钢筋混凝土高层结构设计中应注意的问题
试论钢筋混凝土高层结构设计中的几个常见问题
当前 , 在高层结构设 计中我们通常会使 用结构概念设计 , 这是 保证结构具有一定优 良抗震性 的方法 。选择最佳 的抗震结构方案 , 采 取抗 扭 刚 度 的 措施 , 对结构进行延性分析 , 对 高 层 建 筑 结 构 薄 弱 部分采取相应的措施 , 提高建筑结构的使用年限。 在设计 时, 应该避 免静 定 结 构 类 型 的设 计 , 把 整个 建筑 结 构 能 够 结 合起 来 贯 穿 结 构 概 念设计 。作为工程设计人员应该认识 到结构概念设计的重要性 , 并 能够根据工程建设 的需要选择最佳 的设计 方案 ,遵守设计规定 , 避 免进入设计误区。 下面我们就对结构设计 中容易出现的问题进行探
讨。
1 . 1结构 体系的选择 , 应该重视布局 的科学 性和规范性 , 选 择 抗震性和抗风性能好的结构体系 。结构应该有具体的计算 简图, 通 过分析 了解传递地震的途径 , 最好是保证结构 中的两个主轴有相 近 似 的动 力 特性 。 1 . 2 一 般 的建 筑 工程 都 只 是 采用 小 震 级 的设 计 ,而使 用 概 念设 计就 可以保证建筑结构达 到“ 中震 可修 , 大震不倒 ” 的作用 , 但是如 果在工程设计 中, 没有进行验算 和证实 , 能够真的实现这种作用吗 , 我们还不知道 。对于那些重要建筑以及超限建筑 , 设计人员都会提 出具体的设计指标 , 例如 , 设计必须全方位考虑建筑的抗震性 、 要求 基础设计规范》 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 , 作 为建 立 在 国 家标 准 之 下 的 地 方标 准 。地方 性 的“ 地 基 基 设计单位能够实现具体 的设计 目标 , 进而保证工程 的顺利进行 。 1 . 3我们不仅要考虑到建筑的质量 ,还要使建筑物有 自己的个 础设计规范” 能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些 性, 避 免 出现 千篇 一 律 的情 况 。建 筑 结 构 的抗 震 设 计 理 念应 该 考 虑 成 熟 的经 验 描 述 和 规 定 得更 为详 细和 准 确 , 所以, 在 进 行 地 基 基 础 建筑物 自身性能 , 从具体 目标 向宏 观 目标过渡 , 施工单位也应该参 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 考业主 的要求 , 选择 满足建筑结构抗震性能 的设计 , 业主也可以提 计或后期设计工作造成较大 的影响。 出更高 的抗震要求 , 设计人员应该根据实 际情况尽量满足 , 保证建 4结构计算与分析问题 筑在地震 时不受到影响 , 而不仅仅是不倒就可以。 4 . 1结构整体计算的软件选择 。随着信息技术 的快速发展 , 计 1 . 4从物理结构来说 , 水平方 向上 的地震是双 向的 , 在进行结构 算机软件在工程结构设计 中有 了广泛应用 。但是 当前来看 , 有很多 布 置 的 时候 ,应该 保 证 结构 具 有 能 够 抵 抗 来 自各 个 方 向的 地 震 力 , 软件只能在相应 的计算模式 中应用 , 所 以就会产生计算结构各不相 特 别 是两 个 主 轴 方 向上 应 该具 有 足 够 的抗 震 能力 ; 在 选 择 结 构 刚 度 同的情 况 。设 计 人员 在 进 行 结构 计 算 和 分析 的时 候 , 不 仅 要 考 虑结 的 时候 , 不仅 要 考 虑场 地 特 征 方 面 , 还 应 该 注 意结 构 变 形 问 题 , 如 果 构类型 , 还要考虑计算机各 类软件 的特点 , 选择最为合理 的计算方 产 生 过 大 的变 形 , 则会 导 致 结 构 遭 到破 坏 , 所以, 结 构不 仅 要 满 足 一 式 , 并 比对计算结果 , 通过技术手段判断哪个结果更为合理一些 , 这 定的刚度和抗震性外 , 还 应 该 具 有 足 够 的抗 扭 转 刚 度 的 能 力 , 这样 些是 设 计 人员 应 该 做 的工 作 。 否则 , 就 会耗 费大 量 的人 力 物力 , 甚 至 才能够保证结构的稳定性。 会 出现 不 安全 因素 。 1 . 5在 一 个独 立 的结 构单 元 内 ,应 避 免 应力 集 中的 凹角 和 狭 长 4 . 2是 否需 要 地 震力 放 大 ,考 虑 建 筑 隔墙 等 对 自振 周 期 的影 的 缩 颈部 位 ; 避 免 在 凹角 和 端 部设 置 楼 、 电梯 间 ; 减 少 地 震 作 用 下 的 响。 振型数 目是否足够。 在新规范中增加一个振型参与系数的概念 , 扭转效应 。竖 向体型尽量避免外挑 , 内收也不宜过多 、 过急 , 结构刚 并明确提出了该参数 的限值。由于在旧规范设计 中, 并未提出振型 度、 承载力沿房屋高度方 向不宜均匀 、 连续分布 、 避免造成结构的软 参与系数 的概念 , 或即使有该概念 , 该参数 的限值也未必一定符合 弱或薄弱 的部位 。 应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧 新规范的要求 , 因此 , 在计算分析阶段必须对计算结果 中该参数的 失抗 震 能 力或 对 重 力荷 载 的承 载 力 。根 据 具 体 情 况 , 结 构 单元 之 间 结果进行判断 , 并决定是否要调整振型数 目的取值 。多塔之间各地 应遵守牢 固连接或有效分离 的方法 。 高层建筑 的结构单元应采取加 震周期的互相干扰 , 是否需要分开计算 。 强连 接 的 方法 。 4 . 3非结构构件的计算与设计 。在高层建筑 当中往往为了美观 2结 构 选 型 问题 而设置~些非结构 构建 , 其并非是主体 承重结构 , 针对 这部分构件 2 . 1结 构 的规 则 性 问题 来说 , 特 别是 建筑 物 顶 端 的装 饰 构件 , 在 设 计 时 为 了 能 够避 免地 震 通过对新 旧规范中该部分内容进行对 比, 我们发现了在新规范 作用对该部分的损害 , 我们应该加强对这部分 的重视 , 严格 按照相 中有 了很 大 变 动 , 添加 了很 多 的 限 制条 件 , 这 就 进 一 步 增 加 了结 构 关规定 中的计算处理措施进行科学的设计 ,保证这部分工程 的质 设 计 的难 度 , 而且 在 新 规定 当 中还 强 制性 的规 定 了在 建筑 中不 应 该 量 。 使用不规范的设计方案 , 所 以建筑设 计师应该在新规定的技术上通 5结束语 过对这些 限制条件 的了解 , 避免在今后 的设计 中发生 冲突 , 影响工 综上所述 , 高层建筑结构设计是一个十分复杂的过程 , 而是是 程进度。 长期的循环往复 的过程 。在具体 的施工中 , 如果出现一些问题没有 2 . 2 结 构 的超 高 问题 解决就会到整个设计过程产生影 响, 所 以我们必须认真负责的对待 我国的抗震规范 以及高层建筑规范 中, 对建筑结构的总体高度 工程中的任何一道工序 。 有着严格 的控制 , 特别是新规范中对 以前 的超高问题 有了明确 的规 �
浅析钢筋混凝土高层结构设计的几个常见问题
该工程筏板底板 厚为 1 5 0 0 a r m, 电梯井局部厚度为 2 0 0 0 m m, 筏板 进行布置 。高层建筑 的外 型应 该尽量简单 、 规则, 以便 保证其刚
底筋为通长 ̄ 2 5 @ 1 5 o , 面筋为通 长 ̄ 2 5 @ 1 5 0 , 角部附加筋 ( 底筋) 9 度和承载力 的均匀分布。根据抗震等 级不 同的建筑 , 设计时要考
