高层建筑建筑构造特点与性质
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高层住宅建筑剪力墙结构的设计与分析在现代城市的建设中,高层住宅建筑如雨后春笋般涌现。
剪力墙结构作为高层住宅建筑中一种常见且重要的结构形式,其设计的合理性和科学性直接关系到建筑物的安全性、稳定性以及使用功能的实现。
本文将对高层住宅建筑剪力墙结构的设计进行详细的探讨与分析。
一、剪力墙结构的基本概念与特点剪力墙结构是由一系列纵向和横向的钢筋混凝土墙体组成,这些墙体不仅承担着竖向荷载,还能有效地抵抗水平荷载,如风荷载和地震作用。
其主要特点包括:具有良好的抗侧刚度,能够有效控制建筑物在水平荷载下的变形;结构整体性强,空间整体性好,能够提供较为规则的建筑平面布局;墙体自身的承载能力较高,能够承受较大的竖向和水平荷载。
二、高层住宅建筑中剪力墙结构的设计要点1、结构布置在设计过程中,剪力墙的布置应遵循均匀、对称、周边化的原则。
均匀布置可以使结构在各个方向上的刚度相近,减少扭转效应;对称布置有助于减小水平荷载作用下的偏心影响;周边化布置则能增强结构的抗扭性能,提高结构的整体稳定性。
同时,要注意避免出现短肢剪力墙,因为短肢剪力墙的抗震性能相对较弱。
对于较长的剪力墙,应设置洞口将其分成若干墙段,以避免墙段过长而导致脆性破坏。
2、墙体厚度剪力墙的厚度应根据建筑物的高度、抗震等级以及墙体所承担的荷载等因素来确定。
一般来说,底层剪力墙的厚度较大,随着楼层的增加逐渐减小。
在满足结构要求的前提下,应尽量减小墙体厚度,以增加建筑的使用面积。
3、混凝土强度等级混凝土的强度等级应根据结构的受力情况、耐久性要求以及施工条件等综合确定。
高强度等级的混凝土可以减小墙体的截面尺寸,但过高的强度等级可能会导致混凝土的脆性增加,不利于结构的抗震性能。
4、配筋设计剪力墙的配筋包括竖向分布钢筋和水平分布钢筋。
竖向分布钢筋主要承受墙体的竖向荷载,水平分布钢筋则主要用于抵抗水平荷载产生的剪力。
配筋量应根据计算结果和规范要求进行确定,同时要注意钢筋的间距和锚固长度等构造要求。
高层建筑的结构特点一、高层建筑结构设计的特点高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较,结构专业在各专业中占有更重要的位置,不同结构体系的选择,直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。
其主要特点有:(一)水平力是设计主要因素在低层和多层房屋结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。
而在高层建筑中,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。
因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比。
另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
(二)侧移成为控指标与低层或多层建筑不同,结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。
随着建筑高度的增加,水平荷载下结构的侧向变形快速增大,与建筑高度H的4次方成正比(△=qH4/8EI)。
另外,高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的快速增大,在设计中不仅要求结构具备足够的强度,还要求具备足够的抗推刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内,否则会产生下述情况:1.因侧移产生较大的附加内力,尤其是竖向构件,当侧向位移增大时,偏心加剧,当产生的附加内力值超过一定数值时,将会导致房屋侧塌。
2.使居住人员感到不适或惊慌。
3.使填充墙或建筑装饰开裂或损坏,使机电设备管道损坏,使电梯轨道变型造成不能正常运转。
(三)抗震设计要求更高有抗震设防的高层建筑结构设计,除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外,还必须使结构具备良好的抗震性能,做到小震不坏、大震不倒。
(四)减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。
建筑结构设计:高层建筑结构有哪些设计特
点?
1)水平荷载成为决定性因素。
建筑物自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑物高度成线性关系;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖向构件中引起的轴力,是与建筑物高度的二次方成正比。
另外,对某一定高度建筑物而言,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
2)轴向变形不容忽视。
高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响。
3)侧移成为控制指标。
与较低楼房不同,结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。
随着楼房高度的增加,水平荷载下结
构的侧移变形迅速增大,因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。
4)结构延性是重要设计指标。
相对于较低楼房而言,高楼结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。
为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。
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。
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论述高层建筑结构设计的特点我国的城市化进展让土地资源越来越紧张,如今城市人口不断增加更是加剧了土地资源的稀缺情况。
