高层建筑结构设计中应注意的问题
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浅谈高层建筑结构设计的注意事项[摘要]目前建筑类型与功能越来越复杂,高层建筑的数量逐渐增多,高层建筑的结构体系也是越来越多样化,高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。
本文结合了现代高层建筑结构设计的特点和发展趋势,分析了在高层建筑中,结构设计时应该注意的事项,如高层建筑的基础设计、高层建筑结构设计中的扭转问题、高层建筑结构设计中的振动周期和移动问题等。
[关键词]高层建筑结构设计注意事项[引言]高层建筑是相对于多层建筑而言的,评判一栋建筑是否为高层建筑通常以建筑的高度和层数作为两个主要指标。
多少层数以上或多少高度以上的建筑为高层建筑,全世界至今还没有一个统一的划分标准。
在不同国家和各国家的不同时期,其规定也有差异,这与一个国家当时的社会经济发展水平是密切相关的。
如美国规定高度为22-25m或7层以上的建筑为高层建筑;应该规定高度为24.3m 以上的建筑为高层建筑;而日本则规定8层以上或高度超过31m的建筑为高层建筑。
我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj 3-2002)规定,10层及以上或者高度超过28m的混凝土结构民用建筑物为高层建筑。
在结构设计时,高层建筑的高度一般是指从室外地面至檐口或主要屋面的距离,不包括局部突出屋面的楼电梯间、水箱间、构架等高度。
随着社会经济的发展和人口的不断增长,我国城市化水平不断提高,人口密度越来越大,可被利用的建筑用地越来越少,高层建筑的发展顺应了这种趋势,它至少具有三个方面的意义:一是节约用地;二是节省城市基础设施费用;三是改善城市市容。
一、高层建筑结构的设计特点高层建筑结构可以设想成为支撑在地面上的竖向悬臂构件,承受着竖向荷载和水平荷载的作用,与多层建筑结构相比,高层建筑结构的设计具有以下几个方面的特点。
1.1水平荷载成为设计的决定因素(a)(b)图1.1高层结构的受力和变形示意图对于高层建筑结构,一般是竖向荷载控制着结构的设计。
阐述高层建筑结构设计注意问题及对策高层建筑结构不但承受较大的垂直方向的荷载,同时也承受较大的水平方向的荷载,外界地震的作用和外界风产生的水平方向的荷载的影响是主要的影响因素。
随着建筑物高度的增加,高层建筑的位移增加较快,但是高层建筑过大的侧移不但影响人的舒适度,同时使得建筑物的使用受到影响,并且容易损坏结构构件以及非结构构件。
基于此,在设计高层建筑结构时,首先控制侧移在规定的范围之内。
1.高层建筑结构设计应注意问题1.1高层建筑结构受力方面对于一个建筑物的最初的方案设计,建筑师考虑更多的是它的空间组成特点,而不是详细地确定它的具体结构。
建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的,由于建筑物是由一些大而重的构件所组成,因此结构必须能将它本身的重量传至地面,结构的荷载总是向下作用于地面的,而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系,所以,在建筑设计的方案阶段,就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。
随着高度的不断增加,竖向结构体系成为设计的控制因素,其原因有两个:其一,较大的垂直荷载要求有较大的柱、墙或者井筒;其二,侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多。
与竖向荷载相比,侧向荷载对建筑物的效应不是线性增加的,而随建筑高度的增高迅速增大。
在高层建筑中,问题不仅仅是抗剪,而更重要的是整体抗弯和抵抗变形,可见,高层建筑的结构受力性能与低层建筑有很大的差异。
1.2结构选型阶段1)结构的规则性问题新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。
”因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
