高层建筑结构分析与设计技术
高层建筑结构设计分析(1)
浅析高层建筑结构设计分析多层和高层结构的差别主要是层数和高度上,但从实际情况上分析两者并没有实质性差别,它们都要抵抗竖向及水平荷载作用,从设计原理及设计方法而言,基本上是相同的。
但是在高层建筑中,要使用更多结构材料来抵抗外荷载,特别是水平荷载,因此抗侧力结构成为结构设计的主要问题。
一、高层住宅结构分析高层建筑结构设计过程中主要把握以下几个方面:1、水平荷载成为控制结构设计的主要因素。
结构内力、位移与高度的关系,除轴向力与高度成正比之外,弯矩和位移随高度都呈指数曲线上升,因此,随着高度的增加,水平荷载将成为主要控制因素。
水平力作用下结构是否优化,材料用量将有很大差别。
2、在抗震地区,随着层数的增加,地震作用对高层建筑危害的可能性也比对多层建筑大,高层建筑结构的抗震设计应受到加倍重视,工程位于抗震区,无需进行地震作用计算,仍需要考虑抗震的构造措施。
3、结构侧向位移成为控制指标。
与多层建筑不同,结构侧移已成为高层建筑结构设计中的关键因素。
随着建筑高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅速增大,因而应将结构在水平荷载作用下的侧移控制在某一限度之内。
4、轴向变形不容忽视。
高层建筑中竖向荷载数值很大,使得柱产生较大的轴向变形,从而会使得连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大。
轴向变形还会对预制构件的下料长度产生影响,需要根据轴向变形的计算值调整下料长度。
另外轴向变形也会对构件的剪力和侧移产生影响,如不考虑构件竖向变形将会得出偏于不安全的计算结果。
5、结构延性是重要设计指标。
相对于多层建筑而言,高层建筑更柔一些,在地震作用下的变形会更大一些。
为了避免结构倾覆倒塌,特别需要在构造上采取合理措施,使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,即保证结构具有足够的延性。
二、结构分析的基本原则1、整体参数的设定开始结构计算时,首先需要根据规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述,以及工程的实际情况,准确设置软件的初始计算参数。
高层建筑结构分析与设计方法研究
关键 词 : 高层建 筑; 结构 ; 设计 方 法
Ke r :hg - ieb li g sr cu e dein y wo ds ih rs ui n ; t t r ; sg d u
的关 系。
Ab ta t o h ih ie b li g ,o y ee to fa s r c :F rt e hg -rs ui n s fr tpe slcin,lme,h a l t t r ,rme sr cue, me u e sr cu e a l a ub n tb d r s e r walsr u e fa tu t r  ̄a d tb t tr s wel s t e i u e uc u sr cue a o ie e frt tra ,h i e te ,eno c d c n rt t t r , o o i tu t r a ec n i ee .T i a e nrd c s tu t rsC bec nsd rd,o hemae l te t n i mb rse l ri fre o c eesr u e c mp st sr eu ec n b o sd r d h sp p rito u e uc e t e tp s fh g rs ul n t t rs a d te ic s st e s lcin o g rs u li tu t a y tm n ac i cu a e in, tu t r h y e o ih— e b i g sr u e , n h n ds use h ee t fhih— e b idng sr curls se a d r ht t rld sg sr cu a i di uc o i e l
高层建筑结构设计案例分析(全文)
高层建筑结构设计案例分析(全文)第一篇范本:高层建筑结构设计案例分析一:前言本文档旨在对高层建筑结构设计进行案例分析,以便更好地了解和掌握高层建筑结构设计的相关知识和技术。
本文将从以下几个方面进行详细介绍和讨论。
二:背景介绍2.1 高层建筑的定义与分类2.2 高层建筑结构设计的重要性和挑战三:结构设计理论与方法3.1 高层建筑结构设计的基本原理3.2 结构设计的常用方法和工具四:案例分析4.1 高层建筑结构设计案例14.1.1 建筑背景介绍4.1.2 结构设计目标和要求4.1.3 结构设计方案分析4.1.4 结构材料选择和参数设计4.1.5 结构计算和优化4.1.6 结构施工和监控4.2 高层建筑结构设计案例24.2.1 建筑背景介绍4.2.2 结构设计目标和要求4.2.3 结构设计方案分析4.2.4 结构材料选择和参数设计4.2.5 结构计算和优化4.2.6 结构施工和监控五:结论与展望六:附件本文档涉及的附件包括:- 高层建筑结构设计案例1相关图纸和计算表格 - 高层建筑结构设计案例2相关图纸和计算表格七:法律名词及注释本文档中涉及的法律名词及其注释可见附件。
