小高层住宅结构体系论文
小高层钢结构住宅的结构体系研究
小高层钢结构住宅的结构体系研究摘要:小高层结构住宅实际上是指层数为 7-11 层的中高层住宅,虽然是中高层住宅,但又具有多层住宅的某些特点,是因为其层数较低;虽然它也有电梯,但是它的防火要求比高层建筑的防火要求低。
,本文对小高层钢结构住宅的结构体系进行了研究。
关键词:小高层;钢结构住宅;结构体系abstract: the high-level structure housing actually refers to the layers of 7-11 layers in high-rise residential, although it is in the high-rise residential, but some of the characteristics of multi-storey residential, because of its layers lower; although it also has elevator, but its fire protection requirements than the high-rise building fire safety requirements. this paper analyzes the small high-rise steel structure residential structure system.keywords: senior; steel housing; structural systemtu3181.框架结构体系高层建筑钢结构常用的一种形式就是纯框架结构体系,它是一种无支撑框架体系,是由柱和梁通过刚性或半刚性节点连接组成的。
它的优点是:没有柱间支撑,可以采用较大的柱距从而获得较大的使用空间;灵活的布置建筑平面;结构体系简单;刚度均匀;具有良好的延性和较强的耗能能力等。
把框架结构应用于多层或低层建筑而言是一种经济合理的作法,并且这种框架结构的应用也非常广泛。
高层住宅结构设计论文
高层住宅结构设计论文随着城市化进程的加速,高层住宅在城市中越来越常见。
高层住宅不仅能够有效地利用土地资源,还能为人们提供更多的居住空间。
然而,高层住宅的结构设计面临着诸多挑战,需要综合考虑多种因素,以确保其安全性、稳定性和舒适性。
高层住宅结构设计的首要任务是确保其安全性。
在设计过程中,必须充分考虑地震、风荷载等自然因素的影响。
地震是一种极具破坏性的自然灾害,对于高层住宅来说,其抗震性能至关重要。
结构设计师需要根据当地的地震设防烈度,采用合理的抗震结构体系,如框架剪力墙结构、剪力墙结构等。
这些结构体系能够有效地抵抗地震力,保证建筑物在地震发生时不发生倒塌,保障居民的生命安全。
风荷载也是高层住宅结构设计中不可忽视的因素。
随着建筑物高度的增加,风荷载对结构的影响也越来越大。
在强风作用下,建筑物可能会发生晃动,甚至出现结构破坏。
因此,设计师需要通过风洞试验等手段,准确地确定风荷载的大小和分布,从而采取相应的结构加强措施,如增加剪力墙的厚度、设置加强层等,以提高结构的抗风能力。
除了安全性,高层住宅结构的稳定性也是设计的关键。
高层住宅的高度较高,重心也相对较高,这就要求结构具有良好的稳定性,以防止在各种荷载作用下发生倾覆或失稳。
为了保证结构的稳定性,设计师需要合理地布置结构构件,使结构的刚度中心和质量中心尽量重合,减少偏心距。
同时,还需要对基础进行精心设计,确保基础能够承受上部结构传来的荷载,并将其均匀地传递到地基中。
在高层住宅结构设计中,材料的选择也非常重要。
混凝土和钢材是常用的结构材料。
混凝土具有良好的抗压性能,但抗拉性能较差;钢材则具有良好的抗拉性能。
因此,在设计中通常采用钢筋混凝土结构或钢结构,或者两者结合的组合结构。
对于重要的构件,如柱子、剪力墙等,通常采用高强度的混凝土和钢筋,以提高构件的承载能力。
高层住宅的结构布局也需要充分考虑建筑功能的需求。
例如,住宅的户型设计要求房间布局规整、空间利用率高。
建筑结构选型论文:小区小高层住宅建筑结构选型分析与研究.doc
建筑结构选型论文:小区小高层住宅建筑结构选型分析与研究摘要本文针对目前应用较普遍的小高层住宅建筑,结合实际工程对各种结构体系特点进行了经济适用性、抗震性能等的对比分析,对结构选型设计具有一定的参考价值。
关键词结构选型;框架结构;框架剪力墙;剪力墙0 引言随着我国经济的持续快速增长,城市规模也日益扩大。
伴随着城市居民对经济文化和社会生活等各方面需求的快速增长,对住房的要求也日益提高。
但是,城市土地资源非常有限,势必要求其住宅建筑更多地向空中发展,其中小高层住宅建筑由于其经济适用的诸多优点,受到了许多开发商和用户的青睐。
通常情况下,小高层住宅一般是指层数从7~12层的集合性住宅建筑。
因其具有高层建筑的特点,但从高度的角度上说又是较低的住宅建筑,因此称之为小高层建筑。
小高层建筑相对于多层住宅建筑有着明显的优点,因为建筑容积率比多层住宅高,使土地得到了更充分的利用,也有效降低了开发商的投资。
城市小高层住宅建筑普遍都采用钢筋混凝土结构,且大多采用梁板结构来进行平面布置,因此小高层住宅在户型设计方面相对于砌体结构等有很大的灵活性。
对于小高层住宅建筑的结构设计,结构选型是摆在工程师面前的首要问题。
应用哪种结构体系既能满足抗震性能的要求,又能使结构的适用性和经济性最佳。
本文结合太原市某小区小高层住宅楼的结构选型设计,对目前应用较普遍的几种结构体系的特点进行了分析比较,对工程同行具有一定的参考意义。
1 结构形式特点概述太原市某小区的某幢小高层住宅建筑,12层,一梯两户,两单元结构完全对称。
楼层层高均为3.00m,建筑总高度为36.00m,通长34.20m,宽为13.90m,每层面积约480m2,总建筑面积约5 800m2。
场地属于抗震烈度8度区,场地土类别为三类,基本风压为0.40kN/m,现对其不同的结构方案特点进行分析比较。
