高层建筑结构设计的要点探析.doc
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高层建筑结构设计的要点探析作者:赵海军李蕾蕾张磊来源:《城市建设理论研究》2013年第16期摘要: 随着社会的不断进步和科技的不断发展,高层建筑将日益增多。
高层建筑的结构设计已经成为了高层建筑设计的重点内容,因此,研究高层建筑结构设计的问题是非常重要的。
本文就高层建筑结构设计的特点等问题进行了讨论。
关键词:高层建筑建筑结构设计要点中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号: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。
高层建筑结构设计给工程设计人员提出了更高的要求, 作为一个庞大复杂的系统,高层建筑的结构设计,一方面要满足包括抗震,抗风等在内的安全性能的要求,另一方面,也要满足高层建筑结构的科学性和合理性。
一、高层建筑结构设计的意义及依据1.概念设计的意义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。
2.概念设计的依据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。
二、高层建筑结构设计的原则1. 选择合理的高层建筑结构计算简图在计算简图基础上进行高层建筑结构设计的计算,如果选择不合理的计算简图,那么就比较容易造成由于结构安发生的事故,基于此,高层建筑结构设计安全保证的前提是合理的计算简图的选择。
同时,计算简图应该采用相应的构造方法保证安全。
在实际的结构中,其结构节点不单是钢节点或者饺节点,保证和计算简图的误差在规范规定的范围内。
2. 选择合理的高层建筑结构基础设计按照高层建筑地质条件进行基础设计的选择。
综合分析高层建筑上部的结构类型与荷载分布情况,考虑施工条件,相邻的建筑物的影响等各个因素,在此基础上选择科学合理的基础方案。
基础方案的选择应该使得地基的潜力得到最大程度的发挥,必要的时候要求进行地基变形的检验。
试论超高层建筑的结构设计要点 摘要:随着社会经济发展和城市化进程加快,高层建筑乃至超高层建筑不断涌现,这些建筑的建造不仅为城市的现代化发展提供重要支持,也带来许多新的挑战。其中,超高层建筑的结构设计尤其重要,因为它们面临着更大的地震作用和风荷载,需要更加复杂的结构设计技巧。本文针对超高层建筑的结构设计进行探讨,介绍超高层建筑的定义和发展现状,介绍超高层建筑的常见问题和处理方法,旨在为超高层建筑的结构设计提供参考和指导。
关键词:超高层建筑;转换结构;楼板应力分析 引言:随着城市化进程的加快和人们对城市空间的需求不断增加,高层建筑乃至超高层建筑成为了现代城市建设的重要组成部分。在建筑设计规范里,超高层建筑是指高度超过100米的建筑物。对于结构设计而言,建筑高度超过A级高度时,为超限结构,需要进行超限高层建筑工程抗震设防专项审查。
超高层建筑的高度、复杂性给结构设计带来了极大的挑战。近年来,随着科技和建筑材料的不断发展,越来越多的超高层建筑涌现出来,如上海中心大厦、广州中信广场等。结构形式也从传统“框架-核心筒结构”、“筒中筒结构”到各种新颖的、融合钢筋混凝土结构和钢结构各自优点的新型结构形式,如“钢管混凝土斜交网格筒结构”、“重力柱-核心筒结构”、“巨型框架-核心筒结构”等。本文将从笔者的实际工程设计经验出发,从某几个侧面介绍超高层建筑的常见问题和处理方法,为超高层建筑的结构设计提供一些视角供同行参考。
一、转换结构的设计 由于超高层建筑的建筑体量大,一般而言是多功能业态的,如下层为商业综合体,上层为住宅、公寓、酒店等。对此,结构的竖向构件布置要求是完全不同的。 对于商业综合体,要求大空间,可以接受结构柱面积大,但柱距也要求大,除电楼梯间等竖向交通核心筒外,其他位置不能有剪力墙。而对于住宅类的功能,要求则完全相反,最好没有柱角凸出来,最好全部竖向构件均为剪力墙。
