高层住宅结构体系的选择
11层住宅两种结构体系(“短肢剪力墙结构”或“一般剪力墙结构”)经济性比较

项目11层住宅两种结构体系经济性比较摘要:11层的小高层住宅可做成“短肢剪力墙结构”或“一般剪力墙结构”。
两者在造价上的差别在于墙体及梁的用钢量和混凝土量:短肢墙结构混凝土用量较少但配筋率较高;一般剪力墙结构混凝土用量较多但配筋率低很多;梁的差别很小,一般剪力墙结构略省。
通过对XXX项目一栋11层住宅中两个户型的具体分析:对于一个标准层(建筑面积约200m2),一般剪力墙结构的钢筋用量比短肢墙结构省382kg,混凝土量多0.53 m3。
采用一般剪力墙结构较短肢墙结构每平米结构成本约少8.2元。
一、问题的提出我司XXX项目塔楼住宅的层数主要有11、18、24、33层4种,其中后三种因为层数较高,只能做成一般剪力墙结构。
11层住宅既可做成短肢剪力墙结构也可将部分短肢剪力墙适当加长从而做成一般剪力墙结构(短肢剪力墙的定义为墙长是墙厚的5-8倍,一般剪力墙的墙长大于墙厚的8倍。
结构中若一般剪力墙承受竖向荷载的比例大于整个结构竖向荷载的50%则为一般剪力墙结构,否则为短肢剪力墙结构)。
两种结构体系各结构构件在成本上差异的定性分析详下表。
表一:短肢剪力墙结构与一般剪力墙结构各结构构件经济性比较(定性)从表一并不能直接判断哪种结构更省,短肢剪力墙结构墙体配筋率高但混凝土量少,为定量分析,以XXX项目的一栋11层建筑为例,分别按两种结构体系进行结构设计,综合比较成本。
二、两种结构体系的算例及比较被比较的建筑标准层平面图如下:C3和C1。
两种体系具体的结构布置及成本分析见附件。
由图中可知,两种结构体系中仅Q1-Q5和KL01的尺寸或配筋存在差别,其他部分都一样。
将其差别分析列表如下:表二:短肢剪力墙结构与一般剪力墙结构经济性比较(定量)注:本表仅比较C3和C1户型在一层中的差别,建筑面积约200m2。
若钢筋造价按5000元/t,砼造价按500元/m3计算,一般剪力墙结构较短肢墙结构约省1645元,每平米约省8.2元。
高层建筑的常见结构体系

高层建筑的常见结构体系王轶杰11建筑2班2011331210224高层建筑常见结构体系有以下几种:纯框架体系、纯剪力墙体系、筒体体系、体系组合,其中体系组合又分以下几种:框支剪力墙体系、框架—剪力墙体系、框架—筒体体系、筒中筒体系、束筒体系。
纯框架体系:结构特点——整个结构的纵向和横向全部由框架单一构件组成的体系,框架既承担重力荷载,又承担水平荷载,在水平荷载作用下,该体系侧向刚度小、水平位移大。
适用范围——在高烈度地震区不宜采用,目前,主要用于10~12层左右的商场、办公楼等建筑。
实例分析:芝加哥百货公司大厦,采用的是框架结构,在平面布置上,通过合理的柱网分布,将平面布置灵活,而且提供了较大的内部空间,布置上受限制也就减少了。
纯剪力墙体系:结构特点——该体系中竖向承重结构全部由一系列横向和纵向的钢筋混凝土剪力墙所组成,剪力墙不仅承受重力荷载作用,而且还要承受风、地震等水平荷载的作用,该体系侧向刚度大、侧移小,属于刚性结构体系。
适用范围——理论上讲该体系可建造上百层的民用建筑,但从技术经济的角度来看,地震区的剪力墙体系一般控制在35层、总高110m为宜。
实例分析:广州白云宾馆,该建筑共33层,横向布置钢筋混凝土剪力墙,纵向走廊的两遍也为钢筋混凝土剪力墙,墙厚沿高度由下往上逐渐减小,混凝土强度等级也随高度而降低。
筒体体系:结构特点——由框架或剪力墙合成竖向井筒,并以各层楼板将井筒四壁相互连接起来,形成一个空间构件,可将受力构件集中,形成较大的室内空间。
适用范围——超高层建筑都用筒体结构。
实例分析:美洲银行中心,由密集立柱围合成的空腹式筒体,属于一个矩形内筒外框架,拥有筒体结构主要的特征,内部空间大,并且平面布局也能非常灵活。
体系组合中体系:框支剪力墙体系:结构特点——建筑上部采用剪力墙结构,下部分采用框架体系来满足建筑功能对空间使用的要求。
适用范围——适用于高层旅馆、高层综合楼实例分析:北京粮食公司高层商店住宅,在底层,则作为框支剪力墙,使标准层中间6道横向剪力墙不落地面做成框架,形成较大空间作为商店营业厅用。
高层建筑水平的结构体系