为了应对这种情况,就需要加大建筑的空间,增加建筑的楼层,更大程度开发建筑的居住率和使用率。
高层建筑与普通的中低层建筑相比,它的垂直高度大、楼层数多、结构更为复杂、设计需更加谨慎,高层建筑的设计特点需要与其设计结构和谐统一。
这就对设计人员的专业技能提出了更高的要求,设计人员应当将高层建筑的结构设计特点放在首位,在确保了高层建筑结构的稳定、安全、先进、适用后再考虑造型特点。
一、高层建筑的结构设计特点高层建筑和中低层建筑相比,最大的特点就是楼层高、楼层多,所以在设计高层建筑时必须将结构安全摆在首位。
结构设计的质量还会影响机电管道的设计、建筑的平面和三维立体的规划布置、房屋布线的设计、供水的方案、工程的时间和预算。
可以说是"牵一发而动全身",其影响面之广不用多言,下面详细说说高层建筑的结构设计特点:(一)水平结构特点:无论是高层建筑还是中低层建筑,水平力都是控制楼面和屋面纵向负载的力量,而水平结构还将承担起连接每个纵向结构的任务。
高层建筑的结构设计中,竖向轴力和弯矩数值都与建筑高度的一次方成正比,所以水平力随着楼层数目的增加,对纵向楼面和屋面的负载力量也要随之加大,水平结构所承载的任务也会加重。
要设计一个安全的高层建筑结构,水平结构的设计不能马虎。
(二)抗震性设计虽然我国处在地震带上的地区较少,不过天有不测风云,谁也不能预测自然的变化,所以现在的建筑设计中都会参杂着"避震设计",对于建筑高度较高,楼层数目较多的高层建筑来说,对避震设计提出了更高的要求。
在设计高层建筑结构时,需要在保证建筑结构安全良好的前提下,充分考虑纵向荷载和风荷载对抗震设计的影响。
(三)侧移数值高层建筑中的侧移数值会根据建筑高度的变化而变化,侧移的数值和建筑高层的四次方成正比,建筑高度不断增加会导致水平负载结构发生侧移变形的程度不断加大。
建筑构造-高层建筑建筑构造高层建筑在现代城市的天际线上,高层建筑如同一颗颗璀璨的明珠,不仅展现着城市的繁荣与发展,还承载着人们对于生活和工作的各种需求。
高层建筑的出现,是人类建筑技术不断进步的成果,也是对城市空间高效利用的一种探索。
高层建筑的定义通常是指那些高度较大、层数较多的建筑。
一般来说,超过一定高度和层数的建筑就被视为高层建筑。
然而,这个界定标准在不同的国家和地区可能会有所差异。
但无论如何,高层建筑都具有一些共同的特点和构造要求。
从结构角度来看,高层建筑需要承受巨大的垂直荷载和水平荷载。
垂直荷载主要来自于建筑自身的重量以及内部人员和设备的重量;而水平荷载则主要来自于风荷载和地震作用。
为了应对这些荷载,高层建筑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、筒体结构等。
框架结构是由梁柱组成的框架来承受竖向和水平荷载。
这种结构形式具有布置灵活、空间大等优点,但抗侧移能力相对较弱,一般适用于层数较低的高层建筑。
剪力墙结构则是利用钢筋混凝土墙体来抵抗水平荷载,具有较好的抗侧移性能,但空间布置相对不够灵活。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,既能提供较大的空间,又有较好的抗侧移能力。
筒体结构则是将建筑的外围或内部做成封闭的筒体,如框筒、筒中筒等,具有很强的抗侧移能力,适用于超高层建筑。
在基础设计方面,高层建筑也面临着特殊的挑战。
由于其重量大,对地基的承载力和沉降要求很高。
常见的基础形式有筏板基础、箱形基础和桩基础等。
筏板基础是将整个建筑的底部做成一块大的钢筋混凝土板,均匀地将荷载传递到地基上;箱形基础则是将基础做成一个封闭的箱体,增加基础的刚度和整体性;桩基础则是通过桩将荷载传递到深层的坚硬土层或岩层上。
高层建筑的外墙和幕墙系统也至关重要。
外墙不仅要起到保温、隔热、防水等功能,还要具备美观的外观。
幕墙系统则常用于高层建筑的外立面,如玻璃幕墙、铝板幕墙等。
玻璃幕墙能够提供良好的采光和视野,但也存在着能耗较大、光污染等问题。
厦门大学《高层结构设计》课程试卷建筑与土木工程学院土木工程系2005年级土木工程专业主考教师:石建光试卷类型:(A卷)一、高层建筑结构有哪些特点(10分)?答、所谓的高层:层数大于一定的规定,高度大于一定的高度的建筑.其特点:(2分)1、水平荷载是设计的主要因素。
(2分)2、不仅要求结构具有足够的承载力,而且必须使结构具有足够的抵抗侧向力和刚度,使结构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规范规定的范围内.因此,高层建筑结构所需的侧向刚度由位移控制.结构因P-Δ效应显著。
且轴向变形和剪切变形不可忽略。
(2分)3、重心高地震作用倾覆力矩大,对竖向构件产生很大的附加轴力,P-Δ效应造成附加弯矩更大.(2分)4、地基基础的承载力和刚度要与上部结构的承载力和刚度相适应。
(2分)二、高层建筑结构体系有哪些?各有哪些受力特点(10分)?1、结构体系有:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框架---支撑结构、筒体结构体系、框架核心筒(3分)2、框架结构:由梁柱组成的单元,全部竖向荷载和侧向荷载由框架承受。
为平面受力体系。
(1分)3、剪力墙结构:用钢筋混凝土墙承受竖向荷载和抵抗侧向力的结构。
一般采用现浇钢筋混凝土,整体性好,承载力及侧向刚度大。
单一的剪力墙是平面构件。
故一般双向布置。
(1分)4、框架剪力墙结构:由框架和剪力墙共同承受竖向荷载和侧向力。
其是一种双重抗侧力结构。
剪力墙刚度大,承担大部分层剪力,框架承担的侧向力相对较小。
存在变形不协调。
(1分)5、框架---支撑结构:在框架中设置支撑斜杆,即为支撑框架。
一般用于钢结构。
由框架和支撑框架共同承担竖向荷载和水平荷载。
支撑框架形成竖向桁架,在水平力作用下所以杆件承受轴力。
为双重抗侧力体系。
(1分)6、筒体结构:有框筒结构、桁架筒、筒中筒;束筒;其受力为空间结构,也存在受力不协调,即或多或少的剪力滞后。
(1分)7、框架核心筒:框架-核心筒的周边框架为平面框架,没有框筒的空间作用。