第二篇范本:高层建筑结构设计案例分析一:引言本文档旨在对高层建筑结构设计进行案例分析,以便更好地了解和掌握高层建筑结构设计的相关知识和技术。
通过详细的案例分析,我们可以探讨高层建筑结构设计的理论基础、设计方法、实际应用等方面的问题。
二:背景介绍2.1 高层建筑的定义与分类2.1.1 高层建筑的定义2.1.2 高层建筑的分类2.2 高层建筑结构设计的重要性和挑战2.2.1 高层建筑结构设计的重要性2.2.2 高层建筑结构设计面临的挑战三:结构设计理论与方法3.1 高层建筑结构设计的基本原理3.1.1 荷载分析与计算3.1.2 结构承载体系选择3.2 结构设计的常用方法和工具3.2.1 结构设计的常用方法3.2.2 结构设计的工具和软件四:案例分析4.1 高层建筑结构设计案例14.1.1 建筑背景介绍4.1.1.1 建筑用途和功能 4.1.1.2 建筑地理环境4.1.2 结构设计目标和要求4.1.3 结构设计方案分析4.1.4 结构材料选择和参数设计 4.1.5 结构计算和优化4.1.6 结构施工和监控4.2 高层建筑结构设计案例24.2.1 建筑背景介绍4.2.1.1 建筑用途和功能4.2.1.2 建筑地理环境4.2.2 结构设计目标和要求4.2.3 结构设计方案分析4.2.4 结构材料选择和参数设计4.2.5 结构计算和优化4.2.6 结构施工和监控五:结论与展望六:附件本文档涉及的附件包括:- 高层建筑结构设计案例1相关图纸和计算表格 - 高层建筑结构设计案例2相关图纸和计算表格七:法律名词及注释本文档中涉及的法律名词及其注释可见附件。
多、高层房屋结构的分析和设计计算
对质量及刚度沿高度分布比较均匀的结构,基本 自振周期可用下列公式近似计算:
Un——结构顶层假想侧移(m)。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
初步计算时,结构的基本自振周期按经验公式估算: n—建筑物层数(不包括地下部分及屋顶小塔楼) 。
Tg=0.4s (Ⅱ类场地,第二组)
T=1.5s(Tg∽5Tg)地震影响系数
T=4s(5Tg∽6s)地震影响系数 T=0~0.1s 地震影响系数 0.45 max∼2 max T=0.1s~Tg地震影响系数2 max
0.015 0.012
0.023∼0.05 0.05
0.027 0.021
0.036∼0.09 0.09
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
(2)振型分解反应谱法
对不计扭转影响的结构,振型分解反应谱法可仅考虑 平移作用下的地震效应组合,并应符合下列规定: (a) j振型i层质点的水平地震作用标准值
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
(b) 水平地震作用效应(弯矩、剪力、轴向力和变形) :
突出屋面的小塔楼,应按每层一个质点进行地震作用计 算和振型效应组合。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
顶部突出物:底部剪力法计算顶部突出物的地震作用, 可按所在的高度作为一个质点,按其实际定量计算所得水平 地震作用放大3倍后,设计该突出部分的结构。
增大影响宜向下考虑1~2层,但不再往下传递。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
基本自振周期 T1:
(3)竖向地震作用
高层建筑结构计算机分析方法和设计程序.
第11章 高层建筑结构计算机分析方法和设计程序11.1 概 述目前,高层建筑结构日趋复杂,简化分析方法(包括手算)已不能很好地完成复杂结构的计算。
另外,计算机技术迅速发展,结构计算和设计软件不断改进,为高层建筑结构计算和设计提供了强大的技术条件。
因此,采用计算机方法进行高层建筑结构计算和设计已成为当前的主要手段。
高层建筑结构的计算机分析方法,从原理上可分为三种:(1)将高层建筑结构离散为杆单元,再将杆单元集合成结构体系,采用矩阵位移法计算(或称为杆件有限元法);(2)将高层建筑结构离散为杆单元、平面或空间的墙、板单元,然后将这些单元集合成结构体系进行分析,称为组合结构法(或称为组合有限元法);(3)将高层建筑结构离散为平面或空间的连续条元,并将这些条元集合成结构体系进行分析,称为有限条法。
在上述三种方法中,杆件矩阵位移法应用得最为广泛,有限条法应用较少,组合有限元法近年来应用较多,此法被认为是对高层建筑结构进行较精确计算的通用方法。
本章简要介绍前两种计算机方法的基本原理。
11.2 杆件有限元法11.2.1 基本假定高层建筑是复杂的空间结构,对不同结构或要求不同的计算精度时,可采用不同的计算假定。
