结构选型在高层建筑方案设计中的作用
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高层建筑结构设计及结构选型探讨摘要:在高层建筑的结构工程设计中,设计人员往往忙于应付大量具体工作,不够重视结构经济性问题,导致同一工程经不同人员设计,工建造价差别极大,浪费现象严重.如今我国房地产业正在经历着蓬勃发展,房价高起关键时刻,通过对高层住宅的结构优化设计进行探讨,降低高层建筑的造价成本,有着非常重要的现实意义.关键词:高层建筑结构设计结构选型【中图分类号】[tu355]1高层建筑结构特点及类型1.1高层建筑结构特点高层建筑结构要同时承受垂直荷载和风产生水平荷载,还要具有抵抗地震作用的能力.低层结构水平荷载对结构影响通常较小,但在高层建筑中水平荷载和地震作用将成为控制因素.高层建筑随着高度增加,位移增加很快.过大侧移会使人感觉不舒服影响使用,造成非结构构件和结构构件损坏.必须将结构侧移控制在一定范围内,抗侧力结构设计成为高层建筑设计关键.1.2高层建筑结构类型钢结构特点是强度高,韧性大易于加工.高层建筑钢结构具有结构断面小,自重轻,抗震性能好,施工工期短,施工方便等特点.高层建筑结构随着用钢量增大,工程造价随之提高.在发达国家高层建筑采用钢结构设计,在我国随着建筑物高度增加也有采用钢结构高层建筑.由于钢筋混凝土和钢结构均各有所长,又各有所短,合理结构是同时采用钢和钢筋混凝土材料组合结构,可以使两种材料互相取长补短取得经济合理、技术性能优良效果.2高层建筑结构分析与设计2.1水平荷载成为决定因素任何一个建筑结构都要同时承受垂直荷载和风产生水平荷载,还要具有抵抗地震作用能力.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.随着高层建筑层数增多,水平荷载成为结构设计中控制因素.楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中产生作用,水平荷载对结构产生倾覆作用,并由此产生高层建筑在竖构件中作用力;对高层建筑来说竖向荷载和地震作用随建筑结构动力特性而发生大幅度变化.2.2侧移成为控制指标结构侧移已成为高层建筑结构设计中关键因素.随着楼层增加,水平荷载作用下高层结构侧向变形迅速增大.设计高层结构时不仅要求结构具有足够强度,能够可靠地承受风荷载作用产生内力;要求具有足够刚度使结构在水平荷载下产生侧移被控制在限度内.高楼使用功能和安全与结构侧移大小密切相关.2.3结构延性成为重要设计指标高层建筑结构更柔和,在地震作用下变形度大.为确保高层建筑在进入塑性变形阶段后仍具有较强变形能力避免倒塌,设计人员特别需要在建筑结构设计上采取恰当措施保证高层建筑结构具有足够延性.3高层建筑结构选型在传统结构设计中将注意力集中于建筑结构力学分析、结构设计和施工,而忽视设计阶段前重要问题.根据高层建筑结构受力特点,对高层建筑结构在概念阶段设计尤为重要,设计优缺点直接影响建筑工程整体经济性.3.1高层建筑结构体系选型与建筑施工关系高层建筑施工工艺不同会影响到材料消耗、劳动力、工期及造价等技术经济指标,影响到建筑结构受力状态,抗震性能等.在高层建筑结构体系选型时就要对施工工艺连同其它因素加以权衡,综合考虑.现浇钢筋混凝土高层建筑结构造价主要包括材料、模板及施工三部分.在造价中模板费用是最主要、最易变化部分,占总造价33%,模板体系选择是否合理,不仅影响主体结构造价而且与施工速度及劳动力消耗有着密切关系.3.2高层建筑结构抗震体系选定原则明确计算简图和合理地震力传递路线:具备多道抗震防线,不会因部分结构或构件失效导致整个体系丧失抗侧力或承受重力荷载能力;具有必要承载力、良好延性和较多耗能使结构体系遭遇地震时具有足够防倒塌能力;沿水平和竖向结构刚度和强度分布均匀,或按需要合理分布避免出现局部削弱或突变形成薄弱环节防止地震时出现过大应力集中或塑性变形集中危险.