由此,“部分框支剪力墙结构”这个概念应运而生,专门用于解决上部为剪力墙结构,下部为框架-剪力墙结构。所谓的转换结构构件,即完成上部楼层到下部楼层的结构形式转变(如上部为剪力墙结构,下部为框架-剪力墙结构)或上部楼层到下部楼层结构布置改变(如上部为剪力墙的位置,下部无竖向构件)而设置的结构构件,包括转换梁、转换桁架、转换板等。部分框支剪力墙结构的转换梁亦称为框支梁。[1]按国家标准的相关要求,“部分框支剪力墙结构”的设计细则本文不再赘述。
浅谈高层建筑结构设计要点与注意事项随着城市化进程的加速,高层建筑已经成为城市发展的重要组成部分。
高层建筑的结构设计是整个建筑设计中至关重要的一环,它关乎到建筑的安全、美观和经济效益。
高层建筑结构设计的要点和注意事项非常值得我们深入探讨和研究。
第一,结构设计要点1. 结构安全性在高层建筑结构设计中,安全性是首要考虑的因素。
要保证高层建筑的结构安全,首先要对土壤进行合理的勘察和分析,以确保建筑物能够承受土壤的承载能力。
在设计过程中要考虑到地震、风载等外部因素对建筑结构的影响,采取相应的防护措施,保证结构的稳定性和安全性。
2. 结构稳定性高层建筑的结构稳定性是建筑设计的重要指标,要根据建筑物的高度、重量、地基的情况等因素进行合理的结构设计,确保建筑在各种外力作用下保持稳定。
3. 结构经济性结构经济性是高层建筑设计的另一个重要考量因素,要在保证安全的前提下,尽可能地减少使用材料和成本,提高结构的经济性。
通过合理的结构设计和选材,达到在确保建筑安全的同时尽可能节约成本的目的。
4. 结构可施工性在高层建筑结构设计中,要考虑结构的施工性,保证建筑结构施工的顺利进行。
结构设计要考虑到施工过程中各种施工方法和工艺,同时要尽量简化构件的形状和数量,降低施工难度,提高施工效率。
第二,结构设计注意事项1. 地基条件在进行高层建筑结构设计前,要对地基进行认真的调查和分析。
地基的稳定性对建筑结构的安全影响非常大,要根据地基的条件合理选择结构形式和材料,确保结构的安全和稳定。
2. 材料选择在高层建筑结构设计中,材料的选择直接关系到结构的质量和性能。
要选择具有高强度和良好耐久性的材料,同时要考虑到材料的可获取性和成本,避免因材料选择不当导致结构问题。
3. 风荷载和地震作用在高层建筑结构设计中,要考虑到风荷载和地震作用对结构的影响。
要根据建筑所在地区的气候和地震特点进行合理的风荷载和地震作用计算,采取相应的抗震和防风设计措施,确保结构能够抵御外部影响。
高层建筑结构设计要点分析摘要:近年来,社会不断发展,城市化进程不断加快,各项工程的建设数量逐步增多,在这样的背景下,各大城市中超高层建筑的建设数量不断增加。
但在高层建筑建设时,假如一味的运用传统的结构设计方案,就无法满足当前时代对于设计的要求,再加上建筑使用功能和类型有所不同,在结构体系方面也呈现出多样化的趋势。
所以,一定要结合实际情况来对结构设计问题进行良好的探讨,保障结构设计更加科学合理,让企业获取经济利益,在无形当中推动整个建筑行业得到良好发展。
关键词:高层建筑;结构设计;要点引言从我国最近几年的建筑工程建设来看,建筑结构优化设计是其设计工作的一项重要环节,会对后期房屋使用安全产生较大影响。
所以,在建筑结构设计实践过程中,必须秉承优化设计理念,落实优化设计措施。
本文首先阐述了建筑结构优化设计的相关理念,并从模型优化、流程优化、组件优化、BIM技术应用、基础结构优化等方面对建筑结构优化设计的相关途径进行了归纳和分析,最后从现代信息技术应用、结构平面布置优化、抗震性能化设计应用等方面对其相关应用措施进行了探讨。
1建筑结构设计优化的重要性(1)有助于资源配置合理化。
在传统房屋结构设计中存在诸多不合理之处,容易造成资源浪费,不仅会影响施工质量,还会影响施工进度。
而房屋建筑结构设计优化可以提高设计方案的合理性,避免工程施工后因不合理出现设计变更情况,减少资源浪费,同时可促使资源配置更加合理化。
(2)降低工程施工成本。
房建工程项目施工影响因素较多,如层高、平面布置、柱网等,这些因素都会影响工程项目成本。
而房屋建筑结构设计优化是从建筑工程发展需求出发,即从房屋建筑受力、布局等多方面综合分析,并融入了经济学理论,可将房建工程造价控制在合理范围内,避免资源浪费,减少施工资金支出,从而提高房建工程项目的经济效益。