1.1 框架结构由横梁和柱通过节点连接组成的结构体系是框架结构[1]。
框架结构的梁和柱,在施工和使用期间,既承受垂直方向的荷载,也承受水平方向的荷载;既有动荷载,也包括静荷载。
商品房论文建筑结构体系论文建筑抗震设计论文:对某小高层建筑结构安全性与经济性的分析
商品房论文建筑结构体系论文建筑抗震设计论文对某小高层建筑结构安全性与经济性的分析摘要:通过对某栋小高层建筑采用两种不同的结构布置进行抗震设计,从周期比、位移比、振型数、刚度比等主要控制指标进行分析,在结构造型、经济性方面做出对比总结,以期设计出安全性高、经济合理的建筑。
关键词:建筑结构,框架—剪力墙,安全性,经济性1概述随着房地产市场的迅猛发展,商品房成为大多数人们的选择,安全性与经济性之间更为合理的平衡点成为结构设计人员所面临的重要问题之一,在满足建筑使用功能的前提下,从结构布置入手,都更加关注其经济性。
2工程概况本工程为一住宅楼,层高3 m,11层,总高33 m。
总建筑面积约为4 032 m2,两单元并联,乙类建筑,抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,Ⅱ类场地,设计地震分组第一组,剪力墙抗震等级三级,框架抗震等级四级。
软件运用PKPM-2005。
其上部结构计算结果见表1。
3计算结果分析以下所述1框架—剪力墙用A代替,2框架—剪力墙用B代替。
(1)周期比主要为控制结构的扭转效应,减小扭转对结构带来的不利影响。
周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系,而非其绝对大小,它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不至于出现过大(相对于侧移)的扭转效应。
周期比控制不是在要求结构足够结实,而是在要求结构承载布局的合理性。
结构扭转振型及周期是其扭转刚度、扭转惯量分布大小的综合反映。
任何情况下,当扭转振型趋向于结构第一振型时,说明结构扭转刚度小、转动惯量大,扭转振型成为主振型,对结构抗震抗风均不利,都是不允许的。
(2)位移比:指楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角与本楼层平均值的比,位移比的大小反映了结构的扭转效应,同周期比的概念一样都是为了控制建筑的扭转效应提出的控制参数。
综上两条,分析结果得出A比B结构体系抗震抗风性能要好,但都满足规范规定的限制。
(3)振型数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。
小高层住宅结构设计探讨
小高层住宅结构设计探讨摘要:随着社会经济的繁荣,我国小高层建筑发展迅速。
设计思想也在不断更新。
结构体系日趋多样化选择好的结构方案,使得在结构设计中即满足建筑使用要求,又能保证结构的安全性、合理性、经济性。
关键词:小高层住宅;结构形式;结构方案1小高层住宅的优越性随着住宅层数的增加,容积率的提高,同等规模的居住区的用地面积也会相应减少。
小高层住宅能有效地节约用地。
住宅设计应以人为本。
电梯的使用,体现了对人的关怀。
小高层住宅电梯的使用,不仅解决了垂直交通问题,方便居民(尤其是老龄居民)的出入,而且大大提高了房屋的居住品质。
小高层住宅由于采用框架和剪力墙结构体系,整体性、抗震性都大大优于多层砖混结构。
小高层住宅的经济性体现在电梯的优化设计和土建费用较低方面。
总之,小高层的整体投入低于高层,其中7层~9层的小高层住宅的投入只略高于多层住宅,但由于节约了土地,也就减少了资源浪费、节省了大笔的费用。
2小高层住宅的基本结构形式2.1框架结构框架结构一般适用干多层结构和小高层结构,适用高度范围在60.0m以下(6度设防)框架结构具有布置灵活,可以有较大的室内空间等特点。
填充墙采用轻质隔墙可以减轻结构自重,但是框架柱内凸会影响户型的实际使用面积,并影响家具的布置,有时由于住宅中房间分隔的不规则性又造成柱网的难以布置。
《高规》在第4.8.2条中规定,对高度大干30.0m的框架结构建筑,在抗震为6度设防的地区,抗震等级为三级,sATwE程序计算结果为:在水平荷载(风荷载及地震荷载)作用下,水平位移与层间位移比为最大(1/1200);由于框架柱作为唯一的抗水平力构件,轴压比限值为0.90,故框架柱截面尺寸较大。
并且由于建筑的造形或使用的要求,会形成框架的一端位于柱上、另一端位于梁上的现象,或几根框架柱不在同一条轴线上,形成单跨框架现象,从而成为抗震的薄弱环节。
在需要考虑到抗震设防要求的结构设计中,由于框架粱柱截面比较小,剐度比较低,抗震性能又差,如果采用砌体填充墙,在地震中会损坏严重并且修复费用高,所以对高层结构不宜采用。
高层住宅结构设计论文
高层住宅结构设计论文随着城市化进程的加速,高层住宅在城市中越来越常见。
高层住宅不仅能够有效地解决城市人口密集的居住问题,还能在一定程度上提高土地的利用率。
然而,高层住宅的结构设计是一项复杂而关键的工作,需要综合考虑多种因素,以确保建筑的安全性、稳定性和舒适性。
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。
竖向荷载主要包括自重、活荷载等,水平荷载则主要有风荷载和地震作用。
在结构设计中,水平荷载往往成为控制因素,因为随着建筑高度的增加,水平荷载对结构的影响愈发显著。
此外,高层住宅的结构体系通常较为复杂,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、抗震性能、经济性等方面各有优缺点,需要根据具体的建筑功能、地理环境和建设要求等进行合理选择。
二、高层住宅结构设计的主要内容1、结构选型结构选型是高层住宅结构设计的首要任务。
需要综合考虑建筑的高度、使用功能、抗震要求、经济指标等因素,选择合适的结构体系。
