浅析中高层住宅建筑的结构选型
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建筑结构选型高层建筑结构选型在城市的天际线上,高层建筑如同一座座巍峨的山峰,展现着人类的智慧和创造力。
而在这些宏伟建筑的背后,建筑结构选型是至关重要的一环。
它不仅关系到建筑的安全性、稳定性和耐久性,还直接影响着建筑的使用功能、经济成本和美学效果。
高层建筑结构选型需要综合考虑多种因素。
首先,建筑的高度和用途是两个关键因素。
不同的高度范围和使用功能对结构体系的要求截然不同。
例如,住宅建筑和商业办公建筑在空间布局、荷载分布和使用需求上就存在明显差异。
从结构体系的角度来看,常见的高层建筑结构类型包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构具有布置灵活、空间利用率高的优点,但在抵抗水平荷载方面相对较弱,因此适用于较低的高层建筑。
剪力墙结构则以其强大的抗侧力能力著称,常用于高层住宅建筑,能够有效地抵御地震和风荷载的作用。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,既能提供较大的灵活空间,又能保证良好的抗侧性能,是许多综合性高层建筑的常见选择。
筒体结构是一种高效的抗侧力结构体系,包括框筒、筒中筒和束筒等形式。
筒体结构能够将水平荷载有效地传递到基础,适用于超高层建筑。
此外,还有一些新型的结构体系,如巨型结构、悬挂结构等,它们在特定的条件下能够展现出独特的优势。
在进行结构选型时,地质条件也是一个不容忽视的因素。
不同的地质情况对基础的设计和选型有着重要影响。
如果地质条件较差,如存在软弱土层或不均匀沉降,就需要选择更加稳固和适应性强的基础形式,如桩基础、筏板基础等。
建筑所在地区的气候条件也会对结构选型产生影响。
风荷载是高层建筑设计中需要重点考虑的水平荷载之一。
在风荷载较大的地区,结构的抗风性能就显得尤为重要。
此时,需要通过合理的结构布置和优化设计,减小风荷载对建筑的影响。
经济因素在高层建筑结构选型中也起着决定性的作用。
不同的结构体系在材料用量、施工难度和工期等方面都有所不同,从而导致成本上的差异。
浅析中高层住宅建筑的结构选型在当今的城市建设中,中高层住宅建筑如雨后春笋般涌现。
这些建筑不仅要满足人们对于居住空间的需求,还要具备良好的安全性、稳定性和经济性。
而结构选型作为建筑设计的重要环节,直接关系到建筑的质量、成本和使用功能。
中高层住宅建筑的结构选型需要考虑众多因素。
首先是建筑的高度和层数。
一般来说,层数在 7 至 18 层之间的为中高层住宅。
随着层数的增加,建筑所承受的竖向荷载和水平荷载也会相应增大,这就对结构的强度和刚度提出了更高的要求。
其次,场地条件也是一个关键因素。
不同的地质条件,如软弱地基、岩石地基等,会影响结构的基础形式和整体稳定性。
如果场地位于地震区,还需要考虑抗震设防烈度,选择具有良好抗震性能的结构体系。
再者,建筑的使用功能也会对结构选型产生影响。
例如,住宅内部的布局是否灵活,是否需要大空间来满足特定的居住需求。
如果要求房间布置灵活,框架结构可能是一个较好的选择;如果需要较高的室内净空,剪力墙结构则更具优势。
在常见的中高层住宅建筑结构体系中,框架结构是一种应用较为广泛的形式。
框架结构由梁和柱组成框架共同抵抗水平荷载和竖向荷载。
其优点是建筑平面布置灵活,可提供较大的室内空间,便于用户进行个性化的装修和布局。
然而,框架结构的侧向刚度相对较小,在地震作用下容易产生较大的位移,因此对于高度较高的中高层住宅,可能需要增加剪力墙或支撑来提高结构的抗侧力性能。
剪力墙结构在中高层住宅中也较为常见。
剪力墙是一种能够承受水平和竖向荷载的钢筋混凝土墙体。
它具有较大的侧向刚度,能够有效地抵抗水平地震作用和风力。
剪力墙结构的室内空间相对较为规整,但灵活性不如框架结构。
在设计时,需要合理布置剪力墙的位置和数量,以保证结构的受力均匀和经济性。
框架剪力墙结构则结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
在框架剪力墙结构中,框架主要承担竖向荷载,剪力墙主要承担水平荷载。
这种结构体系既能提供灵活的建筑布局,又具有较好的抗侧力性能,适用于对建筑功能和抗震要求都较高的中高层住宅。
高层住宅结构体系的选择随着城市化进程的加速,高层住宅在城市中越来越常见。
高层住宅的结构体系选择是一个至关重要的决策,它不仅关系到建筑物的安全性、稳定性和耐久性,还对建筑的造价、施工难度和使用功能产生深远影响。
高层住宅的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。
每种结构体系都有其独特的特点和适用范围,在选择时需要综合考虑多种因素。
框架结构是由梁和柱组成的框架来承受竖向和水平荷载。
这种结构体系的优点是建筑平面布置灵活,可以根据需要自由分隔空间,便于后期的改造和装修。
但其缺点也较为明显,由于框架节点应力集中显著,框架结构的侧向刚度较小,在水平荷载作用下,位移较大,抗震性能相对较弱。