高层建筑水平的结构体系高层建筑水平的结构体系是实现建筑物高度和重量支撑的关键。
其结构体系的选择,将对建筑物的整体稳定性、安全性、经济性、美观性等方面产生深远的影响。
本文将对高层建筑水平的结构体系进行介绍、分析和比较,并试图为读者提供一些实用的参考信息。
一、高层建筑水平的结构体系的类型目前,高层建筑水平的结构体系可分为以下几类:1. 框架结构框架结构是一种广泛使用的高层建筑结构体系,其特点是建筑物的各个楼层之间通过框架体系连接在一起,形成一个整体。
框架结构可以分为钢框架结构和混凝土框架结构两种类型。
其中,钢框架结构具有结构重量轻、施工速度快、环保无污染等优点;但是,其价格较高,容易受到氧化、腐蚀等环境因素的影响。
而混凝土框架结构虽然价格相对较低,但其施工难度大、施工周期长等弊端也限制了其应用范围。
框架结构因其刚度大、抗震性好、适应性广等优点,在高层建筑中得到了广泛应用。
2. 核心筒结构核心筒结构是以厚实的筒形结构作为建筑物的主要支撑力量,通常由混凝土浇筑而成。
核心筒结构具有简洁、节省空间、抗震性好、供电等配套设施便捷等优点。
但核心筒结构也存在一些问题,如横向承载能力相对较弱、结构重量大、施工难度高等。
因此,核心筒结构通常需要与其他结构体系结合使用。
3. 桩基础结构桩基础结构是以大直径的深基础为支撑载体的一种结构体系。
在高层建筑中,长桩和大直径桩通常被采用。
桩基础结构能够有效对抗土体及地基的沉降、侧移和临界状态等问题,在工程中有着广泛的应用。
4. 悬索结构悬索结构是通过吊装龙门架、进行索网架等方法将建筑物吊起来的一种结构体系。
这种结构体系不仅耗费极大、施工困难且对建筑物的安全性、稳定性等问题有很高的要求,因此应用范围不太广泛,只在一些特殊工程中使用。
二、高层建筑水平的结构体系的选择原则在选择高层建筑水平的结构体系时,需要考虑以下一些因素:1. 建筑物的结构高度建筑物的结构高度对结构体系的选择具有决定性影响,一般来说,高层建筑水平的结构体系在结构高度较小的情况下可以采用框架结构、深基础、核心筒结构等单一结构体系;而在结构高度较高的情况下,则必须采用多重结构体系的组合方案,以确保建筑物的稳定性和安全性。
高层住宅结构体系的选择

高层住宅结构体系的选择随着城市化进程的加速,高层住宅在城市中越来越常见。
高层住宅的结构体系选择是一个至关重要的决策,它不仅关系到建筑物的安全性、稳定性和耐久性,还对建筑的造价、施工难度和使用功能产生深远影响。
高层住宅的结构体系主要包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
每种结构体系都有其独特的特点和适用范围,在选择时需要综合考虑多种因素。
框架结构是由梁和柱组成的框架来承受竖向和水平荷载。
这种结构体系的优点是建筑平面布置灵活,可以根据需要自由分隔空间,便于后期的改造和装修。
但其缺点也较为明显,由于框架节点应力集中显著,框架结构的侧向刚度较小,在水平荷载作用下,位移较大,抗震性能相对较弱。
因此,框架结构一般适用于层数较少、高度较低的高层住宅。
剪力墙结构则是利用建筑物的墙体来抵抗水平荷载和竖向荷载。
剪力墙的侧向刚度大,在水平荷载作用下,位移较小,抗震性能良好。
但其建筑平面布置不够灵活,空间受限,不利于后期的改造。
剪力墙结构常用于小开间的住宅建筑,能较好地满足居住的空间需求。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
它既有框架结构平面布置灵活的特点,又有剪力墙结构侧向刚度大、抗震性能好的优势。
在框架剪力墙结构中,框架主要承受竖向荷载,剪力墙主要承受水平荷载。
这种结构体系适用于层数较多、高度较高的高层住宅,能够在满足建筑功能需求的同时,保证结构的安全性和稳定性。
筒体结构又分为框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。
筒体结构的抗侧力性能非常好,能够承受较大的水平荷载。
但这种结构体系的施工难度较大,造价较高,一般用于超高层住宅或对建筑造型和使用功能有特殊要求的项目。
在选择高层住宅结构体系时,需要考虑的因素众多。
首先是建筑的高度和层数。
对于较低的高层住宅,框架结构或框架剪力墙结构可能是较为经济合理的选择;而对于较高的高层住宅,剪力墙结构或筒体结构则更能保证结构的安全性和稳定性。
其次是建筑的使用功能。
高层建筑结构体系

