高层建筑结构设计中应注意的问题
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高层建筑框架结构设计中的技术问题及对策摘要:高层建筑的结构设计主要有四种,其中框架结构式组基本的结构形式,其他的结构设计都是以其为基础,所以框架结构的设计是建筑设计的基本环节。
在高层建筑的框架结构设计中往往会遇到很多技术性问题,本文选取了几个具有代表性的问题进行了分析,并提出对策,以供参考。
关键词:结构类型;技术问题;改进对策一、常用高层建筑结构分类1、基本框架结构基本的框架是高层建筑的建筑基础,主要构成是基础、梁、柱、楼板这四种结构,其主要的作用就是承重。
其中基础、梁和柱子是构成框架的最基础结构,也是主要的承重体。
以框架结构为基本结构的建筑形式较为灵活,可以形成较大的空间,建筑的立面处理也比较方便。
从整体看,具有抗震性和整体性的优势,具备一定的塑变能力。
2、框架配合剪力墙高层建筑的结构设计常常采用的另一种结构形式是框架配合剪力墙的结构。
这种结构就是将框架和剪力墙两种结构形式组合在一起,成为一个结构体系,竖向的应力载荷主要由框架和剪力墙共同承载,而水平的载荷就由剪力墙来分担,这是因为剪力墙的刚度较大,可以承担侧向应力。
和剪力墙配合增加了高层建筑的抗侧力刚度,减轻了框架架构带来的侧向位移,同时框架配合剪力墙也可以让层与层之间的变形趋于均衡,所以框架和剪力墙构成的体系提高了建筑的可建高度。
3、单纯剪力墙利用墙体来承受全部的水平载荷和竖向载荷的建筑体系就是剪力墙结构。
剪力墙的主要突出特性就是刚性明显,所以剪力墙对力的传导均匀直接。
其结构的强度和刚性都明显较高,同时也具备一定的延展性。
这样的结构在对抗侧向位移的时候可以有效的控制位移的程度,在对抗台风、地震的时候可以起到很好的作用,具有良好的整体性、抗倒塌性,其建设高度也高于前两种结构。
4、筒体结构体系筒体体系主要是由筒体为结构主体,所以称之为筒体结构。
由筒体结构构成的高层建筑起强度和刚度相对较高,明显的特征就是结构体系中的所有构件都可以合理的分配载荷,在抗台风和地震的能力上更高与以上三种结构形式,而且可以满足大空间、大跨度的需求,在超高层建筑上应用普遍。
高层建筑结构设计的常见问题分析摘要:本文总结了高层建筑设计时水平载荷、整体结构侧移、结构延性和建筑的轴向变形等结构特点,并对高层建筑的抗震设计、基础设计和建筑的自重问题做了重点分析。
关键词:高层建筑,结构设计,抗震,基础,自重随着社会经济和科学技术的飞速发展,建筑设计理论以及建筑施工技术不断完善,建筑材料与施工机械设备的性能不断改进,这为高层建筑的发展提供了良好的条件。
但是高层设计是一项十分复杂的工程,涉及体系众多,为了保证建筑设计的科学和合理性,高层建筑的结构设计必须放在设计工作的首位。
一、高层建筑结构设计总体原则高层建筑结构设计的最终目的就是保证整座建筑的安全与稳定,因此,高层建筑结构设计也要遵循一定的原则:结构计算在计算简图的基础上进行,在结构设计时一定要选择适当的计算简图;在基础设计时,要综合考虑建筑的整体结构、周围环境以及施工条件,并且要有详细的地质勘测报告,选择科学合理的设计方案。
计算机飞速发展为工程设计带来方便的同时,也带来了很多工程计算的问题,由于软件和人为的因素,结构工程师要对电算结果认真分析,仔细校对;结构设计必须确保建筑物具有足够的承载力、刚度以及变形能力,对于结构设计中的关键受力构件以及薄弱位置,必须采取合理的构造措施[1]。
二、结构设计的主要特点1、高层建筑结构设计中水平荷载成为设计的决定性因素(a)(b)图1 高层结构设计的受力和变形示意图垂直轴向载荷对高层建筑物的设计有很大的影响,但是由受力分析可以看出,水平载荷同样起着很大的作用,并已成为结构设计的控制因素。
高层建筑结构底部所受的竖直向下的轴向力n和倾覆力矩m与高度h之间的关系如下:结构底部的轴力n = ωh结构底部的倾覆力矩m =1/2 qh2 (均布水平荷载)式中,ω、q分别为沿建筑单位高度的竖向荷载、均布水平荷载。
