高层房屋建筑结构设计研究
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基于高层建筑结构设计的研究与分析摘要:随着科学技术的不断进步以及社会的迅速发展,在当今的城市建设过程当中随之出现了越来越多的高层建筑,并且在高层建筑的设计上也出现了许许多多的新变化和新发展,由此可见,高层建筑结构设计已逐渐成为了当今高层建筑的核心内容。
所以,对高层建筑的结构设计方面的相关问题进行研究是十分有意义,也是非常重要的。
本文简要的分析了高层建筑的结构特征,并深入的探讨了高层建筑设计的相关问题,希望能够对我国高层建筑结构今后的设计工作产生积极的作用及影响。
关键词:高层建筑;结构设计;研究与分析中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a 文章编号:引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,为迅速发展高层建筑提供了必要的技术条件。
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。
关于高层房屋建筑结构设计及其要点分析摘要:由于经济的迅猛发展, 人们对房屋建筑的要求也越来越高, 而建筑高度的也日益增加,本文首先分析了高层建筑的结构特点,并对高层房屋建筑结构设计要点进行了分析,对工程实际中的高层房屋建筑结构设计施工有一定的指导作用。
关键词:高层房屋、结构设计、要点中图分类号: tu97 文献标识码: a 文章编号:1、高层建筑结构的特点1.1 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。
1.2 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。
1.3 筒体结构单个筒体可分为实腹筒、框筒和桁筒。
平面剪力墙组成空间薄壁筒体,即为实腹筒;框架通过减小肢距,形成空间密柱框筒,即框筒;筒壁若用空间桁架组成,则形成桁筒。
实际结构中除烟囱等构筑物外不可能存在单筒结构,而常常以框架—筒体结构、筒中筒结构、多筒体结构和成束筒结构形式出现。
2、建筑结构设计要点分析2.1计算参数的确定对于建筑工程来讲,由于其所处的地理位置,决定了在进行结构设计时所涉及的具体参数会存在一定的特殊性。
比如,不同地区具有不同的风压、雪压、地震强度、土壤类别等,所以,在进行参数的选取和计算时应充分考虑这些因素。
另外,对于比较特殊的建筑,还必须根据试验和以往类似工程的一些经验来确定有关参数的取值。
在进行建筑结构设计前,要尽量收集与设计相关的信息,如工程资料、具体规范等,资料收集的越多,参数的确定也就越准确,同时,还可以避免因为参数不合理而导致返工情况的发生。
高层建筑结构设计要点研究论文六篇关于《高层建筑结构设计要点研究论文六篇》,是我们特意为大家整理的,希望对大家有所帮助。
第一篇摘要:随着我国人口急剧上升,土地资源稀缺问题愈加明显,为了提升土地利用率,开发商开始将目光投向高层建筑。
近年来,复杂高层与超高层建筑得到广泛应用,它即满足了城市发展的需要,也实现了有限土地资源的有效利用。
因此,本文主要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行探讨,用以提高高层建筑的合理性与科学性。
关键词:复杂高层;超高层;建筑结构;设计要点1引言随着复杂高层与超高层建筑的不断增加,政府对高层建筑的质量提出更高要求,尤其是建筑结构的持久性、可靠性已经成为社会关注的焦点。
因此,在进行复杂高层与超高层建筑结构设计时,要结合建筑物的形态特征、功能需要等进行,为提高复杂高层与超高层建筑的安全性能做铺垫。
2复杂高层与超高层建筑结构设计的主要控制因素2.1重力荷载与其他类型的建筑相比,复杂高层与超高层建筑具有特殊性,不仅建筑高度不可比拟,还需要面临重力荷载的挑战。
特别是随着建筑高度不断攀升,地面受力与重力荷载会逐渐上升,在力的作用下墙上的轴压力与竖向构件柱的压力也不断增加,从而加大超高层建筑的困难性。
其次,复杂高层与超高层建筑的水平位移也是建筑结构设计的矛盾点,主要体现在两个方面:①楼层越高风效应就越大,在风的作用下其合力作用点的位置就越高,由此自然风效应对超高层建筑产生的作用效应就更大。
②在建筑结构设计中,建筑的结构自重是企业必须考虑的问题,因为它关乎建筑物的稳定性。
