对高层建筑结构设计的探讨
关于高层建筑结构设计一些问题的探讨
目前 国家强调水的循 环再用, 要从“ 污染控制 ” 水生态修 向“ 复和恢复 ’ , , 此 污 水 厂尾 水 排 放 以就 近 向 内河 排 放 做 景 观 转变 因 用水为宜 。 而环境影响评价常以事故排放为 由, 建议尾水 向外江 江心排放 , 矛盾如何协调值得进一步讨论。 两
3 结 语
232 污水 厂 尾 水 去路 ..
应加大水厂供水规模 。 因此在 这背景下, 城市供水系数应考虑设 置对置水塔或高位水池的方式来 降低 日变化系数 ,同时也提 升
供 水 安 全 度 。 时给 水 系 统 规划 设 计 应 充 分 考 虑 近 远 期 结 合 , 同 为
未来 留下发展空间 , 譬如道路管线综合 时给水管位的预留 , 水 给 管径合理确定等等 , 免重复投 资, 避 争取效 益最大化 。
及建筑 师 的创新 艺术使得 钢筋混 凝土 高层建筑 发 展被广 泛应 用。 高层建筑 结构设计给 工程 设计人员提 出了更高 的要求 , 下面
就 结 构 设 计 中 的 问题 进 行 探 讨 。
1 嵌 固端 的设 置 问题 . 3
由于 高 层 建 筑 一 般 都 带 有 两 层 或 两 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 :抗 震设计的多高层
建筑 , 当地 下 室 顶 层 作 为 上 部 结 构 的 嵌 固 端 时 , 下 一层 的抗 震 地
11 合 理 选择 结构 体 系 .
高层 建筑 结构平面 布置应力求 简单 、 规则 、 对称 , 免应力 避 集 中的凹角和狭长 的缩颈部位 ;避免在 凹角和端部设置楼 电梯 间; 避免楼 电梯问位置偏置, 以免产生扭转的影响。
对高层建筑结构设计
对高层建筑结构设计的探讨摘要:由于高层建筑越来越多,类型和功能也越来越复杂,使得高层建筑的结构设计也越来越复杂,本文就结构设计中结构选型、结构计算与分析几方面简要总结了一些在结构设计过程要注意的问题。
关键词:高层建筑结构设计结构体系剪力墙前言近年来,高层建筑越来越多,越来越多的人在设计中遇到高层建筑。
掌握高层设计的要点是我们每个结构设计人员所必须的。
经过笔者这些多年来的设计实践,发现在高层建筑结构设计过程中经常出现一些遗漏或错误。
为了避免在钢筋混凝土高层结构设计过程中少犯或不犯这些错误,现将这些常常出现的问题总结如下:1 高层建筑结构设计1.1 水平荷裁成为决定因素。
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。
1.2 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。
1.3 侧移成为控制指标。
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翩在某一限度之内。
2 剪力墙设计2.1钢筋混凝土抗震墙的延性和破坏形态与墙体的高宽比和超静定次数密切相关。
2.1.1为了提高抗震墙的变形能力,避免发生剪切破坏.对于一道截面较长的抗震墙,应该利用洞口没置弱连粱,使墙体分为小开口墙、多肢墙或单肢墙,并使每个墙段的高宽比不小于2。
所谓弱连粱,是指在地震作用下各层连粱的总约束弯矩不大于陔墙段总地震弯矩的20%;连梁不能太强,以免水平地震作用f某个墙肢出现全截面受拉,这是比较危险的。
但是,考虑到耗能.连粱又不能太弱、连梁弱到成为一般小粱时,墙肢就变成单肢墙,而单肢墙的延性很差.仅为多肢墙的一半,且单肢墙仅具有一道抗震防线,超静定次数少.在地震作用下是很不利的。
关于高层建筑结构抗震设计的思考与探讨
关于高层建筑结构抗震设计的思考与探讨【摘要】随着城市化进程的加快和人口增长,高层建筑在城市中扮演着越来越重要的角色。
而抗震设计则成为确保高层建筑安全稳固的关键因素。
本文从高层建筑的发展背景和抗震设计的重要性入手,探讨了高层建筑结构的特点、抗震设计的基本原理、影响高层建筑抗震性能的因素、现行高层建筑抗震设计规范以及新思路。
结论指出,高层建筑抗震设计仍需不断深入研究,加强抗震设计对高层建筑安全至关重要,未来高层建筑抗震设计的发展趋势值得关注。
这篇文章旨在呼吁关注高层建筑抗震设计的重要性,以确保城市高楼大厦的安全可靠性。
【关键词】高层建筑、结构、抗震设计、发展背景、重要性、特点、基本原理、影响因素、设计规范、新思路、研究、安全、发展趋势1. 引言1.1 高层建筑的发展背景高层建筑的发展背景可以追溯到人类文明的发展史,随着科技和经济的不断发展,高层建筑在城市中扮演着越来越重要的角色。
传统的建筑结构已经不再满足城市发展的需求,因此高层建筑开始逐渐兴起。
高层建筑不仅能够有效利用空间,提高土地利用率,还能够展现一个城市的发展实力和现代化程度。
在全球化和城市化的大趋势下,高层建筑已经成为城市发展的重要标志和象征。
随着高层建筑的不断涌现,人们也逐渐意识到高层建筑在地震等自然灾害中的脆弱性和安全隐患。
抗震设计成为高层建筑设计中至关重要的一环,只有确保高层建筑的抗震能力,才能保障人们的生命财产安全。
高层建筑的发展离不开抗震设计的支持和保障,只有不断完善抗震设计理论和规范,才能确保高层建筑的安全稳定发展。
1.2 抗震设计的重要性地震是一种不可预测的自然灾害,其破坏性巨大。
如果高层建筑在地震发生时无法承受地震力而倒塌,将会导致严重的人员伤亡和财产损失。
通过合理的抗震设计可以有效减少地震对高层建筑的影响,提高建筑的抗震性能。
抗震设计能够提高高层建筑的使用安全性和可靠性。
一旦发生地震,高层建筑需要能够稳定地支撑自身结构,确保内部的人员和设施不受影响。
高层建筑结构设计要点研究论文六篇
高层建筑结构设计要点研究论文六篇关于《高层建筑结构设计要点研究论文六篇》,是我们特意为大家整理的,希望对大家有所帮助。
第一篇摘要:随着我国人口急剧上升,土地资源稀缺问题愈加明显,为了提升土地利用率,开发商开始将目光投向高层建筑。
近年来,复杂高层与超高层建筑得到广泛应用,它即满足了城市发展的需要,也实现了有限土地资源的有效利用。
因此,本文主要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行探讨,用以提高高层建筑的合理性与科学性。
关键词:复杂高层;超高层;建筑结构;设计要点1引言随着复杂高层与超高层建筑的不断增加,政府对高层建筑的质量提出更高要求,尤其是建筑结构的持久性、可靠性已经成为社会关注的焦点。
因此,在进行复杂高层与超高层建筑结构设计时,要结合建筑物的形态特征、功能需要等进行,为提高复杂高层与超高层建筑的安全性能做铺垫。
2复杂高层与超高层建筑结构设计的主要控制因素2.1重力荷载与其他类型的建筑相比,复杂高层与超高层建筑具有特殊性,不仅建筑高度不可比拟,还需要面临重力荷载的挑战。
特别是随着建筑高度不断攀升,地面受力与重力荷载会逐渐上升,在力的作用下墙上的轴压力与竖向构件柱的压力也不断增加,从而加大超高层建筑的困难性。