在确定高层建筑方案同时综合考虑房屋重要性、设防烈度、场地类别、房屋高度、地基基础及材料供应和施工条件并结合结构体系经济、技术指标,选择最合适结构体系.4结语结构设计是一项集结构分析、数学优化方法以及计算机技术于一体综合性技术工作,是一门实用性很强工作.针对目前设计人员按传统设计造成财产大量浪费现状,推行能实现资源合理分配利用,节约建筑造价结构优化设计方法势在必行,一个结构工程师主要任务就是在特定建筑空间中用整体概念来完成结构总体方案设计并能有意识地处理构件与结构、结构与结构关系.参考文献:[1]刘夏石.工程结构优化设计[m].北京:科学出版社,2008:14-19.[2]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.[3]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.。
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨【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,随着建筑高度和功能的发展需要而不断发展变化。
论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;结构选型;重要性;中图分类号: tu97 文献标识码:a 文章编号:【 abstract 】:the structure of the high-rise building system is high-rise structure whether reasonable, key economic, along with the development of building height and function need constantly develops and changes. the thesis summed up the various kinds of high building structure system, especially in recent years, the complex, novel appeared of structural system of the mechanical characteristics and structure design of high-rise building points are discussed 【 key words 】: high-rise buildings; the structural type; importance;引言对于高层建筑的结构设计, 首先摆在结构工程师面前的是结构选型的问题。
高层建筑结构的选型通常要遵循一定的原则, 它不仅考虑到建筑物的适用性、经济性、抗震性能,而且要考虑施工安装的影响。
正确处理高层建筑结构体系的选型问题,对于高层建筑结构设计而言, 具有至关重要的意义。
建筑结构选型高层建筑结构高层建筑结构的选型是建筑设计中非常重要的一环。
正确选择适合的结构类型,不仅可以保证建筑的稳定性和安全性,还可以提高建筑的经济性和可持续性。
1.钢筋混凝土框架结构:钢筋混凝土框架结构是高层建筑最常见的结构类型之一、其主要由钢筋混凝土柱、梁和楼板组成,具有高强度、刚性好、施工速度快等优点。
钢筋混凝土框架结构可以分为剪力墙结构、框架-筒体结构和框架-剪力墙结构等不同的变种。
根据具体的建筑设计要求和地震设计要求,可以选择不同形式的钢筋混凝土框架结构。
2.钢结构:钢结构是另一种常见的高层建筑结构类型。
相比于钢筋混凝土框架结构,钢结构具有自重轻、强度高、变形小等优点。
钢结构可以采用梁柱框架结构、桁架结构和框架-剪力墙结构等形式。
在大跨度和复杂形状的高层建筑中,常常选择钢结构。
3.预应力混凝土结构:预应力混凝土结构是一种通过在混凝土构件内引入预应力拉索或钢束,在无外力作用下使混凝土构件受到的预压力,从而提高了构件的承载能力和抗震能力的结构类型。
预应力混凝土结构可以分为预应力混凝土梁柱结构、预应力混凝土框架结构和预应力混凝土框体结构等。