而结构自重与重心位置相关,随着建筑楼层不断升高其重心位置随之升高,从而结构自重不断加大,成为强力作用下的薄弱环节,比如地震等。
2.2风振加速度风力大小与建设楼层的高低相关,通常楼层越高其风力效果越强,因此在超高层建筑中的风力作用特别显著。
但是,人们对风作用的舒适度有一定的感知,若风振作用过强则会令人产生不适感,从而降低居住品质。
浅谈高层建筑的结构设计的研究摘要:随着国民经济的快速发展,人民生活水平的不断提高,功能齐全的高层建筑越来越多。
高层建筑的结构的稳定、美观越来越受到人们的关注,同时也给了建筑结构设计师更高的要求。
高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大,而建筑结构设计方面的变化也越来越多,很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。
文章通过阐述述高层建筑结构设计的四个特点即水平荷载成为决定因素、轴向变形不容忽视、侧移成为控制指标、结构延性是重要设计指标。
以及结构设计的结构选型、地基与基础设计、结构计算与分析等不同方面来介绍高层建筑的结构设计。
关键词高层建筑就;结构设计;结构选型abstract: with the rapid development of national economy, of people living standard rise ceaselessly, complete functions of more and more high-rise buildings. the high-rise building structure stability, appearance has attracted more and more attention, but also to the building structure designer higher requirements. high rise building at present in our city construction proportion is larger and larger, and the structural design changes are more and more, a lot of new structure design to the rapid pace of present in our city construction in. this paper describes the structure designof high-rise building ‘s four characteristics namely horizontal load become the determinant, the axial deformation can not be ignored, lateral displacement becomes the control index, the ductility of the structure is the important design index. and the structure design of the structure selection, foundation design, calculation and analysis of different aspects to introduce the high-rise building structure design. key words: high-rise building; structure design; structure type中图分类号:tu208.3]文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)前言随着高层建筑在我国的迅速发展,建筑高度的不断增加,建筑类型与功能的愈来愈复杂,结构体系的更加多样化,同时高层建筑由于高度、规模、投资与复杂性等逐步增大,结构设计所面临的对象及其所处环境、需考虑解决的问题及所用的知识日趋复杂,高层建筑结构设计的难度与重要性也在不断增大、建筑耗费的人力、财力、物力也同等增加。
高层建筑结构研究论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。
高层建筑不仅是城市现代化的象征,更是解决城市人口密集、土地资源紧张等问题的有效途径。
然而,高层建筑的结构设计和安全性面临着诸多挑战,因此对高层建筑结构的研究具有重要的现实意义。