其次,复杂高层与超高层建筑的水平位移也是建筑结构设计的矛盾点,主要体现在两个方面:①楼层越高风效应就越大,在风的作用下其合力作用点的位置就越高,由此自然风效应对超高层建筑产生的作用效应就更大。
②在建筑结构设计中,建筑的结构自重是企业必须考虑的问题,因为它关乎建筑物的稳定性。
而结构自重与重心位置相关,随着建筑楼层不断升高其重心位置随之升高,从而结构自重不断加大,成为强力作用下的薄弱环节,比如地震等。
2.2风振加速度风力大小与建设楼层的高低相关,通常楼层越高其风力效果越强,因此在超高层建筑中的风力作用特别显著。
但是,人们对风作用的舒适度有一定的感知,若风振作用过强则会令人产生不适感,从而降低居住品质。
高层结构设计中存在的问题及设计方法
高层结构设计中存在的问题及设计方法高层结构设计在建筑工程中起着至关重要的作用,它不仅承载着建筑物的重量,还要考虑到风荷载、地震作用等外部力的影响。
在高层结构设计过程中,常常会出现一些问题,例如结构稳定性、梁柱连接、横纵向约束等方面的设计不足,导致结构安全隐患的存在。
本文将就高层结构设计中存在的问题及设计方法进行探讨。
1. 结构稳定性不足高层建筑结构的稳定性是设计的重中之重,但是很多设计中存在着不足之处。
一些设计在结构稳定性方面未考虑周全,导致在自重、风荷载或地震等外部力作用下,结构容易发生倾斜、位移等问题,从而造成安全隐患。
2. 梁柱连接设计不合理梁柱连接设计不合理会导致整体结构的稳定性受到影响,甚至可能发生结构破坏。
在高层结构设计中,梁柱连接的设计需要考虑到承载能力、适应性等因素,因此设计不合理将会对结构的安全性产生负面影响。
3. 横纵向约束设计不足高层建筑结构的横纵向约束是确保结构整体稳定的重要因素,但在设计中常常存在疏漏。
横纵向约束设计不足将导致结构承受外部力作用时产生严重的变形和位移,进而威胁到结构的安全性。
二、高层结构设计方法在高层结构设计过程中,需要对结构的整体稳定性进行充分的分析。
这包括对结构的受力情况、承载能力、变形情况等进行详尽的计算和分析,从而确保结构在受到外部力作用时能够保持稳定。
在高层结构设计中,需要对梁柱连接进行合理的设计优化。
这包括选择合适的连接形式、材料和工艺,确保连接的承载能力和适应性达到设计要求,从而有效地提高结构的安全性和稳定性。
为了确保高层结构的整体稳定,需要加强横纵向约束的设计。
这包括增加结构的横向约束形式、增加约束构件的数量和强度等措施,从而有效地减少结构的变形和位移,确保结构整体的稳定性。
4. 应用新型结构材料在高层结构设计中,可以考虑采用一些新型的结构材料,如钢筋混凝土、钢结构、复合材料等。
这些新型材料具有较高的抗压、抗拉、抗弯等性能,能够有效提高结构的承载能力和稳定性,从而提高结构的安全性。
对现代高层建筑结构设计的探讨
对现代高层建筑结构设计的探讨(1浙江工业大学建筑规划设计研究院有限公司;2浙江工业大学建筑规划设计研究院有限公司)摘要:现在高层建筑结构设计就是用结构语言来表达建筑师所要表达的东西;建筑结构语言就是结构师从建筑和其它专业图纸中所简化出来的结构元素;最后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系。
本文作者结合多年工作经验主要介绍建筑结构的基本内容,然后针对目前建筑结构设计当中因循守旧的现象,提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的造性,推动结构设计的发展,对建筑结构设计常见问题做了分析,供同行参考!关键词:建筑结构;结构设计;结构体系建筑结构设计是个系统的,全面的工作,需要扎实的理论知识功底、灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。
千里之行始于足下,设计人员要从一个个基本的构件算起,做到知其所以然,深刻理解规范和规程的含义,并密切配合其它专业来进行设计。
在工作中应事无巨细,应善于反思和总结工作中的经验和教训。
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。
发展先进计算理论,加强计算机的应用,加快新型、高强、轻质、环保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。
其中,打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的,因为他们是结构设计革命的推动者和执行者,这则需要工程界和教育界进行共同的努力,推广概念设计思想是一种有效的办法。
一、高层建筑结构的基础设计在对高层建筑结构进行设计的过程中,首先应研究建筑所处的地基基础对建筑抗震能力的应力影响,再做出适当的选择,这也是高层建筑结构设计的重要内容。
基础作为高层建筑的根基,也是建筑中最重要的组成部分。
一般高层建筑基础类型的选择较复杂,甚至比上部结构的选型更难,由于高层建筑地基的影响因素诸多,因此要慎重选择。
高层建筑的基础类型,应根据地基的性质、载荷特性、结构类型及施工条件等综合因素加以考虑,应制定多个方案以便选择最经济合理的类型。
高层建筑结构设计难点分析
高层建筑结构设计难点分析高层建筑作为城市的地标和象征,其结构设计一直是建筑领域的一个重要课题。
随着城市化进程的不断加快,高层建筑的数量和高度也在不断增加,因此高层建筑结构设计的难点也逐渐凸显出来。
本文将对高层建筑结构设计的难点进行分析,并探讨如何克服这些难点。
一、受力分析复杂高层建筑由于其高度较大,受力分析通常会比较复杂。
在高层建筑的结构设计中,受力分析是基础和关键,只有深入研究高层建筑所承受的荷载和受力状况,才能有效地解决高层建筑结构设计中的难题。
在受力分析方面,高层建筑在不同楼层和不同构件上所受的荷载和力的分布都会有所不同,需要对整个建筑结构进行全方位的受力分析,确保每一个构件都能满足受力要求。
高层建筑的结构设计还需要考虑各种不同作用下的受力情况,包括静载荷、动载荷、风荷载等,这些都增加了受力分析的复杂性。
针对受力分析复杂的难点,结构设计师需要运用先进的受力分析方法和工具,如有限元分析、结构动力学分析等,对高层建筑的受力状况进行准确的模拟和计算,为结构设计提供科学的依据。
二、抗震设计要求高高层建筑所处的地理位置和环境不同,其抗震设计要求也会有所不同。
一般来说,地震是高层建筑面临的最大威胁之一,因此抗震设计是高层建筑结构设计中的一个重要难点。
高层建筑的抗震设计要求通常比较严格,需要考虑地震波的作用、建筑结构的受力状态、结构的位移要求等多个方面。
抗震设计需要考虑建筑结构在地震作用下的变形和破坏情况,要求建筑结构在地震发生时能够安全稳定地承受地震力的作用,减小地震对建筑结构的影响。
对于高层建筑抗震设计的难点,结构设计师需要根据建筑所处地区的地震烈度和其他地质条件,结合抗震设计规范,进行合理的抗震设计方案设计和结构计算。
