结构选型与布置
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结构设计知识:什么是结构选型与结构布置?什么是结构选型与结构布置?结构选型及布置是对结构的定性,由于其涉及广泛,应该在经验丰富的工程师指导下进行。
此处仅简单介绍。
在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是”概念设计”,它在结构选型与布置阶段尤其重要. 对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题,可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想,从全局的角度来确定控制结构的布置及细部构造措施。
在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择,所得结构方案往往易于手算、力学行为清晰、定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。
同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法,以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。
钢结构通常有框架、平面桁架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。
其理论与技术大都成熟。
亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定。
结构选型时,应考虑不同结构形式的特点。
在工业厂房中,当有较大悬挂荷载或大范围移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。
基本雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度外不需考虑雪载),如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳,总雪载和坡屋面相比释放近一半。
降雨量大的地区相似考虑。
建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。
而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。
高层钢结构设计中,常采用钢混凝土组合结构,在地震烈度高或很不规则的高层中,不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。
宜选择周边巨型SRC 柱,核心为支撑框架的结构体系。
我国半数以上的此类高层为前者,对抗震不利。
结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑。
一般的说要刚度均匀,力学模型清晰.尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围,使其以直接的线路传递到基础。
分析高层建筑中竖向结构的选型与布置作者:李涛来源:《城市建设理论研究》2014年第01期摘要:随着经济的快速发展,高层建筑的结构体系与功能愈加多样化,而高层建筑的结构选型与布置是高层建筑设计的不可或缺的环节,关系着高层建筑的经济性与安全性。
本文以某高层建筑工程结构设计实例为着眼点,运用计算机程序进行计算方式,通过对高层建筑两种结构选型与布置方案的对比分析及其对建筑物结构的结构侧移、自震周期以及结构变形等的影响,研究在高层建筑竖向结构选型与布置中应注意的问题。
关键词:高层建筑;竖向结构;选型;布置Abstract: with the rapid development of economy, high-rise building structure system and function more diverse, and the selection and arrangement of structure in high-rise buildings is an integral part of the design of high-rise building, the relationship between the economy and safety of high-rise buildings. In this paper, the structural design of an engineering example of high-rise building as the starting point, is calculated using computer program, move, from the earthquake cycle and structural deformation, through comparative analysis of tall building structure of the two selection and layout and structure of buildings and structures of side effect, we should pay attention to in the vertical structure selection and layout of high-rise buildings in question.Key words: high-rise building; vertical structure; selection; layout.中图分类号:TU3 文献标识码:A近年来,随着地震发生的频率增加,高层建筑的结构性能也面临着新的要求与挑战。