高层建筑结构体系一,框架结构体系与多层框架结构体系相似,高层建筑中框架结构体系也由,横向框架所组成,形成空间框架结构体系,以承受竖向荷载和水平力的作用。
优点:框架结构具有布置灵活,造型活泼等优点,容易满足建筑使用功能的要求,如会议厅,餐厅等。
框架结构可以具有较好的延性和抗震性能。
缺点:但框架结构构件断面尺寸较小,结构的抗侧刚度较小,水平位移大,在地震作用下容易由于大变形而引起非结构构件的损坏,因此其建设高度受到限制,一般在非地震区不宜超过60m,在地震区不宜超过50m。
二,剪力墙结构体系剪力墙结构是利用建筑物的外墙和永久性内墙的位置布置钢筋混凝土承重墙的结构,剪力墙既能承受竖向荷载,又能承受水平力。
一般来说,剪力墙的宽度和高度与整个房屋的宽度和高度相同,宽大十几米或更大,高达几十米以上。
而它的厚度侧很薄,一般为160——300mm,较厚的可达500mm。
剪力墙结构常被用于高层住宅和旅馆建筑中,因为这类建筑物的隔墙位置较为固定。
三,框架剪力墙结构框架剪力墙结构体系是由于框架和剪力墙共同作为承重结构的受力体系。
它克服了框架结构抗侧力刚度小的缺点,弥补了剪力墙结构开间过小的缺点,即可使建筑平面灵活布置,又能对常见的30层以下的高度建筑提供足够的抗侧刚度。
因而在实际工程中被广泛应用。
四,筒体结构筒体结构体系包括框筒结构,筒中筒结构,框架核心筒结构,多重筒结构和束筒结构等。
1,框筒结构框筒结构是由周边密集柱和高跨比很大的窗裙梁所组成的空腹筒结构。
为保证翼缘框架在抵抗侧向荷载中的作用。
以充分发挥筒的空间工作性能,一般要求墙面上窗洞面积不宜大于墙面总面积的50%,周边柱轴线间距为2.0——3.0m,不宜大于4.5m,窗裙梁截面高度一般为0.6——1.2m,截面宽度为0.3——0.5m,整个结构的高宽比宜大于3,结构平面的长宽比不宜大于2。
为减少楼盖结构的内力和绕度,中间往往要布置一些柱子,以承受楼面竖向荷载,如图2,筒中筒结构在高层建筑中,往往有一定数量的电梯间或楼梯间,及设备井道,这时可把电梯间,楼梯间及设备井道的墙布置成钢筋混凝土墙,它既可以承受竖向荷载,又可承受水平力作用。
简述适应高层住宅的建筑结构体系

简述适应高层住宅的建筑结构体系适应高层住宅的建筑结构体系是指在设计和建造高层住宅时,采用合理的建筑结构体系,以确保建筑物的稳定性、安全性和舒适性。
下面将简要介绍适应高层住宅的建筑结构体系,并进一步探讨相关的设计原则和技术。
1. 钢筋混凝土框架结构体系钢筋混凝土框架结构是目前应用最广泛的高层住宅建筑结构体系。
它采用钢筋混凝土框架作为主体结构,横向和纵向承载力主要由框架系统提供。
框架结构的主要特点是刚性和稳定性好,能够承受来自风力和地震等外部荷载的作用。
2. 钢结构体系钢结构体系适用于高层住宅建筑中需要大跨度、大空间的结构设计。
钢结构具有重量轻、强度高、施工速度快等优点,能够在较短的时间内完成建筑施工,同时能够满足建筑物对于抗震和防火性能的要求。
3. 预应力混凝土结构体系预应力混凝土结构体系通过在混凝土构件中引入预应力钢筋,使结构在受力时产生预应力,从而提高结构的承载能力和刚度。
这种结构体系可以降低建筑物的自重,减小地震和风力荷载对建筑物的影响,同时可以增加建筑物的抗震性能。
在高层住宅建筑设计中,还需要考虑以下几个设计原则和技术:1. 结构安全性:高层住宅建筑要能够在风力和地震等自然灾害的作用下保持结构的稳定性和完整性,因此在设计过程中需要进行详细的结构力学分析和抗震设计。
2. 空间利用效率:高层住宅的用地面积有限,因此需要通过合理的结构布局和设计手法来最大限度地提高空间利用率,满足居住者的居住需求。
3. 施工效率:高层住宅建筑的施工周期长,因此需要采用先进的施工技术和装备,以提高施工效率和质量。
4. 节能和环保:高层住宅建筑应注重节能和环保设计,采用高效的隔热材料和节能设备,减少能源消耗和碳排放。
综上所述,适应高层住宅的建筑结构体系需要根据不同的需求和条件选择合适的结构类型,并在设计和施工过程中注重安全性、空间利用效率、施工效率以及节能和环保等方面的考虑。
高层住宅有哪些结构体系?

高层住宅有哪些结构体系?随着城市的不断发展,高层住宅如雨后春笋般拔地而起。
这些高耸的建筑不仅为人们提供了居住空间,还成为了城市天际线的重要组成部分。
而高层住宅的稳固与安全,离不开其背后的结构体系。
那么,高层住宅究竟有哪些结构体系呢?首先,我们来了解一下剪力墙结构。
剪力墙结构是高层住宅中较为常见的一种结构形式。
在这种结构中,钢筋混凝土的墙体承担了大部分的水平和竖向荷载。
这些墙体就像一道道坚固的屏障,有效地抵抗了风荷载和地震作用。
剪力墙结构的优点是整体性好,侧向刚度大,水平位移小,房间内没有凸出的梁柱,空间利用较为充分。
然而,剪力墙结构的布置相对不够灵活,建筑的开间和进深受到一定限制。
框架剪力墙结构则是结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
在这种结构体系中,框架和剪力墙协同工作,共同承担水平和竖向荷载。
框架主要承担竖向荷载,而剪力墙则主要承担水平荷载。
这样的组合使得结构的灵活性有所提高,同时又能保证良好的抗震性能。
框架剪力墙结构在建筑平面布置上相对灵活,可以满足不同户型的需求,适用于有较多大空间要求的住宅建筑。
接下来是筒体结构。
筒体结构包括框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。
框筒结构是由周边密集的柱和高跨比很大的窗裙梁组成的空腹筒;筒中筒结构是由内筒和外筒组成,内筒通常是由剪力墙围成的实筒,外筒则是由密排柱和窗裙梁组成的框筒;束筒结构则是由若干个筒体组合在一起形成的。
筒体结构具有很好的空间工作性能,抗侧刚度和承载能力都很强,适用于超高层建筑。
但由于其施工难度较大,成本较高,在一般的高层住宅中应用相对较少。
钢结构也是高层住宅结构体系中的一种选择。
钢结构具有强度高、重量轻、施工速度快等优点。
钢结构的构件可以在工厂预制,然后在现场进行拼装,大大缩短了施工周期。
同时,钢结构的延性较好,在地震作用下能够吸收较多的能量,具有良好的抗震性能。
不过,钢结构的防火和防腐性能要求较高,需要采取相应的防护措施,这也增加了其建设成本。
浅谈高层建筑结构选型及设计

