高层建筑结构设计以及结构选型分析
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建筑结构选型案例分析报告一、引言二、案例简介该建筑项目为一座高层办公楼,总高度为300米,共有80层。
建筑师要求在满足建筑结构安全性的前提下,尽可能减小重量和成本。
三、结构选型概述1.钢结构:钢结构具有重量轻、强度高、施工速度快等优点,能够满足建筑师的需求。
但是钢结构对于地震和火灾的抵抗能力较差,且需要更多的维护和保养。
2.钢筋混凝土结构:钢筋混凝土结构具有较好的地震和火灾抵抗能力,且成本相对较低。
然而,钢筋混凝土的施工周期较长,对基础要求较高。
3.预应力混凝土结构:预应力混凝土结构在重量轻、耐久性好的同时,还具有较好的自重分担能力。
然而,预应力混凝土结构需要具备较高的技术和施工要求。
四、结构选型决策分析在该案例中,由于建筑高度较高,地震和火灾的抵抗能力成为重要的考虑因素。
因此,钢结构相对来说不是理想的选型,而钢筋混凝土和预应力混凝土结构更适合该项目。
考虑到施工周期和成本的因素,预应力混凝土结构比较适合该项目。
预应力混凝土结构减轻了自重负荷,并提高了地震和火灾抵抗能力。
虽然预应力混凝土结构的技术要求较高,但可以通过雇佣有经验的建筑公司和施工人员来解决。
五、结构选型实施1.技术要求:雇佣有经验的建筑公司和施工人员,确保结构施工的质量和安全。
2.施工期限:根据施工周期和预算制定详细的施工计划,并进行合理的进度安排。
3.质量控制:严格按照设计方案进行施工,强调材料的选取和施工工艺的控制。
4.结构监测:在施工过程中进行结构的实时监测和评估,确保结构的安全性和稳定性。
六、结论通过该案例的分析,我们可以得出以下结论:1.结构选型是建筑设计中的重要环节,直接影响建筑物的结构安全性和成本。
2.在结构选型中,需要综合考虑建筑物的高度、地震和火灾的抵抗能力、施工周期和成本等因素。
3.预应力混凝土结构在该项目中是较为理想的选型,具有重量轻、耐久性好和良好的抗震性能。
4.在实施结构选型时,需要注重技术要求、施工期限、质量控制和结构监测,确保建筑物的安全和稳定性。
高层建筑结构选型Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998《结构选型课程论文》班级:建筑13-1学号姓名:穆宝宝指导老师:王东坡高层建筑结构体系选型及分析摘要:高层建筑的结构体系是高层结构是否合理、经济的关键,随着建筑高度和功能的发展需要而不断发展变化。
论文总结了各种高层建筑结构体系、特别是近年来出现的复杂、新颖的结构体系的受力特征,进而对高层建筑结构选型要点进行了探讨。
关键词:高层建筑结构体系选型分析一,高层建筑选型的重要性1高层建筑与城市社会发展的关系密切我国城市化进程及人口的持续增长导致城市人口急剧上升,城市居住、生产、生活用地日趋紧张。
为节约及充分利用城市土地资源,减少拆迁费、市政工程费和复杂地形处理费,提高城市社会吸纳能力及其综合效益,缓解城市膨胀及城市房屋的严峻供需矛盾,改善城市环境与调节心理等城市社会性问题,高层建筑的数量仍将在全国各大中城市持续增长,且其规模、高度、复杂性及建设速度也将呈上升趋势。
2高层建筑结构复杂性提高现代高层建筑体形与平立面空间分布日益复杂,高度、规模、投资日益增大,要求性能更先进、更优化的结构系统形式与之相适应。
主要表现为:(1)需求多元化、功能综合化的趋势,必然要导致高层建筑方案平立面形状与内部空间分布等多样化、个性化与复杂化,为增大建筑净空高度,很多一般多高层建筑中不存在的新问题与矛盾开始出现,对结构系统形式的要求提高。
(2)随着高度与规模等增大,高层建筑投资增加、工期增长,其结构系统优化的必要性及可优化的空间与效益将更明显。
结构优化,首先是其形式的优化,然后才是其布局与构件参数的优化。
(3)高层建筑需考虑的影响因素日益复杂、系统、综合和多变,选型需要的知识信息愈加庞大,选型结果受人为因素的影响也将增大。
二,高层建筑常用类型高层建筑结构的结构型式繁多,框架、剪力墙、框架一剪力墙结构体系是高层钢筋混凝土建筑结构中较为传统的、广为应用的结构体系。
高层建筑结构设计及结构选型探讨摘要:在高层建筑的结构工程设计中,设计人员往往忙于应付大量具体工作,不够重视结构经济性问题,导致同一工程经不同人员设计,工建造价差别极大,浪费现象严重.如今我国房地产业正在经历着蓬勃发展,房价高起关键时刻,通过对高层住宅的结构优化设计进行探讨,降低高层建筑的造价成本,有着非常重要的现实意义.关键词:高层建筑结构设计结构选型【中图分类号】[tu355]1高层建筑结构特点及类型1.1高层建筑结构特点高层建筑结构要同时承受垂直荷载和风产生水平荷载,还要具有抵抗地震作用的能力.低层结构水平荷载对结构影响通常较小,但在高层建筑中水平荷载和地震作用将成为控制因素.高层建筑随着高度增加,位移增加很快.过大侧移会使人感觉不舒服影响使用,造成非结构构件和结构构件损坏.必须将结构侧移控制在一定范围内,抗侧力结构设计成为高层建筑设计关键.1.2高层建筑结构类型钢结构特点是强度高,韧性大易于加工.高层建筑钢结构具有结构断面小,自重轻,抗震性能好,施工工期短,施工方便等特点.高层建筑结构随着用钢量增大,工程造价随之提高.在发达国家高层建筑采用钢结构设计,在我国随着建筑物高度增加也有采用钢结构高层建筑.由于钢筋混凝土和钢结构均各有所长,又各有所短,合理结构是同时采用钢和钢筋混凝土材料组合结构,可以使两种材料互相取长补短取得经济合理、技术性能优良效果.2高层建筑结构分析与设计2.1水平荷载成为决定因素任何一个建筑结构都要同时承受垂直荷载和风产生水平荷载,还要具有抵抗地震作用能力.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.随着高层建筑层数增多,水平荷载成为结构设计中控制因素.楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中产生作用,水平荷载对结构产生倾覆作用,并由此产生高层建筑在竖构件中作用力;对高层建筑来说竖向荷载和地震作用随建筑结构动力特性而发生大幅度变化.2.2侧移成为控制指标结构侧移已成为高层建筑结构设计中关键因素.随着楼层增加,水平荷载作用下高层结构侧向变形迅速增大.设计高层结构时不仅要求结构具有足够强度,能够可靠地承受风荷载作用产生内力;要求具有足够刚度使结构在水平荷载下产生侧移被控制在限度内.高楼使用功能和安全与结构侧移大小密切相关.2.3结构延性成为重要设计指标高层建筑结构更柔和,在地震作用下变形度大.为确保高层建筑在进入塑性变形阶段后仍具有较强变形能力避免倒塌,设计人员特别需要在建筑结构设计上采取恰当措施保证高层建筑结构具有足够延性.3高层建筑结构选型在传统结构设计中将注意力集中于建筑结构力学分析、结构设计和施工,而忽视设计阶段前重要问题.