关键词 : 高层建筑; 钢筋混凝 土; 结构设计 中图分类号: T U 9 7 3 + . 1 2 文献标识码 : B 文章编号 : 1 6 7 3 — 0 0 3 8 ( 2 0 1 3 ) 2 3 — 0 0 8 2 — 0 2
引 言
随着 我国城市化进程的加快 ,以及建筑水平 的不断提升, 使 得我 国建筑类型和功 能越来越 多样化 、 综合化 , 建筑高度也在不 断增加 , 目前钢筋混凝土 高层建筑 已在城市规划 中占相 当大 的
筑 施 工 打下 良好 的基 础 。
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【 柚 图 1 框 架 结构 简 图
一
l 高层建筑钢 筋混凝土结构优化设计
某 工程 为商 业办公楼 , 其为 3 0层大楼 , 为钢筋混凝土工程 ,
般情况下, 高 层 建筑 并不 适 合 选 择 那 些 不规 则 的平 面 设 计
进行下一步的设计,因此可 以说钢筋混凝土 结构 设计 是一个循 1 . 4倍 ; 序渐进的过程。 ( 2 ) 在对高层钢筋混凝土建筑进行抗 震设计时 , 应 该尽 量调 整好高层建筑 的平面形状和结构布置, 尽量避免设置防震缝 。如
1 . 2 框 架一 剪 力墙结构 设计 方法
那么当框架结构高度不超过 1 5 m时, 缝 宽 应 剪力墙 结构设计是结构延性与刚度的最佳选择 , 其 实指在承 果 必 须 设 置 防震 缝 , O O m m, 如果高度超过 1 5 m时, 应该根据烈度和高度 的不 载力不变 的前提下 , 结构延性对结构影响最大 的是变形 能力, 结 该大于 l
钢筋混凝土高层结构设计常见问题分析
d e s i g n q u a l i t y o f r e i n f o r c e d c o n c r e t e h i g h - r i s e s t r u c t u r e .
问题进 行讨论 和分析,从中分析出高层结构设计需
要 注 重 选 型 设计 、地 基 设 计 以 及 结 构 计 算 三 个 方 面
确 定 该 工 程 项 目的抗 震 等 级 。 然 后 根 据 建 筑 结 构 要 求 ,对 相应 的抗 震 等级 进 行 评 估 和 计 算 , 确 定 抗 震 效 果满 足 高 层 建 筑 结 构 设 计 的 质 量标 准 。
三 、 结 语
【 关键 词】 钢 筋洮凝 土 商层结构设计 问题 解决措施
确 定 剪 力墙 结 构 加 强 部 位 的墙 体 厚度 。 在 进 行 高层 结 构抗 震 设 计过 程 中 ,剪 力墙 的底 部 加 强部 位
高层建筑钢筋混凝土结构设计的注意事项 郭彦星
高层建筑钢筋混凝土结构设计的注意事项郭彦星发表时间:2019-08-30T10:15:30.187Z 来源:《防护工程》2019年12期作者:郭彦星[导读] 现阶段,随着建筑行业的迅猛发展,其渴望获取一种稳定、安全、可靠、经济的施工工艺实现自身的长足发展。
广州市方圆建筑设计有限公司 510000摘要:在高层建筑工程设计过程中,具体建筑钢筋混凝土结构的方案设计主要依据是该建筑本身的层数、建筑高度、建筑功能设定、地震烈度、场地类别、区域内建筑群体之间的关系,甲方具体设计要求、国家有关规定等规范。
在城市高层建筑结构设计中大多都采用钢筋混凝土结构,而且高层建筑结构形式多种多样。
本文结合当前我国高层钢筋混凝土框架结构运行环节设计的规范和工程的具体实例,简要分析在高层建筑钢筋混凝土结构设计环节需要应注意的诸多事项。
关键词:高层建筑; 钢筋混凝土结构设计; 注意事项;1 前言现阶段,随着建筑行业的迅猛发展,其渴望获取一种稳定、安全、可靠、经济的施工工艺实现自身的长足发展,因此,钢筋混凝土框架结构因其布置灵活、施工简便、强度高等优势得到了建筑行业的青睐。
但是目前钢筋混凝土框架结构仍然存在设计周期长、投入大等缺陷,通过设计方案的优化能够及时解决当前设计上存在的不足,实现钢筋混凝土框架结构的规范化、标准化施工。
2 主要原则相当传统多层建筑,高层建筑体量大、投资大、涉及重大人民生命财产安全问题,不同的设计方案往往在投资及产出效益方面差距大,另外,高层建筑将对结构本身的稳定性提出更高的要求。
因此,在前期钢筋混凝土结构设计环节,就严格依据各种已知条件,合理选用设计方案。
(1) 在高层建筑钢筋混凝土结构设计前期,需要根据建筑功能及建筑高度、地震烈度等确定合适的结构类型,如住宅结构选用纯剪力墙结构往往取得最优投资方案,商业综合体选用框架剪力墙往往取得最优投资方案等等。
(2) 在前期结构方案设计阶段,地基处理方式的选择亦是重点考察的项目之一,此时,应该根据甲方提供的地勘报告,并根据建筑的本身层数、高度、建筑功能、荷载分布等等。
高层钢结构建筑设计应注意的问题
高层钢结构建筑设计应注意的问题作者:张大奎来源:《装饰装修天地》2016年第15期摘要:随着经济的快速发展,钢结构建筑开始兴起,与传统的钢筋混凝土结构住宅相比,钢结构建筑能更好地满足大开间灵活分隔的要求,节能效果好,延性好、塑性变形能力强,建筑总重轻,施工速度快,环保效果好。
符合住宅产业化和可持续发展的要求。
在中国钢铁产量严重过剩的背景下,钢结构住宅的普及与发展将充满活力,国内外关于低层、小高层的钢结构建筑设计理论已经比较完善,而关于高层钢结构住宅设计理论尚未成熟,因此我们必须提高高层钢结构建筑设计水平。
对此,下文将主要对高层钢结构建筑设计应注意的问题进行分析,以供广大同行参考。
关键词:高层建筑;钢结构建筑设计;应注意问题一、高层钢结构建筑设计应注意的问题通过对相关文献研究以及结合笔者实践来看,高层钢结构建筑设计需要注意的问题主要有以下九个方面:1.钢结构设计中必须严格遵照技术规范和国家标准钢结构在高层建筑中的应用主要能够实现质量过关、经济性能高和结构稳定性好,这些都需要设计人员在设计过程中严格遵照技术规范和国家标准开展工作才能够实现。
随着计算机技术的发展和普及,越来越多的设计人员依赖于计算机软件的受力分析和设计工作,对于工程实践环节都有所忽视,这样不利于设计工作的可行性提高。
因此相关的钢结构设计人员应该抓住机会增强现场实践经验,并广泛学习相关行业规范和国家标准,提高钢结构设计的科学性。
2.对于钢结构的技术参数选取钢结构的加工过程和施工环节都十分便捷,但是钢结构的基础设计工作相比而言难度较大,因为钢结构的设计是钢结构在高层建筑中起到结构承压的基础。
只有对不同位置的载荷进行准确计算,才能够获得科学安全的钢结构尺寸位置等技术参数,并且对于钢材的选择上还需要通过专业的测量才能够确定是否满足强度要求,这些都是在钢结构设计中必须完成的内容。
进行受力分析设计时还应该考虑不同工况,依据当地的自然地理数据,将高层建筑的整体结构性能保证在安全范围内,避免由于设计时缺少全面的考虑导致建筑的安全失效。
论钢筋混凝土高层结构设计的常见问题
论钢筋混凝土高层结构设计的常见问题作者:王晔来源:《城市建设理论研究》2013年第18期摘要:随着城市化进程的加快,高层建筑已成为现代城市建设中的一种重要的建筑形式。
高层建筑结构设计是高层建筑建造的基础,通过合理的设计,使得结构具有足够的承载力、刚度和抗震性能等是设计中的重点。
本文就此阐述高层建筑结构设计中的若干问题。
关键词:钢筋混凝土;高层结构;结构设计;中图分类号:TU375 文献标识码:A 文章编号:1、高层建筑结构形式分类1.1 框架结构体系框架结构体系采用梁、柱组成的结构体系作为建筑竖向承重结构,并同时承受水平荷载,适用于多层或高度不大的高层建筑。
