建筑结构选型实例分析报告
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建筑结构选型题目建筑结构分析姓名 X X X学号 XXXXXXXXXX专业班级土木工程XXX班分院土木建筑工程学院任课老师 X X X目录引言 (3)工程概况 (4)建筑方案结构形式 (5)结构设计要点 (5)地源热泵系统 (5)环形管网的沟槽连接方式及其水系统设计 (6)拱铰设计 (8)总结 (11)参考文献 (11)引言国家体育场的外观以建筑结构的形式直接表现,立面形式和建筑结构达到了完美的统一。
国家体育场呈双曲面马鞍造型,东西向结构高度为68m,南北向结构高度为41m,钢结构最大跨度长轴333m,短轴297m,由24榀门式桁架围绕体育场内部碗状看台旋转而成。
结构构件相互支撑,形成网格状构架,如同一个用树枝编织成的“鸟巢”。
其中蕴藏深厚的东方文化内涵:即秩序、内敛的东方美学思想,建筑设计将看似无序的框架纳入严谨的受力体系中,使秩序中存在着无限的变化。
工程概况国家体育场工程总占地面积21公顷,高度69米,场内观众坐席约为91000个。
结构分为基座、屋顶与包厢。
基座与体育场的几何体合二为一,行人走在平缓的格网状石板步道上,步道延续了体育场的结构肌理。
步道之间的空间为体育场来宾提供了服务设施:下沉的花园,石材铺装的广场,竹林、矿质般的山地景观,以及通向基座内部的开口。
从城市的地面上缓缓隆起,几乎在不易察觉中形成了体育场的基座。
体育场的外观就是纯粹的结构,立面与结构是统一的,将建筑物的立面,楼梯,碗状看台和屋顶融合为一个整体。
为了使屋顶防水,体育场结构间的空隙将被透光的膜填充。
国家体育场包厢位于体育场的四层,赛后通过改造,赛后包厢的数量为140个。
它不仅提供了一个亲临其境的最佳观赛场所,更为社会企业和各界名流搭建一个交际、公关、答谢客户的社交平台。
建筑方案结构形式国家体育场工程为特级体育建筑,主体结构设计使用年限100年,耐火等级为一级,抗震设防烈度8度,地下工程防水等级1级。
工程主体建筑呈空间马鞍椭圆形,南北长333米、东西宽294米的,高69米。
建筑结构选型实例分析第一章悬挑结构:现代MOMA1.工程概况:当代MOMA位于东直门迎宾国道北侧,拥有首都的地标优势,项目规划建筑面积22万平方米,其中住宅为13.5万平方米,配套商业面积达8.5万平方米,包括多厅艺术影院,画廊,图书馆等文化展览设施,还包括了精品酒店,国际幼儿园,顶级餐饮,顶级俱乐部及健身房、游泳池、网球馆等生活设施与体育休闲设施。
当代MOMA由纽约的哥伦比亚大学教授StevenHoll设计,项目规划概念是BEIJINGLINKEDHYBRID,在建筑艺术方面实现了世界的唯一,更加充分的发掘城市空间的价值,将城市空间从平面、竖向的联系进一步发展为立体的城市空间。
当代MOMA也是当代置业科技主题地产的延续与发展,在万国城Moma实现高舒适度、微能耗的基础上,将大规模使用可再生的绿色能源。
从可持续的观点出发,当代MOMA适当的高密度(强度)开发利用土地与大规模使用可再生的绿色能源是大城市发展的方向,是真正“节能省地型”的项目。
在当代MOMA的规划设计中,更多考虑了未来城市的生活模式,引入了复合功能的概念,实现开放功能的城市社区,在这里不单是居住功能,而且能够和谐的工作,娱乐、休闲消费、交通,作为一个汇集精品商业与国际文化的开放社区,充满生气与活力,将创造更和谐的国际化生活氛围,不仅为社区创造更舒适的环境,更多的交往机会,也将完善城市区域功能,为的城市形象,为奥运会增添光彩。
项目计划2005年初开始建设,在2008年奥运会之前建成使用。
2.结构形式:为减轻自重,梁柱采用H型钢,并且设置了受拉的钢斜撑,提高悬挑结构的刚度和承载力.为承受悬挑部分重力荷载产生的倾覆力矩,在悬挑部分增设钢斜撑,将倾覆力矩传递到塔楼上;在塔楼相应的部位增设钢管斜撑。
使塔楼整体承受倾覆力矩。
在塔楼除设置核心筒外。
还设置了十字型剪力墙,提高塔楼整体的刚度和抗倾覆能力。
长悬挑是本工程主要设计难点之一,目前主体结构竖向构件采用了中震不屈服的性能目标,对于悬挑结构这样更加重要的部分,设计中采用了中震弹性设计的更高的性能目标,即悬挑部分的构件验算时,按中震弹性地震力(水平地震和竖向地震)与竖向荷载进行组合,考虑荷载分项系数,材料强度取设计值。
建筑结构选型案例分析报告一、引言二、案例简介该建筑项目为一座高层办公楼,总高度为300米,共有80层。
