关于高层建筑结构选型设计的初步探讨
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨43
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨摘要:高层建筑的结构体系作为高层结构是否合理、经济的关键,在建筑高度就功能发展同时,得到相应的变化。
本文主要从高层建筑结构选型的重要性出发,对高层建筑的结构选型设计进行简要的分析探讨。
关键词:高层建筑;结构选型;设计前言:虽说我国高层建筑取得了飞速的发展,但是其尚存着一些问题需要改进,在建设社会主义和谐社会的新时代,加强对高层建筑的结构选型设计控制对高层建筑工程的质量有着一定的意义。
本文主要对高层建筑结构选型设计进行简要的探讨。
一、高层建筑结构选型的重要性(1)需求多元化、功能综合化的趋势,必然要导致高层建筑方案平立面形状与内部空间分布的多样化、个性化与复杂化。
为增大建筑净空高度,很多高层建筑中存在的新问题与矛盾开始显现,对结构系统形式的要求提高。
(2)随着高度与规模的增大,高层建筑投资增加、工期增长,其结构系统优化的必要性以及可优化的空间与效益将更明显。
结构优化,首先是其形式的优化,然后才是其布局与构件参数的优化。
(3)高层建筑需考虑的影响因素日益复杂,系统、综合和多变,选型需要的知识信息愈加庞大,选型结果受人为因素的影响也将增大。
二、高层建筑结构分类的现状1、钢筋混凝土结构体系钢筋混凝土结构合理地利用了钢筋和混凝土两种材料的受力性能和特点。
由于这些优点使得钢筋混凝土结构成为我国传统的结构形式。
但同时钢筋混凝土结构也具有自重大,构件截面大,抗裂性能差,延性较差,浇筑混凝土时需要模板和支撑,户外施工受到季节条件的影响, 修复和补强比较困难等缺点而限制了它的进一步推广应用。
钢筋混凝土结构的结构体系型式主要有框架、剪力墙、筒体、框架-剪力墙以及框架- 筒体等,其中筒体又可分为框筒、单筒、多筒和束筒等。
2、钢结构体系钢结构在我国高层建筑中的应用还并不普遍,直到80 年代中期我国才在深圳建起了我国第一幢高层钢结构建筑“深圳发展中心大厦”,但到目前为止我国已建和在建的高层钢结构已达到26 幢之多,取得了较好的综合经济效益。
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨摘要:高层建筑选型的问题伴随着高层建筑的日益增多也开始凸显,大量的高层建筑造型不顾结构的安全性和经济性,设计方案虽然夺人眼目,却为此要付出巨大经济代价。
解决这些问题的最好方法之一就是正确处理高层建筑的选型设计。
关键词:高层建筑;结构选型;设计前言对于高层建筑的结构设计, 首先摆在结构工程师面前的是结构选型的问题。
高层建筑结构的选型通常要遵循一定的原则, 它不仅考虑到建筑物的适用性、经济性、抗震性能,而且要考虑施工安装的影响。
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。
一、高层建筑结构选型的影响因素高层建筑是一个个单体, 它的可统计性差, 影响因素多, 影响因素之间的相互作用大, 从信息角度看,它的不确定及不确知的信息多,同时其综合性也很强,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。
这种综合决策是十分复杂的,我们只能考虑一些主要因素,而忽略次要因素的影响。
同时我们还应该注意到这些因素可能具有层次性,不同因素还可能存在部分耦连性,各因素对选型的影响又具有一定的模糊性。
对于千差万别的建筑方案,除了对建筑美学等的考虑外,影响高层建筑结构选型的主要因素可归纳为:1环境条件:主要包括设防烈度、场地条件、基本风压等。
2建筑方案特征:主要包括方案建筑的高度、高宽比、长宽比以及建筑体型,其中建筑体型包括平面体型和立体体型。
平面体型是由平面规则性、平面对称性、平面质量和刚度偏心等组成, 立体体型是由结构高宽比、立面收进体型、塔楼和层间刚度等组成。
3建筑使用功能要求:高层建筑的使用功能大体上可分为住宅、办公楼、旅馆和综合楼等。
某种功能的建筑可能只有某几种结构型式和它相匹配。
比如高层住宅, 由于其使用空间较小, 分隔墙体较多,且各层的平面布置基本相同,因此这种功能的建筑就比较适合采用剪力墙或框架剪力墙结构。
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1高层建筑结构设计特点及类型1.1高层建筑结构设计特点分析高层建筑结构与低层建筑结构一样,需要同时承受结构自身自重(及其他荷载)产生的垂直作用和风荷载产生的水平作用,还有地震作用所引起的巨大的地震力。
相对于低层建筑结构水平荷载对整个结构受力影响通常较小的状况,在高层建筑结构中水平风荷载和地震力作用通常都会成为高层(超高层)建筑结构设计的受力控制因素。
而且,高层建筑结构随着结构高度的增加,结构受水平作用产生的侧向位移增加很快,结构侧移一旦过大就会使人感觉不舒服,同时也容易造成结构受力构件和非结构构件的破坏。
因此,在高层建筑结构设计过程中,分析结构的侧向作用,控制结构的侧向变形在规范允许的范围内,是高层建筑结构设计的一个重要的方面。
1.2高层建筑结构类型高层建筑结构通常采用钢筋混凝土结构、钢结构、钢混结构组成,目前国内较为常用的高层建筑结构体系主要有框架—剪力墙、框架-剪力筒、剪力墙结构、筒体结构以及组合结构等。
在西方发达国家,大多数高层建筑采用钢结构或型钢-混凝土组合结构设计,这是因为钢结构具有强度高、韧性大、易于预制加工和安装等特点,所以高层建筑钢结构的结构断面均相对较小,普遍具有施工方便工期短,自重轻,抗震性能好等特点。
在我国,随着高层建筑结构设计高度的不断攀升,采用钢结构的高层建筑设计也逐渐增多。
但是,高层建筑结构因为用钢量巨大,其工程造价一般也比普通的钢筋混凝土结构高出许多。
由于采用钢筋混凝土结构和钢结构均具有明显的优点和不足,所以在实际设计中,同时采用型钢和普通钢筋混凝土材料设计成高层组合结构,可以有效使得钢筋混凝土和钢材两种建筑材料互补长短,达到结构类型技术可靠,造价可控的设计效果。
2高层建筑结构分析与设计要点分析2.1水平荷载成结构设计决定性因素任何一座高层建筑结构都需要同时承受竖向自重荷载(其他竖向荷载)和侧向风压产生的横向水平荷载作用,另外还必须具备抵御设计烈度要求的地震作用的能力。
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨
对于高层建筑构造选型设计的初步商讨纲要:文章论述了高层建筑构造设计的特色和影响高层建筑构造选型的要素,经过对高层建筑构造选型设计的商讨点出了文章的要点。
要点词:高层建筑;构造选型;设计我国高层建筑工程固然发展快速并获得了很好的成绩,但仍不行防止的存在一些问题和不足之处,所以增强对高层建筑构造选型设计的把控,对确高层建筑工程质量有侧重要意义。
一、高层建筑构造选型的影响要素1、环境要素。
主要有基本风压、布防烈度、以及场所条件等。
2、项目方案特色。
包含方案项目的建筑体型、高度、长宽比和高宽比。