2)结构的超高问题在抗震规范与高规中,对结构的总高度都有严格的限制,尤其是新规范中针对以前的超高问题,除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外,增加了B 级高度的建筑,因此。
高层建筑框架结构设计中的技术问题及对策摘要:高层建筑的结构设计主要有四种,其中框架结构式组基本的结构形式,其他的结构设计都是以其为基础,所以框架结构的设计是建筑设计的基本环节。
在高层建筑的框架结构设计中往往会遇到很多技术性问题,本文选取了几个具有代表性的问题进行了分析,并提出对策,以供参考。
关键词:结构类型;技术问题;改进对策一、常用高层建筑结构分类1、基本框架结构基本的框架是高层建筑的建筑基础,主要构成是基础、梁、柱、楼板这四种结构,其主要的作用就是承重。
其中基础、梁和柱子是构成框架的最基础结构,也是主要的承重体。
以框架结构为基本结构的建筑形式较为灵活,可以形成较大的空间,建筑的立面处理也比较方便。
从整体看,具有抗震性和整体性的优势,具备一定的塑变能力。
2、框架配合剪力墙高层建筑的结构设计常常采用的另一种结构形式是框架配合剪力墙的结构。
这种结构就是将框架和剪力墙两种结构形式组合在一起,成为一个结构体系,竖向的应力载荷主要由框架和剪力墙共同承载,而水平的载荷就由剪力墙来分担,这是因为剪力墙的刚度较大,可以承担侧向应力。
和剪力墙配合增加了高层建筑的抗侧力刚度,减轻了框架架构带来的侧向位移,同时框架配合剪力墙也可以让层与层之间的变形趋于均衡,所以框架和剪力墙构成的体系提高了建筑的可建高度。
3、单纯剪力墙利用墙体来承受全部的水平载荷和竖向载荷的建筑体系就是剪力墙结构。
剪力墙的主要突出特性就是刚性明显,所以剪力墙对力的传导均匀直接。
其结构的强度和刚性都明显较高,同时也具备一定的延展性。
这样的结构在对抗侧向位移的时候可以有效的控制位移的程度,在对抗台风、地震的时候可以起到很好的作用,具有良好的整体性、抗倒塌性,其建设高度也高于前两种结构。
4、筒体结构体系筒体体系主要是由筒体为结构主体,所以称之为筒体结构。
由筒体结构构成的高层建筑起强度和刚度相对较高,明显的特征就是结构体系中的所有构件都可以合理的分配载荷,在抗台风和地震的能力上更高与以上三种结构形式,而且可以满足大空间、大跨度的需求,在超高层建筑上应用普遍。
高层住宅建筑结构设计的问题及解决办法1. 建筑设计不合理:可能存在结构分布不均匀、楼板大小不一致等问题,导致整体结构不稳定。
解决办法是通过合理的结构设计,确保结构的均匀性和稳定性,比如采用对称结构和等跨结构等。
2. 抗震设计不完善:高层住宅建筑在地震等自然灾害面前容易受到严重破坏。
解决办法是加强抗震设计,采用抗震墙、剪力墙等结构措施,增加结构的抗震能力。
3. 竖向承载能力不足:高层住宅建筑存在较大的自重荷载和使用荷载,需要具备足够的承载能力。
解决办法是合理设置柱网和采用高强度的材料,确保结构的承载能力,并进行承载能力计算和验证。
4. 梁柱布局不合理:梁柱布局对结构的稳定性和承载能力有重要影响。
解决办法是根据实际情况设计合理的梁柱布局,避免悬挑、短柱等设计缺陷。
5. 高层结构的温度变化影响:高层住宅建筑由于高度较大,会受到温度变化的影响,导致结构产生应力、变形等问题。
解决办法是通过合理的温度控制措施,如设置伸缩缝、使用隔热材料等,减小温度变化对结构的影响。
6. 施工技术问题:高层住宅建筑的施工存在一定的困难性,施工技术要求较高。
解决办法是采用先进的施工技术和设备,进行施工质量的控制和监督,确保结构的稳定和安全。
7. 管道布置和预留不合理:高层住宅建筑的水、电、气等管道布置不合理或者预留不当,会影响结构的稳定性和实用性。
解决办法是在设计阶段充分考虑管道布置和预留要求,合理安排管道的走向和通道的位置,确保结构和管道的协调。
在解决这些问题时,需要工程师和设计师充分考虑建筑的结构特点、使用功能和环境条件,并依据相关的建筑设计规范和技术标准确定解决方案,以确保高层住宅建筑的结构安全和稳定性。
高层建筑结构设计中常见问题分析摘要;城市高层建筑不断增加,其结构的变化也越来越复杂,本文就结构设计中常见的问题进行分析,以供同行参考。