因此,框架结构一般适用于层数较少、高度较低的高层住宅。
剪力墙结构则是利用建筑物的墙体来抵抗水平荷载和竖向荷载。
剪力墙的侧向刚度大,在水平荷载作用下,位移较小,抗震性能良好。
但其建筑平面布置不够灵活,空间受限,不利于后期的改造。
剪力墙结构常用于小开间的住宅建筑,能较好地满足居住的空间需求。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
它既有框架结构平面布置灵活的特点,又有剪力墙结构侧向刚度大、抗震性能好的优势。
在框架剪力墙结构中,框架主要承受竖向荷载,剪力墙主要承受水平荷载。
这种结构体系适用于层数较多、高度较高的高层住宅,能够在满足建筑功能需求的同时,保证结构的安全性和稳定性。
筒体结构又分为框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。
筒体结构的抗侧力性能非常好,能够承受较大的水平荷载。
但这种结构体系的施工难度较大,造价较高,一般用于超高层住宅或对建筑造型和使用功能有特殊要求的项目。
在选择高层住宅结构体系时,需要考虑的因素众多。
首先是建筑的高度和层数。
对于较低的高层住宅,框架结构或框架剪力墙结构可能是较为经济合理的选择;而对于较高的高层住宅,剪力墙结构或筒体结构则更能保证结构的安全性和稳定性。
其次是建筑的使用功能。
高层建筑结构选型在当今城市发展的进程中,高层建筑如雨后春笋般拔地而起。
而高层建筑的结构选型,是确保建筑安全、经济、适用和美观的关键环节。
高层建筑结构选型所涉及的因素众多。
首先,建筑的用途是一个重要的考量因素。
比如,住宅建筑和商业办公建筑在空间布局和使用功能上有着明显的差异,这就对结构体系的选择产生影响。
如果是住宅,可能更注重房间的规整和舒适性;而商业办公建筑可能需要更大的无柱空间来满足灵活的布局需求。
建筑的高度也是决定结构选型的关键因素之一。
随着建筑高度的增加,风荷载和地震作用对结构的影响会显著增大。
较低的高层建筑可能采用框架结构就能满足要求,但对于超高的建筑,可能就需要更复杂的结构体系,如框架核心筒结构、筒中筒结构甚至是巨型结构。
场地条件同样不容忽视。
如果建筑所在的场地地质条件复杂,比如存在软弱土层或者地震活动频繁,那么在结构选型时就需要选择具有更好抗震性能和适应性的结构形式。
结构的抗风性能也是必须考虑的要点。
在一些风荷载较大的地区,如风道口或者沿海地区,结构的抗风设计尤为重要。
选择合适的结构形式和加强结构的抗风措施,能够确保建筑在强风作用下的稳定性和安全性。
从经济角度来看,不同的结构体系在材料用量、施工难度和工期等方面都有所不同,从而导致造价的差异。
在结构选型时,需要综合考虑建筑的全生命周期成本,而不仅仅是初始建设成本。
在常见的高层建筑结构体系中,框架结构是一种较为简单和常见的形式。
它由梁和柱组成框架,共同承受水平和竖向荷载。
框架结构具有布置灵活、空间开阔的优点,但由于其侧向刚度相对较小,适用于层数较低的高层建筑。
框架剪力墙结构则结合了框架和剪力墙的优点。
剪力墙能够提供较大的侧向刚度,有效地抵抗水平荷载,而框架部分则主要承担竖向荷载。
这种结构体系在中高层建筑中应用广泛。
核心筒结构是在建筑内部设置一个由剪力墙围成的核心筒,承担大部分的水平和竖向荷载。
核心筒结构具有良好的抗侧性能,适用于较高的建筑。
建筑结构选型案例分析高层住宅建筑是指超过一定层高的住宅建筑,一般指多层住宅建筑。
在高层住宅的结构选型中,通常考虑的因素包括但不限于以下几个方面:1.抗震性能:高层住宅建筑往往需要能够满足一定的抗震能力要求,以确保在地震发生时能够保持结构的稳定性和居住的安全性。
因此,在选型时应考虑采用抗震性能较好的结构形式,如框架结构、筒体结构等。
2.经济性:高层住宅建筑一般是大规模的,因此在选型时需要考虑材料和施工成本。
选择经济性好的结构形式和材料可以降低成本,提高经济效益。
3.建筑形态:高层住宅建筑的形态多种多样,可以是塔楼、长条形建筑或者复合结构等。
不同的建筑形态对结构选型有着不同的要求,因此在选型时需要综合考虑建筑的形态和结构的匹配性。
以一个具体的案例进行分析,假设城市的一座高层住宅建筑需要进行结构选型。
该建筑的地震烈度为6度,建筑高度为150m,总层数为30层,建筑形态为直立塔楼。
根据上述情况,可以选择不同的结构形式。
一种可能的选型方案是采用框架结构。
框架结构适用于大高度、无阻塞性的建筑,具有刚性好、抗震性能强、适应性广等特点。
该选型方案可以采用混凝土框架结构,底部加强,并配备抗震钢筋混凝土核心筒。
这样的结构形式能够满足抗震要求,并保证建筑的垂直度和刚度。
另一种可能的选型方案是采用剪力墙结构。
剪力墙结构是利用在结构中增设剪力墙来提高抗震性能的一种结构形式。
对于直立塔楼的高层住宅建筑来说,采用剪力墙结构可以有效抵抗水平力,提供较好的抗震性能。
该选型方案可以采用钢筋混凝土剪力墙结构,通过在建筑内设置剪力墙,增加结构的刚度和稳定性。