此中,有两种建筑体型,一种是平面体型,构成是平面对称性、平面规则性、刚度偏爱、以及平面质量等;一种是立体体型,构成是层间刚度、塔楼、立面收进体型、构造高宽比等。
3、项目使用性功能。
主要包含综合楼、住所、办公楼、旅店等。
此中,为了提升高层建筑的使用功能,可与般配多种构造型式。
4、施工工期要求。
缩短高层建筑构造施工周期,能够使整个建筑提早投入使用,以便公司获得经济利益,缓解投入了巨大资本的压力,此外,也使还贷日期缩短了,有效降低了需支付的贷款利息。
二、高层建筑构造设计的特色1、水平力是设计的要点要素。
在低层和多层建筑的结构中,其整体重力,往常是由竖向构造承载。
但是,就高层建筑构造设计来说,与竖向荷载对构造设计的影响对比,水平荷载起着决定性的作用,这是由于跟着建筑高度的增添,水平荷载对构造产生的颠覆力矩、以及由此在竖向构件中所惹起的轴力,成两次方倍增添,而在竖向构件中,建筑自重和楼面使用荷载所惹起的轴力和弯矩的数值,是一次方倍的建筑高度。
2、拥有较高的抗震要求。
在设计高层建筑构造时,要布防抗震功能,除了要考虑正常使用时的风荷载、竖向荷载加以,还要保证构造拥有优秀的抗震性能,保证小震不坏、大震不倒。
3、侧移成为控指标。
与多层和低层房子不一样,在高层构造设计中,其重要的一个要素是构造侧移。
水平荷载下结构的侧向变形程度,是正比于建筑高度的 4 次方,即(△=qH4/8EI)。
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨摘要:随看我国经济建设的不断发展,对高层建筑的需求也越来越大,发展高层建筑,成为解决城市资源紧缺,实现城市资源高效利用的重要途径。
高层建筑的结构选型是否合理,是关系到其实用性和经济性的关键所在。
本文结合实际的工作经验,对高层建筑的结构选型问题进行了分析,对选型的要点进行了阐述,以期推动高层建筑结构选型的发展。
关键词:高层建筑、结构、选型一、前言高层建筑的结构选型是否科学合理,关系到高层建筑功能是否得到有效的发挥。
现代高层建筑在高度和功能上的要求越来越高,结构选型的影响因素越来越多,在当前形势下,对高层建筑的结构选型问题进行分析。
具有重要的实践指导意义。
二、高层建筑结构选型概述高层建筑结构体系是高层建筑建设的关键,结构体系主要包括有:框架结构、框架——剪力墙结构、异形柱框架结构、剪力墙结构、筒体结构、部分框支承剪力墙结构以及混合结构,其中,筒体结构包括有筒中筒结构和框架一核心筒结构两种,混合结构既是指由钢筋混凝土、组合结构构件和钢构件等多种材料混合组成的结构。
高层建筑结构体系主要分为以下三种:一是一般性高层建筑结构体系。
一般性的高层建筑结构体系较为简单,主要包含有框架结构、剪力墙结构、框架——筒体结构、框架——剪力墙结构、框筒结构和筒中筒结构等;二是复杂性高层建筑结构体系,一般是指带有转换层结构、悬挑结构、连体结构、加强层结构和平面不规则结构的建筑结构体系,称之为复杂结构体系;三是新颖性的建筑结构体系。
由于近年来,高层建筑的外形和高度不断变化,对建筑结构体系的要求越越来越新颖,其中具有代表性的如巨型框架结构、束筒结构和脊骨结构体系等。
三、高层建筑结构选型的主要内容以及影响因素分析1、高层建筑结构选型的主要内容和要求高层建筑结构选型的主要内容包括有:基础结构的选择、竖向承重结构的选择、水平承重结构的选择三个方面。
基础结构的主要内容包含有独立基础、箱型基础、条形基础、桩基础和筏形基础等形式;水平承重结构的内容包含有无梁楼盖、警示楼盖、单向板肋形楼盖、密肋楼盖、双向板肋形楼盖等形式;竖向承重结构的内容包含有框架结构、剪力墙结构、筒体结构和框架——剪力墙结构等形式。
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨 王璊璊
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨王璊璊摘要:我国城市化发展建设工作不断推进的过程中,城市用地需求日趋紧张,高层建筑已经逐步成为了当前城市化发展建设中的一个重要角色。
在这一趋势下,高层建筑工程项目建设施工的质量和效果也受到了更多的重视和关注。
对于高层建筑工程项目建设来说,结构选型设计是其中非常重要的一个环节,对于后续的设计施工实施都有着至关重要的影响。
本文就对于高层建筑结构选型设计的相关问题进行了分析和探究。
关键词:高层建筑;结构设计;选型思考1引言对于高层建筑来说,其结构选型是否能够保证足够科学与合理,其直接影响了高层建筑工程后续施工活动和自身功能的实现与发挥。
在现代建筑技术水平不断提升,社会对于建筑功能与高度等方面的要求越来越高的形势下,结构选型也面临着更多的挑战和困难,影响因素也变得更加复杂。
针对于结构选型方面的问题,我们要对于其影响因素进行深刻分析,并且提出科学的选型设计思路。
2结构选型的基本分析对于高层建筑来说,结构体系是其中工程建设的重要一部分内容。
现阶段,高层建筑的结构体系主要包括了框架结构、框架-剪力墙结构、异形柱框架结构、剪力墙结构、筒体结构、部分框支承剪力墙结构以及混合结构等不同的结构。
在当前社会不断发展和高层建筑项目工程的高度、外形以及功能等需求的变化之下,高层建筑的结构体系也发生了很大的变化,更多新颖的、不规则的、复杂的结构体系也得到了应用。
总体来说,结构选型作为前期建筑结构设计中的重要一部分内容,对于专业性方面有着很高的需求,同时也需要设计人员具丰富的设计经验。
3高层建筑结构选型的中应该考虑的相关因素第一,环境方面的因素。
对于高层建筑来说,结构选型设计需要对于周边环境进行充分的考虑,同时环境因素也是对于建筑结构设计中基础结构、纵向与横向称重结构设计的关键依据。
在结构选型过程中,设计人员要对于目标的设计方案进行充分了解,同时结合相应的设计专业理论知识、实例经验等多方面进行考虑,最终完成选型的优化。
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨一、本文概述随着城市化进程的加速和人口规模的不断扩大,高层建筑作为解决城市空间压力和人口居住问题的重要手段,其结构选型设计在建筑工程中占据了举足轻重的地位。
本文旨在初步探讨高层建筑结构选型设计的相关理论和实践,分析不同结构形式的优缺点,并结合实际工程案例,提出适合特定条件下的高层建筑结构选型建议。
文章首先将对高层建筑结构选型设计的基本概念进行界定,明确研究的范围和目标。
随后,将详细介绍高层建筑常见的结构形式,包括框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构等,并对比分析它们的受力特点、适用条件和经济效益。
在此基础上,文章还将探讨结构选型设计过程中需要考虑的因素,如建筑使用功能、地质条件、气候条件、施工技术等,以及如何进行综合考虑和优化选择。
文章将总结高层建筑结构选型设计的发展趋势和前景,为相关领域的实践和研究提供参考和借鉴。
二、高层建筑结构选型设计的基本原则高层建筑的结构选型设计是一个复杂且综合性的过程,它涉及到多个方面的因素,包括建筑的使用功能、地理环境、材料选择、施工条件、经济成本等。