预应力混凝土结构可以提高建筑的整体刚度和稳定性。
4.综合结构:综合结构是多种结构形式组合而成的一种建筑结构类型。
常见的综合结构形式包括筒体-框架结构、筒体-钢结构和筒体-预应力混凝土结构等。
综合结构可以根据不同的构件组合和分布,提供更多的设计灵活性,以适应不同的功能和形态要求。
在选择高层建筑结构类型时,需要综合考虑以下几个因素:1.抗震性能:高层建筑特别需要考虑抗震性能,选用能够满足地震设计要求的结构类型。
2.经济性:高层建筑结构对建筑成本有很大影响,需要选用经济性较好的结构类型。
3.施工性:结构类型要有良好的施工性能,能够适应现场施工的要求。
4.可持续性:结构类型要注重节能和环保,有利于提高建筑的可持续性。
5.功能性:结构类型要满足建筑的功能需求,如大跨度空间、开放式设计等。
建筑结构选型在建筑设计中,结构选型是一个非常重要的环节。
它直接关系到建筑物的稳定性、安全性和经济性。
本文将介绍建筑结构选型的一般原则,并针对不同类型的建筑提供一些建议。
结构选型的一般原则包括:1.确定使用功能和荷载:首先需要明确建筑物的使用功能和所承受的荷载,包括自重、活荷载、风荷载、地震荷载等。
这些荷载将直接影响结构的设计和选型。
2.考虑建筑功能和形式的特点:不同类型的建筑具有不同的功能和形式特点,例如住宅、办公楼、工业厂房、桥梁等。
结构选型应根据建筑的特点进行相应的调整。
3.对当地环境条件进行分析:建筑所处的地理位置和环境条件也将对结构选型产生影响。
例如,寒冷地区需要考虑隔热保温,台风多发地区需要考虑抗风能力等。
4.综合考虑经济性和施工难度:结构选型应在满足使用功能和安全性的前提下,综合考虑经济性和施工难度。
选择经济性较好、施工难度较低的结构类型,可以降低建筑成本和工期。
接下来,将对不同类型的建筑提供一些建议:1.住宅建筑:对于多层住宅建筑,常见的结构类型包括钢筋混凝土框架结构、钢结构和预制混凝土结构。
其中,钢筋混凝土框架结构在经济性和施工难度上具有优势,适用于多层住宅建筑。
而对于高层住宅建筑,钢结构和混凝土核心筒结构是较常见的选型。
2.商业建筑:商业建筑多数采用钢结构,因其具有灵活性、耐用性和施工速度快的特点。
钢结构可以实现大跨度的设计,能够满足商业建筑中大空间的需求。
3.工业厂房:工业厂房一般采用钢结构,因为钢结构具有轻便、抗震、耐候和易于拆改等特点。
此外,工业厂房还需要特别考虑生产线和设备布置的需求,因此应在结构选型时充分考虑工艺流程和设备分布。
4.桥梁工程:桥梁工程通常采用钢桥和钢-混凝土组合桥结构。
钢桥适用于大跨度、简支结构,具有较好的抗震性能。
钢-混凝土组合桥结构则可以充分发挥钢桥和混凝土桥的优势,同时满足安全性和经济性的要求。
总之,结构选型在建筑设计中起着关键作用。
选型的合理与否直接影响到建筑物的质量和使用寿命。
建筑结构及方案选型建筑结构是建筑物的骨架和支撑系统,它决定了建筑物的稳定性、安全性和美观性。
在设计建筑结构时,需要考虑多种因素,包括建筑物的功能、形式、材料、施工工艺和经济性等。
通过选择合适的建筑结构和方案,可以提高建筑物的可持续性和整体性能。
选择建筑结构时,首先需要考虑建筑物的功能。
不同功能的建筑物对结构的要求不同,比如住宅楼、办公楼、体育场馆等都有不同的荷载承载能力和抗震能力要求。
因此,在选择结构方案时,需要根据建筑物的功能来确定合适的结构类型。
其次,建筑物的形式和风格也会影响到结构的选型。
比如,对于高层建筑来说,通常会选择钢结构或者钢筋混凝土结构,因为其强度和稳定性较高;而在古建筑或者文化遗产的保护和修复中,会选择传统的木结构或者砖石结构,以保持其原有的风貌和历史价值。
材料是影响结构选型的关键因素之一。
不同材料具有不同的力学性能和耐久性能,需要根据具体情况来选择合适的材料。
比如,在海边或者潮湿地区建造建筑物时,应选择具有良好耐久性的耐酸碱材料;而在寒冷地区建造建筑物时,应选择具有良好保温性能的材料。
此外,施工工艺也会对结构选型产生影响。
