多高层框架-弯剪型支撑结构的稳定性分析
不同类型高层钢结构的优缺点
高层钢构造各种类型的优缺点分析前言随着我国在大中城市住宅建筑中制止使用黏土砖,且混凝土构造施工复杂周期长。
钢构造受到了工程界的青睐,已成为较有竞争力的民用建筑构造体系之一。
与传统的住宅建筑构造体系相比,钢构造不仅具有环保、节能、产业化等特征,而且还具有强度高、自重轻、节约能源、抗震性能好等优点。
国家建筑钢构造产业"十二五〞方案和2020年开展纲要(草案)提出,"十二五〞期间应以多高层钢构造房屋为突破点。
1. 纯框架构造体系纯框架构造是指沿房屋的纵、横两个方向均由框架作为承重和抵抗水平抗侧力的主要构件所组成的构造体系。
框架构造可以分为半刚接框架和全刚接框架两种,框架构造的梁柱宜采用刚性连接。
与其他的构造体系相比,框架构造体系可以使建筑的使用空间增大,适用于多类型使用功能的建筑。
其构造各局部的刚度比拟均匀,构件易于标准化和定型化,构造简单,易于施工,常用于不超过30层的高层建筑。
但该构造体系的弹性刚度较差且属于单一抗侧力体系,抗震能力较弱。
图1 纯钢框架构造三维模型图1.1组成及其特点典型的框架体系多层轻钢住宅由根底、H型或箱形框架梁柱、节点、轻质墙体、屋面板、楼层次梁、压型钢板楼盖等组成,常见柱距为5 m~8 m。
具有以下优势:〔1〕它是一种延性体系;〔2〕在建筑设计和平面布置上具有很大的灵活性;〔3〕各局部刚度比拟均匀,构造简单,易于施工;〔4〕自重周期较长,自重轻,对地震作用不敏感。
1.2 设计原则及注意问题1)强柱弱梁的设计原则。
这个设计原则是为了保证构造在最终破坏的时候具有较好的延性及耗能效果,保证构造的平安性,使塑性铰出现在梁端而不是发生在柱端。
2)框架节点域的验算。
节点域是钢构造框架体系的关键,其强度及刚度都要根据规要求进展保证。
主要是通过验算保证腹板厚度,防止在非线性剪切变形下发生局部失稳。
同时对柱设置加劲肋保证其翼缘不发生失稳。
3)稳定验算和二阶效应。
钢构造构件强度一般都可以满足,在设计中主要是保证其稳定性。
高层建筑结构体系与结构布置
05 筒体结构体系与布置
筒体结构类型及受力特点
筒体结构类型
包括核心筒、外框筒和束筒等。核心筒由电梯间、楼梯间和卫生间等竖向交通和服务设施组成,外框 筒由密柱、深梁和薄板组成,束筒则由多个外框筒和核心筒组合而成。
受力特点
筒体结构具有较大的抗侧刚度和承载能力,能够有效地抵抗水平荷载作用。其中,核心筒作为主要抗 侧力构件,承担大部分水平荷载;外框筒则通过楼板与核心筒连接,协同工作,共同抵抗水平荷载。
筒体结构整体稳定的措施
包括静力法、动力法和有限元法等。 其中,有限元法能够较为准确地模拟 结构的实际受力情况,是目前应用最 广泛的方法之一。
主要针对结构的侧移、扭转和失稳等 问题进行分析。侧移分析主要考察结 构在水平荷载作用下的变形情况;扭 转分析则关注结构在不对称荷载作用 下的扭转效应;失稳分析则主要针对 结构的整体稳定性进行评估,以防止 结构发生失稳破坏。
框支剪力墙结构
在框架结构中设置部分剪 力墙,以提高结构的整体 性和抗侧刚度,常用于底 部大空间的高层建筑。
筒中筒结构
由外部的密柱深梁框架和 内部的核心筒组成,形成 内外两个抗侧力体系,具 有较大的刚度和强度。
结构布置方案对比与评估
力学性能对比
从承载能力、抗侧刚度、 延性等方面对不同结构布 置方案进行对比分析。
包括加强核心筒和外框筒之间的连接 、设置伸臂桁架和腰桁架等加强层、 采用高强度混凝土和钢材等高性能材 料、优化结构布置等。这些措施能够 有效地提高结构的整体稳定性和承载 能力。
06 结构布置实例分析
典型高层建筑结构布置方案介绍
01
02
03
框架-核心筒结构
由外围的框架柱和内部的 钢筋混凝土核心筒组成, 具有较大的抗侧刚度和承 载能力。
钢结构课后习题答案--
高层建筑结构有哪几种结构体系?各种结构体系的优缺点和受力特点如何?答:(1)框架结构体系。
优点是:建筑平面布置灵活,能获得大空间,也可按需要做成小房间;建筑立面容易处理;结构自重较轻;计算理论比较成熟;在一定高度范围内造价较低。
缺点是:框架结构的侧向刚度小,水平荷载作用下侧移较大,故需要控制建筑物的高度。
(2)剪力墙结构体系。
优点是:剪力墙的承载力和侧向刚度均很大,侧向变形较小。
缺点是:结构自重较大;建筑平面布置局限性大,较难获得大的建筑空间。
(3)框架—剪力墙结构体系。
优点是:框架—剪力墙结构房屋比框架结构房屋的水平承载力和侧向刚度都有所提高。
(4)筒体结构体系。
优点是:空间性能好。
缺点是:容易有剪力滞后现象。
框架—筒体结构体系。
优点是:这种结构体系兼有框架体系和筒体体系两者的优点,建筑平面布置灵活便于设置大房间,又具有较大的侧向刚度和水平承载力。
刚臂—芯筒结构体系。
优点是:与框架—筒体结构体系相比,刚臂—芯筒体系具有更大的侧向刚度和水平承载力,从而适用于更多层数的高层建筑。
