多高层结构设计第二章
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多高层建筑结构设计第三版课程设计一、设计背景在现代城市化进程中,高层建筑越来越多地出现在人们的视野中。
然而,高层建筑的结构设计不仅需要考虑使用功能和安全性,还需要考虑能源消耗和环境保护等方面。
因此,本课程设计旨在通过探索高层建筑的结构设计来提高学生对现代建筑的认识和理解,并培养学生对于能源环境的关注能力。
二、设计目标1.掌握高层建筑结构设计的基本原理及方法;2.熟悉现代高层建筑结构材料的特点和使用方法;3.熟悉高层建筑结构设计的新技术、新材料和新工艺;4.发展创新意识和解决问题的能力。
三、设计计划1. 第一阶段:课程介绍及基础知识1.1 课程介绍在本阶段,我们将介绍课程的目标、学习方法及评估方式。
同时,我们也会对高层建筑结构设计的相关背景,历史和现状进行了解。
1.2 基础知识在本阶段,我们将介绍高层建筑的概念,高层建筑结构设计的基本原理和方法。
我们将引导学生熟悉高层建筑的构造、材料和建筑机械设备。
2. 第二阶段:结构材料与构造2.1 结构材料在本阶段,我们将介绍主要的结构材料,包括混凝土、钢筋混凝土、钢材、玻璃等,在讲述材料的物理及力学性质的基础上,探究其在建筑结构设计中的应用。
2.2 结构构造在本阶段,我们将介绍高层建筑的结构构造,深入研究高层建筑的结构布局和结构设计的规范。
我们鼓励学生通过实践来理解结构构造,包括高层建筑中不同构造的优缺点、熟悉结构施工过程,并了解结构故障可能的原因。
3. 第三阶段:结构设计计算3.1 结构设计规范在本阶段,我们将介绍高层建筑结构设计的规范,包括设计原则和基本规范。
3.2 结构设计计算在本阶段,我们将介绍高层建筑结构设计的计算方法和技术,包括求解荷载、建筑材料的应力分析、梁柱设计与分析、承重墙的设计与分析等。
4. 第四阶段:创新设计实践4.1 设计项目在本阶段,我们将选择一个具体的高层建筑设计项目,供学生们进行分组实践。
4.2 设计实践在本阶段,学生们将按照自己的分组和角色进行创新设计,包括设计方案、施工图等方面,全面掌握高层建筑结构设计思路和实践业务。
钢多高层结构设计手册钢多高层结构设计手册第一章:引言1.1 本手册的目的和范围本手册旨在为工程师和设计师提供一套完整的、系统的高层钢结构设计指南,以确保高层建筑的结构安全、稳定性和经济性。
本手册适用于超过30层的高层钢结构建筑设计和施工,并且概述了一些与空间结构和特殊结构相关的内容。
1.2 现行标准和规范高层建筑的设计必须符合国家和地区的建筑设计标准和规范要求。
本手册将根据最新的标准和规范提供设计建议,并指出其中的变化和差异。
1.3 本手册的结构本手册共包括八个章节,分别是:引言、材料、结构设计、节点设计、振动控制、防火设计、耐震设计和施工。
每个章节将逐一详细介绍相关的设计原则、计算方法、核心技术和注意事项。
第二章:材料2.1 钢材的选用和使用选取合适的钢材对于高层钢结构的设计和施工至关重要。
本章将介绍常用的结构钢种类、性能、优缺点,以及如何进行合理的材料选择。
2.2 钢材的特性与应用钢材的强度、延展性、疲劳性等特性对于高层钢结构的设计和施工具有重要影响。
本章将介绍钢材的力学特性,如强度、刚度、韧性等,并探讨其在高层结构中的应用。
2.3 钢材的预应力控制预应力技术在高层钢结构中具有重要的应用价值。
本章将介绍预应力的原理、方法和控制要点,并提供实际计算案例。
第三章:结构设计3.1 弹性设计基本原理弹性设计是高层钢结构的基本设计原则。
本章将介绍弹性设计的基本概念、假设条件和计算方法,并提供详细的计算流程和示例。
3.2 塑性设计基本原理塑性设计在高层钢结构设计中具有重要的应用价值。
本章将介绍塑性设计的原理、方法、局限性和计算要点,并提供实际计算案例。
3.3 极限状态设计基本原理极限状态设计对于高层钢结构的安全性和可靠性具有重要意义。