不同结构类型的施工工艺不同,需要根据具体情况来选择合适的施工工艺。
比如,钢结构可以实现预制加工和快速安装,适用于工业化建筑;而钢筋混凝土结构需要现场浇筑,适用于复杂形状的建筑物。
最后,经济性也是影响结构选型的重要因素。
建筑结构的造价一般占到建筑物总造价的20%~30%,因此需要在结构选择中兼顾结构的经济性和性能。
比如,在选择结构类型时,可以考虑使用节能材料和施工工艺,降低能耗和成本。
总结起来,建筑结构及方案选型需要考虑建筑物的功能、形式、材料、施工工艺和经济性等因素。
通过合理选择建筑结构和方案,可以提高建筑物的可持续性和整体性能,满足不同建筑物的要求。
高层住宅结构设计论文随着城市化进程的加速,高层住宅在城市中越来越常见。
高层住宅不仅能够有效地解决城市人口密集的居住问题,还能在一定程度上提高土地的利用率。
然而,高层住宅的结构设计是一项复杂而关键的工作,需要综合考虑多种因素,以确保建筑的安全性、稳定性和舒适性。
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。
竖向荷载主要包括自重、活荷载等,水平荷载则主要有风荷载和地震作用。
在结构设计中,水平荷载往往成为控制因素,因为随着建筑高度的增加,水平荷载对结构的影响愈发显著。
此外,高层住宅的结构体系通常较为复杂,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、抗震性能、经济性等方面各有优缺点,需要根据具体的建筑功能、地理环境和建设要求等进行合理选择。
二、高层住宅结构设计的主要内容1、结构选型结构选型是高层住宅结构设计的首要任务。
需要综合考虑建筑的高度、使用功能、抗震要求、经济指标等因素,选择合适的结构体系。
例如,框架结构适用于层数较低、空间布局灵活的建筑;剪力墙结构适用于住宅中对房间分隔要求较高的情况;框架剪力墙结构则兼具框架结构的灵活性和剪力墙结构的抗侧力性能,适用于大多数高层住宅。
2、计算分析在确定结构体系后,需要进行详细的计算分析。
包括对竖向荷载和水平荷载的计算,以及结构的内力分析、位移计算等。
计算分析通常借助专业的结构设计软件进行,但设计师需要对计算结果进行判断和校核,确保其准确性和合理性。
3、构件设计根据计算结果,对结构中的各类构件进行设计。
包括梁、柱、墙等构件的截面尺寸、配筋等。
构件设计需要满足强度、刚度、稳定性等要求,同时还要考虑施工的可行性和经济性。
4、抗震设计地震是对高层住宅结构安全的重大威胁,因此抗震设计至关重要。
需要根据建筑所在地区的抗震设防烈度,确定结构的抗震等级,并采取相应的抗震措施,如设置抗震缝、加强节点连接等。
三、高层住宅结构设计中的关键问题1、风荷载的影响高层住宅受到的风荷载较大,可能导致结构的振动和变形。
结构选型在设计中的重要作用摘要:近年来,随着建筑技术的迅猛发展,我国建筑物的高度逐渐增高,结构体系逐年翻新,建筑功能与类型也越来越复杂,然而在建筑物结构工程设计中,有些设计人员忽视了建筑结构选型的重要性,以致某些建筑作品的建筑功能与内在结构不和谐,加大了建筑造价等。
本文结合笔者多年的实践经验从建筑结构选型的原则、建筑结构与建筑设计的关系、结构选型方案的选择等方面谈谈结构选型在设计中的作用。
关键词:建筑结构;结构选型;建筑设计Abstract: In recent years, with the rapid development of architectural technology in our country, the height of the building is higher, the structure system renovation of the year by year, architectural function and type also more and more complicated, however, in the structure engineering design, some design