高层建筑结构设计影响因素论文
高层建筑结构设计论文
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高层建筑结构设计论文随着科学技术的不断发展,功能俱全的高层建筑越来越多。
高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。
下面是店铺为大家整理的高层建筑结构设计论文,供大家参考。
高层建筑结构设计论文范文一:探究高层建筑结构边节点抗震性能1试验概况1.1试验构件设计和制作边节点试验构件取用承重框架梁柱反弯点之间的一个平面组合体,即“T字形”试件。
为有效保证试件的浇筑质量和垂直度,并与工程实际相符,全部试件均采用钢模板、立模浇筑。
边节点构件柱子的截面尺寸为200mm×200mm,梁的截面尺寸为150mm×250mm,纵向受力钢筋采用HRB400级,箍筋采用HPB235级。
柱子的配筋率为1.13%,梁的配筋率为0.9%,所有构件配筋率和钢筋的强度相同。
为防止柱头破坏,柱上、下两端箍筋加密;节点核心区按照抗震要求对箍筋进行了加密处理。
本次试验共包括7根试件,详细的试验构件概况如表1所示,构件的尺寸和配筋图示,节点核心区采用柱混凝土的构件,施工缝留设在梁下部;节点核心区采用梁混凝土的构件,分别在梁上和梁下留设两道施工缝,施工缝处浇筑时间间隔为2天(48小时)。
1.2试验方法和加载装置采用低周反复试验方法进行研究,加载制度为力—位移混合控制加载,在开始加载到构件屈服前采用力控制;构件屈服后,改用屈服位移的整数倍为级差作为回载控制点,每一位移下循环3次。
在实际框架结构中,当作用水平荷载时,上柱反弯点可视为水平可移动铰,相应的下柱反弯点可视为固定铰;而节点两侧梁的反弯点可视为水平可移动铰。
这样可以有两种加载方案:一种是在柱端施加水平荷载或位移,这时梁能够左右移动而上下受到约束,产生剪力和弯矩。
这种边界条件比较符合实际结构中的受力状态;另一种是将柱保持垂直状态,在梁的自由端施加反复荷载或位移,此时边界条件变为上下柱反弯点为不动铰,梁反弯点为自由端。
本次试验采用的是柱端加载的方式,即采用在柱顶施加轴向力和水平力的方式进行试本次试验在东北电力大学结构试验室进行,采用美国MTS公司生产的MTS液压式伺服加载系统进行试验,采用MTS动态数据采集系统进行数据采集。
高层建筑结构设计要点研究论文六篇

高层建筑结构设计要点研究论文六篇关于《高层建筑结构设计要点研究论文六篇》,是我们特意为大家整理的,希望对大家有所帮助。
第一篇摘要:随着我国人口急剧上升,土地资源稀缺问题愈加明显,为了提升土地利用率,开发商开始将目光投向高层建筑。
近年来,复杂高层与超高层建筑得到广泛应用,它即满足了城市发展的需要,也实现了有限土地资源的有效利用。
因此,本文主要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行探讨,用以提高高层建筑的合理性与科学性。
关键词:复杂高层;超高层;建筑结构;设计要点1引言随着复杂高层与超高层建筑的不断增加,政府对高层建筑的质量提出更高要求,尤其是建筑结构的持久性、可靠性已经成为社会关注的焦点。
因此,在进行复杂高层与超高层建筑结构设计时,要结合建筑物的形态特征、功能需要等进行,为提高复杂高层与超高层建筑的安全性能做铺垫。
2复杂高层与超高层建筑结构设计的主要控制因素2.1重力荷载与其他类型的建筑相比,复杂高层与超高层建筑具有特殊性,不仅建筑高度不可比拟,还需要面临重力荷载的挑战。
特别是随着建筑高度不断攀升,地面受力与重力荷载会逐渐上升,在力的作用下墙上的轴压力与竖向构件柱的压力也不断增加,从而加大超高层建筑的困难性。
其次,复杂高层与超高层建筑的水平位移也是建筑结构设计的矛盾点,主要体现在两个方面:①楼层越高风效应就越大,在风的作用下其合力作用点的位置就越高,由此自然风效应对超高层建筑产生的作用效应就更大。
②在建筑结构设计中,建筑的结构自重是企业必须考虑的问题,因为它关乎建筑物的稳定性。
而结构自重与重心位置相关,随着建筑楼层不断升高其重心位置随之升高,从而结构自重不断加大,成为强力作用下的薄弱环节,比如地震等。
2.2风振加速度风力大小与建设楼层的高低相关,通常楼层越高其风力效果越强,因此在超高层建筑中的风力作用特别显著。
但是,人们对风作用的舒适度有一定的感知,若风振作用过强则会令人产生不适感,从而降低居住品质。
高层建筑结构设计的影响因素
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高层建筑结构设计的影响因素摘要:作为城市发展的重要标志,近年来,城市高层建筑的数量在增多,层高在增加,建筑物的结构也在变化,不仅会影响到侧移的刚度,更会影响到承载力、材料用量等。