综合考虑抗震性能、经济性和建筑形态的匹配性,可以选择混凝土框架结构作为主要结构形式,配合钢筋混凝土剪力墙结构作为次要结构形式。
通过加强底部结构和设置核心筒,能够满足地震要求。
这样的结构形式能够提供稳定的结构,并具有较好的经济性。
总之,高层住宅建筑的结构选型需要综合考虑多种因素,包括抗震性能、经济性和建筑形态的匹配性。
浅析高层建筑结构选型【摘要】传统的结构设计是设计者根据设计要求,按本人的实践经验,参考类似的工程设计,确定结构方案,然后进行强度、刚度等各方面的计算,人们以过大的注意力集中于结构的力学分析、结构的设计和施工,而忽视了设计前阶段的许多更为重要的问题。
根据高层建筑结构的受力特点,对高层建筑结构在概念阶段的设计是非常重要的。
【关键词】高层建筑;结构选型;设计高层建筑是为了满足日益紧张的城市建设用地而出现的建筑结构形式,它的出现大大缓解了城市建设用地,更大程度的利用了空间,如今在城市化建设中的比例进一步扩大。
相对多层建筑而言,高层建筑结构设计所占的地位要重要得多,这是由于高层结构形式的选择将直接关系到建筑物的平面、立面、层高、设备安装、施工技术以及工程造价等多方面因素。
不当的结构形式不仅会影响使用功能和造价,严重的还会影响其抗震性能,危害建筑物安全。
1.高层建筑结构体系类型1.1框架体系框架体系是由竖向构件与水平构件通过节点连接而成,既承担竖向荷载,又承担水平荷载。
框架体系建筑平面布置灵活,可以提供较大的建筑空间,也可以构成丰富多变的立面造型。
但是其抗侧能力较弱,建筑高度不易过高。
在水平荷载作用下,其内力分布特点是底层柱轴力、剪力、弯矩最大,由下往上减小,其变形规律是虽然柱的轴力引起的侧移随高度递增,但由于框架结构的高度限制,仍以剪切型变形为主,底层之间变形最大,向上递减。
1.2 框架一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,便形成了框架一剪力墙体系。
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荷载。
框架一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,所以框架一剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。
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。
高层建筑结构选型的要点分析【摘要】近年来,建筑的高度在不断增加,功能也在不断增多,但是从结构的角度来看,我国的建筑结构选型中仍然存在一些问题亟待完善,本文就对选型的要点进行分析。
【关键词】高层建筑;结构选型;要点0.前言高层建筑结构选型综合性较强,在选择过程中会面对诸多不确定因素,在进行结构选型的时候除了要考虑造价与投资的能力外,还要考虑到结构选型对建筑功能、施工条件、技术能力、施工工期,建筑材料与能源供应等的影响,在进行高层建筑结构选型的过程中主要考虑到以下几点。
1.高层建筑结构选型的有关概述高层建筑结构体系可以分为框架结构、异形柱框架结构、剪力墙结构等,即由多种材料构件共同构成的结构,包括钢筋混凝土构件、钢构件、组合结构构件等等。
一般情况下可以将其分为:1.1一般高层建筑结构体系框架系、剪力墙体系、框架一剪力墙体系、框架一筒体体系、筒中筒体系等都属于这一体系范围内。
1.2复杂高层建筑结构体系复杂高层建筑结构体系多是指带转换层结构体系、连体结构体系、悬挑结构体系、平面不规则体系、带加强层结构体系等。
1.3新颖高层建筑的结构体系随着人们要求的不断变化,高层建筑结构体系也在不断变化,比较具有代表性的有束筒体系、巨型框架体系、脊骨体系等结构体系等等。
2.高层建筑结构选型的重要性2.1高层建筑会影响社会的发展城市进程的加快,人口的增多对城市居住、生活也提出了更高的要求,为了节约土地资源,降低拆迁费,市政工程费和复杂地形处理费用,改善城市社会的吸纳能力及综合效益迫在眉睫。
从当前的发展形势来看,要想缓解城市膨胀及城市房屋的严峻供需矛盾,改善城市环境与调节心理等复杂的社会问题,就必须要增加高层建筑的数量。
目前,我国高层建筑的规模、高度、复杂性等都呈上升趋势。
2.2高层建筑结构十分复杂随着人们的要求在不断增多,结构复杂性在不断增多,这就要求提高高层建筑的先进、优化的结构形式。
现代的高层建筑主要表现在以下几个方面:首先,需求多元化、功能综合化。
高层建筑结构设计及选型分析随着社会经济的发展,高层建筑在城市发展中占据的比例越来越高;高层建筑中,结构设计与选型是重要的构成方式,通过结构设计与选型能够将高层建筑的外形特征表现出来,同时也保证了建筑的各项功能的实现。
本文在分析高层建筑结构设计要点及相关体系的基础上,进一步对其设计分析方法进行了解析,希望以此为高层建筑结构设计的优化及完善提供一些具有价值的参考建议。
标签:高层建筑;结构设计;选型分析1、引言高层建筑具有更高的社会经济效益,高层建筑也是生产力和消费水平不断提升的必然趋势。
随着我国城市化进程不断推进,城市人口持续增加,土地资源日益紧缺,急需发展高层建筑来解决这些问题。