personnel ignore the importance of building structure selection, so that some of the architectural works architecture function and inner structure is harmonious, increase the construction cost, etc. This paper combining the practical experience for many years in the selection of structure from building principle, structure and the architectural design, the relations between structure selection plan of the choice of talk about the structural type in the design of the function.Keywords: building structure; structural type; Architectural design建筑结构主要是通过一定空间与造型的形成来保证建筑物安全使用,其可以承受认为或自然界等各种施加于建筑物上的荷载作用。
浅谈高层建筑结构选型及设计摘要:随着国民经济的快速发展。
人民生活水平的不断提高。
功能俱全的高层建筑越来越多,而建筑师为了建筑立面美观和艺术上创新,常常使得建筑平面形状和立体的空间形状复杂不规则,建筑体型日趋多样化。
本文针对日益复杂的高层建筑结构设计和选型问题进行了分析。
关键词:高层建筑;结构选型;结构设计abstract: with the rapid development of national economy. the improvement of people’s life. functioning of thehigh-rise building is more and more, and the architect for the building elevation beautiful and artistic innovation, often made of building plane shapes and stereo space complex shape irregular, building size becoming more diverse. this article in view of the increasingly complex high-rise building structural design and selection problems are analyzed.keywords: high building; the structural type; structure design中图分类号:[tu208.3]文献标识码:a 文章编号:随着高层建筑高度、规模、投资与复杂性等逐步增大,结构选型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,结构选型的难度与重要性增大、时间增长,耗费的人力、财力、物力增加。
高层建筑结构体系的选型通常要遵循一定的原则,它不仅要考虑到建筑设计、结构设计、建筑施工的要求,而且要从建筑设备安装、结构选材方面进行考虑。
高层结构设计体系选型与优化研究【摘要】对于同一个设计,不同的结构工程师可能采用不同的结构体系,选用不同的结构材料来实现同一设计目标,使得最终的经济性能不同,甚至相差很大。
因此就非常有必要对结构材料、结构体系以及基础形式等进行比选和优化。
【关键词】高层;优化;设计结构体系是指结构在抵抗竖向荷载和水平荷载时的传力途径及构件的组成方式。
竖向荷载由水平构件和竖向构件传递到基础,而水平荷载则由抗侧力体系传到基础。