框架结构的布置要注意对称均匀和传力途径直接。
传统的楼盖结构布置采用主次梁的作法为主,逐步向扁梁或无梁楼盖发展。
框架柱是框架结构的主要竖向承重和抗侧力构件, 以受压应力为主。
1.2 剪力墙结构体系剪力墙结构体系是利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构体系。
剪力墙的间距受楼板构件跨度的限制,一般为3~8 米。
因而剪力墙结构适用于要求小房间的住宅、旅馆等建筑。
剪力墙一般采用钢筋混凝土材料,可分为全部为现浇的剪力墙,全部用预制墙板装配而成的剪力墙,内墙为现浇、外墙为预制墙板的剪力墙。
1.3 框架——剪力墙结构体系框架——剪力墙结构是将框架和剪力墙结合在一起而形成的结构形式。
它既有框架结构平面布局灵活、适用性强的优点,又有较好的承受水平荷载的能力, 是高层建筑中应用比较广泛的一种结构形式。
1.4 筒体结构随着建筑物高度的增加,传统的框架结构体系、框架——剪力墙结构体系已不能很好地满足结构在水平荷载作用下强度和刚度的要求。
筒体体系在抵抗水平作用方面具有良好的刚度,并能形成较大的使用空间,筒体是由框架和剪力墙结构发展而成。
它是由若干片纵横交接的框架或剪刀墙所围成的筒状封闭骨架。
2、结构概念设计应注意的问题2.1 在结构体系上,应重视结构的选型和平、立面布置的规则性,择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。
钢筋混凝土结构设计中的常见问题分析
1地基与基础设计过程中存在问题 1 . 1柱 下 独 立 基 础带 梁 板 式 的地 下 室 底 板设 计 中 , 容 易 忽 视 因 建 筑 沉 降 引起 的附 加应 力 影 响 。 因为 整个 地 下 室底 板 与 柱下 独 立基 础在上部荷载作用下 , 将会一起发生沉降变形 。如为考虑 因此产生 的 附加 应 力 , 对 底 板 而 言 是 不 安全 的 , 有 可 能会 导致 地 下 室底 板 承 载 力 不 足 而开 裂 。尤其 对 于采 用 天 然 地 基 的情 况 时 , 其 影 响 更 为显 著 。对于总沉降量较小 的工程 , 可以考虑在地下室底板与持力层之 间 采 取褥 垫 处 理 措施 。 另外 , 对 于 地下 水 位 季节 性 变化 较 大 的地 区 , 应该考虑高低两种不 同水位对地下室底板 的不 同影 响 ,求 出包 络 图, 再 做 配 筋设 计 。 1 . 2对于有地下室 的建 筑 , 当地下水位 较高时 , 在室外地坪之 下的结构部分 , 外轮廓尺寸应尽量简洁, 这样有利于建筑防水施工。 尤其是柱下承台结构 , 更为 明显 。此 时, 由于地下承台的影 响, 基槽
应该 控 制 在 B级 规 定 范 围之 内 , 一旦 超 过 了 , 那 么无 论 是 设 计 还是 施工都要全部进行重新设定。在现实情况 中这类问题 曾经出现过 , 结果 导 致 审查 时 难 以通 过 。 2 . 3非结构构件 的计算 与设计 , 在高层建筑 中 , 往往存在一些 由于建筑美观或功能要求且 非主体承重骨架体系以内的非结构构 件。对这部分 内容尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时 , 由于高层建筑地震作用和风荷载较大 , 必须严格按照新规范中增加 的非 结 构构 件 的 处理 措 施进 行 设计 。 2 . 4抗震等级 的确定 , 对常规高层建筑 , 与主楼连为整体 的裙 楼 的抗震等级不应低于主楼 的抗震等级 ; 对于地下室部分 , 当地下 室顶板作为上部结构 的嵌 固部位时 , 地下一层的抗震等级应与上部 结构相同, 地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更 低等级。 2 . 5 在悬 挑 梁 的 端 头 , 应 设置 构 造 柱 , 把 每层 的挑 梁 联 系起 来 , 并按受拉构件的要求 , 设计构造柱。 这样做的优点是, 通过构造柱协 调了挑梁 的变形 。即使 出现局部超载的情况 , 也 可以把力传递到其 他层上, 共 同承担 , 从 而变相提高 了结构安全度 。 另外也加大了对外 维护墙 的约束 , 防止墙体外 闪。 2 . 6短肢剪力墙的设置 问题 , 短肢剪力墙的使 用虽然具有一定 的作用 , 但是在使用数量上一定要严格参照规范 , 不可设置过多。 而 且, 在 抗 震 达 到 要 求 的情 况 下 , 建 筑设 计 师 可 以尽 量 少 采 用 这 种 结 构, 尽 量减 少 后 面处 理 的麻 烦 。 2 . 7结 构 计 算 与分 析 , 随着 房 屋 建 筑 结 构 方 面新 规 范 的 陆续 颁 布实施 , 各种计算软件也都更新版本 , 但在计算时经常会出现各种 各样 的问题 , 这其 中既有软件 自身不完善的因素 , 也有使用人对规 范理解不正确的原因。 因此 , 如何准确 、 高效地对工程进行 内力分析 并按 照规范要求进行设计 和处理 ,是决定工程设计质量好坏 的关 键。 2 . 8计算模型 的选取 , 对于常规结构 , 可采用 楼板整体平面 内 无 限 刚假 定 模 型 ; 对 于 多 塔 或 错 层结 构 , 可 采 用楼 板 分 块 平 面 内无 限 刚模 型 ; 对 于楼 板 局 部 开 大 洞 、 塔 与 塔 之 间 上部 相 连 的多 塔 结 构 等可采用楼板分块平 面内无 限刚, 并带 弹性连接板带模 型; 而对于 楼板开大洞有 中庭等共享空 间的特殊楼板结构或要求分析精度高 的高层结构则可采用弹性楼板模 型。 3结 束语 钢筋混凝土高层结构作为现代化城市发展 的一种客观成果 , 引 领 着我 国建 筑行 业 整 体 的发 展水 平 。建 筑 结构 质 量 , 密 切关 系 到 人 民生命财产安全 , 责任重大。 在设计方面 , 钢筋混凝土高层结构一定 要充分考虑到各种潜在 的因素 , 既要让建筑漂亮美观大方 , 也要 注 意 建筑 的安 全性 能 , 毕竟 后 者 是 所 有建 筑 的 立 足之 本 。在做 好 相关 工 作 的基 础上 , 希望 我 国 的建 筑水 平 能 迎来 更 好 的发展 。
高层建筑结构设计应注意的几个问题
这类建筑在结构设计中存在 一 些需要特别注意 的问题 , 本文仅就这些 问题
进 行进 一 步的 探 讨 。
一
框架体系 T O0 .) -(.8 0 1N
框剪体系 T 0 0 . 8 N =(.6 0 0 )
框筒体系 T O0 .8N -(.6 0 0 ) 外 框 简 体 系 T O 0 . 8 N -(. 6 0 0 ) 剪 力 墙 体 系 T 0 0 . 5 N =(. 4 0 0 ) 式 中 N 地 面 以上 建筑 总 层 数 。
行 了探 讨 。 【 词 】 高层 建筑 关键
随着 现 代 社 会 发 展 的 商业 化 、 业 化 和 城 市 化 , 屋 建 筑 逐 渐 由 单层 、 工 房
多 层 向 高层 发 展 , 屋 结 构 形 式也 由简 的砖 混 结 构 变 得 日趋 复杂 , 架 Nhomakorabea、 房 框
剪 力 墙 、 一剪 、 一筒 、 体 等 已 变 成 当 前 建 筑 设 计 中 的 主 要 结 构 形 式 。 框 框 筒
当 场地 发 生地 震 时 ,如 果 建 筑 物 的 白振 周 期 和场 地 的卓 越 周期 接 近 , 建 筑 物 就 要 和场 地 发 生 共 振 , 制 建筑 物 自震 周 期 错 开场 地 的卓 越 周期 就 控 是避免建筑物与场地发 生共振, 以减 少 地 震 能 量 的 输 入 , 轻 建 筑 物 的震 减