高层建筑地震作用计算的原则有哪些?1 一般情况下,应在结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用;有斜交抗侧力构件的结构,应分别计算各抗侧力构件方向分别考虑水平地震作用;2 质量和刚度分布明显不对称的结构,应计算双向水平地震作用下的扭转作用;其他情况应计算单向水平地震作用下的扭转作用;3 8度9度抗震设计时,高层建筑中的大跨度和场悬臂结构应考虑竖向地震作用4 7度抗震时的高层建筑应考虑竖向地震时的作用。
什么是结构的重力二阶效应?1. 重力二阶效应一般包括两部分:一是由于构件自身挠度引起的附加重力效应,二是在水平荷载作用下产生侧移后重力荷载由于该侧移引起的附加效应。
2. 控制和验算结构在风荷载或地震作用下重力P—Δ效应对结构构件性能的降低以及由此可能引起的结构构件失稳剪力墙根据洞口的大小,位置等分为几类?其判别条件是什么?各有哪些受力特点?1整截面墙:剪力墙无洞口,或虽有洞口但截面洞口的总面积不大于剪力墙总面积的16%,且洞口间距及洞口至墙边的距离均大于洞口长边尺寸时,可忽视洞的影响,称为整剪力墙。
钢结构复习题答案 (2)
一、名词解释1、门式刚架的跨度:横向刚架柱轴线间的距离C2、钢屋盖中的柔性系杆::只能承受拉力的系杆3、钢屋盖中的刚性系杆:既能受压也能受拉的系杆4、多、高层钢结构中的竖向中心支撑:当支撑斜杆的轴线通过框架梁柱中线的交点时为中心支撑5、多、高层钢结构中的竖向偏心支撑:当支撑斜杆的轴线不通过框架梁柱中线的交点时为偏心支撑6、多、高层钢结构中的耗能梁段:竖向支撑的斜杆至少有一端未通过梁柱的节点,从而在梁端部或中部形成耗能梁段。
7、重型厂房结构中的无檩屋盖体系:将混凝土屋向板直接放在屋檩条连接的屋架或天窗架上所形成的屋盖体系8、厂房结构中的有檩屋盖:屋架之间有檫条连接,屋而材料一般为轻型材料9、压型钢板组合楼盖中的组合板:压型钢板上浇注混凝土形成的组合楼板10、蒙皮效应:建筑物表面的覆盖材料利用本身的刚度和强度,对建筑物整体刚度的加强作用11、门式刚架斜梁的隅撑:在靠边墙角的部位,斜梁与柱之间的支撑杆12、门式刚架结构中的摇摆柱:两边铰接只承受竖向荷载的门式刚架的中柱二、选择题1、一般情况下梯形钢屋架中跨中竖杆的截面形式为(①等边角钢T形相连相连,②不等边角钢长肢相连,③等边角钢十字形相连,④不等边角钢短肢相连)。
2、梯形钢屋架的支座斜杆,采用两个(①不等肢角钢长肢相连,②等肢角钢相连,③不等肢角钢短肢相连)的T形截面比较合理。
3、钢屋架中的下弦杆常采用不等肢角钢短肢相连的截面形式,这是根据(①强度条件,②刚度条件,③等稳条件)的要求而采用的。
4、轻型钢屋架上弦杆的节间距为l,其平面外计算长度应取(①l,②0.8l,③0.9l,④侧向支撑点间距离)。
5、屋盖中设置的刚性系杆(①只能受拉,②可以受拉和受压,③可以受拉和受弯,④可以受压和受弯)。
6、屋架设计中,积灰荷载应与(①屋面活荷载,②雪荷载,③屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值,④屋面活荷载和雪荷载)同时考虑。
7、普通钢屋架的受压杆件中,两个侧向固定点之间的垫板数不宜少于(①1个,②2个,③3个,④4个)。
第11讲多高层房屋钢结构——结构体系类型及其特点1多层
第11讲多(高)层房屋钢结构——结构体系类型及其特点(一)1、多层房屋钢结构的结构体系类型有哪些?阐述各自的抗侧力单元。
答:多层房屋钢结构常见结构类型有纯框架体系、柱-支撑体系和框-支撑体系。
如果抗侧刚度不满足,还可采用双重抗侧力体系,主要采用钢框架-支撑体系、钢框架-剪力墙体系以及钢框架-核心筒体系。
纯框架体系的抗侧力单元为平面框架,柱-支撑体系的抗侧力单元为支撑,框-支撑体系的抗侧力单元为无支撑的平面框架和支撑;钢框架-支撑体系、钢框架-剪力墙体系以及钢框架-核心筒体系的抗侧力单元除了钢框架外,还分别由支撑、剪力墙以及核心筒作为抗侧力单元。
2、试述纯框架体系在水平荷载作用下的受力和变形特征?答:水平荷载作用下梁柱刚接的框架结构如同空腹桁架结构,结构一侧的部分柱脚产生轴向拉力,另一侧的部分柱脚则产生轴向压力,这些轴向力将形成力偶,平衡外部水平荷载产生的倾覆力矩;另外,楼层剪力使该层框架柱产生弯矩和剪力,而柱端弯矩又使框架梁两端产生反对称的梁端弯矩和剪力。
平面框架结构在水平荷载作用下的变形包括两部分,一部分是由于水平荷载作用下的倾覆力矩使竖向构件(柱)承受轴向拉力或压力,进而使结构整体产生弯曲变形;另一部分为各层梁、柱在剪力作用下引起的框架整体剪切变形。
因此,框架整体侧移曲线呈剪切型。
3、框架结构有哪些优点?适于多少层的钢结构房屋?答:优点:无承重墙,使建筑设计具有一定的自由度;外墙采用非承重构件,可使建筑立面设计灵活多变;轻质墙体的使用还可以大大降低房屋自重,减小地震作用,降低结构和基础造价;构件易于标准化生产,施工速度快,而且结构各部分的刚度比较均匀,自振周期长,对地震作用不敏感。
适用层数:因框架结构的抗侧刚度较小,适于30层以下的房屋建筑。
在地震区,一般不超过15层。
4、试述框架-支撑体系在水平荷载下的变形特点?答:在框架-支撑体系中,框架属于剪切型构件,支撑近似于弯曲型构件。