本章将介绍极限状态设计的基本原理、设计要求和计算方法,并提供详细的计算流程和示例。
第四章:节点设计4.1 节点设计基本原理节点是高层钢结构的重要组成部分,对于整体结构的性能和稳定性起着至关重要的作用。
第2次作业一、单项选择题(本大题共70分,共 20 小题,每小题 3.5 分)1. 考虑多层砌体结构抗震的垂直地震作用,下列正确的是()A. 受地震垂直力的作用,墙体会因受拉出现水平裂缝B. 受地震垂直力的作用,墙体会因受拉出现斜裂缝C. 受地震垂直力的作用,墙体会因受拉出现竖向裂缝D. 受地震垂直力的作用,墙体会因受拉出现斜裂缝2. 对于多高层钢筋混泥土结构布置的基本原则下列说法不正确的一项是()A. 结构平面布置力求简单B. 结构竖向布置避免刚度突变C. 刚度和质量重合时可以不设置变形缝D. 加强楼屋盖的整体性3. 按抗震规范进行建筑结构抗震设计,其承载力计算中所采用的水平地震作用标准值为以下所列的哪一项:()。
A. 大体上相当于房屋遭受本地区设防烈度时,所引发的惯性力B. 大体上相当于房屋遭受本地区众值烈度的地震影响时,所引发的惯性力C. 根据取自本地区相应于基本烈度时的地震动参数计算得到的地震作用标准值D. 相当于建筑遭遇比设计烈度低一度时的地震作用标准值4. 下列关于地震烈度的叙述中,错误的是()A. 基本烈度在结构设计使用年限内的超越概率是10%B. 众值烈度是50年设计基准期内出现次数最多的地震烈度C. 基本烈度和设计基本地震加速度在50年设计基准期内的超越概率是相同的D. 罕遇地震烈度的确定、既考虑了技术可能性也考虑了国家经济的承受能力5. 在多层砌体结构中设置圈梁的作用的说法错误的是()A. 可以加强纵横墙的连接、增强楼盖的整体性、增加墙体的稳定性;B. 可以提高墙体的抗震能力;C. 可以有效地抵抗由于地震或其他原因所引起的地基不均匀沉降对房屋的破坏作用。
D. 可以避免墙体的开裂6. 下列有关轴压比的说法错误的是()A. 轴压比n定义为:n=NfcAc 其中,N为柱内力组合后的轴压力设计值,Ac为柱的全截面面积,fc为混凝土抗压强度设计值。
B. 当轴压比较大时,箍筋对延性的影响也变大。
高层建筑结构复习题及答案1 名词解释1. 高层建筑:10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物。
2. 房屋高度:自室外地面至房屋主要屋面的高度。
3. 框架结构:由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。
4. 剪力墙结构:由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。
6. 框架—剪力墙结构:由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。
9. 转换结构构件:完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件,包括转换梁、转换桁架、转换板等。
17. 结构转换层:不同功能的楼层需要不同的空间划分,因而上下层之间就需要结构形式和结构布置轴线的改变,这就需要在上下层之间设置一种结构楼层,以完成结构布置密集、墙柱较多的上层向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换,这种结构层就称为结构转换层。
(或说转换结构构件所在的楼层)21. 剪重比:楼层地震剪力系数,即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。
22. 刚重比:结构的刚度和重力荷载之比。
是影响重力∆-P 效应的主要参数。
23. 抗推刚度(D ):是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。
24. 结构刚度中心:各抗侧力结构刚度的中心。
