建筑结构选型论文：小区小高层住宅建筑结构选型分析与研究.doc
高层建筑结构选型与合理设计论文
浅谈高层建筑结构选型与合理设计【摘要】随着国民经济的快速发展。
人民生活水平的不断提高。
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；结构选型；结构设计随着高层建筑高度、规模、投资与复杂性等逐步增大，结构选型所面临的对象及其所处环境、需考虑解决的问题及所用的知识日趋复杂，结构选型的难度与重要性增大、时间增长，耗费的人力、财力、物力增加。
高层建筑结构体系的选型通常要遵循一定的原则，它不仅要考虑到建筑设计、结构设计、建筑施工的要求，而且要从建筑设备安装、结构选材方面进行考虑。
最后还需考虑各种结构体系的综合经济指标。
选型不当带来的后果严重且难以修复，选型风险增大，传统的结构选型设计思想与方法将面临新的困难和挑战。
因此，分析现代高层建筑发展给结构选型带来的新困难与新要求，重新认识结构选型设计问题的本质与规律，进一步明确结构选型的必要性与复杂性特征，既是现代高层建筑建设实践的要求，也是全面认识结构选型问题的需要。
1 高层建筑结构选型的相关概述高层建筑的结构体系主要有框架结构，异型柱框架结构，框架一剪力墙结构，剪力墙结构，部分框支剪力墙结构，筒体结构（框架一核心筒结构，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）构成的结构。
主要分为：①一般高层建筑结构体系。
一般高层建筑结构体系包括框架体系、剪力墙体系、框架剪力墙体系、框架－筒体体系、框筒体系、筒中筒体系等结构体系。
②复杂高层建筑结构体系。
复杂高层建筑结构体系一般是指带转换层结构体系、连体结构体系、悬挑结构体系、带加强层结构体系、平面不规则结构体系等。
③新颖高层建筑结构体系。
近年来，出现了一些新颖的高层建筑结构体系。
小高层建筑结构型式探讨
浅谈高层建筑结构体系选型及分析
浅谈高层建筑结构体系选型及分析摘要：在高层建筑设计中，采用先进的结构理论与精确的计算方法固然十分重要，但在方案阶段正确进行高层建筑结构体系的选型也是不容忽视的。
根据工程实践经验，如果高层建筑结构体系选型不当，那么任凭再用先进的结构理论和精确的计算方法，也较难做出安全可靠、经济合理的高层建筑结构设计。
正确处理高层建筑结构体系的选型问题，对于高层建筑结构设计而言，具有至关重要的意义。
关键词：高层建筑；结构体系；选型；分析高层建筑是近代经济发展和科学技术进步的产物。
城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化，促使了近代高层建筑的出现和发展。
各国对高层建筑的定义不同，在我国，层数大于或等于10层的住宅建筑，或建筑高度超过24米的其他民用建筑都称为高层建筑1 结构体系选型的重要性随着城市人口的不断增加，楼房继续向更高的高度发展，结构所需承担的荷载和倾覆力矩越来越大。
在确保高楼具有足够可靠度的前提下，为了进一步节约材料和降低造价，结构构件正在不断更新，设计概念也在不断发展。
建筑结构设计是建筑的骨架，是建筑物赖以存在的基础。
当设计人员进行一项高层住宅的结构设计时，首先需要考虑该工程的功能要求、平面形状和立面体型等建筑特性，根据每种结构形式、结构体系的建筑与结构特点、适用高度范围，并结合以往的设计经验确定其结构方案，包括材料的选择、结构体系的选型及施工方法的确定，其中选型是否合理是建筑成功的关键。
因此正确处理高层建筑结构体系选型问题，对于高层建筑的设计、施工、使用、维护等都有重要意义，对它进行详细分析设计是非常必要的。
2 结构体系选型需求分析高层建筑选型是否合理主要表现在结构选型是否满足建筑工程实际需求，因此有必要来分析下建筑结构选型需求。
如果在结构型式的优选时，只顾及近期需要而忽略长期需求，就可能在实际工程中出现一些脱离实际需求、难以适应环境等不良结构型式，那么就给建筑本身和社会带来不良的综合效益。
结构选型需求分析是各种实际需求和选型设计间的桥梁，是对选型设计目标与约束的整体规划。
小高层建筑结构设计探讨
小高层建筑结构设计探讨【摘要】小高层住宅建筑的结构选型对于建筑的抗震性、使用功能、美观性以及经济性等有着重要的影响，根据不同的建筑类型和功能要求，选择合适的建筑结构选型有重要的意义。
本文阐明了小高层住宅建筑的概念，介绍了小高层住宅建筑结构的类型以及利弊。
【关键词】小高层建筑结构设计选型中图分类号：[tu208.3] 文献标识码：a 文章编号：前言对于同一座建筑，可以有许多不同的结构布置方案；确定了结构布置的建筑物，即使在同种荷载情况下，也存在着不同的分析方法；分析过程中设计参数、材料、荷载的取值并不是惟一的；建筑物细部的处理不尽相同等，这些问题都需要设计人员自己作出判断。
而判断只能在结构设计一般规律的指导下，根据工程实践经验进行。
一、小高层住宅建筑的概念一般而言，小高层住宅主要指7 层至12层高的集合住宅。
从高度上说具有多层住宅的氛围，但又是较低的高层住宅，故称为小高层。
小高层较之多层住宅有它自己的特点：建筑容积率高于多层住宅，节约土地，投资成本较多层住宅有所降低；小高层住宅的结构大多采用钢筋混凝土结构，从建筑的平面布置来看，则大多采用板式结构，在户型设计方面有较大灵活性；小高层住宅由于配备了电梯，增加了居住的舒适感。
对小高层建筑结构设计的重点进行论述。
二、小高层住宅建筑结构选型1、框架结构框架结构一般适用于多层结构和小高层结构,适用高度范围在60．0m以下(6度设防)。
框架结构具有布置灵活、可以有较大的室内空间等特点。
填充墙采用轻质隔墙可以减轻结构自重,但是框架柱内凸会影响户型的实际使用面积,并影响家具的布置,有时由于住宅中房间分隔的不规则性又造成柱网的难以布置。
《高规》在第4．8．2条中规定,对高度大于30．0m的框架结构建筑,在抗震为6度设防的地区,抗震等级为三级,satwe程序计算结果为:在水平荷载(风荷载及地震荷载)作用下,水平位移与层间位移比为最大(1／1200);由于框架柱作为唯一的抗水平力构件,轴压比限值为0．90,故框架柱截面尺寸较大。
小高层住宅结构选型与设计