一、高层建筑结构的特点高层建筑与低层建筑在结构上有明显的区别。
首先,高层建筑的高度较大,导致其竖向荷载显著增加。
这就要求结构体系具备足够的强度和刚度来承受这些荷载。
其次,风荷载和地震作用对高层建筑的影响更为突出。
在强风或地震作用下,高层建筑容易产生较大的水平位移和振动,从而影响结构的安全性和使用功能。
此外,高层建筑的结构自重较大,对基础的要求也更高,需要确保基础能够提供足够的承载力和稳定性。
二、高层建筑结构体系常见的高层建筑结构体系主要包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构由梁和柱组成,具有布置灵活、空间大等优点,但抗侧刚度较小,适用于层数较少的高层建筑。
剪力墙结构则通过钢筋混凝土墙体来抵抗水平荷载,其抗侧刚度大,但空间布置不够灵活。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,既能提供较大的空间,又具有较好的抗侧性能,是目前应用较为广泛的结构体系之一。
筒体结构包括框筒、筒中筒和束筒等形式,具有良好的整体性和抗侧能力,适用于超高层建筑。
三、高层建筑结构的分析方法在对高层建筑结构进行设计和分析时,需要采用合适的方法。
目前常用的分析方法包括静力分析、动力分析和非线性分析等。
静力分析是基于结构在恒载、活载和风载等静力作用下的响应进行计算,是结构设计的基础。
动力分析则考虑了结构在地震作用等动力荷载下的振动特性,包括振型分解反应谱法和时程分析法。
振型分解反应谱法是一种简化的动力分析方法,通过计算结构的振型和振型参与系数,并结合反应谱来确定结构的地震响应。
时程分析法则直接输入地震波,对结构在整个地震过程中的响应进行模拟,能更准确地反映结构的动力特性,但计算量较大。
高层建筑设计调研报告随着城市化进程的加速,高层建筑如雨后春笋般在城市中崛起。
它们不仅改变了城市的天际线,也对城市的生态、社会和经济产生了深远的影响。
为了深入了解高层建筑设计的现状和发展趋势,我们进行了一次全面的调研。
一、调研目的本次调研旨在深入了解高层建筑设计的理念、技术、功能布局以及对城市环境的影响,为未来的高层建筑设计提供有益的参考和借鉴。
二、调研方法1、文献研究收集和分析了大量国内外关于高层建筑设计的学术文献、专业书籍和行业报告,以获取理论基础和最新研究成果。
2、案例分析选取了国内外具有代表性的高层建筑案例,包括知名建筑师的作品和获得重要奖项的项目,对其进行详细的分析和比较。
3、实地考察对本地的高层建筑进行了实地考察,观察其外观、内部空间、交通流线等方面的实际情况,并与相关管理人员和使用者进行交流,获取第一手的反馈和意见。
4、专家访谈与资深的建筑师、结构工程师、城市规划师等专业人士进行了访谈,了解他们在高层建筑设计中的经验、挑战和未来展望。
三、高层建筑设计的发展历程高层建筑的发展可以追溯到 19 世纪末,随着工业革命的推进和钢结构技术的成熟,高层建筑开始逐渐兴起。
早期的高层建筑主要以功能性为主,注重解决空间利用和交通问题。
20 世纪中叶以后,高层建筑的设计理念逐渐从单纯的功能性向综合性和人性化转变,更加注重建筑与环境的融合、使用者的舒适度以及文化内涵的表达。
四、高层建筑的设计理念1、可持续发展在全球气候变化的背景下,可持续发展已成为高层建筑设计的重要理念。
通过采用节能技术、绿色材料和可再生能源,减少建筑的能耗和对环境的影响。
例如,利用太阳能板提供电力、雨水收集系统用于灌溉和冲厕等。
2、人性化设计关注使用者的需求和体验,创造舒适、健康的室内环境。
合理规划空间布局,提供充足的自然采光和通风,减少噪音和空气污染。
同时,设置多样化的公共空间,如空中花园、休闲露台等,促进人与人之间的交流和互动。
3、文化融合高层建筑作为城市的标志性建筑,应体现当地的文化特色和历史传承。
高层住宅结构设计随着城市化进程的加速,高层住宅在城市中如雨后春笋般涌现。
高层住宅的结构设计不仅关系到建筑物的安全性和稳定性,还影响着居住的舒适性和经济性。
本文将对高层住宅结构设计的相关内容进行探讨。
一、高层住宅结构设计的特点高层住宅由于其高度较高,竖向荷载和水平荷载都较大。
竖向荷载包括自重、活荷载等,水平荷载主要有风荷载和地震作用。
在设计时,需要充分考虑这些荷载的影响,确保结构具有足够的承载能力和抗侧移能力。
此外,高层住宅的结构体系较为复杂,常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等。