28. 主轴:抗侧力结构在平面内为斜向布置时,设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向,若结构产生的层间位移与层间剪力作用的方向一致,则这个方向称为主轴方向。
33. 剪切变形:下部层间变形(侧移)大,上部层间变形小,是由梁柱弯曲变形产生的。
框架结构的变形特征是呈剪切型的。
42. 剪力滞后:在水平力作用下,框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外,翼缘框架主要是通过承受轴力抵抗倾复力矩,同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩和剪力。
由于翼缘框架中横梁的弯曲和剪切变形,使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减,这种现象称为剪力滞后。
55. 延性结构:在中等地震作用下,允许结构某些部位进入屈服状态,形成塑性铰,这时结构进入弹塑性状态。
2.1钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系?每种结构体系举1~2 个工程实例回答。
答:钢筋混凝土房屋建筑的抗侧力结构体系有:框架结构(如主体18层、局部22层的北京长城饭店);框架剪力墙结构(如26层的上海宾馆);剪力墙结构(包括全部落地剪力墙和部分框支剪力墙);筒体结构(如芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大厦(框筒),芝加哥John Hancock 大厦(桁架筒),北京中国国际贸易大厦(筒中筒));框架核心筒结构(如广州中信大厦);板柱-剪力墙结构。
钢结构房屋建筑的抗侧力体系有:框架结构(如北京的长富宫);框架-支撑(抗震墙板)结构(如京广中心主楼);筒体结构(芝加哥西尔斯大厦(束筒));巨型结构(如香港中银大厦)。
2.2 框架结构、剪力墙结构和框架剪力墙结构在侧向力作用下的水平位移曲线各有什么特点?答:(1)框架结构在侧向力作用下,其侧移由两部分组成:梁和柱的弯曲变形产生的侧移,侧移曲线呈剪切型,自下而上层间位移减小;柱的轴向变形产生的侧移,侧移曲线为弯曲型,自下而上层间位移增大。
第一部分是主要的,所以框架在侧向力作用下的水平位移曲线以剪切型为主。
(2)剪力墙结构在侧向力作用下,其水平位移曲线呈弯曲型,即层间位移由下至上逐渐增大。
(3)框架-剪力墙在侧向力作用下,其水平位移曲线呈弯剪型, 层间位移上下趋于均匀。
2.3框架结构和框筒结构的结构构件平面布置有什么区别?答:(1)框架结构是平面结构,主要由与水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩,必须在两个正交的主轴方向设置框架,以抵抗各个方向的侧向力。
抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。
框筒结构是由密柱深梁组成的空间结构,沿四周布置的框架都参与抵抗水平力,框筒结构的四榀框架位于建筑物的周边,形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒。
2.5中心支撑钢框架和偏心支撑钢框架的支撑斜杆是如何布置的?偏心支撑钢框架有哪些类型?为什么偏心支撑钢框架的抗震性能比中心支撑框架好?答:中心支撑框架的支撑斜杆的轴线交汇于框架梁柱轴线的交点。
第二章框架结构体系第二章框架结构体系2-1框架结构的特点和优点2-2框架的类型2-3框架的布置、柱网尺寸、及构件截面尺寸2-4框架结构的运用与建筑艺术技巧的配合2-5框架结构的受力特点与适用层数和高宽比2-6一种类似的框架结构2.1 框架结构体系的特点和优点1 框架结构体系的概念框架结构:混合结构强度低,楼层较高时用料多、自重大,建筑有效面积随着楼层增加大大减少。