例如,框架结构适用于层数较低、空间布局灵活的建筑;剪力墙结构适用于住宅中对房间分隔要求较高的情况;框架剪力墙结构则兼具框架结构的灵活性和剪力墙结构的抗侧力性能,适用于大多数高层住宅。
2、计算分析在确定结构体系后,需要进行详细的计算分析。
包括对竖向荷载和水平荷载的计算,以及结构的内力分析、位移计算等。
计算分析通常借助专业的结构设计软件进行,但设计师需要对计算结果进行判断和校核,确保其准确性和合理性。
3、构件设计根据计算结果,对结构中的各类构件进行设计。
包括梁、柱、墙等构件的截面尺寸、配筋等。
构件设计需要满足强度、刚度、稳定性等要求,同时还要考虑施工的可行性和经济性。
4、抗震设计地震是对高层住宅结构安全的重大威胁,因此抗震设计至关重要。
需要根据建筑所在地区的抗震设防烈度,确定结构的抗震等级,并采取相应的抗震措施,如设置抗震缝、加强节点连接等。
三、高层住宅结构设计中的关键问题1、风荷载的影响高层住宅受到的风荷载较大,可能导致结构的振动和变形。
高层建筑结构研究论文
高层建筑结构研究论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。
高层建筑不仅是城市现代化的象征,更是解决城市人口密集、土地资源紧张等问题的有效途径。
然而,高层建筑的结构设计和安全性面临着诸多挑战,因此对高层建筑结构的研究具有重要的现实意义。
一、高层建筑结构的特点高层建筑与低层建筑在结构上有明显的区别。
首先,高层建筑的高度较大,导致其竖向荷载显著增加。
这就要求结构体系具备足够的强度和刚度来承受这些荷载。
其次,风荷载和地震作用对高层建筑的影响更为突出。
在强风或地震作用下,高层建筑容易产生较大的水平位移和振动,从而影响结构的安全性和使用功能。
此外,高层建筑的结构自重较大,对基础的要求也更高,需要确保基础能够提供足够的承载力和稳定性。
二、高层建筑结构体系常见的高层建筑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。
框架结构由梁和柱组成,具有布置灵活、空间大等优点,但抗侧刚度较小,适用于层数较少的高层建筑。
剪力墙结构则通过钢筋混凝土墙体来抵抗水平荷载,其抗侧刚度大,但空间布置不够灵活。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,既能提供较大的空间,又具有较好的抗侧性能,是目前应用较为广泛的结构体系之一。
筒体结构包括框筒、筒中筒和束筒等形式,具有良好的整体性和抗侧能力,适用于超高层建筑。
三、高层建筑结构的分析方法在对高层建筑结构进行设计和分析时,需要采用合适的方法。
目前常用的分析方法包括静力分析、动力分析和非线性分析等。
静力分析是基于结构在恒载、活载和风载等静力作用下的响应进行计算,是结构设计的基础。
动力分析则考虑了结构在地震作用等动力荷载下的振动特性,包括振型分解反应谱法和时程分析法。
振型分解反应谱法是一种简化的动力分析方法,通过计算结构的振型和振型参与系数,并结合反应谱来确定结构的地震响应。
时程分析法则直接输入地震波,对结构在整个地震过程中的响应进行模拟,能更准确地反映结构的动力特性,但计算量较大。
某小高层住宅结构方案选型分析论文
某小高层住宅结构方案选型分析摘要:在住宅、板式、小高层等几个限定条件下,分别分析了普通剪力墙结构、短肢剪力墙结构、扁柱框架结构的优缺点,通过对三种结构方案的综合讨论,提出了合理的结构型式,为结构工程师提出了设计建议,以供工程设计参考。
关键词:小高层;住宅;结构方案;短肢剪力墙;扁柱框架中图分类号:tu241.8 文献标识码:a 文章编号:1 设计条件某12层住宅楼,地质条件良好。
建筑方案为板式小高层,共三个单元,每梯两户,户型简洁,设置一部电梯。
要求结构设计人员定性分析几种可以采用的结构形式,从中确定最优结构,并给出设计建议。
建筑平面方案如图1所示:图1建筑平面方案(截取一个单元)2 结构方案对比根据给定条件,确定本工程可以采用的结构形式有普通剪力墙结构、短肢剪力墙结构、扁柱框架结构三种形式,分别分析如下:2.1 普通剪力墙结构普通剪力墙结构在现代建筑中得到了广泛的应用,并逐渐形成了完善的计算理论和丰富的设计经验。
该结构形式受力明确,传力路径清晰,单肢墙截面形式简单,结构整体刚度好,现在的研究和实践表明延性也非常好;在高层建筑中,其抵抗水平风荷载和地震荷载作用的能力突出;另外,成片墙体在施工中可以使用组合钢模板,施工速度快。
但是由于其结构自重大、抗侧刚度大而带来的地震反应过大等结构缺点也不容忽视,计算结果表明过长的墙肢基本不能充分发挥承载力,墙体配筋基本为构造配筋,经济性不好。
本工程为小高层住宅楼,要求室内尽量无突出的阳角构件,底层也没有商业服务等大空间需要,因此普通剪力墙结构是可行的结构方案之一。
本工程纵向与横向长度比接近6:1,布置剪力墙时必须注意控制横向刚度,以保证在计算双向地震作用,并考虑扭转耦连作用时能够满足要求。
横向尽量布置长肢墙,减少开洞,纵向则适当开大洞。
电梯井道布置剪力墙筒体,其他墙体对称布置,以保证刚度中心与质量中心尽量重合,避免扭转效应。
普通剪力墙结构布置图如图2所示:图2普通剪力墙结构布置图(截取一个单元)2.2 短肢剪力墙结构由于普通剪力墙结构墙体布置过多,自重大、延性差,对住宅空间严格限定与分隔,且经济性不好,因此随着人们对住宅平面与空间的要求越来越高,普通剪力墙结构已不能满足人们的要求。
浅析小高层钢结构住宅体系及性能研究
浅析小高层钢结构住宅体系及性能研究摘要:现阶段,随着我国社会主义市场经济的飞速发展,以及城市化建设步伐的不断加快,使得建筑行业的发展速度在我国得到了质的飞跃。
其中,小高层钢结构住宅体系在我国得到了越来越多的人关注,因此本文笔者就以小高层钢结构住宅体系的优势性,以及体系和性能进行分析,从而总结相关经验。