根据高层建筑结构受力特点,对高层建筑结构在概念阶段设计尤为重要,设计优缺点直接影响建筑工程整体经济性.3.1高层建筑结构体系选型与建筑施工关系高层建筑施工工艺不同会影响到材料消耗、劳动力、工期及造价等技术经济指标,影响到建筑结构受力状态,抗震性能等.在高层建筑结构体系选型时就要对施工工艺连同其它因素加以权衡,综合考虑.现浇钢筋混凝土高层建筑结构造价主要包括材料、模板及施工三部分.在造价中模板费用是最主要、最易变化部分,占总造价33%,模板体系选择是否合理,不仅影响主体结构造价而且与施工速度及劳动力消耗有着密切关系.3.2高层建筑结构抗震体系选定原则明确计算简图和合理地震力传递路线:具备多道抗震防线,不会因部分结构或构件失效导致整个体系丧失抗侧力或承受重力荷载能力;具有必要承载力、良好延性和较多耗能使结构体系遭遇地震时具有足够防倒塌能力;沿水平和竖向结构刚度和强度分布均匀,或按需要合理分布避免出现局部削弱或突变形成薄弱环节防止地震时出现过大应力集中或塑性变形集中危险.在确定高层建筑方案同时综合考虑房屋重要性、设防烈度、场地类别、房屋高度、地基基础及材料供应和施工条件并结合结构体系经济、技术指标,选择最合适结构体系.4结语结构设计是一项集结构分析、数学优化方法以及计算机技术于一体综合性技术工作,是一门实用性很强工作.针对目前设计人员按传统设计造成财产大量浪费现状,推行能实现资源合理分配利用,节约建筑造价结构优化设计方法势在必行,一个结构工程师主要任务就是在特定建筑空间中用整体概念来完成结构总体方案设计并能有意识地处理构件与结构、结构与结构关系.参考文献:[1]刘夏石.工程结构优化设计[m].北京:科学出版社,2008:14-19.[2]张相庭.高层建筑抗风抗震设计计算[m].北京:中国建筑工业出版社,2007:30-33.[3]李波.高层建筑侧向位移限制的研究[m].北京:中国工业出版社,2008:100-103.。
结构选型课程论文班级:建筑13-1学号姓名:***指导老师:***高层建筑结构体系选型及分析摘要:高层建筑(de)结构体系是高层结构是否合理、经济(de)关键,随着建筑高度和功能(de)发展需要而不断发展变化.论文总结了各种高层建筑结构体系、特别是近年来出现(de)复杂、新颖(de)结构体系(de)受力特征,进而对高层建筑结构选型要点进行了探讨. 关键词:高层建筑结构体系选型分析一,高层建筑选型(de)重要性1高层建筑与城市社会发展(de)关系密切我国城市化进程及人口(de)持续增长导致城市人口急剧上升,城市居住、生产、生活用地日趋紧张.为节约及充分利用城市土地资源,减少拆迁费、市政工程费和复杂地形处理费,提高城市社会吸纳能力及其综合效益,缓解城市膨胀及城市房屋(de)严峻供需矛盾,改善城市环境与调节心理等城市社会性问题,高层建筑(de)数量仍将在全国各大中城市持续增长,且其规模、高度、复杂性及建设速度也将呈上升趋势.2高层建筑结构复杂性提高现代高层建筑体形与平立面空间分布日益复杂,高度、规模、投资日益增大,要求性能更先进、更优化(de)结构系统形式与之相适应.主要表现为:(1)需求多元化、功能综合化(de)趋势,必然要导致高层建筑方案平立面形状与内部空间分布等多样化、个性化与复杂化,为增大建筑净空高度,很多一般多高层建筑中不存在(de)新问题与矛盾开始出现,对结构系统形式(de)要求提高.(2)随着高度与规模等增大,高层建筑投资增加、工期增长,其结构系统优化(de)必要性及可优化(de)空间与效益将更明显.结构优化,首先是其形式(de)优化,然后才是其布局与构件参数(de)优化.(3)高层建筑需考虑(de)影响因素日益复杂、系统、综合和多变,选型需要(de)知识信息愈加庞大,选型结果受人为因素(de)影响也将增大.二,高层建筑常用类型高层建筑结构(de)结构型式繁多,框架、剪力墙、框架一剪力墙结构体系是高层钢筋混凝土建筑结构中较为传统(de)、广为应用(de)结构体系.随着层数和建筑高度增加,利用结构空间作用,又发展了框架一简体结构、筒中筒结构多筒结构和巨型结构等多种结构体系.高层建筑(de)结构体系主要有框架结构;剪力墙结构,包括部分框支、剪力墙结构;框架-剪力墙结构;筒体结构,包括框架-核心筒结构、筒中筒结构;以及混合结构,即由多种材料构件如钢筋混凝土构件、钢构件、组合结构构件(钢管混凝土构件、型钢混凝土构件及组合梁等)构成(de)结构,现分别加以分析.1、框架结构体系由框架梁、柱、楼板等主要构件组成.其特点是柱网布置灵活,便于获得较大(de)使用空间.延性较好.横向侧移刚度较小.因此适用需要大空间(de)、层数不宜太多、房屋(de)高度不宜太高(de)建筑.如:商场、住宅、办公楼等.框架应当纵横双向布置,形成双向抗侧力体系.较高(de)高层建筑不宜采用框架结构.2、剪力墙结构体系剪力墙承受竖向荷载及水平荷载(de)能力都较大.其特点是整体性好,侧向刚度大,水平力作用下侧移小,并且由于没有梁、柱等外露与凸出,便于房间内部布置.缺点是不能提供大空间房屋结构延性较差.当地下室或下部一层、几层,需要大空间时(如商场、停车库等)即形成部分框支剪力墙结构.在框架-剪力墙结构和剪力墙结构两种不同结构(de)过渡层必须设置转换层.剪力墙结构由于承受竖向力、水平力(de)能力均较大,横向刚度大,因此可以建造比框架结构更高、更多层数(de)建筑.但是只能以小房间为主(de)房屋,如住宅、宾馆、单身宿舍.而宾馆中需要大空间(de)门厅,餐厅、商场等往往设置在另外(de)建筑单元中.3、框架-剪力墙结构体系由于框架结构(de)主要特点是能获得大空间(de)房屋,房间布置灵活.而其主要弱点是侧向刚度较小,侧移较大.而剪力墙结构侧向刚度大,可减小侧移.但是全剪力墙结构无法布置大空间房层.因此,框架-剪力墙结构体系恰好是对两者取长补短,既能布置大空间房屋与小空间房屋,布置灵活,又具有较大(de)侧向刚度,弥补纯框架结构之不足,所以广泛用于层数较多我、房屋总高较高(de)建筑,而且可以灵活布置大小空房间,适应较多(de)建筑功能要求.对于地震区建筑来说,框架-剪力墙结构具有两道抗震防线即剪力墙与框架.框架-剪力墙结构(de)主要缺点,由于功能要求,剪力墙布置位置往往受到限制,往往不可避免地造成刚心、质心不重合,产生偏心扭矩.同时其侧向刚度还是偏小,房屋建造高度爱到限制.4、筒体结构体系筒体结构包括框架-核心筒结构与筒中筒结构.框架-核心筒结构由实体(de)核心筒和外框架构成.一般将楼电梯间及一些服务用房集中在核心筒内;其他需较大空间(de)办公用房、商业用房等布置在外框架部分.由于核心筒实际上是两个方向(de)剪力墙构成封闭(de)空间结构,具有更好(de)整体性与抗侧刚度.框架-核心筒结构体系适用于高度较高,功能较多(de)建筑.筒中筒结构是由实体(de)内筒与空腹(de)外筒组成.