浅谈高层建筑结构选型及设计摘要:随着国民经济的快速发展。
人民生活水平的不断提高。
功能俱全的高层建筑越来越多,而建筑师为了建筑立面美观和艺术上创新,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。
本文针对日益复杂的高层建筑结构设计和选型问题进行了分析。
关键词:高层建筑;结构选型;结构设计abstract: with the rapid development of national economy. the improvement of people’s life. functioning of thehigh-rise building is more and more, and the architect for the building elevation beautiful and artistic innovation, often made of building plane shapes and stereo space complex shape irregular, building size becoming more diverse. this article in view of the increasingly complex high-rise building structural design and selection problems are analyzed.keywords: high building; the structural type; structure design中图分类号:[tu208.3]文献标识码:a 文章编号: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。
高层建筑结构与选型

框架结构的特点
(1)框架结构的承重结构和围护、分隔构件完全分开,墙
(2)框架结构平面布置灵活,能够满足生产工艺和使用功
(3)框架结构采用的材料是型钢和钢筋混凝土,有很好的 抗压和抗弯能力,由于梁、柱刚接,抗侧移和抗振动能力 强,抗震性、整体性和延通性较好。
框架柱网布置简单、规则、整齐,对结构是非常有利的,经济效果也
好。但有些建筑平面采用周边复杂的形式来表示建筑艺术的效果,这就出
现了在复杂的建筑平面形式上力求简单的柱网布置的协调问题。
2、 纯剪力墙体系 普通剪力墙结构是全部由剪力墙组成的结构体系,其墙体
的布置实际上等于将砌体结构的块体承重墙换成现浇的钢筋混
第二节 高层建筑结构与选型
一、结构型式按材料区分
(一)砌体结构:加筋砌体结构
(二)钢筋混凝土结构:整体性好、刚度大、变形小;阻尼 比高、舒适性佳;耐腐蚀、耐火、维护方便、造价低。但 截面大、自重大。
(三)钢结构:强度大、韧性大、易加工;断面小、自重轻、 抗震性好;可在工厂加工、缩短工期、施工方便;但用钢 量大、造价高;耐火性差。
框架结构体系 (a)横向框架体系;(b)纵向框架体系
• 框架结构体系
优点:布置灵活; 缺点:侧向刚度较小。
4000 5800 6200 5800 4000
北京长富宫中心 26层,90.85m, 89年建成。
4000 8000
8000
8000
8000
8000 4000
框架结构的平面布置方式
(1
工业建筑的柱网布置可分为内廊式和跨度组合式两种, 内廊式柱网的常用尺寸:柱距为6.0m,跨度一般采用6.0m、 6.6m和6.9m,走廊宽一般为2.4m、2.7m和3.0m。跨度组合 式柱网的常用尺寸:柱网采用6.0m,跨度采用6.0m、7.5m、 9.0m和12m。层高一般为3.6m、3.9m、4.5m、4.8m和 5.4m。
高层住宅结构设计

高层住宅结构设计随着城市化进程的加速,高层住宅在城市中如雨后春笋般涌现。
高层住宅的结构设计不仅关系到建筑物的安全性和稳定性,还影响着居住的舒适性和经济性。
本文将对高层住宅结构设计的相关内容进行探讨。
一、高层住宅结构设计的特点高层住宅由于其高度较高,竖向荷载和水平荷载都较大。
竖向荷载包括自重、活荷载等,水平荷载主要有风荷载和地震作用。
在设计时,需要充分考虑这些荷载的影响,确保结构具有足够的承载能力和抗侧移能力。
此外,高层住宅的结构体系较为复杂,常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等。
不同的结构体系在受力性能、建筑布局适应性、工程造价等方面各有优劣,需要根据具体项目的要求进行合理选择。
二、高层住宅结构设计的基本要求1、安全性安全性是高层住宅结构设计的首要原则。
结构应能够承受在正常使用期间可能出现的各种荷载,并在遇到极端情况(如强烈地震、大风等)时保持稳定,不发生倒塌或严重破坏,以保障居民的生命财产安全。
2、适用性高层住宅应满足居民在使用过程中的各种需求,如空间布局合理、采光通风良好、隔音隔热效果好等。
同时,结构的变形应控制在规范允许的范围内,避免出现过大的裂缝和不均匀沉降,影响建筑物的正常使用。
3、耐久性结构应具有足够的耐久性,能够在设计使用年限内保持其性能。
这需要合理选择结构材料,采取有效的防护措施,防止钢筋锈蚀、混凝土碳化等问题的发生。
三、高层住宅结构体系的选择1、框架结构框架结构由梁和柱组成框架共同抵抗水平和竖向荷载。
其优点是建筑平面布置灵活,可提供较大的室内空间;缺点是侧向刚度较小,在水平荷载作用下侧移较大,适用于层数较少的高层住宅。
2、剪力墙结构剪力墙结构通过钢筋混凝土墙体承受水平和竖向荷载。
其优点是侧向刚度大,侧移小,抗震性能好;缺点是建筑平面布置受到一定限制。
适用于对侧向刚度要求较高的高层住宅。
3、框架剪力墙结构框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,通过框架和剪力墙共同抵抗水平和竖向荷载。
高层建筑的四大结构体系