构型式具有 以下 特点 ： 布置灵 活 ， 楼盖方 案简单 ， 很好 的结合 建筑平面 ， 不会与建筑使用 功能冲突 ； 可 以充分 利用 中心 剪力 墙， 形成主要 的抗侧力构件 、 强度和刚度要求 。 ２ 抗 震 性 能 分 析 对具体建筑物来 说 ， 静力荷 载 （ 重力 荷载 、 风荷 载等 ） ， 其 值是基本稳定 的。而地震作用 的大小 ， 却与其 动力特性有 关。 异形柱结构 、 矩形柱结构以及短肢剪力墙结构 三种结构 中 ， 短 肢剪力墙结构抗侧刚度最大 ， 楼层的水平位移 最小 ， 各项技术 １ ． ２ 小 高层 住 宅 结构 设 计 要 点 指标较易满足规范要 求 ； 其整体结 构性 能要优 于其他两 种结 《 高层建筑混凝土结构技术规程》 中规定 ， ６度抗 震设 防时 构体 系， 其抗 震性 能最好 。但 短肢 剪力墙结 构体 系 的混 凝 土 也应进行地震作用 计算 ， 水平荷 载在设 计 中有重要 影 响。控 和钢筋用量相对要 高于异 型柱结构 ， 所 以异形柱 结构相 对短 制其侧移成为钢筋混凝土结构设 计的主要指标 。在 小高层住 肢剪力墙结构更为经济 。 宅设计 中， 结构不仅要具有足够 的强度 ， 而且还要 满足抗侧移 ３ 结构 优化 设计 刚度 ， 使结构在 水平荷 载下产 生的位 移符合 规范要 求 。结构 目前 ， 结构设计采用的优化方法 ， 是设 计者应用 建筑结构 延性设计是钢筋混凝土结构设计 的另一指标 。相对于低层 建 分析软件 ， 采用人工分析进行不 断调整 ， 即对不 同的结构选 型 筑， 小高层住 宅结 构更柔 ， 地震作用下也大 。为了保证结 构在 和布置方案 进行 比较 分析 ， 进 行获 得 比较理 想 的结 构方 案 。 进入 塑性 阶段后仍 保持 较强 的变 形能 力 ， 需 要在构 造上 采取 工程师先按经 验确 定结 构的材 料和几何 尺寸 ， 然后进 行结 构 内力分析校核 ， 最后再确定 方案。这 种设 计方法 ， 可 以充 分考 特别 的措施 ， 使结构达到一定的延性 。 １ ． ３ 小 高层 住 宅 采 用 的 结 构型 式 虑整个结构 的安全性 ， 却 容易忽 略经济性 。优 化 的 目标通 常 小高层住宅采用 的结构 型式主要 有框架 结构 、 框 架 一剪 是求解具有最小重量 的结构 ， 但 同时必须满 足一定 的约束 条 力墙结构 、 剪力 墙结构 。但 是随着 人们对 高层 住宅平 面 与空 件 ， 以获得最佳 的静 力或 动力等性 态特征 。结 构优 化设计 包 间的要求越来越严格 ， 普通框架结 构的露梁 凸柱 、 普通剪 力墙 含尺寸优化 ： 在给定 结构类 型 、 材料 、 外 形几何 和布 局拓 扑 的 优化 各个 构件 的截 面尺 寸 ， 使结 构 重量最 轻 或最 经 结构对建筑空 间的分 隔已不能 满足对住 宅空 间的要 求 ， 于是 情况下 ， 就出现了“ 短肢剪力墙结构 ” 和“ 异形柱框架结 构” 。这两 种结 济 。设计 中可 以采用满 应力法进行结 构优化设计 。所谓满应 构在普通 剪力墙 的基础上 ， 吸收了框架结构 的优点 ， 能满足新 力是指结构的构件在荷载作用 下的最大应力达 到材 料的容许 的高层住宅观 念需求 。一 方面提 供灵活 的建 筑空 间， 满 足居 应力 ， 此时材料 的强 度能够得 到充分利 用。满应 力设计 法是 民对现代住宅空间划分 的要求 ， 具有美观平 整的室 内环境 ； 另 指结 构在规定 的材 料和确 定的几何 形状 条件下 ， 按照 满应力 方面通过合理地 布置承重 构件 ， 使结构 的刚度 与承 载力达 准则 的要求 ， 然后通过修改构件 的截 面尺寸 ， 使 每一构件至少 到最佳 。 在某一种工况 下达 到或接近容许应力限值 的优化算法 。 １ ． ３ ． １ 异形柱结构 根据 以下步骤利 用满应力 设计 法进行 结构优 化设 计 ： 首 异形柱结 构是 指柱 肢 的截 面高 度 与柱 肢宽 度 的 比值在 先 ， 根据经验 确定 结构 各构 件 的初始 截面 尺寸 ， 并 分 别建 立 ２ ～ ４ ， 包括异形柱框 架结 构和 异形柱 框架 一剪 力墙 结构 。异 墙 、 柱、 梁的截面尺寸数据 库 ； 其次 ， 对结 构进行 受力 分析 ， 并 形柱是多肢的 ， 其剪切 中心在平 面范 围之外 ， 受力时要 靠各柱 算 出各种工况作用下 结构 的位 移及 内力 ， 并对结构 构件进 行 肢交点处核心混凝 土协调 内力和变 形 ， 产 生较大 的剪应 力 和 承载力验算 ； 再次 ， 根据计 算结 果 ， 对 构件截 面尺 寸大小 进行 翘曲应力 ， 这种剪 应力 的存 在 ， 使 柱肢 易 出现 裂缝 ， 也使 得各 调整 ， 使构件能充 分发挥 材料 的性 能 ， 接 近满应 力状 态 ； 同时 肢的核心混凝 土处 于 三 向剪力 状态 ； 具 有变 形 能力 低 、 延性 统计截面需修改的个数 ； 然后 ， 根 据修改截面 的数 量 、 性质 ， 由 差， 脆性破坏 明显 的特征 ； 影 响其异形 柱破 坏 的因素 主要 有 ： 人工干预或指定一个 限值 自动决定 是否需 要重新 计算 ， 可 以 轴压 比、 荷载角、 柱 净高 与截 面肢 长 比、 配 箍率 等。由于异 形 返回到第二步计算 ， 如此反复循环 ， 直到满 足要求为止 ； 最后 ， 柱受力复杂 ， 设计 者必须 通过 可靠 的计 算和必 要 的构造措 施 可以输出优化后 的构件尺寸及计算结果。 参考 文献 ： 来保证其延性和强度 。 １ ． ３ ． ２ 短肢剪力墙结构 ［ １ ］ 薄冰， 黄慎 江 ． 短肢 剪 力墙 结构 的抗震性 能 比较 与研 究 短肢剪力墙是 指截 面厚度 不 ＞３ ０ ０ ｍ ｉ ｌ ｌ 、 各墙 肢截 面高 度 ［ Ｊ ］ ． 工程与建设 ， ２ Ｏ Ｌ Ｏ （ ２ ） ． ２ ］ 冯芸 ． 谈小高层住 宅的剪力墙设 计与概念设 计 ［ Ｊ ］ ． 陕西 为厚度的 ４ ８倍 的剪力 墙结 构。具有较 多短 肢剪 力墙 的剪 ［ 力墙结构是指 ， 在规定 的水平地震作 用下 ， 短肢 剪力墙承 担的 建筑， ２ ０ ０ ９ （ ８ ） ． 底部倾覆 力矩 不小 于结构底部总地震倾覆力矩 的 ３ ０ ％。此结 １ 小高层住宅的结构设计选型 １ ． １ 结构 设 计 遵 循 简单 性 和 规 则 性 结构 的简单性 可以保证 地震具 有 明确直接 的传 递途径 ， 设计中尽量 采用规则 的平 面布 置。相对 简单的结构通 过对模 型进行内力和位 移分 析 ， 能够可靠地估计 出结 构的抗震 性能。 平面规则 、 均匀使 建筑物 以较直接 和较 短的途径 传递分 布质 量产生的地震惯性 力。结构 刚度 和分 布协调 质量 ， 通过 限制 刚度与质量之间的偏心 ， 防止薄弱的子结 构过早破坏 。
某小高层住宅结构方案选型分析论文
某小高层住宅结构方案选型分析摘要：在住宅、板式、小高层等几个限定条件下，分别分析了普通剪力墙结构、短肢剪力墙结构、扁柱框架结构的优缺点，通过对三种结构方案的综合讨论，提出了合理的结构型式，为结构工程师提出了设计建议，以供工程设计参考。
关键词：小高层；住宅；结构方案；短肢剪力墙；扁柱框架中图分类号：tu241.8 文献标识码：a 文章编号：1 设计条件某12层住宅楼，地质条件良好。
建筑方案为板式小高层，共三个单元，每梯两户，户型简洁，设置一部电梯。
要求结构设计人员定性分析几种可以采用的结构形式，从中确定最优结构，并给出设计建议。
