超高层住宅建筑结构设计分析
超高层建筑结构设计及技术措施讨论

二、超高层建筑的结构设计特点
超高层 的结构体系 选择与低层 、多层 的 建筑相 比,超高层建筑 的结构 设计 显得十分 重要 。不 同的建筑 结构体系选 择可 以对建筑 的楼层数 目、平 面布置 、施 工技术要求 、各 种管道 的布置及 投资多少等产 生最为直接 的
影响 。
等级提 高一级 。钢 管混凝土柱有着 卓越 的承 载 能力 和变形 能力 ,但其防腐和 防火材料不 仅 造价较高还 有时效性 ,需考虑今后 的维修 保 养,钢管混凝 土叠合柱及 钢管混凝土 组合 柱 可弥补这方 面的缺 陷。核 心筒剪力墙 四角 附加型钢暗柱 ,以解 决由于首层层高较 大 , 使得剪力墙 端部应力集 中的 问题 ,并提 高剪
力 墙 的 承 载 能 力 和抗 变 形 能力 。
六、核心筒外墙的连粱设计
核心筒 外墙 的连粱 纵筋计算超 筋是非 常 普 遍 的情 况 。《 高 规 》 规 定 ,跨 高 比 小 于 5时 按连梁考虑 ,连梁属于深弯粱和深粱的范畴, 其 正 截 面 承 载 力计 算 时 , 已不 符 合 平 截 面 假 定,不能按杆系考虑 。《 高规》对连梁设计的 具体要求 是 “ 强墙弱梁 ”和 “ 强剪弱弯 ” ,但 实 际 施 工 中 还 要 取 决 于 设 计 者 的 理 解 和 经 验 。工程 核心筒外墙 的连梁按 《 高规》要求 进行设计 ,除连梁均配 置了交叉暗撑 外 ,对 非底部加 强部位剪力墙 的边缘构件 也进行 了 加强 处理 ,以满足 “ 多道抗震 防线 ’和 “ 强 墙 弱 梁 ” 的要 求 。
理。
在 我 国 , 民用 建 筑 按 地 上 层 数 或 高度 分 类划分应符合下列规 定: 1住宅建筑 按层数分 类:一层 至三层为 低层住宅 ,四层至六层 为多层住宅 ,七层至 九 层 为 中 高 层 住 宅 , 十 层 及 十 层 以 上 为 高 层 住宅 ; 2 除住宅建筑 之外的 民用 建筑 高度不 大 于2 4 m者 为单层和多层建筑 ,大于 2 4 m 者为 高层建筑( 不包括建筑 高度大于 2 4 m的单层公
2024年超高层住宅建筑结构设计经验总结

2024年超高层住宅建筑结构设计经验总结随着城市化的进程和人口的不断增加,超高层住宅建筑在当今社会中越来越常见。
这些高层建筑不仅为人们提供了宜居的居住环境,还成为了城市的地标和风景线。
然而,超高层建筑的结构设计面临着更高的要求和挑战。
在过去的几年里,我参与了多个超高层住宅建筑项目的结构设计工作,并积累了一些经验和教训。
下面是我的结构设计经验总结。
首先,超高层住宅建筑的结构设计首要考虑的是安全性。
由于超高层建筑的高度和体量巨大,其结构必须能够承受来自地震、风力和其他外部荷载的作用。
因此,在结构设计中必须采用足够的强度和刚度来保证建筑的整体稳定性。
在具体实施中,可以采用钢筋混凝土结构、钢结构或混凝土核心筒结构等灵活的结构形式来满足这些要求。
其次,超高层住宅建筑结构设计要注重抗震性。
地震是超高层建筑结构设计中最主要的考虑因素之一。
在设计中,必须考虑到地震荷载的大小、方向和频率,采用相应的抗震措施来确保建筑的稳定性和安全性。
常见的抗震设计措施包括采用悬臂柱、增加结构节点的刚度、设置防震墙等。
此外,还可以采用减震器、阻尼器等辅助设备来进一步提高建筑的抗震性能。
第三,超高层住宅建筑结构设计要考虑风力效应。
由于超高层建筑的高度较大,所受风力荷载也相应增大。
在设计中,必须充分考虑到风的方向、速度和荷载分布,对建筑进行风洞试验和风力计算,选择合适的结构形式和材料,增加建筑的整体稳定性。
同时还可以采用空气动力设计和阻尼器等手段来减小风力荷载对建筑的影响。
第四,超高层住宅建筑结构设计要注重节能与环保。
随着全球能源危机和环境问题的日益突出,建筑节能已经成为重要的设计要求。
在超高层建筑结构设计中,可以采用合理的立面设计和绝热材料,减少能量的消耗和热量的传递。
此外,还可以选择高效的建筑设备和系统,如节能灯具、空调系统等,以减少能源的使用。
同时,还可以考虑采用可再生能源或绿色能源来满足建筑的能源需求。
第五,超高层住宅建筑结构设计要注重经济效益。
超高层建筑设计要点

超高层建筑设计要点超高层建筑是现代城市的标志性建筑物,其高度通常超过300米,是建筑师们展现设计创意和技术实力的重要场所。
然而,与传统建筑相比,超高层建筑设计更加复杂、考验对建筑材料和施工技术的极限。
本文将从结构、安全、环保等多个方面,探讨超高层建筑设计的要点。
一、结构要点超高层建筑的结构设计是最为关键的一环。
一方面,结构健康直接影响建筑物的安全性;另一方面,高楼大厦的巨大质量和体积也使得结构的维护和更新成为非常困难的事情。
因此,在设计超高层建筑时,结构设计必须注重以下几个要点:1. 承载能力和强度高层建筑的巨大重量和高度给建筑结构带来了很大的挑战。
承载能力和合理的强度决定建筑的安全性,因此,需要特别注意结构材料的选择和排布。
同时,建筑设计者应考虑地震等自然灾害对建筑物的影响,为建筑物加固吸震,增强抗震能力,确保建筑物的稳定性。
2. 抗风能力高空强风是超高层建筑的常见自然现象之一,一旦发生,将给建筑的稳定性带来巨大的威胁。
因此,在建筑物结构设计过程中要考虑其抗风能力。
多采用空气动力学原理,让建筑物在自然风中表现出较好的稳定性,同时人为添置侧向抗风支撑,确保建筑安全性。
3. 防火能力超高层建筑中,火灾是最为严重和常见的安全隐患之一。
由于建筑高度较大,火灾发生后很难及时扑灭,因此,抗火设计是超高层建筑中的重要要点。
建筑设计者要尽可能采用难燃、耐火、防火等高科技材料,在建筑物中设置消防系统,并进行多通道的疏散考虑,使得在火灾时人们能够安全疏散。
二、安全要点安全是超高层建筑的核心关注点之一。
在超高层建筑的设计中,安全包括了各个方面,从建筑物的设计开始,到后续的管理和维护,每一个设计环节都必须注意安全要素。
具体包括以下几个方面:1. 逃生通道逃生通道是人们遇到紧急情况时保护自己的最后防线。
在超高层建筑的设计中,必须设置多条逃生通道,并保证这些通道宽敞,明亮,令人易于识别方向,行动顺畅。
同时,建筑物内部的房间和楼梯间的标记、指向等,都应该令人易于理解和识别,以保证人们在逃生时不会迷路。
浅谈超高层建筑结构的超限设计