关键词:小高层钢结构、住宅体系、性能众所周知,钢结构住宅体系在我国的发展已然步入崭新的时代,在这个背景下,如何提高住宅体系的各项性能,如何确保体系的实用性,这将是工程人员不断给予关注的重点,因此,笔者就以该类型住宅体系的特点进行分析,从而总结出其与一般住宅相比所具备的优势特点,并阐述其实用性能。
1、小高层钢结构住宅优势特点1.1结构的优越性:1.1.1材料之间拥有着合理的同向性,满足力学的要求标准,从而将设计精度最大限度地优化了。
1.1.2所选用的钢材料具备着良好的抗压性能和抗拉性能,而且质量相对较轻,抗剪能力强,可以实现复杂性较高的建筑结构。
当结构之间的梁的高度一样的时候,可以将开间做的大一些。
1.1.3质量轻,面对地震力作用时,反应相对较小,而且具备良好的延伸性能,使得钢结构住宅相比混凝土结构的抗震性能较好。
1.1.4因为制作方法符合工厂化,因此其拥有着相对准确的精度,相对高超的质量。
1.1.5在建造房屋的时候,因为业主随时可能对一些事项提出额外的要求,从而对方案设计造成变化,这事会对工程带来一定的影响,而利用钢结构进行施工则可以有效降低成本投入。
1.1.6钢结构的强度相对较高,而且连接方便,质量轻,加工起来非常的方便,并且利于造型,这便为设计师提供了优越的基础。
1.2经济的优越性:1.2.1结构具备着较轻的质量。
其中,在利用钢结构进行住宅建设的时候,其整体质量要低于钢筋混凝土结构,整体自重小,有利于抗震和地基基础设计,因此能够有效减少在抗震和地基基础设计方面的工程造价。
1.2.2钢结构强度高。
结合工程实例分析某小高层住宅结构设计
结合工程实例分析某小高层住宅结构设计摘要:近几年来随着我国建筑行业的不断发展与进步,高层住宅建筑越来越普及化,且建筑层数在逐年不断递增。
高层住宅建筑的出现在一定程度上缓解了城市人口与用地紧张的局势,但是随着建筑层数的增加,其施工质量要求和技术要求也随之提高。
因此积极探索各种墙体结构对于建筑行业的进一步发展有着非常积极的意义。
本文结合某小高层住宅结构设计实例,针对该高层住宅的基础、上部结构设计以及设计计算、结构超限问题等进行分析。
关键词:高层住宅;结构形式;结构设计0.引言随着人们生活质量水平和审美观的提高,人们对住宅建筑的使用功能和美观上的要求也随之提高。
为了满足人们的不同需求,很多高层建筑设计师在开展建筑结构设计时,往往会将建筑的底层设计为大开间的架空层、大堂等,因此普遍需要采用到框支-剪力墙结构。
这种建筑结构虽然可以很好满足人们对建筑使用功能上的要求,但是由于框支-剪力墙结构上、下刚度突变,构件不连接、传力复杂,一旦发生地震,框支层就很容易产生很大的内力和塑性变形情况,甚至出现坍塌等严重后果。
为了弥补框支-剪力墙结构的不足之处,设计师将结合工程实践,重点采取有效措施来提高其底部薄弱层的抗震承载力和延性,从而提高整个建筑的抗震性能。
1.工程概况本工程为某小高层住宅楼,该建筑总共有20层,包括地下1层,地上19层。
根据工程设计要求,该建筑地下室的层高为4.5米,地上1~2层为商业用房,地上3层以上为住宅,层高为3米。
由于地上1~2层为商业用房,应业主所需,需要尽可能增加其大的自由灵活空间。
本工程结构设计基准周期为50年以及安全等级为二级,建筑抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为7度以及设计基本地震加速度为0.10g,场地图类别为Ⅲ类。
2.小高层住宅的几种结构形式小高层住宅在进行结构设计时,通常会使用到以下几种结构形式:框架结构、异形柱框架结构、框支剪力墙结构、剪力墙结构、短肢剪力墙结构。
(1)框架结构优点:质量轻。
略论小高层住结构设计
略论小高层住的结构设计摘要: 高层结构一般采用钢筋混凝土框架结构或框架剪力墙结构,但框架矩形柱用于住宅时,带来很多不便。
笔者通过多年从事结构设计的经验以某小高层住宅工程实例进行了论述,介绍了钢筋混凝土异形柱框架剪力墙结构设计要点、构造情况及设计方法。
关键词:小高层住宅;结构设计;探讨前言高层结构一般采用钢筋混凝土框架结构或框架剪力墙结构,但框架矩形柱用于住宅时,带来很多不便。
为避免框架柱在室内凸出,少占建筑空间,改善建筑观瞻,近年来设计建造了不少钢筋混凝土异形柱框架结构或框架剪力墙结构的小高层住宅(主要是指层数15层及以下并适用于混凝土异形柱结构的高层住宅)。
框架异形柱结构是以l形(一般用于角柱)、t形(一般用于边柱)、十字形(一般用于内柱)的异形截面柱代替一般框架柱作为竖向支承构件而构成的结构。
由于框架异形柱的截面较小,即使加强了配筋也难免混凝土早期压碎,纵向钢筋压曲的脆性破坏形态,而且节点配筋困难,因此异形柱结构的房屋高度受到严格的控制,适用的房屋最大高度见表1。
笔者以某四个单元的住宅工程中的一个单元结构为例,做进一步探讨。
1工程概况该工程为一栋四个相同结构单元,长52.24m,宽17.84m,高35.40m,地上共12层,住宅层高3.00m,其中地面1层为2.4m地下0层,建筑面积8922m2。
上部为钢筋混凝土异形柱框架-剪力墙结构,下部为独立基础及局部筏板基础,基础置于天然地基上,天然地基为强风化灰岩,地基承载力特征值为400 kpa。
本工程抗震设防烈度为6度,抗震等级为三级。
混凝土强度等级:基础c30,一~五层c35,五层以上c30。
纵向受力钢筋采用hrb335级钢筋,箍筋采用hpb235级钢筋。
标准层单元平面如图1所示。
结构布置剪力墙的设置除了满足结构本身的要求外还要配合建筑及设备专业。
为了使建筑质心与刚度中心尽量接近,提高建筑物在地震作用下的抗扭能力,在每个单元范围内纵横两个方向设置了3道剪力墙。
高层建筑结构设计论文
高层建筑结构设计论文随着城市化进程的加速,高层建筑在城市中如雨后春笋般涌现。
高层建筑不仅是城市现代化的象征,更是解决城市人口密集、土地资源紧张等问题的有效途径。
然而,高层建筑的结构设计面临着诸多挑战,需要综合考虑安全性、稳定性、经济性和舒适性等多方面因素。