关键词;建筑结构设计方案选型基础承重梁柱中图分类号:tu3文献标识码: a 文章编号:随着高层建筑的结构体系的形式多样化,设计部门所面临压力和挑战也越来越大。
结构设计也越来越成为结构工程师设计工作的主要重点和难点之所在。
本文从事多年结构设计工作,发现在建筑结构设计过程中,会出现一些常见问题,影响了日后的施工和使用,为了避免结构设计过程中的错误,现将这些常常出现的问题分析总结如下:1. 结构选型对于高层结构选型问题,结构设计师应该注意以下几点:1.1 设计者要注意结构的规则性问题新规范在这方面的规定较之旧规范增加了许多的限制条件,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。
”因而设计中的选型问题,一定要遵循新规范的上述规定。
避免后期施工图设计阶段的变更。
1.2 结构设计的超高问题结构的超高问题,是建筑设计的敏感问题。
在抗震规范与高规中,严格限制了建筑结构的总高度,在规范中把建筑高度划定为a、b 两级,因此,设计中应该严格控制结构的高度,如果结构为b 级高度建筑甚或超过了b 级高度,对于设计方案的影响是很大的。
如果考虑不到,在实际工程设计中会出现施工图审查时的麻烦,导致不通过设计方案的后果,影响工程工期、造价等。
1.3 嵌固端的设置问题现代都市的高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防工程,在这种情况下,嵌固端的设计有两种选择,一种是设置在地下室顶板,一种是设置在人防顶板,有一部分设计师往往忽视了由嵌固端的设置而发生的变化,如:嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题,任何一个因素考虑不周,都会给后期工作带来麻烦,甚至是质量事故。
1.4 短肢剪力墙的设置问题规范对墙肢截面高厚比为5-8 的墙定义为短肢剪力墙,根据以往的实际情况,规范重新更正了对短肢剪力墙在高层建筑中的应用,所以结构工程师在结构设计中应尽可能少采用或不用短肢剪力墙,避免不必要的麻烦。
高层建筑结构设计的特点及注意事项
1.抗震设计:高层建筑的抗震设计是结构设计的重要内容,需要采用合理的结构体系和抗震构造设计,以确保建筑物在地震等自然灾害中的稳定性和安全性。
2. 稳定性设计:由于高层建筑的高度和结构复杂性,其结构稳定性设计需要考虑多种因素,如水平荷载、风荷载、自重等,以确保建筑物的整体稳定性。
3. 选材:高层建筑结构设计需要选用合适的材料,如钢材、混凝土等,以满足建筑物的强度和稳定性要求。
4. 细化设计:高层建筑结构设计需要进行细化的设计,包括材料的选用、构造的设计、节点的布置等,以确保建筑物在使用寿命内的稳定性和安全性。
5. 维护保养:高层建筑结构设计需要考虑维护保养的问题,以确保建筑物长期稳定和安全运行。
总之,高层建筑结构设计需要综合考虑多种因素,以确保建筑物的安全稳定和长期使用寿命。
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高层建筑结构设计注意事项大全要保证高层建筑结构安全、适用、耐用,那就必须要对高层建筑进行结构设计,按有关设计标准的规定,对建筑结构进行总体布置、技术经济分析、计算、构造和制图工作,并寻求优化的过程,接下来是本店铺带来的关于高层建筑结构设计注意事项大全的内容介绍以供参考。
一、高层建筑结构设计基本问题:1.应当注意防震缝的设计,必须留有足够的宽度。
2.平面形状或刚度不对称,会使建筑物产生显著的扭转,震害严重。
3.凸出屋面的塔楼受高振型的影响,产生显著的鞭梢效应,破坏严重。
4.高层部分和低层部分之间的连接构造不合理。
5.框架柱截面太少,箍筋不足,柱子的延性和抗震能力不够而发生剪切破坏或柱头压碎。
6.由于沿竖向楼层质量与刚度变化太大,是楼层变形过分集中而产生破坏。
7.地基的稳定性问题要特别注意。
8.伸缩缝和沉降缝宽度过小,碰撞破坏很多。
9.不应在建筑物端部设置楼梯间和楼板开大洞口,因刚度不均匀而产生扭转。
10.外纵墙门窗洞口过大,连梁尺寸太小,容易产生破坏。