对于达到一定高度的建筑来说,建筑物的自重在竖直方向上会产生轴力,由于不同的建筑有着不同的结构设计,所以不可避免还会在某些竖直的构件上产生弯矩,这些数值的大小与建筑的高度成正比关系。
试论高层短肢剪力墙结构设计应注意问题摘要:随着高层建筑的不断涌现,普通的剪力墙结构已经不能满足人们对现代高层建筑的空间适用性、灵活性等要求,且该结构自重大,抗震效果差,从而被短肢剪力墙结构逐步取而代之。
本文结合实际经验对普通高层住宅的剪力墙结构设计与质量控制进行了分析。
关键词:高层住宅;剪力墙结构;设计中图分类号:tu241.8 文献标识码:a 文章编号:近年来,随着城市经济的不断发展,建筑的数量日益增多,人们对建筑物的平面与空间的要求越来越高,传统的普通框架结构中凸入室内空间的房梁、柱子等影响美观,不能满足人们对住宅空间的要求。
而短肢剪力墙结构的出现,不仅能够克服了传统的普通框架与普通剪力墙结构存在的一些问题,而且降低了基础及上部结构的造价,从中得到了广泛的应用。
一、短肢剪力墙的概念和特点短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙;短肢剪力墙结构主要布置在房间分隔墙的交点处,视抗侧力的需要及与分隔墙相交的形式而布置适当数量的相应形式的短肢墙,并在各肢处布置连系梁,把这些墙连结成一个整体以构成结构体系。
这种结构体系特点主要包括以下几个方面:(1)满足建筑功能的需要。
1)墙肢和填充墙的厚度相同,各墙相连的梁处于一个竖向的平面内,以避免梁柱可能突出墙面的情况。
2)墙体改革的方向要求墙体采用轻质材料,因此短肢墙更能够满足建筑功能的需要。
3)短肢墙构件增加了施工困难程度,但扩大了使用面积。
(2)满足结构设计的需要。
短肢剪力墙体系中墙肢和梁可以隐蔽,同时结构布置比较灵活,墙的数量和肢长可以根据抗侧力的需要而定,同时,还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度和刚度中心的位置。
(3)结构体系使用方面,可灵活运用。
1)结合建筑平面,利用间隔墙位置来布置竖向构件,基本上不与建筑使用功能发生矛盾。
2)墙的数量可多可少,肢长可长可短,主要视抗侧力的需要而定。
3)能灵活布置,可选择的方案较多,楼盖方案简单。
浅析高层建筑框架结构设计中的常见问题摘要:中国现代化建设的不断加快促使了我国高层建筑的崛起。
作为建筑行业的支柱,高层建筑框架结构的设计备受业内人士的关注。
本文对其常见问题进行汇总,具体阐述了高层建筑建筑框架的设计要点,供有关人士查阅讨论。
关键词:高层建筑,机构设计,问题汇总自从改革开放以来,随着我国经济的高速增长,为适应社会的发展,高层建筑渐渐走入了我们的视线,并在设计上不断创新,不管是内部结构设计还是外部平面设计都有很大的改善。
当然,新时代对于高层建筑结构设计本来就提出了更多的要求。
框架结构体系就是在这个大环境下产生的。
为适应目前城市地少人多的环境,高层建筑框架结构设计也要向着扩大空间兼具灵活的建筑平面布置方向发展。
当然,在设计的过程中往往会出现一定的问题,如果处理不慎对于整个工程质量都会造成不利的影响。
所以,我们有必要将搞成建筑框架结构设计中的常见问题进行总结分析,我们应该从高层建筑框架结构的设计要点入手,尽量规避这些问题在各个要点中发生,保证工程保质保量的完成。
一、简析高层建筑框架结构设计中的几个常见问题关于高层建筑框架结构设计中的常见问题,笔者认为可以分为以下三点:其一,结构的规范性问题。
众所周知,新的高层建筑框架结构设计规范比起旧的变动非常大,新规范增添了更多的限制条件。
比如平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,同时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上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
其二,结构的超高性问题。
不管是抗震规范还是高层建筑设计规范,对于高层建筑的总高度都有限制,这点在新规定里体现的更加明确。