(1)空间结构或平面结构假定。
将高层建筑结构视为空间结构时,其杆件是空间杆件,在平面内和平面外均具有刚度。
对于一般梁、柱等空间杆件,每个杆端结点有6个自由度,即沿3个轴的位移和绕3个轴的转角w v u ,,z y x θθθ,,,见图11.2.1(a)。
对于剪力墙,如将其简化为带刚域杆件,则每个结点仍为6个自由度(类似于图11.2.1(a));如将其简化为空间薄壁杆件,则每个结点除上述的6个自由度外,还要增加一个翘曲自由度(即扭转角ωθ),总共有7个自由度:,w v u ,,z y x θθθ,,,ωθ,见图11.2.2(a)。
截面翘曲自由度对应着截面上的第七个内力——双力矩,如图11.2.2(b )所示,当剪力墙这样截面尺寸较大的薄壁杆件受扭时,截面总弯矩为零,总轴力也为零,但由于截面大,截面翘曲在翼缘上产生正应力——翘曲正应力,这些正应力总合力为零,总合力矩也为零,但在截面许多部位其应力都不为零。
浅析高层建筑结构设计与分析
浅析高层建筑结构设计与分析
曲进莲
% 大 连建 筑技 术发 展中 心设 计院 有限 公司 " 辽 宁大 连 着 社会 发展 " 科 学技 术的 进步 " 基 本 建设 规模 的 大型 建筑 $ 高 层 建筑 等结 构 形式 越来 越多 ! 总结 了高 层 建筑 结构
2 应 用于高 层建 筑 的结 构体系
剪力墙体系! 当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成 时 " 即 形 成剪 力墙 体 系! 剪力 墙 体系 的 强度 和 刚度 都 比较 高 " 有 一 定 的延 性" 传力 直 接均 匀" 整 体性 好 " 抗 倒 塌能 力 强 " 是 一种 良 好的 结构 体系 " 能 建高 度大 于框 架或 框架!剪 力墙 体系 ! 框 架"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#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剪力! 筒 体 体系 ! 凡 采用 筒 体为 抗侧 力 构 件的 结 构体 系 统称 为 筒体 体 系 " 包括 单 筒 体 $ 筒 体 $框架 $ 筒 中筒 $ 多 束筒 等 多 种 型 式 ! 筒 体 是一 种空 间 受力 构件 " 分 实 腹筒 和 空腹 筒 两种 类 型 ! 实 腹筒 是 由 平面 或曲 面 墙围 成的 三 维竖 向结 构 单体 " 空腹 筒 是由 密 排柱 和 窗 裙梁 或开 孔 钢筋 混凝 土 外墙 构成 的 空间 受 力构 件 ! 筒 体 体系 具 有 很大 的刚 度 和强 度" 各构 件 受力 比 较合 理 " 抗 风 $ 抗 震 能力 很 强" 往往 应用 于大 跨度 $ 大 空间 或超 高层 建筑 !
高层建筑结构分析与设计
对计 算模 型引入不同程度的简化 。下面
是 常 见 的一 些 基 本 假定 : ( )弹性 假 定 1
关键 词 : 高层建筑 结构 设计
目前 工程上实用的高层建筑结构分
析方法均采用 弹性计算方法。在垂直荷 载或一般风力作用下 ,结构通常处于弹 性工作阶段 ,这一假定基本符合结构的 实际工作状况 ,但是在遭受 罕见地震或 强台风作用时 ,高层建筑结构往往会产 生较大的位移 ,出现裂缝 ,结构进入到 弹塑性工作 阶段 。此时仍按 弹性方法计
腹 筒 是 由 密 排 柱 和 窗裙 梁 或 开 孑 钢 筋 混 L
小变形假定也是普遍采用 的基本假 定 。但 有人对几何非 线性 问题 (一 P △效 应) 进行 了一些 研究 。一 般认为 ,当顶
2 高层建筑结构体系类型
21 .框架一 剪力墙体系
点水平位移 △与建筑物高度H的 比值 △
高层 建筑结构分析与设 计
文/ 肖峻
摘 要 : 本文从分析 高层建筑结 构的设 计特 点 出发 ,以高层建筑 结构设 计理论 为基
础 ,结合 实际经验 ,对 高层建筑结构分析与设 计进行 了深入探讨,归纳出一些具有 实用价 值的思路 ,对 高层建筑的结构设计优化 具有一定的实用意义。
( )刚性 楼 板 假定 3
许 多高 层建 筑结 构 的分 析方法 均 假定楼板在 自身平面 内的刚度无 限大 , 而平面外的刚度则忽略不计。这一假定 大大减少了结构 的自由度 ,简化 了计算 方法。并为采用空 间薄壁杆件理论提供
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
的水平荷载 ,还要具有抵抗地震作用的 能力。一般低层结构的水平荷载对结构
高层建筑结构分析与设计
框架柱是框 架结构 的主要竖 向承重和抗侧 力构件 , 主要承 受 的 竖 向荷 载 和 水 平 荷 载 。 压应 力 , 但其结构 侧向刚度差 , 侧向位移大 , 当建筑层 数较多 时, 不宜选用纯框架结构体系。 1 _ 剪力墙结构 体系 2
利 用 建 筑 物 的墙 体 进 行 竖 向承 重 和 抵 抗 侧 力 , 既是 剪 这
13 框架 一剪力墙 结构体 系 .