不同的结构体系在受力性能、建筑布局适应性、工程造价等方面各有优劣,需要根据具体项目的要求进行合理选择。
二、高层住宅结构设计的基本要求1、安全性安全性是高层住宅结构设计的首要原则。
结构应能够承受在正常使用期间可能出现的各种荷载,并在遇到极端情况(如强烈地震、大风等)时保持稳定,不发生倒塌或严重破坏,以保障居民的生命财产安全。
2、适用性高层住宅应满足居民在使用过程中的各种需求,如空间布局合理、采光通风良好、隔音隔热效果好等。
同时,结构的变形应控制在规范允许的范围内,避免出现过大的裂缝和不均匀沉降,影响建筑物的正常使用。
3、耐久性结构应具有足够的耐久性,能够在设计使用年限内保持其性能。
这需要合理选择结构材料,采取有效的防护措施,防止钢筋锈蚀、混凝土碳化等问题的发生。
三、高层住宅结构体系的选择1、框架结构框架结构由梁和柱组成框架共同抵抗水平和竖向荷载。
其优点是建筑平面布置灵活,可提供较大的室内空间;缺点是侧向刚度较小,在水平荷载作用下侧移较大,适用于层数较少的高层住宅。
2、剪力墙结构剪力墙结构通过钢筋混凝土墙体承受水平和竖向荷载。
其优点是侧向刚度大,侧移小,抗震性能好;缺点是建筑平面布置受到一定限制。
适用于对侧向刚度要求较高的高层住宅。
3、框架剪力墙结构框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,通过框架和剪力墙共同抵抗水平和竖向荷载。
高层建筑结构设计论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。
高层建筑不仅是城市现代化的象征,更是解决城市人口密集、土地资源紧张的有效手段。
然而,高层建筑的结构设计面临着诸多挑战,需要综合考虑多种因素,以确保其安全性、稳定性和经济性。
一、高层建筑结构设计的特点高层建筑与低层建筑在结构设计上存在显著差异。
首先,高层建筑所承受的风荷载和地震作用明显增大。
随着高度的增加,风的影响愈发显著,风振效应可能导致结构的疲劳和破坏。
地震作用也会随着高度的增加而放大,对结构的抗震性能提出了更高的要求。
其次,高层建筑的竖向荷载较大。
由于层数众多,建筑物自重以及活荷载的累积效应不容忽视,这对结构的竖向承载能力和基础设计带来了考验。
再者,高层建筑的结构体系更为复杂。
常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
不同的结构体系在力学性能、适用高度、经济性等方面各有优劣,需要根据具体情况进行选择和优化。
二、高层建筑结构设计的主要考虑因素(一)安全性安全性是高层建筑结构设计的首要原则。
这包括结构在正常使用条件下的承载能力、稳定性,以及在极端情况下(如强烈地震、大风)的抗倒塌能力。
在设计过程中,需要依据相关的规范和标准,进行详细的力学分析和计算,确保结构能够承受各种可能的荷载组合。
(二)稳定性高层建筑的高宽比通常较大,容易产生失稳现象。
因此,在结构设计中需要通过合理的布置构件、增加抗侧力构件的刚度等措施,提高结构的整体稳定性。
(三)经济性在满足安全性和稳定性的前提下,应尽量降低工程造价。
这需要在结构选型、材料选用、构件尺寸优化等方面进行综合考虑,以达到经济合理的设计目标。
(四)使用功能高层建筑往往具有多种功能,如办公、居住、商业等。
结构设计应满足不同功能区域的使用要求,如大开间的办公区域需要采用较为灵活的结构体系,而住宅区域则更注重房间的规整和隔音效果。
(五)施工可行性设计方案应便于施工,考虑施工过程中的技术难度、施工周期和成本等因素。
高层建筑结构设计研究【摘要】本文主要分析了高层建筑结构设计的所具有一些特点,介绍了高层建筑结构设计的一些基本原则,并总结了现阶段高层建筑结构设计中所需要注意的一些要点,最后介绍了高层建筑结构型式选择的一些方法。
【关键词】高层建筑;结构设计;设计方法引言实现高层建筑内部结构的功能,需要发挥结构设计工程师的作用,充分利用结构的性能并协调好投资成本,从而合理地设计出满足高层建筑结构功能要求的构造。
要做好高层建筑结构设计,需要很好地运用概念设计理念。
由于高层建筑结构不同体系具有不同的力学特性,在进行结构设计时,需结合不同的设计计算方法和构造处理措施,不断吸取工程实践经验才能取得良好的结构设计方案。
1、高层建筑结构设计特点高层建筑的结构设计的重要性与多层、低层建筑结构的结构设计更为显著,其结构的体系的不同对于高层建筑的功能的实现具有直接的影响,也直接关系到高层建筑的施工工艺的选择、施工技术的难度以及工程质量的保证难度以及工程造价的高低等。