本章讲述的框架结构主要是指钢筋混凝土框架结构,较之砖砌体结构,钢筋混凝土框架结构自重小、强度高,可以用于更多楼层的承重结构体系一般用于不多于15层(不超过50米高度)的多层和高层房屋。
2.1 框架结构体系的特点和优点1.钢筋混凝土框架的梁柱节点多为刚节点,建筑物整体性好2.因为刚节点的存在,梁跨中弯矩降低,从而可以跨越更大的跨度,空间布置更为灵活3.在建筑上能够提供较大的空间,平面布置灵活,适用性强4.抗侧刚度小、水平位移大,结构柔度较大1.按框架构件组成划分(1)梁板式结构(多层和高层)(2)无梁式结构(仓库、冷藏库)2.按框架的施工方法划分(1)现浇整体式框架:工地现浇优点:结构整体性及抗震性能好,节省钢材;缺点:现场工作量大,模板消耗多,施工周期较长。
(2)装配式框架优点:构件可以在工厂预制,质量容易保证,施工现场的工作量较少,比现浇框架节省模板并能缩短工期;缺点:增加了框架的节点连接,用钢量大整体性较差。
(3)装配整体式框架其梁板柱可以在工厂预制,在施工现场将构件吊装就位,再用现浇混凝土将框架连接成整体,因而这种框架兼备了前两种框架的优点。
(4)半现浇框架梁、柱为现浇,板为预制,成本低,但整体性和抗震性差,应用较少装配式混凝土框架预制长柱预制主梁预制槽形板预制卡板装配整体式混凝土框架预制短柱迭合梁装配整体式混凝土框架预制长柱3.按承重结构划分(1)全框架(2)内框架:降低房屋造价缺点:钢筋混凝土和砖墙刚度不协调,房屋整体性和总体刚度差,抗震性能差4.装配(整体)式框架的构件划分•(1)短柱单梁式:制作、运输、安装方便,但接头多,施工复杂•(2)长柱单梁式:减少柱子接头,增加了结构的整体性;但柱子长,运输困难,吊装内力大,长度不宜超过16米•(3)组合单元式:接头少,增加了结构的整体性;构件制作复杂,运输困难,起重吨位大2-2框架的类型5.装配(整体)式框架的接头型式1.梁与柱的接头•暗牛腿刚接方式•明牛腿刚接方式2.柱与柱的接头方式--焊接连接3.梁与板的接头方式--迭合梁式根据承重框架布置方向的不同,分为以下三种布置方案:1、主要承重框架横向布置横向的梁为主梁,纵向的梁为连系梁。
多高层建筑钢结构设计(一)引言:多高层建筑钢结构设计是现代建筑领域中一项重要的技术,通过使用钢材来构建高层建筑的结构,可以提供更大的建筑空间,增加建筑的安全性和稳定性,以及降低建筑的整体重量。
本文将详细介绍多高层建筑钢结构设计的概述和要点。
正文内容:一、选择合适的钢材1. 考虑抗拉强度和抗剪强度2. 考虑可焊性和可塑性3. 考虑耐候性和耐腐蚀性4. 考虑材料的价格和供应稳定性5. 考虑材料的可持续性和环保性二、确定结构荷载1. 考虑建筑的自重和附加荷载2. 考虑风荷载和地震荷载3. 考虑人员和设备的荷载4. 考虑临时荷载和安全荷载5. 考虑荷载的影响因素和计算方法三、设计结构的布置1. 确定建筑的整体布局和功能需求2. 考虑结构的平面布置和立面形式3. 考虑结构的杆系和节点连接方式4. 考虑结构的刚度和柔度,以及适当的振动控制措施5. 考虑结构的消防和疏散设计要求四、进行结构计算和分析1. 建立合适的数学模型和力学假设2. 进行静力和动力计算,包括线性和非线性分析3. 分析结构的变形、应力和稳定性4. 评估结构的可靠性和安全性5. 优化结构设计,满足设计要求五、控制施工质量和安全1. 编制施工图纸和工艺规范2. 选择合适的建筑施工设备和施工方法3. 监督施工质量和安全,进行质量检查和验收4. 加强施工过程中的质量控制和安全管理5. 完善施工记录和档案,提高后期维护管理效率总结:多高层建筑钢结构设计需要考虑钢材选择、结构荷载确定、结构布置设计、结构计算分析以及施工质量和安全控制等多个方面。
通过合理的设计和施工管理,可以确保高层建筑的结构安全稳定,并提供优质的建筑空间。
对于未来的高层建筑设计和施工,钢结构将继续发挥重要的作用。
高层建筑结构设计教案A简化第一章:高层建筑结构概述1.1 教学目标了解高层建筑结构的定义和发展历程。
掌握高层建筑结构的分类及其特点。
理解高层建筑结构设计的基本原则。