高层建筑有利于缓解我国城市土地资源紧缺问题,减少市政建设投资、缩短建筑工期,而且高层建筑的功能更加丰富,符合人们对建筑功能的需求。
但是高层建筑质量及其功能发挥依赖于建筑结构设计,只有合理设计高层建筑结构造型才能充分其发挥起功能。
文章对高层建筑结构设计及选型进行分析。
2、高层建筑结构类型高层建筑结构主要分为三种类型:①剪力墙结构。
剪力墙结构是指建筑内外墙采用剪力墙设计方式,利用剪力墙承担建筑负荷。
②筒体结构。
筒体结构分为框架一核心筒和筒中筒两种类型,前者的受力特点为框架、筒体分别承受竖向和水平荷载,变性特点与框剪墙存在一定相似之处,但是其抗侧刚度性能更好。
筒体结构计算方法三维空间法,计算结果的精度更高。
③框架-剪力墙结构。
该结构由多个框架和剪力墙共组成,该结构类型优点在于位移和内力设计防范方式较多,但是连梁连续化假定方法计算位移协调条件时,应该按照框架水平位移和剪力墙转角设计,建立外荷载与位移关系的微分方程。
但是需求和因素未知量之间存在差异,微分方程存在不同解。
3、高层建筑结构设计分析3.1结构设计中水平荷载控制分析高层建筑相对于底层建筑而言,其整体结构对水平载荷具有较大的承载量.因此.高层建筑整体稳定性直接受高层建筑结构设计中水平荷载水平控制的影响。
浅析高层建筑结构合理选型【摘要】高层建筑的结构体系是高层结构是否合理、经济的关键,并随着建筑高度和功能的发展需要而不断发展变化。
本文总结了各种高层建筑结构体系、特别是近年来出现的复杂、新颖的结构体系的受力特征,进而对高层建筑结构选型要点进行了探讨。
【关键词】高层建筑;结构设计;结构选型一、工程概况某公司扩建智能化电气系统生产项目位于南京市江宁区秣陵街道爱陵路58号,项目共有两栋单体及地下车库,其中1#高层厂房建筑面积13142.53m2 共九层;2#多层厂房建筑面积3182.54m2 共三层,地下车库建筑面积2667.38m2 共一层。
二、高层建筑结构选型的相关概述高层建筑的结构体系主要有框架结构,异型柱框架结构,框架一剪力墙结构,剪力墙结构,部分框支剪力墙结构,筒体结构(框架一核心筒结构,筒中筒结构),以及混合结构,即由多种材料构件如钢筋混凝土构件、钢构件、组合结构构件(钢管混凝土构件、型钢混凝土构件及组合梁等)构成的结构。
主要分为:(1)一般高层建筑结构体系。
一般高层建筑结构体系包括框架体系、剪力墙体系、框架-剪力墙体系、框架-筒体体系、框筒体系、筒中筒体系等结构体系。
(2)复杂高层建筑结构体系。
复杂高层建筑结构体系一般是指带转换层结构体系、连体结构体系、悬挑结构体系、带加强层结构体系、平面不规则结构体系等。
(3)新颖高层建筑结构体系。
近年来,出现了一些新颖的高层建筑结构体系。
其中具有代表性的有束筒体系、巨型框架体系、脊骨体系等结构体系。
三、高层建筑结构选型的重要性3.1高层建筑与城市社会发展的关系密切。
我国城市化进程及人口的持续增长导致城市人口急剧上升,城市居住、生产、生活用地日趋紧张。
为节约及充分利用城市土地资源,减少拆迁费、市政工程费和复杂地形处理费,提高城市社会吸纳能力及其综合效益,缓解城市膨胀及城市房屋的严峻供需矛盾,改善城市环境与调节心理等城市社会性问题,高层建筑的数量仍将在全国各大中城市持续增长,且其规模、高度、复杂性及建设速度也将呈上升趋势。
简述高层住宅结构方案比选一、剪力墙结构方案剪力墙结构体系是由钢筋混凝土墙体互相连接构成的承重墙结构体系,用以承受竖向荷载,抵抗水平荷载,同时亦兼作建筑物的围护和内部空间的分隔构件,其主要优点:集承重、抗风、抗震、围护与分隔于一体,经济合理地利用了结构材料,结构整体性强、抗侧刚度大,侧向变形小,在承载力方面的要求易于满足,适于建造较高的建筑;抗震性能好,具有承受强烈地震而不倒的良好性能;用钢量省;相比于框架结构,施工相对简便快速。
其主要缺点:墙体较密,使建筑平面布置和空间利用受到限制,很难满足大空间建筑功能的要求;结构自重大,并且抗侧刚度也较大,从而自振周期较短,导致须承受较大的地震作用。
剪力墙墙肢截面尺寸及构件材料强度估算:1.矩形截面独立墙肢的截面高度hw宜不小于截面厚度bw的5倍。
2.剪力墙的混凝土强度等级宜≥C25。
根据本项目建筑布置特点及工程实践经验,按上述要求布置墙体。
其底层可能是其他用途的场所,层高为4.5m,二层及以上各层层高均为3m。
墙身厚度在底层采用300mm,二层及以上均为200mm。
在平面角部需要开口的部位,加设端柱予以加强处理。
二、短肢剪力墙结构方案1.短肢剪力墙结构的定义短肢剪力墙是指截面厚度不大于300rTim、各肢截面高度与厚度至比的最大值大于4但小于8的剪力墙。
在规定的水平地震作用下,把短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的30%的剪力墙结构定义为具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构,也就是短肢剪力墙结构。