建筑师要求在满足建筑结构安全性的前提下,尽可能减小重量和成本。
三、结构选型概述1.钢结构:钢结构具有重量轻、强度高、施工速度快等优点,能够满足建筑师的需求。
但是钢结构对于地震和火灾的抵抗能力较差,且需要更多的维护和保养。
2.钢筋混凝土结构:钢筋混凝土结构具有较好的地震和火灾抵抗能力,且成本相对较低。
然而,钢筋混凝土的施工周期较长,对基础要求较高。
3.预应力混凝土结构:预应力混凝土结构在重量轻、耐久性好的同时,还具有较好的自重分担能力。
然而,预应力混凝土结构需要具备较高的技术和施工要求。
四、结构选型决策分析在该案例中,由于建筑高度较高,地震和火灾的抵抗能力成为重要的考虑因素。
因此,钢结构相对来说不是理想的选型,而钢筋混凝土和预应力混凝土结构更适合该项目。
考虑到施工周期和成本的因素,预应力混凝土结构比较适合该项目。
预应力混凝土结构减轻了自重负荷,并提高了地震和火灾抵抗能力。
虽然预应力混凝土结构的技术要求较高,但可以通过雇佣有经验的建筑公司和施工人员来解决。
五、结构选型实施1.技术要求:雇佣有经验的建筑公司和施工人员,确保结构施工的质量和安全。
2.施工期限:根据施工周期和预算制定详细的施工计划,并进行合理的进度安排。
3.质量控制:严格按照设计方案进行施工,强调材料的选取和施工工艺的控制。
4.结构监测:在施工过程中进行结构的实时监测和评估,确保结构的安全性和稳定性。
六、结论通过该案例的分析,我们可以得出以下结论:1.结构选型是建筑设计中的重要环节,直接影响建筑物的结构安全性和成本。
2.在结构选型中,需要综合考虑建筑物的高度、地震和火灾的抵抗能力、施工周期和成本等因素。
3.预应力混凝土结构在该项目中是较为理想的选型,具有重量轻、耐久性好和良好的抗震性能。
4.在实施结构选型时,需要注重技术要求、施工期限、质量控制和结构监测,确保建筑物的安全和稳定性。
高层建筑结构优化设计案例分析(全文)范本一:正文:一:引言高层建筑结构优化设计是现代建筑设计中的重要环节,对于提高建筑的结构安全性、经济性和可持续性具有重要意义。
本文以某高层建筑项目为例,进行了结构优化设计案例分析,旨在探讨高层建筑结构在设计过程中的优化方法和技术。
二:背景该高层建筑项目位于城市中心地带,总高度达到200米,层数共计60层,包含商业、办公和住宅等功能。
项目地处地质条件复杂的地区,同时还需要考虑抗震、防风等因素,在设计过程中面临着诸多挑战。
三:结构设计3.1 结构形式本项目采用框架结构形式,通过立柱和梁的组合形成结构框架,然后再使用混凝土填充实现整体刚度的提升。
这种结构形式具有良好的承载能力和稳定性,能够满足高层建筑的要求。
3.2 结构材料主体结构材料采用高强度混凝土和钢材,其中混凝土强度等级为C50,钢材采用Q345B。
这种结构材料能够有效提高建筑的抗震性能和承载能力。
3.3 结构优化技术在设计过程中,采用了多种结构优化技术,包括有限元分析、参数化设计和多目标优化等。
通过有限元分析,对结构进行了力学计算和模拟,确定了合理的结构形态和尺寸。
参数化设计则通过调整参数来优化结构,使其在满足要求的前提下减少材料使用。
多目标优化则通过考虑多个指标因素来寻找最佳的结构设计方案。
四:设计成果经过优化设计,最终确定了高层建筑的结构方案。
该方案不仅满足了建筑的功能要求,还能够在地震和风载等自然力的作用下保证建筑的稳定性和安全性。
同时,该方案还有效降低了建筑的材料使用量,提高了经济性和可持续性。
五:结论通过本案例分析,我们可以得出结论:在高层建筑结构的优化设计过程中,采用框架结构形式,结合高强度混凝土和钢材等材料,运用有限元分析、参数化设计和多目标优化等技术,能够有效提高建筑的结构安全性、经济性和可持续性。
附件:1. 结构设计图纸2. 有限元分析报告3. 结构参数化设计数据法律名词及注释:1. 结构形式:指高层建筑的整体结构组成形式,如框架结构、剪力墙结构等。
考查课结课作业(论文)题目:建筑结构选型实例分析课程名称:建筑结构选型学院:土木与建筑工程学院学生姓名:学号:************专业班级:城市规划11-1任课教师:**2013年6月《建筑结构选型》课程报告评分表目录一、引言 (1)二、多层建筑(砖混结构、框架结构).................... (1)三、高层建筑(剪力墙结构、框剪结构)........................ .. (5)四、超高层建筑(筒中筒结构)................................ . (8)五、工业厂房(轻型钢结构) (9)六、大跨度公共建筑(桁架结构、拱结构、网架结构、膜结构等).. (10)七、桥梁结构(桁架结构、拱结构、悬索结构等)................. . (13)八、总结 (17)引言对于建筑结构,它们并不是我们通常所说的建筑物,而是隐藏于建筑物外表之下的,构成建筑空间、承载建筑荷载,使建筑物得以安全使用的骨架。