还需要采用高性能材料和先进技术,提高建筑结构的抗震能力,确保建筑在地震发生时能够安全稳定地运行。
三、构造系统选择和优化高层建筑的构造系统选择和优化也是结构设计的难点之一。
构造系统的选择直接影响到建筑的结构性能和经济性,因此需要根据建筑的形式、功能和受力特点,合理选择和优化构造系统。
关于高层建筑底层穿层柱结构设计探讨
关于高层建筑底层穿层柱结构设计探讨1. 引言1.1 研究背景高层建筑是现代城市中常见的建筑形式,随着城市化进程的加快和人口的增加,高层建筑的需求也越来越大。
在高层建筑的设计过程中,底层穿层柱结构设计是一个至关重要的环节。
底层穿层柱结构作为高层建筑的支撑系统,直接影响着建筑的安全性、稳定性和整体结构的承载能力。
传统的高层建筑结构设计中,底层穿层柱结构的设计往往是以传统的方法和经验为基础,缺乏系统性和科学性。
随着建筑结构设计理论和技术的不断发展,如何科学合理地设计底层穿层柱结构,成为一个亟待解决的问题。
对底层穿层柱结构设计原则、方法和影响因素进行深入探讨,对于提高高层建筑的结构安全性和稳定性,具有重要意义。
1.2 研究意义底层穿层柱结构设计在高层建筑中起着至关重要的作用。
其设计是否合理直接影响到建筑结构的安全性、稳定性和经济性。
深入探讨底层穿层柱结构设计的原则、方法、影响因素及应用,对于提高高层建筑结构的整体性能具有重要的意义。
底层穿层柱结构设计的科学性和规范性对于确保高层建筑的整体稳定性和安全性至关重要。
合理设计的底层穿层柱结构能够有效分担建筑荷载,减少结构变形,提高抗震和抗风性能,从而保障建筑结构在极端情况下的承载能力。
底层穿层柱结构设计的合理性也直接关系到高层建筑的经济性。
有效的结构设计能够降低建筑材料的使用量和施工工艺的复杂程度,从而节约建设成本,并提高建筑的竞争力。
2. 正文2.1 底层穿层柱结构设计原则底层穿层柱结构设计原则包括以下几点:一是承载能力要强。
底层是整个建筑物的基础,需要承担较大的荷载,因此底层穿层柱的设计要确保足够的承载能力,以确保建筑的安全性。
二是抗震性能要好。
底层通常承受地震力的冲击,因此设计时需要考虑其抗震性能,采用合适的结构形式和材料来提高其抗震性能。
三是刚度和稳定性要强。
底层穿层柱需要具有足够的刚度和稳定性,以确保建筑不会发生倾斜或变形。
四是适应建筑功能需求。
底层穿层柱的设计需要考虑建筑的功能需求,如空间利用率、通风、采光等方面,以满足建筑功能的要求。
高层建筑结构设计探讨
o o o i o
高层建筑结构设计探讨
摘要: 在现今社会 , 建筑高度越来越高 , 功能越来越多样化, 相对 的其结构设计也越来越复杂。随着高层建筑的类型、 数量的不 断增多, 高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计的难点。笔者结合自身多年的实际工作经验, 通过对高层建筑结构 设计特点及结构体系的分析, 并将高层建筑结构设计 中的参数确定进行 了探究。 关键词: 高层建筑; 结构设计; 结构体系
按《 建筑抗震设计规范} ( G B 5 0 0 1 1 - 2 0 1 0 ) 的规定划分 , 场区属中软土类 因本 场地 等 效 剪 切 波速 V s e = 1 5 6 . 2 —1 7 8 m , s , 9 . 8 m < 覆 盖层 厚 < 3 3 . 8 m, 故 建 随着我国经济的快速发展, 高层建筑如雨后春笋 , 一栋栋拔地而起。 建筑 型 , 的高层 化 和 多样 化发 展 , 使 得建 筑 结构 设 计方 面 的 变化 越来 越 多 。 面对 建 筑 筑场地类别 为Ⅱ类 。场地抗震设防烈度为6 度, 设计基本地震加速度为0 . 0 5 g , 类型 、 功能 、 数量的不断增加, 高层建筑结构体系的多样化 , 高层建筑结构设 设 计 地震 分组 为第 一 组 , 设 计特 征周 期 为0 . 3 5 s 。 计迎来 了新新的机遇与挑战。 作者通过实践、 总结 , 对高层建筑结构设计及结 构体系, 作出以下分析 :
3 . 3设计 荷 载取 值 ( 可 变荷 载标 准值 )
0 前言
3 . 2 抗 震 等级
①楼 、 地面主要使用荷载 根据《 建筑结构荷载规范 } G B 5 0 0 9 - - 2 0 0 1 ( 2 0 0 6 年版) 及业主提出楼面荷 载要求 , 楼面屋面均布主要荷载标准值( K N / n f ) 按不同使用要求确定( 表2 ) 。
浅谈对高层建筑结构的认识
浅谈对高层建筑结构的认识浅谈对高层建筑结构的认识高层建筑是现代城市发展的重要组成部分,其结构设计对于建筑的安全性和稳定性至关重要。
本文将从多个方面对高层建筑结构的认识进行详细论述。
一、高层建筑的概念及发展1.1 高层建筑的定义高层建筑是指高度超过一定限制的建筑物,通常对于高于60米的建筑会被称为高层建筑。
1.2 高层建筑的发展历程从人类文明发展的角度看,高层建筑的发展经历了多个阶段,从传统的木结构建筑发展到现代的钢结构、混凝土结构和复合材料结构。
二、高层建筑结构设计原则2.1 承载力原则高层建筑结构设计的首要原则是保证其承载力,通过合理的结构布局和材料选择来满足建筑物的强度和刚度需求。
2.2 抗震设计原则由于地震活动的存在,高层建筑结构设计必须考虑抗震能力,采取适当的抗震措施,如增加结构的刚度和采用阻尼器等。
2.3 稳定性原则在高层建筑结构设计中,稳定性是考虑的重要因素,通过合理设计建筑的重心位置和采取适当的支撑措施来提高建筑的稳定性。
三、高层建筑的常用结构形式3.1 钢框架结构钢框架结构是一种常见的高层建筑结构形式,通过钢材的高强度和抗拉性能来满足建筑物的承载和刚度需求。
3.2 钢混凝土结构钢混凝土结构是将钢筋混凝土两种材料组合使用的结构形式,钢筋提供了一定的拉力强度,而混凝土提供了压力强度,使结构更加稳定。
3.3 玻璃幕墙结构玻璃幕墙结构是一种常见的高层建筑外立面形式,通过玻璃和铝材的组合搭建,提供了良好的视觉效果和采光条件。
四、高层建筑结构设计中的挑战与创新4.1 超高层建筑的设计挑战超高层建筑因其高度的特殊性,会面临更加复杂的设计挑战,如风荷载、地震荷载等,需要采用更加创新的结构设计方法。
4.2 可持续性设计的创新随着环保意识的增强,高层建筑结构设计也需要考虑可持续性发展,包括能源利用、生态设计等,以减少对环境的影响。
五、本文档所涉及附件如下:附件1:高层建筑结构设计规范附件2:高层建筑结构案例分析报告六、本文档所涉及的法律名词及注释:1. 承载力:指结构在预定工作条件下能够承担的荷载。
关于高层建筑结构抗震设计的思考与探讨
关于高层建筑结构抗震设计的思考与探讨高层建筑结构抗震设计一直是建筑工程领域中备受关注的重要课题。
随着城市化进程的加快,高层建筑在城市中的比重越来越大,因此高层建筑结构的抗震设计显得尤为重要。
在地震频发的地区,高层建筑的抗震设计更是至关重要。
本文将从高层建筑结构抗震设计的必要性、现有抗震设计策略以及未来的发展方向等方面进行思考与探讨。