建筑平面方案如图1所示：图1建筑平面方案（截取一个单元）2 结构方案对比根据给定条件，确定本工程可以采用的结构形式有普通剪力墙结构、短肢剪力墙结构、扁柱框架结构三种形式，分别分析如下：2.1 普通剪力墙结构普通剪力墙结构在现代建筑中得到了广泛的应用，并逐渐形成了完善的计算理论和丰富的设计经验。
该结构形式受力明确，传力路径清晰，单肢墙截面形式简单，结构整体刚度好，现在的研究和实践表明延性也非常好；在高层建筑中，其抵抗水平风荷载和地震荷载作用的能力突出；另外，成片墙体在施工中可以使用组合钢模板，施工速度快。
但是由于其结构自重大、抗侧刚度大而带来的地震反应过大等结构缺点也不容忽视，计算结果表明过长的墙肢基本不能充分发挥承载力，墙体配筋基本为构造配筋，经济性不好。
本工程为小高层住宅楼，要求室内尽量无突出的阳角构件，底层也没有商业服务等大空间需要，因此普通剪力墙结构是可行的结构方案之一。
本工程纵向与横向长度比接近6：1，布置剪力墙时必须注意控制横向刚度，以保证在计算双向地震作用，并考虑扭转耦连作用时能够满足要求。
横向尽量布置长肢墙，减少开洞，纵向则适当开大洞。
电梯井道布置剪力墙筒体，其他墙体对称布置，以保证刚度中心与质量中心尽量重合，避免扭转效应。
普通剪力墙结构布置图如图2所示：图2普通剪力墙结构布置图（截取一个单元）2.2 短肢剪力墙结构由于普通剪力墙结构墙体布置过多，自重大、延性差，对住宅空间严格限定与分隔，且经济性不好，因此随着人们对住宅平面与空间的要求越来越高，普通剪力墙结构已不能满足人们的要求。
小高层住宅建筑结构设计案例探讨
小高层住宅建筑结构设计案例探讨作者：赖国荣来源：《城市建设理论研究》2012年第33期摘要：剪力墙结构由于其具有间距大、通风好、采光条件优越等特点，在小高层住宅建筑设计中得到广泛的应用。
文章主要结合某高层程实例，论述了小高层住宅剪力墙结构设计中应注意的问题，为大家提供参考。
关键词：高层住宅剪力墙概念设计基础设计中图分类号：[F287.8]文献标识码： A 文章编号：1工程概况某高层住宅小区，一共七栋塔楼，总建筑面积为 42688.21m2，地上 12层，地下室1层。
住宅设计使用年限为50年，建筑耐火等级为二级。
抗震设防烈度为七度，主体为剪力墙结构，地下室为框架结构。
地基基础设计等级为乙级，12层塔楼及地下室为筏板基础，七层塔楼为柱下独立基础，本文着重论述了小高层及地下室的设计中应注意要点。
2 概念结构布置与设计概念设计在建筑剪力墙结构平面设计中应尽量使 x向和 y向抗侧刚度接近，剪力墙不宜过多以免刚度过大，在梁系布置上也应力求受力明确，传力路径简捷，避免梁系为多重搭接传力，造成安全隐患。
在竖向布置上也要力求均匀，避免少数楼层出现敏感薄弱部位，使结构整体形成均匀的抗侧力结构体系，在此基础上，结合电算才能作出安全、经济、合理的结构。
在本工程住宅楼主体剪力墙时，x向剪力墙墙肢较短，y向剪力墙墙肢较长，墙肢尽量多做成带翼缘的L形、T形等，不做“一”字形短墙；高厚比多在8以上，通过这些措施使结构总体指标控制在规范允许范围内。
总体指标对建筑物的总体判别十分有用。
譬如说若刚度太大，周期太短，导致地震效应增大，造成不必要的材料浪费；但刚度太小，结构变形太大，影响建筑物的使用。
3 基础设计目前，小高层建筑剪力墙结构设计由于考虑埋置深度的要求，一般均设置地下室。
基础多采用筏板基础。
合理选择筏板厚度及边缘挑出长度也直接影响结构整体安全和工程造价。
该工程上部 12层带 1层地下室，根据勘察报告，取筏板厚为1000mm，经细算后筏板可减至800mm。
高层建筑结构选型论文
浅析高层建筑结构选型【摘要】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。
【关键词】高层建筑;结构选型;设计高层建筑是为了满足日益紧张的城市建设用地而出现的建筑结构形式，它的出现大大缓解了城市建设用地，更大程度的利用了空间，如今在城市化建设中的比例进一步扩大。
相对多层建筑而言，高层建筑结构设计所占的地位要重要得多，这是由于高层结构形式的选择将直接关系到建筑物的平面、立面、层高、设备安装、施工技术以及工程造价等多方面因素。
不当的结构形式不仅会影响使用功能和造价，严重的还会影响其抗震性能，危害建筑物安全。
１．高层建筑结构体系类型1.1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。
1.2 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。
浅谈小高层住宅建筑结构型式
有不利影响 。因此， 钢筋砼异型柱框架及框 架抗 震墙 结构 的房屋应在一定 的高度及适用范 围内 应用， 而不能等同于一般 的钢筋砼结构。 根据《 砼 异 型柱结构技术规程》适用于总高度小 于 ２ ｍ ４ 的房屋。当建筑的高度较高时， 异形柱无法满足 轴力 和抗侧力 的要求。所 以， 异型柱框架结构相 比较而言航 震性能为最差。 ３３框架剪力墙结构 ＿ 般用于高层结构， 在近几年的高层结构设 计 中应用广泛， 此方案的特｜是利用楼电梯间做 下 刚 度 突 变 ， 地 震 作 用 下底 层 柱 会产 生 很 大 内 钢筋砼核心简抵抗大部分水平荷载． 在 框架柱主要 力及塑性变形， 因此， 在地震区不允许采用这种框 承受竖向荷载， 水平位移及层间位移大大减小， 轴 支剪力墙结构。 此方案的特点是根据建筑平面 压 比限值较框架结构放宽． 但考虑框架柱 的构造 布局而设置 钢筋砼墙， 同宽的剪力墙很好地 要求， 与墙 及实际计算中若轴压比大于 ｎ 则柱配筋 ９ 解决 了建筑平面使用问题 。 较大， 以在小柱网的住宅 中， 所 与框架 结构相 比。 ３结构抗震性能的 比较 柱截面尺寸与不可能小很多， 同样存在上述建筑 高层建筑结构设计应重视结构选型和构造， 使用 问题。 择优选择抗 震及抗 风性能好而经济合 理的结构 ３ ． ４异型柱框架剪力墙结构 体系与平、 立面布置方案， 并注意加强构造连接 。 这种结构体系是框架剪力墙的一个派生结 在抗震设计中应 保证结构整体抗震性能艘 整个 构形式 ， 此方案的特点是利用楼电梯 间做钢筋砼 结构有足够的承载力 、 刚度和延性。 核心筒抵抗大部分水平荷载， 异型柱主要承受竖 ３１框 架结 构 ． 向荷载冰 平位移及层间位移大大减小。同时与 般用于多层及小 高层结构，即 ｌ 以下 墙 同宽 的异型柱又能更好地解决建筑平面使用 Ｏ层 或建 筑 物 高 度 Ｈ小 于 ２ ． ， Ｈ 大 于 ３ ．ｍ 的 问题 。 ８ ｍ对 Ｏ ０Ｏ ８度地 区． 框架剪力墙结构总高度不得超过 ５Ｏ ．０ 框架结构， 在抗震设防烈度为 ８ 度地 区＇ 于框架 ４ ． 柱中距不大于 ７２ ｍ。抗震等级之所 以异 由 柱作为唯一的抗水平力构件， 比限值为 ０ ０ 形柱有上述 的限制条件， 轴压 ．， ９ 主要是异形柱的肢长较 故框架柱截面尺寸较大， 内凸的框架柱直接影 响 短， 当建筑 的高度较高时， 异形柱无法满足轴力和 到户型 的实际使用面积及家具布置 。