为了确保高层建筑的安全、稳定和经济性,其结构选型设计必须遵循以下基本原则:安全性原则:这是高层建筑结构选型设计的首要原则。
设计师必须确保所选择的结构体系能够承受各种预期的荷载,包括静力荷载、动力荷载以及偶然荷载,如地震、风载等。
同时,结构选型设计还应考虑材料的耐久性、构件连接的可靠性等因素,以确保结构在长期使用过程中的安全性。
经济性原则:在满足安全性的基础上,结构选型设计应追求经济性。
设计师应根据建筑的使用功能、建设地点、材料价格等因素,选择最合适的结构体系,以降低成本。
同时,还应考虑结构的施工周期、维护费用等长期成本,以实现建筑的全生命周期成本最小化。
功能性原则:结构选型设计应与建筑的使用功能相协调。
设计师应根据建筑的使用需求,选择能够满足空间布局、采光通风、隔音减震等要求的结构体系。
高层建筑结构选型设计的初步探讨
高层建筑结构选型设计的初步探讨摘要:经济建设事业脚步不断前行,用地紧张形势日益严峻,高层建筑已经成为缓解用地紧张、城市住房压力的有效建筑形式,在这一背景下可以看出高层建筑必然成为未来城市建设的必然趋势。
基于高层建筑对于现代化城建的重要意义,本文对高层建筑结构的选型进行探讨,分析了结构选型的原理以及方法,希望能为相关人士提供些许参考作用,旨在推进我国建筑业的进一步发展。
关键词:高层建筑;结构设计;选型随着城市化建设的进程不断深入,用地紧张的情况日益严重,高层建筑也就逐渐成了未来城建事业的主要建筑形式【1】。
随着物质水平的提高,人们对建筑包括功能、类型等方面的要求标准也随之不断增加。
在这一背景下施工造价也就不断攀升,在高层建筑的结构选型设计中,安全性是最为关键的设计因素。
与此同时在市场经济体制的环境下,施工企业要想生存发展,就必须具备一定的竞争力,因此在考虑安全性的基础上还要兼顾高层建筑的经济性【2】。
此外建筑所在地的风压值、土质情况、层数、功能需求等都对结构选型有着一定影响。
一、高层建筑结构选型设计的重要性高层建筑为满足当前人们对于建筑结构功能越来越高的要求,逐渐朝着复杂性的方向发展,无论从平面还是立体空间方面都变得日益复杂【3】。
高层建筑朝着多元化综合化的方向发展,而随着建筑高度的不断增加,越来越多的以往不存在的问题都逐渐显现。
此外随着建筑高度与占地规模的不断增加,相应的建筑周期与费用也大大提高,因此结构的优化设计还是有效节约工程成本的有效手段。
二、选型影响因素分析高层建筑结构选型是建筑施工的重要环节,因高层建筑的层数、占地面积、功能需求、投资费用等方面的制约,使得在施工之前必须经过慎重考虑,选取最佳结构选型的设计方案。
影响结构选型的因素主要有以下几点:(一)建筑所在环境影响在进行高层建筑选型前,必须先对当地环境展开实地勘测与调查,包括建筑所在地的风压值、土质情况、抗震等级要求等。
此外精品的高层建筑不但要适应当地环境,还要能够实现与周围空间的美学和谐【4】。
高层建筑结构选型分析与探讨
高层建筑结构选型分析与探讨本文根据建筑工程,对高层建筑结构选型分析,对结构体系方案比较、计算参数、对结构体系对建筑使用功能、结构体系对结构受力合理性影响进行分析,为高层建筑结构选型提供一定参考.标签:高层建筑结构选型结构体系1工程概况某高层建筑满足结构安全、经济合理要求,结合规划部门要求,最终方案定为28层综合楼,总建筑面积约25000m2,利用地区地形高差,主干道作为主入口,下部2层上部26层,层高3.2m,建筑高度89.6m,结构高度91.4m.建筑平面为规则对称井字型平面.2 结构体系方案比较根据建筑抗震、功能、高度、经济性方面考虑,为满足建筑对功能要求,结构体系考虑采用框-筒结构体系和剪力墙结构体系进行比较.本结构采用框-筒结构.一定程度克服纯框架和纯剪力墙结构缺点,发挥各自优点.刚度较大,自重较轻,平面布置灵活.保证结构整体抗震性能,具有一定承载能力、刚度和延性.剪力墙结构体系侧向刚度大,强度高,空间整体性能好.建筑墙体较多,分布较均匀,承重结构和维护结构达到较高程度统一.2.1结构平面布置2.1.1框-筒结构体系结构平面布置考虑有利于抵抗水平和竖向荷载,受力明确,传力直接,尽量均匀对称,减少扭转的影响,建筑平面力求简单规则,以减少震害.所以在结构平面布置规则对称同时也考虑刚度对称,在矩形中部设置楼电梯井筒体,根据建筑平面对称布置框架.在抗震设计时只需且必须对结构纵、横两个主轴方向进行抗震设计.梁和柱中线重合使传力直接,减小偏心过大而带来不利影响.框架柱截面高度和宽度均不小于300mm.避免形成短柱.在竖向非地震荷载作用下用调幅法来考虑框架梁塑性内力重分布.对现浇框架调幅系数取0.8-0.9;对装配整体式框架调幅系数取0.7-0.8.在框-筒结构中由框架和核心筒体共同受力.筒体中剪力墙可合并成总剪力墙抗弯刚度为各剪力墙抗弯刚度之和;所有框架可合并为总框架,抗弯刚度为各框架抗弯刚度之和.结构成为弯剪型悬臂梁.2.1.2剪力墙结构体系剪力墙结构有较好抗震性能,剪力墙结构造价主要影响因素实剪力墙数量及布置问题.剪力墙间距根据建筑平面布局确定,一般取为建筑开间或若干倍建筑开间.剪力墙间距过小,墙体材料强度得到充分发挥并导致较大地震反应.同时自重增大会增加基础工程投资.28层综合写字间办公楼,考虑有较大办公空间和会议室,剪力墙按大开间布置,充分发挥墙体承载能力,具有较好技术经济指标.2.2 结构竖向布置结构竖向布置方面,该项目高宽比H?B=3符合抗震规范框-筒结构6 度设防小于6,剪力墙结构小于6 要求.在抗震设计中要求结构承载力和刚度宜自下而上逐渐减小,变化宜均匀、连续,不要突变.该工程平面在竖向上没有内收外挑情况,平面从底至顶基本一致.竖向刚度变化表现在分段改变构件截面尺寸和混凝土强度等级,从施工方便来说改变次数不宜太多;从结构受力角度来看改变次数太少,每次变化太大又容易产生刚度的突变.最后决定把断面减少与强度降低错开楼层,避免同层同时改变引起刚度突变.根据各楼层刚度变化符合高规对抗震设计高层建筑结构规定使其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度70%或其上相邻三层侧向刚度平均值80%规定.3 计算参数设计基准期50年,使用年限50年,安全等级为一级,地基设计等级为甲级.本工程抗震设防烈度为6度,地震分组为第一组,设计基本地震加速度为0.05g,建筑抗震设防类别为丙类.由于本工程建筑场地为I 类场地,按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施.该工程为A 级高度建筑,其结构抗震等级剪力墙和框架柱均为三级.场地的特征周期Tg=0.25s,水平地震影响系数最大值αmax=0.04,放大系数β=2.25.基本风压为0.40kN/m2,地面粗糙为D 类,风压体形系数、风压高度变化系数及风振系数均按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 的规定采用,楼面活荷载标准值按荷载规范取值.4结果分析4.1结构体系对建筑使用功能影响分析结构选型首先考虑结构型式对功能适应性.包括使用空间要求功能要求对结构选型影响.框-筒结构体系核心筒由布置在电梯、楼梯间及设备管线井道四周钢筋混凝土墙组成.