一、高层建筑结构设计的特点高层建筑由于其高度较高,竖向荷载和水平荷载都较大,这对结构的承载能力和抗侧力性能提出了更高的要求。
在竖向荷载方面,随着楼层的增加,自重和使用荷载也相应增大,因此需要选择合适的结构体系来有效地传递和承受这些荷载。
水平荷载,如风荷载和地震作用,成为了高层建筑结构设计中的控制因素。
由于高层建筑的高宽比较大,风荷载作用下的倾覆力矩和水平位移显著增加,地震作用也会产生较大的内力和变形。
此外,高层建筑的结构设计还需要考虑温度变化、混凝土收缩徐变等因素对结构的影响。
由于高层建筑的竖向构件长度较长,温度变化引起的热胀冷缩和混凝土收缩徐变会产生较大的内力,可能导致构件开裂或结构变形过大。
二、高层建筑结构体系常见的高层建筑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。
框架结构由梁和柱组成,具有布置灵活、空间利用率高的优点,但抗侧刚度较小,适用于层数较低的建筑。
剪力墙结构则是利用钢筋混凝土墙体承受水平和竖向荷载,具有较大的抗侧刚度,但空间布置不够灵活。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,既能提供较大的空间,又能保证较好的抗侧性能,适用于中高层建筑。
筒体结构包括框筒、筒中筒和束筒等形式,具有良好的抗侧刚度和承载能力,适用于超高层建筑。
在实际工程中,应根据建筑的功能要求、高度、地质条件等因素选择合适的结构体系。
三、高层建筑结构设计中的荷载高层建筑结构设计中需要考虑的荷载主要包括恒载、活载、风荷载和地震作用。
恒载包括结构自重、建筑装修和设备重量等,其大小相对较为稳定。
活载则是指人员、家具、设备等可变荷载,在设计时需要根据不同的使用功能和规范要求进行取值。
小高层建筑结构设计探讨
小高层建筑结构设计探讨摘要: 小高层较多层住宅有它自己的特点:建筑容积率高于多层住宅,节约土地,投资成本较多层住宅有所降低;小高层住宅的结构大多采用钢筋混凝土结构,从建筑的平面布置来看,则大多采用板式结构,在户型设计方面有较大灵活性;小高层住宅由于配备了电梯,增加了居住的舒适感。
本文对小高层建筑结构设计的重点进行论述。
关键词: 高层; 建筑; 设计; 造型; 结构; 外部尺度Abstract: a small high-rise multilayer residence has its own characteristics: the building volume rate is higher than multilayer residence, saving land, the investment cost is multilayer residence reduced; Residential building structure is used mostly steel reinforced concrete structure, from the building layout perspective, mostly using plate structure, in door model the design flexibility have larger; Small high-rise residential because equipped with the elevator, increased the intimacy of the living. In this paper, the small high-rise building structure the focal point of design was discussed.Keywords: top; Architecture; Design; Modelling; Structure; External scale小高层住宅主要指7层至12层高的集合住宅,从高度上说具有多层住宅的氛围,但又是较低的高层住宅,故称为小高层。
结合实际谈小高层住宅楼的结构设计
结合实际谈小高层住宅楼的结构设计
摘要:文章笔者结合多年的结构设计工作经验,结合工程实际,分析了小高层住宅楼结构的优化设计。
关键词:小高层结构,短肢剪力墙,设计
1工程概况
该工程为一幢小高层住宅楼建筑,地上一共9层,层高约为3m;第9层上面有一个跃层为第10层,局部突出屋面部分为电梯机房。
建筑的总面积一共为4338.21m2,该建筑的总高度为27.7m。
该工程的建筑结构的安全等级为二级,抗震设防类别为丙类,抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度为0.2g,设计地震分组为第一组,地面粗糙度为C类,基本风压值取值0.35kN/㎡,场地土类别为Ⅱ类。
2结构方案布置
原结构方案采用一般的剪力墙结构,这种结构形式对于房屋高度不太大的小高层建筑来说,这种结构会造成刚度过大,重量增加,导致地震反应过强,使得上部结构和基础造价提高。
所以,为了有效提高经济指标,经多方案论证,决定采用短肢剪力墙结构体系。
在本住宅结构平面布置中,尽量使结构平面形状和刚度均匀对称。
短肢剪力墙双向布置,尽量拉通、对直。
竖向布置中,力求规划均匀,避免有过大的外挑、内收,以及楼层刚度沿竖向突变,使整个房屋的抗侧刚度中心靠近水平荷载合力的作用线,以免房屋发生扭转。
根据建筑的平面布置,在房间、楼梯间、电梯间的四角,采用Z形、L形、T形或异形的墙肢。
小高层建筑结构设计
小高层建筑结构设计探讨摘要:随着我国城镇化进程的日益加快,小高层建筑也越来越多的出现在人们视线内,在本文中,笔者将谈谈对小高层建筑结构设计的一些看法。
关键字:小高层建筑结构设计一般情况下,建筑结构并无小高层一说,小高层属于建筑范畴,习惯上把8—12层的建筑称为小高层。
按规定6层以上必须配电梯,所以小高层属于配电梯的范围之内,它的特点是方便的同时又能给生活带来一种新的高度。