浅谈超高层建筑结构的超限设计摘要:由于社会发展的需要,建筑物高度日渐增高,体型日渐复杂,结构设计的难度也越来越大。
本文通过一个工程实例,介绍一下超高层建筑结构超限设计的处理方法及思路,以供其他设计参考。
关键词:超高层建筑;结构设计;超限设计;一、前言随着城市化进程的加快,土地资源日益紧张,为了充分利用有限的土地资源,建筑物的层数及高度只能不断增加,越来越多的超高层建筑拔地而起,并且建筑为了兼顾美观及使用,往往体型也伴随着较多的不规则性。
对于超高层建筑结构设计,需针对超限情况采取对应的补充计算分析,并采取一定的加强措施,来保证建筑物的安全性。
二、工程实例1.工程概况本工程为超高层住宅小区,总建筑面积30.2万㎡,地上22.4万㎡,地下7.8万㎡。
由9栋塔楼组成,设2层地下室,塔楼高度为148.75m~158.95m,地下室高度为10.48m。
本文主要介绍其中1栋塔楼结构超限情况及处理方法。
本工程基本地震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第一组,场地类别为Ⅱ类。
50年重现期的基本风压为Wo=0.5kN/㎡,承载力计算时按基本风压的1.1倍采用,地面粗糙度类别为C类。
塔楼主体采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构体系,隔墙采用蒸压加气混凝土砌块,塔楼外墙采用铝模砼墙。
墙混凝土强度等级为 C60~C30,梁板为C30;钢筋采用HRB400;嵌固端为基础面。
各楼层构件主要截面分别如下:地下室底板采用平板结构,塔楼底板1500mm,塔楼外底板厚度500mm;地下室顶板,塔楼范围外采用无梁楼盖体系,板厚400mm,塔楼范围内梁板结构,板厚160mm;塔楼标准层楼板厚度为 100~150mm。
剪力墙厚 450mm ~200mm;框架梁截面200mm×400mm~250mm×1595mm,次梁为200mm×300mm~200mm×605mm。
基础采用直径1.1m直径钻(冲)孔灌注桩,有效桩长约30~35m,单桩竖向承载力特征值12000kN,桩身混凝土强度C45,持力层为<4-4>微风化花岗岩层。
(完整版)高层建筑案例分析——马赛公寓

(完整版)高层建筑案例分析——马赛公寓一:---1. 引言本文档旨在对马赛公寓这一高层建筑案例进行详细的分析。
马赛公寓是一座位于马赛市中心的超高层公寓,具有独特的设计和建筑特色。
本文将从多个方面对该建筑进行全面的分析,包括建筑结构、设计理念、使用材料等。
2. 建筑概述马赛公寓位于马赛市心脏地带,共有XX层,总高度约XXX米。
该建筑外形独特,采用了现代风格的设计,融入了当地的文化元素。
建筑核心区域包含了多个单元,每个单元都配有高品质的居住设施。
3. 建筑结构马赛公寓采用了钢结构和混凝土结构相结合的方式进行建造,以提供更好的稳定性和抗震性能。
建筑结构设计精确,每一层都经过仔细计算和测试,确保能够承受高风压和地震力量。
4. 设计理念马赛公寓的设计理念是打造一个现代、舒适且环保的居住空间。
建筑外墙采用隔热材料,以减少能耗,并且配备了高效的节能设备,如太阳能板和地源热泵。
此外,公寓还注重提供良好的采光和通风,以增加居住舒适度。
5. 使用材料马赛公寓使用了高品质的建筑材料,以确保建筑的质量和耐久性。
外墙采用了特制的玻璃幕墙,具有良好的隔热、隔音和防水性能。
地板采用了优质的实木材料,墙壁采用了环保型的装饰材料,配有高品质的瓷砖和卫浴设施。
6. 建筑特色马赛公寓的建筑特色主要体现在以下几个方面:- 独特的外形设计,与周边环境和谐融合;- 高品质的室内装修,提供舒适的居住体验;- 先进的节能设备,降低了能耗和运营成本;- 安全性能卓越,采用了先进的火灾报警和防护系统。
7. 结论总结马赛公寓这一高层建筑案例的分析,我们可以看出,该建筑在结构设计、设计理念、使用材料等方面具有独特的优势。
它不仅提供了高品质的居住环境,还体现了现代化和环保意识。
马赛公寓的成功建设为未来其他高层建筑的设计和建造提供了宝贵的经验和借鉴。
---注释:- XX层:具体楼层数;- XXX米:具体高度;- 高风压:指风的作用力;- 节能设备:指具有节能功效的设备;- 太阳能板:指用来将太阳能转化为电能的装置;- 地源热泵:指利用地下土壤或水体中的热能进行空调和供暖的装置;- 玻璃幕墙:指采用玻璃作为外墙装饰材料的建筑外墙;- 实木材料:指由天然木材加工而成的材料。
2024年超高层住宅建筑结构设计经验总结(2篇)