本文主要分析当前影响我国高层建筑结构设计的因素。
关键词:高层建筑;结构设计;影响因素引言结构体系的选择主要是受高层建筑的层数、高度及功能的影响,在高层建筑结构设计的过程中,关键是要控制好高层建筑物的水平力,尤其是在地震频发的地区,更要加强对高层建筑水平力的控制,选型是关键。
一、高层建筑结构设计的特点1、抗震设计的主要因素随着国力的增长,我国抗震设计的要求在不断的提高。
高层建筑混凝土构件应根据抗震设防分类、烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。
结构抗震性能设计应分析结构方案的特殊性、选适宜的结构抗震性能目标,并采取满足预期的抗震性能目标的措施。
结构抗震性能目标应综合考虑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构的特殊性、建造费用、震后损失和修复难易程度等各项因素选定。
2、侧向位移是重要控制指标高层建筑结构设计中,随着建筑高度的变高,侧移变形会快速增加,当然这是在水平荷载下结构的分析,这是的结构一定要保持足够的刚度及抵抗侧向力,结构在水平力作用下所产生的侧向位移限制在规范规定的范围内。
如侧向位移会产生主体结构构件出现较大裂缝,甚至损坏现象。
3、承载力是基础要素与低层、多层建筑相比,高层建筑需要更严格的承载力。
假使地基或桩基情况不发生改变,高层建筑设计也应该减轻自身的重量。
如在高层建筑的抗风设计中,应保证结构有足够承载力,必须具有足够的刚度;控制在风荷载作用下的位移值,保证有良好的居住和工作条件;外墙、窗玻璃、女儿墙及其他围护和装饰构件,必须有足够的承载力,并与主体结构有可靠的连接,防止房屋在风荷载作用下发生部分损坏的可能。
例如,建筑物质量过大会导致期重心在地震中发生倾覆力,会导致建筑物结构的抗震能力减弱。
高层住宅结构设计论文
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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。
高层建筑论文结构设计论文
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高层建筑论文结构设计论文摘要:随着高层建筑规模和形式的不断发展,追求结构形式新颖、受力合理的目标将是结构设计工作者的目标和方向。
作为结构工程师,高层建筑结构设计中应根据实际情况做好结构分析,多做方案比较,加强优化设计的实施,高层建筑的结构设计不仅应保证高层建筑具有足够的安全性,还应保证结构的经济性、合理性。
高层建筑是社会经济发展和科技进步的产物。
随着大城市的发展,城市用地紧张,市区地价日益高涨,促使近代高层建筑的出现,电梯技术的改进更使高层建筑越建越高。
宏伟的高层建筑是经济实力的象征,具有重要的宣传效应,在日益激烈的商业竞争中,更扮演了重要的角色。
1、高层建筑结构设计的意义及依据1.1概念设计的意义高层建筑能做到结构功能与外部条件一致,充分展现先进的设计,发挥结构的功能并取得与经济性的协调,更好地解决构造处理。
1.2概念设计的依据高层建筑结构总体系与各分体系的工作原理和力学性质,设计和构造处理原则,计算程序的力学模型和功能,吸取或不断积累的实践经验。
2、高层建筑结构设计的特点2.1水平力是设计主要因素在低层和多层房屋结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。
而在高层建筑中,尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用。
因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比。
另一方面,对一定高度建筑来说,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,其数值随着结构动力性的不同而有较大的变化。
2.2轴向变形不容忽视高层建筑中,竖向载荷很大,能在柱中引起较大的轴向变形,对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩减小,跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大;此外还会对预测构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。
高层建筑结构研究论文