针对之前的超高现象,新规定不仅将原来的限制高度设定为a 级高度的建筑外,而且增加了b级高度的建筑,所以这就要求结构工程师在进行结构设计的时候必须严格控制建筑物的高度,因为一点设计的结构达到或超过b级高度,整个设计方法的处理措施将发生比较大的变化。
高层建筑的结构规范要求与施工要点高层建筑的结构设计和施工是保障建筑物安全稳固的重要环节。
为了确保高层建筑的结构安全可靠,我们需要遵循一系列的规范要求和工作要点。
本文将介绍高层建筑结构规范要求和施工要点。
一、结构设计规范要求1. 承载能力要求:高层建筑的结构必须能够承受预期的荷载,包括静载、动载和临时荷载等。
设计应该满足建筑物正常使用和临时负荷,以及抗震设计要求。
2. 抗震设计要求:高层建筑的结构设计应具备一定的抗震能力,以应对地震产生的水平力和垂直力。
设计时需要根据地震烈度和建筑物所处地区的地震波特征进行计算和分析,确保建筑物的稳定性。
3. 材料选择和使用:高层建筑的结构材料选择要符合建筑设计要求和国家相关标准。
常用的结构材料包括钢材、混凝土等,应具备足够的强度和耐久性。
4. 稳定性和刚度要求:高层建筑的结构稳定性和刚度要求较高,设计应考虑到建筑物在风荷载、温度变化和荷载变化等情况下的变形和位移。
二、施工要点1. 施工方案制定:在进行高层建筑结构施工前,需要编制详细的施工方案。
该方案应包括结构施工的基本流程、施工工艺和安全措施等内容。
2. 基础施工:高层建筑的稳定性主要依赖于基础的承载能力。
在进行基础施工时,需要根据设计要求进行地基处理,确保基础的稳固和均匀。
3. 结构施工:结构施工包括梁、柱、墙等部分的施工。
施工过程中需要严格按照设计要求进行操作,保证结构的准确和稳定。
4. 防水施工:高层建筑的防水施工需要特别注意。
在屋面、外墙和地下室等地方进行防水处理,确保建筑物的密封性和防潮性。
5. 监测与检测:在高层建筑结构施工过程中,需要进行定期的监测和检测工作。
以确保施工质量和结构安全,及时发现和解决可能存在的问题。
结构规范要求与施工要点是确保高层建筑结构安全的基础。
遵循规范要求和施工要点,可以有效降低事故发生的概率,保证建筑物的安全和可靠性。
因此,在进行高层建筑的结构设计和施工时,务必严格按照相关规范和要求进行操作,合理安排施工流程,确保高层建筑结构的稳定性和安全性。
试析高层建筑框架结构设计中应注意的若干问题【摘要】我国建筑行业是伴随着国内社会经济的迅速发展,以及时代的进步,而逐渐兴起的一个新型行业类型。
在我国建筑工程项目建设过程中,高层建筑框架结构设计工作是一项十分重要的工作内容,直接关系到建筑工程项目经济收益与社会效益的实现。
【关键词】高层建筑;框架结构;设计技术近年来,我国高层建筑在结构设计工作中,逐步实现了与世界先进理念的接轨与融合,建筑结构的体系与模式也呈现出了多项发展的新形势。
建筑平面布置与竖向体形也越来越复杂,给高层结构设计提出更高的要求。
高层建筑采用框架结构形式,可形成内部大空间,同时也能进行灵活的建筑平面布置,因此,框架结构体系在结构设计中应用甚广,特别是在高度不超过 60m的高层建筑中,其优势更为明显、突出。
与此同时,高层建筑框架结构设计过程中的一些现实问题却往往被忽视,给工程质量留下隐患。
1、高层建筑框架结构设计的技术要点分析高层建筑框架结构设计中的技术应用既要结合建筑物的实际功能需求,还要满足建筑物的抗震要求。
在设计中,一定要抓住设计项目的要点,加以深入的研究与探讨,最终制定出较为完善的设计方案。
高层建筑框架结构的设计要点,主要表现为以下几方面:1.1 基础部分的设计技术要点柱下扩展基础宽度较宽或地基不均匀及地基较软时,宜采用柱下条基,并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素,适当加宽基础。
建筑地段较好,基础埋深大于 3m时,结构工程师应建议甲方做地下室。
当地基承载力满足设计要求时,地下室底板可不再外伸以利于防水。
每隔 30~40m设一后浇带,两个月后再用微膨胀混凝土浇注。
设置地下室可降低地基的附加应力,提高地基的承载力,减少地震作用对上部结构的影响。
在设计过程中不应设局部地下室,地下室应有相同的埋深。