场 地 的卓 越 周 期 又 称 主 导周 期 ,它 相 当 于 根 据 地 震 时 地 面 的运 动 记
、
建筑结构的三心合一和扭转
建筑 结构 的几 何 形 心 、 刚度 中心 、 构 重 心 即为 我 们 常 说 的建 筑 三 心 。 结 在 结 构 设计 时 要 求 建筑 三 心尽 可 能地 汇 合 于 一 点 , 即所 谓 三 心 合 一 。建 筑 结 构 的扭 转 问 题 就 是 指在 设计 中一 栋 建 筑 物 没 有 做 到 三 心 合 一 , 水 平 力 在 作用 下 结 构 发 生 扭 转振 动 效 应 。 于水 平 力 作 用 在 高 层 建筑 中起 着 控 制 作 由 用 , 有 建 筑 物 因 扭转 振 动 而 发 生 严 重 破 坏 。为 避 免 建 筑 物 因 水 平 力 作 用 常 而 扭转 破 坏 , 要 求 我们 在 设 计 时 进 行 合 理 的 结 构 选 型 和 精 心 的 平面 布 置 , 尽 可能 地 使 建 筑 物 三心 合 一 。
钢筋混凝土高层结构设计中常见问题分析
钢筋混凝土高层结构设计中常见问题分析【摘要】近年来,我国社会经济不断发展,再加上日渐增多的人口数量,越来越多的高层建筑开始走进人们的生活中。
钢筋混凝土高层建筑与多层建筑相比之下,其楼层更多,承受的荷载更大,对设计要求也更高,尤其是结构设计,必须要求设计者综合考虑各种影响因素,慎重、细致地设计各个部位,确保设计科学合理。
【关键词】钢筋混凝土;高层建筑;结构设计社会的不断进步,推动了我国建筑事业的迅速发展,而我国人口众多,土地资源有限,必须开发高层建筑,从而满足人们源源不断的需求。
钢筋混凝土高层建筑的质量不仅关系着人们的生命财产安全,而且和建筑企业的生存发展也有着十分紧密的联系。
结构设计作为建筑设计的极其重要的一部分,直接影响着工程的施工和建筑的质量,因此,作为设计者必须以仔细认真的态度做好结构设计。
1.高层建筑的结构受力在进行高层建筑的结构设计时,弄清结构的受力情况是重中之重。
结构受力情况对于建筑物地面在水平方向和竖直方向上的稳定性具有决定性的作用,与高层建筑的质量有着十分密切的联系。
建筑物通常是由体积大、重量大的各种构件组合而成的一个整体,因此,建筑结构起着传递构件重量的作用,从而使建筑所承受的荷载显著减小。
结构负荷通过垂直向下的方式传递给地面,在进行结构设计时,作为设计者应当选择合理的结构体系,并对该体系向下的作用力与地基承载力之间的关系进行详细地了解并掌握。
因此,设计者必须经过揣摩、设想,最终确定合理的承重柱、墙的数量和分布情况,并以此为基础,结合实际情况,设计出合理的结构受力图。
2.结构选型高层建筑的结构设计是以结构选型为基础进行的。
那么,在结构选型阶段,应当注意以下几种问题:2.1 结构的规则性问题建筑结构设计规范经过几年之后会再经过一系列地改进和完善,那么新规范与旧规范相比之下,关于结构设计这一部分,限制条件增加了许多,更注重结构的规则性。
而且在新规范中有明确规定,所有不规则的设计方案禁止在工程中使用。
分析钢筋混凝土高层结构设计的常见问题
5 . 结构计 算
房屋建 筑结 构设计 新规范已经发布 ,各种各样 的结构设计计算软件
一
但 是依然会 出现许 多问题 , 一方 面是因为软件 的不完善 , 另 震性能 , 就是说设计者不仅仅要保证 建筑在地震作用后不倒 , 还要保证建 也层 出不穷 , 方面是 由于设计者对规范 的理解不深刻 。如何准确 的进行结构 内力分 筑物可以正常使 用。
果不准确会使设计者进入误区。 的现象。
钢筋混凝 土高层建筑结 构设计最需 要考虑 的就是结构 的抗震性 能 ,
概念设计时应该注意几个问题 :
轴压 比和短柱 问题。控制轴压 比可以使钢筋尽可能的发挥其作用 , 避 免发生钢筋未屈服混凝土就被压碎的状况 , ,钢筋混凝土高层建筑 中, 有
2 . 钢 筋 混凝 土高 层 的概念 设计
破, 大大减小 了高层建筑外 观的局 限性。规 范中的有一些不合理 的限制 , 结构概 念设 计的 目的是保证建筑结构的 良好抗震性 能 , 一般 通过选 如顶点位移 限值不合理 , 上下层转角 比值应 高调整 为1 较合理 等。结 构水 择有 利的结构和进行合理的布置 ,采取能够加强抗扭刚度减少建筑 结构 平层的侧 向刚度 时要避免外柱子剪力的大幅度增加 , 设计时要慎重考虑 。 扭转 的措施 , 设计延 展性能好 的结构 , 在结构薄 弱部位采 取加 固手段 , 防 结构超 高问题 。建筑 物的高度在抗震规范中有严格 的限制 , 尤其是规 止在 高强度 外力作用时薄弱部位过早破坏 , 引起整体 的结构失稳 , 概念设 范更改 以后 , 特别强调了建筑 的超 高问题 , 在原来 的A 级别限制高度基础 计 中还有 二次抗 震的措施设计 , 也就是所谓的第二道 防线 , 概念设 计在建 上 , 增加 了B 级别 的建筑 , 当建筑的高度超过高度限制级 别时 , 其结构设计 筑设计 中有重要作用 , 尤其是在高层建筑设计 中, 概念设计要求结 构设 计 方法就要相 应的发生改变 , 而且通常改变的幅度很大 。以往的实例中也有 者对设计 规范有很好的理解 , 并能够对结构受力作 出准确 的计算 , 计算结 因结构类型改变但没有做 出设计变更 ,最后导致施工 图会审时没有通过
浅谈高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的事项
经济 的快 速发 展 , 得 高层 建 筑在 中国兴 起并 使 发展 的如 火如 荼 , 其建 筑手 段 和设计 也 变得 科 技性
肢剪 力墙 在 高层建 筑 中应 用 增加 了相 当多 的限 制 。 所 以在 高层建 筑 钢筋混 凝 土设 计 中 , 结构 工 程 师需 要尽 可能少 采用 或者 不采 用短肢 剪力 墙
必须 考虑 和解决 的事 情 。
2竖 向结 构 设 计
由于属 于高层 建 筑 , 以竖 向结 构 对于 高层 建 所
筑 来说 , 得 尤 为重 要 , 直 接 影 响 到整 体 建 筑 的 显 他 质量 。高层 建 筑 的竖 向应该 尽 可能 的规则 、 均匀 , 避
免有 太 大 的外 挑 和 内收 。为 了保 持 重心 稳定 规则 , 可 能 的使 刚 度 和 承载 尽
力分 布均 匀 。对 于抗震 等 级不 同 的建筑 , 平 面尺 其
寸及 突 出部位 尺 寸 的 比值 都有适 宜 的范 围 , 同时不
宜采 用角部 重叠 的平 面 图形 即细 腰型平 面 。 般在 一 设计时, 应该 注 意:) 1 结构 平 面布置应 减少 扭转 的影
不宜 小 于其相 邻 上一层 受 剪承 载力 的 8% . 应小 0 不
于其 相 邻上 一层 受 剪 承载 力 的 6 %; 高度 高 层 5 B级
建 筑 的楼 层 抗侧 力 结 构 的层 间 受剪 承载 力 不 应 小
一般高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的几个问题
工程设计 ■
双向地震作用。②验算位移 比需要考虑偶然偏心作 用 ,验算层间位移角则不需要考虑偶然偏心。③验 算位移比应选择强制刚性楼板假定 , 当凸凹不规 但 则或楼板局部不连续时 ,应采用符合楼板平面内实
际刚度 变 化 的计算 模 型 ,当平 面不 对称 时 尚应 计及
于 05 ,可认 为该 振 型是 扭 振 振 型 ,反 之应 为 侧 .时
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 。