第一章 绪论(一)填空题1.我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)规定:把10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑,以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑,称为高层建筑,此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。
2.高层建筑设计时应该遵循的原则是安全适用,技术先进,经济合理,方便施工。
3.复杂高层结构包括带转换层的高层结构,带加强层的高层结构,错层结构,连体结构以及竖向体型收进结构等。
4.8度、9度抗震烈度设计时,高层建筑中的大跨和长悬臂结构应考虑竖向地震作用。
5.高层建筑结构的竖向承重体系有框架结构体系,剪力墙结构体系,框架—剪力墙结构体系,筒体结构体系等;水平向承重体系有普通肋形楼盖体系,无梁楼盖体系,组合楼盖体系等。
6.高层结构平面布置时,应使其平面的质量中心和刚度中心尽可能靠近,以减少扭转效应。
7. 三种常用的钢筋混凝土高层结构体系是指框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构。
(二)选择题1.高层建筑抗震设计时,应具有[ a ]抗震防线。
a.多道;b.两道;c.一道;d.不需要。
2.下列叙述满足高层建筑规则结构要求的是[ d ]。
a.结构有较多错层;b.质量分布不均匀;c.抗扭刚度低;d.刚度、承载力、质量分布均匀、无突变。
3.高层建筑结构的受力特点是[ b ]。
a.竖向荷载为主要荷载,水平荷载为次要荷载;b.水平荷载为主要荷载,竖向荷载为次要荷载;c.竖向荷载和水平荷载均为主要荷载;d.不一定。
4.8度抗震设防时,框架—剪力墙结构的最大高宽比限值是[ C ]。
a.2;b.3;c.4;d.5。
5.钢筋混凝土高层结构房屋在确定抗震等级时,除考虑地震烈度、结构类型外,还应该考虑[ A ]。
a.房屋高度;b.高宽比;c.房屋层数;d.地基土类别。
6.随着建筑物高度的增加,变化最明显的是[ C ]。
A. 轴力B. 弯矩C.侧向位移D.剪力7.某高层建筑要求底部几层为大空间商用店面,上部为住宅,此时应采用那种结构体系[ D ]。
砼框架结构设计手算步骤一.确定结构方案和结构布置1.结构选型是否选用框架结构应先进行比较。
依据何广乾的模糊评判法,砼结构8~18层首选框剪结构,住宅、旅馆则首选剪力墙。
对于不须要电梯的多层接受框架较多。
2.平面布置留意L,l,l’,B的关系。
3.竖向布置留意高宽比、最大高度(分A、B两大类,B类计算和构造有更严格的要求),力求规则,侧向刚度沿竖向匀整变更。
4.三缝的设置按规范要求设置,尽量做到免缝或三缝合一。
5.基础选型对于高层不宜选用独立基础。
但依据国勤兄的阅历,对于小高层当地基承载力标准值300kpa以上时可以考虑用独基。
6.楼屋盖选型高层最好选用现浇楼盖1)梁板式最多的一种形式。
有时门厅,会议厅可布置成井式楼盖,其平面长宽比不宜大于1.5,井式梁间距为2.5~3.3m,且周边梁的刚度强度应加强。
接受扁梁高度宜为1/15~1/18跨度,宽度不超过柱宽50,最好不超过柱宽。
2)密肋梁方形柱网或接近方形,跨度大且梁高受限时常接受。
肋梁间距1~1.5m,肋高为跨度的1/30~1/20,肋宽150~200mm。
3)无梁楼盖地震区不宜单独运用,如运用应留意牢靠的抗震措施,如增加剪力墙或支撑。
4)无粘结预应力现浇楼板一般跨度大于6m,板厚减薄降低层高,在高层中应用有确定技术经济优势。
在地震区应留意防止钢筋端头锚固失效。
5)其他二.初步确定梁柱截面尺寸及材料强度等级1.柱截面初定分抗震和非抗震两种状况。
对于非抗震,依据轴心受压初定截面。
对于抗震,Ac=N/(a*fc) N=B*F*Ge*n B=1.3(边柱),1.2(等跨中柱),1.25(不等跨中柱)Ge=12~15kN/m2 a为轴压比fc为砼抗压强度设计值F为每层从属面积n为层数。
框架柱上下截面高度不同时,每次缩小100~150为宜。
为便利尺寸标注修改,边柱一般以墙中心线为轴线收缩,中柱两边收缩。
柱截面和标号的变更宜错开。
2.梁截面初定梁高为跨度的1/8~1/14,梁宽通常为1/2~1/3梁高。
一.钢结构设计步骤第一步判断结构是否适合用钢结构第一步:判断结构是否适合用钢结构钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、要求能活动或经常装拆的结构。
直观的说:大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、雕塑、仓棚、工厂、住宅、山地建筑和临时建筑等。
这是和钢结构自身的特点相一致的。
二.钢结构设计步骤第二步结构选型与结构布置结构选型及布置是对结构的定性,由于其涉及广泛,应该在经验丰富的工程师指导下进行。
此处仅简单介绍。