将 框 架 和 剪 力墙 结 合 在 一 起 即 形 成 框 架 一剪 力 墙 结 构 柱 的屈服 可 能早发 生、 多发生 , 底层 柱底 的塑 性铰宜 最晚 形
体系, 它兼具 二者 的优点 , 不仅 有较好 的承 受水平荷 载 的能 成 。剪力墙结构 中剪力墙 的各墙段 的塑性屈服宜产生在墙 的
力 荷 载 下 组 合 设 计 压 力 对 剪 力 墙 产 生 的轴 压 比宜 控 制 在 05 . 左 右 , 样 可 接 近 框 架 柱 的 轴压 比 , 低 垂 直 重 力 荷 载 作 用 下 这 降 文献 标 识 码 : A
关键词 : 高层建筑 ; 结构体 系; 结构设计 ; 整体参数设定
于大空 间的公共建筑 。剪力墙 结构 的平 面布置 中, 要避免 出
钢 筋混凝 土结构 的塑性 内力重 分布能 力较好 , 能在 一定 程度 上吸 收和耗散地 震能量。框架地 震破坏机 制 , 应该 是节 点基本不破坏 , 同一层 中各柱两端的屈服历程越长越好 , 比 梁
现又长又实的墙 , 要注意 刚度均 匀适中。
抗 侧能力 和延性 , 应尽量按 照框架结构 的要求来控制 框架剪 力墙结 构中框架梁柱的截面尺寸。
1 . 简 体 结 构 4
框架结 构体 系是 通过采用 梁、 等来承 受建筑竖 向和水 柱
高层建筑结构抗震分析与优化设计共3篇
高层建筑结构抗震分析与优化设计共3篇高层建筑结构抗震分析与优化设计1高层建筑作为一种高度复杂的建筑结构体系,在地震等极端条件下,其结构稳定性会受到极大的挑战。
为此,在高层建筑结构的抗震设计中,需要对其结构体系进行充分的抗震分析和优化设计,以确保其在地震等极端条件下的结构安全性。
首先,在高层建筑的抗震设计中,需要考虑各种因素对结构稳定性的影响。
这些因素包括建筑结构的高度、结构形式、材料等等。
我们需要采用科学的方法对这些因素进行分析,并找出其对建筑结构抗震性能的主要影响因素。
其次,我们需要针对建筑结构的主要影响因素进行抗震分析。
这种分析方法的核心是对建筑结构体系的动力特性进行研究,以找出其在不同地震条件下的抗震性能表现,并加以评估。
这种方法需要结合计算机模拟等技术手段,对建筑模型进行模拟并进行动力分析,以获取建筑结构的动态响应曲线。
最后,在对建筑结构进行抗震分析和评估之后,我们需要进行相应的优化设计,以提高建筑结构的抗震性能。
这种优化设计可以针对建筑结构的不同部位和因素进行,比如调整结构形式、加强连接构件、使用更耐震性的材料等等。
需要注意的是,在高层建筑的抗震设计中,我们还需要考虑到建筑结构的经济性和可持续性。
因此,在进行抗震分析和优化设计时,我们需要综合各种因素进行评估,以找出最经济、最可行的设计方案。
总之,高层建筑的抗震设计是一项极为复杂和关键的工作,它需要结合多种技术手段和科学方法进行研究和应用,以确保建筑结构在地震等极端情况下的安全和稳定。
高层建筑结构抗震分析与优化设计2高层建筑结构抗震分析与优化设计随着经济的发展和城市化的加速,高层建筑的数量逐年增加。
然而,高层建筑在地震发生时容易受到破坏,不仅影响建筑的使用安全,也会造成严重的人员伤亡和财产损失。
因此,在高层建筑的设计和建设过程中,结构的抗震性能是非常重要的。
本文将从高层建筑结构的抗震分析和优化设计两个方面进行探讨。
一、高层建筑结构的抗震分析高层建筑结构的抗震分析是建筑工程中非常重要的环节之一。
高层建筑结构分析与设计
试论高层建筑结构分析与设计摘要:结合施工实践, 通过大量工程经验的日积月累, 精心设计才能够作出技术先进、安全可靠、经济合理的各种高层建筑的结构设计。
本文阐述了高层建筑结构体系类型,探讨了高层建筑结构设计。
关键词:高层;建筑结构;类型;设计中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a 文章编号:高层建筑是随着社会生产的发展和人们生活的需要而发展起来的, 是城市和工商业发展的结果。
一、高层建筑结构体系类型1、框架-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-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,由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-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-剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。
2、巨型结构: 巨型结构一般由两级结构组成,第一级结构超越楼层划分,形成跨若干楼层的巨梁、巨柱或巨型衍架杆件,以这巨型结构来承受水平力和竖向荷载,楼面作为第二级结构,只承受竖向荷载并将荷载所产生的内力传递到第一级结构上。
常见的巨型结构有巨型框架结构和巨型桁架结构,不同的结构体系所具有的强度和刚度是不一样的,因而它们适合应用的高度也不同。
