高层建筑钢结构-第三章结构体系和布置概论
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高层建筑结构课后习题答案【篇一:高层建筑试题及答案】)填空题1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3—2002)规定:把或房屋高度大于28m的建筑物称为高层建筑,此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。
2.高层建筑设计时应该遵循的原则是。
3.复杂高层结构包括4.8度、9度抗震烈度设计时,高层建筑中的和结构应考虑竖向地震作用。
5.高层建筑结构的竖向承重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,筒体结构体系,板柱—剪力墙结构体系;水平向承重体系有现浇楼盖体系,叠合楼盖体系,预制板楼盖体系,组合楼盖体系。
6.高层结构平面布置时,应使其平面的和尽可能靠近,以减少。
7.《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2002适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m的非抗震设计和抗震设防烈度为6至9度抗震设计的高层民用建筑结构。
9第二章高层建筑结构设计基本原则(一)填空题1.天然地基是指的地基。
2.当埋置深度小于或小于,且可用普通开挖基坑排水方法建造的基础,一般称为浅基础。
3,为了增强基础的整体性,常在垂直于条形基础的另一个方向每隔一定距离设置拉梁,将条形基础联系起来。
4.基础的埋置深度一般不宜小于m,且基础顶面应低于设计地面mm以上,以免基础外露。
5.在抗震设防区,除岩石地基外,天然地基上的箱形和筏形基础,其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;桩箱或桩筏基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的1/18—1/20。
6.当高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝时,高层建筑的基础埋深应大于裙房基础的埋深至少2m。
7.当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝时,宜在裙房一侧设置,其位置宜设在距主楼边柱的第二跨内。
8.当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝和后浇带时,应进行验算。
9.基床系数即地基在任一点发生单位沉降时,在该处单位面积上所需施加压力值。
10.偏心受压基础的基底压应力应满足还应防止基础转动过大。
钢结构基本原理第一章概述1、钢结构设计是怎样确保结构安全、可靠、经济的?钢结构设计的主要目的是要保证所建造的结构安全适用,能够在设计使用年限内满足各项功能要求并且经济合理。
我国《建筑结构设计统一标准》规定,建筑结构必须满足安全性、适用性和耐久性的要求。
为使建筑物设计符合技术先进、经济合理、安全适用,确保质量的要求,建筑结构方案设计,包括结构选型设计占有重要的地位。
建筑结构方案设计和选型的构思是一项很细致的工作,其有充分考虑各种影响因素并进行全面综合分析,才能做出优化的方案选择。
结构选型应综合考虑建筑对使用空间的要求、结构的合理几何体型、建筑结构材料的种类、结构设计理论的差异、经挤因素等多种影响因素。