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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。
高层建筑结构设计的影响因素
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高层建筑结构设计的影响因素摘要:高层建筑结构设计中应根据实际情况做好结构分析,多做方案比较,根据使用功能和技术经济合理性确定好结构的体系,是用剪力墙结构还是框架结构等,然后从结构的整体去分析它的刚度比、周期比、位移比、剪重比、刚重比、层间受剪承载力等。
本文探讨了高层建筑结构设计的影响因素。
关键词:高层建筑;结构设计;特点;影响因素引言高层建筑结构不但承受着由于外界的风产生的水平方向的荷载,同时也承受着竖直方向的荷载,并且对地震作用也要有足够的抵抗能力。
一般情况下,低层建筑结构受到水平方向上的影响比较弱,然而在高层建筑中,地震作用和外界水平风荷载成为影响结构的主要因素。
随着建筑物高度的增加,高层建筑的位移增加较快,但是高层建筑过大的侧移不仅会影响人的舒适度,同时也会影响建筑物的正常使用,并且容易损坏结构构件以及非结构构件。
一、高层建筑结构设计特点1、水平荷载成为决定因素因为楼房自重和楼面使用荷载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,以及由此在竖向构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比。
2、轴向变形不容忽视高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大,还会对预制构件的下料长度产生影响,应根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整,对构件的剪力和侧移有影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。
3、侧移成为控制指标随着楼房高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅逐增大,因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在一定限度之内。
二、高层建筑结构设计的影响因素1、水平荷载成为决定因素一方面,因为楼房自重和楼面使用荷载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,以及由此在竖向构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;另一方面,对一定高度的楼房来说,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。
有关高层建筑的论文
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有关高层建筑的论文在现代城市的天际线上,高层建筑如同一颗颗璀璨的明珠,不仅展现了人类建筑技术的巨大成就,也反映了社会经济的发展和人们对空间的不断追求。
高层建筑的出现改变了城市的面貌,为人们提供了更多的居住和工作空间,同时也带来了一系列的挑战和问题。
一、高层建筑的发展历程高层建筑的发展可以追溯到古代文明时期。
例如,埃及的金字塔和巴比伦的通天塔都展示了古人在建造高大建筑方面的尝试。
然而,真正意义上的高层建筑始于 19 世纪末 20 世纪初的工业革命时期。
随着钢铁、混凝土等新型建筑材料的出现,以及电梯技术的发明,使得建造更高的建筑成为可能。
20 世纪初,美国的芝加哥学派率先掀起了高层建筑的热潮。
他们提出了“形式追随功能”的设计理念,注重建筑的实用性和经济性。
这一时期的高层建筑多采用框架结构,外观简洁大方。
到了 20 世纪中叶,高层建筑在全球范围内得到了迅速发展。
尤其是在亚洲的一些新兴经济体,如中国、日本和韩国,高层建筑如雨后春笋般涌现。
这些建筑不仅在高度上不断刷新纪录,在设计和功能上也更加多样化和复杂化。
二、高层建筑的类型和特点高层建筑的类型多种多样,根据其用途可以分为住宅、办公、商业、酒店等。
不同类型的高层建筑在设计和功能上有着各自的特点。
住宅高层建筑通常注重居住的舒适性和安全性,要考虑采光、通风、隔音等因素。
办公高层建筑则需要满足高效的工作环境要求,具备良好的交通流线、智能化的设施和灵活的空间布局。
商业高层建筑要吸引顾客,注重外观的独特性和内部空间的开放性。
酒店高层建筑则要提供优质的服务和舒适的住宿体验。
