浅谈高层建筑结构设计_0
- 格式:doc
- 大小:27.50 KB
- 文档页数:4
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。
浅谈高层建筑结构的概念设计摘要:随着我国经济的发展,城市的发展有横向发展转化为立体发展,高层建筑越来越受到人们的重视,怎样使高层建筑更好的满足社会的需求。
通过分析高层建筑结构的受力性能,阐述了结构概念设计方法,可对建筑师和结构工程师在建筑方案设计时的结构选型起指导作用,而建造出适用、安全、经济、美观的现在高层经济。
关键词:概念设计;高层建筑;抗震设计近年来我国的建筑设计水平有了很大的提高。
大量的工程实践表明:对高层建筑而言,在设计前期通过建筑师与结构工程师的密切配合,正确运用结构概念,对主要结构体系有比较地选择,就能创作出一个性能良好、造价经济、令人满意的建筑方案,为后续工作打好坚实的基础。
本文试图对高层建筑的结构设计概念及设计方案中的结构抗震设计作一论述。
一、概念设计的重要性概念设计是展现先进设计思想的关键,一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计,并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。
大部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天,对计算机结果明显不合理、甚至错误而不能及时发现。
随着年龄的增长,导致他们在大学所的那些孤立的概念都被逐渐忘却,更谈不上设计成果的不断创新。
强调概念设计的重要,主要还因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性,比如对混凝土结构设计,内力计算是基于弹性理论的计算方法,而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法,这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远,为了弥补这类计算理论的缺陷,或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。
二、高层建筑结构一般概念设计高层建筑的结构性能与一般中、低层建筑有所不同,必须引起设计人员的重视。
在混凝土和钢结构设计中,在不增加更多成本的前提下,只要我们遵守下列基本原则,按照高层建筑的结构概念进行结构布置,就能够增加高层建筑抵抗侧向力和变形的能力:一是增加抗弯结构体系的有效宽度,因为增加宽度可以直接减小倾覆力矩,并且当其它条件不变时,变形按宽度增加的三次方比例减小。
浅谈我国高层建筑结构设计摘要:伴随着我国社会的飞速发展和我国科技的不断更新进步,我国高层建筑物是我国城市建设中的一颗新起之星。
在我国高层建筑结构的设计方面,同时也出现了很多新的变化与发展。
我国高层建筑的结构设计,已成为我国高层建筑设计非常重点的内容,所以,在研究我国高层建筑结构设计的问题上,是具有十分重要意义的。
本文将介绍我国高层建筑结构设计的特征,并分析我国高层建筑结构设计的原则问题,将具体的阐述我国高层建筑结构设计体系有关选型的问题,并且重点的进行了分析我国高层建筑的结构设计问题以及相应的对策。
关键词: 高层建筑;结构;设计;对策abstract:with the rapid development of our society and our country the constant innovation of science and technology progress, china’s high buildings in our country is in the construction of a new up stars. in our country the structural design of the high-rise building, there was also a lot of new change and development. our country the structure of the high-rise building design has become china’s high-rise building design is very key content, so, in china’s high building structural design, have very important sense is. this paper willintroduce our country high-rise building structural design features, and analyses the principle of high building structure design, the specific expounding china’s high-rise building structural design system on the selection of the problem, and the key is analyzed in our country and the problem of structure design of high-rise building and the corresponding countermeasures.keywords: high building; structure; design; countermeasures中图分类号:tu97文献标识码: a 文章编号:引言:基于我国当今高层建筑基本面呈立体几何级且飞速地增长形式,我国高层建筑的功能和类型也就随之变得复杂多样化,而且其体系结构也都变得越来越多样复杂。