高层建筑的四大结构体系目前国内高层建筑的四大结构体系:框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。
一、框架结构体系:框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。
由梁、柱、基础构成平面框架,它是主要承重结构,各平面框架再由连系梁连系起来,即形成一个空间结构体系,它是高层建筑中常用的结构形式之一。
一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中,由梁和柱通过节点构成承载结构,框架形成可灵活布置的建筑空间,使用较方便。
钢筋混凝土框架按施工方法的不同。
又可分为:①梁、板、柱全部现场浇筑的全现浇框架;②楼板预制,梁、柱现场浇筑的部分现浇框架;③梁、板预制,柱现场浇筑的半装配式框架;④梁、板、柱全部预制的全装配式框架。
优点:建筑平面布置灵活,能获得大空间,建筑立面也容易处理,结构自重轻,计算理论也比较成熟,在一定高度范围内造价较低。
缺点:框架结构本身柔性较大,抗侧力能力较差,在风荷载作用下会产生较大的水平位移,在地震荷载作用下,非结构构件破坏比较严重。
适用范围:框架结构的合理层数一般是6到15层,最经济的层数是10层左右。
由于框架结构能提供较大的建筑空间,平面布置灵活,可适合多种工艺与使用的要求,已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。
二、剪力墙结构体系在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度,在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”,剪力墙的主要作用在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度,墙体同时也作为维护及房间分隔构件。
优点:由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载,剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置,它刚度大,空间整体性好,用钢量省。
历史地震中,剪力墙结构表现了良好的抗震性能,震害较少发生,而且程度也较轻微,在住宅和旅馆客房中采用剪力墙结构可以较好地适应墙体较多、房间面积不太大的特点,而且可以使房间不露梁柱,整齐美观。
缺点:剪力墙结构墙体较多,不容易布置面积较大的房间,为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求,以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求,可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架,形成框支剪力墙结构。
简述高层建筑结构体系

简述高层建筑结构体系摘要:随着新时代的到来,高层建筑已经成为当代建筑领域不可或缺的一部分。
众所周知,随着建筑物的增高,我们的施工难度也在成比例的上升。
我们需要考虑的因素也就随之增多。
在高层建筑中,我们不仅仅需要维持结构的稳定性,而且我们需要考虑更多的不确定因素,像风荷载,地震作用,以及他的竖向交通等等。
当存在高层建筑群的时候,在旁边新建的高层或者普通建筑物就需要考虑土方工程对其建筑群结构的影响。
那么,在这样复杂的条件下,怎样的结构体系才符合实际的需求。
关键词:高层结构;高层结构的抗震设计;结构设计.引言:在现在的生活中,高层建筑羽超高层建筑的发展正日益兴旺,相比较下,与传统结构不大相同的,高层建筑与超高层建筑在结构上是有着明显的差别。
例如:普通的砖混结构与高层建筑结构的差别,不仅仅表现在设计上,更重要的是其结构的差别。
因为考虑因素的增加,因此结构的复杂性也随之增长。
由于人们的居住需求与审美的改变,这就使得高层建筑变得更加复杂化。
1高层建筑结构高层建筑结构受力特点最主要是在两个部分,第一个就是高层建筑自己本身受重力影响而产生的对于建筑基础的负荷,另一部分就是来自于建筑物外部所施加的作用力,其中,这些作用力主要是水平方向,例如地震力、风力等等。
高层建筑结构体系主要是包括四大结构,不同类型的框架结构,有着不同的架构形式,因而导致其优缺点各有不同。
(一)框架结构。
框架结构的主要受力部分是建筑的支柱和梁,结构基础是用来承受整体受力的,三个结合起来构成了高层建筑的承重结构,楼板则是用于力的传递。
其主要特点是建筑内部的空间是比较大的,建筑的立面处理是相对容易的,楼板的平面布置也是灵活方便的,受力特点主要是在侧向刚度比较小,但是如果建筑的层数比较多,在受到水平方向的负荷时候侧移量比较大,很不利于建筑的稳定性,因此,框架结构有其相对的局限性。
(二)剪刀结构。
剪刀结构的特点是整个建筑所受到的所有力,包括自己本身的承重和外部水平方向或是垂直方向的载荷,全部是有建筑墙体所承重的承受的,因此,剪刀结构在力的传导方面来说直接、均匀,不会产生什么冲突。
简述高层住宅结构方案比选