当楼板可视为刚性体且结构不发生整体扭转时,在刚性楼盖的协调下,使各榀框架与各个支撑的变形相互协调—致,因此,框架-支撑体系可以简化成用刚性连杆将框架与支撑并联,其侧移属于弯剪型变形。
框架剪力墙结构的抗震性能分析
框架剪力墙结构的抗震性能分析摘要:框架-剪力墙结构是公认的抗震性能较好的结构体系,它将框架结构和剪力墙结构融为一体,充分发挥框架与剪力墙的优点,使整体结构的抗侧刚度适中,并能提供相应的竖向和水平承载力。
在高层建筑的各种结构体系中,框架-剪力墙结构是一种应用范围较为广泛的、经济性较好的结构体系。
本文介绍了框架-剪力墙结构的特点,并提出了优化框架-剪力墙结构抗震性能的有关措施。
关键词:框架-剪力墙结构;抗震性能前言在高层建筑结构中,框架式结构的抗侧向刚度差,抵抗水平荷载的能力较低,对抗震来讲不利,但它具有空间大,平面布置灵活等优点;剪力墙结构竖向刚度和抗侧力刚度均很大,但平面布置不灵活,不适应大空间的要求;而框架-剪力墙结构解决了上述问题。
因此,在我国近年来的高层建筑中,框架-剪力墙结构不断得以运用。
框架-剪力墙结构集合了框架结构与剪力墙结构的优点,具有承受竖向和水平荷载的能力,能较好的抵抗抗地震力和抵抗水平风荷载作用。
1、框架-剪力墙结构的受力特点和抗震分析在高层建筑设计过程中,当采用框架结构时,其强度和刚度不能满足抗震要求时,需在框架结构平面的适当部位设置剪力墙来抵抗水平荷载,这就形成了框架-剪力墙结构。
框架主要作为结构体系中承受竖向荷载的结构,而大部分水平荷载由剪力墙承担。
高层框架-剪力墙结构中,剪力墙刚度往往比框架的刚度大得多,所以在框架-剪力墙结构体系中,剪力墙刚度的大小在很大程度上决定了整个结构的刚度。
然而自从建筑抗震问题被提出来以后,工程界关于框架-剪力墙结构剪力墙所占比重对抗震性能优劣的问题就存在着一些争议。
一般来说,多设剪力墙对抗震是有利的。
但是,这不仅会增加经济成本,同时由于刚度过大,周期太短,地震反应可能加大。
而过少的设剪力墙,又不能满足抗震设计的要求,尤其是结构的扭转。
从抗震的角度看,剪力墙数量以多为好;但从经济性来说,剪力墙则不宜过多。
综合考虑,在独立的结构单元内,抗震墙的设置数量,应符合下列原则:(1)要尽可能突出框架-剪力墙结构的抗震特点,即保证抗震墙结构所承担的地震倾覆力矩不少于总地震倾覆力矩值的50%。
装配式结构建筑调研报告
装配式结构建筑调研报告随着科学技术的不断发展,建筑方面我们越来越追求效率,追求技术与生产的结合装配式建筑政府推广力度大,前景广阔。
以下是针对装配式建筑的一些分析:一、结构体系目前多高层装配式钢结构建筑的结构体系,传统的有纯框架、框架-支撑体系,新型的有集装箱、钢管束、钢异形柱等。
各类钢结构体系的特点如下。
纯框架体系该体系具有如下优点:可根据建筑功能的需求进行梁柱的灵活布置,可增加建筑使用空间的利用率。
自重较轻,材料延性好,有利于抗震。
构件的生产、运输和现场的安装快。
不足之处:由于纯钢框架抗侧力刚度较小,为了控制位移,构件的截面很大。
钢框架属于有侧移结构,因此较难满足高烈度地区对建筑抗震性能的要求,建筑层数及高度受限较严重。
变形较大,舒适度较差。
框架-支撑体系该体系具有如下优点:同纯钢框架建筑,可根据建筑功能的需求进行梁柱的灵活布置,而支撑可选择设置在不影响建筑使用功能的位置,构件截面尺寸更小,进一步增加建筑使用空间的利用率,同时降低了整体用钢量。
由于支撑的存在,较纯框架建筑,钢框架支撑体系抗侧力能力有显著增加。
柱长细比限制较纯框架结构有较大优势,截面尺寸可有效减小,建筑层数和建造高度有较大提升。
自重较轻,材料延性好,有利于抗震。
不足之处:支撑布置受建筑功能的影响,不易找到合适布置位置。
构件截面较大,对建筑功能产生一定影响。
支撑(大撑)布置位置零散,造成结构刚度不均匀。
集装箱体系该体系具有如下优点:可像积木一样将各个功能房间或户型进行多样的组合。
建设周期较短。
取材较容易。
不足之处:抗震性能较低,连接及单体强度较难满足高抗震设防烈度地区的高层建筑建设需求,适用于低、多层建筑。
集装箱常规尺寸难以满足国内住宅市场对层高和房间开间的要求。
使用运输行业淘汰的集装箱,可能会由于自身质量问题产生安全隐患,但使用新集装箱进行改造成本较高。
钢管束、钢异形柱体系该体系具有如下优点:采用钢管束、钢异形柱代替传统混凝土剪力墙,基本做到室内不凸柱,在平面空间上最大化的服务于建筑。
高层钢框架-支撑结构动力特性分析
和 弯 剪 型 结构 体 系 固有 频 率 与 基 本 周期 的 理 论 计 算 方 法 及 其 2种 实用 计 算 方 法 。 最 后 通 过 算 例 对 本 文 计 算 结 果 与 ANS S分 析 结 果 、 国 UB 计 算 结 果 对 照 分 析 , 影 响 该 结 构 体 系 固有 频 率 与基 本 周 期 的 相 关 因素 Y 美 C 对
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高层建筑结构设计思考题答案 (2)
第二章2.1钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系?钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系?每种结构体系举1~2例。