2024年超高层住宅建筑结构设计经验总结一、引言随着城市化进程的不断加快,超高层住宅建筑在城市中逐渐兴起。
超高层住宅建筑具有独特的建筑结构设计要求,需要满足抗震、抗风等多重工程技术要求,以确保建筑的安全性和可靠性。
本文就2024年超高层住宅建筑结构设计的经验进行总结,并对未来的发展进行展望。
二、经验总结1. 抗震设计超高层住宅建筑处于地震作用较大的区域,抗震设计是保证建筑安全的重要因素。
2024年超高层住宅建筑结构设计加强了抗震设计的力度,采用了更高的设防烈度、更大的基本减震系数,提高了建筑的抗震能力。
2. 抗风设计超高层住宅建筑容易受到风力的影响,所以在结构设计中加强了抗风设计。
采用了更大的基本风速、更严格的风振系数,通过合理的结构布局和剪力墙等措施来增加建筑的抗风能力。
3. 结构优化超高层住宅建筑的结构设计需要在保证安全的前提下,尽可能减少材料的使用,提高建筑的可持续性。
通过结构优化的方法,合理分配结构材料,控制材料的使用量,降低建筑成本,提高建筑的经济效益。
4. 刚度控制超高层住宅建筑的刚度控制是保证建筑安全性和人们舒适性的关键。
在2024年的超高层住宅建筑结构设计中,采用了多种刚度控制措施,如采用钢筋混凝土核心筒结构、设置剪力墙等,来增加建筑的整体刚度,减小变形。
5. 构件材料选择超高层住宅建筑的构件材料选择对于保证建筑的安全和可靠性至关重要。
在2024年的超高层住宅建筑结构设计中,选择了新型高强度材料,如高性能混凝土、高强度钢材等,以提高建筑的抗震性能和抗风性能。
三、未来展望随着技术的不断进步和建筑理念的不断更新,未来超高层住宅建筑的结构设计将会呈现以下特点:1. 系统集成化设计未来超高层住宅建筑结构设计将趋向于系统集成化设计,将建筑结构与其他系统(如机电设备、管道等)进行有机结合,实现资源共享和优化配置,提高建筑整体性能。
2. BIM技术应用建筑信息模型(BIM)技术将广泛应用于超高层住宅建筑结构设计中,通过数字化的建模和仿真,可以更加准确地分析建筑结构的受力状况,提前发现并解决存在的问题,提高设计效率和质量。
复杂高层及超高层建筑结构设计要点

复杂高层及超高层建筑结构设计要点复杂高层及超高层建筑的结构设计是国际建筑领域的热点和难点问题之一、在设计过程中,需要考虑多种因素,包括地震、风荷载、抗倾覆能力、承载能力等。
下面将从这几个方面对复杂高层及超高层建筑结构设计的要点进行详细介绍。
首先,地震是复杂高层及超高层建筑结构设计中必须要考虑的重要因素之一、地震会对建筑物施加水平和垂直方向的地震力,对整个结构的稳定性和安全性产生影响。
因此,结构设计师需要根据建筑物所处地区的地震状况,合理选择结构体系和抗震措施。
常见的抗震措施包括使用抗震支撑和减震装置,增加剪切墙和柱子的数量,提高结构体系的刚度等。
其次,考虑风荷载也是复杂高层及超高层建筑结构设计中必不可少的一部分。
由于建筑物的高度较大,容易受到风的作用产生较大的风荷载。
结构设计师需要根据建筑物所处地区的气候条件和风速,合理计算和选取风荷载。
常见的抗风措施包括使用结构抗风技术,如加强楼板、加固连墙、增加风向柱等,以提高建筑物的稳定性。
抗倾覆能力也是复杂高层及超高层建筑结构设计中需要重点考虑的问题。
由于建筑物的高度较大,容易受到倾覆的影响。
为了提高建筑物的抗倾覆能力,结构设计师需要选择合适的基础形式和结构布置,如采用沉桩基础,并增加剪切墙、加固核心墙等结构措施,以提高建筑物的抗倾覆能力。
最后,承载能力也是复杂高层及超高层建筑结构设计中非常重要的一个方面。
由于建筑物的高度比较大,需要能够承受较大的垂直荷载。
结构设计师需要合理选择和布置主要承重构件,如梁、柱和墙等,以确保建筑物能够承受设计荷载。
此外,还需要合理使用材料和施工工艺,提高结构的强度和刚度,以确保建筑物的整体稳定性。
综上所述,复杂高层及超高层建筑结构设计要点包括考虑地震、风荷载、抗倾覆能力、承载能力等因素。
通过合理选择结构体系和抗震措施、增加剪切墙和柱子数量等方式,可以提高建筑物的稳定性和安全性。
同时,也需要合理计算和选取风荷载,选择合适的基础形式和结构布置,以提高建筑物的抗倾覆能力。
某超高层建筑抗震结构设计分析

性位移 角为1 / 1 7 4 ,小于规范 1 / 1 0 0 [ ; 1  ̄ 值 ,结构 重要 部位 构件框 支柱 、框 支梁 、核 心筒墙体 基本 完好 , 仅部 分连梁 出现 屈服 ,部分外 围墙体 出现 剪切破 坏 点 ,最 大层 间位 移 角小 于规范 限值 。实现 “ 大震 不
满足规 范限制要 求 。结构 各部位 达到 了既定 的性 能 目标。并采用 S ATWE 的 “ 大震不屈服设计” 复核
关键构 件配筋 ,保证关键 构件遭 遇罕遇地 震 时不 屈
服 。 实现 “ 大 震 不 倒 ”的 目标 。
考 虑 到该 结 构 的 重要 性 ,用 P KPM系 列 软件 PUS h &EP DA进 行罕 遇 地震 下 的结 构静 力弹 塑 性
版本 ,总重量一致 ;
⑥ 楼层侧 向刚度 :楼层侧 向刚度 与上一 层侧 向
刚度7 0 %的比值或上 三层平均侧移 刚度 8 0 %的比值 中
较小者 ,其 比值均大于 1 ; ⑦框架柱地震倾覆弯矩百分 比均小于5 0 %。
3 . 3 弹性时程分析计算结果
图6 主 方 向 最 大 楼 层 位 移 曲线 图2
算 :S s s + S K ≤R k ( S s K 为地 震作用 标准值 的构件 内
力 ,不需乘 以与抗 震等级 有关 的增 大系 数 ;R 为材
料强度标准值计算 的截面承载力 )。
2 0 1 3 0 5— 77
理论 ‘ 科技 / / / l /T H E O R l E S & 1 1 三 C H N 0 L 0 G I E S / / 编 辑一 刘红梅 设计一 姜瑶
拟适 当加强转换层上部三层外 围墙体配筋。
超高层住宅建筑结构设计经验总结

