高层建筑结构设计(1)论文
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对高层建筑结构设计探讨摘要:随着我国经济的快速发展,全国大中城市高层建筑迅速增多,高层建筑结构设计已成为建筑结构设计人员的重要工作内容。
高层建筑层数和高度都逐渐增加,结构形式更是多样化、复杂化。
为了使设计者对高层建筑的设计有较好地了解,我们就以杭州某工程为例,介绍高层建筑的结构设计方案,本文对该方案的计算模型、转换层的设计和构造及内力分析做了简要介绍。
关键词:高层建筑转换层总结1 概述近年来,现代建筑越来越向多功能、综合用途发展,在同一竖直线上,顶部楼层与下部楼层用途不同,不同的楼层需要大小不同的空间尺寸,采用不同的结构形式。
从建筑功能上讲,上部需要小开间的轴线布置,需要较多的墙体以满足旅馆和住宅的要求,下部共用部分则希望有尽可能大的自由灵活空间,柱网要求大,墙体要尽量少,由于高层结构下部楼层受力很大,上部结构受力相对较小,正常布置应该下部刚度大(墙多,柱网密),到上部刚度较小(墙少,柱网稀疏),但为了满足建筑功能的要求,我们必须以跟常规相反的方式进行布置,即上部布置小空间,下部布置大空间,上部布置刚度大的剪力墙,下部布置刚度较小的框架柱,为了实现这一布置就必须在结构转换的楼层设置转换层。
2 工程概况就以杭州某工程为例。
本工程位于杭州某地区,该工程是集商场、办公、住宅为一体的综合性高层建筑,地下2层为停车库及设备房,地上29层,分a,b两栋塔楼,塔楼均为住宅,主楼主体90.500m。
由于该建筑功能的要求,本工程结构采用底部大空间转换剪力墙结构,转换层在第5层顶面,属高位转换结构,该地区地震设防烈度为6度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.05g,拟建场地为ⅲ类场地土。
结构抗震等级:转换层下剪力墙二级,框支柱二级,基础采用桩筏。
为了满足建筑功能,结构必须处理好以下几个问题:①转换层转换结构方式的选择;②转换层楼层结构计算层高的确定;③二级转换梁的处理。
3 概念设计与结构布置3.1 结构计算单元的确定。
高层建筑结构设计论文随着科学技术的不断发展,功能俱全的高层建筑越来越多。
高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。
下面是店铺为大家整理的高层建筑结构设计论文,供大家参考。
高层建筑结构设计论文范文一:探究高层建筑结构边节点抗震性能1试验概况1.1试验构件设计和制作边节点试验构件取用承重框架梁柱反弯点之间的一个平面组合体,即“T字形”试件。
为有效保证试件的浇筑质量和垂直度,并与工程实际相符,全部试件均采用钢模板、立模浇筑。
边节点构件柱子的截面尺寸为200mm×200mm,梁的截面尺寸为150mm×250mm,纵向受力钢筋采用HRB400级,箍筋采用HPB235级。
柱子的配筋率为1.13%,梁的配筋率为0.9%,所有构件配筋率和钢筋的强度相同。
为防止柱头破坏,柱上、下两端箍筋加密;节点核心区按照抗震要求对箍筋进行了加密处理。
本次试验共包括7根试件,详细的试验构件概况如表1所示,构件的尺寸和配筋图示,节点核心区采用柱混凝土的构件,施工缝留设在梁下部;节点核心区采用梁混凝土的构件,分别在梁上和梁下留设两道施工缝,施工缝处浇筑时间间隔为2天(48小时)。
1.2试验方法和加载装置采用低周反复试验方法进行研究,加载制度为力—位移混合控制加载,在开始加载到构件屈服前采用力控制;构件屈服后,改用屈服位移的整数倍为级差作为回载控制点,每一位移下循环3次。
在实际框架结构中,当作用水平荷载时,上柱反弯点可视为水平可移动铰,相应的下柱反弯点可视为固定铰;而节点两侧梁的反弯点可视为水平可移动铰。
这样可以有两种加载方案:一种是在柱端施加水平荷载或位移,这时梁能够左右移动而上下受到约束,产生剪力和弯矩。
这种边界条件比较符合实际结构中的受力状态;另一种是将柱保持垂直状态,在梁的自由端施加反复荷载或位移,此时边界条件变为上下柱反弯点为不动铰,梁反弯点为自由端。
本次试验采用的是柱端加载的方式,即采用在柱顶施加轴向力和水平力的方式进行试本次试验在东北电力大学结构试验室进行,采用美国MTS公司生产的MTS液压式伺服加载系统进行试验,采用MTS动态数据采集系统进行数据采集。
高层建筑结构设计要点研究论文六篇关于《高层建筑结构设计要点研究论文六篇》,是我们特意为大家整理的,希望对大家有所帮助。
第一篇摘要:随着我国人口急剧上升,土地资源稀缺问题愈加明显,为了提升土地利用率,开发商开始将目光投向高层建筑。
近年来,复杂高层与超高层建筑得到广泛应用,它即满足了城市发展的需要,也实现了有限土地资源的有效利用。
因此,本文主要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行探讨,用以提高高层建筑的合理性与科学性。
关键词:复杂高层;超高层;建筑结构;设计要点1引言随着复杂高层与超高层建筑的不断增加,政府对高层建筑的质量提出更高要求,尤其是建筑结构的持久性、可靠性已经成为社会关注的焦点。