而且， 最为 抗侧力的要求 。在 ８ 度设防地区， 建筑物高度大 严重 的是， 由于建筑 的平面使用或立面造形 的要 于 ｌ．ｍ抗震 等级 即为三级，这点较框架 结构 ８Ｏ 求， 经常出现框架两一端搁置在柱上另 一端搁置 （０Ｏ １ 格 。 ６ ．ｍ严 在粱上； 或几根框架柱并不在一条轴线上， 出 往往 ３ ． ５普通剪力墙结构 现单跨框架的现象，成为抗震薄弱环节。 框架 般用 于高层结构住宅， 尤其在 ３ 层左右 Ｏ 结构体系优点是： 建筑平面布置灵活， 能获得大空 的高层住宅结构设计 中应用广泛。该 总高度仅 问， 建筑立 面也容易处理， 结构 自重轻 ， 理论 ３ ． 抗震设防烈度为 ８度 区， 计算 ４８ ｍ， 若采用纯剪力墙 也 比较成熟， 在一定高度范围内造价较低。 结构， 造价商 故不作为该工程的首选结构类 型。 框架结构 的缺点是Ｉ 框架结构本身柔性较大， 剪力墙结构 是由钢筋混凝土墙板代替框架结构 抗侧力能力较差， 在风荷载作用下会产生较大的 中的梁柱作为建筑主要承重构件的结构 。“ 因为 水平位移 ， 在地震荷载作用下， 非结构构件破坏 比 高层建筑所要抵抗的水平剪力主要是地震引起 ， 较严重。 所以剪力墙较之其他结构形式而言， 能有效地 更 框架结构的适用范围： 框架结构的合理层数 控制结构的水平剪力抵 抗破坏的能力更强， 抗震 般 是 ６到 ｌ ， 经 济 的 层数 是 １ 左 右 。 性能更好痰 全性更高， ５层 最 Ｏ层 居住也很舒适。 基于这些 ” 由于框架结构能提供较大的建筑空间， 平面布置 特｜， 高层住宅几乎都采用 了剪力墙结构。 灵活， 可适合多种工艺与使用的要求， 已广泛应用 此方案 的特点是根据建筑平 面布局而设置 于办公 、 住宅 、 店、 商 医院、 旅馆 、 学校及多层工、 钢筋砼墙， 当部位开结构洞，以轻质填充墙代 适 厂房和仓 库中。所以， 在考虑抗震 没防要求的结 替， 以减轻结构 自重及工程造价， 可使各墙段 刚度 构 中， 由于框架粱柱截面较小， 抗震性能较差 ，０ 均匀，抗震性能好，水平位移及层间位移大大减 冈 度较低， 特别是采用砌体填充墙时， 中填充墙 小， 地震 尤其在户型的实际使用面积及家具 布置 中。 损坏严重， 修复费用很 高。故对高层结构不宜 采 ４ 结 论 用。 对 以上各类结构形式进行分析， 各种类型均
浅谈小区小高层住宅建筑结构选型
浅谈小区小高层住宅建筑结构选型摘要：目前，各大中型城市小高层住宅建筑逐渐普遍，要保证小高层住宅既能满足居民生活需求，又保证其安全性是结构选型所关注的焦点。
本文就从小高层住宅建筑的结构形式、抗震性和剪力墙布局的一般原则进行初步探究。
关键词：小高层住宅建筑结构形式抗震性剪力墙Abstract：At present, each big and medium-sized city and small high-rise residential building gradually universal, to ensure that the small high-rise residential can meet the residents needs, and ensure the safety of structure type selection is the focus of attention. This article from the high-rise residential building structure, seismic resistance and shear wall structure of the general principles of preliminary inquiry.Key words：Small high-rise residential building;Structure form; Earthquake resistance; Shear wall.引言近年，我国的经济得到了快速发展，城镇化进程逐步推进，人民的生活水平得到了提高。
住房问题日益成为人们所关注的焦点，但相对于城市土地资源而言，总体上以“人多地少”的特点，这就需要居民住宅从“空中”进行发展，小高层住宅建筑应运而生。
通常所说的小高层乃指建筑层数在7—12层的集合性住宅建筑。
因小高层的建筑容积率高于多层建筑，让城市的土地资源得到了有效利用，加之开放商的投资得到降低使得小高层住宅建筑成为了现代城市美丽的风景线；其钢筋混泥土结构和梁板结构方面的优势让小高层建筑的户型设计选择具有了一定的灵活性。
浅谈我国当前小高层住宅结构选型与设计
浅谈我国当前小高层住宅结构选型与设计作者：贾林毅来源：《建筑建材装饰》2014年第19期摘要：小高层住宅与普通建筑相比，在采光通风、空气质量、景观质量等方面具有一定的优势，且小高层建筑的高度不是很高，但为了居民的舒适与方便，仍然配备了电梯，因此受到建筑商和居民的喜爱。
文章简要分析了小高层住宅结构设计的选型，并通过一个实例，具体分析了小高层建筑结构设计的要点。
关键词：小高层；住宅结构；选型；设计前言我国当前小高层住宅的结构形式有框架结构、异形柱框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构、短肢剪力墙结构，需要根据小高层建筑的实际需求选择合适的结构形式。
1小高层住宅的结构设计选型1.1小高层住宅结构设计要点在《高层建筑混凝土结构技术规程》有明确的规定，6度抗震设防时也应进行地震作用计算，水平荷载在设计中有重要影响。
控制其侧移成为钢筋混凝土结构设计的主要指标。
在小高层住宅设计中，结构不仅要具有足够的强度，而且还要满足抗侧移刚度，使结构在水平荷载下产生的位移符合规范要求。
结构延性设计是钢筋混凝土结构设计的另一指标。
相对于低层建筑，小高层住宅结构更柔，地震作用下也大。
为了保证结构在进入塑性阶段后仍保持较强的变形能力，需要在构造上采取特别的措施，使结构达到一定的延性。
1.2小高层住宅采用的结构型式随着人们对高层住宅平面与空间的要求越来越严格，普通框架结构的露梁凸柱、普通剪力墙结构对建筑空间的分隔已不能满足对住宅空间的要求，于是就出现了短肢剪力墙结构和异形柱框架结构。
这两种结构在普通剪力墙的基础上，吸收了框架结构的优点，能满足新的高层住宅观念需求。
一方面提供灵活的建筑空间，满足居民对现代住宅空间划分的要求，具有美观平整的室内环境；另一方面通过合理地布置承重构件，使结构的刚度与承载力达到最佳。
2小高层住宅建筑实例分析2.1工程概况某住宅小区，地下两层，层高2.7m；地上10层均为住宅，层高3m；另有突出屋面楼梯间及电梯机房一层，层高4.2m；室内外高差0.45m；建筑高度30.45m。
高层建筑结构设计及结构选型论文
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。