总之,房屋建筑结构优化可达成功能价值、审美价值和经济价值平衡、统一的目标。
2高层建筑工程结构设计常见问题2.1忽视建筑结构细节在结构设计时,部分设计工作者可能未关注到建筑物中各项细节设计,使得工程项目中一些隐蔽空间、区域容易出现较多问题和不足。
高层建筑结构设计要点分析摘要:高层建筑结构设计是项目建设的基础,也是前期工作的重点内容,合理的结构设计涉及安全、可靠多项内容。
鉴于此,下面文章对建筑结构设计的重要性进行分析,探讨高层建筑结构设计面临的问题与结构设计有效措施。
关键词:高层建筑;建筑结构;结构设计;建筑设计引言建筑既要满足企业的日常生产需求,又要保证企业的安全生产,又要考虑到外观的美观。
建筑结构的设计,不仅关系到建筑的整体成本,也关系到建筑的内部空间布置与外观,因此在施工之前,必须对建筑物的结构进行合理的设计。
然而,实际的设计工作非常复杂,专业性强,涉及的问题也很多,很难把设计工作做好。
1建筑结构设计的重要性建筑结构设计中基础设计表现出了较为突出的重要性,成为整个建筑结构设计的核心构成部分以及关键立足点。
具体到基础结构设计工作的重要性进行分析,其首先表现为基础结构对于整个建筑工程项目安全性的影响上,如果基础结构选型不当或者是设计方案存在缺陷,都会影响到建筑工程整体安全稳定性,容易在后续出现基础结构失稳变形问题,伴随着不均匀沉降,带来较为严重的安全威胁问题。
其次,建筑结构设计中基础设计还直接和项目主体结构挂钩,如果基础结构设计不合理,难以和建筑主体结构相协调,在后续项目综合设计以及长期应用中必然会产生不利影响,尤其是对于建筑地下室结构,更是容易产生不利危害,设计人员应该注重予以协调处理。
另外,建筑结构设计中基础设计还关系到项目经济效益,一般建筑工程基础结构方面的造价占比能够达到10%~20%,如果建筑工程项目所处区域的复杂性较为突出,或者是基础结构的应用要求较高,甚至还会产生更高的造价。
设计人员必然也就需要注重切实优化基础结构设计,以便促使基础结构设计较为适宜合理,能够便于形成良好的经济效益。
2高层建筑结构设计常见问题2.1地基基础设计不合理高层建筑结构因为楼层高,对地基的设计要求较高,但在现实中,存在以下几种情况:地基设计没有充分考虑地下水对地基的影响,没有根据地下水位设计地基的深度。
高层建筑结构设计要点分析摘要:高层建筑在建设中的荷载较大,如若高层建筑设计过程中存在各种问题,承载性能结构质量无法与实际要求相符,将在具体使用过程中存在严重的变形问题,结构安全性与稳定性会受到严重的威胁。
如果高层建筑在建设过程中高度提升,地震荷载及风荷载同样增大,如若存在严重的自然灾害设计问题,将导致建筑结构稳定性受到严重的影响。
文章对高层建筑结构设计要点进行分析,希望以高层建筑设计工作,促使建筑结构与设计工作不断完善。
关键词:高层建筑;建筑结构;结构设计引言现代社会发展中,高层建筑数量持续增加。
高层建筑在建设过程中是土地资源里更为高效的方式得到应用,同时对现代人多元化要求予以满足,对于整体社会会产生较为积极的影响。
高层建筑层数较高,内部结构具有一定复杂性,现场施工难度大幅度提升,对于施工时与设计拥有了更多的要求。
由此,需要对高层建筑结构设计工作进行重视,使设计水平有所提升,对于施工需要予以满足。
1对高层建筑设计的特点与设计原则进行分析1.1对结构特点进行分析高层建筑建筑在建设过程中,其结构控制因素与低层建筑结构进行比较具有一定的差异。
低层建筑在构建过程中,会以树形荷载对受力计算指标进行有效的控制。
而高层建筑结构内,其横向荷载的作用与竖向荷载相比更大。
如高层建筑结构之内会产生侧移,则在一定程度上对高层建筑结构主体稳定性会产生较为突出的影响。
另外,与底层建筑结构进行比较,高层建筑结构就其抗震设计角度具有着较为突出的要求。
需要对小震不坏、大震不倒、中震可修的要求予以满足。
同时,高层建筑在实际结构设计过程中,会受到轴向变形产生的影响。
设计人员需要对于轴向变形具体情况进行核实。
同时,对整体下料的长度进行调整,使其轴向变形能够高度可控。
最后,高层建筑结构具有的延伸性需要予以充分的重视,需要结构能够处于柔性可控的实际状态,防止在地震或者大风等诸多恶劣条件之下存在严重的倒塌问题。