收稿 日期 :0 1 0 — 5 2 1- 8 2 作者简介 : 支韶 阳(9 3 )男 , 18 一 , 助理工程师 ; 专业方向为 建筑结构_程 [
1 5 2 1 食 流 通 技 术 2 / 0 羧
位移 、平均层间位移角及相应的比值。但对于计算 结果的判读应注意以下几点。①若位移比 ( 层间位 移 比)超过 1 ,则需要在总信息参数设置 中考虑 . 2
(h c i sg d Re ec n tue CoL d0 n n P o ic ,Z e gh u 4 0 4,Chn ) T e Arht Dein An srh I si t e t .t. f He a rvn e h n z o 5 01 ia
Abtat: B sd n h tl ulig t c r ds n ol— K M, ad (ehia pc i tn o s cs ae o te al i n sut e ei sf P P r b d r u g — n T cncl eic i fr s f a o
中图分类 号 :U 2 .7 T 5 8¥ 1
文献标 识 码 : B
文章编 号 :0 7 5 2 2 1 )5 0 2—0 10 —3 8 ( 0 1 0 —0 1 3
高层建筑混凝土结构设计中注意要点分析
高层建筑混凝土结构设计中注意要点分析摘要:随着城市现代化建设的快速发展,我国的高层建筑越来越多,并且由于人们的要求其建筑施工的需要使得建筑技术的难度也随之增加。
而高层建筑的侧向位移迅速加快使得高层建筑在设计过程中除了需要保证良好的强度外,还必须具备足够的刚度,这样才能让混凝土的结构不断完善,将水平力作用下的层位移限制在最小范围内。
并且为防止高层建筑受到地震影响出现倒塌,不仅需要达到使用需要的强度,还应该对整个建筑实施更好的完善方案,来从整体上改进建筑的结构性能,从而增加高层建筑的使用寿命。
这就需要在结构设计阶段将以上不同的因素积极考虑在内,保证结构具备良好的强度、刚度。
目前,高层建筑日益增多,高层钢筋混凝土建筑结构设计已成为结构工程师设计工作中的重点和难点[1]。
本文根据钢筋混凝土高层结构设计的工程实践,就钢筋混凝土高层结构设计中应注意的一些问题进行分析,为高层建筑结构分析与设计提供参考。
关键词:高层建筑;钢筋混凝土;基础设计;注意要点中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a 文章编号:一. 钢筋混凝土高层结构设计的原则1.整体性的原则混凝土结构设计的整体性原则就是要把设计的建筑的各个组成部分作为一个整体,来研究它的构成、功能和发展规律,从整体与部分、部分与部分都是相互结合的关系中发现系统的特征及运动规律。
2.动态性的原则混凝土结构设计的动态性原则就是要对系统的内外联系、发展变化方向、趋势、动力、规律、活动的速度和方式等为对象进行探索,从而使建筑设计不但满足现在,还要兼顾未来,把握时代的发展方向。
3.结构性的原则建筑结构决定着建筑的性能,是性能的载体,性能还可以反作用与结构。
建筑结构的各要素运动的稳定性及发展方向与结构密切相关,所以混凝土结构设计时,了解建筑结构以及结构的各要素尤为重要。
4.最优化性的原则建筑结构系统形成的过程也是差异整合的过程。
差异的事物相互需要、支持与互补,为整合提供了前提和基础。
浅谈钢筋混凝土结构设计中的常见问题
浅谈钢筋混凝土结构设计中的常见问题作者:王琳来源:《城市建设理论研究》2013年第35期摘要:建筑结构设计质量, 密切关系到人民生命财产的安全,责任重大。
而且结构专业是一个既有深度又有广度的专业,我们必须在工作中,不断地学习、总结,才能有所进步,才能成为一名合格的工程师。
文中对钢筋混凝土结构设计中的常见问题进行了探讨。
关键词:钢筋混凝土结构设计常见问题中图分类号:TU375 文献标识码:A前言钢筋混凝土高层结构作为现代化城市发展的一种客观成果,引领着我国建筑行业整体的发展水平。
建筑结构质量,密切关系到人民生命财产安全,责任重大。
在设计方面,钢筋混凝土高层结构一定要充分考虑到各种潜在的因素,既要让建筑漂亮美观大方,也要注意建筑的安全性能,毕竟后者是所有建筑的立足之本。
1、上部结构设计中存在的问题1.1剪力墙结构,剪力墙的布置要均匀,双向布置,形成空间结构,特别是在抗震结构中,应避免单向布置剪力墙,并宜使两个方向刚度接近。
以免应力过于集中,一旦破坏,将构成严重影响。
而且,与之相关联的基础,连梁等构件的设计难度都会加大。
剪力墙的侧向刚度及承载力均较大,为充分利用剪力墙的能力,减轻结构重量,增大剪力墙结构的课利用空间,墙不宜布置太密,使结构具有适宜的侧向刚度。
1.2剪力墙结构的连梁设计很重要, 目前很多设计在这个环节上做的并不好。
首先,什么是连梁呢?简单的说,就是那些连接两片剪力墙,当遇到中震或大震时,它会首先开裂,起到耗能作用,从而使建筑物保持一定延性的梁。
只有满足了这种情况,才是连梁,或者说我们才有意义把它按连梁进行设计。
根据它的特性,我们就应该设计时注意几点,第一,不要盲目地增大它抗弯的能力,否则会使连梁延迟破坏,起不到及时耗能的作用,致使其他重要构件破坏,使结构失去延性。
第二,我国现行结构规范中规定,楼面梁不宜支撑在剪力墙或核心筒的连梁上。
楼面梁不一定仅指结构设计中框架梁,而应理解为承受较大竖向荷载的主梁(框架梁或次梁),确保主梁有足够的承受竖向荷载的能力。
高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的事项分析
高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的事项分析【摘要】:高层建筑荷载大、影响因素多,且一旦出现因设计引起的质量问题将会产生严重的后果,故本文以下内容将对高层建筑钢筋混凝土结构设计中应注意的事项进行分析和探讨,仅供参考。
【关键词】:高层建筑;钢筋混凝土;结构设计[ abstract ] : high-rise building load, influence factors, and once have serious consequences due to quality problems caused by will design, in this paper the following will analyze and discuss matters needing attention in design of reinforced concrete structure in high-rise buildings, for reference only.[ keyword ] : high-rise building; reinforced concrete; structural design中图分类号:tu21、前言近年来,随着科技水平的发展,我国的高层建筑混凝土结构设计水平得到了很大的提高,特别是多种设计软件的出现,不仅使得设计人员能够根据工程实际情况选择合理的设计软件,也便于在设计中采用两种设计软件对一种工程进行计算,以确保设计的合理性。
而且,随着对高层建筑混凝土结构设计理论研究的不断深入,促进了设计规范的不断更新,也提出了一些新的设计理念,更是为提高设计水平打下了坚实的理论基础。
但是由于种种原因,在实际的设计中,仍存在一些问题,不仅增加了成本,甚至给整个建筑埋下质量隐患,故应引起足够的注意。
本文以下内容将对高层建筑混凝土结构设计应注意的事项进行分析和探讨,仅供参考。