还具有下述特点:(1)水平荷载成为决定因素。
一个原因是由于高层建筑的自重以及楼面的荷载在竖向构件的传递中引起的轴力与弯矩与建筑物的高度成正比例关系,而建筑物结构内部的水平荷载所引起的倾覆力矩以及由此引起的数学构件的轴力,则与建筑物的高度的平方成正比例关系;另一方面,对于高层建筑而言,建筑立面所受到的水平荷载如风荷载、地震荷载对于结构的动力特性具有较为特殊的要求。
(2)轴向变形不容忽视。
城市高层建筑结构设计过程中,需要考虑其较大的竖向荷载值,其在结构的框架柱中容易产生较大的轴向变形,并由此导致连续梁出现较大弯矩,并使得结构的连续梁的中间支座存在的负弯矩降低,梁两端部以及跨中部位的正弯矩出现增大的趋势;此外还会对建筑结构中的一些预制构件的下料长度造成干扰,通常在进行结构设计过程中,需要结合轴向变形的计算结果来对下料长度进行更改;竖向荷载对结构的构件引起的一些剪力与偏移的变化,结合构件的竖向变形的允许值,容易造成一些结构不稳定可靠的结果。
高层建筑的结构设计与研究【摘要】随着高层建筑的自身发展,人们对高层建筑中建筑设计的要求也越来越高。
本文首先对高层建筑中的总体设计进行概述,对高层建筑分类设计进行分析,同时从建筑防火、电气以及防雷击等三个方面的内容,浅谈高层建筑中安全保护设计。
【关键词】建筑设计;高层设计;分类设计;安全问题随着高层建筑的迅速发展,结构理论和建筑技术也不断得到提高,高层建筑结构形式也开始趋于多样化发展,其表现形式也是多种多样,但是也随之出现了很多在高层建筑设计方面的问题。
在作为城市风景线的同时,高层建筑还面临着如何搞好高层建筑设计的问题,如何多方面实现高层建筑设计的完善是目前高层建筑设计所追求的主要理念。
1.高层建筑整体设计1.1主体设计高层建筑设计中的一个全新的要求就是要实现建筑本身的生态节能。
首先对于高层建筑主体的下部分裙房而言,虽然其裙房的建设对整个城市影响较小,但是对街道的尺度以及人性化空间的创造等方面的影响都很大。
高层建筑的下部门裙房在立面设计上一般跟高层建筑的上部立面不同,在建筑设计当中需要比较细致的设计,要将下部裙房设计的比较多样化,以免显得过于苍白。
同时裙房还要进行一定的人性化处理,原因在于群众的视觉一般接触到的都是高层建筑的裙房部分,同时裙房对人们所产生的街道空间感的影响以较大。
而对于高层建筑的中的楼顶对整个高层建筑的设计形象又起到了个性化体现的作用,虽然对生态环境的意想不到,但是它们体现的是高层建筑的标志性和独特性,因此在楼顶的设计上也不是不容忽视的。
1.2处理手法上的巧妙运用在实际的建筑设计过程中,高层建筑设计中的塔楼部分虽然在设计上没有很大的变化余地,但是在高层建筑的底层部分可以通过一些巧妙的处理来实现对空间形式上的丰富,在实际的建筑设计中一般都是采用底层架空和入口缩进的处理方法。
2.高层建筑中的分类建筑设计2.1底层入口首先高层住宅的底层入口处一定要避免设在当地冬季主导风的迎风面,而在我国的南方地区,由于比较炎热,因此底层入口可以全部或者是局部架空,避免对夏季通风的妨碍。
高层建筑结构设计难点分析
高层建筑是如今城市中常见的建筑形式,其不仅可以提供更多的空间,同时也是城市
发展的标志。
由于高层建筑的结构设计需要考虑的因素较多,所以其设计难度也相对较大。
本文将从地基承载、风荷载、地震作用等方面分析高层建筑结构设计的难点。
一、地基承载
地基承载是高层建筑结构设计中的一大难点。
在选择地基承载方式时,需要考虑建筑
物的自重、荷载、地基土壤的承载力等因素。
地基土壤的承载力对地基承载能力起着至关
重要的作用。
不同地基土壤的承载力不同,所以需要根据实际情况进行地基土壤勘察,以
确定地基承载方式和地基基础结构。
高层建筑地基承载还需要考虑地铁、地下管线等因素
的影响,这些都会对地基承载产生一定的影响,需要结构设计师进行合理的考虑和设计。
二、风荷载
风荷载是高层建筑结构设计中的另一大难点。
由于高层建筑受到风力的作用,所以需
要考虑风荷载对建筑物的影响。
通常情况下,高层建筑结构设计中会对建筑物采取一些措
施来减小风荷载的影响,比如采用空气动力学设计、采用减震措施等。
高层建筑结构设计
中还会考虑到建筑的稳定性和抗风性能,这些也是结构设计中需要进行综合考虑的因素。
所以,在高层建筑结构设计中,风荷载是需要进行综合分析和设计的一大难点。
地基承载、风荷载、地震作用等因素都是高层建筑结构设计中的难点。
尽管如此,随
着科技的发展和建筑技术的不断进步,相信这些难点在未来会得到更好的解决。
相信在不