1.2对设计原则进行分析在高层建筑结构设计过程中,需要对以下原则予以遵循。
高层建筑结构设计要点浅析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。
而与低层、多层建筑相比,高层建筑的结构设计显得更为重要,以此为出发点,本文分析了高层建筑的结构设计要点,阐述了高层建筑结构体系的选型问题,并重点分析了高层建筑结构设计问题。
1.高层建筑结构设计特点与低层、多层建筑相比,高层建筑的结构设计显得更为重要。
不同结构体系的选择会直接影响建筑的平面布置、楼层数目及施工技术要求等。
高层建筑结构设计的主要特点如下:(1)水平力是设计的主要因素。
研究表明,楼房自重和楼面载荷在竖向构件中产生的弯矩和轴力的大小仅与楼房高度的一次方成正比,而水平载荷对建筑产生的倾覆力矩及轴力大小与楼房高度的二次方成正比。
因此在高层建筑结构设计中应将水平力作为设计的主要因素。
(2)不可忽视轴向变形。
当楼层很高时,由楼房自重产生的轴向压应力可使中柱发生较大的轴向变形,导致连续梁中间支座处的负弯矩值减小,而跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。
(3)侧移作为控制指标。
建筑结构的侧移随高度的增加而迅速增大(侧移量与楼层高度的四次方成正比),因此在建筑结构设计时,应将结构侧移作为高层建筑结构设计中的关键因素。
(4)抗震设计要求更高。
高层建筑的抗震设计要努力做到“三水准”的要求,即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。
要想在建筑结构抗震方面取得突破就必须在结构与地基的材料特性、动力响应、计算理论、稳定标准等方面综合分析计算,得到切合实际的设计方案。
2.高层建筑的结构体系结构体系是指结构抵抗外部作用的构件组成方式。
而不同建筑会采用不同的结构体系。
在高层建筑中,抵抗水平力是设计的主要参数,因此抗侧力结构体系的确定和设计就成为结构设计的关键问题。
高层建筑中基本的抗侧力单元为框架、剪力墙、实腹筒(又称井筒)框筒及支撑,由这几种单元可以组成多种结构体系。
2.1剪力墙体系建筑物的竖向承重构件主要由墙体承担时,剪力墙(相关建筑抗震规范称之为抗震墙)墙体既承担水平构件传来的竖向荷载,同时承担风力或地震作用传来的水平荷载。
高层建筑结构设计特点探析一.高层建筑结构设计特点(一)水平荷载的作用首先说明,因为楼面荷载以及建筑自身的重量在构件上的弯矩、轴力,与建筑物的高的一次方是成正比的,同时,因为水平荷载对竖构建的轴力以及水平荷载自身产生的力矩,与建筑物高的二次方是成正比;其次要说明的是,当建筑物高度达到一定程度,竖方向的荷载就会维持基本不变,对于水平荷载,地震作用和风荷载的值不是恒定不变的,会因为不同的结构而产生很大程度的变化。
(二)重视轴向变形高层建筑物的竖向的荷载会给支撑柱产生一定的压力,会引起轴向变形,而且也会改变连续梁的弯矩,从而制作的负弯矩也就会降低,也会对准备安置构建的长度产生影响;另外也会影响构建侧移和构建剪力,如果这种和竖方向的变形相比,结果显然是偏于不安全的。
(三)侧移和结构延性跟多层建筑相比,高层建筑对于设计结构中的结构侧移非常重视,楼的层数越多,高度越高,相应的水平荷载产生的构建侧移也就越大,所以,我们控制数值在一定的合格的范围。
如果产生地震,高层建筑的变形也就更大,所以,我们要做到保证建筑物在经过了塑性变形之后没有完全丧失变形能力,从而来防止发生倒塌,所以就应该尽量对结构的延性进行提升。
二.高层建筑的结构分析(一)弹性假定高层建筑物经常用到的方法其中就有弹性计算法。
因为建筑物本身收到了风力和垂直荷载的作用,就会使得结构处于一种弹性工作状态,实际情况基本与这种情况类似。
一旦出现大风或者出现大震就会导致高层建筑物位移量增大,有可能导致建筑物本身出现裂缝,处于一种弹塑性工作状态,这种情况计算位移就不能运用弹性计算法,不然误差很大,这种情况,计算就需要运用弹塑性动力法,这样的计算结果才更接近结构的真实状态。
(二)小变形假定一般的计算方法经常采用这种假定,不过在计算的时候要考虑一下几何非线性问题的研究。