1.结构体系的选取由于小高层建筑总高有限,如果采用全剪力墙结构,显得过于保守,所以笔者认为一般可采用异形柱结构中的框架—剪力墙结构体系。
此种结构体系一方面可以满足水平荷载的承载力及变形要求,另一方面也比较经济。
2.总体指标控制:计算判断结构抗震是否可行的主要依据是在风荷载和地震作用下水平位移的限值;地震作用下,结构的振型曲线,自振周期以及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩是否在合理范围中。
总体指标对建筑物的总体判别十分有用。
譬如说若刚度太大,周期太短,导致地震效应增大,造成不必要的材料浪费;但刚度太小,结构变形太大,影响建筑物的使用。
合理的刚度是多少,笔者建议对于小高层住宅μ/h取1/1000左右,刚重比在6左右是比较合理的。
周期约为层数的0.1n倍(n为建筑层数)。
另外,对结构布置扭转的控制:在考虑偶然偏心影响的地震作用下,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.45倍。
当然,笔者建议对于顶层构件可不考虑在内,否则很难满足上述指标。
3.基础设计:在地质情况比较好,就一般而言,墙下基础优先选择条基,基础持力层宜选择坚硬的中风化岩石,当遇到溶洞时,可采用桩基来处理,值得提出的是,由于墙下基础反力很大,我们需要演算基础的抗剪切承载力,而对于此,国家规范没有很明确的说法,所以我们可以采用《地基规范》中的公式加以验算。
另外,地下室底板长度的设置也须我们研究探讨,由于考虑地下室的使用合理性,常规我们采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝,后浇带的作用是明显的,但也给施工带来了不少麻烦,甚至由于处理不当而引起后浇带漏水及裂缝。
浅谈小高层住宅的结构设计
浅谈小高层住宅的结构设计摘要:随着建筑用地的逐渐紧缺,小高层住宅也随之逐渐普及,如何使结构设计方案经济合理已成为当务之急。
完善的结构受力体系,合适的构件尺寸,不仅对结构的受力和抗震有利,还可以防止人力和经济上不必要的浪费。
关键词:小高层;住宅;结构设计Abstract: with the shortage of land for construction gradually, residential building is then grew in popularity, how to make the structure design is reasonable in economy has become a top priority. Perfect structure stress system, appropriate component size, not only to the stress of the structure and seismic advantage, still can prevent human and economic unnecessary waste.Keywords: small high; Residential; Structure design随着建筑用地的逐渐紧缺,小高层住宅也随之逐渐普及,如何使结构设计方案经济合理已成为当务之急。
目前的小高层住宅结构设计大多数是根据已经确定好的平面和竖向布置,先假定好结构模型和构件尺寸,然后通过电算,调整超限的指标,完善结构受力体系。
然而,住宅的布局设置,往往侧重于考虑建筑立面和内部空间的整体协调,这就容易使结构设计产生诸多的不合理之处。
因此我们在设计时还必须强调建筑方案与结构体系通盘考虑的原则,使结构设计更趋合理。
1、结构设计的整体技术控制1.总体信息的设置与控制。
电算判断结构抗震是否可行的主要依据是在风荷载和地震作用下水平位移的限值;地震作用下,结构的振型曲线,自振周期以及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩是否在合理范围中。
高层住宅论文结构设计论文
高层住宅论文结构设计论文在当今城市发展的进程中,高层住宅如雨后春笋般涌现,成为解决城市人口居住问题的重要方式。
高层住宅的结构设计不仅关系到建筑的安全性、稳定性,还直接影响着居民的居住舒适度和使用功能。
本文将对高层住宅的结构设计进行深入探讨。
一、高层住宅结构设计的特点高层住宅由于其高度较高、竖向荷载大、风荷载和地震作用显著等特点,对结构设计提出了更高的要求。
首先,高层住宅的自重较大,需要有足够强度和刚度的结构体系来承担竖向荷载。
这就要求在设计中合理选择结构材料和构件尺寸,以确保结构的安全性。
其次,风荷载在高层住宅结构设计中是一个不可忽视的因素。
随着高度的增加,风对建筑物的影响越来越大,可能导致结构的振动和变形,因此需要采取有效的抗风措施。
再者,地震作用对高层住宅的影响也极为重要。
在地震多发地区,必须使结构具有良好的抗震性能,通过合理的结构布局和抗震构造措施,来减少地震对建筑物的破坏。
二、高层住宅结构体系的选择常见的高层住宅结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等。
框架结构具有布置灵活、空间利用率高的优点,但抗侧刚度相对较小,适用于层数较低的高层住宅。
剪力墙结构则具有良好的抗侧刚度,能够有效地抵抗水平荷载,但空间布置不够灵活。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,既能提供较大的空间灵活性,又具有较好的抗侧性能,是高层住宅中应用较为广泛的结构体系。
在选择结构体系时,需要综合考虑建筑的高度、使用功能、抗震要求、经济指标等因素,以确定最合适的结构形式。
三、高层住宅结构设计中的荷载计算荷载是结构设计的基础,准确计算荷载对于保证结构的安全性至关重要。
竖向荷载主要包括恒载和活载。