在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是"概念设计",它在结构选型与布置阶段尤其重要. 对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题,可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想,从全局的角度来确定控制结构的布置及细部构造措施。
在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择,所得结构方案往往易于手算、力学行为清晰、定性正确,并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。
同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法,以及结构总体系和个分体系间的相互力学关系和简化近似设计方法。
钢结构通常有框架、平面桁架、网架(壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构形式。
其理论与技术大都成熟。
亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定。
结构选型时,应考虑不同结构形式的特点。
在工业厂房中,当有较大悬挂荷载或大范围移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。
基本雪压大的地区,屋面曲线应有利于积雪滑落(切线50度外不需考虑雪载),如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳,总雪载和坡屋面相比释放近一半。
降雨量大的地区相似考虑。
建筑允许时,在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。
而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。
单层厂房课程设计计算书一、厂房结构选型与布置根据厂房的跨度、吊车起重量的大小、轨顶标高,吊车的运行空间等初步确定出排架结构的剖面如图所示:厂房平面布置图厂房剖面图1、厂房中标准构件选用情况(1)屋面板采用 G410(-)标准图集中的预应力混凝土大型屋面板,板重(包括灌缝在内)标准值为1.5kN/m2。
屋面各层构造见下图。
SBS改性沥青卷材或高分子复合防水卷材(二毡三油上铺小石子,去掉2%找坡,以20mm厚水泥砂浆找平层计算)等;做法示意如下:(2)天沟板采用G410(三)标准图集中的JGB77-l 天沟板,板重标准值为2.1kN /m 。
(3)天窗架采用G316中的门型钢筋混凝土天窗架CJ-03,自重标准值为2x36kN /每榀,天窗端壁选用G316中的DB9-3,自重标准值2x60kN /每榀(包括自重、侧板、窗档、窗扇、支撑、保温材料、天窗电动启动机、消防栓等)。
(4)屋架采用G415(三)标准图集中的预应力混凝土折线形屋架,屋架自重标准值106kN /每榀。
(5)吊车梁采用G425标准图集中的先张法预应力混凝土吊车架YXDL6-8,吊车梁高1200mm ,自重标准值45kN /根,轨道及零件重1.5kN /m ,轨道及垫层构造高度200mm 。
(6)基本风压:ω=0.49kN/m2,地面粗糙度按B 类。
(7)地质条件:车间所在场地,地坪下1.0m 内为填土,填土下层4.5m 内为均匀亚粘土(液性指数Il>0.85),无软弱下卧层;未经深宽修正地基承载力特征值取fak =185kN/m2,地下水位为-5.0m ,无腐蚀性。
(8)屋面活荷载的取值:按《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取不上人屋面活载, (9)排架柱及基础材料选用情况 A:柱混凝土:取C25;B:钢筋:纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋,箍筋采用HRB235级钢筋。
C:基础混凝土:采用C20,垫层采用C10;钢筋:采用Ⅰ级钢筋。
高层结构选型及结构布置对工程经济型的影响【摘要】本文通过对高层结构选型和结构布置的概念、重要性、影响因素进行阐述,并进一步对结构选型及结构布置不合理原因进行分析,并结合实例说明了结构选型及结构布置对工程经济的影响。
【关键词】结构选型,结构布置,工程经济影响中图分类号: f121.3文献标识码:a 文章编号:一、高层建筑结构选型、结构布置的相关概述高层建筑结构体系是由多种材料、构件所组成的结构。
主要可以分为几个体系:1、一般高层建筑结构体系。
主要包括了框架体系、剪力墙体系、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。
指的是带有转换层的结构体系、连体结构体系、带加强层的结构体系和平面不规则的结构体系等。
3、新颖高层建筑结构体系。
指的是这几年以来,出现的一些新颖的高层建筑结构体系。
最有代表性的是束筒体系、脊骨体系等结构体系。
二、高层建筑结构选型、结构布置的重要性1、高层建筑和城市社会的发展紧密相关我国城市化进程的快速发展以及人口的不断高速增长使得城市的人口数量日益增加,这就使得城市的资源,包括居住资源、生产资源、生活用地资源越来越匮乏。
为了节约并最大限度地利用好城市有限的土地资源,降低拆迁的费用、市政的工程费用和复杂地形的处理费用,进一步提高城市的社会吸纳能力和综合效益,缓解城市加速膨胀和城市房屋供不应求的的矛盾,有效改善城市的环境和调节心理等城市社会性相关问题,在这样的情况下,高层建筑的数量在全国的各大中城市持续快速增长,而且其规模、高度、复杂性和建设的速度也在不断上升。