很多人认为,当顶点水平为何与楼房本身的高度比例一旦大于1/500,就要重视两者之间产生的影响。
(三)刚性楼板假定在进行高层建筑物的分析计算中,一般不考虑平面外的刚度,一般情况都是对平面内的楼板刚度假设很大。
高层建筑的结构设计与施工高层建筑是现代城市的标志性建筑,其结构设计与施工至关重要。
本文将就高层建筑的结构设计和施工方法进行探讨,以展示其关键要素和技术要求。
一、高层建筑的结构设计高层建筑的结构设计是确保其安全稳定运行的基础。
以下是高层建筑结构设计的关键要素:1. 综合考虑力学与建筑物性能:在设计高层建筑结构时,需要整合力学原理,并兼顾建筑物的性能要求,如抗震、抗风和抗火等。
设计师需保证结构稳定性和安全性,并满足建筑物的使用功能。
2. 合理的荷载分析和设计:高层建筑需要经受各种荷载,如自重、人员载荷、风荷载和地震荷载等。
结构工程师在设计过程中必须对这些荷载进行详细的分析,确保结构能够承受并分散这些荷载。
3. 材料选择和优化:高层建筑结构需要使用高强度、高耐久的材料,如钢材和混凝土等。
设计师必须根据建筑物的需求和环境条件来选择最适合的材料,并进行材料的强度和稳定性优化。
4. 结构系统和构造方案设计:高层建筑的结构系统应根据楼层高度、功能和环境特点进行合理设计。
常见的结构系统包括框架结构、剪力墙结构和桁架结构等。
构造方案的设计应合理考虑结构可行性和施工便利性。
二、高层建筑的施工方法高层建筑的施工方法和技术是保证其成功建造的关键。
以下是高层建筑施工的要点:1. 施工管理和组织:高层建筑的施工涉及多个工种和任务,需要进行科学合理的管理和组织。
施工企业应制定详细的施工方案,并建立有效的沟通和协调机制,确保施工进度和质量。
2. 装备和机械使用:高层建筑的施工需要大量的机械设备和施工装备。
施工企业应根据项目规模和要求选择合适的机械设备,并确保其正常运行和安全使用。
3. 施工工艺和技术要求:高层建筑的施工工艺和技术要求高度专业化。
施工企业应遵守相关施工规范和标准,采用合理的工艺流程,并确保施工人员具备足够的技术技能。
4. 安全措施和监测:高层建筑施工需要严格遵守安全规定,并采取有效的安全措施。
施工企业应设置安全监测系统,实时监测施工工艺和结构稳定性,确保施工过程的安全性和可控性。
高层建筑结构设计要点分析【摘要】本文主要对高层建筑结构设计要点进行了分析。
首先探讨了高层建筑的承重结构设计,包括结构形式及材料选择等。
接着介绍了地基处理和基础设计的重要性,以及风荷载和地震作用分析的关键内容。
然后讨论了结构稳定性分析的方法和设计应考虑的特殊因素,如结构裂缝的控制和防火等。
最后总结了高层建筑结构设计要点,强调了安全和可靠性在设计中的重要性。
通过本文的分析,读者可以更深入地了解高层建筑结构设计的关键要点,并在实际工程中指导设计和施工。
【关键词】高层建筑、结构设计、承重结构、地基处理、基础设计、风荷载、地震作用、结构稳定性、特殊因素、总结。
1. 引言1.1 高层建筑结构设计要点分析高层建筑结构设计是建筑工程中一个重要的环节,其设计要点决定了建筑的安全性、稳定性和经济性。
在高层建筑的结构设计中,需要充分考虑建筑物自身的承载能力、地基的稳定性、风荷载和地震作用的影响、结构的稳定性、以及设计中应考虑的特殊因素等方面。
只有综合考虑这些要素,才能确保高层建筑的结构设计达到预期的效果。
2. 正文2.1 高层建筑的承重结构设计高层建筑的承重结构设计是整个建筑结构设计中最关键的部分之一。
承重结构设计的合理性直接影响到高层建筑的安全性和稳定性。
首先要考虑的是高层建筑的结构类型。
常见的高层建筑结构类型包括框架结构、框支撑结构、钢筋混凝土剪力墙结构等。
每种结构类型都有其特点和适用范围,设计师需要根据建筑的用途、高度、地理位置等因素来选择合适的结构类型。
在承重结构设计中,必须考虑建筑的荷载情况。
包括垂直荷载(自重、使用荷载等)和水平荷载(风荷载、地震作用等)。
设计师需要根据建筑的高度和地理位置等因素来合理计算和分析各种荷载的作用,确保结构承载能力符合要求。
高层建筑的承重结构设计还需要考虑建筑的变形和位移控制。
由于高层建筑受到外部荷载作用,建筑会发生一定的变形和位移。
