边墙和梁的截面,以增大抗扭能力,把扭转程度控制在规则范围内。
其他共4项不规则项目(第1,3,4,6项)均控制在规则范围内,以令结构更规则、合理、
经济。
最后计算结果显示,结构基本周期为1.7863s,地震剪力略作放大能满足剪重比要求,x和y方向最大值层间位移角分别是1/1764和1/1032,均为偶然偏心地震力作用起控制,其他各项指标均满足规范要求。
6、结语
以一个工程实例为基础,结合笔者在审图工作中遇到的常见问题,作出了探讨、总结和提醒,希望设计师们在处理类似工程项目时,能思路清晰,概念清楚,同时注意常见设计问题,采取相应措施,更快更好地处理类似问题。
参考文献:
[1]高层建筑混凝土结构设计规程[jgj3-2010]
[2]广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3-2002)补充规定[s]
[3]人民防空地下室设计规范[s]
[4]王亚勇,戴国莹.建筑抗震设计规范疑难解答[m].北京:中国建筑工业出版,2006。