在高层建筑中,抗侧力体系的选择与组成是高层建筑结构设计的首要考虑及决策重点。
1. 高层建筑按结构材料划分1.1 钢筋混凝土结构体系。
钢筋混凝土结构合理利用了钢筋和混凝土两种材料的协同受力性能特点,广泛应用于各种工程结构中。
它具有取材丰富,造价较低,耐久性和耐火性较好,维护费用低,结构造型灵活,整体性能好等优点。
由于这些优点使得钢筋混凝土结构成为我国传统的结构形式,在我国的高层建筑中占主导地位。
1.2 钢结构体系。
钢结构具有强度高,抗震性能好,构件截面小,工厂化生产程度高,施工方便,建设周期短,大跨度、大空间、多用途等特点。
同时它也具有结构材料较昂贵,造价较高,钢材易于锈蚀,日后维护费用高,防火性能较差,设计施工技术较复杂等缺点。
1.3 钢一混凝土混合结构体系。
钢一混凝土混合结构将钢构件和钢筋混凝土构件两者并用,互相取长补短,既充分利用了钢构件具有的材料强度高,截面尺寸小,能提供较大跨度空间的优点,也利用了钢筋混凝土墙体或筒体具有的较大的抗侧刚度和较高的抗震承载力等优点。
1.4 钢一混凝土组合结构体系。
钢一混凝土组合结构主要包括型钢混凝土结构和钢管混凝土结构,型钢混凝土结构是指混凝土内含型钢的劲性配筋混凝土结构,钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件。
2. 高层建筑按结构形式划分多层及高层建筑中传统的、广为应用的是框架、剪力墙、框架一剪力墙结构体系。
在高度较大的高层建筑中,应用较多的是框架一筒体结构、框架结构、筒中筒结构及多筒结构等结构体系。
结构选型在高层建筑方案设计中的作用摘要:随着社会的发展,建筑的发展呈多样化复杂化,高层建筑、大跨建筑、非线性建筑等诸多非传统类型因科技进步和生产建造水平的提高而越来越多的出现在人们生活中。
为了提高施工效率,节约成本,保证建筑质量和使用年限,选择合理的结构类型是达到上述三方面的重中之重。
本篇论文将从分析三个案例入手,详细分析结构选型在高层建筑方案设计中的重要作用。
关键词:高层建筑,结构选型,钢筋混凝土结构一、高层建筑结构选型概述1.高层建筑结构选型概念用一定的材料,建造能够抵御一定外界自然力的空间就是房屋,而房屋的骨架就是结构。
至于骨架要怎样才能立于大地,使用木头、石块还是是混凝土,通过捆扎、搭接还是铰接等问题,就是结构选型的范畴。
高层建筑常用结构体系包括钢筋混凝土结构、钢结构、混合结构三类。
其中,钢筋混凝土结构包括传统结构(框架结构,剪力墙结构,框架一剪力墙结构)、筒体结构(框筒结构,筒中筒结构,框架一筒体结构,成束筒结构)、复杂结构、悬挂结构、巨型结构等;钢结构包括框架体系、双重抗侧力体系、简体结构、交错桁架体系等;混合结构包括钢框架一钢筋混凝土筒体结构、型钢混凝土框架一钢筋混凝土筒体结构等。
大多数的高层建筑结构设计就是从以上结构体系中选择一个较为安全稳固、施工技术可行、造价经济合理的形式。
2.高层建筑结构选型重要性经济高速增长使得高层建筑的规模越来越庞大,无论是建造还是维护,费用都十分昂贵。
而结构选型的不合理恰恰会使使高层建筑造价猛增或是寿命骤减、经济利益缩水,导致出现一批烂尾楼或衰败的楼盘,这不仅仅使建造者蒙受了巨大的经济损失,也将整个街道甚至城市陷入了一场灾难。
曾被评为世界“最大烂尾楼”的朝鲜柳京饭店就是现实生活中生动的例子,由于不按计划施工,柳京饭店曾经一度被评为“人类历史上最丑的建筑物”。
然而即便是建成后,一些建筑结构专家也认为该设计不够充分,对其结构的合理性持消极态度,甚至认为这栋建筑有倒塌的危险。
本想用来炫耀实力和财力的建筑,非但没有让朝鲜首都平壤达到目的,反而成为世人茶余饭后徒增笑柄。
合理的结构选型不仅可以帮助投资者降低建筑造价、提高经济效益,缩短高层建筑施工工期,而且提高高层建筑的安全性,同时也可以为城市景观做出相应的贡献。
3.高层建筑的防火难问题高层建筑是因城市用地短缺而诞生的产物,其巨大的建筑空间可以容纳众多人员和复杂的功能,但产生了在发生火灾时疏散困难的问题,过高的建筑高度也使消防车等传统的消防设备难以辅助疏散和快速灭火,加大了消防人员救援的危险性。