高层建筑结构设计及结构选型分析
高层建筑结构设计及结构选型分析摘要：高层建筑的结构设计问题也成为建筑设计人员必须关注的问题，与一般建筑相比，高层建筑对于结构设计的要求更高。
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因素，最后根据实际工程案例进行分析。
关键词：高层建筑；结构设计；结构选型前言：现代经济迅速发展下，高层建筑业作为新产物，犹如雨后春笋般渐渐遍布世界各地，故其质量高低直接影响大众生命安全，而高层建筑的质量取决取高层建筑结构的设计水准。
对于现阶段的高层建筑施工来讲，在结构选型和结构设计时，需要相关技术人员采用科学合理的方式，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。
一、高层建筑结构特点高层建筑具有施工工期长、自重大、施工复杂以及抗震能力弱等特点，而且要同时承受重力产生的竖向荷载和地震以及风产生的水平荷载。
在高层建筑中，水平荷载能力是决定建筑结构的主要因素。
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。
为了提高建筑结构在塑性阶段具有更强的变形能力，需要采取科学合理的措施，比如设计过程中考虑到强锚固、强节点以及强柱弱梁的基本原则，从而提高高层建筑结构的延性。
近年来，城市建设规模进一步扩大，高层建筑逐渐增多,建筑的高度也不断增加，如果对建筑的侧移不进行有效的控制，会影响到建筑的使用效果，导致一部分结构构件和非结构构件受到损害，必须将建筑的侧移控制在可以接受的范围之内，强化结构的抗侧力能力。
同时，设计人员必须对细节性的数据和指标认真对待，选择不同类型的计算软件，在对细节进行计算分析时，要结合工程整体，避免部分与整体的脱离。
在设计过程中，要将建筑的所有参数进行合理化选择，避免因为计算上的失误而造成施工事故，影响建筑的施工质量。
二、高层建筑结构选型的影响因素1建筑的使用功能高层建筑结构选型的具体内容包括选择合理的结构形式、基础类型等，一般都在结构设计初期要初步确定结构形式，为了选择更为合理的结构形式，需要对结构设计的适用范围和结构荷载能力等进行详细了解。
小高层建筑结构设计
小高层建筑结构设计探讨摘要：随着我国城镇化进程的日益加快，小高层建筑也越来越多的出现在人们视线内，在本文中，笔者将谈谈对小高层建筑结构设计的一些看法。
关键字：小高层建筑结构设计一般情况下，建筑结构并无小高层一说，小高层属于建筑范畴，习惯上把８—１２层的建筑称为小高层。
按规定6层以上必须配电梯，所以小高层属于配电梯的范围之内，它的特点是方便的同时又能给生活带来一种新的高度。
1．结构体系的选取由于小高层建筑总高有限，如果采用全剪力墙结构，显得过于保守，所以笔者认为一般可采用异形柱结构中的框架—剪力墙结构体系。
此种结构体系一方面可以满足水平荷载的承载力及变形要求，另一方面也比较经济。
2．总体指标控制：计算判断结构抗震是否可行的主要依据是在风荷载和地震作用下水平位移的限值；地震作用下，结构的振型曲线，自振周期以及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩是否在合理范围中。
总体指标对建筑物的总体判别十分有用。
譬如说若刚度太大，周期太短，导致地震效应增大，造成不必要的材料浪费；但刚度太小，结构变形太大，影响建筑物的使用。
合理的刚度是多少，笔者建议对于小高层住宅μ/h取1/1000左右，刚重比在6左右是比较合理的。
周期约为层数的0.1n倍（n为建筑层数）。
另外，对结构布置扭转的控制：在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.45倍。
当然，笔者建议对于顶层构件可不考虑在内，否则很难满足上述指标。
3．基础设计：在地质情况比较好，就一般而言，墙下基础优先选择条基，基础持力层宜选择坚硬的中风化岩石，当遇到溶洞时，可采用桩基来处理，值得提出的是，由于墙下基础反力很大，我们需要演算基础的抗剪切承载力，而对于此，国家规范没有很明确的说法，所以我们可以采用《地基规范》中的公式加以验算。
另外，地下室底板长度的设置也须我们研究探讨，由于考虑地下室的使用合理性，常规我们采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝，后浇带的作用是明显的，但也给施工带来了不少麻烦，甚至由于处理不当而引起后浇带漏水及裂缝。
现代小高层住宅结构体系选择
现代小高层住宅结构体系的选择摘要：由于在小高层住宅结构设计中，水平荷载起着决定性的作用，结构侧移成为结构设计的主要因素，因此抗侧力结构的设计成为关键，抗侧刚度的取值直接关系到结构安全和技术经济合理性。
一般来说，抗侧力构件数量越多，结构的抗震性能就越好，但如果抗侧力构件的数量过多超过了合理数量时，不仅会增加建筑物的工程造价，使基础的设计难度增大。
而且由于随着抗侧力结构数量的增多，结构的抗侧刚度也会随之增大，自震周期缩短，地震作用增大。
所以，在进行小高层住宅结构设计时，应确定出抗侧力结构的最佳数量，从而使结构能兼顾抗震性和经济性两方面的要求。
关键词：高层建筑；抗侧刚度；抗震性能；水平荷载；工程造价；框架结构；钢结构；剪力墙结构1引言可以应用于小高层住宅的结构体系较多，如普通砌体结构、矩形柱框架结构、矩形柱框架-剪力墙结构、异型柱框架结构、异型柱框架-剪力墙结构、一般剪力墙结构、短肢剪力墙结构、配筋砌体剪力墙、钢框架结构等多种结构形式。
上述多种结构形式如果以承重材料区别可分为三大类：普通砌体结构、钢结构、混凝土结构,下面就这三种结构形式分别用于小高层住宅时，作简要比较分析。
2 普通砌体结构中国是传统的砌体大国，所建造的砖房大多在六层左右。
我国现行《建筑抗震设计规范》gb50011-2001 对砌体结构的限制非常严格，规范以强制性条文的形式对砖混结构进行双控：既控制结构的总高又控制结构的层数，这相对规范对其它形式的结构只控制结构的总高是一个明显的区别。
在六度区采用普通实心砖最高可建 8 层，（七度区砌体结构当采用隔震措施，且水平减震系数不大于 0.5 时，可按六度区相关规定执行）这种普通砌体结构的小高层因为土建成本低、施工速度快，在六度区中小城镇很受开发商及住户的欢迎。
相对于欧美国家对于无筋砌体只能用于二、三层的小型建筑，我国规范普通无筋砌体高度及层数是欧美规范的三至四倍。
为保证结构的安全，对于六度区七层及八层砌体结构，《抗规》除了对层数及总高有严格限制外，对其构造要求也有严格的限制。
小高层住宅结构体系选型分析
陈亦梅等[5]对短肢剪力墙的布置进行了深入研究，结合霍 山凤凰城小高层工程实例，运用SATWE软件计算分析轴压比、 位移、层间刚度比等设计指标，并通过时程分析法下的结构的 动力特性来判别三种短肢剪力墙的布置方案的合理性。分析对
讨[J].煤矿现代化,2013(5):78-79.