人们往往认为结构与外形是相同的概念,其实不然。
建筑师根据结构功能要求的原则(安全性、适用性、经济性、耐久性)将外表看来很花哨的建筑物与内部规整合理的结构很好的结合在一起,就形成了各种各样的建筑结构型式。
在建筑工程建设中,建筑的安全性和耐久性主要取决于建筑物的结构能否满足要求。
此外,对于大多数建筑物,工程造价中约有30%-40%应用于结构工程。
而结构工程的施工工期也约占建筑物施工总工期的40%-50%。
因此,搞好结构工程对于建筑建设的质量控制、投资控制和进度控制有十分重要的作用。
以下简单的介绍几种常见的建筑结构型式,包括、多层建筑(砖混结构、框架结构)高层建筑(剪力墙结构、框剪结构)、超高层建筑(筒中筒结构)、工业厂房(轻型钢结构)、大跨度公共建筑(桁架结构、拱结构、网架结构、膜结构等)、桥梁结构。
二、多层建筑结构(砖混结构、框架结构)1、砖混结构(1)概述砖混结构是指建筑物中竖向承重结构的墙、柱等采用砖或者砌块砌筑,横向承重的梁、楼板、屋面板等采用钢筋混凝土结构。
建筑结构选型课程报告——结构实例分析目录一、引言 (3)二、框架结构 (4)三、剪力墙结构、框剪结构 (6)四、超高层建筑(筒结构)抗风/抗震 (7)五、桁架结构 (9)六、拱结构 (11)七、网架结构/大跨度屋盖 (13)八、悬索结构 (15)九、膜结构 (16)一、引言著名的建筑师及结构师奈尔维在他的《结构在建筑中的地位》一书中这样说:“现在建筑设计所要求的新的、宏伟的结构方案,使得建筑师必须要有理解结构构思,而且应达到这样一个深度和广度:使其能把这种基于物理学、数学和经验资料之上而产生的观念转化为一种非同一般的综合能力,转化为一种直觉和与之同时产生的敏感能力。
”结构概念是建筑物赖以生存的基础,建筑师只有掌握它,并在建筑设计的初期就自觉地运用它,才能设计出真正优秀的建筑。
对建筑师而言,从整体把握结构的概念掌握结构体系的选择以及布置,远比了解结构计算重要。
正是出于上述原因,作为一名新时代建筑学的学子,对建筑结构的学习才显得尤其重要。
而了解建筑结构很重要的一条就是对结构实例进行分析,只有对建筑的实例有深层的学习研究,打下坚实的基础,才能真正成为一名优秀的做建筑的人。
本文就是对著名建筑结构的实例进行分析,通过此分析来总结对《建筑结构选型》这门课程的学习成果。
而且在本文的中几个案例是自己去调研,还有自己的一些看法。
通过这门课的学习,确实让我增长了不少知识和见识;还要感老师,这几周的辛苦。
二、框架结构框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构,即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。
采用结构的房屋墙体不承重,仅起到围护和分隔作用,一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。
建筑实例大剧院工程概况大剧院项目已列入市“十一五”发展规划和《市城市总体规划(2005~2020年)》。
项目所在地市山南新区已预留规划建设用地。
高层建筑结构设计及结构选型实例分析摘要:高层建筑具有占地面积小、节约市政工程费用、节约拆迁费用等优点,因此为改善城市居民的居住条件,在大城市和某些中等城市中,高层住宅和底层带商店的住宅建筑发展十分迅速。
然而目前的工程设计领域出现的情况是,设计人员有大量的设计任务,结构经济性问题难以得到足够重视,导致同一工程不同设计人员设计时期土建造价的差别很大,造成不必要的浪费。
从而在设计阶段,尤其是高层建筑的结构设计做好结构选型分析是非常有价值的,不仅要保证结构的安全也要考虑整个结构的经济造价。
关键词:高层建筑;结构设计;结构选型分析1.高层建筑的特点对高层建筑而言,其结构要同时承受垂直荷载和水平荷载,还要抵抗地震的作用。
在低层结构中,水平荷载产生的内力和位移很小,通常是可以忽略的;在多层结构中,水平荷载的效应(内力和位移)逐渐增大;而到高层建筑中,水平荷载和地震作用将成为主要的控制因素。