至此,我认为山崎实设计的原世贸双子塔具有一定的典型性。
这个设计虽然创造性地开辟了结构模型— f行架楼板一密柱刚性筒体,保证大楼在被飞机撞击后的一段时间内没有倒塌,但大楼本身的防火设计着实不尽如人意:柱子与楼板、梁等构件抗火性能不协调,钢结构使用螺栓节点而非焊接节点,防火保护层易脱落。
所以,在选择合理结构体系的基础上,做好防火设计可以延长高层建筑在大火中的寿命,保证建筑主体在火灾中的坚持时间,这点对于应对消防问题和人员救援非常有利。
4.高层建筑结构设计要点1)水平力是高层建筑设计的主要因素高层建筑的竖向荷载(建筑自重、活荷载等)所引起的轴力和弯矩值仅与建筑高度成正比,而水平荷载(风荷载、地震作用等)所引起的轴力及倾覆力矩则与建筑高度的二次方成正比。
2)侧移是高层建筑设计的控制指标随着建筑物高度的增长,在水平荷载作用下其侧向变形迅速增大,与建筑高度的四次方成正比。
3)结构的竖向变形不可小觑以框一剪结构体系的高层建筑为例:中间柱子的轴压应力一般大于边柱,而且随高度增加差距拉大,若不做处理,会造成相当于连续梁中间支座沉陷的后果。
二、高层建筑结构体系形式结构体系是指结构抵抗竖向荷载和水平荷载时的传力途径以及各种构件之间的组成方式。
竖向荷载通过水平构件和竖向构件传递到基础是所有结构最基本的传力体系;随着建筑高度的增大, 横向荷载(风荷载、水平地震作用等)对结构的影响的增长速率大于竖向荷载的增长速率, 高层建筑中抗侧力体系要将建筑物承受的水平荷载传到基础, 侧向荷载将成为确定高层建筑结构方案和影响土建造价的决定性因素, 因此抗侧力体系的选择和组成是高层建筑结构设计的首要考虑和决策的重点。
高层建筑的结构体系是高层结构是否安全合理、经济适用的关键。
高层建筑按结构材料主要可分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢-混凝土混合结构以及钢-混凝土组合结构等类型;按抗侧力体系可划分为框架、剪力墙、框架-剪力墙、框架-筒体、筒中筒、巨型框架、脊骨等一般高层建筑结构体系, 以及发展迅速的带转换层、连体、悬挑、带加强层等复杂高层建筑结构体系。
三、高层建筑结构选型的影响因素1 建筑功能因素建筑功能一般是在该高层建筑项目方案形成时就可以确定的,而建筑的结构设计也是需要围绕其建筑功能而开展的,这是建筑结构选型中最基础的影响因素。
为了满足建筑功能的需要,在结构选型中就必须设计出符合其功能的结构形式,如酒店的高层建筑结构设计中,其结构选型就要以方便酒店服务顾客为依据进行选型设计,空间分布要符合酒店管理的要求; 而不能按照民用住宅的结构进行选型设计。
2 建筑方案因素建筑方案特征主要包括方案建筑的高度、高宽比、长宽比以及建筑体型,其中建筑体型包括平面体型和立体体型。
平面体型是由平面规则性、平面对称性、平面质量和刚度偏心等组成,立体体型是由结构高宽比、立面收进体型、塔楼和层间刚度等组成。
3 结构受力因素因为各种结构体系有各自的受力特征,比如在抗风能力、抗震能力、整体刚度等各方面各不相同,而选型必须保证结构体系的受力合理,所以要根据力学上的要求认真比较各种结构体系优缺点,挑选出适当的几个结构体系,然后再结合其他影响因素作分析。
4 施工技术因素建筑结构的选型与设计要依照当前的建筑技术水平而确定,选型要切合实际,具有可行性,而不可盲目追求新颖结构,这将会给建筑工程的施工带来很大难度,也不易控制建筑的施工质量。
为此,在高层建筑的结构选型中,必须要考虑到施工技术水平和施工工艺的现状。
即使在同样的结构选型中,也要考虑到不同的施工技术所需要的机械设备、建筑材料、施工时间、建筑成本等不同的技术经济指标,以及结构的荷载能力、抗剪能力、抗震性等多方面力学性能对建筑施工的影响。
5 建筑经济因素经济因素是所有建筑项目中都必须要慎重考虑的因素,尤其是对于高层建筑来讲,规模的扩大,工期的延长,人员和材料的增多等都需要比低层建筑花费更多的成本,其资金投入使用的管理也将更复杂。