因此,在进行复杂高层与超高层建筑结构设计时,要结合建筑物的形态特征、功能需要等进行,为提高复杂高层与超高层建筑的安全性能做铺垫。
2复杂高层与超高层建筑结构设计的主要控制因素2.1重力荷载与其他类型的建筑相比,复杂高层与超高层建筑具有特殊性,不仅建筑高度不可比拟,还需要面临重力荷载的挑战。
特别是随着建筑高度不断攀升,地面受力与重力荷载会逐渐上升,在力的作用下墙上的轴压力与竖向构件柱的压力也不断增加,从而加大超高层建筑的困难性。
其次,复杂高层与超高层建筑的水平位移也是建筑结构设计的矛盾点,主要体现在两个方面:①楼层越高风效应就越大,在风的作用下其合力作用点的位置就越高,由此自然风效应对超高层建筑产生的作用效应就更大。
②在建筑结构设计中,建筑的结构自重是企业必须考虑的问题,因为它关乎建筑物的稳定性。
而结构自重与重心位置相关,随着建筑楼层不断升高其重心位置随之升高,从而结构自重不断加大,成为强力作用下的薄弱环节,比如地震等。
2.2风振加速度风力大小与建设楼层的高低相关,通常楼层越高其风力效果越强,因此在超高层建筑中的风力作用特别显著。
但是,人们对风作用的舒适度有一定的感知,若风振作用过强则会令人产生不适感,从而降低居住品质。
高层建筑结构设计技术分析探讨【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,下文针对高层建筑结构的设计特点进行了分析及探讨。
【关键词】高层建筑;结构设计1 常用高层建筑结构体系受力特点分析比较1.1 框架结构框架结构体系它是由基础、楼板、柱、梁这4种承重构件所组成的。
基础、柱和梁一起构成平面框架是主要的承重结构。
框架结构建筑平面布置灵活,可形成较大的建筑空间,建筑立面处理也较方便;整体性、抗震性能好,具有较好的塑性变形能力。
但是,框架结构侧向刚度小,当层数过多时,会产生过大的侧移,从而限制了框架结构的建造高度。
1.2 框架——剪力墙结构高层建筑结构设计中通常采用的是框架——剪力墙结构体系,即把框架和剪力墙两种结构共同组合在一起形成的结构体系,竖向荷载由框架和剪力墙等竖向承重单体共同承担,水平荷载则主要由剪力墙这一具有较大刚度的抗侧力单元来承担。
剪力墙的设置,大幅增加了高层建筑结构的抗侧力刚度,使其水平侧向位移大幅减小;同时,框架-剪力墙结构的协同工作使各层层间变形趋于均匀,所以框架——剪力墙结构体系的建筑能建高度要显著高于框架结构。
1.3 剪力墙结构由墙体承受全部水平作用和竖向荷载的结构体系称为剪力墙结构体系。
剪力墙结构体系属于明显的刚性结构,且传力均匀、直接。
其结构的强度和刚度都相对较高,但同时也具有一定的延性。
结构在台风、地震作用等水平大荷载作用下,结构的侧向位移能有效控制,具有良好的结构整体性能,抗倒塌能力强,其能建高度大幅高于框架或框架——剪力墙结构体系。
1.4 筒体结构筒体结构体系由筒体为主的结构称为筒体结构。
筒体结构体系的高层建筑结构具有非常大的强度和刚度,结构体系中各构件的受力分配合理,抗风、抗震性能相对框架——剪力墙结构、剪力墙结构更强,往往应用于大空间、大跨度要求的高层、超高层建筑结构设计中。
2 高层建筑结构设计关键技术分析2.1 水平荷载相对于竖向荷载显得更为重要结构需同时承受竖向和水平荷载,低层结构以抵抗重力为代表的竖向荷载为主,而水平荷载所产生的内力、侧向位移很小。
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。
高层建筑连体结构设计论文摘要:高层建筑连体结构设计时非常复杂的结构体系,在进行结构设计时要科学合理的设计连体结构,确保高层建筑连体结构在面对地震灾害时具有可靠的安全,保障人民生命财产安全。
一.引言高层建筑连体结构是指除开裙楼外,高层建筑在两个或两个以上的塔楼之间存在带有连接体的建筑结构。
在高层建筑结构中,连体结构部分是较为薄弱的,因此对高层建筑连体结构设计增加了难度。
由于高层建筑在遭受地震灾害时,容易对地震区的连体高层造成严重破坏,因此需要加强高层建筑连体结构设计,最大限度提升建筑的安全性。
二.工程概况某建筑工程建筑面积为52000㎡,项目占地面积约25000㎡,建筑抗震设防烈度为7度。
A楼和B楼由同一主楼组成,主楼的高度为16层,主楼10层以下为相互独立的建筑结构,在11层和15层之间设置一连体结构,连通A楼和B楼。
在连体部分中,将11层作为可用建筑空间,其余楼层均为架构部分。
在A楼和B楼之间设置连通的地下室。
三.高层建筑的连体结构设计1. 高层建筑连体结构设计基本原则(1)计算数据分析按照JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定,对高层建筑的复杂体型进行分析,需要符合下列基本要求:1)至少需要采用两个具有不同力学模型的三维空间软件对整体内力位移进行数据计算;由于高层建筑连体结构的体型具有特殊性,连体部位的承受力非常复杂,因此需要采用有限元模型对结构整体进行建模分析,并采用弹性盖楼对连体部分进行分析计算。
2)在计算结构抗震系数时,需要考虑平扭耦联计算结构的扭转效应,设置振型数高于15,计算振型数要使振型参与质量不得小于总质量的90%。
3)需要采用弹性时,要采用程分析法补充进行计算。