图1表示建筑的高度与荷载效应的关系,从图中可以看出,随着高度增大,位移增加最快,弯矩次之。
高层建筑设计不仅需要较大的承载力,而且需要较大的刚度,使水平荷载产生的侧向变形限制在一定范围内,这主要是因为(1)过大的侧向变形会使人不舒服,影响使用;(2)填充墙或建筑装修出现裂缝或损坏,也会是电梯轨道变形;(3)主体结构出现裂缝,甚至损坏;(4)结构产生附加内力,甚至引起倒塌。
同时由于高层建筑的高度大,地震作用对它的影响也是较大的,所以设计时要考虑结构的延展性。
图1 建筑物高度结构内力位移的影响高层建筑结构设计中,抗侧力结构的设计是关键。
要使得抗侧力结构具有足够的承载能力和刚度,又要有好的抗震性能,还要尽可能地提高材料利用率,降低材料消耗,节约造价等,必须从选择结构材料,结构体系,基础形式等各方面着手,采用合理的计算设计方法,重视连接和锚固等细部处理。
任何一个好的建筑,一定是建筑、结构、各种管道设备以及施工等几方面的密切配合和相互合作的产物,尤其是在高层建筑中,建筑功能要求高,经济性要求也高。
建筑结构选型实例分析与设计报告班级:建筑学113班学号:2011012359姓名:蔡雷目录第一部分:结构实例分析一、引言 (3)二、框架结构 (4)三、剪力墙结构、框剪结构 (6)四、超高层建筑 (7)五、桁架结构 (9)六、拱结构 (11)七、网架结构/大跨度屋盖 (13)八、悬索结构 (15)九、膜结构 (16)第二部分:展览馆结构选型设计一、xxxx (3)二、xxxx (4)第一部分:结构实例分析一.引言一件值得称道的建筑作品,匠心独运的设计,新颖别致的外观,经济合理的结构,往往给人留下深刻的印象,通常用“秀外慧中”来形容才貌双全的人,其实一个优秀的建筑又何尝不是“秀外”与“慧中”的结合体呢。
“秀外”指优美的外形和怡人的空间环境,“慧中”指完美的结构体系,在这个“百花齐放,百家争鸣”的建筑行业里,只有不断创新求进才不会被淘汰,而建筑每一次外部的造型的突破,内部空间的变革,往往都需要在结构体系上下大功夫,花大智慧,因为能与新颖独特的建筑外型匹配的一定是不同凡响的结构设计。
二.框架结构1.概述框架结构一般由竖直的柱和水平横梁所组成,梁柱交结处一般为刚性连接。
框架结构一般都是受到竖直荷载和水平荷载的共同作用。
其主要特点是:布局灵活,不靠墙承重,使用方便,可以获得相对较大的使用空间;但抗侧刚度小,侧移大,抗震和抗风能力较差,对于支座不均匀沉降比较敏感。
框架结构按框架构件组成可以划分为梁板式结构和无梁式结构;按框架的施工方法可以划分为现浇整体式框架、装配式框架、半现浇框架和装配整体式框架;按承重结构可以划分为纯框架和内框架。
框架结构适用于民用住宅、办公楼、旅馆、饭店、医院、大型商业建筑等,亦可用于工业车间等建筑。
2.实例分析广州合景金融大厦(1)、工程概括广州合景金融大厦位于广州市天河区珠江新城J1-6地块,主楼地上41层,屋顶标高为178m(未计向上延伸至198m的外墙构架);地下室5层,埋深22.16m。
目录第一章一般平板结构第二章桁架与屋架第三章刚架结构与排架结构第四章网架结构第五章高层建筑结构第六章拱结构第七章悬索结构第八章薄壁空间结构附篇膜建筑结构第一章一般平板结构举例中央电视台新址结构形式中央电视台总部大楼主楼的两座塔楼双向内倾斜6度,在163米以上由“L”形悬臂结构连为一体,建筑外表面的玻璃幕墙由强烈的不规则几何图案组成,央视大楼的结构是由许多个不规则的菱形渔网状金属脚手架构成的。
这些脚手架构成的菱形看似大小不一,没有规律,但实际上却经过精密计算。
作为大楼主体架构,这些钢网格暴露在建筑最外面,而不是像大多数建筑那样深藏其中。
奥雷·舍人说,这样压力基本都能沿着系统传递下去,并找到导入地面的最佳路径。
从外观上看,大楼有一部分钢网结构(包括拐角等压力较大部位)比较密集,它们也是整体设计思想的一部分。
由于大楼的不规则设计造成楼体各部分的受力有很大差异,这些菱形块就成为了调节受力的工具。
受力大的部位,将用较多的网纹构成很多小块菱形以分解受力;受力小的部位就刚好相反,用较少的网纹构成大块的菱形。
施工情况1、压力不平衡可致地陷,就像跷跷板两边分别放坦克和书桌。
“好看难建”。
北京市勘察设计研究院的国家级勘察大师张在明用了这四个字简单概括了央视新址的工程特点。
具体负责央视新址勘察的耿一然工程师介绍说,央视新楼的怪异形状导致了对地基压力的极端不平衡。
“两座巨型塔楼和旁边的低矮建筑位于同一个地基之上,这就像把一辆坦克和一张书桌放在跷跷板的两边”。