地下室外墙为混凝土时,相应的楼层处梁和基础粱可取消。
抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设,连接处应加强,但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。
目录一、超高层建筑与一般高层建筑结构设计的差异2二、结构设计特点3重力荷载迅速增大3控制建筑物的水平位移成为主要矛盾 4风作用效应加大4地震作用效应加大4P△效应成为不可忽视的问题4竖向构件产生的缩短变形差对结构内力的影响增大5倾覆力矩增大。
整体稳定性要求提高 5防火、防灾的重要性凸现5建筑物的重要性等级提高6控制风振加速度符合人体舒适度要求 6围护结构必须进行抗风设计6三、结构设计方法6减轻自重减小地震作用7降低风作用水平力7减小迎风面积 7降低风力形心7选用体型系数较小的建筑平面形状7减少振动。
耗散输入能量73.4加强抗震措施 7选用规则结构使建筑物具有明确的计算简图8采用多个权威程序(如SATWE、TAT、SAP2000等)进行计算比较8进行小模型风洞试验,获取有关风载作用参数9采用智能化设计,提高结构的可控性 9提高节点连接的可靠度9超高建筑结构类型中的混合结构设计9混合结构的结构类型9型钢混凝土和圆钢管混凝土柱钢骨含钢率的控制10四、高层建筑结构方案选择的主要考虑因素11抗震设防烈度是超高层结构体系选用首要考虑因素之一11超高层建筑方案,应受到结构方案的制约12超高层建筑结构体系中结构类型的选择12拟建场地的岩土工程地质条件的影响 12抗震性能目标的影响12采用合理的结构类型,应考虑经济上的合理性13施工的合理性的影响14五、关于结构的抗侧刚度问题15六超高层建筑结构的基础设计16天然地基基础17桩基础设计18超高层建筑结构设计注意事项一、超高层建筑与一般高层建筑结构设计的差异1、从房屋高度上,超高层建筑的房屋高度在100m以上直至有几百米甚至上千米的设想,而一般高层建筑的房屋高度则是在100m以下。
2、超高层建筑由于消防的要求,须设置避难层,以保证遇到火灾时人员疏散的安全。
由于机电设备使用的要求,还需要设置设备层。
一般超高层建筑是两者兼而使用,而对于更高的多功能使用的超高层建筑,它不只每15层设一个避难层兼设备层即可,还需要设有机电设备层。
浅析高层建筑结构设计中应注意的问题
摘要:目前,我国经济水平持续上升,人民的生活条件逐步提高。
与其相适应的钢筋混凝土高层建筑业也在不断地完善,应用性不断加强。
建筑设计人员也在不断提高自己的业务水平。
下文中我们就结构设计中一些问题进行详细说明。
关键词:高层建筑;结构设计;注意问题
abstract: the stock ownership incentive is a modern personnel management reform an important incentive innovation, he created a business miracle be obvious to people, at the same time, we also can not ignore the negative effects of equity incentive to bring. in the real conditions, how to better play the role of the equity incentive, equity incentive can better serve the economic construction of our country, this article carries on the elaboration from the perspective of corporate governance, in order to better play the role of equity incentive, make our national enterprises can make good use of this kind of incentive tools.