空腹外筒由密排柱及高度较大(de)横梁组成.筒中筒结构体系具有更大(de)整体性与侧向刚度,因此适用于高度很大(de)建筑.如果将若干筒体组合成成组筒结构体系,则侧向刚度更大,可适用于特别高(de)超高层建筑.5、混合结构体系由多种不同材料构件组成(de)结构体系称为混合结构体系.由于不同材料制成(de)构件有不同(de)特点,有其明显(de)优点,采用不同材料构件组成(de)混合结构体系,实际上是各种构件(de)优化组合.钢管混凝土构件是有效利用混凝土(de)约束强度,在三向约束下,混凝土(de)抗压强度可比单向抗压强度提高数倍.正是利用这一特点,混凝土处于三向约束(de)钢管混凝土最适宜用于以受压为主(de)轴心受压或小偏心受压柱以及其他受压构件.钢管混凝土构件(de)主要优点是抗压强度高,延性好,浇灌混凝土时不需模板.广泛用于高层建筑(de)柱子、拱桥(de)受压拱圈,高层建筑与高耸结构(de)受压弦杆等.型钢混凝土构件是在混凝土中主要配置型钢(包括扎钢型钢与焊接型钢)(de)构件.一般也配置一些构造钢筋及辅助受力钢筋.型钢混凝土可制作成柱、梁、剪力墙、筒体等.它们(de)特点是强度高、刚度大、断面小、延生与抗震性能好,防火性能好等.它可以和钢结构混合使用.例如下部若干层为型钢混凝土结构,上部为钢结构,以增大高层建筑(de)刚度,减少风荷载或水平地震作用下(de)侧移.型钢混凝土结构也可和钢筋混凝土结构混合使用.例如核心筒为钢筋混凝土结构,外框架为型钢混凝土(de)框架-筒体结构.框架结构或框剪结构中也可下部数层用型钢混凝土结构、上部用钢筋混凝土结构.三,高层建筑结构选型(de)若干思考1竖向承重结构(de)选型在对竖向承重结构进行选型时,首先考虑(de)是建筑物(de)高度和用途.不同结构体系(de)强度和刚度是不一样(de),因而它们适应(de)高度也不同.一般说来,框架结构适用于高度低、层数少、设防烈度低(de)情况;框架—剪力墙结构和剪力墙结构可以满足大多数建筑物(de)高度要求;层数很多或设防烈度较高时,可用筒体结构.当建筑物(de)高度超出表中数值时,要进行专门(de)研究,采取有效(de)措施.选择结构体系应考虑(de)另一个因素是建筑物(de)用途.目前国内高层建筑按用途大体上可分三大类:住宅、旅馆及公共性建筑(办公、商业、科研、教学、医院等).住宅建筑一般采用剪力墙结构.2水平承重结构(de)选型水平承重结构对保证建筑物(de)整体稳定和传递水平力有重要作用.水平承重结构选型通常有以下几种,平板体系、无梁楼盖、密肋楼盖和肋形楼盖.平板体系:平板体系采用单向板或双向板,常用于剪力墙结构或筒体结构.其优点是板底平整,可以不加吊顶,结构高度低,可以降低层高.但当跨度大时,采用平板较困难,一般非预应力平板不宜成过6m,预应力平板不宜超过9m,否则平板厚度过大,楼面重量太大.采用现浇预应力无粘结平板楼面可以减少板厚.无梁楼盖:在层高受限制情况下,公用建筑常采用无梁楼盖.无梁楼盖最好带现浇柱帽,以加强板柱连接(de)可靠性.无梁楼盖(de)合适跨度是:普通钢筋混凝土楼面6m以内;预应力混凝土楼面可达9m.密肋楼盖:密肋楼盖多用在跨度较大而梁高受限制(de)情况下.筒体结构角区楼面也常用密肋楼盖.当采用装配式楼板时,框架-剪力墙结构应加混凝土现浇面层.楼盖结构应满足:房屋高度超过50m时,框架—剪力墙结构、筒体结构及复杂高层建筑结构应采用现浇搂盖结构;剪力墙结构和框架结构宜采用现浇结构.房屋高度不超过50m 时,8、9度抗震设计(de)框架-剪力墙结构宜采用现浇楼盖结构;6、7度抗震设计(de)框架-剪力墙结构可采用装配整体式楼盖;框架结构和剪力墙结构可采用装配式结构.同时对于现浇楼盖,混凝土强度等级不宜低于C20,也不宜高于C40.3下部结构(de)选型高层建筑(de)基础是高层建筑(de)重要组成部分.它将上部结构传来(de)巨大荷载传递给地基.高层建筑基础形式选择(de)好坏,不但关系到结构(de)安全,而且对房屋(de)造价、施工工期等有重大(de)影响.高层建筑基础形式通常有以下几种:(1)柱下独立基础:适用于层数不多、土质较好(de)框架结构.当地基为岩石时,可采用地锚将基础锚固在岩石上,锚入长度≥40d.(2)交叉梁基础:即双向为条形基础.适用:层数不多、土质一般(de)框架、剪力墙、框架-剪力墙结构.(3)片筏基础:适用于层数不多土质较弱或层数较多土质较好时用.当基岩埋置深度很深,水下水位又很高,但是在距地表不深处有一定承载力和一定厚度(de)持力层时,选用片筏基础比选用桩基础可以节省投资和缩短工期.但片筏基础(de)刚度较弱,应注意对基础不均匀沉降、变形和裂缝进行验算.当地下水位很高时,还要进行抗浮验算.(4)复合基础:适用于层数较多或土质较弱时采用.CFG桩复合地基是高粘结强度复合地基代表,目前它已大量应用于高层建筑地基.它既可适用于条形、独立基础,也可用于筏基和箱形基础.可用于填土、饱和土及非饱和土粘性土.四,结束语(1)高层建筑结构选型应根据房屋高度、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,并应满足建筑使用功能要求满足建筑造型艺术(de)要求、适应未来发展与灵活改造(de)需要,选用适宜(de)结构体系.(2)高层建筑结构体系直接影响抗震性能,结构选型应满足以下要求:1)应具有必要(de)承载能力、刚度和变形能力;2)应避免因部分结构或构件(de)破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用能力;应避免连续倒塌;3)结构(de)竖向和水平布置宜具有合理(de)刚度和承载力分布,避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位;4)宜具有多道抗震防线.总之,高层建筑首先要选择合适(de)结构体系,并针对具体情况加强设计施工质量(de)控制,另外必须在满足国家设计规范要求(de)前提下,加强建筑结构地基设计,选择合适(de)材料,才能提高建筑结构设计水平,确保设计质量不断提升,以使结构设计工作做到更安全、更合理.。
高层建筑结构设计及结构选型刍议摘要:随着社会经济与建筑事业的不断发展进步,在建筑施工建设工程项目中,高层建筑施工项目越来越多,并且对于施工技术水平与质量的要求也越来越高。
进行高层建筑工程的结构设计以及结构选型的分析,有利于提高高层建筑工程的施工设计水平,保证高层建筑施工中结构功能与质量的提高完善,有利于推动建筑工程施工建设的发展进步,具有积极的作用和意义。
关键词:高层建筑;结构设计;选型分析;功能;建筑质量;分析中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a 文章编号:在进行建筑工程的施工设计中,高层建筑工程施工项目的结构设计,与一般的地层建筑施工项目和多层建筑施工项目,在建筑工程项目的施工结构设计上,没有太大的区别。