核心筒平面尺寸越大结构,抗侧刚度越大.核心筒越大服务性用房面积就加大,建筑使用面积减小.对于框架部分高层结构框架柱截面较大,对建筑使用存在一定影响.可以形成较大使用空间,建筑平面布置灵活、造型活泼,易于满足多功能使用要求.4.2结构体系对结构受力合理性影响分析框-筒结构体系地震和风荷载作用下最大层间位移均出现在第16层,层间位移较为均匀.框架-核心筒结构,在水平荷载作用下侧向变形以弯曲变形为主,剪力变形为辅.侧移曲线接近于弯曲型杆件侧移曲线.框架-核心筒体系中框架和核心筒受到各层楼盖水平刚度约束,两者侧移趋于一致,构件上下层间侧移角严重不均匀情况得到改善,结构等强设计和满足变形要求成为比单一结构体系纯框架、纯剪力墙结构更具有优越性.剪力墙结构体系由于刚度较大,侧移非常小.纯剪力墙结构,当房屋层数较少,墙体高宽比值小于 1 时在水平荷载下墙体以剪切变形为主,弯曲变形所占比重较小,墙体侧移曲线承剪切型.当房屋层数很多,墙体高宽比值大于4 时墙体在水平荷载下侧移以弯曲变形为主,剪力变形退居次要地位,墙体侧移曲线接近弯曲型.4.3结构体系对结构经济性影响分析综合经济分析就是全面考察影响经济效益要素,系统地考虑结构方案经济性,不但考虑结构方案前期投资费用还要考虑其全寿命期费用;除以货币指标核算结构建造成本外还要从节省材料消耗和节约劳动力等各项指标来衡量,从可持续发展角度要特别考虑资源节约;某些生产性建筑早日投产交付可以较快地回收投资资金,得到较好经济效益.在结构方案比较时综合考虑一次性开发初始投资和建设速度间关系.高层建筑投资巨大,结构施工周期缩短使整个建筑更早取得经营收入,缩短贷款建设还贷时间,减少利息.因此即使结构方案一次投资费用较高也可能是经济方案.5结论综上所述框-筒结构和剪力墙结构体系对同一建筑结构设计比较可以得到:两种结构体系对于高层建筑来说各具特点.框-筒结构框架部分布置灵活多变,结构构件尺寸较大对使用有一定影响,不够美观;剪力墙整齐美观,但建筑功能固定不宜改变.剪力墙结构刚度较大,侧移相对较小,自重大,工期较长,造价相对较高;框-筒结构只要设计合理也拥有合适刚度,不会使侧移太大且自重较轻,工期较短,造价相对较低.两种结构体系在经济性,舒适性和适用性方面都是各具优势.采用结构体系在首先满足承受竖向荷载及抗震、抗风等基本要求,在结构受力性能、与建筑功能适应性、施工速度、综合经济效益等方面各自具有不同优缺点.参考文献[1]吴大炜,高层建筑的结构优化设计研究[J],四川建筑科学研究,2006,04,[2]郭猛;姚謙峰,地震作用下框架-复合墙结构弹塑性内力计算[J],北京交通大学学报;2010,04,[3]陈耀,高层建筑剪力墙结构优化设计分析探讨[J],福建建材;2011,04,[4]胡艳玲,高烈度地区超高层钢框架—支撑结构体系研究[D],昆明理工大学,2010.。
高层建筑结构选型探讨
高层建筑结构选型探讨随着城市化进程的不断加快,再加上建筑技术的发展与对土地资源的合理开发和保护,我国高层建筑的发展规模不断壮大。
人们对于高层建筑功能与类型的要求越来越多,不论是框架—剪力墙结构、筒体结构、钢结构还是混合结构等,在不同地质条件、不同功能和需求的超高层建筑中都有所关注。
正是因为如此,如何选择合适的结构体系被越来越多的人们所关注。
高层建筑的结构选型对高层建筑的合理性、安全性、舒适度等都有着至关重要的影响,又因为高层建筑结构选型受到诸多因素的制约,其选择难度较大,必须加以探讨。
1高层建筑结构选型影响因素分析1.1建筑功能对结构选型的影响建筑功能因素对高层建筑结构选型的影响是最基础的。
建筑正是为了满足人们各种需求而被建造起来的,所以它的基本功能必须得以体现。
为此,建筑结构选型就要以建筑功能为参照,设计出能够为建筑功能服务的形式。
比如说酒店的高层建筑,其结构选型就必须根据今后顾客的需求而设计,空间布局也需要便于酒店的管理,不能完全参照普通居民住宅的设计结构。
1.2建筑方案对结构选型的影响一般来说,建筑方案特征包含众多,比如建筑的体型、高度、高宽比和长宽比等。
而建筑的体型又可以分为立体体型及平面体型两种。
再往下分的话,平面体型包括平面对称性、平面规则性、平面质量以及刚度偏心等;立体体型包括结构高宽比、立面收进体型以及塔楼与层间刚度等。
以上因素对于高层建筑的结构选型影响同样非常大,结构选型要符合建筑方案特征。
1.3结构受力对结构选型的影响众所周知,高层建筑对于抗风性能与抗震性能的要求是非常重要的,而不同类型的结构体系在这方面的受力特征也不尽相同。
所以,为了保障高层建筑的安全系数,需要在选择结构选型时综合各方面的受力因素,选择出最恰当的结构体系,从而提高高层建筑结构的安全性。
1.4施工技术对结构选型的影响这一点也同样重要,高层建筑结构选型要符合当前的技术水平与施工工艺,要确保其具有可操作性、可行性。
高层建筑结构设计及结构选型的探讨
高层建筑结构设计及结构选型的探讨1. 高层建筑结构的特点80年代以前的高层建筑是指9层以及9层以上建筑。
现在是将20层左右看作中高层建筑,100m左右30层为高层建筑。
高层建筑结构设计中,常用钢和钢筋混凝土两种材料。
钢筋混凝土结构优点是成本低,耐久性和耐火性较好,维护费用低,材料来源广泛,能够浇注成复杂断面形状。
它有多种结构体系可以选择,由于使用混凝土从进而节省钢材,经过优化设计,能够得到较好的抗震性能;缺点是构件断面大,自重大,抗裂性能差,延性较差,户外施工受到天气条件的影响。
钢结构的优点是强度高,韧性好,便于加工;高层钢结构具有结构断面小,自重轻,抗震性能好,便于施工,能够缩短工期;缺点是高层钢结构需大量钢材,造价高,钢结构耐火性能不好,要用大量防火涂料,钢材易于锈蚀,防火性能较差,设计施工技术也较复杂。
由于钢筋混凝土和钢结构都有明显的优缺点,在高层建筑结构设计中常采用钢与钢筋混凝土材料的组合结构,使二者互相取长补短,既能保证技术性能要求,又能取得良好的经济效果。
钢与钢筋混凝土组合的常见形式有两种:1、钢骨混凝土构件,是在构件内部放上钢材,构件外部用钢筋混凝土包裹,利用钢材加强构件。
这样既可以通过钢骨减小构件断面和改善抗震性能,也能由外包混凝土提高其刚度和耐火性能。
也可在钢管内部填充混凝土,称为钢管混凝土,它有效地利用了钢材的抗拉性能和混凝土的抗压强度,增加了它的抗压和抗剪承载力,减小了柱截面有利于抗震,同事由于混凝土的吸热作用,增加了耐火时间;外部钢管可防止内部混凝土的脆性破坏另外,为采用高强混凝土提高供了可靠保证。
2、组合结构,一部分用钢结构,一部分采用钢筋混凝土结构。
2. 高层建筑结构设计分析2.1 水平负荷是决定因素在较低建筑中,重力产生的垂直荷载是结构设计的决定因素,由风产生的水平荷载对结构的影响较小;在高层建筑中,水平荷载是主要因素,垂直荷载对高层结构设计也有重要影响。
随着建筑层数的增加,水平荷载越发成为高层结构设计中的决定性因素。
对高层建筑结构设计与选型的思考
对高层建筑结构设计与选型的思考摘要:高层建筑是建筑行业一个发展方向,它的意义非同一般。
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。