超高层住宅建策辆设计经验总结目录刖百 (2)1.超高层住宅特点 (2)2.中建国际在华润“幸福里”项目上的一些经验 (2)3.超高层结构经验 (3)3.1.方案优化 (3)3.2.细节优化 (3)4.细节优化举例 (4)5.超高层给排水 (4)5.1.建筑特点 (4)5.2.给水设计系统 (4)5.3.排水系统 (4)6.消防系统 (4)6.1.方案一•临时高压系统 (4)6.2.方案二.临时高压系统+常高压系统 (4)6.3.临时高压系统 (5)6.4.自喷系统 (5)7.超高层住宅与普通住宅的区别 (5)8.超高层空调系统经验 (5)8.1.设计理念 (5)8.2.空调系统选择及设计 (5)8.3.变制冷剂流量热回收多联机系统 (5)84住宅公用排油烟道的正确设置 (6)1.5.中央机械式通风系统(房屋呼吸系统) (6)1.6.建议 (6)9.超高层电气设计经验 (6)9.1.电气系统选择及设计 (6)9.2.照明灯具、光源选择及智能照明控制系统的应用 (6)10.超高层智能化设计经验 (7)11.火灾自动报警及联动控制系统 (7)11.1.提高火灾报警系统智能化程度 (7)11.2.提高联动控制系统的可靠性 (8)12.广播系统(早期预警语音疏散系统) (8)13.安全技术防范系统 (8)14.总结: (9)__ 1—刖百与普通高度住宅相比,超高层住宅高度高,具有强烈的标志性和可识别性,住户具有尊贵感;视线无遮挡,景观视野开阔,高处湿度小,空气质量优良,受干扰小。
超高层住宅土地利用率高,能够承载更多的居家。
1 .超高层住宅特点超高层住宅体型巨大、功能复杂、存在着安全、内部交通,相关能耗等问题, 对建筑,结构、消防、设备等设计要求较高,建造和相关的维护投入成本较大,低区的实用率相对低,如果没有相关高层设计方面的经验,会造成不必要的设计浪费。
2 .中建国际在华润“幸福里”项目上的一些经验由三栋49层的超高层住宅所组成,总高度160米,总建筑面积为106000 H12,会所建筑面积1000肝,底层架空面积为1375.5肝,共有住户768户。
超高层建筑结构整体稳定性分析方法探讨

超高层建筑结构整体稳定性分析方法探讨随着城市化进程的加快和人口的不断增长,超高层建筑在现代城市中扮演着越来越重要的角色。
然而,超高层建筑的特殊性质使得其结构整体稳定性成为设计和施工过程中的一个重要考虑因素。
本文将从理论和实践两个角度,探讨超高层建筑结构整体稳定性分析的方法。
一、理论探讨1.框架分析法框架分析法是一种经典的结构稳定性分析方法,适用于刚性结构或刚性连续体。
其基本思想是将结构离散化为框架元素,并在各个节点上施加不同的荷载和边界条件,以求解结构的位移和力的分布情况。
在超高层建筑中,可以通过分析主要的竖向和水平位移来评估结构的稳定性。
2.非线性分析法传统的结构分析方法往往基于线性弹性理论,忽略了结构的非线性效应。
然而,对于超高层建筑这样的大跨度和大变形结构,非线性效应往往是不可忽略的。
非线性分析法可以通过考虑结构的材料非线性、几何非线性和接触非线性等因素,更真实地模拟结构的实际力学行为,从而提供更准确的稳定性评估。
3.动力分析法超高层建筑常常面临地震、风荷载等外部环境的作用,对结构稳定性提出了更高的要求。
动力分析法可以将结构的动力响应纳入考虑,通过模拟结构对地震或风荷载的反应,评估结构的整体稳定性。
常见的动力分析方法包括模态分析、时程分析和随机振动分析等。
二、实践探讨1.典型案例分析超高层建筑的结构稳定性问题在实践中得到了广泛关注。
以中国的上海中心大厦为例,该建筑高度632米,结构复杂,面临着强烈的风荷载和地震荷载。
在设计过程中,采用了基于非线性分析方法的协调模态组合法来评估结构的稳定性,并进行了全面的风洞试验验证。
该案例表明,结合理论和实践相结合的方法能够有效地解决超高层建筑的结构稳定性问题。
2.在建筑材料和结构设计中的应用在超高层建筑的材料选择和结构设计中,结构整体稳定性是一个关键的考虑因素。
例如,在混凝土结构中,可以采用高性能混凝土和纤维增强材料来提高结构的整体稳定性。
在钢结构中,可以通过合理的结构布局和剪力墙的设计来增强结构的整体稳定性。
超高层建筑结构设计的难点

超高层建筑结构设计的难点超高层建筑是当今建筑结构设计中的一大挑战,因其高度、形状、环境等因素,许多设计难点层出不穷。
本文就针对超高层建筑结构设计中的难点,进行探讨和分析。
一、高度造成的挑战高度是超高层建筑最明显的标志,也是设计中面临的最大挑战之一。
当建筑物高度超过一定限度后,除了自重和基本荷载外,其他荷载的大小也随之增加,如风荷载、水平地震荷载等。
特别是在台风、龙卷风等天气条件下,建筑物受到的风荷载更是巨大,而风荷载是非线性的,具有随机性,难以进行简单的精确分析。
因此,超高层建筑的设计必须仔细考虑结构受户外环境的影响,才能确保建筑物的稳定性和安全性。
二、复杂形状和变形的难题众所周知,设计一个简单规则的建筑结构要比设计复杂形状的建筑结构容易得多。
而超高层建筑在形态上的变异性很大,在不同的位置和高度具有不同的截面形状和边界条件,这使得超高层建筑的结构设计极具挑战性。
随着建筑的结构越来越复杂,结构设计所需的计算量和计算的复杂性也随之增加。
因此,对于建筑结构设计师来说,如何在保证建筑安全的前提下,尽可能地减少结构的材料和成本,是应该重视的任务。
三、基础承载力的压力超高层建筑的高度带来了基础承载能力方面的压力。
传统建筑物的基础设计比较简单,而超高层建筑必须考虑基础的承载能力,由此导致地基的超额开挖和加固,甚至大规模地形改造等操作。
与此同时,建筑物的静态和动态行为对基础也有影响,如风荷载和地震的作用下,导致建筑物的左右偏移、倾斜和扭转等。
因此,超高层建筑的基础系统必须经过全面的分析和考虑,才能满足高度和荷载的要求。
四、建筑物的灵活性超高层建筑的灵活性是设计中必须考虑的重要因素。
基于不同的结构设计方法和材料设置,建筑物的刚度和柔软度也会有巨大的差异,这必须在结构设计中考虑到。
此外,由于建筑物对外界环境的响应,建筑物本身的纵向振动和扭曲难以避免。
因此,在结构设计中,必须对建筑物的动态和静态行为进行充分的评估,才能确保建筑物的稳定性和安全性。
超高层建筑的结构设计与分析