一般说来,框架结构适用于高度低,层数少,设防烈度低的情况; 框架—剪力墙结构和剪力墙结构可以满足大多数建筑物的高度要求; 在层数很多或设防烈度要求很高时,可用筒体结构。
3、剪力墙结构体系: 剪力墙结构体系于钢筋混凝土结构中,由墙体承受全部水平作用和竖向荷载现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好,刚度大,在水平荷载作用下侧向变形小,承载力要求也容易满足; 剪力墙结构体系主要缺点: 剪力墙间距不能太大,平面布置不灵活,不能满足公共建筑的使用要求。
高层建筑结构的计算分析和设计要求
补充内容3:水平力作用方向
实际风荷载及地震作用的方向是任意的,但是在规范 中规定:
结构计算只考虑x、y两个正交方向作用的水平力,各 方向水平地震力全部由该方向抗侧力结构承担,这是一 种简化。
注:x、y 方向通常是指结构的主轴方向。
主轴方向定义:当水平力在主轴方向作用时,只产生 主轴方向的位移,且位移最大。
有时结构主轴不易判断,则应根据经验判断取最接近 主轴的x、y两个方向,或通过计算确定。
补充内容4:计算基本假定
对结构进行分析时,首先分析结构的动力特性,再分析 结构的内力及变形。
首先,按简化方法分析;在必要时,再进行时程分析。 对结构工程师的基本要求:合理运用简化假定,善于 抓住主要的,忽略次要的,正确选用恰当计算方法。 规范中对结构计算作了一些基本假定,不同的方法采 用的假定会有所不同,应根据设计要求,选用符合实际 的假定与方法。
两类调幅(调整)的方法: (1)用弹性计算所得到的内力乘以系数(大于或小于1); (1)在计算时降低杆件刚度:构件刚度降低愈多,内力愈小。
《高规》中规定的调幅方法: 框架梁(连续梁)在竖向荷载下的调幅,采用方法(1)进行: 框架-剪力墙结构中框架的内力调整,采用方法(1)进行: 框架-剪力墙结构中框架与剪力墙间的联/连系梁的调幅, 采用方法(2)进行: 联肢剪力墙中连梁的调幅,采用方法(1)或方法(2)进行。
/计算与构造的特殊要求)
4.1 高层建筑结构的计算分析
4.1.1 结构计算分析方法
1. 线弹性法:常用的成熟法,计算精度和结构安全性基本可得到保证。 2. 考虑塑性内力重分布法:框架梁和连梁等构件宜对竖向载下内力进
行调整。 3. 非线性分析法:精度高,但复杂,常用于复杂结构整体受力分析。 5. 模型试验法:精度更高,但费用高,常用于复杂结构整体或局部受
高层建筑结构设计结构计算分析和设计要求
通过规定结构或构件的极限状态,如 承载能力极限状态和正常使用极限状 态,来保证结构的耐久性。
概率极限状态设计法
基于概率论的方法,考虑荷载和材料 性能的不确定性,对结构进行耐久性 设计。
耐久性设计的措施与注意事项
材料选择
选择具有良好耐久性的材料,如高性 能混凝土、耐腐蚀的钢材等。
通过改变结构的布局和连接方式,寻找最 优的结构形式和材料分布,以达到降低造 价和提高结构性能的目的。
结构优化设计的技巧与注意事项
注重整体性
在结构优化设计中,要注重结 构的整体性和协同作用,避免 出现局部过度的加强或削弱。
合理选择材料
根据结构特点和荷载要求,合 理选择材料,以达到既满足结 构要求又经济适用的目的。
Midas软件介绍与使用
1 2
软件特点
Midas是一款适用于桥梁和建筑结构分析的软件 ,具有强大的分析功能和直观的用户界面。
使用方法
Midas软件提供了详细的用户手册和在线帮助文 档,方便用户快速掌握软件的使用方法。
3
工程实例
Midas软件已经成功应用于许多高层建筑的结构 分析中,如上海环球金融中心、香港中银大厦等 。
构造措施
采取合理的构造措施,如增加保护层 厚度、设置防腐措施等,以增强结构 的耐久性。
施工质量控制
严格控制施工过程中的质量,确保结 构在使用前达到设计要求的耐久性。
使用和维护
在使用过程中定期进行维护和检查, 及时发现并处理可能影响结构耐久性 的问题。
THANKS
谢谢您的观看
用下的整体稳定性和连续性。
02
小震不坏,中震可修,大震不倒
遵循“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设计理念,即要求建筑
高层建筑结构的分析与设计
l, 5对多塔结构 的振 型数不应小于塔楼 的9 , 倍 且计算振型数应使 振型参 建筑 设计 应 符合 抗 震概 念设 计 的要 求 , 廊 采J 严 藿不 规 则 的 不 } } j 与质量不 小于总质量 的9 %。必须指 出的是, 的振型组合数并 不是 0 结构 设计 方案 。实 际上, 结构 的概念设 计 建筑 师 的方 案设计 也足 相互影 越大越好, 大值不能超过结构的总 自由度数 。例如对 采用刚性板假 其最
一
—
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|- ._
振周期T( 。 用于风振计算) 可按下列公式估算: a 5 x 1 I/ 0 : .5 .3 0 I
b 、钢筋混凝土剪力墙( 包括筒 中筒 剪力墙 ) 结构
, : 0 o 十 0 0 x 1 r} . 3 . 3 1t
1 认真做好结构方案的概念设 计 .