据测算,央视新楼的地基将承受三种截然不同的压力:两座塔楼的地上层数分别为51层和45层,高约230米。
由于塔楼主体并不是垂直于地面的,而是呈84度斜角向天空延伸,其压力相当于约300米高楼的压力,超200吨/平方米;地上建筑为9层的裙楼,下压力较为正常,大约是40吨/平方米;而主塔楼的旁边是地上1层、地下3层的低矮建筑,这部分地基的压力仅有15吨/平方米,甚至还没有挖掉的土的压力大。
建筑结构选型案例分析一.双曲扁壳双曲扁壳由壳身及周边竖直的边缘构件组成。
双曲扁壳失高小,结构所占的空间较小,建筑造型美观,结构分析上可以采用一些简化假定,所以得到了广泛的应用。
北京火车站建筑简介车站站台北京站站舍大楼坐南朝北,东西宽218米,南北最大进深124米,建筑面积71054平方米。
站前广场面积40000平方米。
站内主要服务设施:大小贵宾室6个,软席候车室1个,普通候车室4个,高架检票厅候车室1个,重点旅客候车区4个。
站内设有:第一候车室、第二候车室、第三候车室、第四候车室、中央检票厅、第一软席候车室、第二软席候车室、和谐号候车室、北京站商务中心、036敬老助残服务室。
进站天桥2座,自动扶梯6部,直升电梯7座。
售票厅、国际售票处、中转签字加快各1处。
建筑结构分析双曲扁壳结构屋顶尺寸:中央大厅顶盖薄壳的平面为35m见方,失高为7m,壳身厚度仅为80mm。
检票口通廊上一连间隔用了五个双曲扁壳,中间的平面为21.5m见方,两侧的四个平面为16.5m见方,失高为3.3m,壳身厚度为60mm。
形体:壳的中央微微隆起,四周有拱形高窗,采光充分,素雅大方,宽敞宜人。
边缘构件为两铰拱。
扁壳是间隔放置的,各个顶盖可四面采光,使整个通廊显得宽敞明亮。
北京网球馆北京网球馆是用双曲扁壳做顶盖,平面为42m见方,壳身厚度为90mm。
扁壳在中央隆起的结构空间,正好适应网球在空中往返时弧形轨迹的需要,因而整个建筑的空间利用是很充分的。
二.刚接桁架钢接桁架的型式及特点:一般情况下,桁架结构杆件与杆件的连接铰点均简化为铰节点,一方面可简化运算,另一方面也较符合结构的实际受力情况。
但有时,由于桁架结构使用功能上的要求,或由于建筑造型上的要求,桁架结构没有斜腹杆,仅有竖腹杆。
这时若再把桁架节点简化为铰节点,则整个结构就成为了一个几何可变的结构,必须采用刚接桁架。
如无斜腹杆屋架。
上海大剧院建筑简介:上海大剧院整个工期自1994年9月开始,至1998年8月。
1 混合结构体系1.1混合结构体系概述混合结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。
如一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成,以砖墙为承重墙,或者梁是用木材建造,柱是用钢筋混凝土建造。
由两种或两种以上不同材料的承重结构所共同组成的结构体系均为混合结构。
混合结构,又可以说是砖混结构.虽然也用钢筋浇柱\梁,但墙体具是承重功能,不能乱拆.特点:质量较框架略差,质量较好,寿命较长.造价略低,适合6层以下,横向刚度大,整体性好,但平面灵活性差。
分类:型钢柱+混凝土梁+混凝土筒归入混凝土结构型钢柱/钢管混凝土+钢梁+混凝土筒归入型钢框架混凝土核心筒结构1.2 实例工程项目概况金茂大厦(JinMaoTower),又称金茂大楼,位于上海浦东新区黄浦江畔的陆家嘴金融贸易区,楼高420.5米,是上海目前第2高的摩天大楼(截至2008年)、中国大陆第3高楼、世界第8高楼。
大厦于1994年开工,1999年建成,有地上88层,若再加上尖塔的楼层共有93层,地下3层,楼面面积27万8,707平方米,有多达130部电梯与555间客房,现已成为上海的一座地标,是集现代化办公楼、五星级酒店、会展中心、娱乐、商场等设施于一体,融汇中国塔型风格与西方建筑技术的多功能型摩天大楼,由著名的美国芝加哥SOM设计事务所的设计师Adrian Smith设计。
因为中国人喜欢塔所以中国才把金茂大厦设计成这样。
1.3 实例工程项目结构选型与结构布置分析其结构体系为巨型型钢混凝土翼柱+ 内筒混合结构体系。
这种混合结构体系的巨型型钢混凝土柱和钢筋混凝土内筒通过刚性大梁构成一个整体的抗侧力体系, 而且其抗侧力体系的力矩很大, 效率很高。
这种体系还可提供较大的使用空间, 其外围洞口可以做得很大。
2框架结构体系2.1框架结构体系概述框架结构是利用梁柱组成的纵、横向框架,同时承受竖向荷载及水平荷载的纯框架结构。
其主要优点是建筑平面布置灵活,能够较大程度地满足建筑使用的要求。