超高层建筑的结构设计与分析随着城市化的快速发展,超高层建筑成为了现代城市的地标式建筑,它不仅是提高城市用地效率的重要手段,还能够彰显城市的发展实力。
然而,随着建筑高度的增加,对于超高层建筑的结构设计和分析就提出了更高的要求。
那么,在超高层建筑的结构设计与分析中,有哪些需要注意的问题呢?I、超高层建筑的结构设计超高层建筑的结构设计需要从以下几个方面加以考虑:1.承载力安全性超高层建筑的自重和荷载非常大,因此在结构设计中,需要保证其承载力的安全性。
主要是要有足够的极限破坏荷载。
同时,控制变形也是至关重要的,结构变形应该在可控的范围内。
2.结构稳定性超高层建筑的结构稳定性问题较为复杂,需要考虑地震、风荷载等因素。
地震荷载是超高层建筑中非常重要的设计考虑因素之一,因此结构设计中需要考虑地震对建筑物的影响并进行相应的抗震措施。
3.施工性超高层建筑的结构设计需要保证施工的可行性,并需要考虑施工的安全和效率。
需要在结构设计过程中,提高结构的模块化程度,采用标准化的件式和构件。
II、超高层建筑的结构分析超高层建筑的结构分析需要从以下几个方面进行:1.荷载分析荷载分析需要考虑自重荷载、活荷载和作用在建筑结构上的各种荷载。
这些荷载会对超高层建筑的结构和变形产生影响。
2.稳定性分析稳定性分析是超高层建筑结构分析中必须要考虑的问题,需要根据荷载和地震等因素进行分析,确保超高层建筑的结构稳定性满足要求并有充足的稳定裕量。
3.受力分析超高层建筑的受力分析需要考虑各个构件和部位的受力情况,包括弯矩、剪力、轴力和扭矩等。
4.变形分析超高层建筑在受到荷载和地震等因素的影响下会产生一定的变形,因此变形分析也是结构分析中必须要考虑的问题。
需要通过模型分析,计算得出结构的扭转角度、变形程度等参数。
综上所述,超高层建筑的结构设计和分析需要综合考虑各个方面的因素,确保超高层建筑的结构承载能力、稳定性和施工性都能够得到合理的保证。
同时,需要运用现代工程技术和结构设计理论,不断提高超高层建筑的设计水平,为城市的发展和进步做出更加积极的贡献。
复杂高层与超高层建筑结构设计要点

复杂高层与超高层建筑结构设计要点1.综合考虑荷载:复杂高层与超高层建筑需要承受大量的自重、活载和风载等荷载。
在设计过程中,需要综合考虑不同荷载的作用,以确保建筑结构的稳定性和安全性。
2.强度和刚度:复杂高层与超高层建筑的结构需要具备足够的强度和刚度,以承受荷载和抵抗地震等外力作用。
在设计过程中,需要进行合理的结构计算和分析,确定合适的材料和截面尺寸,以满足强度和刚度的要求。
3.预应力设计:预应力设计是复杂高层与超高层建筑结构设计中的重要内容之一、通过在构件中引入预应力,可以提高结构的承载能力和抗震性能,减小结构的变形和裂缝。
预应力设计需要综合考虑不同构件的受力特点和荷载情况,以确定合适的预应力力度和施工方法。
4.地基处理:复杂高层与超高层建筑的地基处理需要特别关注。
在设计过程中,需要对地基进行充分的勘察和分析,确保地基的承载能力和稳定性。
可以采用加固地基、沉桩和排水等措施,以改善地基的性质和减小沉降变形。
5.抗震设计:抗震设计是复杂高层与超高层建筑结构设计中的重要环节。
在设计过程中,需要按照相关抗震规范的要求,进行全面的抗震计算和分析。
可以采用设置抗震墙、剪力墙和钢筋混凝土框架等抗震措施,以提高结构的抗震性能和安全性。
6.稳定性分析:复杂高层与超高层建筑的稳定性分析需要综合考虑结构的整体稳定和各个构件的局部稳定。
在设计过程中,需要进行稳定性计算和分析,以确定合适的稳定性措施和参数。
可以采用设置剪力墙、加固节点和增加支撑等措施,以提高结构的整体稳定性。
7.火灾安全设计:火灾安全设计是复杂高层与超高层建筑结构设计中的重要内容之一、在设计过程中,需要考虑火灾对结构的影响和热膨胀对构件的变形。
可以采用设置防火分区、防火墙和防火隔室等措施,以提高建筑的火灾安全性。
8.风洞实验:由于复杂高层与超高层建筑的高度较大,受风效应的影响较大。
在设计过程中,可以进行风洞实验,以模拟建筑在不同风速和风向下的响应。
通过风洞实验的结果,可以优化结构的形式和参数,提高建筑的抗风能力和稳定性。
2024年超高层住宅建筑结构设计经验总结

2024年超高层住宅建筑结构设计经验总结随着城市化进程的不断加速,人们对城市住宅的需求也越来越高。
超高层住宅作为解决城市土地供应紧张的重要途径,其结构设计显得尤为关键。
在过去几年中,我有幸参与了多个超高层住宅的结构设计项目,并从中积累了一定的经验。
在本文中,我将对2024年超高层住宅结构设计的经验进行总结,以期为未来的项目提供参考。
首先,超高层住宅的结构设计需要考虑抗震性能。
地震是造成建筑物倒塌和人员伤亡的主要原因之一,因此抗震设计是超高层住宅结构设计的首要任务。
在2024年的建筑设计中,我们采用了新的抗震设计理念和技术手段,包括基于性能的设计方法、钢筋混凝土剪力墙结构、防震减震装置等。
这些措施在一定程度上提高了超高层住宅的抗震性能,降低了地震对建筑物的破坏性。
其次,超高层住宅的结构设计需要考虑风力荷载。
除了地震,风也是超高层建筑面临的主要自然灾害之一。
在过去的设计中,我们采用了如风洞试验、抗风设计等手段来减小风力荷载对超高层住宅的影响。
在2024年的设计中,我们进一步改进了风力荷载计算方法,考虑了建筑物的尺寸、形状、高度、建筑物周围环境等因素,使超高层住宅能够更好地抵御风力荷载。
此外,超高层住宅的结构设计还需要考虑建筑物的承重结构和施工工艺。
超高层住宅的高度和体量十分庞大,因此在结构设计中需要合理布局承重结构,确保建筑物的稳定性和安全性。
在施工工艺方面,我们采用了模块化、预制和现场拼装等先进技术,提高了施工效率和质量,并减少了对城市环境的影响。
最后,超高层住宅的结构设计需要注重可持续性。
在2024年的设计中,我们更加注重了建筑物的环保性能和能耗控制。
例如,我们使用了高效节能的建筑外墙材料、绿色屋顶和太阳能设备,降低了建筑物的能耗和对环境的影响。
同时,我们还注重了建筑物的回收利用和循环利用,使超高层住宅成为可持续发展的一部分。
综上所述,2024年超高层住宅的结构设计经验总结如下:抗震设计是首要任务,需要采用新的设计理念和技术手段;风力荷载和建筑物的承重结构也需要充分考虑;施工工艺要先进,注重模块化、预制和现场拼装;同时,还要注重建筑物的可持续性,降低能耗和环境影响。
超高层建筑风荷载分析及结构设计研究