4)需要采用弹塑性动力或静力分析方法对薄弱层弹塑性变形进行验算。
2. 结构选型高层建筑的连体结构由于各独立部分存在相同或相近的体型、刚度或平面,抗震设计为7度或8度时,刚度和层数差别较大的建筑,不适合简单采用强连接方式。
高层建筑结构设计要点分析【摘要】根据笔者从事建筑结构设计的工作经验,结合某高层建筑,对高层建筑结构设计的特点进行了简要的概述与分析,指出了在高层建筑结构设计和构造要求,以及高层建筑结构设计过程中应注意控制事项,以提高建筑结构设计的经济性和安全性。
【关键词】高层建筑;设计特点;结构设计;整体稳定1 引言高层建筑是社会生产的需要和人们生活需求的产物,是现代工业化、商业化和城市化的必然结果。
科学技术的发展,高强轻质材料的出现以及机械化、电气化在建筑中的实现等,为高层建筑的发展提供了技术条件和物质基础。
随着高层建筑结构高度、复杂程度等的不断增加,高层建筑结构设计也带来了许多新的课题和更高的挑战。
因此,如何设计出安全、功能齐全、舒适美观、经济合理,同时又要符合人们精神生活要求,满足人们生产和生活的需求的建筑,是结构设计师们必须要面对和解决的首要问题。
为此,本文对高层建筑结构设计进行了简要的探讨。
2 高层建筑结构设计特点高层建筑结构设计特点主要有以下几点:1)水平荷载是结构设计时的决定性因素。
这是因为结构由自重等竖向荷载产生的轴力和弯矩的大小,仅与楼房高度的一次方成正比;而结构由于水平荷载产生的倾覆力矩及在竖构件中产生的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;同时,对一建筑来说,自重等竖向荷载基本上是定值,而风荷载和地震作用等水平荷载,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。
因为在高层建筑中,自重等竖向荷载很大,能够使柱产生较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生较大的影响,对预制构件的下料长度产生影响,另外对构件的剪力和侧移也会产生影响,易使结构设计不够安全;3)侧移是结构设计的关键因素。
水平荷载下结构的侧移变形随着楼房高度的增加迅速增大,因此水平荷载作用下结构的侧移应控制在规定限度之内;4)结构延性是重要设计指标。
与较低楼房相比,高层建筑结构在地震作用下的变形更大一些。
为了能让结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,防止建筑倒塌,必须采取一定的构造措施,以保证结构具有足够的延性[1]。
浅谈高层建筑结构设计的分析摘要:随着高层建筑在我国的迅速发展,建筑高度的不断增加,建筑类型与功能愈来愈复杂。
高层建筑作为特殊的建筑形式,加强其结构设计的实践探讨非常必要。
本文分析了高层建筑结构形式特点的基础上,从不同角度对加强高层建筑结构设计的思路进行了分析。
关键词:高层建筑结构设计设计分析abstract: with the high-level architecture in china’s rapid development, the construction of the height of the increasing, building type and function more and more complex. high-rise building as a special form of construction, strengthen the structure design practice discussion is very necessary. this paper analyzes the high-rise building structure based on the characteristics of the form, from various angles to strengthen high-level building structural design train of thought is analyzed.keywords: designing high-rise design analysis中图分类号:[tu208.3]文献标识码:a文章编号:前言随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化,城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要,促使高层建筑得以快速发展。
另一方面由于轻质高强材料的开发及新的设计计算理论的发展,抗风和抗震理论的不断完善,加之新的施工技术和设备的不断涌现,特别是计算机的普及和应用以及结构分析手段的不断提高,为高层建筑迅速发展提供了必要的技术条件。
小议高层建筑结构设计[摘要]随着科学技术、结构设计理论,高强材料的迅速发展,为建筑师们提供了丰富的想象空间,同时也为新颖结构体系的出现创造了条件.本文针对高层建筑结构体系,总结了高层建筑结构设计的特点,提出了高层建筑结构分析和各种体系相对应的方法以促进高层建筑的进一步发展,为实际高层建筑结构分析与设计提供一定的参考,[关键词]高层建筑;结构;设计;剪力墙结构中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a 文章编号:一、高层建筑结构设计的特点高层建筑结构设计的特点高层建筑结构设计的特点高层建筑结构设计的特点1、结构延性是重要设计指标。