1.2 教学内容高层建筑结构的定义和发展历程。
高层建筑结构的分类及其特点。
高层建筑结构设计的基本原则。
1.3 教学方法采用讲授法,介绍高层建筑结构的定义和发展历程。
采用案例分析法,分析高层建筑结构的分类及其特点。
采用讨论法,探讨高层建筑结构设计的基本原则。
第二章:高层建筑结构设计规范2.1 教学目标熟悉我国高层建筑结构设计规范的主要内容。
掌握高层建筑结构设计规范的应用方法。
了解高层建筑结构设计规范的发展趋势。
2.2 教学内容我国高层建筑结构设计规范的主要内容。
高层建筑结构设计规范的应用方法。
2.3 教学方法采用讲授法,介绍我国高层建筑结构设计规范的主要内容。
采用案例分析法,讲解高层建筑结构设计规范的应用方法。
采用讨论法,探讨高层建筑结构设计规范的发展趋势。
第三章:高层建筑结构体系3.1 教学目标了解高层建筑结构体系的分类及其特点。
掌握高层建筑结构体系的设计方法。
理解高层建筑结构体系的经济性和安全性。
3.2 教学内容高层建筑结构体系的分类及其特点。
高层建筑结构体系的设计方法。
高层建筑结构体系的经济性和安全性。
3.3 教学方法采用讲授法,介绍高层建筑结构体系的分类及其特点。
采用案例分析法,分析高层建筑结构体系的设计方法。
采用讨论法,探讨高层建筑结构体系的经济性和安全性。
第四章:高层建筑结构材料4.1 教学目标熟悉高层建筑结构常用材料的特性和应用。
掌握高层建筑结构材料的选择方法。
4.2 教学内容高层建筑结构常用材料的特性和应用。
高层建筑结构材料的选择方法。
高层建筑结构材料的发展趋势。
4.3 教学方法采用讲授法,介绍高层建筑结构常用材料的特性和应用。
采用案例分析法,讲解高层建筑结构材料的选择方法。
采用讨论法,探讨高层建筑结构材料的发展趋势。
第五章:高层建筑结构分析方法5.1 教学目标掌握高层建筑结构分析的基本方法。
高层建筑结构设计涉及章节:第一章——第二章一、1.高层建筑结构设计的基本原则是什么?高层建筑结构设计的基本原则是:注重概念设计,重视结构选型与平、立面布置的规则性,择优选用抗震和抗风好且经济的结构体系,加强构造措施。
在抗震设计中,应保证结构的整体性能,使整个结构具有必要的承载力、刚度和延性。
结构应满足下列基本要求:( l )应具有必要的承载力、刚度和变形能力。
( 2 )应避免因局部破坏而导致整个结构破坏。
( 3 )对可能的薄弱部位要采取加强措施。
( 4 )结构选型与布置合理,避免局部突变和扭转效应而形成薄弱部位。
( 5 )宜具有多道抗震防线。
2.什么是结构的概念设计?概念设计是指根据理论与试验研究结果和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构的总体布置并确定细部构造的过程。
国内外历次大地震及风灾的经验教训使人们越来越认识到建筑物概念设计阶段中结构概念设计的重要性,尤其是结构抗震概念设计对结构的抗震性能将起决定性作用。
国内外许多规范和规程都以众多条款规定了结构抗震概惑设计的主要内容。
规程JGJ--2002 在总则中强调了结构概念设计的重要性,旨在要求建筑师和结构工程师在高层建筑设计中应特别重视规程中有关结构概念设计的各条规定,设计中不能陷人只凭计算的误区,认为不管结构规则不规则,只要计算通得过就可以。
结构的规则性和整体性是概念设计的核心。
若结构严重不规则、整体性差,则仅按目前的结构设计计算水平,难以保证结构的抗震、抗风性能,尤其是抗震性能。
现有抗震设计方法的前提之一是假定整个结构能发挥耗散地震能量的作用,在此前提下,才能以多遇地震作用进行结构计算、构件设计并加以构造措施,或采用动力时程分析进行验算,达到罕遇地震作用下结构不倒塌的目标。
结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用,避免结构出现敏感的薄弱部位,地震能量的耗散仅集中在极少数薄弱部位,导致结构过早破坏。
结构概念设计是一些结构设计理念,是设计思想和设计原则。