高层建筑结构设计论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。
高层建筑不仅是城市现代化的象征,更是解决城市人口密集、土地资源紧张的有效手段。
然而,高层建筑的结构设计面临着诸多挑战,需要综合考虑多种因素,以确保其安全性、稳定性和经济性。
一、高层建筑结构设计的特点高层建筑与低层建筑在结构设计上存在显著差异。
首先,高层建筑所承受的风荷载和地震作用明显增大。
随着高度的增加,风的影响愈发显著,风振效应可能导致结构的疲劳和破坏。
地震作用也会随着高度的增加而放大,对结构的抗震性能提出了更高的要求。
其次,高层建筑的竖向荷载较大。
由于层数众多,建筑物自重以及活荷载的累积效应不容忽视,这对结构的竖向承载能力和基础设计带来了考验。
再者,高层建筑的结构体系更为复杂。
常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
不同的结构体系在力学性能、适用高度、经济性等方面各有优劣,需要根据具体情况进行选择和优化。
二、高层建筑结构设计的主要考虑因素(一)安全性安全性是高层建筑结构设计的首要原则。
这包括结构在正常使用条件下的承载能力、稳定性,以及在极端情况下(如强烈地震、大风)的抗倒塌能力。
在设计过程中,需要依据相关的规范和标准,进行详细的力学分析和计算,确保结构能够承受各种可能的荷载组合。
(二)稳定性高层建筑的高宽比通常较大,容易产生失稳现象。
因此,在结构设计中需要通过合理的布置构件、增加抗侧力构件的刚度等措施,提高结构的整体稳定性。
(三)经济性在满足安全性和稳定性的前提下,应尽量降低工程造价。
这需要在结构选型、材料选用、构件尺寸优化等方面进行综合考虑,以达到经济合理的设计目标。
(四)使用功能高层建筑往往具有多种功能,如办公、居住、商业等。
结构设计应满足不同功能区域的使用要求,如大开间的办公区域需要采用较为灵活的结构体系,而住宅区域则更注重房间的规整和隔音效果。
(五)施工可行性设计方案应便于施工,考虑施工过程中的技术难度、施工周期和成本等因素。
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。
- 1 -。
浅谈高层建筑结构设计
上世纪末以来,城市化进程加速,城市人口激增,社会经济蓬勃发展,高层建筑在城市中越来越多。
如今,城市中的高层建筑已经成为当地经济繁荣的重要标志。
标签结构设计;高层建筑;控制参数;载荷;抗震
1 高层建筑的特点
《高层建筑混凝土结构技术规程》规定,10层及10层以上和高度超过28 m 的钢筋混凝土民用建筑属于高层建筑。
相比多层建筑而言,高层是向空中发展,容积率一定的情况下,建造高层建筑可以节省规划用地面积,提高城市绿化率,还可以缓解城市用地紧张的局面。
高层建筑基础需要计算确定深度,独立的高层建筑单体而言,基础埋深比较容易确定,但现今住宅多为数十栋高层建筑群,地下车库相互连接,这时,既要充分考虑地下车库应的侧向刚度作为高层建筑的侧限。
高层建筑比多层建筑多出较多的设备用房,如电梯、管道井等,这样就会增加建筑物的造价,增加公共面积;从建筑防火的角度看,高层筑的防火要求要高于中低层建筑,也会增加高层建筑的工程造价和运行成本。
2 高层结构设计体系特点
地震作用和风荷载的影响下高度的增加,水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著。
高层建筑的抗震性能、抗侧刚度、承载能力、造价高低,与所采用的结构系统密切相连。
不同的层数、高度应采用不同的结构体系。
2.1 筒体结构
单个筒体可分为实腹筒、框筒和桁筒。
平面剪力墙组成空间薄壁筒体,即为实腹筒;框架通过减小肢距,形成空间密柱框筒,即框筒;筒壁若用空间桁架组成,则形成桁筒。
实际结构中除烟囱等构筑物外不可能存在单筒结构,而常常以框架—筒体结构、筒中筒结构、多筒体结构和成束筒结构形式出现。
在层数很多或设防烈度要求很高时,可用筒体结构。
2.2 剪力墙结构体系
利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构,称为剪力墙结构体系。
剪力墙结构体系于钢筋混凝土结构中,由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。
现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力要求也容易满足。
但剪力墙结构体系平面布置不灵活,结构自重往
往較大,不能满足公共建筑的使用要求,适合于建造较高的高层建筑。
2.3 巨型结构
巨型结构一般由两级结构组成。
第一级结构超越楼层划分,形成跨若干楼层的巨梁、巨柱(超级框架)或巨型衍架杆件(超级衍架),以这巨型结构来承受水平力和竖向荷载,楼面作为第二级结构,只承受竖向荷载并将荷载所产生的内力传递到第一级结构上。
2.4 框架—剪力墙结构(框架—筒体结构)体系
在框架结构中设置部分剪力墙,使框架和剪力墙两者结合起来,取长补短,共同抵抗水平荷载,就组成了框架—剪力墙结构体系。