2.短肢剪力墙结构的一般规定2.1抗震设计时,高层建筑结构不应采全部短肢剪力墙的剪力墙结构;B级高度高层建筑以及抗震设防烈度为9度的A级高度高层建筑,不宜布置短肢剪力墙,不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。
2.2当采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构时,应符合下列规定:在规定的水平地震作用下,短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不宜大于结构底部总地震倾覆力矩的50%;房屋适用高度应比《高层建筑混凝土结构技术规程》规定的剪力墙结构的最大适用高度适当降低,7度、8度(0.2g)、8度(0.3g)时分别不应大于100m、80m、和60m。
高层住宅结构体系的选择高层住宅结构体系是指将建筑物结构各部分进行组合,形成一种具有整体性和安全性的结构系统,使建筑物能够受力、承载等作用。
在高层住宅的结构形式中,由于建筑高度较高,要求承载力强度高、抗震性能好、变形小等特点,因此需要选择合适的结构体系。
常见的高层住宅结构体系有框架结构、钢筋混凝土剪力墙结构、框架-剪力墙结构、钢结构等,下面分别进行介绍。
1. 框架结构框架结构是一种由延伸到建筑顶部的竖向柱和水平梁构成的结构系统,其抗震性能比较好,因此在丰富地震地区比较常见。
框架结构的优点是构造简单、施工方便、可塑性强、适应性强,是适用于大多数建筑的优良结构,具有比较经济的成本效益。
然而,框架结构在建筑物高层化的过程中,由于悬挂于构架上的混凝土板面积的增加导致板的开裂,而且容易在大的地震中产生塑性铰。
为了减轻这些影响,一些新型钢材、新型混凝土及钢筋混凝土材质的构架也逐渐被广泛应用。
2. 钢筋混凝土剪力墙结构钢筋混凝土剪力墙结构是一种使用厚墙体进行承压和抗拉,而达到结构稳定的技术。
该结构系统的特点是可以充分利用混凝土材料的刚性和强度,是抗震技术比较成熟的一种结构体系。
此外,钢筋混凝土剪力墙结构容易设计、制造和施工,能够适应多种形式的建筑结构的需要,并具有一定的节能性能。
因此,在一些既需要长期稳定的结构体系,又需要满足安全性能的高层建筑中,钢筋混凝土剪力墙结构得到了广泛的应用。
3. 框架-剪力墙结构框架-剪力墙结构是将框架结构和剪力墙结构相结合形成的新型结构体系。
这种结构体系在底部和顶部设置大型的钢筋混凝土剪力墙,从而能够使整个结构具有良好的抗震能力和刚性。
该结构体系利用框架结构的简单性和钢筋混凝土剪力墙结构的抗震性能相结合,克服了单纯框架结构在高层建筑中应用时的劣势,同时也弥补了单纯钢筋混凝土剪力墙结构施工难度大、时间较长等问题。
因此,在21世纪初期,框架-剪力墙结构被广泛应用于更高层次的建筑物。
4. 钢结构钢结构是一种由钢材构成的结构系统,其特点是强度高、韧性好、适用范围广,建筑自重轻。
高层住宅结构体系的选择在城市化进程加速的情况下,高层住宅已经成为现代城市的标志性建筑。
高层住宅的建筑结构是高度复杂的,需要特别注意安全问题。
因此,在高层住宅的设计和施工过程中,对结构体系的选择至关重要。
本文将介绍高层住宅结构体系的常见类型及其特点,以帮助建筑设计师和施工团队做出明智的选择。
1. 砖混结构砖混结构是最常见的高层住宅结构体系之一。
它由砖墙和混凝土构成。
砖墙承受纵向荷载,混凝土柱承受横向荷载。
此种结构体系进入中国市场时间较早,与中国传统建筑有着亲缘关系,安全性较高,并且抗震性也比较好。
此外,砖混结构还具有良好的隔音、隔热性能,功能稳定性高的优点。
然而,砖混结构的缺点也不容忽视。
砖混结构的施工难度较大,对建筑工人技能要求高,耗费时间长,施工过程中还要考虑垃圾、粉尘等环境污染问题。
此外,由于该结构具有自重较大,建筑面积受到限制,不适合大跨度空间的建筑设计。
2. 钢筋混凝土框架结构钢筋混凝土框架结构是高层住宅建筑中采用最为广泛的一种结构体系。
它采用钢筋混凝土作为承重结构,具有自重较轻,强度高,刚性好的特点。
在施工过程中,可以采用预制墙板、楼板、柱子等构件,减少了现场施工难度以及环境污染问题,提高了施工效率。
此外,钢筋混凝土框架结构还具有良好的抗震性能,是高层建筑最常用的结构体系之一。
缺点是它的隔音、隔热性相对较差,需要额外的隔热装置。
3. 钢结构钢结构是越来越受欢迎的高层住宅建筑结构体系。
钢结构具有的独特优势在高层建筑的上层尤为突出,如顶部设有公共空间的多层超高层,或不能设置柱子和墙壁的地下车库。
钢结构的自重比较轻,可以在保证结构强度的前提下减小柱子、梁子等截面尺寸,增加使用面积。
此外,钢结构还具有便于拆卸的特点,有利于物业后期的维护。
与钢筋混凝土框架结构相比,钢结构也具有一些不足之处。
首先,它的施工难度较大,需要动用较高的技术水平和设备,建造周期相对较长。
此外,钢结构的造价也比较高,需要在潜在的经济成本和安全性之间做出权衡。
高层住宅结构体系的选择
选择适合高层住宅的结构体系是一项非常重要的任务。
正确的
选择结构体系可以确保高层建筑的稳定性、安全性和经济性。
以下
是几种适合高层住宅的结构体系:
1. 钢筋混凝土结构体系