11.中间部分楼层柱子截面和材料改变或取消了部分剪力墙,产生刚度或承载力突变,形成结构薄弱层。
二、宏观控制:高层抗震设计的基本原则:小震不坏,中震可修,大震不倒。
高层建筑结构应根据房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、结构材料和施工技术条件等因素考虑其适宜的结构体系。
高层建筑的高宽比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。
三、沉降缝、伸缩缝和抗震缝要注意的问题:高层建筑应当调整平面尺寸和结构布置,采取构造措施和施工措施,能不设缝就不设缝,能少设缝就少设缝,如果没有采取措施或必须设缝时,则必须保证必要的缝宽以防止震害。
钢筋混凝土高层建筑结构的温度-收缩问题,一般由构造措施来解决。
后浇带可选择在对结构受力影响较小的部位曲折通过,不要在一个平面内,以免全部钢筋都在同一平面内搭接。
一般可设置在梁和楼板的1/3处。
目前许多工程是采用调整各部分沉降差,在施工过程中留后浇段作为临时沉降缝,等到沉降基本稳定后再连为整体,不设永久性的沉降缝。
高层建筑结构设计中应注意的问题
摘要:本文首先阐述了高层建筑结构设计中应注意的问题,接着分析了高层
建筑结构设计问题的对策,希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词:高层建筑结构设计;应注意的问题;对策
引言:
我国对于高层建筑的建设已经逐渐趋于成熟的状态,也取得了一定的成就,
但从以往的建设中,我们也可以发现,高层建筑与其他类别的建筑存在着一定的
不同,其涉及的范围广泛,整体工作内容相对较复杂,尤其是设计结构中存在的
问题,影响着高层建筑的整体设计,需进一步分析探讨,采取更有效的解决措施。
1高层建筑结构设计中应注意的问题分析
1.1建筑抗震设计问题
高层建筑结构进行抗震设计,能在地震过程中减少地震的冲击力,保证建筑
结构的稳定。
然而,有的设计人员未能客观准确地对建筑区域周围地质环境进行
详细勘查、分析,导致建筑结构抗震设计不符合基本条件,不断降低建筑结构的
抗震性能。
由于抗震设计中的构件使用不合理,其整体的承受力相对较低,无法
承受地震的作用力,致使建筑结构极易出现坍塌的情况。
1.2结构超高超限问题
在建筑结构设计过程中,有的设计人员未能根据高层建筑的特点对整体结构
进行深入分析,出现超高问题,导致整体结构不符合规定要求,后续施工作业受
到较大影响,不利于高层建筑项目的顺利开展。
由于高度超出既定标准,致使后
期设计人员需重新进行结构设计,增加重复量,延长项目工期,降低建筑结构设
计效率。
1.3高层剪力墙相关问题
建筑结构剪力墙在抗震性能中处于第一道防线,对于结构起到至关重要的作用,对建筑质量产生较大影响。
建筑结构剪力墙的厚度一般在20~50cm左右,该类结构对建筑整体有着重要优势,可有效使结构自重逐渐减小。
但是,在实际设计过程中,由于剪力墙设计得不合理,致使建筑抗震性相对较差,无法保障建筑安全。
1.4设计因素考虑不全面
建筑结构设计是建筑企业关键内容,直接关系到高层建筑整体质量,但当前在高层建筑结构设计过程中,仍然存在着不同问题,致使结构设计工作无法正常开展,降低整体的设计效率,影响建筑实际质量。
在具体设计过程中,影响建筑设计结构的因素相对较多,要求设计人员从全方位进行考量。
但在设计中,相关人员前期准备不够全面,未能做好前期准备工作,缺乏有关数据信息,无法为结构设计提供有效依据,致使建筑结构设计与实际情况容易存在误差,降低建筑结构设计质量。
2高层建筑结构设计问题的对策分析
2.1增强抗风荷载能力
在进行高层建筑设计时,需要对高层建筑所处区域的自然环境、地形以及水文条件进行分析、解读,判断出高层建筑的抗风荷载水平。
要想增强建筑物抗风荷载水平,就需要重视高层建筑地基等基础位置的设计和施工,并要合理地选择原材料,通过改善原材料的质量,以增强基础持力层的抗压能力。
在开展高层建筑设计时,还需要改善砂石等原材料的质量,并合理利用、加设构件,确保整体结构的稳定性。