久的将来,高层建筑的结构设计将更加完善,也将为城市的发展和规划带来更多的可能。
高层建筑结构设计的研究与探索近年来,随着城市的发展和人口数量的增长,高层建筑在城市景观中扮演着越来越重要的角色。
高层建筑的设计不仅要满足建筑的功能需求,还要考虑到建筑的安全性和可持续性。
因此,高层建筑结构设计的研究与探索变得至关重要。
首先,高层建筑结构设计的研究需要考虑到建筑的抗风性。
由于高层建筑的高度较大,容易受到强风的影响。
因此,设计师们需要研究不同风载下的建筑结构承载能力,并采用合适的防风措施,如增加建筑的抗风柱、加固结构连接等手段,以确保高层建筑的稳定性和安全性。
其次,高层建筑结构设计的研究还需要关注地震安全性。
地震是一种常见的自然灾害,对高层建筑的安全性构成威胁。
设计师们需要研究地震力对建筑结构的影响,并采取合适的减震措施,如设置减振器、采用柔性结构等,以提高高层建筑的地震安全性。
另外,高层建筑结构设计的研究还要考虑到建筑的自重和承载能力。
高层建筑的自重往往较大,并且建筑内部需要承载大量的设备和人流。
因此,设计师们需要研究高层建筑材料的力学性能,并采用适当的结构形式,如钢结构、框架结构等,以确保建筑的自重和承载能力。
此外,高层建筑结构设计的研究还需要考虑到建筑的可持续性。
随着环保和可持续发展的要求日益增加,设计师们需要研究使用可再生材料和节能技术的可能性。
例如,可以采用太阳能发电系统、雨水收集系统等,以减少建筑对能源资源的依赖,实现可持续发展。
在高层建筑结构设计的研究与探索中,现代技术的应用也起到了重要的作用。
例如,计算机模拟技术可以对建筑结构进行精确的分析与设计,快速优化结构方案。
3D打印技术可以制造出复杂形状和高精度的建筑构件,提高建筑的施工效率和质量。
此外,大数据和人工智能技术可以收集和分析大量的结构监测数据,提前发现并修复潜在的结构问题,提高高层建筑的安全性和可靠性。
总之,高层建筑结构设计的研究与探索是一个综合性的课题,需要考虑到建筑的抗风性、地震安全性、自重和承载能力、可持续性等多个方面。
高层建筑结构设计研究摘要:本文围绕着高层建筑结构,对高层建筑结构设计的主要特点进行深入的分析研究,得出一些具有使用价值的结论,对高层建筑的优化设计具有很大的实用意义。
关键词:高层建筑;结构体系;剪力墙我国改革开放之后,由于综合国力的不断提高,房地产业迅猛发展,建筑业已成为社会支柱产业之一。
由于经济的发展,加之土地资源宝贵,所以高层建筑更是如雨后春笋般迅速发展,数量剧增。
而目前的工程设计领域中,设计人员忙于应付大量的具体工作,往往不够重视结构经济性问题,导致同一工程不同人设计,其工程造价可能差别很大,造成不必要的浪费。
这对于经济实力并不发达、尚处于第三世界发展中国家的中国来说是一个亟待解决的问题。
1 高层建筑结构的主要特点(1)水平荷载对结构的影响大,侧移成为结构设计的主要控制目标之一。
其根本原因就是高层建筑结构侧移和内力随高度的增加而急剧增加。
例如,一竖向悬臂杆件在竖向荷载下产生的轴力仅与高度成正比,但在水平荷载下的弯矩和侧移却分别与高度呈二次方和四次方的曲线关系。
所以,在高层建筑结构中,除了像多层或低层房屋一样进行强度计算外,还必须控制其侧移的大小,以保证高层建筑结构具有足够的刚度,避免因侧移过大而造成的结构开裂、破坏、倾覆以及一些次要构件和装饰的损坏。
(2)多种变形影响大。
高层建筑结构由于层数多、高度高、轴力很大,沿高度引起的轴向变形很显著,中部构件与边部、角部构件的变形差别大,对结构的内力分配影响大,因而对构件中的轴向变形影响必须加以考虑;另外,在剪力墙结构体系中还应考虑整片墙或墙肢的剪切变形,在筒体结构中还应考虑剪变滞后的影响等。
(3)扭转效应大。
当结构的质量分布、刚度分布不均匀时,高层建筑结构在水平荷载作用下容易产生较大的扭转作用,扭转作用会使抗侧力构件的侧移发生变化,从而影响各个抗侧力结构构件(柱、剪力墙或筒体)所受到的剪力,进而影响各个抗侧力构件及其他构件的内力与变形。
既使在结构的质量和刚度分布均匀的高层建筑结构中,其在水平荷载作用下也仍然存在扭转效应。
高层建筑结构设计的研究分析【摘要】高层建筑是城市发展的需要,其层数也逐渐增加。
高层建筑相比其他类型建筑而言,其结构也更加的多样化和复杂化。
在今后的设计当中要考虑多方面的因素,保证工程质量和经济效益。
【关键词】高层建筑;结构设计;结构布置;发展趋势一高层建筑结构设计的几点原则1计算简图要适当:适当的计算简图是结构安全的重要条件,需要有相应的构造措施来保证,计算简图的误差要在设计的规定范围之间。