答:钢筋混凝土房屋建筑的抗侧力结构体系有:框架结构(如主体18层、局部22层的北京长城饭店);框架剪力墙结构(如26层的上海宾馆);剪力墙结构(包括全部落地剪力墙和部分框支剪力墙);筒体结构[如芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大厦(框筒),芝加哥John Hancock大厦(桁架筒),北京中国国际贸易大厦(筒中筒)];框架核心筒结构(如广州中信大厦);板柱-剪力墙结构。
钢结构房屋建筑的抗侧力体系有:框架结构(如北京的长富宫);框架-支撑(抗震墙板)结构(如京广中心主楼);筒体结构[芝加哥西尔斯大厦(束筒)];巨型结构(如香港中银大厦)。
2.2框架结构、剪力墙结构和框架----剪力墙结构在侧向力作用下的水平位移曲线各有什么特点?答:(1)框架结构在侧向力作用下,其侧移由两部分组成:梁和柱的弯曲变形产生的侧移,侧移曲线呈剪切型,自下而上层间位移减小;柱的轴向变形产生的侧移,侧移曲线为弯曲型,自下而上层间位移增大。
第一部分是主要的,所以框架在侧向力作用下的水平位移曲线以剪切型为主。
(2)剪力墙结构在侧向力作用下,其水平位移曲线呈弯曲型,即层间位移由下至上逐渐增大。
(3)框架-剪力墙在侧向力作用下,其水平位移曲线呈弯剪型, 层间位移上下趋于均匀。
2.3框架结构和框筒结构的结构构件平面布置有什么区别?答:(1)框架结构是平面结构,主要由与水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩,必须在两个正交的主轴方向设置框架,以抵抗各个方向的侧向力。
抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。
框筒结是由密柱深梁组成的空间结构,沿四周布置的框架都参与抵抗水平力,框筒结构的四榀框架位于建筑物的周边,形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒。
2.5中心支撑钢框架和偏心支撑钢框架的支撑斜杆是如何布置的?偏心支撑钢框架有哪些类型?为什么偏心支撑钢框架的抗震性能比中心支撑框架好?答:中心支撑框架的支撑斜杆的轴线交汇于框架梁柱轴线的交点。
《高层建筑与抗震设计》期末考试复习题及参考答案
高层建筑与抗震设计复习题(课程代码252282)1.一、判断题(正确的画√, 错误的画×)2.建筑物主要是通过抗震构造措施保证结构构件的变形能力, 来提高结构的安全性, 防止建筑物倒塌。
( √) 框架剪力墙结构中. 主要利用剪力墙来承担大部分竖向荷载和水平剪力。
( ×) 3.改正: 房屋的竖向荷载分别由框架和剪力墙共同承担, 而水平作用主要由抗侧刚度较大的剪力墙承担。
4.一般情况下, 风荷载作用下的多层多跨框架内柱轴力小于外柱轴力(√)5.分层法中, 除底层柱外, 各层柱的弯矩传递系数为1/3。
( √)6.在由节点弯矩平衡求各梁端弯矩时, 中间节点处的梁端弯矩可将该节点柱端不平衡弯矩按梁的相对线刚度进行分配。
( √)7.框架结构是由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构, 节点一般为刚性节点。
( √)8.地震烈度是指地震时震中的强烈程度。
( ×)9.改正: 地震烈度是指地震时某一地区的地面和各类建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度。
10.结构基本周期计算的能量法是根据体系振动过程中能量守导出了单质点体系基本频率的简化计算方法。
( ×)11.改正: 多质点体系体型复杂的结构, 质量和刚度分布明显不均匀、不对称的结构, 在地震作用下会发生水平振动。
( ×)12.改正: 扭转振动。
13.地震时结构所承受的地震作用实际上是地震动输入结构后产生的静态反应。
( ×)14.改正: 动态反应房屋在地震作用下引起扭转振动的主要原因是结构扭转中心与刚度中心不重合,使得结构除产生平移振动外, 还围绕刚心作扭转振动, 形成平扭耦联振动( ×)15.改正: 质量中心。
16.高层剪力墙结构中每个独立剪力墙段的高度与长度之比不应小于2, 墙肢截面高度不宜大于8m。
( √)17.高层剪力墙结构混凝土强度等级不应低于C15。
( ×)18.改正: 不应低于C2019.高层框架柱的反弯点位置取决于该柱上下端侧移的比值。
高层建筑考题及答案
有地震作用时的效应组合,它应用于所有要求进行地震作用计算的结构,其一般表达式为:S E =γG S GE +γEh S Ehk +γEv S Evk +ψW γW S Wk6、根据框架—剪力墙结构的协同工作分析所求出的总框架剪力f V ,为什么还要进行调整? 剪力墙通常首先在地震作用下开裂,其刚度降低,结构内力重新分配,框架承担的内力增加。
在得到弹性计算内力之后,要对各层框架的总剪力Vf 进行调整。