设计师需要通过合理的结构设计和构造方式来控制建筑的变形,确保建筑在使用过程中稳定安全。
高层建筑结构设计要点分析 摘要:在二十一世纪,我国建筑产业发展蒸蒸日上,工程建设数量与日俱增,高层及超高层建筑工程越来越多,成为现代化城市发展过程中一道道靓丽的风景线。而每一栋建筑都有其特殊性,为保证结构不倒塌且经济适用,需要有针对性的对其进行分析设计。同时,结构分析软件也在不断迭代进步,给超高层结构设计提供了更好的分析手段。
关键词:高层建筑;结构设计;要点 引言 近年来,高层建筑的崛起在世界各地的城市建设中展现了无限的创造力。标志性的特色建筑以其惊人的高度、复杂的形态和多用的功能引人注目。高层建筑作为城市发展的标志,不仅提高了土地利用率,也为人们提供了独特的空间体验。然而,高层建筑设计在结构安全性和节能环保等方面也面临许多挑战,因此,致力于性能化设计方法是确保高层建筑性能可靠、结构稳定的重要途径。
1高层建筑结构设计意义 众所周知,高质量的设计方案,不但能有效提高建筑物的实用价值,还能使建筑物的经济效益和美感得到明显提高,同时还能将建筑物的原材料浪费降到最低,有效地保护周边环境,营造一个温馨和谐的居住环境。现代高层建筑工程建设十分重视综合效益和整体效益,如何利用建筑结构设计,减少材料的浪费和成本,在确保建筑的稳固性、美观性和耐久性的同时,更好地满足不同类型、不同层次用户的功能需求,已经成为了建筑企业十分关心的问题。与传统结构设计方案相比,现代结构设计方案能够有效地降低建筑施工成本,最大限度地利用材料,使得平面设计和布置方式更为完美。同时,对高层建筑结构中的各个部件和单元进行设计和重新组合,使其相互联系,达到协同工作的目的。
2工程概况 某市高层建筑位于某地级市商圈核心位置,作为该地区的地标性建筑,该项目旨在突显城市的现代化形象和经济实力。项目地点得天独厚,享有秀丽的城市景观和便捷的交通,将为城市增添独特的城市魅力。该项目是一个集商业办公、商业零售、多功能娱乐、精品公寓、五星级酒店于一体的复合型地产项目,主体建筑高度为116.5m,地上30层,地下3层,建筑占地面积8250m2,总建筑面积157860m2。XY超高层建筑采用现代、创新的建筑风格,通过流线型的外观和独特的建筑造型,将成为城市的视觉焦点。结构类型为框架剪力墙结构体系,通过结构分析和创新设计,确保建筑稳固性和安全性。
简述高层建筑结构设计的要点摘要:随着人们生活水平的提高,城市化进程不断加快,土地是社会经济发展的重要前提,近年来,土地资源紧张成了比较棘手的问题,较大程度地阻碍了社会进步。
在当前现代化技术、可持续观念推行的背景下,高层建筑物类型越来越多,大幅度减少了土地资源的应用面积,但据实际情况看,我国高层建筑结构设计中存在较大的问题,必须解决,以确保高层建筑在承受巨大的垂直、外力载荷下依然可以保证其安全稳定性。
文章围绕高层建筑结构设计中的问题及解决对策进行了分析。
关键词:高层建筑;结构设计;要点引言高层建筑需要在其建设工作正式开始之前需要考虑的情况,结合具体要求,将已有的各式设计方案进行建筑结构方案的改变,保证建筑物强度的同时还需要保证高层建筑物的使用功能和经济性具有更高的性价比,使高层建筑体系发展的更加完善,提高人们对于高层建筑的满意度,使高层建筑能够在未来的时间内获取更加广阔的发展空间。
1高层建筑结构设计中遵从的设计原则高层建筑结构设计的基本原则有三点:①合理的设计方案;②合理的基础设计;③合理的图纸设计。
合理的设计方案是指能够满足高层建筑结构的根本安全需要,能够最大程度达到节约材料的目的。
比如实际建筑结构设计中,需要满足的基本条件是传力简单、受力明确,还要在建筑施工过程中考虑到建筑施工材料、施工条件和建筑地理位置等因素。
合理的基础设计是指要根据附近不同建筑物之间的地理位置、地貌和影响因素进行分析,从而制定出科学的基础设计。
因为基础设计的好与坏,对于建筑物承载能力和建筑物的上层构造都会起到重大的影响,所以不能忽视高层建筑物对承载力的分布状况,这有利于建筑物在质量、外观和安全性等方面发挥更大的作用。
合理的图纸设计,可以增强建筑结构设计的安全性,为提高整个建筑物的结构设计的合理性做好坚固的基础。