key words: equity incentive; corporate governance;
中图分类号:tu973文献标识码:a文章编号:
一、高层建筑结构受力方面
当给我们一个设计物的方案时,作为一个设计师应该重点考虑的它的空间构成特点,而不是它的具体细节。
众所周知,建筑物的竖向和横向的稳定性主要依赖于它的底面。
一个建筑物往往由一些大的而且笨重的组件形成,由于重力作用和力的传递作用,总的荷载作用在底面上,所以我们要明晰在整个体系中向下的力和底面所承载的力之间的联系。
因此,为了更好地设计建筑物,我们需要对建筑物中的承受力的构件数量和作用出做出一个设计。
我们接触的建筑物,他的横竖方向的设计原理都是一样的。
,但是,由于层数的不断增加。
我们在考虑竖直方向的稳定性时,要考虑到:1较大的竖向力要求有较大的支撑物,可以用柱、墙或者是井筒;2按照力学原理,对柱等的侧向力最终产生的力矩和剪切作用比平时要大很多。
我们知道,竖向荷载往往是线性增加的,但是侧向荷载却不相同,它随着设计物的高度增加而增加。
假设所以的条件都一样,风荷载作用建筑物,底面所所受到的力和建筑物的高度的二次方成线性关系,在建筑物的顶端的水平位移和高度的四次方成线性关系。
当有地震发生时,作用效果会更加显著。
我们在设计高层建筑物时不光要考虑到剪切作用,而且要对抗弯做出预防,因此,我们在设计高层和低层的建筑时有很大的不同。
二、结构选型阶段
在我们进行高层设计建筑时,作为一个结构工程的设计人员,往往应该注意以下几点。
2.1结构的规则性问题。
我们在学习规范时会发现,新的规范发生了很大的变动,在新的规范中,增加了很大的条件。
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上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
2.2结构的超高问题。
在抗震规范与高规中。
对结构的总高度都有严格的限制,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,因此。
必须对结构的该项控制因素严格注意,一旦结构为b级高度建筑甚或超过了b级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。
在实际工程设计中,出现过由于结构类型的变更而忽略该问题。
导致施工图审查时未予通过,必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况,对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。
2.3嵌固端的设置问题。
由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防,嵌固端有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置,因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面,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等问题,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埋下安全隐患。
2.4短肢剪力墙的设置问题。
在新规范中,对墙肢截面高厚比为5-8的墙定义为短肢剪力墙。
且根据实验资料和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制,因此,在高层建筑设计中,结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙,以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。
三、地基与基础设计方面
在进行建筑物的设计时,第一要考虑的就是低地基问题。
主要因为在此阶段设计的好坏,将对后期的设计施工造成很大的影响,地基造价对整个工程的造价产生决定性作用,如果在这阶段出现问题,产生的后果将无法估计。
我们在进行地基设计中,仅仅依靠一本国家性的地基规范是不行的,我国土地资源丰富,地理条件复杂,国家性的规范很难详细准确的对地方土地进行陈述。
所以我们要详细的研究地方性的设计规范,以免在此阶段设计出现问题,为后期设计中造成影响。
在此规范中,还往往会有一些地基设计的一些经验和经常性问题的解决办法。
四、结构计算与分析方面
整个工程的设计好坏往往依赖于精确的对整个结构内力的分析
和按规定准确地处理所遇见的问题。
现如今,我国推出新的规范,这些规范对计算和分析有了很大的调整,因此我们要格外注意这些新的内容。
工程师更要对此有一个清晰地思路和准确的认识。
4.1结构整体计算的软件选择。
目前比较通用的计算软件有:
satwe、tat、tbsa或etabs、sap等,但是,由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异,因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。
所以,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,哪个又是意义不大的,这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。
否则,如果选择了不合适的计算软件,不但会浪费大量的时间和精力,而且有可能使结构有不安全的隐患存在。
4.2对地震力的增加和自振周期的影响因素思考,这些问题在以前的规范中早有解释,但是由于科学技术的发展,有很大的弊端。
新的规范的下达,对自振周期有了很深入的研究,它根据各个结构的不同计算出折减系数。
4.3振型数目是否足够。
由上面知道,再新的规范中,出现了折减系数这个名词,并且有了详细的区间数值。
但是在老的规范中没有解释振型参与系数甚至也没有相关的解释,这就要求我们必须在设计计算时,对我们产生的记过进行一些分析判断,或者调整这个系数的取值大小。
4.4多塔之间各地震周期的互相干扰,是否需要分开计算。
先如今,地盘大的,楼层高的建筑屡见不鲜。
我们在进行计算时,需要将整个建筑物看成一个整体进行分析计算,在计算一些局部时,我们要对整个体系进行拆分。
在拆分时,有许多问题需要注意。
多塔式建筑也是我们要研究的对象之一,如果塔间具有足够的刚度,往
往在计算时要考虑振型参与系数。
但是地震力的计算值和实际值仍有很大的差距,使得建筑物存在安全隐患。
4.5非结构构件的计算与设计。
用户在对建筑进行购买时,大多数都会考虑美观的因素。
设计人员进行设计时会添加一些美观但是不承受力的构件。
由于高层的风荷载和地震对其影响很大。
这就为这些构件的添加产生一些难度。
因此我们在计算时,要小心处理该数据,尽可能的减少不必要的问题。
五、小结
综上,设计高层混泥土建筑是一个十分耗时并且复杂的过程,任何一个过程中出现错误都有可能造成很大的危害,并且给我们的建筑的设计增加很大的麻烦。
因此我们要格外注意高层钢筋混泥土的设计。
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