恒载包括结构自重、建筑装修材料的重量等;活载则根据不同的使用功能,按照规范规定的取值进行计算。
水平荷载主要有风荷载和地震作用。
风荷载的计算需要考虑建筑的体型系数、风压高度变化系数等因素。
地震作用的计算则要根据建筑所在地区的抗震设防烈度、场地类别等参数,采用合适的计算方法进行。
我国小高层住宅建筑结构体系研究
我国小高层住宅建筑结构体系研究随着社会经济的飞速发展,城市化进程的进一步深入,城市居民对住房要求日益提高。
对于中国这样一个拥有13亿人口、资源相当贫乏的发展中大国来说,住宅层数的提高无疑是城市发展的方向。
其中小高层兼顾了多层和高层的特点,节约用地、噪音小、视野开阔、景观美好,是解决城市用地紧张的一种高密度手段,是多层住宅难以企及的,日益成为业主及用户的首选。
本文对我国小高层的发展现状、主要问题进行研究,给出从建筑结构体系评估角度的评估方案。
标签:小高层住宅;建筑结构体系;评估方案进入二十一世纪,对人类居住问题而言,人口的与日俱增与不可再生的土地资源的日益短缺,己成为尖锐的矛盾,而且,这一矛盾正随着社会的发展呈现出激化趋势。
小高层是一种约定俗成的说法,在国际住宅设计规范中并无此定义,它是一种由多层和高层发展起来的新型住宅类型,采用框架结构体系,框架结构利用短肢剪力墙来承重,柔性和刚性均较为理想。
1 建筑行业对小高层住宅的定义小高层是一种约定俗成的说法,在国际住宅设计规范中并无此定义,它是一种由多层和高层发展起来的新型住宅类型,采用框架结构体系,框架结构利用短肢剪力墙来承重,柔性和刚性均较为理想。
现行的对小高层的说法大致分为三种:1.1 7层至9层清华设计研究院院长庄惟敏先生,对小高层做了这样一个界定:小高层就是9层及9层以下带有一部电梯的住宅,楼、电梯无需机械通风排烟系统。
这个限定是基于1999年3月25日发布的《住宅设计规范》对住宅层数的划分标准,它规定:中高层住宅为7层至9层。
因此,庄先生所界定的小高层其实是书面表达的中高层。
1.2 9层至12层则是房地产界比较认同的一种说法,它主要的出发点源于在高层住宅中设置电梯的要求。
因为12层以上必须至少设置2部电梯,给住宅造价带来较大影响。
所以,以次为分界岭,把小高层归为9到12层。
1.3 12层至18层这种归纳方式也将小高层住宅作为高层住宅,只要高度上惟18层以下,有点象GB50045-95《高层民用建筑防火规范》中规定的二类高层(二类高层对于居住建筑来说是10层至18层的普通住宅)。
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简析小高层住宅结构体系
摘要:通过小高层住宅结构体系的论述,对3种结构体系进行分析比较。
关键词:小高层住宅;结构体系;异形柱框架剪力墙
abstract: through the small high-rise residential structure of the system are discussed in three structural system carries on the analysis comparison.
keywords: small high-rise residential; structure system; unusual column frame shear wall
中图分类号:tu973+.19 文献标识码:a文章编号:
0 引言
目前,国家住宅规范中规定,中高层住宅为7~9层的住宅,高层住宅为10层及以上的住宅。
对于层数为7~ll层的住宅,它们具有共同的特点就是其平面布局类似于多层住宅,有载人电梯但无消防电梯,这类住宅摒弃了l2层以上高层住
宅的缺点,同时保持了多层住宅节约用地、接近自然的优势,同时具有良好的通风、采光、观景效果和良好的户内布局等优点,因此这类住宅更能满足人们的需求。
中高层住宅常采用的结构体系有异形柱框架剪力墙结构、短肢剪力墙结构和一般剪力墙结构,通过对中高层住宅的3种常用结构体系的论述,对其进行分析比较。
1 异形柱框架剪力墙结构
异形柱是指截面形式为l形、t形和十字形,且截面各肢的肢高与肢厚的比值不大于4的柱。
当楼层较多时,异形柱往往因柱截面、轴压比、抗侧刚度的影响,难以满足要求。
此时常用的做法是增大异形柱的肢长,使柱肢高宽比大于4.0,演变为短肢剪力墙,或者与短肢剪力墙一起使用,使结构变为异形柱框剪结构。
异形柱结构的一个独立单元内,结构的平面形状宜简单、规则、对称,减少偏心,刚度和承载力分布均匀。
异形柱结构的框架纵、横柱网轴线宜分别对齐拉通;异形柱截面肢厚中心线宜与框架梁及剪力墙中心线对齐。
对异形柱结构中处于受力复杂、不利部位的异形柱宜采用一般框架柱,改善结构的整体手里性能。
异形柱
框架剪力墙结构中的剪力墙间距不宜太大,当剪力墙之间的开洞较大时,剪力墙的间距宜适当减小。
结构竖向布置时要求立面及剖面规则、均匀,避免过大的外挑和内收;结构的侧向刚度沿竖向宜均匀变化,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力沿竖向的突变,竖向结构构件的截面尺寸和材料强度不宜在同一楼层变化;异形柱框架剪力墙结构体系的剪力墙应上下对齐连续贯通房屋全高。
试验研究及理论分析表明:异形柱的双向偏压正截面承载力随荷载作用方向不同而有较大的差异。
在t形、l形和+形3种异形柱中l形柱差异最为显著。
这种由于荷载作用不同方向而导致内力变化差异,还与结构平面形状,结构布置及柱所在的位置等因素有关。
优选对称性好的截面,能使整个结构的平面和刚度均匀对称,避免扭转对结构受力的不利影响,保证结构的整体抗震性能。
2 短肢剪力墙结构
短肢剪力墙属于剪力墙结构,根据jgj3—2002《高层建筑混凝土结构技术规程》,短肢剪力墙是指墙肢截面高度和厚度之比为5~8的剪力墙。
高层住宅不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构,在楼梯、电梯间等位置处设置筒体或一般