本文从高层建筑的结构设计特点、布置原则、基础等方面介绍了高层建筑从设计到建造的一般过程。
总结了高层建筑的结构布置与结构特点,对高层建筑结构设计与选型方法进行了探讨。
关键字:高层结构设计选型一高层建筑结构的布置原则与要求1.1 结构平面布置。
平面形状简单、规则、对称尽量使质心和钢心重合。
偏心大的结构扭转效应大,会加大端部构件的位移,导致应力集中。
平面突出部分不宜过长。
扭转是否过大,可用概念设计方法近似计算钢心、质心及偏心距后进行判断,还可以比较结构最远边缘处的最大层间变形和质心处的层间变形,其比值超过1.1者,可以认为扭转太大而结构不规则。
高层建筑不应采用严重不规则的结构布置,当由于使用功能与建筑的要求,结构平面布置严重不规则时,应将其分割成若干比较简单、规则的独立结构单元。
对于地震区的抗震建筑,简单、规则、对称的原则尤为重要。
1.2 结构立体布置。
结构竖向布置最基本的原则是规则、均匀。
规则主要是指体型规则,若有变化,亦应是有规则的渐变。
体型沿竖向的剧变,将使地震时某些变形特别集中,常常在该楼层因过大的变形而引起倒塌;均匀是指上下体型、刚度、承载力及质量分布均匀,以及它们的变化均匀。
结构宜设计成刚度下大上小,自下而上逐渐减小。
下层刚度小,将使变形集中在下部,形成薄弱层,严重的会引起建筑的全面倒塌。
如果体型尺寸有变化,也应下大上小逐渐变化,不应发生过大的突变。
上不楼层收进使得体型较小的情况经常发生,但是对于收进的尺寸应当限制。
收进的部位越高,收进后的平面尺寸越小,高振型的影响明显加大。
如果上部楼层外挑,造成“头重脚轻”的状况,将使扭转反映明显加大,竖向地震影响也明显变大。
二高层建筑结构特点①水平荷载对结构的影响大,侧移成为结构设计的主要控制目标之一。
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨 张奎立
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨张奎立摘要:高层建筑选型的问题伴随着高层建筑的日益增多也开始凸显,大量的高层建筑造型不顾结构的安全性和经济性,设计方案虽然夺人眼目,却为此要付出巨大经济代价。
解决这些问题的最好方法之一就是正确处理高层建筑的选型设计。
关键词:高层建筑;结构选型;设计一、高层建筑结构选型的重要性高层建筑与城市社会发展的关系密切我国城市化进程及人口的持续增长导致城市人口急剧上升,城市居住、生产、生活用地日趋紧张。
为节约及充分利用城市土地资源,减少拆迁费、市政工程费和复杂地形处理费,提高城市社会吸纳能力及其综合效益,缓解城市膨胀及城市房屋的严峻供需矛盾,改善城市环境与调节心理等城市社会性问题,高层建筑的数量仍将在全国各大中城市持续增长,且其规模、高度、复杂性及建设速度也将呈上升趋势。
高层建筑结构复杂性提高现代高层建筑体形与平立面空间分布日益复杂,高度、规模、投资日益增大,要求性能更先进、更优化的结构系统形式与之相适应。
主要表现为需求多元化、功能综合化的趋势,必然要导致高层建筑方案平立面形状与内部空间分布等多样化、个性化与复杂化,为增大建筑净空高度,很多一般多高层建筑中不存在的新问题与矛盾开始出现,对结构系统形式的要求提高。
随着高度与规模等增大,高层建筑投资增加、工期增长,其结构系统优化的必要性及可优化的空间与效益将更明显。
结构优化,首先是其形式的优化,然后才是其布局与构件参数的优化。
高层建筑需考虑的影响因素日益复杂、系统、综合和多变,选型需要的知识信息愈加庞大,选型结果受人为因素的影响也将增大。
二、结构的选型问题1.结构的超高在抗震规范与高规中,对结构的总高度都有严格的限制,特别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,必须对其重视,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。
2.结构的规则性新旧规范在这方面的内容产生了很大变动,在这方面新规范增添了很多的限制条件,如:嵌固端上下层刚度比信息、平面规则性信息等,此外,新规范采用强制性条文对“建筑不应采用严重不规则的设计方案”进行了明确规定。
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨 杨卫军
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨杨卫军摘要:选型工作具有很强的综合性包含大量确定与不确定的因素,受诸多条件和因素影响,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。
除了要考虑工程造价和投资能力,还要考虑所选结构型式对建筑功能的适应性,施工条件,技术能力,施工工期,建筑材料和能源供应,建筑美学要求包括建筑群及其环境的配合建设场地的地形地貌自然灾害等等。
因此,本文主要对高层建筑结构选型设计进行分析研究。
关键词:高层建筑;结构设计;选型结构一、高层建筑结构体系的分类1.1框架结构: 其构件主要包括框架梁、柱和楼板。
柱网的布置灵活多样和方便获取较大的使用空间是其主要特点。
因为其延性相对不错,所以填充墙一般可以选用轻质的隔墙以减轻建筑结构的自重。
造价低的框架应该要进行纵横双向的布置,以便最终形成双向抗侧力体系。
但是内凸的框架则会影响建筑的使用功能,而且横向侧移的刚度相对较小,导致抗震性能相对较差。
地震中的填充墙损坏非常严重,所以其修复费用也相当高。
其适用高度范围一般为: 60 m( 6 度设防) 。
1.2框架—剪力墙结构: 此结构体系的特点是利用电梯间,将之作为钢筋混凝土的核心筒来抵抗绝大部分的水平荷载。
框架柱的作用主要是承受竖向荷载,框架结构布置灵活,能够满足大空间的房屋需求,还有相对较大的刚度与相对较强的抗震能力。
但是框架—剪力墙也存在一些缺点: 因为功能要求剪力墙所布置的位置会受到很多限制,所以一般都不能避免的产生钢心、质心不重合的结果,造成偏心扭矩,并且容易对内凸框架柱的使用产生一定的影响。
1.3异型柱框架结构: 这是一种新派生的结构框架形式。
它所具备的特点除了框架结构以外,同时还很好的处理了建筑平面与墙同宽的异型柱的使用问题。
但是就拿异型柱和框架柱进行一个比较,异型柱的刚度与承载能力要好很多,而且其规范与要求也比框架结构更高。
所以这种结构多用于多层建筑(比如: 别墅) 。
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨 丁玉林
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨丁玉林摘要:近年来随着城市人口压力的不断加大,以及城市建设用地的日趋紧张,高层建筑工程项目的数量随之增多,这种空间纵向扩展的方式,能够有效的提高单位土地面积的使用效率,更好的满足城市发展过程中对空间的需求。
在建筑工程前期的设计阶段,相关设计人员应根据高层建筑的实际高度、用途、地区性的地质、气候、环境等条件,合理的对高层建筑进行结构选型设计,保证高层建筑的整体结构强度与稳定性,本文就将对高层建筑结构选型设计展开分析。