简述高层住宅结构方案比选一、剪力墙结构方案剪力墙结构体系是由钢筋混凝土墙体互相连接构成的承重墙结构体系,用以承受竖向荷载,抵抗水平荷载,同时亦兼作建筑物的围护和内部空间的分隔构件,其主要优点:集承重、抗风、抗震、围护与分隔于一体,经济合理地利用了结构材料,结构整体性强、抗侧刚度大,侧向变形小,在承载力方面的要求易于满足,适于建造较高的建筑;抗震性能好,具有承受强烈地震而不倒的良好性能;用钢量省;相比于框架结构,施工相对简便快速。
其主要缺点:墙体较密,使建筑平面布置和空间利用受到限制,很难满足大空间建筑功能的要求;结构自重大,并且抗侧刚度也较大,从而自振周期较短,导致须承受较大的地震作用。
剪力墙墙肢截面尺寸及构件材料强度估算:1.矩形截面独立墙肢的截面高度hw宜不小于截面厚度bw的5倍。
2.剪力墙的混凝土强度等级宜≥C25。
根据本项目建筑布置特点及工程实践经验,按上述要求布置墙体。
其底层可能是其他用途的场所,层高为4.5m,二层及以上各层层高均为3m。
墙身厚度在底层采用300mm,二层及以上均为200mm。
在平面角部需要开口的部位,加设端柱予以加强处理。
二、短肢剪力墙结构方案1.短肢剪力墙结构的定义短肢剪力墙是指截面厚度不大于300rTim、各肢截面高度与厚度至比的最大值大于4但小于8的剪力墙。
在规定的水平地震作用下,把短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不小于结构底部总地震倾覆力矩的30%的剪力墙结构定义为具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构,也就是短肢剪力墙结构。
2.短肢剪力墙结构的一般规定2.1抗震设计时,高层建筑结构不应采全部短肢剪力墙的剪力墙结构;B级高度高层建筑以及抗震设防烈度为9度的A级高度高层建筑,不宜布置短肢剪力墙,不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。
2.2当采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构时,应符合下列规定:在规定的水平地震作用下,短肢剪力墙承担的底部倾覆力矩不宜大于结构底部总地震倾覆力矩的50%;房屋适用高度应比《高层建筑混凝土结构技术规程》规定的剪力墙结构的最大适用高度适当降低,7度、8度(0.2g)、8度(0.3g)时分别不应大于100m、80m、和60m。
各类高层建筑结构体系的适用范围

各类高层建筑结构体系的适用范围随着城市化进程的不断推进和人们生活水平的提高,高层建筑越来越多地出现在我们的城市中。
高层建筑的结构体系是其基础,对于高层建筑的安全性和稳定性起着至关重要的作用。
本文将介绍各类高层建筑结构体系的适用范围。
一、框架结构框架结构是一种常见的高层建筑结构体系,它由柱、梁和框架组成。
框架结构的适用范围很广,可以适用于高层住宅、办公楼、商业综合体等多种建筑类型。
框架结构的优点是结构稳定性好、刚度大、施工方便、适应性强等。
但是,框架结构的缺点是容易产生振动和变形,需要采取一定的措施来加强其抗震性能。
二、筒体结构筒体结构是一种以筒体为主体的高层建筑结构体系,它的特点是结构简单、稳定性好、抗震性能强。
筒体结构适用于高层住宅、酒店、办公楼等建筑类型。
筒体结构的优点是施工方便、空间利用率高、造价低等。
但是,筒体结构的缺点是空间布局不够灵活,不能满足多样化的使用需求。
三、框剪结构框剪结构是一种结合了框架结构和剪力墙结构的高层建筑结构体系。
框剪结构的适用范围很广,可以适用于高层住宅、办公楼、商业综合体等多种建筑类型。
框剪结构的优点是结构稳定性好、抗震性能强、空间利用率高等。
但是,框剪结构的缺点是施工难度大、建造成本高等。
四、框架-筒体结构框架-筒体结构是一种结合了框架结构和筒体结构的高层建筑结构体系。
它的特点是结构稳定性好、抗震性能强、空间利用率高、造价低等。
框架-筒体结构适用于高层住宅、商业综合体等建筑类型。
但是,框架-筒体结构的缺点是施工难度大、建造成本高等。
五、钢筋混凝土核心筒结构钢筋混凝土核心筒结构是一种以核心筒为主体的高层建筑结构体系。
它的特点是结构稳定性好、抗震性能强、空间利用率高、施工方便等。
钢筋混凝土核心筒结构适用于高层住宅、商业综合体等建筑类型。
但是,钢筋混凝土核心筒结构的缺点是建造成本高、空间布局不够灵活等。
综上所述,各类高层建筑结构体系都有其适用范围,需要根据建筑类型、使用需求、地理环境等因素进行选择。
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。
高层建筑的结构体系

优点:材料来源丰富,造价低,混凝土 的可塑性强,易于建造各类形式的构件或房 屋;混凝土材料强度虽然较低于钢材,但混 凝土构件的截面大、刚度大,有利于抵抗结 构的侧向位移。
缺点:钢筋混凝土结构的施工工期长, 结构自重大、承载力低,建造高度受到限制。
•
3、钢—钢筋混凝土组合结构
这种结构吸收了钢结构和混凝土结构两种结 构的优点,克服两种结构的缺点,根据工程需要, 进行不同方式组合,取得了经济合理、技术性能
筒体结构;筒中筒结构;框架-筒结构; 多筒结构
(5)巨型结构体系
2.2 结构布置原则 一、 建筑体形和结构总体布置
高层建筑结构设计,除了要根据建筑高度、 抗震设防烈度等合理选择结构材料、抗侧力结构 体系外,还要特别重视建筑体形和结构总体布置
建筑体形:由建筑平面和立面的空间构成 结构总体布置:结构构件的平面布置和竖 向布置 建筑体形和结构总体布置对结构的抗震性能 有决定性的作用。
钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比
《高规3.3.1》A级、B级高度合并
结构体系
非抗震设 计
抗震设防烈度 6度、7度 8度
9度
框架
5
4
3
--
板柱-剪 力墙
6
5
4
--
框架-剪
力墙、剪
7
6
5
4
力墙
框架-核 心筒
8
7
6
4
筒中筒
8
8
7
5
若结构高宽比大,则倾覆力矩也大。 因此,设计者在初步设计阶段根据结构高 度和结构体系确定比较合理而经济的平面 尺寸,宏观控制结构的刚度、稳定性、承 载力。
1、结构的总体布置内容 结构总体布置的主要内容有: (1)正确进行场地选择; (2)选择合理的建筑体形; (3)选择合理的结构体系; (4)合理进行结构构件的平面布置和竖向布 置(包括柱网、墙、楼盖的布置); (5)合理选择基础形式; (6)妥善设置变形缝。
试论高层住宅结构体系优化设计