相对于低矮的建筑物,高度较大的建筑物结构更柔一些,在风力、地震、沉降等自然力的作用下会产生更大的变形。
为了使高层建筑结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免损毁倒塌,在结构上采取合适的措施,使高层建筑具有一定的结构延性是一个不容忽视的问题。
2、水平载荷成为决定因素。
在低矮建筑结构设计中,一般都是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计,但是在高层建筑中,尽管竖向载荷的影响仍旧巨大,但是起决定作用的是水平载荷。
这是因为建筑物的自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,只是与楼房高度的一次方成正比;但是水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比。
3、侧移变形不容忽视。
与底层建筑不同,高层建筑的水平荷载数值往往很大,并且这种水平载荷会随着建筑物高度的增加迅速变大,所有在设计中不仅要求建筑物结构具有足够的强度,还需要具有足够的抗推刚度,使建筑物在水平荷载下产生的侧移被控制在某一范围之内。
4、抗震设计要求更高。
抗震设计时现代高层建筑设计中必须要考虑的因素,对于高层建筑抗震设防结构的设计,除了要考虑正常情况下的竖向荷载、水平载荷以及风荷载外,良好的抗震性能也是不容忽视的,高层建筑抗震设计的要求要做到小震不坏、大震不倒。
高层建筑结构研究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、土地资源紧张等问题的有效途径。
然而,高层建筑的结构设计和安全性面临着诸多挑战,因此对高层建筑结构的研究具有重要的现实意义。
一、高层建筑结构的特点高层建筑与低层建筑在结构上有明显的区别。
首先,高层建筑的高度较大,导致其竖向荷载显著增加。
这就要求结构体系具备足够的强度和刚度来承受这些荷载。
其次,风荷载和地震作用对高层建筑的影响更为突出。
在强风或地震作用下,高层建筑容易产生较大的水平位移和振动,从而影响结构的安全性和使用功能。
此外,高层建筑的结构自重较大,对基础的要求也更高,需要确保基础能够提供足够的承载力和稳定性。
二、高层建筑结构体系常见的高层建筑结构体系主要包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构由梁和柱组成,具有布置灵活、空间大等优点,但抗侧刚度较小,适用于层数较少的高层建筑。
剪力墙结构则通过钢筋混凝土墙体来抵抗水平荷载,其抗侧刚度大,但空间布置不够灵活。
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,又具有较好的抗侧性能,是目前应用较为广泛的结构体系之一。
筒体结构包括框筒、筒中筒和束筒等形式,具有良好的整体性和抗侧能力,适用于超高层建筑。
三、高层建筑结构的分析方法在对高层建筑结构进行设计和分析时,需要采用合适的方法。
目前常用的分析方法包括静力分析、动力分析和非线性分析等。
静力分析是基于结构在恒载、活载和风载等静力作用下的响应进行计算,是结构设计的基础。
动力分析则考虑了结构在地震作用等动力荷载下的振动特性,包括振型分解反应谱法和时程分析法。
振型分解反应谱法是一种简化的动力分析方法,通过计算结构的振型和振型参与系数,并结合反应谱来确定结构的地震响应。
时程分析法则直接输入地震波,对结构在整个地震过程中的响应进行模拟,能更准确地反映结构的动力特性,但计算量较大。
论高层建筑结构设计研究摘要:本文介绍了高层建筑结构的设计特点以及高层建筑的结构体系,并对高层建筑结构进行了初浅的分析,以供设计人员参考。
关键词:高层建筑结构设计高层建筑能做到结构功能与外部条件一致,充分展现先进的设计,发挥结构的功能并取得与经济性的协调,更好地解决构造处理,用概念设计来判断计算设计的合理性。
高层建筑结构总体系与各分体系的工作原理和力学性质,设计和构造处理原则,计算程序的力学模型和功能,吸取或不断积累的实践经验。
1 高层建筑结构设计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:1.1 水平荷载成为决定因素。
一方面,因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与楼房高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;另一方面,对某一定高度楼房来说,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,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