如果是不当的计算简图则会导致结构安全方面的问题产生。
所以工程前期设计的这一点要非常注意。
2基础方案要合适:基础设计是综合分析的结果,要有工程地质环境的参考条件、待建建筑物结构类型、周边建筑物环境分析、载荷的分布状况、合理的经济效益等资料的分析。
在详细的地质勘察资料的基础上,通过进行地基变形的验算,尽可能地利用好地基。
3结构方案要合理:结构方案要有可实行的结构形式、结构体系及经济效益。
在结构体系上,同种结构单元最好选择同种结构体系,其受力要明确,传力要简单。
通过工程设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、电、水、暖等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时应进行多方案比较,择优选用。
4正确分析计算结果:在结构设计中普遍采用计算机技术,但是由于目前软件种类繁多,不同软件往往会导致不同的计算结果。
因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。
5采取相应的构造措施:结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯”,注意构件的延性性能;加强薄弱部位;注意钢筋的锚固要求;考虑温度应力的影响力。
二高层建筑结构的布置1 结构平面布置平面形状简单、规则、对称尽量使质心和刚心重合。
偏心大的结构扭转效应大,会加大端部构件的位移,导致应力集中。
平面突出部分不宜过长。
扭转是否过大,可用概念设计方法近似计算刚心、质心及偏心距后进行判断,还可以比较结构最远边缘处的最大层间变形和质心处的层间变形,其比值超过1.1,可以认为扭转太大而结构不规则。
高层房屋建筑结构设计研究
【摘要】社会经济的发展,土地资源的紧缺,使得高层建筑正在成为我国建筑行业的主流。
与一些底层建筑相比,高层房屋建筑的结构有其独特性,结构在整个工程建筑施工中占据着重要的位置。
本文的主要内容,就是结合笔者自身的工作经验,对高层房屋建筑的结构设计进行分析,提出意见和建议。
【关键词】高层建筑;房屋;结构设计
一、高层房屋建筑结构常见问题
社会经济的高速发展,推动了社会刚性需求的增加,在土地资源日趋有限的情况下,房屋建筑的高层化发展趋势不可避免。
在当前的建筑行业中,每一项工程从决策到施工,都在尽可能的追求效益目标最大化,周期短任务重是大部分建筑工程都面临的问题。
对于建筑结构而言,比较常见的做法就是根据已经确定的平面设计与纵向布置来进行结构的调整、位移等工作。
这种做法虽然具有一定的科学价值,但是从最终的施工结果看,往往会遗留一些遗憾和不合理的地方。
当前高层房屋建筑结构设计中存在的问题,主要表现在以下几个方面:
第一,基础设计不合理。
基础设计,包括地基与一些基础建设设施。
在当前的现实操作中,由于结构设计的周期较短,设计人员在基础设计上往往难以经过权衡利弊以后做出最优化的设计,没有通过对方案的多重比较、测算来实现经济效益与安全水平的最大化。
在实际的操作中,要实现基础设计的合理化,必须要求工作人
员有实地勘察的经验,在对各项资料、数据进行综合分析的基础上做出。
第二,地下室的设计。
地下室是整个高层建筑结构设计中的一个重要部分,当前暴露出来的问题主要有:首先,抗浮设计不准确。
在对地下室进行抗浮设计时,对于水位的高度设计往往不够准确。
这项数据的不准确,会对整个建筑的结构设计带来安全隐患。
因为在结构设计中,以地面向下多少米进行计算。
在实际操作中,由于场地的高差较大,无法准确的确定水位。
其次,地下室裂缝控制,因计算机计算,经常会统一按0.2mm控制,这样会造成钢筋量偏高,应当迎水面按0.2mm,其它按0.3mm 控制。
再次,地下室外墙配筋计算中有的工程,凡围墙扶壁柱的不区别扶壁柱尺寸大小,一律按双向板计算配筋,而扶壁柱按地下室结构整体电算分析配筋,又没按双向板传递荷载验算扶壁柱配筋。
按外墙与扶壁柱变形协调原理,外墙竖向受力钢筋、扶壁柱配筋不足,外墙水平钢筋有富余。
第三,高度与高宽超出限值。
对于高层房屋的建筑,国家对高度与高宽对数据给出了一定的限制要求,这个限值往往是根据建筑的安全性能来考虑。
例如在相关的抗震规范中,对楼房的高度以及高宽比例就做出了要求,虽然说一些规范并不是强制性的要求,但是即使从建筑自身的安全与造价来看,不同的比例也会对最终的造价产生重要的影响。
因为高宽比例不仅仅影响的是建筑的外形,而且会对建筑内部的墙、梁、柱的构造产生重要的影响。