4、钢材脆性破坏和塑性破坏的原因、现象及后果是什么?原因:塑性破坏是由于变形过大,超过了材料或构件可能的应变能力而产生的,而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉强度后才发生,破坏前构件产生较大的塑性变形;脆性破坏前塑性变形很小,甚至没有塑性变形,计算应力可能小于钢材的屈服点,断裂从应力集中处开始。
现象:塑性破坏加载后有较大变形,因此破坏前有预兆,断裂时断口呈纤维状,色泽发暗。
脆性破坏加载后,无明显变形,因此破坏前无预兆,断裂时断口平齐,呈有光泽的晶粒状。
后果:脆性破坏危险性大。
塑性破坏可以及时采取措施予以补救,危险性相对于脆性破坏稍小。
7、钢材为什么会发生疲劳破坏?如何验算疲劳强度?钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续重复荷载循环下不断扩展至断裂的脆性破坏。
第二章钢结构的连接1、钢结构有哪些连接方法?各有什么特点?答:钢结构常用的连接方法有:焊缝连接、螺栓连接、铆接;焊缝连接:属刚接(可以承受弯矩),除了直接承受动力荷载的结构中、超低温状态下,均可采用焊缝连接。
螺栓连接:属铰接(弯矩为零)一般情况下均可使用;特点是现场作业快,容易拆除,维修方便;铆接:当结构受力较小的情况下使用;2、焊缝的连接形式有哪些?简述各种连接形式的适用范围。
高层建筑结构体系组成部分在城市的天际线上,高层建筑如同一座座巍峨的巨人,展现着现代建筑的魅力与实力。
而这些高楼大厦能够屹立不倒,离不开其精心设计的结构体系。
高层建筑结构体系是一个复杂而精妙的系统,由多个重要组成部分协同工作,共同承担着建筑物的重量、风力、地震力等各种荷载,确保建筑的安全与稳定。
首先,我们来了解一下高层建筑结构体系中的竖向承重结构。
竖向承重结构就如同建筑的脊梁,支撑着整个建筑物的重量。
常见的竖向承重结构包括框架结构、剪力墙结构和筒体结构。
框架结构是由梁和柱组成的框架来承受竖向和水平荷载。
这种结构形式具有较大的室内空间,布置灵活,但侧向刚度相对较小,在高层建筑中通常需要与其他结构形式结合使用。
框架结构中的梁和柱通过节点连接,形成一个稳定的框架体系,将楼层的荷载传递到基础。
剪力墙结构则是利用钢筋混凝土墙体来承担竖向和水平荷载。
剪力墙如同坚固的屏障,具有较大的侧向刚度,能够有效地抵抗水平力,如风力和地震力。
在剪力墙结构中,墙体不仅承受竖向荷载,还承担着将水平荷载分散和传递的重要任务。
筒体结构是一种更为高效的结构形式,它可以分为框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。
框筒结构是由周边密集的框架柱和深梁组成的封闭筒体;筒中筒结构是由外筒和内筒组成,内外筒协同工作,提供了强大的抗侧力能力;束筒结构则是由多个筒体组合而成,进一步增强了结构的整体性能。
筒体结构在超高层建筑中应用广泛,能够满足对结构强度和刚度的极高要求。
除了竖向承重结构,水平承重结构也是高层建筑结构体系中不可或缺的一部分。
水平承重结构主要包括楼板和钢梁等。
楼板将竖向荷载传递给竖向承重结构,并将水平力分配到各个竖向构件上。
钢梁则在一些钢结构的高层建筑中起到承担水平荷载和连接竖向构件的作用。
在高层建筑结构体系中,基础的作用同样至关重要。
基础要承受上部结构传来的巨大荷载,并将其均匀地传递到地基中。
常见的基础形式包括筏板基础、桩基础和箱形基础等。
第一章概述1、对于高层建筑,抵抗水平荷载成为结构设计需要解决的主要问题2、荷载效应:由荷载引起的结构内力、位移、速度、加速度等3、高层建筑结构设计,主要是抗水平力设计4、高层建筑结构的材料主要为钢、钢筋和混凝土5、按采用的材料,高层建筑的结构构件可分为钢构件、钢筋混凝土构件及组合构件,组合构件是指型钢或钢管与混凝土组合的构件6、按采用的材料,高层建筑结构的类型可分为钢结构、钢筋混凝土结构、混合结构,混合结构包括由全部构件为组合构件的结构,钢构件与钢筋混凝土组成的结构,钢构件与组合结构组成的结构,钢筋