超高层建筑风荷载分析及结构设计研究随着城市化的不断推进,超高层建筑的建设逐渐成为了现代城市的标志性建筑之一。
然而,在这些高耸入云的建筑中,风荷载成为了一个不容忽视的安全因素。
超高层建筑的结构设计必须考虑到风荷载的影响,保证建筑的安全和稳定。
本文将从风荷载的形成机理、计算方法以及超高层建筑的结构设计等方面进行探讨。
一、风荷载的形成机理风荷载是指建筑受到风力作用产生的荷载。
风的形成是由于地球的自转和太阳的辐射造成的,其在不同地域、季节和高度的特点都不同。
风荷载的形成机理主要涉及两个因素:风速和风向。
风速是指单位时间内风流过单位横截面积的体积。
由于摩擦力和离心力的作用,风速随着高度不断增加。
因此,在高层建筑中,风速通常比地面上要高出许多倍。
风速对于建筑而言是非常重要的参数,因为它与建筑所受到的风力大小成正比关系。
风向是指风向标指向的方向。
由于地球的自转和大气的再分布,风向随着高度和时间而发生改变。
对于一个高层建筑而言,建筑的外形和朝向会影响风向对建筑的荷载大小和方向。
二、风荷载的计算方法风荷载是建筑设计中不可忽略的因素之一。
目前,一般采用按规定计算方法进行计算。
风荷载的计算需要考虑的因素包括建筑的形态、朝向、高度、地理位置、风向、风速等多个因素。
现代建筑采用空气动力学理论进行分析。
风荷载的计算方法可以分为两种:静力和动力计算。
静力计算方法是通过考虑建筑在风速作用下的平均力来直接计算风荷载,常用于一些高度较低的建筑物。
动力计算方法是通过考虑建筑的振动和波动来计算风荷载,常用于一些高层建筑。
三、超高层建筑的结构设计超高层建筑的风荷载对于结构设计来说是一个重要的考虑因素。
在结构设计中,一定要考虑到该建筑在极端风速下所受到的荷载大小和方向,并通过合理的结构设计来保证建筑的稳定和安全。
目前,对于超高层建筑的结构设计,采取了多种方法。
常用的是采用软管结构和混凝土结构的组合方式,这样可以避免传统混凝土结构所存在的某些缺陷,如大量使用钢筋和模板的成本和浪费等。
超高层建筑结构设计要点

浅析超高层建筑结构设计要点摘要:对超高层建筑的特点、超高层建筑结构方案选择的主导因素、超高层建筑中混合结构类型设计主要考虑的问题进行了探讨,以供设计人员参考。
关键词:超高层建筑;结构设计;抗震超高层建筑不仅可以为用户提供舒适的工作和生活环境,还可以很好地缓解大中城市由于人口增长带来的用地紧张的局面;同时,超高层建筑可以凭借其高度高、外形美观的特点而成为该地区的标志性建筑。
现根据在超高层建筑结构设计中的实践,就超高层建筑的特点、结构方案选择的主导因素以及混合结构的设计等方面的内容与同行探讨。
1超高层建筑的特点(1)超高层建筑由于消防的要求,须设置避难层,以保证发生火灾时人员能够安全地疏散。
由于机电设备使用的要求,还需要设置设备层。
一般超高层建筑是两者兼顾,设备层与避难层并做一层。
而对于更高的有较多使用功能要求的超高层建筑,除每15层设一个避难层兼设备层以外,还需要设有专门的机电设备层。
为提高结构的整体刚度,可以将设备层或是避难层设置为结构加强层。
(2)超高层建筑的平面形状多为方形或近似方形,其长宽比多小于2。
否则,在地震作用时由于扭转效应大,易受到损坏。
(3)超高层建筑在基岩埋深较浅时,可选择天然地基作为基础持力层,采用筏基或者箱基,若基础持力层较深时,可采用桩基。
较少采用复合地基。
(4)房屋高度超过150m的超高层建筑结构应具有良好的使用条件,满足风荷载作用下舒适度要求,结构顶点最大加速度的控制应满足相关规范要求。
(5)超高层建筑结构设计一般都需要进行抗震设防专项审查,必要时还须在振动台上进行专门的模型震动试验,才能确保工程得到合理地设计和建造。
2超高层建筑结构方案确定的主导因素2.1建筑方案应受到结构方案的制约超高层建筑方案的设计与实施应有结构专业在方案阶段的密切配合,保证结构方案实施的可行性。
另外,在与建筑方案设计的协调配合过程中,结构方案设计应力求做到有所创新,能获得良好的经济效益和社会效益。
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。
超高层建筑结构整体稳定性分析方法探讨

超高层建筑结构整体稳定性分析方法探讨超高层建筑是一种极为复杂的工程结构,其高度、重量和结构复杂度都远超一般建筑物。
因此,超高层建筑的稳定性分析成为了一个极为关键的问题。
本文将探讨超高层建筑结构整体稳定性分析方法,从结构设计、静力计算、动力计算、非线性分析等几方面展开。
一、结构设计超高层建筑的结构设计是保证其稳定性的基础。
在超高层建筑结构设计中,需要考虑如下因素:1.荷载:超高层建筑所承受的荷载相对较大,因此需要考虑设计荷载的各个方面,包括重力荷载、风荷载和地震荷载等。
这些荷载将以不同方式作用于建筑物结构之上,要保证结构安全稳定,就需要考虑这些荷载之间的相互影响。
2.结构体系:超高层建筑的结构体系可以分为框架式、核筒式、桶式、双塔式等,每种结构体系都有其适用的范围和特点。
设计人员需要根据具体情况选择最为合适的结构体系。
3.材料:超高层建筑常常采用高强度混凝土或钢结构,如何选择合适的材料,考虑其强度、刚度、耐久性、防火性等因素,是设计的关键。
二、静力计算静力计算是超高层建筑稳定性分析的重要环节,其目的是通过静态平衡方程计算出建筑物的受力状态,以及各个构件的内力、位移等参数。
静力计算具体包括以下几个方面:1.建筑物重心计算:重心是建筑物平衡的关键,需要根据建筑物的荷载和结构体系计算出其重心位置。
2.反力计算:静力平衡方程的左边是受力,右边是反力。
通过计算反力,可以得到结构的受力状态。
3.内力计算:超高层建筑结构需要承受较大的荷载,因此在设计时需要考虑内力计算,例如弯矩、剪力、轴力等。
内力计算结果将直接关系到结构的稳定性和承载能力。
三、动力计算动力计算是超高层建筑稳定性分析的另一个重要环节,其目的是分析建筑物在地震、风等自然灾害下的动态反应,以及处理结构的稳定性问题。
动力计算包括以下几个步骤:1.建筑物振型计算:建筑物的振型分析是针对结构的动态特性进行分析,主要是分析建筑物在地震、风等环境下的振动情况。
超高层建筑的结构设计和施工技术