关键词:高层建筑;结构选型;设计1导言改革开放之后,我国的房地产事业飞速发展。
但是随着土地资源的占用越来越多,高层建筑成了建筑业的重点内容。
因此,高层建筑的结构设计愈发受到人们的关注。
以目前的实际情况而言,我国的高层建筑结构设计更多把关注点放在具体的问题上,而忽视了前期设计中的经济性分析,造成了很多的经济浪费,在一定程度上影响了我国高层建筑结构设计的发展。
2高层建筑结构体系选定高层建筑的受力较为复杂,因此在以往的设计中都把重点放在结构的强度校核与刚度校核中,参考不同的方案进行比较,最终确定高层建筑的总体方案。
然而,从本质上来说,这个过程仅仅是对细节的补充说明,证实了结构方案的可行性,忽视了结构方案设计中的经济性分析。
其实,除了力学分析和结构分析,高层建筑结构体系选定的内容还应包括以下几点内容:2.1建筑材料的选用建筑材料是高层建筑中主要的受力点,他们的质量和结构设计直接关系到整个建筑的稳定性。
而且,由于高层建筑的特性,其在不同高度的受力情况是不同的。
随着房屋层数的增加,建筑材料所承受的载荷也会越来越大。
以往在进行高层建筑结构体系选定时,往往忽视了精确的材料选用分析。
因此,为了保证质量,选取最大值进行设计,这就造成了不必要的浪费,增加了高层建筑的施工成本。
2.2对建筑内部空间的考虑高层建筑的用途不同,其对应的内部空间是不同的。
所以,结构体系的选定要考虑到建筑的空间需求,选用适合的建筑结构,进而实现结构的优化。
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨 余乐天
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨余乐天摘要:随着城市的发展,土地资源逐渐稀缺,为了缓解用地紧张的局面,高层建筑逐渐广泛起来,成为全球发展趋势。
面对这样的机遇,必须加强高层建筑的设计重心,重视高层建筑的结构选型,从以人为本的理念出发,分析最佳结构体系,确保结构的安全性、合理性、经济性,促进高层建筑的健康发展。
本文对高层建筑结构选型的重要性着手,对设计要点进行了分析。
关键词:高层建筑;结构选型设计;初步探讨高层建筑结构设计不仅要考虑建筑构造本身的美学特性以及艺术价值,更重要的一点是要增强高层建筑结构的抗震能力、安全性能。
因此,关于高层建筑结构的设计,选型构造方面以及建筑设计构造的高度和材料使用等方面都要进行严格合理的分析,做到科学而又经济实用。
1 高层建筑结构体系类型1.1框架——剪力墙体系在对高层建筑的结构进行设计的时候,如果发现框架体系的强度和刚度不能满足相应的要求时,则需要在建筑平面的适当位置,设置一个较大的剪力墙来对部分框架进行代替,这样就形成了便形成了框架——剪力墙体系。
框架——剪力墙体系是由框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁来进行协同工作的。
在框架——剪力墙体系中,来承受高层建筑垂直荷载的主要是框架,来承受高层建筑水平荷载的主要是剪力墙。
在框架体系中,进行剪力墙的设置,在很大程度上增大了高层建筑结构的侧向刚度,从而使得高层建筑物的水平位移减小。
1.2剪力墙体系在对高层建筑的结构进行设计的时候,如果高层建筑的受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成,那么这种结构体系就是剪力墙体系。
在这种体系中,单片的剪力墙不仅承受着高层建筑的水平荷载,还承受着高层建筑的垂直荷载。
与一般的结构体系相比,剪力墙体系具有较强的刚度,同时还具有很好的延性。
从而使得高层建筑的整体性非常的好,抗倒塌的能力也非常的强,是一种能建度非常大的建筑结构体系。
1.3筒体体系在对高层建筑的结构进行设计的时候,凡是用到了筒体为抗侧力构件的结构体系,统称为筒体体系。
关于高层建筑结构选型设计的初步分析 黎长旺
关于高层建筑结构选型设计的初步分析黎长旺摘要:近年来,我国经济得到了快速发展,高层建筑层出不穷。
近代随着科学技术的发展,尤其是钢铁、电梯的出现以及后来钢筋混凝土的应用,为高层建筑发展创造了前所未有的机遇,高层建筑也成为城市空间中一道独特的风景。
本文就从高层建筑结构的选型设计和成本展开,分析高层建筑设计建造中需要注意的几个要点。
关键词:高层;建筑结构;选型;设计管理引言随着我国的经济发展和城市化进程的加快,人们对居住条件的质量要求逐渐增高,高楼大厦已经成为当前城市中十分多见的建筑形式。
当前城市中的居民住宅主要以高层建筑为主。
建筑的高度越高,施工难度越大,对住宅结构的选型和设计管理的要求也就更加严格。
为了更有效地研究高层住宅建筑结构选型与设计的合理性,保证建筑的质量和安全,本文针对高层建筑的结构选型进行了深入的分析和研究,主要围绕建筑结构选型和设计影响因素以及管理方式进行讨论,并对相关的概念和影响因素进行一定的总结和评价。
希望本文能为今后的相关研究提供一定的参考价值。
1 概述建筑结构设计是整个建筑工程领域中至关重要的一个环节,其设计质量对工期控制及成本节约都有重要影响,因此结构的选型与设计也被称为建筑工程的“生命线”。
近年来,随着科技进步和建筑水平的提高,我国住宅建筑逐步向着多元化和复杂化的方向发展,比如非线性建筑、大跨建筑以及超高层建筑等,完全打破了传统建筑类型。
高层建筑是目前国内最为常见和普及的一种居民住宅形式,我们对高层住宅建筑的结构选型与设计管理进行讨论和分析,有助于进一步明确今后推进高层住宅设计思路,充分发挥高层建筑结构选型与设计管理的重要作用。
2 高层住宅建筑结构的选型高层住宅建筑的结构体系和选型方式直接决定了建筑结构在建设过程中和建成使用后的经济效益和施工的难度。
一般来说,传统的高层住宅建筑结构体系是指建筑物的物理结构能抵抗纵向和水平方向荷载和各种力的作用而保持结构的稳定性。
对于建筑物中各种受力部件之间的相互作用关系和组成结构的方式,都涵盖在结构体系当中。
关于高层建筑结构选型设计的探讨
关于高层建筑结构选型设计的探讨摘要:近年来随着城市人口压力的不断加大,以及城市建设用地的日趋紧张,高层建筑工程项目的数量随之增多,这种空间纵向扩展的方式,能够有效的提高单位土地面积的使用效率,更好的满足城市发展过程中对空间的需求。
在建筑工程前期的设计阶段,相关设计人员应根据高层建筑的实际高度、用途、地区性的地质、气候、环境等条件,合理的对高层建筑进行结构选型设计,保证高层建筑的整体结构强度与稳定性,本文就将对高层建筑结构选型设计展开分析。
关键词:高层建筑;结构选型设计引言高层建筑需要有稳定的结构系统与合理的空间排布,设计者需结合设计要求来安排结构设计工作。
在结构设计初期,需要预先展开结构选型工作,选型时,需考虑到抗震性能、经济性与结构的适用性,还需通过模拟技术,来设计的建筑结构进行模拟,确定结构建设工作是否可行,总之结构选型工作必须被建筑设计者重视,现针对结构选型工作的问题,分析结构选型阶段的设计方法。
1.高层建筑结构选型的重要性当前,城市建设事业迅速发展,这就促使城市土地资源和交通资源逐渐紧张。
高层建筑解决了用地紧张问题,因此得到广泛发展。