168 建筑与装饰2020年5月中
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4 结束语 大开间剪力墙可以避免多次改造对建筑竖向结构的破坏，
同时符合环保理念，减少建筑垃圾。在适用范围及抗震性能方 面，短肢剪力墙结构要优于异形柱框架剪力墙结构。在结构布 置方面，异形柱框架剪力墙结构比短肢剪力墙结构更灵活；同 时，异形柱的截面积要小于短肢剪力墙结构的截面积，造价更 低。三者均有各自优势，可以根据建筑区域所在地，考虑规 范，造价，建筑性质按需选择。
2 短肢剪力墙 李亚娥等[3]针对同一建筑不同结构方案进行了结构抗震分
析和经济分析，阐明了小高层住宅中短肢剪力墙不仅能较好地 满足功能需求，还符合规范中关于周期比、轴压比、位移比、 剪重比的要求力墙数量适中，过少刚度不足，过多不利于 抗震，墙肢对称布置，避免出现一字墙。
前言 小高层住宅，它是从多层住宅和高层住宅中分化出来的
一种住宅建筑类型，主要指7层到18层的单元式住宅和通廊式 住宅，相较高层住宅层数较低又兼具多层住宅特点。随着我国 经济发展进入新时代，城镇化进程不断加快，城镇人口数量的 增加也给住房带来巨大的市场需求，更高的楼层也成为必然发 展趋势。伴随着经济的高速发展和我国当前社会主要矛盾的转 变，人们对美好生活品质的追求同土地资源稀缺的矛盾也愈加 尖锐。小高层住宅能够很好地平衡这一矛盾，既提高了建筑容 积率，符合我国当前人多地少的基本国情，又符合人体尺度， 带来更好的居住体验。
小高层建筑结构选型分析
某住宅楼小高层建筑结构选型分析（天目学院金坚明土木工程061）摘要：本文主要阐述了某小高层住宅楼的工程概况及设计说明、该住宅楼的建筑结构选型的分析、影响结构选型因素的分析，该小高层采用的结构体系进行论述。
关键词：小高层；结构选型；分析一、前言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，而建筑师立面美观和艺术上的创新，常常使得建筑平面形状和立体的空间形状复杂不规则，建筑体型日趋多样化。
高层建筑是一个个单体，它的可统计性差，影响因素众多，影响因素之间的相互作用大，从信息角度看，它的不确定性及未知的信息很多，所以结构选型的综合性很强，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。
汶川大地震砖混结构房屋损毁严重,造成大规模的人员伤亡,这又给结构设计人员提出新的课题,因此目前住宅的选型和用材问题越来越重要,成为人们关注的焦点。
二、关于某小高层的工程概况及设计说明（一）、该小高层住宅楼的工程概况的简要概括该建筑为溧阳市计划发展局关于嘉丰新城三期工程，建筑某住宅楼小高层，建筑面积6059平方米，阳台面积266平方米，建筑高度34.650m，剪力墙结构；该住宅建筑层数十一层（不包括车库层），除车库层4.35m层高外，其余各层均为 3.0m，工程耐火等级二级(地下车库耐火等级为一级），防水等级二级，建筑物抗震设防烈度为七度，建筑物设计使用年限分类为3类，建筑设计使用年限为50年。
（二）、该小高层住宅楼的结构设计的说明墙基防潮做法为20mm厚1:2水泥砂浆掺5%避水浆,位置一般在-0.06标高处。
楼面做法为10厚1:2水泥砂浆.压实抹光，15厚1:3水泥砂浆找平层, 捣制钢筋混凝土楼板,随捣随抹。
踢脚做法为8厚1:2.5水泥砂浆.压实抹光，12厚1:3水泥砂浆打底。
内墙面做法为刷乳胶漆，5厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆粉面压实抹光，12厚1:1:6水泥石灰膏砂浆打底。
高层建筑结构设计及结构选型探讨
高层建筑结构设计及结构选型探讨摘要：高层建筑结构的选型是一个非常复杂的决策问题，并包含大量的不确定性和未知的因素。
文章从影响高层建筑结构选型的诸多因素入手，对高层建筑结构的设计和工程结构选型进行了分析。
关键词：高层建筑；结构设计；结构选型前言随着我国各项经济建设速度的增快，城市中的高层建筑物日益增多，要想确保高层建筑物的经济性、安全性、稳定性，就要做好其结构的设计和选型。
本文从高层建筑物的结构特点出发，探讨了做好建筑结构设计和选型的基本方法，希望能为结构设计从业人员提供一些借鉴。
1高层建筑结构设计要点分析1.1控制水平载荷在高层建筑的抗力设计中，水平荷载成为控制因素。
一方面，因为楼房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，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对某一定高度楼房来说，竖向荷载大体上是定值，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。
因此，水平载荷直接决定了高层建筑的整体稳定性。
可见在高层建筑结构设计中，应严格控制水平载荷，防止出现因水平载荷过大引起的连锁性稳定问题。
1.2控制抗震性能在高层建筑结构设计中，抗震性能是其所关注的要点内容，它与建筑的使用以及人员安全密切相关。
高层建筑抗震性能的影响因素较多，在设计环节，设计人员就应对正常使用中设计的水平以及竖向载荷进行考虑，同时应从建筑结构选型中保证一定地震水平中建筑的稳定性，确保高层建筑实现“小震不坏、大震不倒”的抗震目标。
1.3控制设计中侧移在高层建筑使用过程中，侧移问题是较为突出的稳定性问题，侧移产生的主要原因，是建筑整体上部与下部所受水平载荷不同，而整体刚度水平基本一致，而造成结构侧向移动形变。
高层建筑侧移水平与建筑高度4次方成正比例关系（在水平荷载为侧向均布时），设计人员在高层建筑设计过程中应重视侧移水平的控制。
建筑结构选型论文
浅谈高层建筑的结构选型问题【摘要】:高层建筑是高科技发展的产物，它作为一种非历史传承的建筑形式，缺少其他建筑形式常有的地域性特征，也没有悠久的文化传统沉淀下来的痕迹,但是城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化，促使了近代高层建筑的出现和发展成为了必然。