调整原因1)在框-剪结构中,由于柱与剪力墙相比刚度小很多,楼层剪力主要由剪力墙来承担,框架柱内力很小,而框架作为抗震的第二道防线,过于单薄是不利的;2)计算中采用了楼板刚性假定,但在框架-剪力墙中作为主要抗侧力构件的抗震墙间距较大,实际楼板有变形,结果框架部分的水平位移大于抗震墙,相应地,框架实际承受的剪力比计算值大;3)在地震作用过程中,剪力墙开裂后框架承担的剪力比例将增加,剪力墙屈服后,框架将承担更大的剪力。
由内力分析可知,框-剪结构中的框架,受力情况不同于纯框架,它下部楼层的计算剪力很小,底部接近于零,显然直接按计算的剪力进行配筋时不安全的,必须予以适当的调整,使框架具有足够的抗震能力7、三水准设防目标,两阶段设防方法是什么?三水准设防目标:“小震不坏;中震可修;大震不倒”两阶段设计:第一阶段(结构设计):计算多遇地震下的结构构件承载力和构件的弹性变形。
第二阶段(验算阶段):罕遇地震下的弹塑性变形验算。
8、高层建筑结构计算的基本假定是什么?1. 弹性工作状态假定2. 水平荷载作用方向假定3. 平面结构假定4. 楼板在自身平面内刚度无限大的假定5. 高层建筑结构底部嵌固的假定9、剪力墙按受力特性的不同分为哪几种?各自用什么方法进行水平荷载作用下内力的计算? 整体剪力墙、小开口整体剪力墙、双肢墙(多肢墙)和壁式框架等几种类型。
整 体 墙:材料力学悬臂梁的内力和变形的有关公式。
小开口墙:材料力学方法,增大侧移。
一、高层建筑结构有哪些特点(10分)?
厦门大学《高层结构设计》课程试卷建筑与土木工程学院土木工程系2005年级土木工程专业主考教师:石建光试卷类型:(A卷)一、高层建筑结构有哪些特点(10分)?答、所谓的高层:层数大于一定的规定,高度大于一定的高度的建筑.其特点:(2分)1、水平荷载是设计的主要因素。
(2分)2、不仅要求结构具有足够的承载力,而且必须使结构具有足够的抵抗侧向力和刚度,使结构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规范规定的范围内.因此,高层建筑结构所需的侧向刚度由位移控制.结构因P-Δ效应显著。
且轴向变形和剪切变形不可忽略。
(2分)3、重心高地震作用倾覆力矩大,对竖向构件产生很大的附加轴力,P-Δ效应造成附加弯矩更大.(2分)4、地基基础的承载力和刚度要与上部结构的承载力和刚度相适应。
(2分)二、高层建筑结构体系有哪些?各有哪些受力特点(10分)?1、结构体系有:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框架---支撑结构、筒体结构体系、框架核心筒(3分)2、框架结构:由梁柱组成的单元,全部竖向荷载和侧向荷载由框架承受。
为平面受力体系。
(1分)3、剪力墙结构:用钢筋混凝土墙承受竖向荷载和抵抗侧向力的结构。
一般采用现浇钢筋混凝土,整体性好,承载力及侧向刚度大。
单一的剪力墙是平面构件。
故一般双向布置。
(1分)4、框架剪力墙结构:由框架和剪力墙共同承受竖向荷载和侧向力。
其是一种双重抗侧力结构。
剪力墙刚度大,承担大部分层剪力,框架承担的侧向力相对较小。
存在变形不协调。
(1分)5、框架---支撑结构:在框架中设置支撑斜杆,即为支撑框架。
一般用于钢结构。
由框架和支撑框架共同承担竖向荷载和水平荷载。
支撑框架形成竖向桁架,在水平力作用下所以杆件承受轴力。
为双重抗侧力体系。
(1分)6、筒体结构:有框筒结构、桁架筒、筒中筒;束筒;其受力为空间结构,也存在受力不协调,即或多或少的剪力滞后。
(1分)7、框架核心筒:框架-核心筒的周边框架为平面框架,没有框筒的空间作用。
satwe分析六个重要的参数
高层结构设计中六个“比”的控制与调整对于高层结构设计来说,位移比、周期比、刚度比、刚重比、剪重比、轴压比是保证结构规则、安全、经济的六个极其重要的参数,1. 位移比(层间位移比):1.1 名词释义:(1)位移比:即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。
(2) 层间位移比:即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。
其中:最大水平位移:墙顶、柱顶节点的最大水平位移。
平均水平位移:墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。
层间位移角:墙、柱层间位移与层高的比值。
最大层间位移角:墙、柱层间位移角的最大值。
平均层间位移角:墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。
1.3 控制目的:高层建筑层数多,高度大,为了保证高层建筑结构具有必要的刚度,应对其最大位移和层间位移加以控制,主要目的有以下几点:1 保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙柱出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量,宽度。
2 保证填充墙,隔墙,幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显的损坏。