1.2 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,跨中正弯矩之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,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。
1.3 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。
1.4 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。
高层建筑设计的思考【摘要】高层结构建筑逐渐成为当今城市建设的主要建筑。
高层结构建筑在设计技术上具有严格的要求,其要求结构的受力结构合理以及抗自然灾害的性能优良,这些最关键性的设计元素都得在设计的过程中,作为主要考虑的设计元素。
【关键词】高层建筑;结构合理;设计元素社会的飞速发展,人们生活水平的提高,高层建筑越来越受到人们的重视。
高层建筑往往以其宏伟的尺度和巨大的体量,给观者以强烈的视觉感受,同时也决定和影响着所在城市区域的艺术风格和美学价值。
因此,重视对高层建筑设计理念的探讨,进一步完善高层建筑设计理念是推动高层建筑设计健康发展的有效途径。
1 高层建筑结构的设计技术需求高层建筑结构作为一种特殊的建筑群体,其在舒适度、性能上都有较高的技术需求。
高层建筑结构设计,不能只单单重视建筑本身的立面造型的创造,而应以人的尺度为参考系数,充分考虑人和高层建筑使用亲近度,从宏观的尺寸到微观的材料设计都要创造良好的尺度感,把高层建筑的外部尺度分为两种主要尺度:整体尺度,细部尺度。
尤其是现代人的生活观念不断的转变,使得高层建筑结构在外观设计上也有了严格的要求,进而最大化地追求结构外形的风格。
1.1 结构的设计风格,需要满足现代人的生活理念随着现代人的生活观念不断的转变,高层建筑在结构设计的时候,越来越重视建筑物的舒适和风格的设计。
高层建筑的结构在方位、采光上都要做严格的设计。
建筑结构需要在满足建筑师的设计思想的前提下尽量为使用者提供舒适的生活环境,并尽量以节省投资的方式使建筑最大化地融入生态、环保和低碳的设计元素,这样才可以提供一个生活舒适,安全可靠的生活环境。
而建筑师与结构师之间的紧密配合,合理选择适当的结构体系,是实现这一目的的必要条件。
1.2 高层建筑的结构设计,要基于安全经济的理念高层建筑作为一个大型的项目,在建设的过程中,将会面临巨大的成本输出问题。
因此,在设计的过程中,要讲究经济性的设计理念。
所以,结构的设计过程中,需要对结构体系进行不断的优化处理。
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。
高层建筑剪力墙结构设计的探讨摘要:框架剪力墙结构是高层建筑中的常用结构, 文章通过工程实例, 从结构布置, 计算方法, 设计参数取值以及剪力墙连梁设计等阐述高层建筑框架剪力墙结构设计中应注意的问题及采取的措施。
关键词:高层建筑框架剪力墙连梁抗震措施中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a 文章编号:前言剪力墙结构刚度大, 整体性好, 用钢量较省, 在高层住宅、旅馆等居住性建筑中, 居室和客房均为小房间, 分隔墙较多。
采用现浇剪力墙结构, 可以将承重墙与分隔墙合二为一, 相对来说比较经济。
另外, 室内较框架结构简洁, 没有露梁、露柱现象。
外形美观, 便于室内布置, 使用功能更好, 且增大了使用面积。
因此受到了开发商和业主的广泛欢迎。
剪力墙由墙肢和连梁两种构件组成。
其结构承载力及刚度都很大, 侧移变形小, 抵抗水平侧移能力强。
经过合理设计可做成抗震性能很好的延性剪力墙, 无论在非地震区及地震区都很适用。
一、结构布置剪力墙结构中竖向荷载、水平地震作用和风荷载都由钢筋混凝土剪力墙承受。
所以剪力墙的布置应在满足建筑使用要求的前提下, 沿结构的主要轴线, 尽可能地规则拉通对称布置。
既要考虑便于梁板等承担竖向荷载的构件的布置, 又要尽量使结构刚度对称, 减少偏心, 从而减少扭转效应的影响。
同时, 应注意以下几个问题: 1避免出现独立小墙肢《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3- 2010) 中规定: “矩形截面独立墙肢的截面高度hw 不宜小于截面宽度bw 的5 倍。
”一旦出现上述情况, 对墙肢轴压比、配筋等都有严格的限制, 设计施工都比较困难。
在实际设计中, 独立小墙肢基本上可以通过合并洞口等方法消除, 或合理布置剪力墙, 使小墙肢成为墙体翼缘, 其受力状态明显好于独立小墙肢, 仅适当加强配筋即可。
2谨慎采用短肢剪力墙结构近年来兴起的短肢剪力墙结构, 既有利于建筑的灵活布置, 又可进一步减轻结构自重, 比较受业主欢迎。
建筑结构设计论文高层建筑结构体系论文【摘要】要想保证高层建筑施工质量,首先在结构设计阶段就要保证其设计方案完全符合国家的相关标准,并结合其实际用途,紧抓设计要点,并对较易发生的潜在问题的设计进行及时排除,确保施工方案得以顺利的展开,从而保证整体高层建筑的施工质量,为人们的正常使用提供较高质量的保障。