钢筋混凝土结构体系是目前被广泛采用的高层住宅结构体系之一。
它的优点是简单、可靠,可以支撑建筑高度达到300米以上。
此外,钢筋混凝土结构体系在防火、地震、耐久性等方面都具有很
好的性能,非常适合高层建筑使用。
2. 钢结构体系
钢结构体系是另一种非常适合高层住宅的结构体系。
它的特点
是轻、灵活,可以加快施工进度,减少建筑自重,从而降低建造成本。
此外,钢结构体系还可以提供大空间,使得室内设计更加自由。
3. 预应力混凝土结构体系
预应力混凝土结构体系是一种适合高层住宅的结构体系,它具
有很高的刚度和强度,可以支撑高楼效应。
此外,预应力混凝土结
构体系在防火、抗震和使用寿命等方面表现出色。
4. 砖混结构体系
砖混结构体系是传统的建筑结构,是适合高层住宅的一种结构
类型。
这种结构体系在抵抗地震和火灾方面表现出色,并且通常可
以承受比钢结构更大的荷载。
砖混结构体系的主要缺点是较重,可
能会增加建筑物的建造成本。
选择合适的高层住宅结构体系需要考虑多个因素,包括建筑高度、使用寿命、防火、地震等因素。
不同类型的结构体系都有各自的优缺点,建筑组建应根据具体情况进行正确选择。
浅析中高层住宅建筑的结构选型摘要:通过方案比较,提出适合中高层住宅的两种结构选型,即异形柱框架和短肢剪力墙结构。
详述了这两种结构形式的受力特点和工作性能,并据此提出了结构设计要点,为结构设计提供参考。
关键词:中高层住宅异形柱框架短肢剪力墙受力特性设计建议一、前言中高层住宅一般采用框架结构或框架剪力墙结构。
随着人们对住宅平面与空间的要求越来越高,原来普通框架结构的露梁露柱、普通剪力墙结构对建筑空间分隔的限制都已不能满足人们对住宅空间的要求。
于是在原有剪力墙的基础上,吸收了框架结构的优点,逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构型式,即“异形柱框架结构”和“短肢剪力墙结构”。
二、两种结构选型的特点(一)、异形柱框架结构所谓异形柱框架结构即是由异形柱组成框架,由轻质墙填充而形成。
异形柱框架结构住宅的特点:1、T形边柱、十字形中柱、L形角柱组成的框架。
2、填充墙与柱肢、梁宽同厚,室内不出现柱角。
3、填充墙的墙体材料可因地制宜,就地取材。
(二)、短肢剪力墙结构短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度的5-8倍的特殊剪力墙结构,常用的墙肢平面形式有“T”型、“L”型、“十”型、“Z”型、“一”型。
这种结构型式的住宅其特点:1、结合建筑平面,利用隔墙位置灵活布置墙肢;2、连接各墙的梁,随墙肢位置而设于隔墙平面内,基本上不影响建筑使用功能;3、墙的数量和肢长主要由抗侧刚度的需要而定,可通过墙体布置和尺寸来调整刚度中心的平面位置;利用中心剪力墙,形成主要的抗侧力构件,较易满足刚度和强度要求。
4、较一般剪力墙结构工程造价低。
这两种结构由于克服了普通框架与普通剪力墙结构的缺点,受到了建筑师的肯定,更得到了住户的欢迎,为此,本文对这两种适合中高层住宅的结构型式的受力特点进行阐述,并对在结构设计中应注意的相关问题提出建议。
三、两种结构型式的受力分析现行国家规范或规程中尚未给出有关异形柱框架结构与短肢剪力墙结构设计的条款。
高层住宅的结构选型和优化设计摘要:本文在简要介绍高层住宅结构选型的基础上,就如何针对高层住宅选型中的关键因素进行优化给出了几点建议,并对进行优化的必要性进行了讨论。
关键字:高层住宅;结构选型;优化设计Abstract: this paper briefly introduces the selection of high-rise residential structure based on how to for high-rise residence of the key factors are optimized selection of some Suggestions are given, and the necessity of optimization is discussed.Key word: high-rise residential; The structural type; Optimization design1 引言在顺应人们急剧增长的住房需求下,高层住宅的结构形式从简单的层数和高度增长的基础上,逐步发展到对平面形状和空间体型的复杂化要求。
这不仅要求建筑满足功能多样,建筑风格提高,还要满足城市发展的景观需求。
高层住宅在延续最初的结构形式和框架设计的基础上,还应对建筑中的相关因素进行优化设计,使得住宅不仅满足基本的功能需求外,还能在设计水平上有进一步的提升。
2 控制高层住宅结构选型的关键因素2.1 高层住宅结构中新型材料的选型高层建筑结构材料的发展从最初选用铸铁和钢材作为框架主体材料,演变到使用混凝土材料作为主体框架承重材料,最终结合发展成为采用钢筋混凝土材料并在巴黎的弗兰克林公寓大楼中得到首次应用。