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。
杭州某高层建筑结构选型与分析摘要:高层建筑功能越来越复杂,形式越来越多样。
在工程实例的基础上,针对结构形式进行多方面的比较分析,从而采取更为合理的形式;然后就转换层的计算进行了分析,最后对转换层的构造作了说明。
关键词:结构形式;梁式转换;转换层的构造措施。
1、工程概况本工程位于杭州,由三栋高度分别为72m、84m、100m的高层建筑组成,其中地下2层均为车库,地上分别为14层、17层、21层。
地上五层以下是为会展和会议服务之用的餐饮、交通用房,六层以上全部是办公。
由于第五层上下的功能不同,为满足建筑的需要,在设计中应用了转换层,转换层标高44m。
本工程抗震设防烈度为6度,设计抗震为一组,设计基本地震加速度值为0.05g,场地属Ⅲ类场Tg=0.45s,抗震设防类别为丙类。
转换层示意图见图1~3。
下面主要介绍72m高的A栋。
2、结构形式的确定本工程的特点是跨度大、高位转换。
为了结构设计的安全、可靠、经济、实用,进行了多种结构形式的比较分析,从而确定最合理的结构形式。
(结果见表1)从表1可以看出三种结构形式各有优缺点。
(1)带支撑钢框架结构优缺点:结构自重轻,刚度好,抗震性能好,但其造价高,防火性能差,且支撑竖向不连续并影响建筑外观。
(2)框架-剪力墙结构优缺点:结构造价低,利用楼电梯间作为核心筒,刚度好,而且核心筒竖向连续,但结构自重大,构件尺寸大。
(3)钢-混凝土混合结构优缺点:特点是介于以上两者之间,但其最大的缺点是构造不好处理,混凝土构件与钢构件的连接难度大,给施工造成不便。
本工程地处6度抗震设防地区,其烈度不是很高,且层高控制要求不是很严,有做混凝土梁的空间,基于以上的分析比较,出于经济角度的考虑,决定采用框架-剪力墙混凝土结构体系。
3、转换层的设计3.1转换层形式的确定目前转换层的形式多种多样,现在常用的有梁式转换、板式转换、桁架式转换、箱形转换等等。
其中由于板式转换抗震性能不好,设计施工都很复杂;箱形转换很少用于房屋结构工程,故不予考虑。
考查课结课作业(论文)题目:建筑结构选型实例分析课程名称:建筑结构选型学院:土木与建筑工程学院学生姓名:学号:************专业班级:城市规划11-1任课教师:**2013年6月《建筑结构选型》课程报告评分表目录一、引言 (1)二、多层建筑(砖混结构、框架结构).................... (1)三、高层建筑(剪力墙结构、框剪结构)........................ .. (5)四、超高层建筑(筒中筒结构)................................ . (8)五、工业厂房(轻型钢结构) (9)六、大跨度公共建筑(桁架结构、拱结构、网架结构、膜结构等).. (10)七、桥梁结构(桁架结构、拱结构、悬索结构等)................. . (13)八、总结 (17)引言对于建筑结构,它们并不是我们通常所说的建筑物,而是隐藏于建筑物外表之下的,构成建筑空间、承载建筑荷载,使建筑物得以安全使用的骨架。
人们往往认为结构与外形是相同的概念,其实不然。
建筑师根据结构功能要求的原则(安全性、适用性、经济性、耐久性)将外表看来很花哨的建筑物与内部规整合理的结构很好的结合在一起,就形成了各种各样的建筑结构型式。
在建筑工程建设中,建筑的安全性和耐久性主要取决于建筑物的结构能否满足要求。
此外,对于大多数建筑物,工程造价中约有30%-40%应用于结构工程。
而结构工程的施工工期也约占建筑物施工总工期的40%-50%。
因此,搞好结构工程对于建筑建设的质量控制、投资控制和进度控制有十分重要的作用。
以下简单的介绍几种常见的建筑结构型式,包括、多层建筑(砖混结构、框架结构)高层建筑(剪力墙结构、框剪结构)、超高层建筑(筒中筒结构)、工业厂房(轻型钢结构)、大跨度公共建筑(桁架结构、拱结构、网架结构、膜结构等)、桥梁结构。
二、多层建筑结构(砖混结构、框架结构)1、砖混结构(1)概述砖混结构是指建筑物中竖向承重结构的墙、柱等采用砖或者砌块砌筑,横向承重的梁、楼板、屋面板等采用钢筋混凝土结构。
也就是说砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构。
砖混结构是混合结构的一种,是采用砖墙来承重,钢筋混凝土梁柱板等构件构成的混合结构体系。