当今社会,随着人们对居住空间的要求越来越高,同时对住宅的布局以及装饰也越来越高,使得目前的建筑形式向多元化发展,并且随着高层建筑的大量出现,满足了人们对居住大空间的要求,同时也使得城市用地紧张的情况得以解决,但是,随之而来的问题也出现了,因为高层建筑本身的特点决定着建筑结构的特殊性,比如结构复杂,建筑施工的工作量很大,施工的周期较长等,所以,如果在结构设计方面发生问题,不但会使得经济造成巨大的损失,而且也会危及人们的生命以及财产的安全,因此,我们要对高层建筑结构设计要点严格把握,并且对工程施工的各种相关因素全面考虑,详细的分析及把握影响建筑质量的潜在问题,从而采取有效的方法及措施进行防治。
1高层建筑结构体系1.1高层建筑的剪力墙体系。
在高层建筑中设计中结构体系中,其重要组成部分就是剪力墙,在高层建筑承受风荷载或高层建筑承受地震方面,剪力墙有着积极性的作用。
因为其不仅对结构中水平构件所产生的竖向荷载能够承担,而且对外部因素所引起的振动作用也能够承担。
1.2高层建筑的框架—剪力墙体系。
高层建筑中常见的结构体系就是框架—剪力墙体系,垂直荷载的力量是框架所能承受的,而剪力墙所承受的则是水平剪力。
剪力墙的设置不仅能够在很大程度上增强建筑的侧向刚度,使其水平位移变小,而且还能够使框架所受的力实现均匀分布。
1.3高层建筑的筒体体系。
高层建筑筒体结构体系由框架—剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变和发展而来的。
筒体结构体系是将剪力墙或密柱框架集中到建筑的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。
其特点是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间,目前在高层建筑中被广泛应用。
试论现代高层建筑结构设计【摘要】随着科技的进步,经济的高速发展,现今社会的高层建筑向着更高、更复杂的趋势发展,本文就高层建筑的最基本原理展开讨论。
【关键词】高层建筑结构;结构体系;结构布置1 选择合理的结构类型正确认识高层建筑的受力特点高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构。
竖向荷载主要使结构产生轴向力与建筑物高度大体为线性关系;水平荷载使结构产生弯矩。
从受力特性看,竖向荷载方向不变,随建筑物的增高仅引起量的增加;而水平荷载可来自任何方向结构上的作用、作用效应和结构抗力。
结构产生各种效应的原因,统称为结构上的作用。
结构上的作用包括直接作用和间接作用。
作用在结构上的直接作用或间接作用,将引起结构或结构构件产生内力(如轴力、弯矩、剪力、扭矩等)和变形(如挠度、转角、侧移、裂缝等),这些内力和变形总称为作用效应,其中由直接作用产生的作用效应称为荷载效应。
结构或结构构件承受内力和变形的能力,称为结构的抗力,如构件的承载能力、刚度的大小、抗裂缝的能力等。
结构抗力与结构构件的截面形式、截面尺寸及材料强度等级等因素有关。
结构抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及拉应力和压应力应有较大的强度外,同时要求结构要有足够的刚度,使随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。
因此,高层建筑采用何种结构形式,应取决于其结构体系和材料特性。
2 正确选择合理的结构体系建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个重要的环节,对整个建筑物的外观效果、结构稳定起着至关重的作用。
二者相互协调也相互制约,是伙伴还是冤家,就在于能否和谐工作。
建筑设计师常常把结构放在从属地位,要求结构必须服从建筑,一切以建筑为先导。
通过受力因素分析,下一步就考虑采用什么结构体系,有下面几种高层建筑结构体系可供选择,其结构体系有:框架结构、剪力墙结构、框架一剪力墙结构、筒中筒结构等。
钢筋混凝土常用的结构形式:框架结构:平面布置灵活,抗侧刚度小,但建筑物较高时就需要较大的梁柱,减小了有效的使用空间,经济指标不太好。
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、土地资源紧张等问题的有效途径。
然而,高层建筑的结构设计是一项极其复杂且具有挑战性的工作,需要综合考虑众多因素,以确保建筑的安全性、稳定性和功能性。
一、高层建筑结构设计的特点高层建筑由于其高度较高、自重较大、水平荷载影响显著等特点,使得其结构设计与低层建筑有很大的不同。
首先,高层建筑所承受的竖向荷载远大于低层建筑。
除了自重外,还包括大量的人员、设备和家具等荷载。
这就要求结构具有足够的强度来承受这些竖向压力,以避免出现过大的变形和破坏。
其次,水平荷载成为了高层建筑结构设计的控制因素。
风荷载和地震作用对高层建筑的影响非常显著。
在强风或地震作用下,高层建筑会产生较大的水平位移和内力,因此需要结构具有良好的抗侧力性能。