高层建筑的特点主要包括以下几个方面:1、高度优势高层建筑能够充分利用有限的土地资源,提供更多的建筑面积,满足城市人口增长的需求。
2、视野开阔居住或工作在高层建筑中,可以享受到广阔的视野和良好的景观。
3、集中化服务高层建筑可以集中提供各种服务设施,如电梯、消防系统、通风系统等,提高服务效率和管理水平。
高层建筑结构设计论文
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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是一项极其复杂且具有挑战性的任务,需要综合考虑众多因素,以确保建筑的安全性、稳定性和功能性。
高层建筑结构设计面临着诸多特殊的挑战。
首先,垂直荷载显著增加。
由于楼层数量多,建筑物自身的重量以及人员、设备等产生的荷载都较大,这对结构的竖向承载能力提出了更高的要求。
其次,水平荷载成为控制结构设计的关键因素。
风荷载和地震作用在高层建筑中产生的效应更为显著,可能导致结构的侧向位移和内力大幅增加,甚至影响结构的整体稳定性。
再者,结构的稳定性和抗倾覆能力至关重要。
高层建筑重心较高,容易在外界作用下发生倾覆,因此在设计中必须充分考虑结构的稳定性。
在高层建筑结构设计中,结构体系的选择是至关重要的。
常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构具有布置灵活、空间大等优点,但抗侧刚度相对较小,适用于层数较低的建筑。
剪力墙结构则具有良好的抗侧刚度,能有效抵抗水平荷载,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,又具有较好的抗侧性能,适用于大多数高层建筑。
筒体结构包括框筒、筒中筒等形式,具有很强的抗侧和抗扭能力,常用于超高层建筑。
风荷载是高层建筑结构设计中不可忽视的因素。
风对高层建筑的作用不仅会产生水平力,还可能引起漩涡脱落、横风向振动等复杂现象。
在设计中,需要通过风洞试验或数值模拟来准确确定风荷载的大小和分布。
同时,合理的建筑外形设计可以有效减小风荷载的影响。
例如,采用流线型的外形可以降低风阻,减少风荷载对结构的作用。
地震作用对高层建筑的安全性构成严重威胁。
在地震区,高层建筑必须具备良好的抗震性能。
结构的抗震设计包括概念设计和计算设计两个方面。
概念设计强调从整体上把握结构的布置和选型,遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”等原则,保证结构具有合理的传力路径和良好的变形能力。
高层建筑结构设计论文
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高层建筑结构设计论文【摘要】高层建筑是一种更为复杂的建筑模式,然而建筑的结构设计效果并不理想,高层建筑安全问题发生的频率相对较高,由此在高层建筑结构设计过程中,建筑结构设计人员更应该根据建筑结构的特点,认真考察建筑具体实际,从而设计出合理的设计方案,保证建筑的安全性和稳定性,发挥建筑的效益,从而满足建筑使用群体的要求,同时为建筑业的更快更好发展做出贡献,使得建筑业可以有更长足的发展空间。
一、高层建筑结构的特点1.水平载荷成为决定因素高层建筑的设计和建造过程区别于低层建筑,不仅要考虑竖向载荷,更重要是考虑水平载荷的影响。
高层建筑楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑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,对一定高度建筑来说,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,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
2、抗震设计要求更高相对于低楼层而言,高楼层具有独特的特性,高楼层拥有更好的柔性,由此在地震作用下的变形更大一些。
所以高层建筑结构设计,除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外,还必须使结构具有良好的抗震性能,做到小震不坏、大震不倒。
3、轴向变形不容忽视在有外力作用的情况下,建筑结构会发生一定的位移,包括弯曲、轴向变形和剪切变形。
对于低层建筑的结构,一般的结构构件轴向和剪切变形的影响相对小,由此不会涉及到轴向变形和剪切变形问题的考虑。
但是高层建筑的轴力相对较大,由此产生的轴向变形就会比较显著,由此在建筑结构设计中就要把轴向变形考虑进去。