3.控制结构平面规则性,以免形成扭转,对结构产生不利影响。
1.2 相关规范条文的控制:[抗规]3.4.2条规定,建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则,对称,并应具有良好的整体性,当存在结构平面扭转不规则时,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),不宜大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍。
[高规]4.3.5条规定,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移,A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍;且***高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍,B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑,不应大于该楼层平均值的1.4倍。
[高规]4.6.3条规定,高度不大于150m的高层建筑,其楼层层间最大位移与层间之比(即最大层间位移角)Δu/h应满足以下要求:结构休系Δu/h限值框架 1/550框架-剪力墙,框架-核心筒 1/800筒中筒,剪力墙 1/1000框支层 1/10001.4 电算结果的判别与调整要点:PKPM软件中的SATWE程序对每一楼层计算并输出最大水平位移、最大层间位移角、平均水平位移、平均层间位移角及相应的比值,详位移输出文件WDISP.OUT。
建筑结构抗震设计课后习题答案
建筑结构抗震设计课后习题答案2.1 场地分类场地分类是建筑抗震设计中的重要环节。
根据场地的地质构造、地貌特征和地震烈度等因素,将场地分为四类:Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类。
Ⅰ类场地是指地质条件最好的场地,Ⅳ类场地则是指地质条件最差的场地。
建筑抗震设计需要根据场地分类确定相应的抗震设防烈度和抗震措施。
2.2 地基基础设计地基基础是建筑物的重要承载部分,对建筑物的抗震性能有着重要的影响。
地基基础设计需要考虑场地分类、地基土层性质、地震烈度等因素。
在设计中,需要采用加固加筋、加宽加厚等措施来提高地基基础的抗震性能。
2.3 地基加固地基加固是指对地基土层进行加固处理,以提高建筑物的抗震性能。
地基加固的方法有很多种,如灌注桩、钢筋混凝土桩、土钉墙等。
在进行地基加固时,需要根据场地分类、地基土层性质、地震烈度等因素选择合适的加固方法。
2.4 地震波传播特性地震波传播特性是指地震波在地球内部传播时的特性。
地震波的传播速度、传播方向和传播路径等因素对建筑物的抗震性能有着重要的影响。
在建筑抗震设计中,需要根据地震波传播特性确定相应的抗震设防烈度和抗震措施。
2.5 地震动力学分析地震动力学分析是建筑抗震设计中的重要环节。
通过对建筑物的结构特性、地震波传播特性等因素进行分析,可以得出建筑物在地震作用下的反应。
在分析中,需要考虑建筑物的结构形式、材料特性、结构参数等因素,以确定相应的抗震措施。
设计反应谱:是根据规范规定的地震动参数和结构特性计算得出的,用于结构抗震设计的反应谱。
地震反应谱和设计反应谱的关系:设计反应谱是根据规范规定的地震动参数和结构特性计算得出的,而地震反应谱是根据实测地震动数据和结构特性计算得出的。
设计反应谱是用于结构的抗震设计,而地震反应谱则是用于结构地震响应分析。
两者都是描述结构在地震作用下的反应情况,但是计算方法和应用场合不同。
设计反应谱是根据已发生地震地面运动记录计算得到的,而工程结构抗震设计需要考虑将来发生地震对结构造成的影响。
高层钢框架
高层钢框架作者:李贯林张明来源:《城市建设理论研究》2013年第16期摘要:我国是一个地震多发的国家,在工程建设的时候,需要将建筑物的抗震性能充分考虑,以此提升建筑物的抗震等级。
在高层建筑中,钢框架支撑结构体系的应用,具有很好的抗震效果,本文就此阐述高层钢框架-支撑体系的抗震。
关键词:高层钢结构;钢框架体系;钢框架支撑体系;围护结构中图分类号: TU391 文献标识码: A 文章编号:引言钢结构建筑体系具有自重轻、地震反应小,钢材强度高、延性好、塑性变形能力强等优点,因此其抗震性能是其他钢筋混凝土和砌体结构所无法比拟的,尤其在遭罕遇地震下能够避免建筑物的整体倒塌性破坏。
1、纯钢框架体系钢框架体系是指沿房屋的纵向和横向均采用框架作为承重和抵抗侧力的主要构件所形成的结构体系。
该体系类似于钢筋混凝上框架体系,不同的是将混凝土梁柱改为钢梁和钢柱。
框架梁与柱一般均采取刚性连接,有时为了加大结构的延性,或防止梁与柱连接焊缝的脆断,也有采取半刚性连接构造。
该体系刚度比较均匀,自重较轻,对地震作用不敏感,且具有较好的延性,是一种较好的抗震结构形式。
但钢框架体系的整体变形属于剪切型,抗侧刚度小,在强震作用下弹塑性变形所产生的水平位移较大,会致使非结构部分(如填充墙、建筑装修和设备管道等)严重破坏。