再者,高层建筑的结构体系更为复杂多样。
常见的结构体系如框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等,每种结构体系都有其特点和适用范围,设计时需要根据具体情况进行合理选择。
二、高层建筑结构设计的原则在进行高层建筑结构设计时,需要遵循一系列的原则,以确保设计的合理性和可靠性。
安全性是首要原则。
结构设计必须能够承受各种可能的荷载组合,包括正常使用情况下的荷载以及极端情况下的风荷载、地震作用等,确保在其使用寿命内不会发生倒塌或严重破坏。
适用性原则要求结构在正常使用过程中,具有良好的变形性能和舒适度,不出现过大的振动或裂缝,满足建筑的使用功能。
经济性原则也是不可忽视的。
在保证结构安全和适用的前提下,应通过合理的设计和优化,降低工程造价,提高建筑的经济效益。
耐久性原则则要求结构具有足够的抗腐蚀、抗老化能力,以保证其在长期使用过程中的性能稳定。
三、高层建筑结构设计的主要内容1、结构选型结构选型是高层建筑结构设计的关键环节。
需要根据建筑的高度、使用功能、地质条件、施工条件等因素,综合考虑选择合适的结构体系。
探讨高层建筑结构设计
【摘要】随着社会经济的发展,建筑高度的不断增加,风格的变化多样,给高层结构设计提出了新的课题和挑战。
高层建筑结构设计有很多基本概念,掌握理解这些概念对从事高层建筑结构设计的工程技术人员十分有益。
【关键词】高层建筑;结构设计;分析
1 高层建筑各专业设计的协调
高层建筑设计是个多专业、多程序的复杂系统工程,涉及“建筑、结构、设备”三个基本环节,参与高层建筑设计的工程师都深深体会到,对于每个专业单独而言是最完美的设计,但结合在一起却不是优秀的设计。
各专业之间的矛盾如不妥善处理!高层建筑就无法施工,建成后也无法使用。
“建筑、结构、设备”是互相制约的三个有机组成部分,高层建筑设计既是各个专业自我完善的过程,也是各个专业之间互相协调的过程。
提高高层建筑设计质量,不但依赖于各个专业设计水平的提高,而且在很大程度上取决于“建筑、结构、设备”的协调。
我们认为在方案设计、初步设计阶段一般应以建筑专业牵头进行各专业协调,在施工图设计阶段则应以结构专业为主进行各专业协调。
2 高层结构分析设计特点
2.1 水平荷载成为决定因素。
一方面,因为楼房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,仅与楼房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
构件中引起的轴力,是与楼房高度的二次方成正比;另一方面,对某一定高度的楼房来讲,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,其数值则随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
2.2 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,会对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。
2.3 侧移成为控制指标。
与较低的楼房不同结构侧移已成为高层建筑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。
3 高层建筑的结构体系分析
3.1 框架一剪力墙体系。
当框架体系的强度和刚度不能满足要求时,往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架,因而便形成了框架一剪力墙体系。
在承受水平力时,框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板与连梁组成协同工作的结构体系。
在该体系中,框架体系主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平剪力。
框架一剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。
剪力墙的设置增大了结构的侧向刚度,使建筑物的水平位移减小,同时框架承受的水平
剪力显著降低,且内力沿竖向的分布趋于均匀,所以,框架一剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。
3.2 剪力墙体系。
当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时,即形成剪力墙体系。
在剪力墙体系中,单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。
剪力墙体系属刚性结构,其位移曲线呈弯曲型。
剪力墙体系的强度和刚度均比较高,有一定的延性,传力直接均匀,整体性好,抗倒塌能力强,是一种良好的结构体系,能建高度大于框架或框架一剪力墙体系。
3.3 筒体体系。
凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为简体体系,包括单简体、简体一框架、筒中筒、多束筒等多种形式。