二、高层建筑结构体系1、框架结构体系整个结构的纵向和横向全部由框架构件组成的结构成为框架结构。
框架既负担重力荷载又负担水平荷载。
框架结构的优点是建筑平面布置灵活,可提供较大的内部空间。
但由于结构属于柔性结构体系,在水平荷载作用下,强度低,刚度小,水平位移大,在高烈度地震区不宜采用。
高层建筑结构设计论文
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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、土地资源紧张的有效手段。
然而,高层建筑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、稳定性和经济性。
一、高层建筑结构设计的特点高层建筑与低层建筑在结构设计上存在显著差异。
首先,高层建筑所承受的风荷载和地震作用明显增大。
随着高度的增加,风的影响愈发显著,风振效应可能导致结构的疲劳和破坏。
地震作用也会随着高度的增加而放大,对结构的抗震性能提出了更高的要求。
其次,高层建筑的竖向荷载较大。
由于层数众多,建筑物自重以及活荷载的累积效应不容忽视,这对结构的竖向承载能力和基础设计带来了考验。
再者,高层建筑的结构体系更为复杂。
常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
不同的结构体系在力学性能、适用高度、经济性等方面各有优劣,需要根据具体情况进行选择和优化。
二、高层建筑结构设计的主要考虑因素(一)安全性安全性是高层建筑结构设计的首要原则。
这包括结构在正常使用条件下的承载能力、稳定性,以及在极端情况下(如强烈地震、大风)的抗倒塌能力。
在设计过程中,需要依据相关的规范和标准,进行详细的力学分析和计算,确保结构能够承受各种可能的荷载组合。
(二)稳定性高层建筑的高宽比通常较大,容易产生失稳现象。
因此,在结构设计中需要通过合理的布置构件、增加抗侧力构件的刚度等措施,提高结构的整体稳定性。
(三)经济性在满足安全性和稳定性的前提下,应尽量降低工程造价。
这需要在结构选型、材料选用、构件尺寸优化等方面进行综合考虑,以达到经济合理的设计目标。
(四)使用功能高层建筑往往具有多种功能,如办公、居住、商业等。
结构设计应满足不同功能区域的使用要求,如大开间的办公区域需要采用较为灵活的结构体系,而住宅区域则更注重房间的规整和隔音效果。
(五)施工可行性设计方案应便于施工,考虑施工过程中的技术难度、施工周期和成本等因素。
高层建筑结构设计影响因素
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高层建筑结构设计的影响因素摘要:加强高层建筑结构设计的影响因素的研究是十分必要的。
本文作者结合多年来的工作经验,对高层建筑结构设计的影响因素进行了研究,具有重要的参考意义。
关键词:高层建筑;结构设计;探讨中图分类号:tu208.3] 文献标识码:a 文章编号:由于高层建筑结构的高速发展,这也对建筑结构的结构设计提出了更高的要求。
结构设计工作者进行结构设计时,应不断的设计出更为新颖的建筑结构形式和更为合理的力学模式,只有这样,城市中的高层建筑结构才能继续健康而又快速的发展。
1 高层建筑的结构设计特点1.1 建筑结构设计的决定因素水平荷载。
在竖构件中因受到外力荷载而导致产生轴力和弯矩的楼面和楼房自重是随着楼房高度的变化而变化的,并且两者的关系是成正比例的;而在竖构件中产生轴力以及对建筑结构产生倾覆力矩的水平外力荷载是与楼房高度的平方成正比例关系变化的。
一般情况下,在具有一定高度的建筑结构中,其竖向的荷载是一个固定的值,而其受到的地震作用导致的水平荷载和风荷载是不固定的,建筑结构动力特性的不同,它们也会随之有不同幅度的变化。
1.2 建筑结构设计的控制指标结构侧移。
结构侧移是高层建筑结构设计中的主要因素之一,这点与低层的建筑结构是有所不同的。
结构在受到水平荷载时而产生的结构侧移是会随着建筑结构的高度增加而增加的,这就导致了在水平外力荷载的作用下产生的结构侧移能够被控制在一定的范围之内。
1.3 结构轴向变形也是设计时不能忽视的重要因素当高层建筑结构受到很大强度的竖向荷载时,这时在其结构构件的柱内部就会引起很大的轴向变形,同时还会很大程度上影响连续梁弯矩的产生,从而增大了端支座负弯矩的值和跨中正弯矩的值,降低了连续梁中间支座的负弯矩值。
另外,轴向变形对于预制构件中的长度也是有一定的影响的,所以当需要对预制构件中的下料的长度进行调整和更改时,必须根据轴向变形的计算值进行调整。
2 对高层建筑结构结构设计的详细分析2.1 关于高层建筑结构基本假定的分析简体框架和剪力墙连接就构成了所谓的高层建筑的结构,所以要想在三维的空间内对高层建筑的结构进行完整并且准确的分析研究是具有一定的难度的。