计 和施工过 程中, 放坡无需 支护的结 构方案肯 定是最为 经济 的, 直接 但 果 白上而 下也应均 匀变化, 不应有较 大的突变 , 否则应 检查结构 截面尺 这 样就会 出现基坑 变形变 大, 工周期 长导致 资金的 回报慢 等不利 因 施 寸或 者输 入的数据是否正确 、合理 。 。
素。
2 柱 、 等竖向受力构件 的计 算轴力N . 5 墙 基本符合柱 、墙受荷 面积
A的与近似应 力q 的乘 积。 IN q  ̄ = A。q 1 为单位 面积重力 荷载, 于框架 对
2 结构整体计算准确与计算结果分析无误 .
结构 约为 1~1 k m2对 于框 架一 2 4 N/ , 剪力墙结构 约为 1~ 5 N/ 对 于剪 3 1 k m 21 构基本周 期是计 算风荷 载的重 要指标 。周期 的大小 与结构 力墙结构 和简体结 构约为 1~ 6 N/ 。 . 结 4 1k m 在地 震中 的反应有着 密切关 系, 基本 的是 能 与场地 土的卓越 刷期 最 ^ 致, 否则 会发生共 振 。一般 情况下 , 多层和高 层钢筋砼 房屋 的基 本 自
高层建筑结构概念和结构设计案例
高层建筑结构概念和结构设计案例一、高层建筑结构概念高层建筑结构是指高度在一定范围内的建筑物,其结构体系主要承受竖向和水平荷载,以满足建筑物的使用功能和安全性能。
高层建筑结构的概念包括以下几个方面:1. 高度范围:高层建筑的高度通常在10层以上,但不同国家和地区对于高层建筑的定义略有不同。
2. 竖向荷载:高层建筑的结构体系需要承受建筑物的自重、设备重量、家具重量等竖向荷载。
3. 水平荷载:高层建筑还需要承受风荷载、地震作用等水平荷载,这些水平荷载对于高层建筑的影响更大。
4. 结构体系:高层建筑的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、筒体结构等,这些结构体系的特点和应用范围不同。
二、高层建筑结构设计案例以下是一个高层建筑结构设计案例的介绍:1. 工程概况:本工程为一栋30层的高层住宅楼,总高度为99米,建筑面积为25000平方米。
该建筑采用剪力墙结构体系,平面形状为矩形,长宽比为4:3。
2. 结构设计:本工程的结构设计主要包括基础设计、主体结构设计、抗震设计等方面。
基础采用桩基,主体结构采用剪力墙结构,抗震设防烈度为7度,抗震等级为一级。
3. 结构分析:本工程的结构分析采用SAP2000软件进行计算和分析。
根据计算结果,结构的自振周期、位移、剪力等指标均满足规范要求。
同时,考虑到地震作用的影响,本工程还进行了弹塑性分析,以评估结构的抗震性能。
4. 优化设计:为了提高结构的经济性和安全性,本工程还进行了优化设计。
通过调整剪力墙的数量、布置和尺寸等参数,使得结构的刚度和承载力达到最优。
同时,还对结构的节点进行了优化设计,以提高结构的整体性能。
5. 施工图设计:根据以上分析和优化结果,本工程进行了施工图设计。
施工图包括基础施工图、主体结构施工图、楼梯施工图等。
在施工图中,详细标注了各构件的尺寸、材料、连接方式等参数,为施工提供了详细的指导。
6. 结论:本工程采用剪力墙结构体系,通过合理的结构设计、分析、优化和施工图设计,使得该高层住宅楼的结构性能达到了较高的水平。
jgj3-91钢筋混凝土结构高层建筑结构设计与施工技术规程
jgj3-91钢筋混凝土结构高层建筑结构设计与施工技术规程1. 结构设计与分析高层建筑的结构设计应考虑地震、风荷载、竖向荷载和水平荷载等多种因素的影响。
结构设计应采用合理的结构体系,如框架结构、剪力墙结构等,以确保建筑物的稳定性和抗震性能。
同时,结构设计应进行详细的分析和计算,包括结构分析、抗震分析、风荷载分析等,以确保设计的安全性和经济性。
2. 钢筋混凝土材料钢筋混凝土材料是高层建筑常用的结构材料,具有较高的抗压强度和良好的耐久性。
在选择钢筋混凝土材料时,应根据建筑物的使用要求和设计要求进行选择,同时应考虑材料的性能、价格、供应等因素。
3. 基础设计高层建筑的基础设计应根据地质勘察报告、荷载要求和上部结构的形式等因素进行设计。
基础设计应包括地基处理、基础类型选择、基础埋深等内容,以确保建筑物的基础稳定性和安全性。
4. 荷载和地震作用高层建筑的荷载包括竖向荷载、水平荷载和地震作用等。
竖向荷载主要包括建筑物的自重、装修荷载等;水平荷载主要包括风荷载、地震作用等。
结构设计时应根据荷载要求进行详细的分析和计算,以确保建筑物在各种荷载作用下的安全性。
5. 结构设计原则高层建筑的结构设计应遵循“强柱弱梁、强剪弱弯”的原则,即柱的承载能力应大于梁的承载能力,梁的承载能力应大于剪力的承载能力,剪力的承载能力应大于弯矩的承载能力。
结构设计时应充分考虑结构的延性,以避免建筑物在地震作用下的破坏。
6. 构件设计高层建筑的构件设计应根据构件的类型、尺寸、材料等因素进行设计。
构件设计应包括梁、板、柱、墙等的设计,同时应考虑构件的承载能力、刚度、稳定性等因素。
在设计过程中,应对构件进行详细的计算和分析,以确保构件的安全性和经济性。
7. 连接和节点设计高层建筑的连接和节点设计是结构设计的重要组成部分。
连接设计应包括钢筋连接、预应力连接等内容;节点设计应包括梁柱节点、墙柱节点等内容。
在设计过程中,应对连接和节点进行详细的计算和分析,以确保连接和节点的安全性和可靠性。