一、高层建筑结构抗震设计的必要性高层建筑因为其自身的体量较大,所以在地震中更容易受到影响。
如果高层建筑的结构抗震性能不足,一旦发生地震就会导致建筑倒塌,给人员生命和财产安全带来极大的威胁。
高层建筑结构抗震设计的重要性不言而喻。
抗震设计的目的是在地震发生时,使建筑结构能够尽可能地减少破坏,保护人员生命财产安全。
只有充分重视高层建筑结构的抗震设计,才能保证高层建筑在地震中的安全性和稳定性。
1. 结构材料的选用在高层建筑结构抗震设计中,结构材料的选用是至关重要的。
优质的结构材料能够增加建筑结构的抗震性能。
目前,混凝土和钢材是建筑中常用的结构材料。
混凝土结构因其刚性和稳定性较强,可以有效减少地震对建筑的影响;而钢结构则因其轻量化和弹性较好的特性在高层建筑结构中得到广泛应用。
未来,随着新材料技术的不断发展和成熟,一些具有更优异抗震性能的新型结构材料的使用将会成为可能,从而提高高层建筑结构的抗震能力。
2. 结构设计的创新结构设计是影响高层建筑抗震性能的关键因素之一。
现有的高层建筑结构设计策略主要包括剪力墙结构、框架结构、叠合结构等。
在实际应用中,这些设计策略各有利弊,需要根据具体情况来选择。
随着计算机技术的不断进步,有限元分析和CAD技术的应用已经成为了结构设计中不可或缺的部分,通过这些技术可以更加准确地评估结构受力情况,从而为结构设计提供更科学的依据。
而未来,随着大数据和人工智能技术的发展,结构设计将会进入一个全新的时代,更加智能和精准。
3. 抗震设防标准的更新抗震设防标准是保障建筑结构抗震性能的重要依据。
关于高层建筑底层穿层柱结构设计探讨
关于高层建筑底层穿层柱结构设计探讨高层建筑作为城市建设的重要组成部分,其设计和结构的稳固性对于整个建筑的安全性和使用效果至关重要。
底层穿层柱作为高层建筑结构设计中的重要部分,其设计和布置对于建筑结构的承载能力和整体稳定性起着至关重要的作用。
本文将就高层建筑底层穿层柱结构设计进行一些探讨。
一、底层穿层柱结构的作用底层穿层柱是指在建筑底层的楼层中,穿过多层楼板而直接连到地基的柱子,其作用主要有以下几点:1. 承重支撑:底层穿层柱在建筑底层承担着整个建筑结构的重要承重任务,其稳固性和承载能力对于整个建筑的安全性至关重要。
2. 风力剪力传递:高层建筑在面对风力作用时,底层穿层柱可以有效地传递风力剪力,减少建筑结构的振动和位移,保证建筑整体的稳定性。
3. 地震作用承受:在地震作用下,底层穿层柱可以有效地承受地震作用而保护建筑结构和居民的安全。
底层穿层柱的合理设计对于建筑结构的稳定性和安全性有着非常重要的作用。
1. 结构布置底层穿层柱的布置应该考虑到整个建筑结构的承载情况和受力情况,一般来说,底层穿层柱的布置应该尽量均匀分布在建筑的底层平面中,以保证整个底层楼板的受力均匀。
在实际设计中,还应该考虑到底层穿层柱与其他结构元件(如墙体、楼板等)的连接问题,以保证底层穿层柱与其他结构的协同工作。
2. 材料选择底层穿层柱一般采用钢筋混凝土结构,钢筋混凝土具有良好的抗震性能和承载能力,可以满足底层穿层柱的设计要求。
在实际设计中,还需要考虑到材料的品质和施工工艺,以保证底层穿层柱的质量和稳定性。
3. 组合形式底层穿层柱的组合形式可以根据具体的建筑结构和使用需求进行设计,一般来说,可以采用方柱或者圆柱的形式,同时可以结合其他结构元件,如构造柱、外墙柱等,形成整体结构。
在组合形式设计中,需要注意底层穿层柱与其他结构的衔接和协同工作,以保证整体结构的稳定性。
4. 设计要点在底层穿层柱的设计过程中,需要注意以下几个关键要点:(1)整体稳定性:底层穿层柱的设计应该考虑到整个建筑的受力情况和承载要求,以保证整体结构的稳定性。
对高层建筑结构设计的探讨
对高层建筑结构设计的探讨摘要:结构设计是一项综合性技术工作,也是一项对国家建设有重大意义的工作。
只有把握建筑结构设计要点,对计算结果作出正确的分析和判断,采取相应处理方法进行必要的调整完善,才能设计出高质量、高品质的工程,本文就高层建筑结构设计做一阐述。
关键词:高层建筑结构设计建筑的结构设计的任务复杂繁重,设计人员应当认真学习规范,努力提高理论知识,依据工程的实际情况,结合自己的实践经验,把握工程设计要点,提高对结构设计问题的防治能力,使结构设计工作做行更安全、更合理,下面就高层建筑结构设计中值得注意的几个问题进行探讨。
1、高层建筑基础的选型问题。
高层建筑应选用整体性好、能满足地基承载力和建筑物允许变形要求、并能调节不均匀沉降的基础形式,达到安全实用和经济合理的目的。
一般有筏板基础、箱形基础、条形交叉梁基础等。
应根据上部结构类型、层数、荷载及地基承载力选用合理的基础形式。
筏形基础有梁板式和平板式,当建筑物层数较多,地下室柱距较大、基底反力很大时,宜优先选用平板式。
采用梁板式筏基时,基础梁截面大必然增加基础埋置深度,当水位高时更为不利,梁板的混凝土需分层浇筑,梁支模费事,因而增长工期,综合经济效益反而比平板式差。
筏形基础的双向底板的厚度,除满足正截面承载力外,主要由冲切、剪切承载力确定。
高层建筑应尽量采用规则的平面布置和立面造型。
在建筑方案设计阶段,应提倡平、立面简单对称。
震害表明,简单、对称的结构体形在地震时较不容易破坏。
简单、对称的结构容易估计其他震时的反应,容易采取抗震构造措施和进行细部处理。
在方案设计时,首先应符合抗震概念设计,宜采用规则的建筑设计方案,避免采用不规则的设计方案。
在体型上简单、抗侧力体系的刚度和承载力上下变化应连续。
在平面、竖向没有明显的、突出的突变,并应尽量避免整体扭转不均匀的现象出现,使质量中心和刚度中心基本相重合。
2、地基与基础设计。
地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面,同时,也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素。
对高层建筑结构设计探讨
念设计 做得好 的结 构工程 师, 随着他 的不 懈追求 , 结构概 念将 随他 的 其
由于 高层 建 筑具 有 上 述 的受 力 特点 , 设计 过 程 中, 满足 建 因此 在
选择 使 年 龄与实践 的增长 而越来 越 丰 富, 计成果 也越 来越 创新 、完善 。遗 筑功 能要 求 和抗 震 性 能 的前 提 下, 切 实 可行 的结 构类 型 , 之在 设
2认识高层建筑 受力特点 , 择 合理结构 类型 . 选
建筑设计 l
C S R T ON l 0N T UC I
对高层建筑结构设 计探讨
何 兆 文
江苏省都市建筑设计研究院有限公 司 江苏 宿迁 2 3 0 2 80
摘要 : 随着城 市经济 的快速发展, 筑结构越 来越 高, 建 建筑结构 的形式也越来越 复杂, 文着重阐述 了概念设计在 高层建筑结构的重要性 。 本
关 键 词 :高层 建 筑 :结构 设 计 :概 念 设 计
1概念设 计 的重要性 .