2、高层建筑结构的复杂性日益提高现代高层建筑和平立面的空间分布不断复杂,随着高度、规模和投资的不断增加,这就要求性能更先进、更优化的结构系统形式与之相适应。
主要表现为:(一)需求的多元化和功能综合化的趋势日益加剧,最终导致了高层建筑的方案平立面形状和内部空间分布的多样化、个性化与复杂化。
为了增加更多的建筑净空高度,在一般的多高层建筑中之前所不存在的新问题和矛盾开始不断出现,这就对对结构系统的形式要求进一步提高。
南戴河海域人工鱼礁礁体结构选型及布局1人工鱼礁的选型人工鱼礁礁体的选型需考虑拟投礁海域生物种类的习性,以适应不同生物的需要。
礁体的高度必须考虑投礁区的水深、底质及船舶的航行安全。
根据以往建造人工鱼礁的经验,选择普通花岗岩石材和钢筋混凝土结构的礁体比较合适,因为这两种鱼礁建造成本低,取材容易,且在海水中性能稳定,具有很强的耐腐蚀功能,长期放置无有害物质扩散,对海域生态环境无污染。
此外,石材和混凝土构件鱼礁易被生物附着,可使水域中生物种类增多和生物量快速增长。
根据南戴河海域的功能定位(生态修复、资源养护和扩增碳汇),选择的人工鱼礁应具有多孔、多面等构造特征,以满足诱集鱼群、提供栖息场所及生物附着、藻类生长等功能需要。
此外,海域水深一般为8~12m,因此,礁体不能太高。
综合分析,南戴河海域人工鱼礁礁体选择ZFT-1.5B型(正方体)和XTJ-1.6型(星体)2种构件礁体和石块礁。
1.1ZFT-1.5B型(正方体)鱼礁如图1所示,该礁体是庇护型鱼礁单体,兼顾繁育型。
礁体主框架为1.5m×1.5m×1.5m钢筋混凝土结构,空方量为3.375m2。
礁体的四周及顶部设有圆孔,触底面为镂空结构,不仅可诱集鱼群,而且还可以为鱼类的栖息和繁育提供庇护场所。
此外,礁体顶部由于光照充分,可为附着海域已建人工鱼礁区采用的一种礁型。
实践证明,该礁体在南戴河海域应用效果良好。
1.2XTJ-1.6型(星体)鱼礁如图2所示,该礁体属于庇护型鱼礁单体,兼顾增殖型。
礁体为星体结构,主尺度为1.6m×2m,空方量为4.0m3。
由于该礁体附着面多且结构对称,因此可随意进行投放。
1.3石块型鱼礁主要采用普通花岗岩石材,其具有足够的强度和耐腐蚀性、不污染水域、使用期长、供应充足、价格低廉等特点。
增养殖刺参时普遍采用该礁体,石块规格30~400kg。
在海底建成不相连的堆状礁体,每个礁体体积为1055.5m3,高度3~6m,见图3。
选用该结构形式的依据:
1.空间布置灵活,且能形成较大的空间
2.钢筋混凝土框架结构的特点:承受竖向荷载的能力较强,承受水平荷载(如风荷载,地震作用)的能力较弱。
框架结构的侧向刚度较小,属柔性体系,因而其高度受到限制。
框架结构是多层房屋的常用结构形式,多层框架结构广泛应用于办公楼,旅馆,住宅,厂房,仓库等民用和工业建筑中。
框架的变形特点是:杆件的变形是以弯曲为主,但框架整体的变形确实剪切型。
框架结构由梁,柱,基础三种构件形成,所以它具有如下特点:
1.空间布置灵活,且能形成较大的空间
2.构件简单,施工简便,较经济
3.抗侧刚度小,侧移较大
4.对支座不均匀沉降比较敏感
5.考虑建筑的功能要求,空间大,平面布置灵活
6.考虑建筑高度和高宽比,抗震设防类别,抗震设防烈度,场地条
件等因素
7.非抗震设计时用于多层和高层建筑,抗震设计时一般情况下多用
多层和小高层(7度区以下)
结构构件(梁、柱或构造柱)的布置简图:
梁的布置图:
建筑结构与选型大作业(二)
结构选型及结构布置
题目:博物馆建筑的结构选型及结构布
置
本次作业成绩:
班级
姓名
日期。
预应力连续箱梁桥毕业设计计算书一、工程概况本次毕业设计的对象为一座预应力连续箱梁桥。
桥梁的跨径布置为具体跨径布置,桥面宽度为具体宽度。
设计荷载为具体荷载等级,设计车速为具体车速。
该桥所处地理位置重要,是连接起点位置和终点位置的交通要道。
桥梁的建设将极大地改善当地的交通状况,促进经济发展。
二、结构选型与布置(一)主梁结构形式主梁采用预应力混凝土连续箱梁结构,这种结构具有良好的抗弯和抗扭性能,能够适应较大的跨度和复杂的荷载条件。
(二)箱梁截面尺寸箱梁顶板厚度为具体厚度,底板厚度从跨中到支点逐渐加厚,腹板厚度也根据受力情况进行相应变化。
(三)预应力钢束布置预应力钢束采用高强度低松弛钢绞线,按照纵向、横向和竖向的布置方式,以提高箱梁的承载能力和抗裂性能。
三、材料参数(一)混凝土主梁采用具体强度等级的混凝土,其弹性模量为具体数值,抗压强度标准值为具体数值。
(二)预应力钢绞线预应力钢绞线的抗拉强度标准值为具体数值,弹性模量为具体数值。
(三)普通钢筋普通钢筋采用具体型号,其屈服强度为具体数值。
四、荷载计算(一)恒载包括箱梁自重、桥面铺装、护栏等附属设施的重量。
(二)活载根据设计荷载等级,计算车辆荷载产生的效应。
(三)温度荷载考虑整体升降温和梯度温度对结构的影响。
(四)风荷载根据桥位处的风速等参数,计算风荷载对桥梁的作用。
五、内力计算(一)结构自重内力计算采用有限元软件建立模型,计算箱梁在自重作用下的内力。
(二)活载内力计算通过影响线加载法,计算活载在不同工况下产生的内力。
(三)温度内力计算根据温度变化情况,计算温度引起的结构内力。
(四)内力组合按照规范要求,对各种内力进行组合,以确定结构的最不利内力。
六、预应力损失计算(一)锚具变形和钢筋回缩引起的预应力损失根据锚具类型和施工工艺,计算相应的损失值。
(二)摩擦损失考虑管道偏差、弯道影响等因素,计算预应力钢束与管道壁之间的摩擦损失。
(三)混凝土弹性压缩引起的预应力损失在分批张拉预应力钢束时,混凝土发生弹性压缩,从而引起预应力损失。