在这几十年的时间里,混凝土钢结构形式并没有得到较快的发展,只是在高层建筑中零散的使用,在看到钢结构的众多优点的同时,因其造价较高和由于建筑物高度增加结构所受内力变换等原因,对性价比高材料的需求不断增加,所以加快对优质建筑材料的研究、开发和选型也成了建筑业发展的重点方向。
高层住宅结构设计体系及选型分析摘要:随着我国城市化进程的不断推移,高楼大厦已成为人们司空见惯的建筑形式。
可以说,现代居民住宅的高度越高越高,因此对于住宅结构的选型与设计管理也提出了极为严格的要求和标准。
在此,笔者对高层住宅结构的选型及设计进行分析和探讨,以对相关概念及因素进行总结。
关键词:高层住宅结构选型结构设计成本控制建筑结构设计是整个建筑工程领域中至关重要的一个环节,其设计质量对工期控制及成本节约都有重要影响,因此结构的选型与设计也被称为建筑工程的“生命线”。
近年来,随着科技进步和建筑水平的提高,我国住宅建筑逐步向着多元化和复杂化的方向发展,比如非线性建筑、大跨建筑以及超高层建筑等,完全打破了传统建筑类型。
高层建筑是目前国内最为常见和普及的一种居民住宅形式,我们对高层住宅建筑的结构选型与设计管理进行讨论和分析,有助于进一步明确今后推进高层住宅设计思路,充分发挥高层建筑结构选型与设计管理的重要作用。
1高层住宅结构体系及选型高层住宅的结构体系是建筑结构安全合理和经济适用的关键。
高层住宅结构体系是指建筑结构抵抗竖向和水平荷载时各种力的传播方式,以及建筑物中各种受力构件之间的组成方式。
对于住宅建筑,一切结构的基本传力体系均为竖向荷载通过水平构件和竖向构件传递到基础上。
随着建筑高度的提升,因自然风及水平地震等外力作用所产生的横向载荷会呈现出明显大于竖向载荷的增长速率,此时建筑结构中的抗侧力体系需要将水平载荷向下传递到基础,因此笔者认为抗侧力体系应是我们对高层建筑结构选型与设计时重点考虑的首要因素。
一般情况下,按照抗侧力体系,高层住宅结构体系包括框架、剪力墙、筒体式、筒中筒和脊骨式等常见形式,以及连体、悬挑、带转换层、带加强层等复杂形式。
高层住宅以钢筋混凝土、钢及混合结构这三类结构体系最为常见。
科学合理的住宅结构选型是高层建筑安全经济运行的重要保障,而若结构选型不够合理,又将会导致高层建筑造价奇高,甚至会骤减工程寿命,也不符合可持续发展的绿色建筑理念。
浅析中高层住宅建筑的结构选型
摘要:通过方案比较,提出适合中高层住宅的两种结构选型,即异形柱框架和短肢剪力墙结构。
详述了这两种结构形式的受力特点和工作性能,并据此提出了结构设计要点,为结构设计提供参考。
关键词:中高层住宅异形柱框架短肢剪力墙受力特性设计建议
一、前言
中高层住宅一般采用框架结构或框架剪力墙结构。
随着人们对住宅平面与空间的要求越来越高,原来普通框架结构的露梁露柱、普通剪力墙结构对建筑空间分隔的限制都已不能满足人们对住宅空间的要求。
于是在原有剪力墙的基础上,吸收了框架结构的优点,逐步发展形成了能适应人们新的住宅观念的高层住宅结构型式,即“异形柱框架结构”和“短肢剪力墙结构”。
二、两种结构选型的特点
(一)、异形柱框架结构
所谓异形柱框架结构即是由异形柱组成框架,由轻质墙填充而形成。
异形柱框架结构住宅的特点:
1、T形边柱、十字形中柱、L形角柱组成的框架。
2、填充墙与柱肢、梁宽同厚,室内不出现柱角。
3、填充墙的墙体材料可因地制宜,就地取材。
(二)、短肢剪力墙结构
短肢剪力墙结构是指墙肢的长度为厚度的5-8倍的特殊剪力墙结构,常用的墙肢平面形式有“T”型、“L”型、“十”型、“Z”型、“一”型。
这种结构型式的住宅其特点:
1、结合建筑平面,利用隔墙位置灵活布置墙肢;
2、连接各墙的梁,随墙肢位置而设于隔墙平面内,基本上不影响建筑使用功能;
3、墙的数量和肢长主要由抗侧刚度的需要而定,可通过墙体布置和尺寸来调整刚度中心的平面位置;利用中心剪力墙,形成主要的抗侧力构件,较易满足刚度和强度要求。
4、较一般剪力墙结构工程造价低。
这两种结构由于克服了普通框架与普通剪力墙结构的缺点,受到了建筑师的肯定,更得到了住户的欢迎,为此,本文对这两种适合中高层住宅的结构型式的受力特点进行阐述,并对在结构设计中应注意的相关问题提出建议。
三、两种结构型式的受力分析
现行国家规范或规程中尚未给出有关异形柱框架结构与短肢剪力墙结构设计的条款。
目前,广东省标准DBJ/T15-15-95和天津市标准DB29-16-98两部地方性规程是异形柱结构体系的主要设计依据。
因此,结构设计人员在设计中常会遇到一些规范或规程尚未论及的问题,需要设计人员积累经验,利用正确的概念进行设计。
(一)、异形柱结构受力特点与设计
异形柱是指柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2-4,相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子。
由于异形柱截面不对称,在水平力作用下产生的双向偏心受压给承载力带来的影响不容忽视。
因此,对异形柱结构应按空间体系考虑,宜优先采用具有异形柱单元的计算程序进行内力与位移分析。
1、异形柱结构的受力特点:
(1)由于截面的这种特殊性,使得墙肢平面内外两个方向刚度对比相差较大,导致各向刚度不一致,其各向承载能力也有较大差异;