影 响要远 远大 于垂直 荷 载的影 响, 水平荷 载是 结构设计 的控制 因素, 结
概念设 计是展 现先 进设 计思 想的关 键, 一个 结构 工程 师 的主要任 构抵抗 水 平荷 载产 生 的弯 矩 、剪 力 以及拉 应力 和压 应力应 有较 大 的
同时要 求结 构要有 足够 的 刚度, 随着 高度增加 所引起 的侧 向 使 务就 是在 特定 的建筑 空 间中用 整体 的概念 来完 成 结构 总体 方案 的设 强 度外。 计, 能有意识地 处理 构件与 结构 、结构 与结 构 的关 系 。一般认 为, 并 概 变形 限制 在结构 允许 范 围内 。
论存在 许多缺 陷或不 可计算性 , 对混 凝土结 构设 计, 比如 内力计算 是基 控制塑性 变形 的 刚性方 案结 构 。其 突 出缺点是 结构 自重大 , 塑性 抵抗
关于高层建筑工程结构设计
关于高层建筑工程结构设计的探讨摘要:随着国民经济的快速发展,人民生活水平的不断提高,功能齐全的高层建筑越来越多。
高层建筑的结构的稳定、美观越来越受到人们的关注,同时也给了建筑结构设计师更高的要求。
但是从目前来看,多数设计追赶流行时尚。
实际上不只是高层建筑,重视外观而忽视空间创造,已是建筑设计界的通病。
因此面对如此形势,把高层建筑的结构设计放在首位加以研究,对建筑创作是非常重要的。
本文笔者就高层建筑工程结构设计中的一些问题进行了探讨。
关键词:高层建筑工程结构设计探讨随着高层建筑在我国的迅速发展,建筑高度的不断增加,建筑类型与功能的愈来愈复杂,结构体系的更加多样化,同时高层建筑由于高度、规模、投资与复杂性等逐步增大,结构设计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,高层建筑结构设计的难度与重要性也在不断增大。
一、关于高层建筑工程结构设计的模式的演变(一)内核的形成高层建筑与其它建筑之间的最大区别,就在于它有一个垂直交通和管道设备集中在一起的、在结构体系中又起着重要作用的“核”(core)。
而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重,决定着高层建筑的空间构成模式。
随着高层建筑建设的发展、高度的增加和技术的进步,在高层建筑的设计过程中,逐渐演化出了中央核心筒式的“内核”空间构成模式,这是各专业共同探索优化设计的结果。
在建筑处理上,为了争取尽量宽敞的使用空间,希望将电梯、楼梯、设备用房及卫生间、茶炉间等服务用房向平面的中央集中,使功能空间占据最佳的采光位置,力求视线良好、交通使捷。
在结构方面,随着筒体结构概念的出现、高度的增加,也希望能有一个刚度更强的筒来承受剪力和抗扭,而这些恰好与建筑师的要求不谋而合。
在建筑的中央部分,有意识地利用那些功能较为固定的服务用房的围护结构,形成中央核心筒,而筒体处于几何位置中心,还可以使建筑的质量重心、刚度中心和型体核心三心重合,更加有利于结构受力和抗展。
关于高层建筑结构设计问题探讨
关于高层建筑结构设计问题探讨摘要:目前,我国的经济水平不断提高,人民的生活水平也随之不断提高。
钢筋混凝土高层建筑发展模式也因建筑师以及业主的创新思维而得到推广,从而被广泛使用。
高层建筑结构设计与以往一般的建筑设计并不一样,它对建筑师以及设计人员提出了更高的设计要求,因此,本文根据高层建筑结构设计中所应当注意的几点问题进行探讨。
关键词:高层建筑;结构设计一、高层建筑结构设计方面的原则1、选用适当的计算简结构计算式在计算简图的基础上进行的,计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生,所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。
计算简图还应有相应的构造措施来保证。
实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。
2、选择合适的基础方案:基础设计应根据工程地质条件,上部结构类型与载荷分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析,选择经济合理的基础方案,设计时宜最大限度地发挥地基的潜力,必要时应进行地基变形验算。
基础设计应有详尽的地质勘察报告,对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。
通常情况下,同一结构单元不宜用两种不同的类型。
3、合理选择构方案:一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案,也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。
结构体系应受力明确,传力简捷。
同一结构单元不宜混用不同结构体系,地震区应力求平面和竖向规则。
总而言之,必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、电、水、暖等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时应进行多方案比较,择优选用。
4、正确分析计算结果:在结构设计中普遍采用计算机技术,但是由于目前软件种类繁多,不同软件往往会导致不同的计算结果。
因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。
在计算机辅助设计时,由于结构实际情况与程序不相符合,或人工输入有误,或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果,因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析,慎重校核,做出合理判断。
高层建筑结构设计难点分析
高层建筑结构设计难点分析
高层建筑是如今城市中常见的建筑形式,其不仅可以提供更多的空间,同时也是城市
发展的标志。
由于高层建筑的结构设计需要考虑的因素较多,所以其设计难度也相对较大。
本文将从地基承载、风荷载、地震作用等方面分析高层建筑结构设计的难点。
一、地基承载
地基承载是高层建筑结构设计中的一大难点。
在选择地基承载方式时,需要考虑建筑
物的自重、荷载、地基土壤的承载力等因素。
地基土壤的承载力对地基承载能力起着至关
重要的作用。
不同地基土壤的承载力不同,所以需要根据实际情况进行地基土壤勘察,以
确定地基承载方式和地基基础结构。
高层建筑地基承载还需要考虑地铁、地下管线等因素
的影响,这些都会对地基承载产生一定的影响,需要结构设计师进行合理的考虑和设计。
二、风荷载
风荷载是高层建筑结构设计中的另一大难点。
由于高层建筑受到风力的作用,所以需
要考虑风荷载对建筑物的影响。
通常情况下,高层建筑结构设计中会对建筑物采取一些措