因此钢框架结构体系不宜建造太高,主要应用于高度40m以下的多、高层建筑中。
2、钢框架—支撑体系钢框架—支撑体系以框架体系为基础,沿房屋的纵向或横向布置一定数量的竖向支撑所形成的结构体系。
钢框架—支撑体系中的框架梁与柱原则上为采用刚性连接,对于非抗震区或6度设防区,可根据工程具体情况,部分可以采用铰接。
框架—支撑体系在水平荷载作用下,通过楼板的变形协调与刚接框架共同作用,形成双重抗侧结构体系,支撑框架是第一道防线,框架是第二道防线。
从整体变形上看,框架—支撑体系整体变形呈弯剪型,从而使得层间位移以及整个结构体系的最大位移都显著减小。
Midas多高层主要控制参数设置
施加方式:
根据刚性隔板或者弹性板整体施加 体形系数由高宽比、形状决定(1.3或1.4) 风振系数()
地震荷载
计算振形数量
刚性楼板假定:数量应为层数3倍 振形参与质量不小于总质量的90% (高规5.1.3、抗规)
Mn Mn-1 … …
周期折减:考虑建模时未加入的 墙体刚度影响(高规4.3.16) 计算单向地震作用时应考虑偶然 偏心的影响,按照5%偏心量取值 (高规4.3.3)
多、高层静力结构分析
主要参数控制
主要内容
计算模型假定
刚性、弹性隔板 集中质量
结果调整、校核(七大 指标)
周期比 层间位移、位移角 剪重比、刚重比 侧向刚度不规则
参数设置
风荷载、地震荷载设置 梁刚度、弯矩调整 活荷载折减 梁、柱刚性区域 0.2Q0 刚度等效
刚度等效
截面的主要参数:
截面面积A 等效剪切面积Asx 等效剪切面积Asy 扭转惯性矩Ixx 面内抗弯惯性矩Iyy 面外抗弯惯性矩Izz
只要上述参数相等, 无论截面形式如何都 可以准确计算出内力。 问题:叠合梁是否可 以调整抗弯系数?
计算结果:1周期比、2有效质量比
计算结果:5a层刚度比(自动调整)
层刚度比:结果->分 析结果表格->层->侧 向刚度不规则验算。
该层的侧向刚度小于相邻 上一层的 70%,或小于 其上相邻三个楼层侧向刚 度平均值的 80%;除顶 层外,局部收进的水平向 尺寸大于相邻下一层的 25%。 判断侧向刚度不规则,当 刚度比不满足要求时,判 定为薄弱层,程序自动将 该层地震剪力放大1.15倍 (3D3S、Midas、
(1) 高度不超过40米,以剪切变 形为主且质量和刚度沿高度分布比
四川大学《高层建筑结构》2021在线作业2附满分答案
四川大学《高层建筑结构》2021在线作业2附满分答案
试卷总分:100 得分:100
一、单选题(共30 道试题,共60 分)
1.关于框架结构的变形,哪个结论是正确的? ()
A.框架结构的整体变形主要呈现为弯曲型
B.框架结构的弯曲型变形是由梁、柱的轴向变形引起的
C.框架结构的层间变形一般为下小上大
D.框架结构的层间位移仅与柱的线刚度有关,而与梁的线刚度无关
答案:B
2.《高层规范》规定,高层建筑非抗震设计时,风荷载组合值系数为()。
A.0.5
B.1.0
C.1.4
D.1.5
答案:A
3.一般剪力墙结构剪力墙的底部加强部位高度,下列何项符合规定?()
A.剪力墙高度的1/10,并不小于底层层高
B.墙肢总高度的1/8和底部两层二者的较大值
C.不步于两层层高
D.需根据具体情况确定
答案:B
更多加V:boge30619
4.联肢剪力墙中连梁的主要作用是:()。
A.连接墙肢,把水平荷载从一墙肢传递到另一墙肢
B.连接墙肢,把竖向荷载从一墙肢传递到另一墙肢
C.连接墙肢,使其起整体作用
D.洞口上方连梁起构造作用
答案:C
5.当()为大偏压剪力墙。
A.x≤ξbh0
B.x >ξbh0
C.x≤0.3 h0
D.x > 0.3 h0
答案:A
6.当α≥10 ,且In/I≤ξ时,按()计算。
A.整体小开口墙。
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路基 周 围 的清 洁 。如 果地 基 中含 有腐 殖 土 , 则应 用 机械 设 质 量 控 制规 范 和 技术 制 定严 谨 、 科学、 规 范 的质 量 管 理体 备 将其 挖 去并换 填 其他物 质 。 系, 动 员全 体 施工 人 员 关 注质 量 管理 , 将 施 工控 制 技 术 的 从 规范 上 来说 ,填料 必 须具 备一 定 的强 度和 粒 径 , 不 思 想 融入 到 路 基 施 工管 理 中 ,做 好 路基 施工 前 的准 备 工 材 料质 量控 制 工作 、 养 护管理 工 作 , 减 少人 为 因素对 路 得 小于 规 定 的最 小强 度 , 不 得大 于最 大 粒径 。 当填 料 的强 作 、 度 或 粒径 无 法满 足要 求 时 , 可 以采 用混 合集 料 的 方式保 证 基质 量 的不 良影 响 , 提 高路 基质 量 , 提 高公 路质 量 , 为老 百 填 料强 度。 姓 带来 高质 量 、 使用 寿 命 长 的公 路 , 进 而 推 动 我 国经 济 建 我 国公路 路基 工 程 多采 用整体 道 床 方式 施 工 , 其裂 缝 设 的稳 步前 进。