2、高层建筑钢筋混凝土结构设计应注意的事项分析2.1、应避免短柱的出现在多高层结构设计时,应尽可能避免短柱,其主要的目的是使同层各柱在相同的水平位移时,能同时达到最大承载能力,但随着建筑物的高度与层数的加大,巨大的竖向和水平荷载使底层柱截面越来越大,从而造成高层建筑的底部数层出现大量短柱,在地震荷载作用下,短柱的破坏是相当严重的,如下图所示。
钢筋混凝土高层结构设计中的几个问题
将直接影 响后期设计工作 的进行 , 同时 , 是因 提 出 了各种结构体 系下 高层建筑结构计‘ 自 也 算 振 为地基基础也是整个工程造价的决定性 因素 , 因 周期折减系数 。 此, 在这一阶段 , 出现 的问题也有 可能更加严 所 3 振型数 目是否足够 3 在新规范中增加一个振型参与系数 的概念 , 重甚至造成无法估量的损失 。 在地基基础设计 中 要注意地方 肚规范的重要 比问题 。 由于我国占地 并 明确提出了该参数的限值。 由于在旧规范设 计 面积较广 , 地质条件相当复杂 . 作为国家标 准, 仅 中 , 未提出振型参 与系数 的概念 , 即使有该 并 或 仅一本《 地基基础 设计规范 》 无法对全 国各地 的 概念 , 该参数的限值 也 必一定符合新规范的要 未 地基基.f 1都进行详 细的捕述 和规定 , i i { 闪此 , 作为 求 , 因此 , 在计算分析 阶段 必须对计算结果 中该 建立在 国家标准 之下的地方标准 。地方性 的“ 地 参数的结果进行判断 , 决定是否要调整振型数 并 基基础设 计规范” 能够将各地方的地基基础类 型 目的取值 。 和设计处 理方法等一 些成熟的经验捕述和规定 3 多塔之 问各地震周期的互相干扰,是否 4 得 更为详细和准确 , 所以 , 进行地基 基础设计 需要分开计算 在 时, 一定要对 地方规范进 行深入 地学习 , 以避免 段时问 以来 , 大底盘 , 多塔楼的高层建筑 对整个结构设 ¨ 后期设 计工作造成较大影响。 类型大量 涌现 ,而在计 算分析该类型高层建筑 或 3结构计算与分析 时, 是将结构作 为一个整体并按多塔类型进行计 在结 构计算 与分析 阶段 , 准确 , 如何 高效地 算 , 还是将结构 人为地分开进行计算 , 是结构工 对工程进 行内力分析并按照规范要求进行设计 程师必须 注意的问题 。如果多塔问刚度相差较 和处理 , 是决定工程谢 r 质量好坏的关键。由于 大 ,就有可能出现 即使振型参与系数满足要求 , 新规范的推出对结构整体计算和分析部分相 当 但是对某 一座塔楼的地震力训算 误差仍然有可 从而便结构出现不安全的隐患 。 多的内容进行 了调整和改进 , 此 , 结构上程 师 能较大 , 也应该相 当地对这…阶段 比较常 见的问题有 ~ 3 . 5非结构构件 的 算 与设计 个清晰的认识。 住高层建筑 中, 往往存在一些由于建筑美观 3 结构整体t 的软件选掸 . 1 f 算 或功 能要求且非 主体承煎骨架体 系以内的非结 目 比较通用的计算 软件有 : T 、 T 构构件。对这部 分内容 , 前 s wET 、 A A 尤其是高层建筑屋顶处 由于高层建筑的地震作 TS B A或 E A SS P , T B 、A 等 但是 , 由于各 软件 在采 的装饰构件进行设计时, 用的计 算模型上存在着一定的差异 , 因此导致 了 用 和风荷载均较 大, 因此 , 必须严格按 照新规 范 各软件的计算结果有或大或小的不 同。所 以, 在 中增加的非结构构 件的计算处理措施进行没计。 4结束语 进行工程整体结构计算和 分析 时必须依据 结构 类型和引算 软件模 型的特点 选择合 理的计算软 总之 , 钢筋 混凝土高层结构设计是一个 长 件, 并从不 同软件相差较大 的计算 结果 中 , 判断 期 、 复杂甚至循环往 复的过程 , 任何在 这过程 中 哪个是 合理的 、 个是可 以作 为参 考的 。 哪 哪个又 的遗 漏或错 误都有可 能使整个设计过程变得 更 是意义不大的 , 这将是结构工程师在设计工作 中 加复杂或使设计结果存在不安全因素。 以上也只 首要的工作。否则 , 如果选择 了 不合适 的计算软 是笔者在谢 f . 中对问题一些浅薄的认识。 过程
钢筋混凝土高层结构设计常见问题
钢筋混凝土高层结构设计常见问题探讨摘要:目前城市建设中高层建筑越来越多,建筑造型越来越复杂,如何应用现行规范设计出既满足结构安全性又能满足合理的技术经济指标是每个结构工程师所面临的问题,从概念设计、结构选型、地基基础设计、结构计算和分析等方面论述了自己的观点。
关键词:高层结构设计;概念设计;结构选型;地基基础设计;结构计算分析1、概念设计强调结构概念设计的重要性,是要求建筑师和结构师在建筑设计中应特别重视规范、规程中有关结构概念设计的各条规定,设计中不能陷入只凭计算的误区。
若结构严重不规则、整体性差,则仅按目前的结构设计水平,难以保证结构的抗震、抗风性能,尤其是抗震性能。
概念设计要注重以下基本原则:1)结构的简单性。
结构简单是指结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径,结构的计算模型、内力和位移分析以及限制薄弱部位出现都易于把握,对结构抗震性能的估计也比较准确。
2)结构的规则和均匀性。
结构的规则和均匀性是指沿建筑物竖向,建筑造型和结构布置比较均匀,避免刚度、承载能力和传力途径突变,以限制结构在竖向某一楼层或极少数几个楼层出现敏感的薄弱部位;建筑平面比较规则,平面内结构布置比较均匀,使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递,并使质量分布与结构刚度分部协调,限制质量与刚度之间的偏心。
新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案”。
因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
3)结构的刚度和抗震能力。
水平地震作用是双向的,结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用,应使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度抗震能力;结构刚度选择时,虽可考虑场地特征,选择结构刚度以减少地震作用效应,但是也要注意控制结构变形的增大,过大的变形将会因p-△效应过大而导致结构破坏;结构除需要满足水平方向刚度和抗震能力外,还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转震动的能力。
针对钢筋混凝土建筑结构设计应注意的问题分析
对于建筑钢筋混凝土框 架结构的施 工 , 有关规 范虽已有 详细规定 , 仍有若干 问题没有 明确 具体作法 ,例如 : 向 但 双 框架梁 钢筋 同时穿过梁柱节点 或高度相 同的井字梁交叉点 如何保证其保护层 以及 由此产生的对 结构设计 的影响问题 ; 梁柱 节点不 同混凝 土强度等级 的施 工措施及 其对 设计的影 响问题 ; 节点加密箍筋施工及其间距保证问题 ; 面梁柱节 屋 点处框 架梁面筋伸 入框架柱 的锚 固长度与传 统施 工缝留设 位置相 矛盾 的问题 等。上述 问题 在规范条文 中没 有具体规
考虑 。
以上是对 目前我 国建筑常用结构体系 的一些看法 , 但究
竟采用何种结构体系应 因地制宜, 据当地 的具体情况具体 根 分析 ,从而确定 出安全、合理 、经济 的结构体系 。
结构体 系 的选择
二
结构 刚度
钢筋混凝土结构建 筑大量兴建始于 2 0世纪 7 0年代 , 采