施来减小风荷载的影响,比如采用空气动力学设计、采用减震措施等。
高层建筑结构设计
中还会考虑到建筑的稳定性和抗风性能,这些也是结构设计中需要进行综合考虑的因素。
所以,在高层建筑结构设计中,风荷载是需要进行综合分析和设计的一大难点。
地基承载、风荷载、地震作用等因素都是高层建筑结构设计中的难点。
尽管如此,随
着科技的发展和建筑技术的不断进步,相信这些难点在未来会得到更好的解决。
相信在不
久的将来,高层建筑的结构设计将更加完善,也将为城市的发展和规划带来更多的可能。
关于高层建筑结构抗震设计的思考与探讨
关于高层建筑结构抗震设计的思考与探讨高层建筑是现代城市的标志和突出特征,其设计与建设不仅符合城市规划与发展需求,更要满足抗震安全的要求。
在抗震设计中,高层建筑的结构抗震设计显得非常重要,因为这种建筑在地震发生时所受到的影响是非常大的,关于高层建筑结构抗震设计的思考与探讨成为当前工程界的热点之一。
本文将从结构抗震设计的基本原理入手,探讨高层建筑结构抗震设计中存在的问题,并提出一些解决思路和建议。
我们需要了解结构抗震设计的基本原理。
结构抗震设计是指在一定的地震作用下,通过合理地选择结构形式、材料和构造等,使建筑在地震作用下不发生倒塌或者破坏,从而达到保护人身和财产安全的目的。
在高层建筑结构抗震设计中,需要考虑的因素包括地震力的大小、方向和作用时间,建筑结构的特性和性能等。
为了达到抗震设计的要求,需要合理的结构布局和设计方案,并采用适当的抗震措施,如加固构件、设置减震装置等。
目前,高层建筑结构抗震设计中存在一些问题。
由于高层建筑的特殊性,结构抗震设计需要考虑到建筑的垂直和水平振动特性。
高层建筑由于自身的高度和结构的特点,其振动频率一般较低,容易与地震波频率相吻合,导致共振现象的发生,进而增大了建筑结构的振动幅值,加大了结构破坏的危险。
高层建筑常常存在柔性结构和刚性结构的转换,建筑在地震作用下柔性区和刚性区的相互影响容易产生不利效应,加剧了结构的受力状态,增大了结构的变形和破坏。
由于高层建筑的群体效应,当多个高层建筑同时受到地震的作用时,相互之间的相互作用也会加大结构的变形和破坏。
这些问题都为高层建筑的结构抗震设计带来了挑战。
针对以上问题,我们有一些思路和建议。
可以通过采用合理的结构形式和布局来减小共振现象的发生。
例如采用钢框架或混凝土框架结构,合理地设置剪力墙、钢筋混凝土核筒等刚性构件,使结构在地震作用下有较好的刚性和稳定性。
在结构抗震设计中可以采用减震装置,如设置减震橡胶支座、减震墙等,来吸收地震能量,减小结构的振动幅值。
对高层建筑结构设计探讨
郭英伟 ( 北百川建筑 河 设计有限 ) 公司
摘要 : 随着我国经济 的快速发展, 国大 中城市高层建筑迅速增多 , 全 高层 4 结 构 计 算 与数 据 分 析 建 筑结 构 设 计 已成 为建 筑 结 构 设 计人 员 的重 要 工 作 内 容。 高层 建 筑 层 数 和 高 41 整 体 结 构计 算数 据 分 析 。 由于 本 工 程 A, . B两 塔 对 称 , A 仅 度 都逐 渐 增 加 , 构形 式 更 是 多样 化 、 杂 化 。 了使 设计 者对 高层 建 筑 的 设 塔进行计 算f 算未考虑 中间地 下室相连)计算时取 2 结 复 为们 就 以 杭 州某 工 程 为 例 , 绍高 层 建 筑 的 结 构 设计 方案 , 考 虑 平 动和 耦 连 两 种 情 况 ,由 于 A, 我 介 B两 塔 涉 及 的 内容 基 本 一 致 , 仅 本文对该方案的计算模型、 转换层 的设计和构造及 内力分析做 了简要介绍。 分析 A塔 的计算数据 由 S T v A V E软件计算结果可 以看出 , 结构基本 关键词: 高层建筑 转换层 总结
周期 T 1在 ( 0 5~00 5N( 为 层 数 ) 间 , 于 合 理 范 围 , 明结 0 6 7 ) N 之 属 说 构 总 刚 度 合 适 : 重 比 在 2 左 右 符 合 抗 震 规 范 525条 要 求 , 换 剪 % .. 转 近 年 来 , 代 建筑 越 来 越 向 多 功 能 、 合 用 途 发 展 , 同一 竖 直 层 上 下 刚 度 比 小 于 13 符 合 高 规 要 求 , 换 层 过 渡 平 稳 , 构 竖 向 现 综 在 ., 转 结 线 上 , 部楼 层 与 下 部楼 层 用 途 不 同 , 同的楼 层 需 要 大 小 不 同 的 空 布 置 及 刚 度 变 化 相 对 合 理 , 支 柱 轴 压 比控 制 在 O5 顶 不 框 .5以 内 , 柱 轴 角 间尺 寸 , 用 不 同 的结 构 形式 。 从 建筑 功 能 上 讲 , 部 需 要 小开 间 的 压 比控 制 在 05 采 上 .O以 内。 一 扭 转 周 期 与第 一 平 动 周期 r4 于 O9 振 第 ;  ̄ ., k 轴线布置 , 需要较多的墙体 以满足旅馆和住宅的要求, 下部共用部分 型参 与 质 量 达 到 总质 量 的 9 % 。 8 则 希 望 有尽 可 能 大 的 自由 灵 活 空 间 , 网要 求 大 , 体 要 尽 量 少 , 柱 墙 由 42动 力时程分析。 . 根据场地地质情况 , 地震所提供 了 6条可能 于 高层 结 构 下部 楼 层 受 力 很 大 , 上部 结 构 受 力相 对较 小 , 常布 置 应 出现 的地震波 ,选用 了其中比较符合实际情 况的两条和~组人工模 正 该 下 部 刚度 大 ( 多 , 网 密)到 上 部 刚 度 较 小( 少 , 网稀 疏 )但 拟地 震 波 进 行动 力时 程 分 析 ,弹性 时 程 分析 的计 算 结 果 与振 型 分 解 墙 柱 , 墙 柱 , 为 了满 足 建筑 功 能 的 要 求 , 我们 必须 以跟 常 规相 反 的 方 式进 行布 置 , 反应谱法的结果基本一致 ,每条时程曲线计算所得的结构底部剪 力 即上部布置小空间 , 下部布置大空间 , 上部布 置刚度大的剪力墙 , 下 不 小 于 振 型 分解 反 应 谱 法 求得 的底 部 剪 力 的 6 % , 5 多条 时 程 曲 线计 部 布 置 刚度 较 小 的框 架柱 ,为 了实 现 这一 布 置 就 必须 在 结 构 转换 的 算 所 得 的 结构 底 部 剪 力 的平 均 值 不 小于 振 型 分 解 反 应谱 法 求 得 的底 楼 层 设 置 转换 层 。 部 剪 力 的 8 %。 0 2 工 程概 况 5 转换 层 的构 造 与设 计 就 以杭 州 某 工程 为例 。 本 工程 位 于 杭 州 某 地 区 ,该 工 程 是集 商 51加强转换结构 的整体性和 刚度 加 强转换 层及上下层楼板 . 