而目前的工程设计领域中，设计人员忙于应付大量的具体工作，往往不够重视结构经济性问题，导致同一工程不同的人设计其土建造价可能差别很大，造成不必要的浪费。
这对于经济实力并不发达、尚处于第三世界发展中国家的的中国来说是一个急待解决的问题。
本文主要分析了高层建筑的特点、高层建筑的结构体系，高层建筑结构分析与设计，高层建筑的抗震问题等。
关键词：高层建筑结构选型结构体系结构设计结构抗震1. 高层建筑结构的特点结构要同时承受垂直荷载和风产生的水平荷载，还要具有抵抗地震作用的能力。
低层结构的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。
随着高度的增加，位移增加很快。
但是过大的侧移会使人感觉不舒服，从而影响使用，会造成非结构构件和结构构件的损坏。
所以必须将结构的侧移控制在一定的范围之内，于是抗侧力结构设计成为关键。
2. 高层建筑结构的结构体系目前，在高层建筑中常见的结构形式主要有以下四种：框架结构、剪力墙结构、框架--剪力墙结构、筒体结构等。
几种结构形式房屋的适用最大高度如下表（1）框架结构框架结构一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中。
框架是由柱和与柱相连的横梁所组成的承重结构，一般用钢筋混凝土作为主要材料，当层数较多，跨度、荷载很大时，也可用以钢材作为主要承重骨架的钢结构。
采用框架结构形式，可形成内部大空间，进行灵活的建筑平面布置，但随着建筑高度的增加，若受水平作用框架底部梁柱构件的弯矩和剪力将显著增大，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面倾于不合理。
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建筑结构选型论文：小区小高层住宅建筑结构选型分析与研究摘要本文针对目前应用较普遍的小高层住宅建筑,结合实际工程对各种结构体系特点进行了经济适用性、抗震性能等的对比分析,对结构选型设计具有一定的参考价值。
关键词结构选型;框架结构;框架剪力墙;剪力墙0 引言随着我国经济的持续快速增长,城市规模也日益扩大。
伴随着城市居民对经济文化和社会生活等各方面需求的快速增长,对住房的要求也日益提高。
但是,城市土地资源非常有限,势必要求其住宅建筑更多地向空中发展,其中小高层住宅建筑由于其经济适用的诸多优点,受到了许多开发商和用户的青睐。
通常情况下,小高层住宅一般是指层数从7~12层的集合性住宅建筑。
因其具有高层建筑的特点,但从高度的角度上说又是较低的住宅建筑,因此称之为小高层建筑。
小高层建筑相对于多层住宅建筑有着明显的优点,因为建筑容积率比多层住宅高,使土地得到了更充分的利用,也有效降低了开发商的投资。
城市小高层住宅建筑普遍都采用钢筋混凝土结构,且大多采用梁板结构来进行平面布置,因此小高层住宅在户型设计方面相对于砌体结构等有很大的灵活性。
对于小高层住宅建筑的结构设计,结构选型是摆在工程师面前的首要问题。
应用哪种结构体系既能满足抗震性能的要求,又能使结构的适用性和经济性最佳。
本文结合太原市某小区小高层住宅楼的结构选型设计,对目前应用较普遍的几种结构体系的特点进行了分析比较,对工程同行具有一定的参考意义。
1 结构形式特点概述太原市某小区的某幢小高层住宅建筑,12层,一梯两户,两单元结构完全对称。
楼层层高均为3.00m,建筑总高度为36.00m,通长34.20m,宽为13.90m,每层面积约480m2,总建筑面积约5 800m2。
场地属于抗震烈度8度区,场地土类别为三类,基本风压为0.40kN/m,现对其不同的结构方案特点进行分析比较。
1.1 框架结构由横梁和柱通过节点连接组成的结构体系是框架结构[1]。
框架结构的梁和柱,在施工和使用期间,既承受垂直方向的荷载,也承受水平方向的荷载;既有动荷载,也包括静荷载。
在小高层住宅结构设计中,随着建筑层数的逐渐增多和建筑总高度的升高,横向水平侧力对结构构件的横截面尺寸和配筋量的影响就越显著,而且这种影响在框架结构建筑中尤其突出。
框架结构中梁所受的内力,主要包括剪力和弯矩。
柱的内力则主要包括轴力和弯矩,有时也受一定的剪力。
由框架结构承重的结构体系,建筑平面布置相对灵活能构成相对较大的空间;立面设计时,采用轻质隔墙可大大减轻结构的自重,这些都是框架结构体系的优点。
但是,通常情况下,框架柱尺寸相对过大而造成内凸的现象,也直接影响到户型的美观和空间的实际使用效率。
1.2 框架剪力墙结构通常情况下,城市小高层住宅建筑的普遍结构形式为框架结构体系[2]。
但是,在抗震设防高烈度地区,如果仍单纯地采用框架结构,由于抗震设计的要求将直接导致柱的横截面尺寸过大,严重影响建筑的美观或使用效率,并使得结构设计极不经济。
在这种情况下,若采用框架剪力墙结构体系进行设计,则可极大地降低柱的受力负担,减小柱截面,同时结构的侧移也能得到有效改善。
通常框架剪力墙结构体系也简称框剪结构,它是通过在框架结构体系中布置数量合适的框架柱,以便进行自由灵活的平面布置,满足使用功能不同的建筑要求。
同时,又因剪力墙的设置,使结构体系具有足够的刚度。
在城市小高层住宅建筑中,采用框架剪力墙结构体系,利用钢筋混凝土核心筒做成电梯间,用于承受绝大部分的水平荷载,框架柱则主要承受来自竖向的垂直荷载。
这样使得建筑设计上既可进行自由灵活的平面布置,结构设计上又能满足强度和刚度方面的需求,但是内凸的框架柱同样影响到户型的美观和空间的实际使用效率。
1.3 剪力墙结构建筑的内、外墙体都是采用实体钢筋混凝土的结构体系称为剪力墙结构体系,其剪力墙承受建筑物全部的垂直荷载和水平荷载[3]。
因为剪力墙结构墙体都是由实体钢筋混凝土墙构成,楼面又是由刚性楼盖构成,所以剪力墙结构在其平面内有很大的抗侧刚度,属于刚性结构体系,能抵抗相对较大的水平侧力。
在水平侧力作用下,剪力墙结构可看做是底部固接的竖向悬臂梁构件,由于墙肢受到的拉力或压力主要产生“弯曲型”变形。
剪力墙结构体系把建筑划分成若干个单独空间,使得建筑的平面布置不够灵活,受到很大的限制,而且相对造价也较高,故仅应用于较高抗震烈度地区的住宅建筑。
剪力墙结构的另一特点是可根据建筑平面的布局而设置钢筋混凝土墙体,户型的美观和空间的实际使用效率得到了改善。