高层建筑结构分析与设计简介
超高层建筑的承重结构与设计分析
超高层建筑的承重结构与设计分析随着城市化的发展,对城市土地使用的需求愈加紧迫,建筑也开始向垂直方向发展。
超高层建筑的出现为城市空间的合理利用提供了更多的空间选择,同时也为建筑结构设计提出了更高的要求。
承重结构是超高层建筑设计的核心,因此它的设计也显得尤为重要。
本文将深入探讨超高层建筑承重结构的设计分析。
一、超高层建筑的承重结构类型超高层建筑的承重结构主要分为框架结构、钢管混凝土结构、钢结构和混凝土核心筒结构四种类型。
1. 框架结构框架结构是一种常用于高层建筑的结构形式。
该结构主要由钢筋混凝土框架所组成,结构柱、横梁和地基等部件连接成一个整体,承受建筑自重及外部荷载,为高层建筑提供足够的承载能力。
框架结构适用于高层住宅、办公楼等建筑,其设计方法简单,施工方便,而且具有很高的抗震性能和承载能力。
2. 钢管混凝土结构钢管混凝土结构是一种由圆形或方形钢管和混凝土组成的结构,其承载能力较强,抗震能力好。
钢管混凝土结构可以与框架结构形成混合结构,以适应不同建筑的设计要求。
3. 钢结构钢结构是一种采用钢材作为主要承重构件,其结构轻巧,操作方便,施工速度较快,且易于拆除和重建。
钢结构的使用广泛,适用于各种类型的建筑,比如桥梁、体育馆、展览馆等等。
4. 混凝土核心筒结构混凝土核心筒结构是一种常见的超高层建筑承重结构类型。
其核心部分由混凝土构成,在核心周围设置框架结构或钢结构,在承受建筑自重及外部荷载的同时,为建筑提供强大的抗震能力和稳定性。
二、超高层建筑承重结构设计的基本要素超高层建筑承重结构设计的基本要素包括荷载、受力特点、结构形式、结构件尺寸及材料,以及结构施工方式等。
1. 荷载荷载是超高层建筑承重结构设计的基础。
建筑的自重、住户或办公人员等的荷载、风荷载、地震荷载等都是超高层建筑承重结构设计需要考虑的荷载,设计师需要根据这些荷载合理确定建筑的承载能力。
2. 受力特点超高层建筑承重结构受力特点和受力形式是构造设计方案的基础,这是因为建筑的承重远远超出了其重量所需要承受的荷载。
高层建筑结构分析与设计理论
高层建筑结构分析与设计理论摘要:文章就针对高层建筑的结构以及设计的这一问题,进行了详细的分析,并对于相应的设计理念分析以及设计进行了相关探讨。
关键词:高层建筑;结构;设计理论中图分类号:tu318文献标识码: a 文章编号:一、常见高层建筑结构设计特点1、建筑框架结构设计对于高层建筑来说必须有一个整体的严谨的框架结构,所以对于框架结构的设计可以说是重中之重,对于框架结构来说,他的主要组成部分有建筑结构基础、结构楼板、柱以及建筑梁体这几种重要的承重部件构成,而对于建筑结构基础、柱子以及建筑梁体来说,这三者主要是建筑平面框架的重要承重部件,建筑框架整体布置上比较灵活,能够在很大程度上流出建筑的空间,而另一方面对于立面的处理也是比较简单灵活的,但是重要的是建筑框架结构的侧向的刚度比较小,所以一旦建筑体本身过于高的时候,整体来说就会出现比较大程度上的侧移,这就会限制整体的高度。
2、决定性因素对于高层建筑的结构设计来说,有很多的影响因素,但是决定性的因素是水平的荷载。
讲到高层建筑的水平荷载在结构设计中的作用首先是因为高层建筑本身的重量以及建筑体面本身使用的载荷在建筑竖构建中能勾起的轴力以及弯矩只是和建筑的高度成正比,但是水平荷载对于建筑本身结构产生的力是和本身高度的平方成正比关系;另外对于一个建筑体本身来说,竖向上的载荷力一般情况下都是一定的,但是水平的荷载是伴随着很多因素的变化产生相应的变化的。
3、剪力墙结构的设计特点对于高层建筑来说剪力墙本身也是框架的组成部分,在高层建筑结构的设计中一般情况下使用的都是这种框架形式,也就是剪力墙结构,而剪力墙设计结构就是将建筑的整体框架和剪力墙本身按照规定进行一种巧妙地结构结合,形成一个整体的结构,所以这种情况下上面我们提到的决定性因素水平的荷载就由剪力墙本身来承担的,因为剪力墙按照这样的设计结构的情况下具有很大的刚度,能够抗拒很大的建筑测力,另一方面竖向上的荷载就有剪力墙和整体的框架来进行承担,所以我们看到剪力墙会受到来自于竖向以及水平方向上的压力,所以对于剪力墙结构的设计是至关重要的。
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高层建筑结构分析与设计技术
一、高层建筑结构设计特点
1.水平荷载成为决定因素。
一方面,因为楼房自重和楼面使用荷载在竖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。
2.轴向变形不容忽视。
高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。
3.侧移成为控制指标。
与较低楼房不同,结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。
随着楼房高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅速增大,因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。
4.结构延性是重要设计指标。