场 、 公 、 宅 为一 体 的综 合 性 高 层 建筑 , 下 2层 为 停 车 库 及 设 备 的 厚 度 及 配 筋 , 转 换 层 楼 板 厚 度 h 2 0 办 住 地 = 5 mm , 上 下 两 层 均 取 房 ,地上 2 9层 ,分 A, B两栋 塔 楼 ,塔楼 均 为住 宅 ,主 楼 主体 h 2 0 = O mm。框 支 梁 是 转换 层 结 构 中最 重要 的受 力 构 件之 一 , 过 它 通 9 . 0 由于 该 建筑 功 能 的 要 求 , 工程 结构 采 用 底部 大空 间转 换 将 上 部 墙 体 的荷 载传 递 给 下部 框 支 柱 , 受力 相 当复 杂 。 05 m。 0 本 其 在本 工 程 中 剪力墙结构 , 转换层在第 5层 顶面 , 属高位转换结构 , 该地区地震设 存在 “ ” Z 型墙 , 需要考虑上部墙体竖向力对框支梁产 生的扭矩 。 防 烈 度 为 6度 , 计 地 震 分 组 为 第 一 组 , 计 基 本 地 震 加 速 度 值 为 设 设 ①将两片错开 的墙体假定 为在 同一平面内进行平面有限元分析 00 g 拟建场地 为 Ⅲ类场地土 。结构抗 震等级 : .5 , 转换层 下剪力墙 二 其 内力 , 图形类似于 大开 口框支剪力墙 ; ②根据整体计算结果中上部 级 , 支柱 二 级 , 础采 用桩 筏 。 了满 足 建筑 功 能 , 框 基 为 结构 必须 处 理好 墙体的竖向力手算框支梁的抗扭钢筋 ;③将有 限元计算结果与手算 以下几个问题 : ①转换层转换结构 方式的选择 : 转换层楼层结构计 抗扭配筋叠加 , ② 由于梁宽 比较大( 这是 由上部墙体 的位置决定的)计 , 算层高的确定 ; ⑧二级转换梁的处理。 算抗扭钢筋 为构造要求。 其他转换 梁上墙体进行有限元分析 , 其正截 3 概念 设 计 与 结构 布 置 面 配 筋结 果 小 于 整体 结构 分 析 结 果 ,在 实 际 工 程 中偏 安 全地 采 用 了 31 结 构 计 算 单 元 的 确 定 。 由于 本 工 程 主 体 分 为 A, . B两 栋 塔 整体 结构 , 算 的结 构 进 行 转换 大 梁 的 截面 和 配 筋 设计 。 计 楼 , 栋 塔 楼 之 间 为 商业 用房 , 与 主 楼 之 间设 置 了伸 缩 缝 , 虑 地 两 但 考 转换 层 中柱 的延 性 极 为 重 要 , 了提 高柱 的延 性 , 取 了控 制 轴 为 采 下 室 墙 体 较 多 , 下 室顶 板 (0 mm) 度较 厚 , 体 刚度 较 大 , 划 压 比 、 箍 率 、 向 配筋 率 以及 混凝 土 强度 等 级 等措 施 。 转换 梁 柱 配 地 20 厚 整 计 配 纵 分成 两 个 单塔 模 型 。 筋较 多, 别是节点处配筋相交情况更为复杂 , 特 实际钢筋很难准确到 32 转换结构 的选 型及布置 。 . 由于 带转换层 的高层建筑结构有 位 , 在设计 中尽量选用了大直径、 高强度钢筋 , 以减 少钢筋根数, 配筋 其 自身的结构弱点 , 因此《 建筑 抗震设计规范》 G 5 0 — 0 8) 应 有足够的余量 。 ( B 0 1 2 0 和 1 同时转换梁板在施工中需考虑支撑方案。 支撑层所 《 高层建筑 混凝土结构技术规程》 J J — 0 2 1 6 2 0 ( G 3 2 0 J 8 — 0 2)都对 其 受的梁板荷 载, 施工荷载等应在设计中考虑 , 以转换层 以下梁板截 所 做 了严 格 的 规 定 , 别 是 对 高 位 转换 的 结 构 做 了 更 为 严 格 的 规 定 , 面 ,配筋均应适 当加强。另外转换梁混凝 土的施工过程 中应采取措 特 由 于 总体 结 构 竖 向传 力构 件 的 不 连 续 ,造 成 结 构 上 荷 载 不 能 传 递 施 , 防止 在 浇 筑过 程 中及 混 凝 土 浇筑 初 期 产 生 裂缝 。 以 给 下部 对 应 的 结 构 构 件 , 是 通 过 转 换 结 构 的 内 力 重 分 配 , 向 下 而 再 ① 严 格 控 制 混凝 土 的 配 合 比 , 制 混凝 土 的 水灰 比 、 泥 用 量 、 控 水 传 递 给 下部 结构 的 竖 向构 件 , 因 此 转 换 构 件 相 当 重 要 而 且 受 力 非 砂 率 及坍 落度 不 要 太 大 , 量采 用 高标 号 及低 水 化 热 水 泥 , 尽 降低 水泥 常 复 杂 , 证 转 换 结 构 正 常 地 、 靠 地 、 效 地 工 作 是 结 构 设 计 的 用 量 : 加 一 定 量 缓 期 凝 型 减 水 剂 和 微 膨 胀 剂 , 低 水 灰 比 , 满足 保 可 有 掺 降 在 重 点 。 结 合 本工 程 建 筑 方 案 的要 求 , 多 方 案 的 比较 , 工 程 采 用 泵送混凝土 的前提下 , 经 本 尽量选 用粒径大且级配良好 的粗 集料 , 禁采 严 梁 式 转 换 ( 梁式 转换 的设 计 较 其他 转 换 而 言 受 力 明确 , 力简 洁 , 用粉砂 , 因 传 严格控 制砂石的含泥量。 梁板混凝土 中应掺加聚丙烯抗裂 ② 计算模型简单容易符合实 际情 况) ,同时增 加转换层板厚 (5 mm) 纤 维 ( 径 小 于 2 m,长 度 不 小 于 1 20 直 4 mm) ,混 凝 土 中掺 量 不 少于 并双层双向配筋 , 以符 合 刚性 楼 板 的假 定 。由于 转换 层 上 下 存 在 不 08 gm。同时 现 浇 板 混 凝 土 中应 掺 1 % ( 泥 重 量 ) U A 1 .K / , 水 O 的 E 2V膨 同 的 结 构 形 式 , 结 构 刚 度 在 转换 层 上 下 出现 刚 度 突 变 , 结 构 的 胀剂 ( 代水 泥 用 量 ) 使 对 替 。 抗震性能极为不利 , 为此本工程 采取 了以下措施 进行处理 : 尽量 ① 52 框支梁以上剪力墙 采取 的构造措施。① 尽量减少墙肢 的长
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对高层建筑结构设计的探讨
摘要:结构设计是一项综合性技术工作,也是一项对国家建设有重大意义的工作。
只有把握建筑结构设计要点,对计算结果作出正确的分析和判断,采取相应处理方法进行必要的调整完善,才能设计出高质量、高品质的工程,本文就高层建筑结构设计做一阐述。
关键词:高层建筑结构设计
建筑的结构设计的任务复杂繁重,设计人员应当认真学习规范,努力提高理论知识,依据工程的实际情况,结合自己的实践经验,把握工程设计要点,提高对结构设计问题的防治能力,使结构设计工作做行更安全、更合理,下面就高层建筑结构设计中值得注意的几个问题进行探讨。
1、高层建筑基础的选型问题。
高层建筑应选用整体性好、能满足地基承载力和建筑物允许变形要求、并能调节不均匀沉降的基础形式,达到安全实用和经济合理的目的。
一般有筏板基础、箱形基础、条形交叉梁基础等。
应根据上部结构类型、层数、荷载及地基承载力选用合理的基础形式。