2 结构抗震性能的比较2.1 结构抗震概念设计当建筑物遭遇强烈地震作用时,其破坏机理和过程相当复杂,但我们可以通过加强对建筑物结构的抗震概念设计,从概念上把握建筑结构设计的抗震合理性,避免其遭遇强烈地震时发生严重破坏甚至倒塌[4]。
住宅建筑的外形设计对抗震性能影响很大,在高烈度区这种影响尤其明显。
建筑外形若设计的不规则,平面设计凹凸不平,立面布置不整齐,都容易造成结构突变部位引起应力集中,形成结构的薄弱部位,遭遇强烈地震时通常会造成这些薄弱部位的严重破坏,同时建筑物外形设计规则程度,对结构抗侧力构件的布置会有直接影响。
2.2 框架结构一般多应用于多层建筑和小高层建筑,对建筑总高度大于30.0m的框架结构,在抗震设防烈度为8度地区,通过“多层及高层建筑结构三维分析与设计软件”SATWE程序建模计算,结果显示此结构在遭遇多遇地震水平荷载作用时,作为结构体系仅有的抗水平侧力构件的框架柱,且其轴压比限值0.80,所以其截面尺寸需要设计的很大,严重内凸的框架柱会直接影响户型的美观和空间的实际使用效率。
而且更为糟糕的是,通常情况下建筑设计过程中对平面利用和立面造形的过度追求,造成了结构设计时框架梁和柱布置不合理,时常出现单跨框架现象,对结构的抗震都非常不利。
所以,结构设计要考虑抗震设防要求时,由于框架结构体系的梁和柱截面都较小,抗侧力刚度较低,抗震性能相对比较差,对高层建筑结构体系一般不应单纯采用。
2.3 框架剪力墙结构框架剪力墙结构因其抗侧力性能相对框架结构较好,水平位移及层间侧移都相对较小,在近几年的高层结构设计中应用越来越广泛。
这种结构体系的受力特点是利用钢筋混凝土核心筒做成电梯间,用于承受绝大部分的水平荷载,框架柱则主要承受来自竖向方向的垂直荷载。
与纯框架结构相比,其轴压比限值有所放宽,但考虑框架柱构件的构造要求以及受柱的配筋率大小的影响,所以在一般的小高层住宅建筑结构设计中,柱的横截面尺寸与单纯的框架结构相比,也不会小很多,同样存在影响户型美观和空间实际使用效率的问题。
2.4 剪力墙结构剪力墙结构一般多用于高层建筑结构,这种结构体系的特点是可以根据建筑设计的平面布置来进行钢筋混凝土剪力墙的设计,在设计剪力墙时按结构使用要求在适当部位开启结构洞,以减轻剪力墙结构的自重及造价。
剪力墙结构体系抗侧力刚度大,且分布均匀,其水平位移及层间侧移都相对很小,抗震性能相对很好,而且使户型的空间实际使用效率得到了明显改善。
3 计算结果比较采用SATWE程序按照相关规范对以上各种结构形式进行了建模计算分析,结果如下:1)地震周期。
框架结构最大( T1 = 1.546S),剪力墙结构的周期最小( T1 = 0.814S),框架剪力墙结构介于其中( T1 = 1.135S),很明显结构地震周期与结构刚度有直接的联系。
2)水平地震剪力。
框架结构的最小(13 478kN),剪力墙结构的最大(21 561kN),框架剪力墙结构介于其中(16 372kN),这是与结构的地震周期是相对应的。
3)最大层间侧移。
框架结构最大(Dx/h = 1/355),剪力墙结构最小(1/991),框架剪力墙结构介于其中(1/641)。
显然,侧移结果与结构刚度是一一对应的。
4)结构自重。
框架结构最大,框架剪力墙结构和剪力墙结构相差不大(约90 000kN)。
楼面活荷载相差不大(约5 800kN)。
结构体系恒荷载占总荷载的94%以上。
所以在高层建筑结构设计计算中,一般可不考虑恒荷载和活荷载的最不利组合。
5)工程造价。
剪力墙结构体系与框架剪力墙结构体系工程造价较高(约1 200元/m2 ) ,框架结构体系造价相对较低(约1 000 元/m2)。
这是由于剪力墙结构体系与框架剪力墙结构体系的混凝土用量和钢筋用量都相对较高而造成的。
考虑该住宅建筑总高度已高达36.0m,且处于抗震设防烈度8度区,考虑到住宅户型美观和空间实际使用效率的问题,最后决定采用剪力墙结构体系。
4 剪力墙设置的一般原则住宅建筑的每个单元结构,通常是采用剪力墙形成楼梯、电梯及竖向管道井结构构件,剪力墙通常要设计成相对完整的筒体。
其外围需综合考虑结构的受力需要和建筑设计的平面布局,以及建筑使用功能的转变来合理设置相应的钢筋混凝土剪力墙,其墙肢间应合理布置相应的连系梁,在连系梁上填充轻质砌体材料,以减轻整个结构体系的自重。
对于单片剪力墙构件,通常可设计成L形、T形、十字形等。
设计剪力墙时应尽量均匀、整齐、对称的进行墙肢布置,且应全高贯通,并尽可能使得结构的质量中心与刚度中心重合于同一点,这样可减少结构的扭转效应。
剪力墙结构应双向对称布置,形成规则的空间对称结构,并使得结构体系两垂直方向的刚度相近[5]。
在剪力墙上开启门窗洞时,应布置成大小均匀、上下对齐,形成传力路径明确合理的墙肢和连梁体系,尽量不开启错位的门窗洞。
剪力墙的设计合理与否对整个结构体系的抗侧力刚度有很大影响,剪力墙沿高度方向若不连续或者发生不均匀变化,将会引起剪力墙结构体系的刚度突变。
可通过调整剪力墙的高宽比设计成延性剪力墙,使其容易发生弯曲破坏,避免剪力墙发生脆性剪切破坏。
因而,高层建筑结构设计可通过设置结构洞把剪力墙分成联肢墙,以改善整个结构体系的刚度,使之分布合理优化。
剪力墙完成施工后,其结构洞采用砌体充分填充。
剪力墙筒体和一般剪力墙抵抗侧力时,结构第1振型底部地震倾覆力矩不应小于结构总底部地震倾覆力矩的50%[6]。
因为剪力墙结构的受力特点是平面内抗侧力刚度和承载能力相对较大,但结构平面外抗侧力刚度和承载能力都相对非常有限,因此应尽量使剪力墙结构不在平面外受到过大的弯距作用。
5 结论通过对小高层住宅建筑其结构体系的选择及计算结果分析可知,若采用单纯的钢筋混凝土框架结构体系,因其抗震设防要求较高,导致其框架柱横截面尺寸相对较大影响了户型的美观和空间的实际使用效率,难以满足建筑功能上的要求;若采用框架剪力墙结构体系也存在类似的问题;采用剪力墙结构体系,能避免框架柱在室内凸出使建筑空间得不到最合理的利用,另一方面也改善了建筑美观。
结合本工程实例,我们可以发现,结构设计过程中进行合理的结构选型和布置对整个建筑工程是否能保证安全、经济、适用都非常重要,一定要对整个结构体系的承载能力、抗震性能、内力传递、刚度、侧移要求等掌握透彻,才能实现结构设计安全性、合理性、经济性的整体最优实现。