(2)异型柱通常在短柱范围,且属薄壁构件,即使发生延性的弯曲形破坏,也因截面曲率较小,使弯曲变形性能有限,延性较差;
(3)异形柱由于是多肢的,其剪切中心往往在平面范围之外,受力时要靠各柱肢交点处核心混凝土协调变形,使得各肢的核心混凝土处于三向剪力状态,导致异形柱较普通截面柱变形能力低,脆性破坏明显;
(4)由国内外大量的试验资料和理论分析,[1]异形柱的破坏形态为:弯曲破坏、小偏压破坏、压剪破坏等,影响其破坏形态的因素有:荷载角、轴压比、柱净高与截面肢长比(剪跨比),配箍率以及箍筋间距S与纵筋直径D的比值等。
2、异形建筑受力点在设计中应注意的几个问题:
(1)计算模型的选用
目前,国内可直接进行异形柱截面内力计算和截面设计的软件有建研院的TAT、SATWE程序,广东省建院的SS、SSW程序以及天津大学的钢筋砼异形柱结构配筋计算程序CRSC。
这些程序均用数值积分法进行正截面配筋设计,准确性较高,经过大量工程校算,能有效地保证结构安全性。
在异形柱截面对称轴内受水平力作用时,弹性计算其翘曲应力很小,此时如同承受水平力的偏压构件,仍可按平截面假定分析,按《混凝土设计规范》计算。
特别是对框架柱承担水平力较小时,可用等刚度等面积代换成矩形柱后由程序进行整体分析。
在水平力较大,且水平力作用在非主轴方向,则翘曲应力不容忽视,应对异形柱框架结构进行有限元分析。
(2)异形柱截面刚度取值
对异形柱框架结构,一般宜按刚度等效折算成普通框架进行内力与位移分析。
当刚度相等时,矩形柱比异形柱的截面面积大。
[2]因此,用矩形柱替换后计算出的轴压比数值不能直接应用于异形柱,宜用比值(A矩/A异)对轴压比计算值加以放大后再用于异形柱。
对于异形柱框架-剪力墙结构,由于异形柱分担的水平剪力很小,可按面积等效或刚度等效折算成普通框架—剪力墙结构进行内力与位移分析。
按面积等效与按刚度等效的计算结果是接近的。
3但应同时满足下面两式:A矩=A 异和b/h=Ix异/Iy异。
(3)异形柱轴压比控制
柱的轴压比是影响混凝土柱延性的一个关键指标。
柱的侧移延性比随着轴压比的增大而急剧下降。
[4]特别是异形柱结构剪力中心与截面形心不重合,加上异形柱多属短柱,故异形柱的延性普遍低于矩形柱,因而对异形柱的轴压比要严格控制。
(4)配筋构造
由于异形柱截面的特点,柱肢端部会出现较大应力。
应在肢端设暗柱,暗柱的外排钢筋由计算而定。
柱肢端部设置构造纵筋和箍筋,这样可限制柱肢的混凝土裂缝的开展,提高异形柱局部抗压抗剪强度及变形能力。
(二)、短肢剪力墙结构受力特点
1、短肢剪力墙结构的受力特点:
相对于异形柱结构,短肢剪力墙结构的理论与实践较为成熟。
其计算模型、配筋方式和构造要求均类似于普通剪力墙结构。
但相对于普通剪力墙结构其有以下特点:
(1)其抗侧刚度相对较小。
(2)建筑角点处的墙肢及底部平面外边缘小墙肢是其抗震薄弱部位。
[5]
(3)墙肢刚度相对减小,连接各墙肢间的梁受力状态已介于一般剪力墙间的连梁与普通框架梁之间。
2、结构设计中应从以下几个方面引起注意:
(1)计算模型的选取
短肢剪力墙结构由于肢长较短,本身较高细,更接近于杆件性能,所以,用三维杆系-簿壁柱空间分析方法(TAT、TBSA)计算短肢剪力墙结构能较好地反映结构的受力,精度较高。
但是,薄壁杆件模型在分析剪力墙较为低宽、结构布置复杂(如有转换层)时,也存在一些不足,主要是薄壁杆件理论没有考虑剪切变形的影响,当结构布置复杂时变形不协调,这时应该用空间杆-墙组元程序(TBSSAP、SATWE)进行校核。
(2)避免结构发生扭转效应,加强抗震薄弱部位的构造措施。
在地震作用下,当有扭转效应时,会加剧建筑平面外边缘的墙肢的翘曲变形。
因此,短肢剪力墙在平面上分布要力求均匀,使其刚度中心和建筑物质心尽量接近,必要时用长肢墙来调整刚度中心,以减小扭转效应;从抗震构造措施上应适当增加建筑平面外边缘及角点处的墙肢厚度,减小轴压比,加强墙肢端部的暗柱配筋等以提高墙肢的承载力和延性。
(3)加强底部外围小墙肢的延性。
高层短肢剪力墙结构在水平力作用下,显现整体弯曲变形为主。
底部外围小墙肢同时承受着较大的竖向荷载和扭转剪力,因而对外围小墙肢应加大厚度和配筋量,提高外围小墙肢的抗震性能。
尤其要避免形成孤立的“一”字形墙肢,保证小墙肢在两个方向上均有连接。
(4)连梁的延性设计。
由于短肢剪力墙结构中墙肢刚度相对减小,连梁跨度增大,其受力已接近普通框架梁,而不同于一般剪力墙间的连梁。
设计时
应注意对连梁进行“强剪弱弯”的验算,保证连梁的受弯屈服先于剪切破坏。
[6]因此,不能在计算的总体信息中盲目将连梁的刚度大幅下调,使其设计内力降低,应按普通框架梁要求,按强剪弱弯,强柱弱梁的延性要求进行计算。
四、结语
总之,异形柱与短肢剪力墙结构因其特有的优越性能较好地满足现代住宅建筑的要求,因而逐渐得到了推广应用。
异形柱框架结构与短肢剪力墙结构在结构设计中应从重视概念设计,充分了解其各种破坏的机理,根据其受力特点选用合理的结构分析模型,采取适当的抗震构造措施等多方面来保证结构有可靠的安全性。