但是,在进行高层建筑项目的结构施工设计中,要将常规的啊建筑工程项目竖向或者是水平结构的设计情况,转化为高层建筑的竖向或者是水平方向的结构设计时,首先需要将常规建筑工程的竖向结构转化成为较大的建筑柱体以及墙体、井筒,其次,在进行高层建筑结构的侧向力作用下倾覆力矩以及变形剪力作用的设计中,要比常规建筑的的作用力大很多。
总之,进行高层建筑结构设计以及选型过程中,与低层建筑工程相比,对于结构设计以及选型要求更加严格,只有在保证高层建筑的结构设计与选型质量基础上,才能实现对于高层建筑工程项目的施工设计以及安全质量等进行保证。
1、高层建筑的结构特点与结构类型分析1.1 高层建筑结构选型的影响因素高层建筑是一个个单体, 它的可统计性差, 影响因素多, 影响因素之间的相互作用大, 从信息角度看,它的不确定及不确知的信息多,同时其综合性也很强,表现在其结构方案不仅仅取决于力学分析,而是应该综合考虑到环境、经济、安全、适用等多种因素。
对于千差万别的建筑方案,除了对建筑美学等的考虑外,影响高层建筑结构选型的主要因素可归纳为:(1)环境条件。
主要包括设防烈度、场地条件、基本风压等。
(2)建筑方案特征。
主要包括方案建筑的高度、高宽比、长宽比以及建筑体型,其中建筑体型包括平面体型和立体体型。
建筑结构选型高层建筑结构选型在城市的天际线上,高层建筑如同一座座巍峨的山峰,展现着人类的智慧和创造力。
而在这些宏伟建筑的背后,建筑结构选型是至关重要的一环。
它不仅关系到建筑的安全性、稳定性和耐久性,还直接影响着建筑的使用功能、经济成本和美学效果。
高层建筑结构选型需要综合考虑多种因素。
首先,建筑的高度和用途是两个关键因素。
不同的高度范围和使用功能对结构体系的要求截然不同。
例如,住宅建筑和商业办公建筑在空间布局、荷载分布和使用需求上就存在明显差异。
从结构体系的角度来看,常见的高层建筑结构类型包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构具有布置灵活、空间利用率高的优点,但在抵抗水平荷载方面相对较弱,因此适用于较低的高层建筑。
剪力墙结构则以其强大的抗侧力能力著称,常用于高层住宅建筑,能够有效地抵御地震和风荷载的作用。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,既能提供较大的灵活空间,又能保证良好的抗侧性能,是许多综合性高层建筑的常见选择。
筒体结构是一种高效的抗侧力结构体系,包括框筒、筒中筒和束筒等形式。
筒体结构能够将水平荷载有效地传递到基础,适用于超高层建筑。
此外,还有一些新型的结构体系,如巨型结构、悬挂结构等,它们在特定的条件下能够展现出独特的优势。
在进行结构选型时,地质条件也是一个不容忽视的因素。
不同的地质情况对基础的设计和选型有着重要影响。
如果地质条件较差,如存在软弱土层或不均匀沉降,就需要选择更加稳固和适应性强的基础形式,如桩基础、筏板基础等。
建筑所在地区的气候条件也会对结构选型产生影响。
风荷载是高层建筑设计中需要重点考虑的水平荷载之一。
在风荷载较大的地区,结构的抗风性能就显得尤为重要。
此时,需要通过合理的结构布置和优化设计,减小风荷载对建筑的影响。
经济因素在高层建筑结构选型中也起着决定性的作用。
不同的结构体系在材料用量、施工难度和工期等方面都有所不同,从而导致成本上的差异。
高层建筑的结构设计和选型伴随着我国的经济不断发展,我国的城镇化建设进一步推进。
我国的城市中不断会出现高层建筑工程。
文章主要针对高层建筑的结构设计及相关的选型进行详细地阐述和分析,希望通过文章的阐述和分析,能够为我国高层建筑工程的发展贡献力量,同时也希望为我国推动城镇化建设贡献微薄力量。
标签:高层建筑;结构设计;结构选型;特点在我国的高层建筑中,关于高层结构的具体建筑体系非常的关键,选择恰当的高层结构来进行高层建筑施工能够为高层建筑工程有效地节约建筑成本,同时还能够为高层建筑提升建筑进度,最重要的是要保障高层建筑的建筑质量。
伴随着我国一系列社会功能的提升,我国对高层建筑工程的要求也在不断地提升。
对于高层建筑的使用功能和高层建筑的外观效果都有着非常高的要求。
因此我国要在高层建筑的结构设计及相关的选型问题上下功夫,要既满足人们对于高层建筑的性能要求,同时还要满足建筑工程的质量要求。
在质量上一定要达标。
1 我国高层建筑工程中的具体结构布置要求及相关原则关于我国高层建筑工程中的具体结构布置要求及相关原则的阐述和分析,文章主要从两个方面进行阐述和分析。
第一个方面是我国高层建筑工程结构布置中的平面布置方式。
第二个方面是我国高层建筑工程结构布置中的立体布置方式。
下面进行详细地阐述和分析。
1.1 我国高层建筑工程结构布置中的平面布置方式高层建筑的结构设计中平面布置要遵循简单,具有一定的规则,要求质心及钢心尽可能地重合为一点。
一旦高层建筑在结构上出现偏心现象就有可能导致整体结构出现扭转效应,导致结构中的构件一定程度的位移,出现应力集中的问题。
高层结构平面不应该具有较长的突出部分。
结构中的扭转力是否符合要求,我们可以通过结构的设计计算及设计验算来校核。
高层建筑中的结构最远处的质心位移和中心位置的质心位移正常情况下的比值是1比1.1,如果超出了这个数值,我们基本可以认定高层建筑的平面结构布置不合理,需要重新进行设计计算。
高层建筑结构特点及结构选型分析潘俊发布时间:2023-05-14T02:33:58.133Z 来源:《中国科技人才》2023年5期作者:潘俊[导读] 建筑是人们生活中必不可少的部分,对建筑的结构进行设计是建筑功能发挥的重要前提,建筑的结构设计通常需要考虑很多方面、满足多种功能。
在高层建筑中,结构设计和结构选型是最主要的方式,能够充分体现出建筑的外形特征,还能够最大程度的发挥建筑各项功能。
本文从高层建筑结构特点进行介绍,分析影响建筑结构选型的主要因素,最后根据实际工程案例进行分析,从而推进高层建筑行业健康发展。
江苏文博建筑设计有限公司江苏常州 213000摘要:建筑是人们生活中必不可少的部分,对建筑的结构进行设计是建筑功能发挥的重要前提,建筑的结构设计通常需要考虑很多方面、满足多种功能。
在高层建筑中,结构设计和结构选型是最主要的方式,能够充分体现出建筑的外形特征,还能够最大程度的发挥建筑各项功能。
本文从高层建筑结构特点进行介绍,分析影响建筑结构选型的主要因素,最后根据实际工程案例进行分析,从而推进高层建筑行业健康发展。
关键词:高层建筑;结构设计;结构选型;荷载前言:现阶段,国民经济的高效增长,建筑行业获得了有效发展,由于土地资源日益紧张,各建筑单位开始建设高层建筑,并且随着城市的发展,高层建筑在城市建筑类型占比明显增加。