高层建筑结构设计有关问题分析论文
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高层建筑结构设计有关问题分析【摘要】对高层建筑结构设计,从受力方面、结构选型、地基与基础设计、结构计算分析及抗震分析方面阐述了高层建筑结构容易出现的问题,同时提出高层建筑结构设计应注意的问题,仅供参考。
【关键词】高层建筑;结构设计;问题分析1 高层建筑结构受力方面问题分析1.1 水平荷载相对于竖向荷载显得更为重要:结构需同时承受竖向和水平荷载,低层结构以抵抗重力为代表的竖向荷载为主,而水平荷载所产生的内力、侧向位移很小。
对高层结构来说,随着建筑高度的增加,水平荷载随建筑高度的增高迅速增大。
如把建筑物视作一简单的竖向悬臂构件,构件中由竖向荷载产生的轴力与高度(h)成正比;水平作用产生的弯矩与高度(h)的平方成正比;水平作用产生的侧向位移则与高度(h)的四次方成正比。
对某一高度确定的建筑,结构竖向荷载的大小基本稳定,而水平方向上风载和地震作用的数值大小往往会随高层建筑结构的动力特性不同而存在较大幅度的变化。
可见,水平荷载对高层建筑结构的影响大,侧向位移成为结构设计的主要控制目标之一。
1.2 控制结构侧移是关键因素:与低层建筑结构的设计不同,高层建筑结构的侧移是其结构设计过程中的关键决定性因素。
随着建筑高度的不断增加,水平侧向荷载下的结构侧移变形会快速增大。
侧向位移过大将使结构产生附加内力,特别是对竖向构件,附加偏心力超过一定限值时,将会引起整个结构的倒塌破坏;同时,在风荷载作用下,如果侧向位移过大,将会引起居住者工作者的不适,在地震作用下,如果侧向位移过大,更会让人感到不安和惊慌。
1.3 结构轴向变形的影响显著:对于高层建筑结构,由于层数多、高度高,轴力很大,从而沿高度逐渐积累的轴向变形很显著高层建筑结构中,一般竖向荷载的数值较大,在柱中会引起较大范围的轴向压缩变形,对结构体系中的连续梁弯矩大小产生显著影响。
高层建筑的轴向变形的差异会达到一个比较大的数值,从而引起跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大,连续梁中间支座处的负弯矩值减小。
探析高层建筑结构设计的影响因素
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探析高层建筑结构设计的影响因素摘要:近年来,我国的城市兴起了很多高层建筑群,为了确保高层建筑的施工质量,必须预先做好建筑的结构设计工作。
而高层建筑对结构设计要求较高,建筑设计师必须要综合分析施工环境、地质条件等因素,设计科学的结构施工方案。
基于此,本文阐述了高层建筑结构设计的要素,分析了高层建筑的几种结构类型,探讨了高层建筑结构设计中影响因素及处理方法。
关键词:高层建筑;结构设计;影响因素随着社会经济的不断发展,很多高层建筑物已经崛起,成为大型都市的新亮点。
由于人们对建筑物需求的多样化,以致建筑类型、功能变得更加复杂,从某种意义上来说,增加了高层建筑结构设计的难度,加强高层建筑结构设计影响因素的研究已成为界内重要课题[1]。
一、高层建筑结构设计要素(一)水平荷载水平荷载起到决定性作用。
其一,由于高层楼房的面积及自重使用荷载在竖向构件里引发的弯矩、轴力数值,只与楼高的一次方成正相关;而水平荷载对于高层结构形成的倾覆力矩,及在竖向构件中形成的轴力与楼高的平方成正相关;其二,对特定高度的建筑而言,竖向荷载一般为定值,而水平荷载中的风荷载与地震功能数值,则会伴随建筑结构的动力特点的变化而呈现较大变化[2]。
(二)轴向变形对于高层建筑物的施工,竖向荷载量往往较大,可在柱中形成很大的轴向变形,对连续梁的弯矩带来一定的影响,降低了梁中间支座部位的负弯矩数值,增加了跨中正弯矩与端支座的负弯矩数值。
同时,还可以给预制的构件长度造成影响,需要结合轴向变形的计算值,对下料长度作出相应的调节。
[3]此外,对构件的侧移及剪力造成影响,相比构件的竖向变形产生更加不安全的结果。
(三)侧移目前,结构侧移已成为影响我国高层建筑设计的重要因素。
随着建筑物高度的增加,在水平荷载作用下,结构的侧移将大大扩张,因此在高层建筑结构的水平荷载作用下,必须要有效控制好侧移。
(四)结构延性高层建筑结构比普通建筑显得更加柔和,表现在受到地震影响下的变形会更大。
高层建筑结构设计中的关键因素
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高层建筑结构设计中的关键因素在现代城市化进程中,高层建筑成为了城市发展的重要标志和特征之一。