为此,在进行建筑结构选型时,需要充分考虑到经济因素对于选型的影响。
首先应进行全面的建筑工程成本预算,其预算结果在经过投资方肯定后方能采用该建筑设计方案,若投资方认为预算过高,就要对其设计方案进行调整。
6 美学效应因素除了功能、技术、经济等方面有关建筑本身各方面对建筑结构选型的影响因素以外,建筑结构的美学效应也是当前城市高层建筑结构设计中需要考虑的重要因素。
建筑结构选型的外观是否与城市文化内涵相吻合,其形状特点是否与周边建筑相得益彰不显突兀,美学特征是否符合人们的审美需求等等,都是在建筑结构选型中需要注意的问题。
除了外在观感,建筑结构的内部美感也是非常重要的。
四、城市商务综合体作业结构选型分析对于初涉高层建筑设计的学生的我而言,高层建筑结构是一个相对陌生和茫然的领域。
作业要求建筑高度在100米以下的高层建筑主体结构体系以钢筋混凝土框架剪力墙为主。
材料与构造设计:核心筒周圈墙厚600㎜(随层数增加而减小),内墙厚250~300㎜。
框架柱采用钢管-混凝土组合柱或内插型钢的劲性混凝土组合柱,底层柱截面约为1000㎜×800㎜(截面尺寸随楼层增加而减小)。
梁截面300×600㎜,框架周圈边梁450×800㎜,楼板厚度100㎜~130㎜。
技术设计与应用:主要考虑生态技术应用,在建筑方案阶段以“被动式节能技术”为主:在选址规划、空间造型、平面布局、材料构造等方面采用“建筑的手段”进行节能设计。
包括充分的自然采光和通风;遮阳和隔热措施;利用压力差&温差组织气流;地板下送风;反光板;屋面绿化&种植;雨水收集;生态中庭;双层幕墙&复合外墙;新/旧材料利用等。
作业定位:类型化设计。
按功能要求,高层建筑分为居住高层和非居住高层两大类。
在非居住性质的高层建筑中,办公楼占有绝大部分的比例。
目前,办公楼类型的划分尚无统一标准。
从使用者的角度可以把办公建筑大致分为3种:政府办公楼、企/事业单位自用为主的办公楼、商业开发租售为主的办公楼(写字楼)。
本项目为综合写字楼,即包含有两种或多种使用者群体和市场开发目标的高层办公楼。
其中,投资者自用部分占地上总建筑面积的比例约为1/5。
其余部分则面向市场出租或出售。
技术经济指标:1、用地性质:商业服务用地2、用地面积:18300㎡3、总建筑面积:约70000㎡(±5%)地下建筑面积:约15000㎡地上总建筑面积:55000㎡其中:写字楼 25000㎡左右(包含会所4000㎡);裙房商业面积30000㎡左右。
4、建筑限高:100m5、容积率:不大于3.06、绿化率:25%7、建筑密度:不大于35%建筑本身为双塔,位于天津滨海新区响螺湾中心商务商业区一个十字路口处,由东侧规划路、南侧安阳道、西侧迎宾大道、北侧安阳北道围合而成的四边形地块内,高塔A为80m高的写字楼,矮塔B为50m高的酒店式公寓,结构为钢筋混凝土框架-核心筒结构,有一层地下车库。
裙房的结构体系分析对于大型商业来说,建筑的平面布置一定程度上决定了其结构体系。
裙房建筑平面形状接近L形,楼梯位于其突出部位;平面上设计多个退台和垂拔空间,且面积大,所占平面比重大;平面上布置有一组电动扶梯,整体来看,有些楼层楼板开洞面积超过50%(中庭位置),楼板形成结构较薄弱部位。
柱网正交排列,但由于建筑平面为异形,出现许多出挑空间,所以柱子选择为1000mm*1000mm的钢筋混凝土方柱。
五、大连世界金融中心超高层建筑结构选型1.工程概况及结构特点大连世界金融中心项目位于大连市主要干道人民路和世纪街交点。
大连地区百年一遇基本风压为O.75KN/m?:基本雪压为0.4KN/m2:地震基本烈度为7度,场地类别为II类,设计地震分组为第二组。
大连世界金融中心项目全部用地约为5378m2,总建筑面积172518n12。
建筑主屋面高204.75m,总高为213.44m,属超限高层建筑,地上由2栋52层超高层南、北塔楼以及5层高的裙房组成,地下为5层。
建筑功能主要为办公及公寓。
设计中通过设置抗震缝分为独立结构,南北塔楼结构形式完全相同,标准层和避难层平面尺寸均为44m×33m,南北和东西方向均对称。