在对高层建筑进行结构设计时,要结合现场的实际情况,对设计施工的重点和难点进行分析,提出切合实际的、科学合理的结构设计方案,制定行之有效的措施,进而保障高层建筑的质量安全和结构稳定。
1、高层建筑结构特点建筑结构方案的选择对于建筑的施工有着至关重要的影响,关系着建筑工程的施工和质量。
在对高层混凝土建筑结构设计方案进行选择时,要根据建筑地点的实际情况以及建筑施工企业的实际情况,选择最为经济合理的结构设计方案。
相比一些底层建筑,高层建筑自身的柔性比较强,如果发生地震等灾害很容易造成建筑结构的变形。
高层建筑结构选型设计及建筑结构优化设计摘要:在高层建筑中,由于其结构选择与设计管理是一项十分繁杂的工作,因此对其进行研究显得尤为重要。
在进行建筑结构设计时,必须保证设计计划的科学性和合理性,同时,在进行设计时,必须综合考量建设项目的各个建设阶段,从而提高设计计划的品质。
本文针对这一现状,就高层建筑的结构选择和结构的优选等问题作了一些探讨,为今后的工程实践提供了借鉴。
关键词:高层建筑;结构选型;优化设计1高层建筑结构选型分析1.1框架结构该体系由梁、柱和楼板等组成,梁和柱之间的刚接构成主梁,并根据建筑物的用途进行布置,其特点是自重轻,整体性能好,造价低廉,轴网布置灵活,空间利用率高,便于施工。
由于其薄弱环节:其抗侧移刚度较小,地震时水平位移较大,节点处应力集中,易受不均匀地基沉降影响,且建筑高度有限。
从框架结构抗震分析的结果可以看出,随着高度的提高,底层柱子轴力、水平荷载产生的弯矩和侧移会显著提高,而这会造成柱子截面面积和配筋过大,从而对其空间利用率和经济效益产生了不利的影响。
因此,在实际生活中,框架结构在地震作用下,会出现非结构性损坏的情况比较多,因此,适宜应用于10层或以下房屋建筑,如住宅、学校、办公楼等房屋,宜采用钢筋混凝土框架结构,地震设防烈度8度、设计基本地震加速度≥0.30 g、且层数大于5层的房屋,不宜选用钢筋混凝土框架结构。
对于大型公共建筑,多层工业建筑,以及大型商场,体育馆,火车站,剧院,展览厅,飞机库,停车场等一些特别的建筑,建议使用钢架。
1.2框架-剪力墙结构它是将框支和剪力墙两种形式组合起来,并在框支中配有合适的剪力墙。
在整体结构中,剪力墙板承受最多的横向荷载,而垂直荷载则以框架为主,二者在结构中具有明显的分工。
框剪结构通常适用于35层之下的楼房,若设计得适当,还可设得较高。
其中,剪力墙的布置地点通常是在电梯室,它通过核心筒来发挥对水平荷载的承受力,它的优点是:地震性能好,整体结构相对稳定,与框架结构相比,它在水平荷载力和侧向刚度方面都有了一定的提高,它在布置上也比剪力墙结构更加灵活,它更适合于10层至20楼之间的办公楼、教学楼等。
谈高层建筑结构选型及设计要点发表时间:2019-06-21T15:45:41.953Z 来源:《防护工程》2019年第6期作者:张军[导读] 在现代建筑工程项目中,建筑结构设计是最基础且最重要的内容,提升结构设计水平,有利于增强建筑结构安全稳定性,为公众提供优质的生活空间。
襄阳市建筑设计院湖北襄阳 441000摘要:随着我国的建筑行业在快速的发展,社会在不断的进步,论述了高层建筑结构选型的复杂性与重要性,从总体结构体系与下部结构两个方面探讨了高层建筑的结构形式特点,并对高层建筑结构的设计要点作了总结,以期合理解决高层建筑结构体系的选型问题。
关键词:高层建筑;结构体系;设计要点引言目前,房屋建筑工程快速发展,在设计中可根据建筑的类型、性质与用途选择适宜的结构体系,同时在设防地区还应重视并做好抗震设计,保证设计满足与抗震有关的所有要求和限值,进而从根本上保证抗震设计质量。
1保证建筑结构设计安全的意义在现代建筑工程项目中,建筑结构设计是最基础且最重要的内容,提升结构设计水平,有利于增强建筑结构安全稳定性,为公众提供优质的生活空间。
针对现代建筑工程项目来说,保证结构设计安全性至关重要。
①优质的建筑结构设计,可增强整体结构的承载负荷力与外界环境抵御能力,营造舒适、整洁且安全的生活空间;②保证结构设计安全性,有助于维护施工安全,降低发生突发安全事故的概率,保证工程综合效益最大化;③优化建筑结构设计,确保结构设计安全,可让工程建设质量标准满足现代化标准要求,维系经济的稳定增长。
2对高层建筑结构选型的思考2.1从总结构体系的角度对建筑进行分析高层建筑的结构体系一般有:框架结构、框架—剪力墙结构和异型柱框架结构。
下面对它们分别进行分析:1)框架结构:其构件主要包括框架梁、柱和楼板。
柱网的布置灵活多样和方便获取较大的使用空间是其主要特点。
因为其延性相对不错,所以填充墙一般可以选用轻质的隔墙以减轻建筑结构的自重。
造价低的框架应该要进行纵横双向的布置,以便最终形成双向抗侧力体系。
高层建筑结构体系的特点及结构体系的选择摘要本文简要分析了目前应用较为普通的高层建筑结构体系的优缺点、适用性、经济性等方面,并探讨了高层建筑结构选型的思路和方法。
关键词:高层建筑结构体系框架结构剪力墙结构框架—剪力墙结构钢结构随着世界各国建筑水平的不断提高,高层建筑顺着时代的发展趋势而生,并在现代城市建设中发挥了非常重要的作用,成为现代化大都市的重要标志。
高层建筑具有低层建筑和多层建筑不可比拟的优势,它具有节约城市建设用地的作用,同时还有缩短城市公用设施建设与市政管网工程开发周期,节约市政投资的重要作用。
然而高层建筑的结构体系具有很高的建筑难度。
对于结构设计来讲,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则,选择相应的结构体系,一般分为:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、筒体结构体系、钢结构体系。
一.高层建筑结构体系的特点1.框架结构体系。
框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。
由梁、柱、基础构成平面框架,它是主要承重结构,各平面框架再由连系梁连系起来,即形成一个空间结构体系,它是高层建筑中常用的结构形式之一。
优点是:建筑平面布置灵活,能获得大空间,房间隔墙可以随意拆改,建筑立面也容易处理,结构自重轻,计算理论也比较成熟,在一定高度范围内造价较低,已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。
缺点是:框架结构本身柔性较大,抗侧力能力较差,在风荷载作用下会产生较大的水平位移,在地震荷载作用下,非结构构件破坏比较严重;并且框架柱尺寸过大,不适合民用住宅,在地震区不宜做太高。
2.剪力墙结构体系。
在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度,在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”。