适合开间进深较小,房间面积小,多层或低层的建筑,对于承重墙体不能改动。
(2)案例分析—内蒙古商务会所该会所,结构形式为砖混结构,采用钢筋混凝土现浇楼板,房屋的主要承重结构材料为各种砌体,这些材料在任何地方都很容易就地取材,充分保证了材料来源,且房屋的刚度较大,有较好的经济性能指标。
但是砖砌体的强度低,所以在抗震地区受限制,施工速度也很慢,不能满足建设形势发展速度的需要。
以下是该建筑的立面施工图图2-1内蒙古商务会所立面图2、框架结构(1)概述框架结构又称构架式结构。
房屋的框架按跨数分有单跨、多跨;按层数分有单层、多层;按立面构成分有对称、不对称;按所用材料分有钢框架、混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。
其中最常用的是混凝土框架(现浇整体式、装配式、装配整体式,也可根据需要施加预应力,主要是对梁或板)、钢框架。
装配式、装配整体式混凝土框架和钢框架适合大规模工业化施工,效率较高,工程质量较好。
框架建筑的主要优点:空间分隔灵活,自重轻,节省材料;具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建筑结构;框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采用装配整体式结构,以缩短施工工期;采用现浇混凝土框架时,结构的整体性、刚度较好,设计处理好也能达到较好的抗震效果,而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。
(2)案例分析—福州金山中学体艺楼福州金山中学体艺楼位于福州金山中学校内,总建筑面积8099m2,主楼为二层框架结构,建筑总高度18.45m。
一层为50m标准游泳馆,层高7.2m,二层为篮球馆,同时也可作为学校集会演出礼堂使用,层高为10.8m。
在一、二层局部空间设有二层夹层,作为健身房、舞蹈教室及乒乓球室。
屋面为网球场。
图2-1建剖面如图三、高层建筑(剪力墙结构、框剪结构)1、剪力墙结构(1)概述剪力墙结构。
钢筋混凝土墙体构成的承重体系。
剪力墙结构指的是竖向的钢筋混凝土墙板,水平方向仍然是钢筋混凝土的大楼板搭载墙上,这样构成的一个体系,叫剪力墙结构。
为什么叫剪力墙结构,其实楼越高,风荷载对它的推动越大,那么风的推动叫水平方向的推动,如房子,下面的是有约束的,上面的风一吹应该产生一定的摇摆的浮动,摇摆的浮动限制的非常小,靠竖向墙板去抵抗,风吹过来,板对它有一个对顶的力,使得楼不产生摇摆或者是产生摇摆的幅度特别小,在结构允许的范围之内,比如:风从一面来,那么板有一个相当的力与它顶着,沿着整个竖向墙板的高度上相当于一对的力,正好像一种剪切,相当于用剪子剪楼而且剪楼的力越往下剪力越大,因此,把这样的墙板叫剪力墙板,也说明竖向的墙板不仅仅承重竖向的力还应该承担水平方向的风荷载,包括水平方向的地震力和风对它的一个推动。
(2)剪力墙结构特点1、剪力墙的主要作用是承担竖向荷载(重力)、抵抗水平荷载(风、地震等)。
2、剪力墙结构中墙与楼板组成受力体系,缺点是剪力墙不能拆除或破坏,不利于形成大空间,住户无法对室内布局自行改造。
3、短肢剪力墙结构应用越来越广泛,它采用宽度(肢厚比)较小的剪力墙,住户可以一定范围内改造室内布局,增加了灵活性,但这是以整个结构受力性能的降低为代价的(虽然有试验和研究表明这种降低幅度较小)。
4、就目前中国现状,纯剪力墙结构造价高,施工困难,耗钢量极大,所以往往因为建设单位的制约,结构抗震设计囿于成本而不得不降低标准,建议慎用此类结构形式(3)实例工程项目概况本工程是一栋位于上海市静安区的单身公寓,高96m,主体长49.2m,最大宽度16.1m,地下一层,地上24层,总建筑面积23000m²。
地下为停车库,层高4.4m,地上一~二层为裙楼,层高为4.5m和3.9m,三~七层标准层层高2.8m,八层~顶层层高4.6m。
八层以上在装修时做夹层处理,在结构计算时将增加的荷载考虑进去。
(4)实例工程项目结构选型与结构布置分析本工程为钢筋混凝土框支剪力墙结构体系,框支层的框架梁、柱、墙抗震等级为一级,其余各层框架及剪力墙均为二级。
内应力组合时,取恒荷分项系数1.2,活荷载分项系数1.4,地震荷载分项系数1.3,风荷载分项系数1.4。
地下室底板混凝土强度等级C30,地下室其余部分及一至十五层柱、墙、梁、板均为C40混凝土。
十六层至顶层柱、墙、梁节点区和二层屋顶法和二层至顶层板均为C30混凝土。