如果把剪力墙布置成筒体,又可称为框架—筒体结构体系。
框架—剪力墙(筒体)结构比框架结构的刚度和承载能力都大大提高了,在地震作用下层间变形减小,因而也就减小了非结构构件(隔墙及外墙)的损坏,这样无论在非地震区还是地震区,这种结构型式都可用来建造较高的高层建筑,可以满足大多数建筑物的高度要求。
目前在我国得到广泛的应用。
2.5 框架结构体系
框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中,由梁和柱通过节点构成承载结构,框架形成可灵活布置的建筑空间,具有较大的室内空间,使用较方便。
由于框架梁柱截面较小,抗震性能较差,刚度较低,建筑高度受到限制。
所以,框架结构主要用于不考虑抗震设防、层数较少的高层建筑中,高度一般控制在70m以下。
在考虑抗震设防要求的建筑中,应用不多。
不同的建筑选择不同的结构体系,因各体系的强度和刚度是不一样的,因而它们适合应用的高度也不同。
一般说来,在层数很多或设防烈度要求很高时,可用筒体结构。
框剪结构和剪力墙结构可以满足大多数建筑物的高度要求;框架结构适用于高度低,层数少的情况。
3 高层结构设计基本要求
结构规则性是高层结构设计基本要求是因为考虑建筑的抗震性,故一般不采用严重不规则的设计方案。
规则的建筑结构是指体型的规则,包括平面、立面的规则,结构平面和结构竖向布置均匀,对称;从而具有较好的抗扭刚度,结构的承载力分布均匀。
简而言之,高层结构设计应符合下列要求:
结构平面形状力求简单、规则,承载力分布均匀、合理,考虑多道抗震防线;特别注意的是避免局部突变和扭转效应而形成薄弱部位、避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载。
结构设计的规则性要求结构体系应具有必要的变形能力、承载能力和刚度;对可能出现的薄弱部位可采取有效措施,避免意外的发生。
4 高层建筑结构设计的控制参数
《高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2002)》在相关章节对周期比、轴压比、刚重比、位移比、刚度比、剪重比进行了严格控制。
设计中应引起我们的重视。
4.1 轴压比
柱或是墙,轴压比N/(fca)指柱轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比。
为限制结构的轴压比,保证结构的延性要求,规范对墙肢和柱均有相应限值要求。
轴压比过小宜适当减少相应墙、柱的截面面积。
轴压过大结构的延性要求无法保证;
4.2 剪重比
剪重比即最小地震剪力系数λ,控制各楼层最小地震剪力,尤其是对于基本周期大于3.5S的结构,以及存在薄弱层的结构, 确保周期较长的结构的安;不满足要求时说明结构的刚度相对于水平地震剪力过小;也不宜过大,剪重比过分大,则说明结构的经济技术指标较差。
4.3 刚重比
规范上限主要用于确定重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应是否可以忽略不计。
刚重比不满足规范上限要求,说明重力二阶效应的影响较大,应该予以考虑。
规范下限主要是控制重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应不致过大,避免结构的失稳倒塌。
刚重比不满足规范下限要求,说明结构的刚度相对于重力荷载过小;但刚重比过分大,则说明结构的经济技术指标较差,宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。
4.4 位移比
主要为限制结构平面布置的不规则性,以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应不满足规范要求,说明结构的刚心偏离质心的距离较大,扭转效应过大,结构抗侧力构件布置不合理。
4.5 刚度比
刚度比,也称层刚度比,指结构竖向不同楼层的侧向刚度的比值,该值主要为了控制高层结构的不规则性,以免竖向形成薄弱层。
4.6 周期比
周期比即结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期的比值。
周期比主要控制结构扭转效应,使结构具有必要的抗扭刚度,减小扭转对结构产生的不利影响。
不满足规范要求时,说明结构的抗扭刚度相对于侧移刚度较小,扭转效应过大,结构抗侧力构件布置不合理。
5 结语
高层建筑结构设计复杂,高技术、高难度、高风险,需要技术工作人员潜心分析后去解决,本文简单地介绍一些高层建筑的构造及设计要点,遇到不同的问题宜融会贯通,用不同的方法去解决。
参考文献
[1]混凝土结构设计规范(GB50010-2002)[S]
[2]李彦明,王红宇。
混凝土结构设计的一些常见问题分析[J]。
科技创新导报,2009,(22)
[3]何辉,吴祖跃。
浅谈高层建筑结构的设计与分析[J]。
科技创新导报,2009,(13)
[4]吴晓琳。
浅析高层建筑结构设计与特点[J]。
中国高新技术企业,2009,(11)
[5]刘露。
对某住宅建筑结构设计的分析[J]。
沿海企业与科技,2009,(8)
[6]谭文锐,李达能。
高层建筑结构设计中问题之探究[J]。
广东科技,2007,(6)
[7]杨琦。
高层建筑结构特点及其体系[J]。
沿海企业与科技,2007,(1)
[8]都凤强。
高层建筑结构设计的实践探讨[J]。
科技创新导报,2009,(21)。