在建筑 结构设计 中, 现行的规 范是 建筑混凝土结构技 术规程 ( 下简称 规程 。建筑层数多高度大 ,为保证建 ) 筑结构具有必要 的刚度 , 应对 其层间位移加 以控制 。 这个控 制实际上是对构件截面大小 、刚度大小 的一个相对 指标。建
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作 的进行 , 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,在这一阶段 ,所出现 的问题也有 可能更加 严重甚 至造 成无 法估量 的损失 。 在 建筑的基 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
探究高层建筑结构设计的问题及解决措施
探究高层建筑结构设计的问题及解决措施【摘要】随着建筑事业的发展,高层建筑越来越多,随着建筑层次和复杂程度的增加,给结构设计提出了要求也越来越高,设计任务显得复杂且繁重,这就要求我们设计人员认真地学习规范,研究现行高层建筑结构设计中值得注意的问题,通过理论知识的提升,有效地把握住工程结构设计的要点,努力做到让结构更安全、更合理。
【关键词】高层建筑;结构设计引言随着我国国民经济不断发展和人民生活的迅速提高,业主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 高层建筑结构设计过程中应注意的问题1.1 高度问题对于超高限建筑物,应当采取科学谨慎的态度。
随着建筑物高度的增加,许多影响因素将发生质变,即有些参数本身超出了现有规范的适宜范围,如安全指标、延性要求、材料性能、荷载取值、力学模型选取等。
1.2 材料的选用和结构体系问题由于结构以钢筋混凝土核心筒为主,变形控制要以钢筋混凝土结构的位移限值为基准。
但因其弯曲变形的侧移较大,靠刚度很小的钢框架协同工作减小侧移,不仅增大了钢结构的负担,而且效果不大,有时不得不加大混凝土筒的刚度或设置伸臂结构,形成加强层才能满足规范侧移限值。
1.3 轴压比与短柱问题在钢筋混凝土高层建筑结构中,往往为了控制柱的轴压比而使柱的截面很大,而柱的纵向钢筋却为构造配筋。
即使采用高强混凝土,柱断面尺寸也不能明显减小。
限制柱的轴压比是为了使柱子处于大偏压状态,防止受拉钢筋未达屈服而混凝土被压碎。
柱的塑性变形能力小,则结构的延性就差,当遭遇地震时,耗散和吸收地震能量少,结构容易被破坏。
1.4 在某些烈度区采用较低的抗震措施与构造措施现在许多专家学者提出,现行的建筑结构设计安全度己不能适应国情的需要,认为我国“取用了可能是世界上最低的结构设计安全度”并主张“建筑结构设计的安全度水平应该大幅度提高”。
1.5 嵌固端的设置问题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,地下一层的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。
高层建筑钢结构设计中应注意的问题分析
高层建筑钢结构设计中应注意的问题分析摘要:高层钢结构建筑在国外已有数百年的历史了,而直到80年代中期我国才逐渐兴起建设一些高层钢结构建筑。
第一批的高层钢结构建筑是:深圳发展中心大厦和北京的香格里拉饭店,高度分别是165米和82.75米。
近几年,我国的建筑钢结构得到了迅速发展,特别是上海浦东新区的开发和建设,很多的高层建筑都采用了钢结构,高420米的金茂大厦、东方明珠电视塔和上海环球中心等都采用了高层搞结构。
北京也有不少的建筑都采用了高层钢结构,如:鸟巢、中央电视台大厦等。
目前钢结构项目设计方案不合理,用的钢材数量极大,造价过高,不符合我国国情。
本篇就结合一些实际问题,谈一下钢结构建设中应该要注意哪些问题。
关键词:高层建筑;钢结构;问题分析中图分类号:tu972 文献标识码:a 文章编号:1671-3362(2013)04-0003-011钢结构设计中应该注意哪些问题随着高层建筑钢结构的迅速发展,结构理论和建造技术也不断得到提高,高层建筑钢结构形式也开始趋于多样化发展,其表现形式也是多种多样,但是也随之出现了很多在高层建筑钢结构设计方面的问题。
1.1钢结构的选型和布置高层建筑钢结构体系一般分为四类,通常情况下是根据其侧力不同来划分的。
在实际的工作中,钢结构的设计主要是概念设计,应该综合考虑建筑的条件、荷载能力、使用功能、制作安装、材料使用等影响因素,选择抗震或抗火性能良好的切实可行的结构体系。
还要通过钢材结构的优势、细节、力学关系的对比来实际考察。
另外,钢结构的布置要依据体系的特点以及具体使用情况和性质综合考虑。
通常情况下,既要保证钢结构的刚度,又要确保钢结构的受力分布均匀,还要最大限度减少建筑的扭转效应,保证各层的抗侧力强度。
在施工的时候,要满足建筑的各项使用功能和要求。
1.2构件的选择在钢结构设计中,设计人员要注意正确选用质量合格的钢材、连接材料和焊接材料。
钢结构所用的钢材应该具有抗拉强度、延展强度、伸长度、冷缩度和硫、碳等物质含量的合格证明。
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试论钢筋混凝土高层结构设计中应注意的问题
论文摘要:本文结合实际工作经验,对钢筋混凝土高层结构设计中应注意的一些问题进行了分析研究.
论文关键词:钢筋混凝土;地基与基础设计;概念设计;问题;中图分类号:tu37 文献标识码:a 文章编号:
随着高层建筑在我国的迅速发展,建筑高度不断增加,建筑类型与功能也愈来愈复杂,结构体系更加多样化,高层建筑结构设计也越来越成为结构工程师设计工作的重点和难点, 如何做好高层结
构设计,笔者认为应从以下几个方面考虑:
一、概念设计
结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。
选择对抗震有利的结构方案和布置,采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施,设计延性结构和延性结构构件,分析结构薄弱部位,并采取相应的措施,避免薄弱层过早破坏,防止局部破坏引起连锁效应,避免设计静定结构,采取二道防线措施等每个设计步骤中都贯穿了结构概念设计内容。
强调结构概念设计的重要性,是要求建筑师和结构师在建筑设计中应特别重视规范、规程中有关结构概念设计的各条规定,设计中不能陷入只凭计算的误区。
以下一些问题值得探讨:1.在结构体系上,应重视结构的选型和平、立面布置的规则性,择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。
结构应具有明确的计算简图和合理的传递地震力途径,结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。
2.一般工程都仅进行小震下的弹性设计,而用概念设计和构造措施保证“中震可修,大震不倒”,但没有验算和证实,那么建筑物是否真能做到“中震可修,大震不倒”,无人知晓。
对抗震设防烈度较高地区的特别重要建筑和超限建筑,审查专家往往会提出更具体的设计指标:(1)中震或大震不屈服设计;(2)中震或大震弹性设计;要求设计单位确保实现“三水准”的设计目标。
3.建筑物是应当有个性的,不应当千面一物。
基于性能的抗震设计理念的特点是,使抗震设计从宏观定性的目标向具体量化的多重目标过渡,允许按照业主的要求选择不同层次的抗震性能目标作为设计者的设计依据。
例如业主可以提出更高的抗震设防要求,按中(大)震不屈服设计或中(大)震弹性设计,保证重要的建筑物在大地震作用下不影响正常使用功能,而不仅仅是不坏不倒。