超高层建筑的结构设计和施工技术随着城市化进程的加速和土地资源的日益稀缺,越来越多的城市选择向上发展,超高层建筑逐渐成为城市建筑的新标志。
超高层建筑作为人类工程史上的一项艰巨挑战,不仅对结构设计、材料选用、施工难度等方面提出了前所未有的要求,而且还需要更高的安全标准、更周密的施工计划和更优质的施工工艺来确保高层建筑的安全性和可持续性。
本文将从结构设计和施工技术两个方面,探讨超高层建筑的建设要点和应注意的问题。
一、结构设计超高层建筑的结构设计是决定高层建筑安全性和可持续性的关键之一,需要满足强度、稳定性、抗震性和防火性等一系列严格的标准。
超高层建筑的结构设计面临着许多挑战,如结构参数复杂、所需材料性能高、耐久性要求高、研究难度较大等问题。
下面列举几个超高层建筑结构设计应注意的问题。
1. 结构层数和高度超高层建筑的结构高度一般在200米以上,层数达到50层以上。
钢筋混凝土框架结构、钢结构和混合结构是目前使用最为广泛的结构类型。
在进行结构设计前,需要进行大量工程计算和建模,模拟各种实际情况下的荷载和应力。
同时,基础设计也要与超高层建筑的结构设计相适应。
2. 结构材料超高层建筑的结构材料需要具备高强度、高稳定性和高抗震性等特点,如高性能混凝土、高强度钢材和高强度玻璃等。
不仅如此,结构材料的使用应符合可持续性原则,在减少资源使用和环境污染的同时,确保建筑的长期可持续性。
3. 防火性高层建筑一旦发生火灾事故,后果将不堪设想,因此超高层建筑的结构设计应注重防火安全。
为了避免火灾的发生和扩散,超高层建筑必须设置消防系统和防火分区,并采用不燃材料。
二、施工技术与常规建筑不同,超高层建筑在施工过程中需要采用先进的施工工艺,以确保建筑结构和质量的稳定和安全。
施工过程面临着许多困难和挑战,如施工空间狭小、作业高度高、抗风性能差等问题。
下面列举几个超高层建筑施工技术应注意的问题。
1. 施工组织超高层建筑施工需采用高效组织方式,确保施工过程的顺利进行。
- 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)。
超高层住宅建筑结构设计分析摘要:由于超高层住宅建筑内部结构的日趋多样化、复杂化,因此,对建筑施工要求和结构设计要求也有所提高。
本文结合工程实例,从建筑基础设计、上部结构设计及抗震性能设计等方面分析了超高层住宅建筑结构设计思路,为类似工程结构设计提供参考。
关键词:住宅建筑;结构设计;satwe软件;抗震性能中图分类号: tu2 文献标识码: a 文章编号:随着我国社会经济建设的快速发展,城市化进程不断加快,城镇人口日益增加,致使城市住房建设用地较为紧张,超高层住宅建筑的建设也日益增加。
目前,超高层住宅建筑内部结构设计方面的变化愈加明显,许多新兴的结构设计方案逐渐被超高层住宅建筑工程所采用。
同时住宅建筑结构类型与使用功能越来越复杂,结构体系日趋多样化,对住宅建筑结构设计工作的要求也不断提高。
在超高层建筑建设过程中,部分建筑的结构设计环节并不是十分合理,加上工程设计人员容易出现一些概念性的错误,给建筑的质量安全和使用带来了一定的安全隐患。
因此,如何提高超高层住宅建筑结构设计水平,就成为了工程设计人员面临的一项难题。
1 工程概况某高层住宅建筑面积为29000.4m2,地下1层,地上43层,大屋面高度138.02m。
本工程结构体系采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构,120m<高度<150m,属于b级高度建筑,楼盖为现浇钢筋砼梁板体系。
建筑抗震设防类别为标准设防类(丙类),结构安全等级为二级,设计使用年限为50年。
所在地区的抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第二组,场地类别为ⅲ类,场地特征周期为0.55s,地震影响系数最大值采用0.08,上部结构阻尼比0.05。
建筑类别调整后用于抗震验算的烈度为7度,用于确定抗震等级的烈度为7度,剪力墙抗震等级为一级。
2 基础设计本工程的基础设计等级为甲级,主楼基础采用冲钻孔灌注桩,桩身混凝土强度等级为c35,桩直径为1100mm,单桩竖向承载力特征值为8000kn;桩端持力层中风化凝灰岩(11)层,桩身全断面进入持力层≥1100mm,桩长约50m。
桩基全面施工前应进行试打桩及静载试验工作,以确定桩基施工的控制条件和桩竖向抗压承载力特征值。
承台按抗冲切、剪切计算厚度为2700mm,承台面标高为-5.200,基础埋置深度为7.7m(从室外地面起算)。
3 上部结构设计3.1 超限情况的认定参照建设部建质[2006]220号《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》附录一“超限高层建筑工程主要范围的参照简表”,结合本工程实际逐条判别,将存在超限的情况汇总如下。
(1)附表一,房屋高度方面设防烈度为7度,剪力墙结构,总高度138.05m>[120m],超限。
(2)同时具有附表二所列三项及三项以上不规则的高层建筑(因篇幅所限,本文不再详细列出)。
第一项.扭转不规则:考虑偶然偏心的扭转位移比>1.2但<1.3,虽然本条超限,但仅此一项。
所以本工程不属于附表二所列的超限高层。
(3)具有附表三某一项不规则的高层建筑工程。
根据satwe计算结果分析、判别,本工程亦不属于表三所列的超限高层。
综上所述,本工程只属于高度超限的超高层建筑。
3.2 上部结构计算分析及结构设计本工程为剪力墙结构,120m<高度<150m,属于b级高度建筑,按《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3-2002)(以下简称高规)5.1.13条规定:(1)应采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力位移计算。
(2)应采用弹性时程分析法进行整体补充计算。
根据《高规》要求,本工程采用的时程分析计算程序为pkpm系列的satwe软件,并采用pmsap软件进行对比分析。