混凝土构件与组合构件组成的结构等7、钢结构以及混合结构的钢材宜采用Q235等级B、C、D的碳素结构钢及Q345等级B、C、D、E的低合金高强度结构钢8、混凝土的强度等级,框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核心区,不应低于C30;构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件,不应低于C20;剪力墙不宜超过C60;其他构件,9度时不宜超过C60,八度时不宜超过C70第二章结构体系1、高层建筑的结构体系包括框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构、巨型结构。
2、框架结构的设计要点:(1)必须在两个主轴方向上设置框架,以抵抗各自方向的水平力。
(2)抗震框架结构的梁柱不允许铰接,必须采用梁端能传递弯矩的刚接,以使结构具有良好的整体性和比较大的刚度。
(3)甲、乙类建筑以及高度大于24m的丙类建筑,不应采用单跨框架结构。
(4)承重体系主要取决于楼板布置。
(5)沿建筑高度,柱网尺寸和梁截面尺寸一般不变。
在建筑比较高的情况下,柱的截面尺寸沿建筑高度减小。
(6)侧向刚度小,总高度受到限制。
(7)框架结构的非承重墙宜采用轻质材料,减轻对结构抗震的不利影响。
(8)不应采用部分由框架承重、部分由砌体墙承重的混合承重形式。
(9)框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的的电梯机房、楼梯间、水箱间等,应采用框架承重,不应采用砌体墙承重。
第二章高层建筑结构体系与布置 2.1 框架结构框架结构的特点是,建筑平面布置灵活,可做成较大空间的会议室、餐厅、办公室及试验室等,加隔墙后,也可做成小房间;如果采用轻质隔墙,则可减轻建筑物重量;住宅中较少使用框架结构,主要原因是柱截面较大,以致突出墙面,影响家具放置;框架结构侧向刚度小,属柔性结构,因而对其建造高度应予控制;在多层建筑中,框架结构是一种常用的结构体系。
2.2 剪力墙结构利用建筑物的钢筋混凝土墙体,作为竖向承重和抵抗侧力的结构,该结构即为剪力墙结构体系, 通常, 楼盖内无次梁, 楼板直接支承在墙上, 墙体同时也是维护和分隔房间的构件; 剪力墙的间距受到楼板构件跨度的限制,一般为 3~8m,房间墙面及天花板平整,无需吊顶,层高较小,因而剪力墙结构适合于具有小房间的住宅、旅馆等建筑,无论在地震区或非地震区,它都得到广泛的应用;上图是一种常用的剪力墙结构的平面,广州宾馆(27层, 87m ,广州白天鹅宾馆(30层,102m ,北京西苑饭店(27层,92m ,均属剪力墙结构。
2.3 框架-剪力墙结构框架-剪力墙结构是把框架和剪力墙结合在一起,共同抵抗竖向和水平荷载的一种体系,它利用剪力墙的高抗侧力刚度和承载力,弥补框架结构柔性大、侧移大的弱点;同时由于它只在部分位置上有剪力墙, 又保持了框架结构具有大空间、立面易于变化等优点, 因此, 框架-剪力墙结构是一种较好的结构体系, 虽然其出现较晚, 但在多高层公共建筑及办公楼建筑中得到了广泛的应用,例如上海宾馆(27层,91.5m 、北京饭店新楼(18层,80m , 上图为常见的框架-剪力墙结构平面。
2.4 板柱-剪力墙结构板柱结构是指钢筋混凝土无梁楼板和柱组成的结构。
板柱结构施工方便,楼板高度小, 可以减小层高.能提供大的使用空间,灵活布置隔断墙等。
但板柱连接节点的抗震性能差, 不如粱柱连接节点; 地震作用产生的柱端弯矩由板柱连接节点传递, 在柱周边板内产生较大的附加剪力,加上竖向荷载的剪力,有可能产生冲切破坏,楼板脱落。
第三章钢筋混凝⼟楼盖结构设计第三章钢筋砼楼盖结构设计第⼀节概述⼀、正确合理地进⾏楼盖结构设计的重要性楼盖是房屋结构中的重要组成部分。