4.水平地震作用是双向的,结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用,应使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力;结构刚度选择时,虽可考虑场地特征,选择结构刚度以减少地震作用效应,但是也要注意控制结构变形的增大,过大的变形将会因p-δ效应过大而导致结构破坏;结构除需要满足水平方向刚度和抗震能力外,还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转震动的能力。
5.在一个独立的结构单元内,应避免应力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;减少地震作用下的扭转效应。
竖向体型尽量避免外挑,内收也不宜过多、过急,结构
刚度、承载力沿房屋高度方向不宜均匀、连续分布、避免造成结构的软弱或薄弱的部位。
应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载力。
根据具体情况,结构单元之间应遵守牢固连接或有效分离的方法。
高层建筑的结构单元应采取加强连接的方法。
二、结构选型问题
对于高层结构而言,在工程设计的结构选型阶段,结构工程师应该注意以下几点:
1、结构的规则性问题
新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。
”因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
2、结构的超高问题
在抗震规范与高规中,对结构的总高度都有严格的限制,尤其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,必须对结构的该项控制因素严格注意,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。
在实际工程设计中,出现过由于结构类型的变更而忽略该问题,导致施工图审查时未予
通过,必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况,对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。
3、嵌固端的设置问题
由于高层建筑一般都带有二层或二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,如:嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题,而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
4、短肢剪力墙的设置问题
在新规范中,对墙肢截面高厚比为5~8的墙定义为短肢剪力墙,且根据实验数据和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制,因此,在高层建筑设计中,结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙,以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。
三、地基与基础设计问题
地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面,不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行,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,在这一阶段,所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。
在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。
由于我国占地面积较广,地质条件相当复杂,作为国家标准,仅仅一本《地基基础设计规范》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,作为建立在国家标准之下的地方标准。
地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确,所以,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。
四、结构计算与分析问题
在结构计算与分析阶段,如何准确,高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理,是决定工程设计质量好坏的关键。
由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进,因此,结构工程师也应该相当地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。
1、结构整体计算的软件选择。
目前比较通用的计算软件有:satwe、tat、tbsa 或 etabs、sap 等,但是,由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异,因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。
所以,在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件,并从不同软件相差较大的计算结果中,判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的,哪个又是意义不大的,这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。
否则,如果选择了不合适的计算软件,不但会浪费大量
的时间和精力,而且有可能使结构有不安全的隐患存在。
2、是否需要地震力放大,考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。
振型数目是否足够。
在新规范中增加一个振型参与系数的概念,并明确提出了该参数的限值。
由于在旧规范设计中,并未提出振型参与系数的概念,或即使有该概念,该参数的限值也未必一定符合新规范的要求,因此,在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断,并决定是否要调整振型数目的取值。
多塔之间各地震周期的互相干扰,是否需要分开计算。
3、非结构构件的计算与设计。
在高层建筑中,往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。
对这部分内容,尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时,由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大,因此,必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。
五、总结
总之,钢筋混凝土高层结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程,任何在这过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。