此外,城市发展对建筑质量提出了更高的要求,高层建筑的高度以及结构功能也逐渐复杂起来,投资规模也越来越大。
一方面,表现为高层建筑功能越来越向着综合化方向发展,因此需要在高层建筑的内部设计和空间设计越来越向着多元化化方向发展。
第二方面,高层建筑的规模和建设高度逐渐提升,在投资上以及施工上也逐渐增高,因此要想节约成本,就需要对方案的选型进行优化,对各个部件进行进一步优化,最终实现对工程质量以及工程成本的有效控制。
第三方面,在我国,高层建筑逐渐成为城市的地标性建筑,因此获得社会各界的广泛关注,促使部分新理念以及相关信息,均需要通过高层建筑来表达,因此高层建筑的结构选型属于十分重要的影响因素。
2.影响结构选型工作的主要因素设计建筑时,既要将其当做一个独立的设计对象,同时还要把握周边环境给建筑带去的影响,建筑本身可以被分割为独立的个体,进行设计工作时,需要克服统计性问题,把握建建筑设计元素之间的内在联系,通过具有一定层次性的方法来设计建筑的结构系统,克服结构选型过程中的各种施工問题。
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周狄青摘要: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載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。
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨摘要:由于现今我国的城市土地面积无法适配人口增长速度,其所带来的住房压力问题急需解决,加速建筑速度方面实现起来需要多方面的配合,所以住房问题就从侧面开始解决,以前的低层建筑已经不能满足人们的居住和使用,从楼层的高度开始改变,逐渐从以前的底层到多层再到现在的高层建筑,让一样的建筑面积,使用居住的人数却增长不止一倍,但这样的高层建筑与从前的底层多层受力的原理不同,这就要从新考虑它的建筑结构问题,本文就高层建筑结构选型的设计进行初步讨论。
关键词:高层建筑;建筑结构;选型;设计;讨论虽然我国在20世纪20~30年代已经开始建设高层建筑,直到今日数量众多,适用范围相当广泛,几乎代替了多层和底层建筑,但虽然发展迅速其中还是不可避免的存在着一些问题和不足之处,所以从根本上加强高层建筑结构,在结构选型设计中更加注重把握整体,捋顺其中各种原因解决不足,这对高层建筑有着非常重要的意义。
一、高层建筑结构选型的影响因素1.环境因素对高层建筑结构选型的环境因素主要有地理位置因素,所在城市的气候特征,风力的大小,还有地质是否易波动,是否在地震带,防震受力等。
2.项目方案特点项目方案包括建筑高层建筑整体的形态、形状、预计建设的层数,基础的长宽高等数据,普通方案中一般有两种一种是平面的一种的立体的,平面有平面的整体规划,整体质量的预期,高层整体的合理对称性,立体的就包括高层曾与曾之间的高度,立体的建筑整体维度,高与宽等。
3.项目使用性功能高层建筑的一般使用于高层住宅,商业用楼、办公综合楼、酒店宾馆等等,高层建筑的建筑结构应该与这些后续使用需求相结合,最后得出多种模式互惠互利的结构,提高高层的特色使用功能,也方便在今后的建设中总结经验。
4.施工工期要求在建筑业的发展中,建筑施工的工期在不断的缩短,这样既能减少工程用时,也能节约工程资金,让所建的建筑能够提前投入使用,企业商家提前使用就能够提早收益,这样的经济链条,都需要在原本的基础上提高施工的工期,如何提前施工的工期就需要在建筑开始施工之前就策划好整个建筑结构的选型,从整体结构开始顺利成长的在各项工作都变得更加合理和科学化,每一项都提高进度,工程整体的速度自然也就大大加快了。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨【摘要】: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;重要性;中图分类号: tu97 文献标识码:a 文章编号:【 abstract 】:the structure of the high-rise building system is high-rise structure whether reasonable, key economic, along with the development of building height and function need constantly develops and changes. the thesis summed up the various kinds of high building structure system, especially in recent years, the complex, novel appeared of structural system of the mechanical characteristics and structure design of high-rise building points are discussed 【 key words 】: high-rise buildings; the structural type; importance;引言对于高层建筑的结构设计, 首先摆在结构工程师面前的是结构选型的问题。
高层建筑结构的选型通常要遵循一定的原则, 它不仅考虑到建筑物的适用性、经济性、抗震性能,而且要考虑施工安装的影响。
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。
1.一、高层建筑结构选型的重要性1.1(一)高层建筑结构复的杂性。
随着现代高层建筑体形与平立面空间分布日益复杂,高度、规模、投资日益增大。
也就要求性能更先进、更优化的结构系统形式与之相适应。
主要表现为:(1)1.需求多元化、功能综合化的趋势,必然要导致高层建筑方案平立面形状与内部空间分布的多样化、个性化与复杂化。
为增大建筑净空高度,很多高层建筑中存在的新问题与矛盾开始显现,对结构系统形式的要求提高。
(2)2.随着高度与规模的增大,高层建筑投资增加、工期增长,其结构系统优化的必要性以及可优化的空间与效益将更明显。
结构优化,首先是其形式的优化,然后才是其布局与构件参数的优化。
3)3.高层建筑需考虑的影响因素日益复杂,系统、综合和多变,选型需要的知识信息愈加庞大,选型结果受人为因素的影响也将增大。
1.2(二)高层建筑与城市社会发展的关系密切。
我国城市化进程及人口的持续增长导致城市人口急剧上升,城市居住、生产、生活用地日趋紧张。
为节约及充分利用城市土地资源,减少拆迁费、市政工程费和复杂地形处理费,提高城市社会吸纳能力及其综合效益,缓解城市膨胀及城市房屋的严峻供需矛盾,改善城市环境与调节心理等城市社会性问题,高层建筑的数量仍将在全国各大中城市持续增长,且其规模、高度、复杂性及建设速度也将呈上升趋势。
2.二、高层建筑结构选型的若干思考选型工作具有很强的综合性,包含大量确定与不确定的因素,受诸多条件和因素影响。