在整个房屋的材料⽤量和造价⽅⾯,楼盖所占的⽐例是相当⼤的,因此合理选择楼盖的结构型式、正确合理地进⾏楼盖结构设计对建筑物的使⽤、美观以及技术经济指标都具有⼗分重要的意义。
●其重要性具体表现在:(1)、在⼀幢混合结构的房屋中,楼盖(屋盖)的造价约占房屋总造价的 30%~40%;在6~12 层的框架结构中,楼盖的⽤钢量约占总⽤钢量的 30%~50%;在钢筋砼⾼层建筑中,砼楼盖的⾃重占总⾃重的 50%~60%。
因此降低楼盖的造价和⾃重对降低整个建筑物的造价和⾃重都是⾮常重要的。
(2)、减⼩楼盖的结构⾼度,从建筑上说,可以降低层⾼;当总⾼⼀定时可以增加层数,对⼀幢 30 层的楼⽽⾔,每层降低0.1 m 就可增加⼀层。
从结构上说,降低层⾼意味着减轻⾃重,也就减⼩了地震作⽤,这对建筑结构设计具有很⼤的经济意义,将直接降低⼯程造价。
(3)、楼盖(屋盖)结构形式和建筑⾯层构造的合理选⽤,直接影响到建筑在隔声、保温、隔热、防⽔和美观⽅⾯的功能要求。
(4)、楼盖结构作为建筑物的⽔平受⼒构件,其受⼒特点和⼯作性能直接影响整个结构的受⼒特点和内⼒分析⽅法的选⽤。
对保证建筑物的承载⼒、刚度、耐久性以及提⾼结构、抗风、抗震性能有着重要的作⽤。
(5)、楼盖结构设计是结构设计⼈员必须熟悉和掌握的基本功,它的设计原理、概念和⽅法可⽤于桥⾯结构、筏基、挡⼟墙、⽔池等许多结构物的设计中。
⼆、楼盖的结构功能及其分类(⼀)楼盖的结构功能建筑结构是⼀个由多种构件组成的空间受⼒结构体系。
按构件的设置⽅向,可认为它是由⽔平结构体系和竖向结构体系组成。
楼盖是由梁、板等⽔平⽅向的构件组成的⽔平承重结构体系,其基本作⽤是:(1)、在竖向,直接承受楼盖中梁、板构件及装修⾯层的重量;承受施加在楼⾯、屋⾯上的使⽤荷载,并传给竖向结构。
高层建筑结构概论【摘要】本文主要论述了高层建筑上部结构形式,接受了包括框架结构、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构等常见结构形式的特点,简要说明了其优缺点,布置要求以及适用范围。
【关键词】高层建筑;上部结构形式文章编号:issn1006—656x(2013)06-0179-01一、高层建筑发展现状随着人口的日益增加,城市商业以及住宅用地日趋紧张,传统建筑形式已经无法满足社会发展的需求,在这种情况下高层建筑应运而生。
19世纪末,随着科学技术快速发展,混凝土以及钢结构逐渐取代砖、石、木等传统的建筑材料,使房屋建筑高度的增加、层数的增多、跨度的增大成为可能,此时在1931年美国建成纽约帝国大厦,其成为现代意义上的高层建筑的里程碑。
1985年以来,中国、日本、韩国、马来西亚等国迅速发展了高层以及超高层建筑,其中不乏位于世界高层建筑排行前列的超高层建筑。
自上世纪90年代开始,亚洲高层建筑迅猛发展,其高层建筑在世界前100高层建筑所占数量已经接近三分之一。
目前,中国正在建设的摩天大楼总数量已经超过200座,相当于美国现有同类摩天大楼的总数。
未来3年,平均每5天将有一座摩天大楼在中国封顶。
5年后,中国的摩天大楼总数将超过800座,达到现今美国总数的4倍。
因此可以推断21世纪,亚洲将成为高层建筑发展的中心地区而中国将成为高层建筑发展的核心地带。
二、高层建筑结构主要形式及适用范围(一)框架结构框架结构,是由纵梁、横梁和柱组成的结构,这种结构是梁和柱刚性连接而成骨架的结构。
框架结构只能承受自身平面内的水平力,因此采用框架结构时在建筑的两个主轴方向都要设置框架结构,在水平荷载作用下,框架结构水平变形为剪切变形。
由于框架结构整体刚度偏柔,其具有良好的延性和耗能能力,有较好的抗震性能。
其主要缺点是对于较高的建筑,框架结构顶层水平偏大,梁柱截面尺寸偏大,减小了有效建筑面积。
因此,目前框架结构主要用于隔间较多的饭店、办公楼、住宅、医院病房楼等10层以下的小高层建筑中。