( 二)住宅发展趋势 住宅发展趋势有以下几个方面 :1 、结构体系 自重的 轻型化。结构体系 中越 来越重视采用轻质高强材料以减 轻结构 自重。2 、结构体系的巨型化 。建筑高度的不断提 高和建筑使用功能上对特大空间的要求,促使 巨型结构
多层建筑一样 ,当结构 出现一定的塑性铰以后 ,整个结 构变为机构 ,丧失承载能力。例如框架结构中 ,塑性铰 应先 出现在框架梁端 ,而不是 出现在柱端 ;抗震墙结构 和框架抗震墙结构 中,塑性铰应先 出现在连梁两端而不 是出现在剪力墙或者框架柱端。 ( )设置 多道设防体 系。 目前 ,世界 工程 抗震的 六
这种功能的综合化 , 结构选型往往是根据各部分建筑功 能要求选择各 自适宜的结构体系及合理的柱 网尺寸,然 后通过转换层的特殊处理将它们联 系,组合在同一栋高
层建筑中。 二、高层住宅建筑结构体系整体优化设计 ( )增加抗弯结构体系的有效宽度 ,以调整结构的 一 抗侧 刚度 。这样做 ,是非常直接的,也是非常有效 的。 增加宽度可以直接 增大抵抗力臂 ,从而减小抗倾覆力。 从材料 力学的基本知识可以知道 ,同样面积 、抗倾覆 力 同结构宽度的关系不同形状 ,可以获得不 同的其几何特 征。例如 :相等面积的条件下 ,工字形截面的截面惯性 矩要大于矩形截面 ,而矩形截面又要大于 圆形截面。根 据这个原理 ,不难理解加大宽度以后 ,整个结构的抗侧 刚度得到很大提高。在其他条件不变的前提下 ,侧移将 按宽度增加的三次方的比例减小。当然 ,必须考虑 “ 剪 力滞后 ”的不利影响,结构体系中竖向构件的水平连接 应具有足够的刚性 ,才能真正达到上述效果。 ( 二)设计结构分体系时 ,应使其构件以最有效的方 式相互作用 。例如 ,采用具有有效受力状态的弦杆和斜
一
.
- 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)。
高层住宅结构体系的选择- 结构理论
论文导读:随着房地产市场由粗犷型向集约型方向的发展,业主对工程造价的重视程度大为提高,甚至超越了建筑专业功能、外观等苛刻要求。
工程设计造价的高低成为承接工程设计的先决条件,因此根据建筑功能选择结构受力特性良好、经济性能优越的结构体系方案,成为结构设计人员必须面对的课题。
所谓小高层住宅,通常是指十一层加跃层(2006住宅设计规范规定十一层)以下的高层住宅。
关键词:高层住宅,结构体系,工程造价
1.问题产生
随着房地产市场由粗犷型向集约型方向的发展,业主对工程造价的重视程度大为提高,甚至超越了建筑专业功能、外观等苛刻要求。
论文格式。
工程设计造价的高低成为承接工程设计的先决条件,因此根据建筑功能选择结构受力特性良好、经济性能优越的结构体系方案,成为结构设计人员必须面对的课题。
所谓小高层住宅,通常是指十一层加跃层(2006住宅设计规范规定十一层)以下的高层住宅。
对结构设计来说有如下可行的结构体系方案:剪力墙结构、框架剪力墙结构、短肢剪力墙结构、异型柱框架剪力墙结构。
本文结合实际工程,对以上四种结构形式的受力分析,经济造价进行综合比较,为类似工程的设计,提供了值得借鉴的有益经验。
以某位于沿海地区大型城市,地下一层、地上11层小高层住宅为例,高度35米,设计风荷载按C类地面粗糙度,基本风压0.5KN/m2
设计,抗震设防烈度为七度第一组,设计基本地震加速度值0.1g,建筑抗震类别为乙类,结构安全等级为二级, 建筑场地土类别为II类,设计使用年限为50年。
2.各结构体系受力性能
2.1 剪力墙结构:
剪力墙结构通常是指布置的墙体其剪力墙肢肢长和肢厚比大于8的结构,特点是整体性能好,侧向刚度大,水平力下侧向位移小,并且由于没有梁柱等外露与凸出,便于房间布置。
是一种传统、成熟、受力性能良好的结构形式,其缺点是结构墙体相对多、刚度和自重较大,一段时间以来应用减少。
随着2002新规范的应用,该结构又显示出无穷的生命力。
现在小高层住宅剪力墙结构,不再是以往大面积的墙体布置,而是紧扣规范条文,适当控制墙肢肢长和肢厚比的限值,使之稍微大于8,从而减少结构刚度和地震力,避开高规对短肢剪力墙结构近乎苛刻的限值,达到减少造价的目的。
2.2 框架剪力墙结构:
是指由普通框架柱和一般剪力墙共同组成的一种结构形式,由框架和剪力墙共同承担竖向和水平荷载,它结合框架和剪力墙受力的优点,又能获得较大空间房屋,但是由于现在建筑平面布置的灵活性,框架布置非常复杂,很难形成规则的受力体系,并且随着房间布局的变化,容易产生柱楞和凸出的大梁,影响外观和使用功能,同时由于多次受力转换,降低梁板受力性能,增加了结构造价。