筏形基础有梁板式和平板式,当建筑物层数较多,地下室柱距较大、基底反力很大时,宜优先选用平板式。
采用梁板式筏基时,基础梁截面大必然增加基础埋置深度,当水位高时更为不利,梁板的混凝土需分层浇筑,梁支模费事,因而增长工期,综合经济效益反而比平板式差。
筏形基础的双向底板的厚度,除满足正截面承载力外,主要由冲切、剪切承载力确定。
高层建筑应尽量采用规则的平面布置和立面造型。
在建筑方案设计阶段,应提倡平、立面简单对称。
震害表明,简单、对称的结构体形在地震时较不容易破坏。
简单、对称的结构容易估计其他震时的反应,容易采取抗震构造措施和进行细部处理。
在方案设计时,首先应符合抗震概念设计,宜采用规则的建筑设计方案,避免采用不规则的设计方案。
在体型上简单、抗侧力体系的刚度和承载力上下变化应连续。
在平面、竖向没有明显的、突出的突变,并应尽量避免整体扭转不均匀的现象出现,使质量中心和刚度中心基本相重合。
2、地基与基础设计。
地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面,同时,也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素。
因此,在高层建筑的地基基础设计中,应综合考虑建筑场地的地质状况及水位、上部结构类型、使用功能、施工条件以及相邻建筑的相互影响等因素,以保证建筑物不致发生过量沉降或倾斜,并能满足正常使用要求。
还应注意了解相邻地下构筑物及各类地下设施的位置和标高,以保证基础的安全性和确保施工中不发生问题。
同时,由于我国幅员辽阔,地质条件相当复杂,作为国家标准,《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002),无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定。
因此,在进行地基基础设计时,一定要对地方规范进行深入地学习,以避免对整个结构
设计或后期设计工作造成较大的影响。
3、高层建筑结构平面及立面形式的选择。
在高层建筑结构设计中,应尽量使建筑的几何形心、刚度中心、结构重心尽可能汇于一点。
如若在结构设计中没有做到三心合一,由此就会产生扭转问题。
扭转问题就是结构在水平荷载作用下发生的扭转振动效应。
扭转振动效应在风载等水平荷载载荷情况下会对结构产生危害,为避免其危害应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局,尽可能地使建筑物做到三心合一,所以平面和立面形式的选择很关键。
高层建筑的平面宜采用简单、规则、对称的形状,避免过于复杂的平面形式,高层建筑物平面布置不对称、过多的外凸、内凹等复杂形式都容易造成震害。
在高层结构的抗震设计中,结构体系的选择、布置、构造措施比软件的计算结果是否精确更能影响结构的安全。
在不对称结构中,结构在凹凸拐角等处容易造成应力集中而遭到破坏,所以应尽量避免。
而在完全对称的结构中,也应注意凸出部分的尺寸比例。
如凸出部分较长,要在结构设计中采取相应的补救措施。
结构的竖向布置要尽力做到刚度均匀且连续,避免结构的刚度突变和出现软弱层。
4、提高结构重要部位的延性。
要使高层建筑在遭遇强烈地震时具有很强的抗倒塌能力,最理想的办法是使结构中所有的构件都具有很高的延性。
比较经济的办法是有选择有重点的提高结构中重要构件或某些构件中关键部位的延性。
在结构竖向,对于刚度沿高度均匀分布的、体形较简单的高层建筑,应着重提高底层构件的延性;对于大底盘高层建筑,应着重提高主楼与裙房顶面相衔接的楼层中构件的延性;对于不规则立面的高层建筑,应着重加强体形突变处楼层构件的延性。
在结构平面位置上,应该着重提高房屋周边转角处、平面突变处以及复杂平面各翼相接处构件的延性。
5、注重抗震设计。
在强震作用下,结构的内力是按照各构件的实际承载力进行分配的,而构件实际承载力的大小和构件截面的实际配筋有关。
要使结构能进入弹塑性状态,并能通过结构的塑性变形吸收地震能量、抗御更高烈度的地震,就必须做到“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件”,才能使结构在进入弹塑性状态后形成合理的延性较大的屈服机制。
值得注意的一个问题是在实际设计时,对某些构件的配筋进行放大调整,形成了强梁弱柱、强杆件弱节点的不利情况,这样做的结果可以保证构件小震不坏,但是因为形不成延性结构就不能保证大震不倒。
强震时结构的耗能能力和抗震性能都会变得很差,处于不安全状态。
因此在设计工作中,必须注意构件截面纵向钢筋的超配现象,同时也要注意材料的超强问题。
同时,高层钢筋混凝土结构的结构体系以刚度大一些为好。
因此,在需要抗震设防的高层建筑中,尽可能不采用纯框架体系,可以采用框架一剪力墙、剪力墙或筒体结构体系,要根据我国的具体条件进一步总结对高层建筑的刚度要求,以便能够更经济合理地布置剪力墙及筒体等抗侧力构件。
6、高层的连梁设计。
根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》的规定,在内力和位移计算时,其构件可采用弹性刚度,在框架—剪力墙结构中,连梁刚度可予以折减。
因此,处理连梁超筋或截面控制超过剪压比的首要方法是选好刚度折减系数。
当连梁刚度折减后,部分楼层的连梁仍然不满足要求时,可采用内调幅,调幅不宜超过20%。
但应满足抗震设计强剪弱弯的要求,在满足剪
压比限值的条件下,配置足够的箍筋。
当连梁超筋较多时,可采取下列措施:当结构刚度较大、位移较小时,可适当减小连梁的高度,使连梁的弯矩及剪力迅速减小。
高层建筑结构受力情况和低层建筑有着截然不同的性质,在进行结构设计时侧重点和低层建筑也不尽相同,需要特别注意结构扭转、振动周期、轴压比等若干问题。
7、剪力墙结构设计。
剪力墙结构房屋是将房屋的内、外墙都做成实体的钢筋混凝土结构,它既承担垂直荷载、也抵抗水平力。
因剪力墙是一整处高大的墙体、侧面又有刚性楼盖的支撑,故在其自身平面内有很大的侧向刚度,属于刚性结构。
剪力墙结构的侧向刚度大,在水平荷载作用下的侧移量少,故能适用于较高(15至35层)的高层房屋。
剪力墙结构的缺点和局限性也是很明显的,主要是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、结构自重较大。
此外,由于剪力墙结构刚度大、吸引的地震力也大。
若在配饰和构造上处理不当,在强烈地震下,可能出现整体倾复或在受力大的部位产生严重破坏。
参考文献:
[1]李国胜.多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例[M].北京:中国建筑工业出版社.2004.
[2]高层建筑混凝土结构技术规程( JGJ3-2002) [S].北京:中国建筑工业出版社.2002。