高层结构是否合理、经济的是关键,随着建筑高度和功能的发展需要而不断发展变化。
除了要考虑工程造价和投资能力,还要考虑所选结构型式对建筑功能的适应性、施工条件、技术能力、施工工期、建筑材料和能源供应。
建筑美学要求包括建筑群及其环境的配合,建设场地的地形地貌自然灾害等等。
2.1(一)从结构体系角度分析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,现分别加以分析。
2.1.1.异型柱框架结构这种结构体系是框架结构的一个派生结构形式,它除了具有框架结构的特点外, 与墙同宽的异型柱很好地解决了建筑平面使用问题。
但因异型柱相对于框架柱来说,刚度和承载能力相差了许多且规范对其的要求也比框架结构高,故多用于多层建筑(如别墅)。
高层建筑中仅用于8层的小高层,适用高度范围一般为24m以下(6度设防)2.1.2 .框架结构由框架梁、柱、楼板等主要构件组成其特点是柱网布置灵活, 便于获得较大的使用空间。
延性较好, 填充墙可采用轻质隔墙减轻结构自重。
造价低框架应当纵横双向布置,形成双向抗侧力体系,但内凸的框架柱会影响使用功能, 且横向侧移刚度较小,抗震性能较差。
地震中填充墙损坏严重,修复费用很高。
适用高度范围一般为60m以下(6度设防)2.1.3.框架一剪力墙结构这种结构体系的特点是利用电梯间做钢筋硅核心筒抵抗大部分水平荷载,。
框架柱主要承受竖向荷载,既具有框架结构布置灵活的特点, 满足大空间的房屋的要求, 又具有较大的刚度和较强的抗震能力。
框架一剪力墙结构的主要缺点,:由于功能要求剪力墙布置位置往往受到限制,。
往往不可避免地造成刚心、质心不重合, 产生偏心扭矩, 且内凸的框架柱仍会影响使用功能”。
适用高度范围一般为130m以下(6度设防)2.1.4.剪力墙结构剪力墙承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。
其特点是整体性好、侧向刚度大、水平力作用下侧移小,便于房间内部布置。
可通过在适当部位开结构洞,形成若干短肢剪力墙来调整整体刚度,。
并可采用轻质填充墙减轻结构自重及工程造价。
缺点是不能提供大空间房屋结构,延性较差,造价高。
适用高度范围一般为140m以下(6度设防)。
2.1.5.筒体结构框架-核心筒结构由实体的核心筒和外框架构成。
一般将电梯间及一些服务用房集中在核心筒内;其他需较大空间的办公用房、商业用房等布置在外框架部分。
由于核心筒实际上是两个方向的剪力墙构成封闭的空间结构, 相对于框架一剪力墙结构具有更好的整体性与抗侧刚度。
且刚心、质心偏差很小,适用高度范围一般为150mm以下(6度设防)。
2.2(二)从结构部位分析2.2.1.竖向承重结构的选型在对竖向承重结构进行选型时,首先考虑的是建筑物的高度和用途。
不同结构体系的强度和刚度是不一样的,因而它们适应的高度也不同。
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;层数很多或设防烈度较高时,可用筒体结构。
当建筑物的高度超出表中数值时,要进行专门的研究,采取有效的措施。
选择结构体系应考虑的另一个因素是建筑物的用途。
目前国内高层建筑按用途大体上可分三大类:住宅、旅馆及公共性建筑(办公、商业、科研、教学、医院等)。
住宅建筑一般采用剪力墙结构。
2.2.3.水平承重结构的选型水平承重结构对保证建筑物的整体稳定和传递水平力有重要作用。
水平承重结构选型通常有以下几种,平板体系、无梁楼盖、密肋楼盖和肋形楼盖。
平板体系:平板体系采用单向板或双向板,常用于剪力墙结构或筒体结构。
其优点是板底平整,可以不加吊顶,结构高度低,可以降低层高。
但当跨度大时,采用平板较困难,一般非预应力平板不宜成过6m,预应力平板不宜超过9m,否则平板厚度过大,楼面重量太大。
采用现浇预应力无粘结平板楼面可以减少板厚。
无梁楼盖:在层高受限制情况下,公用建筑常采用无梁楼盖。
无梁楼盖最好带现浇柱帽,以加强板柱连接的可靠性。
无梁楼盖的合适跨度是:普通钢筋混凝土楼面6m以内;预应力混凝土楼面可达9m。
密肋楼盖:密肋楼盖多用在跨度较大而梁高受限制的情况下。
筒体结构角区楼面也常用密肋楼盖。
当采用装配式楼板时,框架-剪力墙结构应加混凝土现浇面层。
楼盖结构应满足:房屋高度超过50m时,框架—剪力墙结构、筒体结构及复杂高层建筑结构应采用现浇搂盖结构;剪力墙结构和框架结构宜采用现浇结构。
房屋高度不超过50m 时,8、9度抗震设计的框架-剪力墙结构宜采用现浇楼盖结构;6、7度抗震设计的框架-剪力墙结构可采用装配整体式楼盖;框架结构和剪力墙结构可采用装配式结构。
同时对于现浇楼盖,混凝土强度等级不宜低于c20,也不宜高于c40。
2.2.3下部结构的选型高层建筑的基础是高层建筑的重要组成部分。
它将上部结构传来的巨大荷载传递给地基。
高层建筑基础形式选择的好坏,不但关系到结构的安全,而且对房屋的造价、施工工期等有重大的影响。
高层建筑基础形式通常有以下几种:(1)柱下独立基础:适用于层数不多、土质较好的框架结构。
当地基为岩石时,可采用地锚将基础锚固在岩石上,锚入长度≥40d。
(2)交叉梁基础:即双向为条形基础。
适用:层数不多、土质一般的框架、剪力墙、框架-剪力墙结构。
(3)片筏基础:适用于层数不多土质较弱或层数较多土质较好时采用。
当基岩埋置深度很深,水下水位又很高,但是在距地表不深处有一定承载力和一定厚度的持力层时,选用片筏基础比选用桩基础可以节省投资和缩短工期。
但片筏基础的刚度较弱,应注意对基础不均匀沉降、变形和裂缝进行验算。
当地下水位很高时,还要进行抗浮验算。
(4)复合基础:适用于层数较多或土质较弱时采用。
可用于填土、饱和及非饱和粘性土。
cfg桩复合地基是高粘结强度复合地基代表,目前它已大量应用于高层建筑地基。
它既可适用于条形、独立基础,也可用于筏基和箱形基础。
3.结语(l)高层建筑结构体系直接影响抗震性能,结构选型应满足以下要求:应具有必要的承载能力!刚度和变形能力;应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载! 风荷载和地震作用能力;应避免连续倒塌;结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布, 避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位;宜具有多道抗震防线。
(2)高层建筑结构选型应根据房屋高度。
高宽比!抗震设防类别!抗震设防烈度。
场地类别!结构材料!施工技术条件!工程造价等因素, 并应满足建筑使用功能的要求, 满足建筑造型艺术的要求,适应未来发展与灵活改造的需要, 在不违反规范的前提下, 选用适宜的结构体系。
参考文献[1]沈蒲生.高层建筑结构设计[m].北京:中国建筑工业出版社,2006.[2]刘海卿,康珍珍,张丙军.高层建筑结构选型影响因素分析[j].科学技术与工程,2006(6).[3]袁鸿.高层建筑结构设计探究[j].大众科技,2004,(08).[4]李粤献.高层建筑结构及其设计理论[m].北京:科学出版社,2006.。