其优点是:刚度大,空间整体性好。
由于承重结构为片状的混凝土墙体,房间不见柱子的棱角,感觉更美观,比框架结构更适合用于住宅、旅馆等房屋。
论高层建筑结构选型的要点随着城市化进程的加快,高层建筑越来越成为城市建设的重点。
高层建筑的结构选型直接关系到建筑的安全性和可持续性,因此在高层建筑设计中,结构选型是非常重要的一步。
本文将从以下几个方面讨论高层建筑结构选型的要点。
一、建筑地基及基础建筑地基及基础是支撑建筑物的基础,其必须满足强度和稳定性要求。
因此,为确保高层建筑的安全性,必须对该建筑所处的地质条件进行详细考察,并根据具体情况选用适当的基础形式。
当然,在选用基础形式的同时还需要考虑到施工和维护的方便性,以及对周边环境的影响等问题。
二、选用合适的材料高层建筑所选用的材料必须符合强度、耐久性、耐腐蚀性等要求,同时也要考虑到建筑的造价和可持续性。
在大多数情况下,高层建筑所使用的主要材料是钢筋混凝土、钢结构和玻璃幕墙等,但随着科技的不断发展,新型的建筑材料也在逐渐被引入。
三、考虑抗震和风荷载抗震和风荷载是影响高层建筑结构选型的两个重要因素。
在地震和飓风等自然灾害发生时,建筑物所承受的力量将极大地增强。
因此,设计者必须在建筑的结构设计中充分考虑抗震和风荷载的因素,以确保建筑物能够在强烈的地震和飓风中保持稳定的结构和建筑安全。
四、灵活性和可扩展性随着城市化的加剧,高层建筑的使用需求也在日益增加。
因此,在结构设计中考虑到灵活性和可扩展性需求会对建筑物的使用具有极大的帮助。
在设计高层建筑时,应考虑到其未来的扩展和改造需求,以减少成本和时间成本,最大化利用建筑物的使用价值。
五、环保和可持续性随着全球环保问题的不断升级,高层建筑的可持续性也成为大家关注的焦点。
因此,在结构选型过程中,应充分考虑到环保和可持续性的因素。
例如,选择可再生材料来构建建筑物,以及在施工和使用过程中节约能源、减少二氧化碳排放等措施都是可以采取的。
以上是论高层建筑结构选型的要点,结构选型是高层建筑设计中很重要的一步,建筑设计者需要全面考虑建筑的强度、安全性、维护性、环保性和可持续性等因素。
高层建筑结构选型的要点分析【摘要】近年来,建筑的高度在不断增加,功能也在不断增多,但是从结构的角度来看,我国的建筑结构选型中仍然存在一些问题亟待完善,本文就对选型的要点进行分析。
【关键词】高层建筑;结构选型;要点0.前言高层建筑结构选型综合性较强,在选择过程中会面对诸多不确定因素,在进行结构选型的时候除了要考虑造价与投资的能力外,还要考虑到结构选型对建筑功能、施工条件、技术能力、施工工期,建筑材料与能源供应等的影响,在进行高层建筑结构选型的过程中主要考虑到以下几点。
1.高层建筑结构选型的有关概述高层建筑结构体系可以分为框架结构、异形柱框架结构、剪力墙结构等,即由多种材料构件共同构成的结构,包括钢筋混凝土构件、钢构件、组合结构构件等等。
一般情况下可以将其分为:1.1一般高层建筑结构体系框架系、剪力墙体系、框架一剪力墙体系、框架一筒体体系、筒中筒体系等都属于这一体系范围内。
1.2复杂高层建筑结构体系复杂高层建筑结构体系多是指带转换层结构体系、连体结构体系、悬挑结构体系、平面不规则体系、带加强层结构体系等。
1.3新颖高层建筑的结构体系随着人们要求的不断变化,高层建筑结构体系也在不断变化,比较具有代表性的有束筒体系、巨型框架体系、脊骨体系等结构体系等等。
2.高层建筑结构选型的重要性2.1高层建筑会影响社会的发展城市进程的加快,人口的增多对城市居住、生活也提出了更高的要求,为了节约土地资源,降低拆迁费,市政工程费和复杂地形处理费用,改善城市社会的吸纳能力及综合效益迫在眉睫。
从当前的发展形势来看,要想缓解城市膨胀及城市房屋的严峻供需矛盾,改善城市环境与调节心理等复杂的社会问题,就必须要增加高层建筑的数量。
目前,我国高层建筑的规模、高度、复杂性等都呈上升趋势。
2.2高层建筑结构十分复杂随着人们的要求在不断增多,结构复杂性在不断增多,这就要求提高高层建筑的先进、优化的结构形式。
现代的高层建筑主要表现在以下几个方面:首先,需求多元化、功能综合化。
高层建筑结构设计及结构选型探讨摘要:高层建筑结构的功能要求建筑结构在正常设计、正常施工、正常使用和正常维修条件下的功能要求有安全性、适用性、耐久性。
结构可靠度就是要合理地确定结构的可靠度水平,使结构设计符合技术先进、经济合理、安全适用和确保质量的要求。
如何才能达到结构的可靠度要求,那就必须是混凝土设计及施工满足要求。
高层建筑混凝土结构的设计可以从诸多方面入手,更加合理,有效地节约成本。
关键词:高层建筑;混凝土结构;结构设计;中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a 文章编号:引言:高层建筑在当下的城市建设中越来越普遍,而作在高层建筑的施工过程中,混凝土的应用已经成为主流。
高层建筑混凝土结构的设计也就显得尤为重要,不管是安全性、实用性还是耐久性方面,高层建筑的混凝土结构设计都需要精益求精,在保证设计原则的基础上找出一个最为合适合理的方法。
一、高层建筑结构设计特点①侧向力(风或水平地震作用)成为影响结构内力、结构变形及建筑物土建造价的主要因素。
高层建筑和低层建筑一样,承受自重、活载、雪载等垂直荷载和风、地震等水平力。
在低层结构中,水平荷载产生的内力和位移很小,可以忽略不计:在多层结构中,水平荷载的效应(内力和位移)逐渐增大;在高层建筑中,水平荷载和地震力将成为主要的控制因素。
②结构应具有适宜刚度。
随着高度的增加,高层建筑的侧向位移迅速增大。
因此设计高层建筑时,不仅要求结构有足够的强度,而且要求结构有适宜的刚度,使结构有合理的自振频率等动力特性,并使水平力作用下的层位移控制在一定范围之内。
③结构应具有良好的延性。
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。
建筑结构的耐震主要取决于结构的承载力和变形能力两个因素。
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,避免高层建筑在大震下倒塌,必须在满足,必要强度的前提下,通过优良的概念设计和合理的构造措施,来提高整个结构、特别是薄弱层(部位)的变形能力,来保证结构具有足够的延性。
某高层建筑结构设计实例分析随着城市的快速发展,高层建筑如雨后春笋般涌现。
高层建筑的结构设计不仅关系到建筑的安全性和稳定性,还影响着建筑的使用功能和经济性。
本文将通过一个具体的高层建筑结构设计实例,对其进行详细的分析,以期为相关设计提供参考。
一、工程概况该高层建筑位于城市中心商务区,总建筑面积为_____平方米,地上_____层,地下_____层。
建筑高度为_____米,主要用途为商业和办公。
二、结构选型根据建筑的功能和高度要求,本工程采用了框架核心筒结构体系。