论文格式。
因此除特别规则住宅建筑采用外,目前小高层住宅设计中较少采用。
2.3 短肢剪力墙结构:
短肢剪力墙结构是十多年前由南方沿海发展开来的一种结构形式,为避免剪力墙结构刚度太大的缺点,适当减少墙体长度,使剪力墙墙体肢长和肢厚比取5~8倍。
在设计之初,由于没有明确国家规范,设计理论、计算方法和构造措施均参照剪力墙结构设计进行,因此设计随意性较大,不够科学严谨。
在2002年新修订的高层建筑混凝土结构规程(JGJ3-2002)才明确了具体设计方法。
由于该结构在地震区经验不多,为安全起见,对这种结构设计的最大适用高度、使用范围、抗震等级、一般剪力墙承受的地震倾覆力矩、墙肢厚度、轴压比、截面剪力设计值、纵向钢筋配筋率都作了非常严格规定。
尤其是高规7.1.2.2规定:抗震设计时,筒体和一般剪力墙承担的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%;高规7.1.2.3规定:短肢剪力墙的抗震等级比一般剪力墙提高一级采用;高规7.1.2.4规定:短肢剪力墙轴压比提高0.1到0.2;高规7.1.2.5规定:短肢剪力墙根据抗震等级不同,剪力设计值乘以1.4和1.2增大系数;高规7.1.2.6规定:短肢剪力墙全部纵向钢筋配筋率对底部加强区不宜小于1.2%,其它部位不宜小于1.0%;高规7.1.2.7规定:墙肢厚度不应小于200。
一系列规范条文的限制,使结构造价直线提高,因此此类结构形式在小高层住宅中的运用迅速减少。
论文格式。
2.4 异型柱框架剪力墙结构:
异型柱框架剪力墙结构,是由天津市异型柱规程(DB29-16-98)和广东省异型柱规程(DBJ/T15-15-95)等地方规程发展起来的新型结构
形式,墙体肢高和肢厚比不大于4,柱肢受力特性复杂,由于该结构形式抗震性能存在很多争议,过去由于一直没有得到国家规程承认,在很多地方因需通过超限审查而受到限值。
经过近几年不懈试验研究,终于通过国家抗震规范审查,今年八月一日正是以国家规程(JGJ149-2006)的形式生效,从而使结构设计人员有了可靠权威的设计依据。
对这种结构形式,规程对其最大适用高度、使用范围、抗震等级、一般剪力墙承受的地震倾覆力矩、墙肢厚度、轴压比、截面剪力设计值、纵向钢筋配筋率、体积配箍率等也都作了严格规定。
同时由于结构断面较小,规范5.3.1强制条文规定应进行梁柱核心区受剪承载力计算。
该结构是发展了框架剪力墙结构,同时避免了框剪结构适用性不好的缺点,受到业主和用户欢迎,但是必须明确,由于异型柱断面很小,梁柱节点核心区钢筋密集,施工振捣困难,从而使之力学性能和抗震性能受到削弱,需仔细进行核心区计算。
这种结构形式是我国目前迎合中国经济还不是很富裕、渴望减少土建造价的国情的独创,随着综合国力的提高,其发展前景必然会受到一定限制。
排除受力因素,异型柱框架剪力墙结构是最为经济的方案,剪力墙结构次之,短肢剪力墙结构造价相对最高。
分析原因,对小高层结构,无论采用何种结构形式,其梁板配筋差别不大,而对框架柱、剪力墙通常为构造配筋,因此,规范对构造钢筋的最小配筋率规定,成为影响工程造价的最主要原因。
对剪力墙结构,抗震等级为三级,其构造边缘构件纵向钢筋最小配筋率在底部加强区和非加强区分别为0.5%和0.4%,墙体最小配筋率为0.25%。
而对于短肢剪力墙结构,如上所述,
其抗震等级提高至二级,同时全部纵向钢筋配筋率对底部加强区不宜小于1.2%,其它部位不宜小于1.0%,因此扣除梁板和墙体因素,仅单位长度墙体构造配筋,剪力墙结构和短肢剪力墙结构相差一倍以上。
而对于异型柱框架剪力墙结构,柱配筋一般在 1.2%左右,但由于异型柱柱肢断面较小,因而获得较好经济性能。
3.总结
结构方案的选择是结合业主意见、当地抗震设防烈度、受力特性、工程造价、使用功能、审查机构的认识等诸多因素决定。
应该说,剪力墙结构由于其良好的性价比受到设计人员的认可,但是在目前经济条件下,含钢率、造价往往成为业主衡量设计优劣的重要指标。
作为设计人员,其结构体系的选择也往往陷于被动。
但掌握小高层住宅各种结构体系的受力性能、工程造价比较,对提高设计人员主动选择、汇报方案的能力是非常必要的。
【参考文献】
[1]混凝土异型柱结构技术规程.JGJ149-2006
[2]高层建筑混凝土结构技术规范.GJG3-2002.。