筒体是一种空间受力构件,分实腹筒和空腹筒两种类型。
实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体,空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。
4 高层建筑结构设计的问题分析
4.1 结构选型①结构的规则性问题。
新规范对这方面的内容有了较大的变动,增加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时必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
②高度问题。
按我国现行《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3—2002)规定,综合考虑经济与适用的原则,给出了各种常见结构体系的最大适用高度。
对结构的总高度均有严格
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。
因为在地震力作用下,超高限建筑物的变形破坏性态会发生很大的变化。
随着建筑物高度的增加,许多影响因素将发生质变,即有些参数本身超出了现有规范的适宜范围,如安全指标、延性要求、材料性能、荷载取值、力学模型选取等。
③嵌固端的设置问题。
由于高层建筑一般都带有2 层或2 层以上的地下室和人防设施,嵌固端有可能设置在地下室顶板或人防顶板等位置。
在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由于嵌固端的设置带来的一系列需要注意的问题,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。
而忽略其中任何一个方面,都有可能导致后期设计工作的大量修改或留下安全
隐患。
4.2 地基与基础设计。
地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面,这不仅仅是因为该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行,同时也因为地基基础是整个工程造价的决定性因素。
在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性。
由于我国幅员辽阔,地质条件相当复杂,仅依据gb50007--2002{地基基础设计规范》,无法对全国各地的地基基础均进行详细的描述和规定,而地方性的“地基基础设计规范”则能够将各地的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确,所
以,在进行地基基础设计时,一定要对地方规范进行深入地学习,以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。
4.3 结构计算与分析。
在这一阶段,如何准确、高效地对工程进行内力分析并按照规范的要求进行设计和处理,是决定工程设计质量的关键。
由于新规范中对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进,因此对这一阶段比较常见的问题应该有一个清晰的认识①结构整体计算的软件选择。
在进行工程整体结构计算和分析时,必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件,并从不同软件相差较大的计算结果中,判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的,哪个是意义不大的,这将是结构工程师在设计工作中首要的工作如果选择了不合适的计算软件,不但会浪费大量的时问和精力,而且有可能使结构存在不安全隐患。
②是否需要地震力放大,考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。
该部分内容实际上在新旧规范中均已涉及,只是新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。
③振型数目是否足够。
在新规范中增加了一个振型参与系数的概念,并明确提出了该参数的限值。
由于在旧规范设计中并未提出振型参与系数的概念,或即使有该概念,该参数的限值也未必一定符合新规范的要求,因此,在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断,并决定是否需要调整振型数目的取值。
5 结语
高层建筑结构设计是一个长期复杂的过程,对于低层、多层或
高层建筑,其竖向和水平结构体系设计的基本原理是相同的。
但随着高度的增加,竖向结构体系成为设计的控制因素:一个是较大的竖向荷载要求有较大的柱、墙和井筒;另一个更重要的是,侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多,高层建筑结构设计人员必须以精心设计来保证。
因此,在设计过程和设计管理过程中,对此必须给予高度重视。