框架柱采用钢筋混凝土柱,核心筒采用钢筋混凝土剪力墙。
这种结构体系能够有效地抵抗水平荷载,保证结构的稳定性。
框架柱的布置充分考虑了建筑的平面布局和受力要求,柱距均匀合理,既满足了建筑使用功能的要求,又保证了结构的受力性能。
核心筒位于建筑的中心部位,其剪力墙的厚度和配筋根据不同楼层的受力情况进行了优化设计。
三、荷载取值在结构设计中,准确的荷载取值是至关重要的。
本工程考虑的荷载主要包括恒载、活载、风荷载和地震作用。
恒载包括结构自重、建筑装修和设备重量等。
活载根据不同的使用功能,按照相关规范进行取值。
风荷载根据当地的气象资料和建筑的体型系数进行计算。
地震作用根据抗震设防烈度和场地类别,采用反应谱法进行计算。
四、结构分析采用专业的结构分析软件对结构进行了整体计算分析。
分析结果表明,结构的各项指标均满足规范要求。
在水平荷载作用下,框架和核心筒协同工作,有效地抵抗了风荷载和地震作用。
结构的位移比、周期比、层间位移角等指标均在规范允许的范围内。
五、构件设计(一)框架柱根据计算结果,框架柱的截面尺寸和配筋进行了合理设计。
柱的纵筋采用高强度钢筋,箍筋采用复合箍筋,以保证柱的承载能力和延性。
(二)核心筒剪力墙剪力墙的厚度和配筋根据不同楼层的受力情况进行变化。
底部加强区的剪力墙厚度较大,配筋率较高,以提高其抗震性能。
(三)梁梁的截面尺寸和配筋根据跨度和受力情况进行设计。
高层建筑结构选型设计及建筑结构优化设计摘要:在建筑行业快速发展的时代背景下,房屋建筑极易出现结构设计不合理、经济效益低、安全性能得不到保障的情况。
以下对建筑结构选型进行了详细的论述,提出了在应用过程中的优化设计策略,以期为进一步提升结构设计的合理性和科学性提供参考和依据。
关键词:高层建筑;结构选型;结构优化;设计1高层建筑结构选型设计1.1高层建筑结构类型分析高层建筑结构的选择决定了高层建筑的整体安全性和可靠性,几种常见的结构类型可分为框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构。
①框架结构主要是由梁柱、楼板等部分组成,根据建筑功能的需求,完成对平面框架的布置。
框架结构造价低,但在水平荷载影响下变形较大,抗震效果不佳;②框架-剪力墙结构,在高层建筑中,剪力墙主要布置在电梯室内,通过核心筒承受水平荷载,抗震能力强,整体稳定性高。
但框架-剪力墙结构容易受平面布置的限制,出现质心和钢心不重合的现象,结构扭转过大,可能会出现的安全隐患;③剪力墙结构具有较强的竖向和水平承载能力,对高层建筑的整体刚到和稳定性具有显著的提升效果,重点在于剪力墙的布置及自重的控制;④筒体结构,在电梯间及建筑外围布置剪力墙,形成筒体,该结构具有更高的刚度。
1.2高层建筑结构选型的影响因素除了建筑需求的影响外,高层建筑结构选型的主要因素可归纳为:①环境条件,主要包括设防烈度、场地条件、基本风压等;②建筑方案特征,主要包括方案建筑的高度、高宽比、长宽比和建筑形状,其中建筑形状包括平面形状和三维形状。
平面形状由平面规则性、平面对称性、平面质量和刚度偏心等组成,立体形状由结构高宽比、立面内收形状、塔楼和层间刚度等组成;③建筑物使用功能要求,一般来说,高层建筑的功能可分为居住建筑、办公建筑、宾馆和综合楼。
具有特定功能的建筑物可能只有几个与其匹配的结构类型。
高层住宅由于其空间较小、隔墙较多、各层布置基本相同,更适合剪力墙或框架-剪力墙结构;④结构抗灾等级及现场施工、后期使用、运行维护等情况。
多高层钢结构体系有哪些选型设计高层钢结构体系的选型设计在建筑设计中非常重要,主要涉及结构形式、荷载特性、空间布局、材料选择等方面。
下面将介绍几种常见的高层钢结构体系选型设计。
1.钢框架结构:钢框架结构是高层钢结构中最常见的一种选型设计。
它由水平和垂直的钢柱和梁构成,通常使用焊接连接。
钢框架结构具有刚性好、抗震性能好、轻质化等特点,适用于多层、高层住宅和办公楼等。
2.钢筋混凝土核心筒结构:该结构主要由钢筋混凝土核心筒和外围钢框架组成。
核心筒负责承载垂直荷载和抗震作用,外围钢框架负责承载水平荷载。
这种结构可以充分发挥钢结构和混凝土结构各自的优点,既保证了整体结构的刚度和稳定性,又兼具了抗震和承载能力。
3.组合结构:组合结构是针对高层建筑善用不同材料的一种设计选型。
一般由钢框架结构和钢筋混凝土框架结构的组合构成,即将钢柱、钢梁作为主要构件,而采用钢筋混凝土板作为楼板。
这种结构能够充分利用钢结构和混凝土结构的优点,满足建筑物对于承载力、抗震和减震等要求。
4.悬索结构:悬索结构是利用悬挂索和塔楼的相互作用实现均衡的结构形式。
在高层建筑中,可以采用一根或多根悬索作为主体结构承担垂直荷载,同时利用外围钢框架结构承载水平荷载。
这种结构具有轻巧、刚性好、空间利用率高等优点,适用于建筑跨度大、中空空间要求高的场所。
5.空心结构:空心结构是通过采用大跨度钢结构或钢支撑结构,形成室内空心或半空心结构。
采用这种结构设计能够充分利用建筑的空间,视觉效果独特,形象鲜明。
这种结构适合于超高层建筑、主题公园、文化中心等需要突出视觉效果的建筑。
综上所述,高层钢结构体系的选型设计有很多种,每种结构都有其适用的场景和优点。
选择合适的结构形式需要考虑建筑用途、荷载要求、空间要求等多方面因素,从而确保建筑的安全性和稳定性。
高层建筑结构选型设计浅析摘要:高层建筑结构选型是高层建筑设计和施工的重要环节,直接关系到高层建筑的经济性和安全性,关系到高层建筑能否实现预期的城市功能。
高层建筑的结构选型在我国的发展尚处于初步阶段,需要不断的提高水平和总结经验,促进高层建筑发展。
关键词:高层建筑;结构;选型引言传统的结构设计是设计者根据设计要求,按本人的实践经验,参考类似的工程设计,确定结构方案,然后进行强度、刚度等各方面的计算,人们以过大的注意力集中于结构的力学分析、结构的设计和施工,而忽视了设计前阶段的许多更为重要的问题。
根据高层建筑结构的受力特点,对高层建筑结构在概念阶段的设计是非常重要的。
一、高层建筑结构体系类型1、框架体系框架体系是由竖向构件与水平构件通过节点连接而成,既承担竖向荷载,又承担水平荷载。
框架体系建筑平面布置灵活,可以提供较大的建筑空间,也可以构成丰富多变的立面造型。
但是其抗侧能力较弱,建筑高度不易过高。
在水平荷载作用下,其内力分布特点是底层柱轴力、剪力、弯矩最大,由下往上减小,其变形规律是虽然柱的轴力引起的侧移随高度递增,但由于框架结构的高度限制,仍以剪切型变形为主,底层之间变形最大,向上递减。
2、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,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和连梁组成协同工作的结构体系。