在设计的过程中,设计人员还需要对于楼体结构和投影面积进行优化,确保其能够和绿化等辅助设施协调一致,降低风荷载对于建筑楼体造成的影响。
2.2增强抗震能力
增强高层建筑承重性能可以较为有效地降低震动对于高层建筑结构造成的破坏。
一般情况下,建筑的承重结构是框架剪力墙,如果想在发生地震时保证剪力
墙不被破坏,且框架结构可以支撑楼体,以尽可能地保证高层建筑处于安全状态,这就需要确保楼体的刚度满足设计需要,特别是在地震多发区域,更要调整抗震
刚度标准。
此外,科学分布结构构件可以使高层建筑受力处在均匀状态下,在布
件时还可以放置一些水平方向构件,以对高层建筑进行保护,从而有效避免地震
对其造成的破坏。
2.3提高消防设计水平
高层建筑对于消防设计要求较高,因此设计人员需要对于消防设计予以充分
关注。
首先,需要考虑到建筑设计需求,科学安排消防通道位置,为紧急疏散和
救援提供适宜的通道。
其次,楼层高度不同,消防通道的数量也存在一定差异,
因此需要尽可能地多安排消防通道。
再次,在进行消防通道设计时,应该做好防
烟区设计,避免烟雾危害人们的身体健康。
最后,在开展建筑楼体设计时,需要
确保楼体间的距离恰当,以便可以较为有效地抑制火势蔓延,有效控制火情。
因此,在高层建筑楼体测量中需要保障测量数据的真实性,并借助于楼体外缘的计
算将楼体控制在安全距离。
2.4科学开展建筑平面设计
建筑平面设计能够在一定程度上决定高层建筑是否处在稳定状态下。
当前,
部分高层建筑设计人员过分关注建筑外形的美观性,以至于会设计一些不规则区域,甚至使得平面整体都不规则,这很可能会对建筑整体的结构功能造成影响,
不利于建筑施工的顺利开展。
因此,在开展高层建筑平面设计时,要尽可能地选
择使用方形或长方形的规则造型,确保建筑处在稳定的状态。
在设计的过程中,
设计人员还需要考虑到施工条件,在满足建筑物功能需求的同时,最大限度提升
高层建筑的美观性。
2.5调整建筑结构设计方案
高层建筑设计的任务量较大、需要花费的时间较长,如果在设计阶段出现问题,很可能会阻碍后期施工,导致建筑应用效果不佳。
因此,必须要将确保建筑
结构设计的科学性作为设计关键。
相关设计人员需要严格遵循相关法律法规,保
证设计方案能够符合行业规范,避免建筑物高度超出标准等。
在开展建筑结构设
计时,设计人员还需对于施工所处的环境、水文条件、气温、降雨等情况进行分析,确保建筑结构设计方案可以适应周围的环境。
在进行高层建筑结构设计时,
设计人员还需要做好延性设计,将嵌固端上下刚性以及抗震等级比例控制在一定
范围内,提高高层建筑抗震能力。
2.6使用多种不同类型的建筑结构
近些年来,随着我国城市内部高层建筑物规模的扩大,建筑物的展现方式更
加多元化。
在这一背景下,传统设计过程中所运用的单一结构已经难以满足高层
建筑的受力需求。
因此,在开展设计时,需要加强多个结构之间的融合,运用多
种方式,这样才能够为主体结构设计搭建工作的开展提供支持,确保建筑物内部
质量可以符合相关要求,提高其荷载能力。
2.7灵活使用抗侧力结构
由于高层建筑需要具有较高的抗侧移能力。
因此,设计人员需要确保建筑物
的抗侧力结构。
近些年,将其应用到建筑中也取得了一些成绩。
比如可以在建筑
物中铺设以钢筋混凝土为原材料的网格筒体。
如果筒体内部出现弯曲或者是变形,可以借助于外筒达成楼板协同目标,增强筒体的抵抗能力。
相对而言,筒体的刚
度比较小,打造矩形网格筒体能够使各个构件之间形成衔接,确保结构受力的均
匀性,具有较强的承载能力,从而提高整栋楼的抗侧移能力。
结束语:
在社会经济不断发展的当前,高层建筑逐渐的成为了城市中主流的建筑结构
形式。
并且为了满足人们生活和工作等需求,高层建筑工程项目还在不断的增加,因此其结构设计以及相关安全问题得到了社会各界的关注和重视。
所以在高层建
筑结构设计工作期间,相关工作人员要制定科学合理的结构设计方案,及时的发
现并解决设计工作中的问题,这样才能有效的提升结构设计的科学性和有效性。
通过对结构设计的合理规划,可以实现对各种影响因素的有效控制,从而提升高
层建筑的质量,促进我国建筑行业的可持续发展。
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