本工程属于纯剪结构,作为抗侧力构件的剪力墙,选用正确的结构分析程序尤为重要。
satwe对剪力墙采用墙元模型来分析其受力状态,这种模型的计算精度比薄壁柱单元高,所以我省大多数工程的结构计算都选用satwe程序。
实际上就有限元理论目前的发展水平来看,用壳元来模拟剪力墙的受力状态是比较切合实际的,因为壳元和剪力墙一样,既有平面内刚度,又有平面外刚度。
实际工程中的剪力墙几何尺寸、洞口大小及其空间位置等都有较大的随意性。
为了降低剪力墙的几何描述和壳元单元划分的难度,satwe借鉴了sap84的墙元概念,在四节点等参平面壳元的基础上,采用静力凝聚原理构造了一种通用墙元,减少了部分剪力墙因墙元细分而增加的内部自由度和数据处理量,虽然提高了分析效率,却影响了剪力墙的分析精度。
此外,从理论上讲,如果对楼板采用平面板元或壳元来模拟其真实的受力状态和刚度,对结构整体计算分析比较精确,但是这样处理会增加许多计算工作。
在实际工程结构分析中,多采用“楼板平面内无限刚”假定,以达到减少自由度,简化结构分析的目的,这对于某些工程可能导致较大的计算误差。
satwe对于楼板采用了以下几种假定:(1)楼板平面内无限刚;(2)楼板分块平面内无限刚;(3)楼板分块平面内无限刚,并带有弹性连接板;(4)楼板为弹性连接板。
对弹性楼板实际上是以pmcad前处理数据中的一个房间的楼板作为一个超单元,内部自由度被凝聚了,计算结果具有一定的近似性,某种程度上影响了分析精度。
根据高规要求,本工程应采用两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力位移计算,由于pmsap对剪力墙和楼板都采用了比较精确的有限元分析,单元模型更接近结构的真实受力状态,虽然数据处理量大大增加,但其分析精度却比satwe高。
用pmsap软件对satwe程序的计算结果进行分析、校核,是比较可信的。
satwe和pmsap两个程序均采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算,弹性时程分析法计算结果作为振型分解反应谱法的补充。
程分析主要结果汇总如下:表1 结构模态信息表2 地震荷载(反应谱法)和风荷载下计算得到的结构最大响应多遇地震时弹性时程分析所取的地面运动加速度时程的最大值为35cm/s2。
针对报告中提供的实际强震记录和人工模拟的加速度时程曲线,根据08版抗震规范要求,本工程选择了两条天然波和一条人工波。
这三条波的时程曲线计算所得结构底部剪力均大于振型分解反应谱法计算结果的65%,且三条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值亦大于振型分解反应谱法(以下简称cqc)计算结果的80%。
由此可见本工程选择的地震波是满足规范及设计要求的。
satwe和pmsap时程分析的楼层剪力曲线如(图1、图2)所示。
图1 satwe时程分析楼层剪力图图2 pmsap时程分析楼层剪力图比较上图振型分解反应谱法(cqc)计算的楼层剪力曲线图,在大部分楼层基本能包络时程分析曲线,仅电算34层以上cqc法计算楼层剪力略小于时程分析的结果。
由此可见振型分解反应谱法用于本工程的抗震分析是安全可靠的。
设计中仍以振型分解反应谱法计算结果为主,并将34层以上部分指定为薄弱层,该部分楼层地震剪力予以放大。
这一方案也得到了本工程超限高层审查与会专家的认可。
比较pmsap和satwe计算出的基底剪力非常接近,其余参数如周期、结构的总质量、地震荷载和风荷载下计算得到的结构最大响应位移、地震下的剪重比等都比较接近,说明用这两个程序做计算分析是可以互相校核的。
3 抗震性能设计本工程综合考虑设防烈度,场地条件,房屋高度,不规则的部位和程度等因素,本工程只属于高度超限的超高层建筑,且高度只超过a级而未超过b级,故将本工程预期抗震性能目标定位在“d”级,即为小震下满足性能水准1的要求,中震满足性能水准4的要求,大震下满足性能水准5的要求。
普通的高层结构抗震设计基于小振弹性设计,对于本超高层结构作为主要承重构件的剪力墙,尤其是底部加强区需要提高其抗震承载能力。
根据抗震概念设计“强柱弱梁、强剪弱弯”的要求,剪力墙也需要有更高的抗震安全储备,所以本工程剪力墙底部加强区采用中震设计。
具体措施如下:(1)根据安评报告中震设计的地震影响系数最大值采用0.23,不考虑与抗震等级有关的内力增大系数(即剪力墙抗震等级定为四级),不计入风荷载的组合效应。
(2)抗剪验算按中震弹性设计,考虑重力荷载与地震作用组合的分项系数,材料强度取设计值,考虑抗震承载力调整系数。
计算结果作为剪力墙底部加强区水平筋的配筋依据。
(3)抗弯验算按中震不屈服设计,不考虑重力荷载与地震作用组合的分项系数,材料强度取标准值,不考虑抗震承载力调整系数。
计算结果作为剪力墙底部加强区约束边缘构件竖向钢筋的配筋依据。
本工程通过对关键构件剪力墙底部加强区进行中震设计,即抗弯承载力按中震不屈服复核,抗剪承载力按中震弹性复核,结构能满足性能水准1、4的要求,预估结构在大震作用下能满足性能水准5的要求。
各性能水准目标具体描述如下:性能水准1:结构在遭受多遇地震后完好,无损伤,一般不需修理即可继续使用,人们不会因结构损伤造成伤害,可安全出入和使用。
性能水准4:遭受设防烈度地震后结构的重要部位构件轻微损坏,出现轻微裂缝,其他部位普通构件及耗能构件发生中等损害。
性能水准5:结构在预估的罕遇地震下发生比较严重的损坏,耗能构件及部分普通构件损坏比较严重,关键构件中等损坏,有明显裂缝,结构需要排险大修。
4 结论通过工程实例分析超高层住宅建筑结构设计工作,可以得出以下几点结论:①pmsap和satwe计算结果的比较表明了satwe计算结果进行结构设计是基本可靠的;②采用合理的方法对部分楼层剪力进行了调整,能够有效确保工程抗震分析安全、可靠;③对剪力墙底部加强区采用中震设计,能够满足住宅建筑的抗震需要。
参考文献[1] 赵东晓.高层建筑结构设计的问题与对策研究[j].商品混凝土.2012年第09期[2] 黄英波.超高层建筑结构设计分析[j].城市建设理论研究.2012年第05期。