2高层建筑结构设计的要点2.1结构布局分析对建筑结构体系展开分析,可以发现存在一定不规则性,在结构布局上需要多次验算,促使结构抗扭能力得到提高。
高层建筑结构设计的要点探析-
摘要:高层建筑的结构设计工作是一项涉及诸多因素和问题的综合性技术工作,高层建筑对结构设计的要求非常高,建筑设计师一定要在准确分析计算的前提下,根据结构设计的原则性要求,结合实际的工程条件和地质条件,设计和采用合理的结构设计方案。
本文就主要对高层建筑结构设计相关问题进行了简要分析。
关键词:高层建筑;结构设计;措施
中图分类号:TU97 文献标识码:A
引言
随着高层建筑的不断发展以及建筑内部的复杂性,给高层建筑结构设计带来更大难度。
如何设计出经济合理可靠的高层建筑结构,是设计人员要面对的问题。
而掌握高层建筑结构设计要点,正确合理地处理结构设计时所出现的问题,是结构设计人员必须具备的一项基本素质。
一、高层建筑结构的特点
高层建筑结构在自然的作用下,受到许多因素的影响和考验。
高层建筑物最显著的特点就是楼层多,建筑物本身较高。
因此,在高层建筑的结构设计中,水平力是决定性因素,侧移是重要的控制指标。
高层建筑物在承受垂直方向产生的重力荷载的同时,还要受到自然风引起的水平方向的压力和自然灾害的影响,比如地震。
地震对高层建筑的影响一般较大,对高层建筑结构的承载力有较高的要求。
低、多层建筑结构受风荷载的影响较小,但是风荷载对高层建筑的影响很大。
对高层建筑产生影响的外界因素主
要包括地震灾害和自然风引起的水平方向的荷载。
当建筑物增加高度的时候,高层建筑上部将会发生不同程度的摆动位移,并且随建筑高度增加而加大,过大的侧向位移不但影响居住者的舒适度,还会使建筑物的使用寿命与信誉受到影响,甚至对建筑的地基和结构造成破坏。
因此,在进行高层建筑结构的设计工作时,设计人员要考虑到建筑由于水平方向载荷引起的侧移,并控制侧移在规定的限度之内。
二、高层建筑设计的一般原则
1、关于高层建筑结构计算简图的选取原则
在高层建筑的结构设计和受力分析过程当中,要进行相关的计算,而计算简图是进行结构设计计算的基础,所以计算简图的选取恰当与否关系着高层建筑的结构设计是否合理,也关系着高层建筑的使用是否安全可靠。
在进行高层建筑结构计算简图的选取时,要特别的仔细认真,这样才能保证结构设计计算结果的可靠,保证高层建筑的安全建设和使用。
同时,计算简图要有一定的构造措施和构造方法来保证安全,尤其是建筑节点在图纸上和实际中略有差别,必须保证计算简图的误差在允许的设计误差范围内。
此外,设计工程师要仔细的分析软件计算的结果,避免因为不同计算软件的计算结果而造成比较大的计算偏差和失误。
2、关于基础设计和建筑结构设计的方案选取原则
高层建筑的基础比较深,基础设计要考虑多种因素。
高层建筑的基础设计必须参考详细的地质勘探报告,然后结合地区的地质条件进行基础的合理设计。
同时,采用哪种高层建筑的结构类型也影响着基础的设计工作,不同的建筑类型的荷载不同,高层建筑的基础设计必须与结构类型和荷载分布相一致。
综合考虑各种因素来确定基础的设计工作的目的是使地基的稳定性能和
承载能力发挥到最大。
3、关于计算结果正确性分析的原则
随着计算机技术的不断进步,计算机应用软件不断地加入到高层建筑结构设计的分析计算当中,但是与建筑结构设计有关的软件的品种数量众多,不同的软件品种的计算方法、流程和编程实现方法不一定相同,导致了有关结构设计的计算结果存在着许多差异。
设计工程师要正确认识和分析这些计算结果的差异,充分了解所采用的计算软件的计算范围和计算条件,要在仔细审核的基础上进行仔细的判断,排除人工数据输入的错误,才能够得出所需要的正确结果。
三、高层建筑结构设计分析
1、高度问题
按我国现行《高层建筑混凝土结构技术规程》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,详见表1。
这个高度是在我国目前建筑科研水平、经济发展水平和施工技术水平下,较为稳妥的,也是与目前整个土木工程规范体系相协调的。
可实际上,已有许多混凝土结构高层建筑的高度超过了这个限制,如:采用组合结构体系的金茂大厦,高达420m(建筑高度);采用混凝土结构体系的中信广场,也高达322m(建筑高度)。