剪力墙,与外围部分的竖向构件,在间隔墙交接处布置适量的短肢剪力墙共同抵抗水平力。
短肢剪力墙形式为l形和t形,也有少量的十字形、z字形、一字形。
各墙肢间布置框架梁或连梁把短肢剪力墙和核心筒连成一个整体。
短肢剪力墙结构的布置时要求:①内外剪力墙应尽量拉通,对直,平面布置上宜周边布置均匀,增大房屋的外围刚度,从而减小结构的扭转周期;要求每片剪力墙的抗侧刚度相差不大,避免出现刚度特大的剪力墙造成受力过于集中;对称布置有利于使结构的质心和刚心重合,可以减少建筑物受到的扭矩;纵横向剪力墙宜合并布置成t形、l形、)形、+形,以使纵墙可以作为横墙的翼缘,横墙可以作为纵墙的翼
缘,提高其承载力和刚度。
短肢剪力墙宜布置在房间分隔墙的交点处且竖向荷载较大处,短肢剪力墙宜设置翼缘,满足竖向荷载和抗侧力的需要。
②在竖向布置上剪力墙应连续,剪力墙的洞口宜上下对齐,成列布置,使剪力墙形成明确的墙肢和连梁,成列开洞的抗震墙传力途径合理,受力明确。
不宜采用错洞墙。
③在外凸部分、平面外边缘和角点处,应力集中的部位,设置短肢剪力墙时要满足平面刚性和抗扭的要求,这些部位都是整个结构体系抗震比较
薄弱的部位,当存在扭转效应时,这些部位的墙肢容易先开裂,因此在这些部位应加强抗震构造措施,例如采取减小轴压比、增加纵筋和箍筋的配筋率等方法。
④剪力墙的门窗洞口宜规则,均匀布置,上下对齐,形成明确的墙肢和连梁,应避免各墙肢间刚度相差悬殊。
⑤一字形短肢剪力墙延性及平面外稳定性十分不利,因此不宣布置单侧楼面梁与之平面外垂直或者斜交。
同时剪力墙的布置并不是越多越好,因为布置过
多的剪力墙虽然结构刚度增大,能抵御很大的地震力,但在使用功能上有时很不方便,且结构自重将明显增加,造成结构和基础材料的过多消耗。
因此,在短肢剪力墙的布置中,初始墙率的选取极为重要以七度抗震设防地区短肢剪力墙结构体系(墙厚200 mm)墙率的范围为4.5%~6.0%较合适。
结构的刚重比和剪重比均随着墙厚的增加而增大,这说明增加墙厚可以提高结构的安全性和稳定性。
增加结构的墙肢长度也可以提高结构的抗侧移刚度。
墙肢长度对最大层间位移角的影响要比墙厚的影响更为显著。
墙肢总长度的增加可以提高结构的安全性和稳定性,同时可以发现随着墙肢长度的增加,最大层间位移角均出现在建筑
物的中间偏下部位,设计中可适当增强中间偏下楼层的刚度来减小结构的侧移,以使结构体系更加合理。
墙厚、墙肢长度增加还应考虑地震剪力问题。
当墙肢长度不变,墙厚增加或墙厚不变,墙肢长度增加时,虽然结构刚度增加,最大层间位移角减小,但地震剪力也同步增大,因此,墙厚、墙肢长度参数的选取须同时兼顾对
结构刚度和地震反应两个方面的影响。
同时可以发现改变混凝土强度等级,结构的抗侧移刚度变化并不多。
3 一般剪力墙结构
按照《高层建筑混凝土结构技术规程》规定,剪力墙是指墙肢截面的高度与厚度之比大于8的剪力墙,而一般剪力墙结构就是指除短肢剪力墙以外的纯剪力墙结构。
剪力墙结构中,剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置,避免仅单向有墙的结构布置形式。
剪力墙墙肢截面宜简单、规则。
剪力墙结构的侧向刚度不宜过大。
剪力墙结构应具有延性,高宽比大于2的剪力墙属于弯曲破坏的延性剪力墙,可以避免脆性的剪切破坏,因此较长的剪力墙宜开设洞口,将其分成长度较为均匀的联肢墙或整体强,墙段之间宜采用连梁连接,墙肢截面高度不宜大于8 m。
相对于其他结构形式,一般剪力墙结构的墙肢高度较大,平面内的刚度
和承载力大,而平面外刚度及承载力小,应沿梁轴线方向设置与梁相连的剪力墙,抵抗该墙肢平面外弯矩。
一般剪力墙结构的布置原则、计算方法等与短肢剪力墙的类似。
4 结语
这3种结构体系运用到小高层住宅中各项技术指标都满足规范要求。
3种结构体系中,一般剪力墙结构抗侧刚度最大,短肢剪力墙结构次之,异形柱框剪结构的最小。
相比较而言,短肢剪力墙结构与一般剪力墙结构的自振周期较短,结构侧移较小,地震灾害损失的相对也较少。
异形柱框架剪力墙结构的自振周期相比其他两种
结构体系偏大,即结构偏柔,也就是说异形柱框剪力墙结构中剪力墙数量相对较少,这往往导致层间位移角等控制指标接近规范限值,而使结构没有足够的安全储备。
同时当住宅层数较高时,异形柱框剪力墙结构体系中的异型柱轴压比往往较大,在设计时要特别注意异形柱的轴压比问题。
《高层建筑混凝
土结构技术规程》目前只对一、二级地区剪力墙的轴压比作出规定,仍然没有对三级剪力墙结构的轴压比做出明确规定。
只是在《高层建筑混凝土结构技术规程》7.1.2中规定了短肢剪力墙在抗震等级为三级时轴压比不能超过0.7。
3种结构体系的最大层间位移角基本都出现在房屋的中间或偏下部位,相比较而言,短肢剪力墙结构体系更接近于中间,这说明短肢剪力墙结构体系的层间位移分布更加均匀,其整体抗震性能也更加均匀。
地震作用在一般剪力墙结构中产生的地震力大于其他两种结构体系,这是由于其抗侧刚度最大所引起,相比于一般剪力墙结构体系,短肢剪力墙结构体系x、y方向地震力大小更加接近,即两个方向上的抗侧刚度刚度相差不多。
短肢剪力墙结构体系在x、y两个方向上地震力及楼层剪力相差较小,而一般剪力墙结构体系和异形柱框架剪力墙结构体系两方向的最大楼层剪力和最大楼层地震力相差较大,说明短肢剪力墙结构体系的楼层地震力和层间剪力的分布更加均匀。
在小高层住宅中将一般剪力墙结构与短肢剪力墙结构相比,可以发现前者的周期和水平位移都较小,但与短肢剪力墙结构相差并不很大。
短肢剪力墙结构在x、y方向上层间位移角、地震力和楼层剪力相差最
小,即其整体抗侧刚度更均匀,抗震性能从均匀性上考虑与其他两种结构体系更优越。
参考文献:
[1]gb5001 1—2ol0,建筑抗震设计规范[s].
[2]jgj3-2002,高层建筑混凝土结构技术规程[s]
[3]jgj149---2006,混凝土异形柱结构技术规程[s]。