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。
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,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。
二、高层建筑的结构体系
1.框架-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-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剪力。
框架-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-剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。
2.剪力墙体系。
当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时,即形成剪力墙体系。
在剪力墙体系中,单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。
剪力墙体系属刚性结构,其位移曲线呈弯曲型。
剪力墙体系的强度和刚度都比较高,有一定的延性,传力直接均匀,整体性好,抗倒塌能力强,是一种良好的结构体系,能建高度大于框架或框架-剪力墙体系。
3.筒体体系。
凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系。
筒体是一种空间受力构件,分实腹筒和空腹筒两种类型。
筒体体系具有很大的刚度和强度,各构件受力比较合理,抗风、抗震能力很强,往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。
三、高层建筑结构分析
1.高层建筑结构分析的基本假定
(1)弹性假定。
目前工程上实用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。
在垂直荷载或一般风力作用下,结构通常处于弹性工作阶段,这一假定基本符合结构的实际工作状况。
但是在遭受地震或强台风作用时,往往会产生较大的位移,进入到弹塑性工作阶段。
此时仍按弹性方法计算内力和位移时不能反映结构的真实工作状态的,应按弹塑性动力分析方法进行设计。
(2)小变形假定。
小变形假定也是各种方法普遍采用的基本假定。
但有不少人对几何非线性问题(P-Δ效应)进行了一些研究。
一般认为,当顶点水平位移Δ与建筑物高度H的比值Δ/H>1/500时,P-Δ效应的影响就不能忽视了。
(3)刚性楼板假定。
许多高层建筑结构的分析方法均假定楼板在自身平面内的刚度无限大,而平面外的刚度则忽略不计。
一般来说,对框架体系和剪力墙体系采用这一假定是完全可以的。
但是,对于竖向刚度有突变的结构,楼板刚度较小,主要抗侧力构件间距过大或是层数较少等情况,楼板变形的影响较大。
特别是对结构底部和顶部各层内力和位移的影响更为明显。
可将这些楼层的剪力作适当调整来考虑这种影响。
(4)计算图形的假定。
高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形有三种:①一维协同分析。
②二维协同分析。
③三维空间分析。
三维空间分析的普通杆单元每一节点有6个自由度,按符拉索夫薄壁杆理论分析的杆端节点还应考虑截面翘曲,有7个自由度。
2.高层建筑结构静力分析方法
(1)框架-剪力墙结构。
框架-剪力墙结构内力与位移计算的方法很多,由于采用的未知量和考虑因素的不同,各种方法解答的具体形式亦不相同。
框架-剪力墙的机算方法,通常是将结构转化为等效壁式框架,采用杆系结构矩阵位移法求解。
(2)剪力墙结构。
剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙的开洞情况。
不同类型的剪力墙,其截面应力分布也不同,计算内力与位移时需采用相应的计算方法。
剪力墙结构的机算方法是平面有限单元法。
此法较为精确,而且对各类剪力墙都能适用。
但因其自由度较多,机时耗费较大,目前一般只用于特殊开洞墙、框支墙的过渡层等应力分布复杂的情况。
(3)筒体结构。
筒体结构的分析方法按照对计算模型处理手法的不同可分为三类:等效连续化方法、等效离散化方法和三维空间分析。
等效连续化方法是将结构中的离散杆件作等效连续化处理。
一种是只作几何分布上的连续化,以便用连续函数描述其内力;另一种是作几何和物理上的连续处理,将离散杆件代换为等效的正交异性弹性薄板,以便应用分析弹性薄板的各种有效方法。
具体应用有连续化微分方程解法、框筒近似解法、拟壳法、能量法、有限单元法、有限条法等。
等效离散化方法是将连续的墙体离散为等效的杆件,以便应用适合杆系结构的方法来分析。
这一类方法包括核心筒的框架分析法和平面框架子结构法等。
具体应用包括等代角柱法、展开平面框架法、核心筒
的框架分析法、平面框架子结构法。
比等效连续化和等效离散化更为精确的计算模型是完全按三维空间结构来分析筒体结构体系,其中应用最广的是空间杆-薄壁杆系矩阵位移法。
这种方法将高层结构体系视为由空间梁元、空间柱元和薄壁柱元组合而成的空间杆系结构,这是目前工程上采用最多的计算模型。