该建筑地下一层做车库使用,故需将上部结构的部需将上部结构的部分剪力墙做转换。
因建筑用地非常紧,结构构件的平面尺寸调整余地很小,平面南侧上一排柱宽度受限,只能增大截面高度,结构沿纵向可以设置的剪力墙相对较少且多集中在平面的北侧,故出现平面南侧刚度相对较弱的情况,建筑物两端山墙上要求开几个大洞,使山墙不可能设置较长的剪力墙,削弱了结构的整体刚度。
初算后的结果,一些层的位移不能满足,结构的刚度偏小,抗扭刚度较低,扭转效应偏大。
为了避免竖向构件处于拉剪应力状态,必须做重新调整。
2、框剪结构(1)、概述框架-剪力墙结构,俗称为框剪结构。
主要结构是框架,由梁柱构成,小部分是剪力墙。
墙体全部采用填充墙体,由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成,在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件。
适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。
框剪结构是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合,吸取了各自的长处,既能为建筑平面布置提供较大的使用空间,又具有良好的抗侧力性能。
框剪结构中的剪力墙可以单独设置,也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。
因此,这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑。
(2)案例介绍---- 广东中山市国际酒店中山国际酒店坐落于世纪伟人孙中山先生的故乡——广东省中山市,毗邻风光旖旎的岐江河和百年老街孙文西路旅游步行街,南靠中国唯一荣获“2009年度ULI全球卓越奖”公园——岐江公园,西距中国休闲服装生产基地——沙溪仅数公里。
酒店交通便利快捷,地理位置得天独厚。
该建筑地上22层,高75.5米,典型的框剪结构。
中山国际酒店建筑面积55611.83平方米众所周知,框架结构的变形是剪切型,上部层间相对变形小,下部层间相对变形大。
剪力墙结构的变形为弯曲型,上部层间相对变形大,下部层间相对变形小。
对于框剪结构,由于两种结构协同工作变形协调,形成了弯剪变形,从而减小了结砍的层间相对位移比和顶点位移比,使结构的侧向刚度得到了提高。
在该建筑中得到了很好的印证。
以下为该建筑的平立面图四、超高层建筑(筒中筒结构)1、筒中筒结构(1)、概述筒中筒结构由心腹筒、框筒及桁架筒组合,一般心腹筒在内,框筒或桁架筒在外,由内外筒共同抵抗水平力作用。
由剪力墙围成的筒体称为实腹筒,在实腹筒墙体上开有规则排列的窗洞形成的开孔筒体称为框筒;筒体四壁由竖杆和斜杆形成的桁架组成则称为桁架筒。
另外由若干纵横交接的剪力墙集中到房屋内部或外部形成封闭筒体,以此来承受房屋大部分或全部竖向荷载和水平荷载所组成的结构体系称为筒体结构体系。
筒体结构的空间结构有很大的抗侧力刚度和抗扭能力,同时剪力墙集中布置使建筑平面设计具有很大的灵活性,因此主要用于各种高层和超高层公共建筑。
(2)、实例工程项目概况由美国SOM设计事务所设计的金茂大厦, 是由一幢塔楼和一幢连体的低层裙房组成, 总建筑面积为29万m², 塔楼高度为420.5, 是中国第一、世界第三高楼。
建筑包括50层的办公层及位于其上部的32层宾馆层另外还有2层是餐厅及观光层。
汽车及自行车库位于地下层。
裙房包括商场、大厅及展览厅。
是集现代办公楼、豪华五星级酒店、商业会展、高档宴会、观光、娱乐、商场等综合设施于一体,深富中华民族文化内涵,溶汇西方建筑艺术的智慧型摩天大楼。
(3)工程项目结构选型与结构布置分析上部结构是钢结构和钢筋混凝上结构的混合体, 水平抵抗系统的主要部件包括钢筋混凝土核心筒该核心筒通过外伸衍架同外部的复合巨型柱连接。
在剪力墙核心筒内有电梯房、风机房。
八角形核心筒墙边的中对中尺一寸是27m, 从基础一直延伸至87层。
从基础到87层核心筒墙的厚度为850mm~450mm, 其强度从C60至C40。
在办公层, 核心筒内有四堵厚度为450mm相互连接的隔墙。
在宾馆层,核心筒内是一个中庭, 一直通往塔尖, 总高度约205.7m。
复合巨型柱的混凝上剖面从基础层的1.5×5m到87层的1×3.5m。
强度C60从至C40。
剪力墙核心筒内通过钢结构外伸析架同外部复合巨型柱连接。