对于超高限建筑物,应当采取科学谨慎的态度。
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。
2、高层建筑中的结构规则性问题
关于高层建筑的结构设计的新旧质量规范在诸多问题的内容描述上都存在着一定的变化和改动,这主要体现在两个方面,第一,新的建筑规范中针对旧的建筑规范的高层建筑结构设计的规则性问题,增加了许多的限制条件,比如建筑结构设计中的平面规则性问题和结构嵌固端的刚度比问题。
第二,新的建筑规范中采用强制性的条文规定了严重不规则的结构设计方案是不能采用的。
所以,结构设计师要注意到新旧规范的的内容改动,严格遵守规定的限制条件,合理的规划自己的结构设计,避免为后续的施工设计和施工图的设计工作带来不必要的麻烦。
3、高层建筑结构设计中的扭转问题
建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心,在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点,即三心合一。
结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一,在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。
为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏,应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局,尽可能地使建筑物做到三心合一。
4、层建筑的基础设计相关问题
高层建筑的地基设计既是高层建筑结构设计的前提性工作,也是建筑设计师非常重视的一个问题。
地基设计的重要性不言而喻,地基设计的质量直接影响着基础的类型选择和工程的造价。
基础的设计工作包含了基础的类型设计和对地基的处理工作。
地基类型的选择要考虑到上部结构的荷载、地基的承受荷载的能力以及工程的整体造价等因素,其中比较重要的是上部建筑荷载的准确计算和结构选型。
另外在地基的设计和相关计算中一定要遵守国家规范和地方性规范,因为就全国来说,各地的地质条件差别很大,国家规范没有办法作出统一全面的规定,所以在
地基的设计工作中要注意遵守地方性的设计规范的问题。
5、轴压比与短柱问
在钢筋混凝土高层建筑结构中,往往为了控制柱的轴压比而使柱的截面很大,而柱的纵向钢筋却为构造配筋。
即使采用高强混凝土,柱断面尺寸也不能明显减小。
限制柱的轴压比是为了使柱子处于大偏压状态,防止受拉钢筋未达屈服而混凝土被压碎。
柱的塑性变形能力小,则结构的延性就差,当遭遇地震时,耗散和吸收地震能量少,结构容易被破坏。
但是在结构中若能保证强柱弱梁设计,且梁具有良好延性,则柱子进入屈服的可能性就大大减少,此时可放松轴压比限值。
另外,许多高层建筑底部几层柱的长细比虽然小于4,但并不一定是短柱。
因为确定是不是短柱的参数是柱的剪跨比,只有剪跨比小于2的柱才是短柱。
有专家学者提出现行抗震规范应采用较高轴压比。
但是即使能调整轴压比限值,柱断面并不能由于略微增大轴压比限值而显著减小。
因此在抗震的超高层建筑中采用钢筋混凝土是否合理值得商榷。
6、高层建筑结构设计中的剪力墙设置问题
高层建筑中的剪力墙的数量要求和位置的设置问题也是高层建筑结构设计的重要因素之一。
第一,在现行的建筑规范中,具体描述了短肢剪力墙的定义问题,短肢剪力墙是指截面的高度和厚度的比在5 - 8的墙体,在具体的建筑应用中,短肢剪力墙的使用受到诸多限制,结构设计中应尽量少使用这种墙体结构,避免后续的设计上的诸多问题。
第二,剪力墙的位置设置除了在建筑的两端以外,在建筑的纵向中轴线还应该增加剪力墙结构,并调整剪力墙中心的位置,合理设置厚度以及截面,使建筑的结果位移保持在合理的范围之内。
结束语
总之,结构工程师在设计高层建筑结构的过程中,不仅要对结构计算的准确性进行重视,同时还要关注如何合理地选择结构方案,设计界现在对概念设计进行了大力的提倡,然而在实际的工程设计当中却具有千差万别的情况,所以设计人员必须要以工程中遇到的实际情况为根据进行科学合理的设计。