在当前的现
实操作中,普遍暴露出来的问题就是设计人员对于高度、高宽比例会超出现有的规范要求,对于整体高度与结构类型、抗震强度等问题欠缺严谨的考虑。
第四,伸缩缝的设计。
在建筑设计中,温度变化是必须考虑的一项重要因素。
在实际的设计与施工中,合理的考虑温度因素,减少由于温度的变化对整个结构设计的影响,通常会设计一定的伸缩缝。
但是在当前,一些设计人员为了简便程序,选择用后浇带的方式来代替伸缩缝。
这种设计虽然具有一定的可操作性,但是后浇带根本解决的只是混凝土的干缩问题,也就是解决的是材质本身的问题,即使后浇带封闭了混凝土材料,但是结构整体依旧会受到温度的影响发生变化,对于温度变化所带来的影响依旧没有解决。
第五,板承荷载能力的设计。
高层房屋建筑,常常在楼板上布置一些非承重隔墙,在楼板设计中设计人员会错把该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后,进行板的配筋计算。
但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以板的总面积。
同时,板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌砌顶紧上部分的楼、屋面板,这样会给上部的板增加了一个中间支承,使其变为连续板,支承上部出现了负弯矩,而在板的设计中又没考虑该部分的影响,致使板顶出现裂缝其是大跨度板。
二、高层房屋建筑结构设计对策
高层房屋的建筑结构设计,在具体的操作过程中,笔者认为应该包括两个方面的内容。
既包括工程整体的总结构设计也包括在工
程内部的每一个分结构的设计。
具体来说有基础结构、屋盖结构、围护结构以及一些细节结构。
结构的设计,不仅仅包括选型、受力、布置等内容,而且应当在满足基本规范要求的基础上,对工程结构进行优化,提升整体的经济效益。
下面笔者结合自身的工作经验,对高层房屋建筑的结构设计提出相应的建议。
第一,重视概念设计。
概念设计,是指在具体的设计过程中,将一些明确的理念融入贯彻到具体的设计过程中,特别是通过对各种灾难性破坏事件的预估,例如地震、洪水等提升房屋建筑整体的抗破坏能力。
例如在汶川地震发生以后,房屋的抗震设计开始被重视,抗震能力的提升要求从具体的构件与构造上着手,例如刚度的均匀性、是否对称等都是有效提升抗震能力的重要措施。
除此以外,延性设计的概念,能够有效的控制地震发生以后对结构的各种脆性破坏。
这些设计概念只有贯穿在整个结果设计过程中,才能真正的发挥作用。
第二,水平力的考虑。
在低层和多层房屋建筑结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。
而在高层房屋建筑设计中,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作用,其数值
是随着结构动力性的不同而有较大的变化,所以对风荷载比较敏感的高层建筑,风荷载须按100年风压计算。
第三,剪力墙结构体系设计。
高层房屋建筑的另一个重要结构设计就是剪力墙,剪力墙的功能在用提升整体建筑的强度与刚度水平,同时它也是围护与房间布局分割的构件。
剪力墙结构中,由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载,剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置,它刚度大,空间整体性好,用钢量也较少。
重视剪力墙的结构设计,是高层建筑质量保证的一个重要因素。
第四,简体结构设计。
高层建筑,随着其层数的增加与高度的增长,各种抗震设计的难度系数也随之增加。
仅仅通过平面状态的各种剪力墙与框架结构已经不能满足建筑的安全性要求。
在这种情况下,利用剪力墙来作为空间简体,作为竖向的悬臂箱行梁,形成一个或者是多个的以整体空间受力的框筒,这就是我们所说的简体结构。
第五,建筑自身的减重。
建筑自重也是影响建筑层数与高度的一个重要因素,从经济效益与安全质量的角度来考虑,减轻建筑自身的自重都是非常重要的一项举措。
从地基承载能力的角度来看,减轻自重意味着在桩基承载能力一定的情况下,能够有效的降低成本或者能够增加建筑层数,这对于提升建筑的整体经济利益是非常有利的。
所以在结构设计中,要在满足设计需求的基础上尽可能的减轻建筑的自重,减少桩基的负荷压力。
参考文献
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