在体系中框架体系主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平荷载。
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、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。
高层建筑结构设计以及结构选型分析
摘要:高层建筑的结构选型关系着建筑物的安全稳定性,影响建筑结构选型的确定和不确定因素众多。
本文结合影响高层建筑结构选型的影响因素和决定要求,对建筑结构的设计以及结构选型进行分析,探讨如何保证建筑结构的可靠性和经济性。
关键词:高层建筑结构;结构选型;影响因素;分析
引言
近年来,伴随着现代科学技术和建筑工业技术的不断提高,各种类型的建筑结构提醒也到了不断的改进和发展。
高层建筑的是根据其建筑高度来进行划分,其划分的标准并没有严格的标准,一般来讲,当建筑物的高度导致其在规划和设计施工以及建筑材料运用上与其他多层建筑有显著不同时,并在一定的高度范围之内就划分为高层建筑。
高层建筑的结构体系主要有框架结构,异型柱框架结构等结构,高层建筑的结构要承受建筑物本身和外界因素带来的建筑负荷,需要考虑到建筑物的抗震能力。
随着社会经济的高速发展,建筑结构不仅要满足稳定性的要求,更要考虑其经济实用性和艺术设计性,逐渐上升为适用、坚固、经济与美观并存。
而这坚固与美观则绝大程度上取决于建筑的骨架——结构型式。
我国高层建筑建筑解雇的发展特点
(1)结构体系新型化
一般高层建筑常用的结构体系为:框架结构、剪力墙结构、框剪结构。
近年来,随着高层建筑层数增多,高度增高以及建筑抗震设防烈度提高,加上平面布置和空间体型日趋复杂,常用的三大结构体系难以满足结构设计要求,以空间整体受力为特征的筒体结构体系得到广泛应用,在建和已成建的高层建筑中,采用筒体结构的超过60%。
其它一些更新颖的结构型式已得到应用并取得较好的经济效益。
(2)材料新型化
近年来随着新材料新技术的开发研究,高层建筑结构中高强度砼的应用相当普遍,钢骨砼和钢管砼也在逐步应用以及大面积玻璃幕墙的应用。
在上海新建的
高层建筑中,70%采用玻璃幕墙,用玻璃幕墙是一种外装修常用的手段。
高层建筑结构选型的影响因素分析
高层建筑在结构计算与分析、抗风抗震设计以及防火要求等方面有更高的行业标准要求。
需要考虑的建筑物本身的结构因素和外界因素相应的也比较多。
(1)水平力
由于房屋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,仅与楼房高度呈线性正比关系;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,是与房屋高度的平方成正比;另外对一定高度房屋来讲,竖向荷载基本上是定值,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)侧移
结构侧移是高层建筑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)抗风荷载
高层建筑受水平力影响较大,其中风荷载起很大影响作用,建筑须要有稳定抗拉和回复的能力。
天津津塔采用“钢管混凝土柱+核心钢板剪力墙+外伸臂”结构体系。
薄钢板剪力墙结构作为一种新的结构体系,具有较强的弹性初始刚度、大变形能力和良好塑性性能、稳定的滞回特性等优点,也是对于抗风荷载的一种较好的结构设计方案。
高层建筑结构选型分类与结构体系分析
1、结构选型分类
(1)竖向承重结构选型分析
竖向承重结构的选型在对竖向承重结构进行选型时,首先考虑的是建筑物的高度和用途。
不同结构体系的强度和刚度是不一样的,因而它们适应的高度也不同。
一般说来,框架结构适用于高度低、层数少、设防烈度低的情况;框架—剪力墙结构和剪力墙结构可以满足大多数建筑物的高度要求;层数很多或设防烈度较高时,可用筒体结构。
当建筑物的高度超出表中数值时,要进行专门的研究,
采取有效的措施。
选择结构体系应考虑的另一个因素是建筑物的用途。
(2)水平承重结构的选型分析
水平承重结构对保证建筑物的整体稳定和传递水平力有重要作用。
水平承重结构选型通常分为:平板体系、无梁楼盖、密肋楼盖等。
平板体系:平板体系采用单向板或双向板,常用于剪力墙结构或筒体结构。
其优点是板底平整,可以不加吊顶,结构高度低,可以降低层高。
无梁楼盖:在层高受限制情况下,公用建筑常采用无梁楼盖。
无梁楼盖最好带现浇柱帽,以加强板柱连接的可靠性。
密肋楼盖:密肋楼盖多用在跨度较大而梁高受限制的情况下。
筒体结构角区楼面也常用密肋楼盖。
当采用装配式楼板时,框架-剪力墙结构应加混凝土现浇面层。
楼盖结构应满足:房屋高度超过50m时,框架—剪力墙结构、筒体结构及复杂高层建筑结构应采用现浇搂盖结构,剪力墙结构和框架结构宜采用现浇结构。
2、结构体系分析
(1)钢筋混凝土结构体系
钢筋混凝土结构合理地利用了钢筋和混凝土两种材料的受力性能特点,其广泛应用于工程结构中,它具有便于就地取材,造价较低,耐久性和耐火性较好,维护费用低,可模性好,结构造型灵活,整体性能好等优点。
由于这些优点使得钢筋混凝土结构成为我国传统的结构形式。
但同时钢筋混凝土结构也具有自重大,构件截面大,抗裂性能差,延性较差,浇筑混凝土时需要模板和支撑,户外施工受到季节条件的影响, 修复和补强比较困难等缺点而限制了它的进一步推广应用。
钢筋混凝土结构的结构体系型式主要有框架、剪力墙、筒体、框架- 剪力墙以及框架- 筒体等,其中筒体又可分为框筒、单筒、多筒和束筒等。
(2)钢结构体系
钢结构具有构件截面小、自重轻、抗震性能好、工厂化程度高、建设周期短等优点。
钢结构的缺点是结构材料较昂贵,造价较高,钢材易于锈蚀,防火性能较差,设计施工技术也较复杂。
由于以上特点,钢结构在我国高层建筑中的应用还并不普遍,直到80年代中期我国才在深圳建起了我国第一幢高层钢结构建筑“深圳发展中心大厦”, 但到目前为止我国已建和在建的高层钢结构已达到26 幢之多,取得了较好的综合经济效益。
钢结构的结构体系型式主要有框架、框架- 支撑、筒体、巨型框架、巨型桁架以及悬挂体系等。
(3)钢-混凝土混合结构体系
钢-混凝土混合结构将钢构件和钢筋混凝土构件两者并用,互相取长补短,充分利用钢构件具有的材料强度高、截面尺寸小、能提供较大跨度空间的优点, 同时利用钢筋混凝土墙体或钢筋混凝土筒体具有的较大的抗推刚度和较高的抗
剪承载力。
钢- 混凝土混合结构的结构体系型式主要有钢框架- 混凝土墙、钢框架- 混凝土核心筒、钢框架- 混凝土框筒、钢框筒-混凝土墙以及钢框筒- 混凝土核心筒等。
部分得以应用,能在不显著提高造价的情况下增强结构的抗震性能,减小构件截面,并能加快施工速度。
参考文献
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