原 则 进行 探讨 性 的提议 。 3 考虑剪 切影 响 的支撑 住侧 向稳 定性 随着 我 国社 会 的发 展 ,对于建 筑行 业 的施 工技 术也有 了新 要求。 在建 筑钢 结构 中, 钢 框架结 构 以其 良好 的延性得 由 图1 的 支 撑 住 模 型, 其 柱 顶 部 的 , 轴力为 P , 另外其柱 到 了广泛 的使 用 , 同时 由于其 良好 的稳定 性 , 也 大量被 人们 截面惯性矩为 I 底部的截面惯性矩为 P ,轴力为 P , 应用 到 了抗 震结构 中。 但是 , 随着我 国城市 建筑 向着 多层化 1 概述
之 间 的作 用就 比较 明显 了 , 我 们 必须 对 整个 结构 进行 全面 剪强度 , G代表剪切 中的模 量 , A代表截面面积。若结构 为格
实 施碾压 。路堤 填筑 前 先处理 原地 面 , 经过 耕地 时 , 在 填筑 路基 施 工 实行 全过程 的系统 质 量控 制 , 树 立质量 第一 的 管 构建 质量 控制 体 系 , 加强 路基 施工 管理 。 严格 按 照 前 先保 证填 平压 实 , 注 意 路基 周 围有 无树 木 、 草 丛等 , 保 持 理理 念 ,
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的 方向发展 , 当框 架的层 数较 多 时, 框 架结 构仅仅 依靠 梁柱 我们 假设其轴力 与惯 性矩符 合其 高度 的线性变化 , 在不对其截面的剪切变形 的弯 曲性来 满足荷 载 的要求 ,在 从钢材 的利用 角度来 看不 向 进行考虑时, 其临界荷载为: 是一 个非 常好 的做 法。 所以, 就 应 当在原 有框 架结构 中设置 影Ⅱ 2 相 应 的支撑体 系结 构 , 以提 高建筑 结构 的强度。
广 .
在 上述 公 式 中 P 是 其 屈 曲时 , 支 图 1 变截面支撑柱 及支 撑类 型有重 要关 系。我 国 当前 常用 的支撑体 系有弯 曲 . 7 H位 置 的轴 力 , 同时也 将其作 为 了支 型、 弯 剪型 和剪 切 型三 种 类型 , 三者 之 间 无 固定 的定性 、 定 撑柱 对地 面高 度 0 撑 柱 的临界 荷 载值 ;而 E 则是 当支撑 住距 离地 面 0 . 3 H 量 区分标准 。 在 单柱模 型 中 , 对于 支撑 的使 用价 值通 常被等 位 置 处 的截面 抗 弯刚度 。 同为一个侧 向 支撑 弹簧 , 其 中应用 了一假 定条件 , 即将 其所 我们 对于 剪 切 的变 形影 响进 行 考虑 , 当截面 以横 向位 有 的职称 类型都 当作 剪 切型 支撑 结构来 处理 ,不 同层 次 之 间 的支撑作 用相 对独 立。如 果建 筑垂直 交 叉支撑结 构 的宽 移 的 方式 同截 面进 行一 定 角度 之间 的差 值 y 就 称作 其 梁 其 等 截面 的轴 力在 对 剪应 变进 度和 高度 之间 比例 不大 ,那么 其侧 向变形就可 以 归类到剪 截面 的平 均 剪应 变 。 同时 , 其I l 缶界荷载 值 就为 : 切型 支撑 结构 中 , 同时 各层 之间 的作 用也 不 明显 , 可以对层 行影 响后 的考 虑 , 模型 进行选 取 , 从 而深入 分析该 结构 的侧 向稳定 程度。 当剪力 墙 、 简 体 与交 叉支 撑体 系在 高度 与宽 度 之 比较 大时 , 其 侧 向方位 的 变形 就 是 一种 弯 曲变形 , 同时 其 各层
多高层框架一 弯 剪型支撑 结构 的稳定 性分 析
崔海虎 ( 内 蒙 古 交 通 职 业 技术 学 院
摘要 : 在 我 国 当前 建 筑 的 钢 结 构 中 , 钢 框 架 是 较 为 常 用 的 一种 结 的选 取 , 从 而 能够进 行 后续 的侧 向稳定 分析 工作 。同时 , 在
构体 系 。 而 在 多高 层 框 架 的结 构 中 , 也经 常会 设置 相 应 的支 撑体 系来 实际 工作 中 , 对 支撑体 系剪切 以及 弯 曲而产 生 的变形 影 Ⅱ 向 对 结 构 的 整 体 刚 度 进 行加 强 ,从 而 形成 了一 种 多 高 层 框 架 的支 撑体
系。在本 文中, 将 就 多 高 层 框 架 一 弯 剪 型 支 撑 结 构 的稳 定 性 等 方 面
进 行 一 定 的 分析 与 探讨 。
我们 是 不 能够 对其 忽视 的 , 而这 种 支撑效 果 我们 就称 之 为
ห้องสมุดไป่ตู้
关键词 : 多高 层 框 架
支撑结构
稳 定性 分析
弯剪 型 支撑。 下 面 , 我们 就 对弯 剪型 支撑 框 架结 构 的稳定 性 进 行一 定程 度 的 分析 , 并 对这 三种 支撑 结 构 的定 量 区 别
( 上 接第 8 7页 )
=
2 多高层框架支撑结构及其分类 高层 框架 支撑结构 的稳定 性 同其支 撑体 系的作 用 方式
一
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去
( 公 式 2 )
上述公 式中 , P E 代 表 的值 为欧拉荷载 , S 。 代 表截面 的抗