高层建筑的设计涉及到众多因素,其中一些因素至关重要,以确保建筑的安全性、可持续性和美观性。
本文将深入探讨高层建筑结构设计中的关键因素。
首先,抗震性是高层建筑的重要设计考虑因素之一。
地震是一种极具破坏性的自然灾害,对高层建筑的抗震设计提出了严峻的挑战。
工程师们必须考虑如何在设计中减小地震对建筑物的影响,确保其能够经受住可能发生的地震。
抗震结构设计往往包括使用特殊的材料、设计抗震支撑系统和增加减震设备等手段。
其次,结构稳定性是高层建筑设计的另一个重要因素。
高层建筑的高度和重量对其结构稳定性提出了挑战。
设计师们需要确保建筑物能够稳定地承受外部力的作用,如风力、重力和地震力。
通过合理的结构设计、使用适当的材料和采用强化梁柱等支撑系统,可以提高高层建筑的结构稳定性。
第三,其他外部环境因素也需要在高层建筑的结构设计中予以考虑。
例如,风力是一个重要因素,特别是对于那些在海岸线或山区建造的高层建筑来说。
风载荷可能会对建筑物产生巨大的压力,因此在设计中需要采取相应的措施,如加强结构和控制建筑物的形状和外观。
此外,材料选择也对高层建筑结构设计至关重要。
在选择材料时,工程师们必须考虑到其承受功效、耐久性和经济性。
特别是对于高层建筑来说,材料的强度和重量是需要权衡的重要因素。
传统的混合材料如钢和混凝土仍然是常用的选择,但新型材料如增强碳纤维复合材料也日益受到青睐。
最后,高层建筑的可持续性是需要在结构设计中予以考虑的因素之一。
可持续性指的是建筑物在其生命周期内对环境和资源的影响最小化。
为了实现可持续性,可以采用节能、水循环利用和垃圾处理等措施。
高层建筑设计师还可以利用绿色屋顶、太阳能板和风力涡轮等技术来提高建筑物的可持续性。
在高层建筑结构设计中,抗震性、结构稳定性、外部环境因素、材料选择和可持续性是最重要的关键因素。
工程师们必须仔细考虑这些因素,以确保高层建筑的设计满足安全、可持续和美观的要求。
高层建筑结构设计的影响因素
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高层建筑结构设计的影响因素摘要:随着我国经济的快速增长,人民生活水平不断提高,城市化速度迅速加快,高层建筑数量也在不断增加。
然而,随着这些高层建筑的发展,对安全性和结构稳定性的要求也越来越高。
建筑物的结构直接关系到建筑物的安全和使用。
开发商和设计部门也更加重视高层建筑包括复杂高层建筑的结构设计。
关键词:高层建筑;新技术;设计材料;设计要点引言随着社会的快速发展,为了满足城市建设的需要,高层建筑和复杂高层建筑的数量逐渐增多,在建设过程中也出现了许多问题。
对高层建筑和复杂高层建筑进行合理设计,可以提高建筑的安全性和稳定性,增强建筑的实用性,为建筑的使用提供有效保障,满足建筑结构的施工需要。
1高层建筑结构设计的影响因素1.1风荷载和地震作用对建筑功能需求的影响高层建筑的设计具有高度高、荷载大的特点,其受力分析情况比多层建筑更为复杂,这使得建筑的安全性受到很大的影响(主要受风荷载和地震波的影响)。
因此,高层建筑设计人员应了解掌握风荷载和地震作用。
在新技术应用的背景下,复杂高层建筑的施工量也越来越大,要求也越来越高。
在建筑结构的设计过程中,要考虑建筑的实用性,以满足人们的生活需要。
1.2地基基础设计的影响考虑到土地资源的广泛性和中国地区之间的巨大差异,建筑基础的稳定性设计作为基础工程的重要内容,需要在基础设计中进行综合考虑。
在高层建筑和复杂高层建筑地基基础设计过程中,有必要对基础的情况进行模拟,根据建筑物的功能和需求模拟可能的影响,并对调查数据进行综合分析,从而有效地改善地基的承载力,控制减少变形。
数据清楚后,结合建筑地基基础设计规范中的作用效应和抗力关系进行合理设计。
另外,地区经验、材料、设备等对工程地基基础的施工也起着重要的保障作用,同时也影响建筑物的安全性。
因此,地基基础施工对于整个工程的施工具有重要意义,可为高层和复杂高层建筑的设计提供有效的保障作用。
1.3建筑新技术、新材料的影响在城市里,高层建筑的数量正在迅速增加。
高层建筑结构设计论文
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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是一项极其复杂且具有挑战性的工作,需要综合考虑众多因素,以确保建筑的安全性、稳定性和功能性。
一、高层建筑结构设计的特点高层建筑由于其高度较高、自重较大、水平荷载影响显著等特点,使得其结构设计与低层建筑有很大的不同。
首先,高层建筑所承受的竖向荷载远大于低层建筑。
除了自重外,还包括大量的人员、设备和家具等荷载。
这就要求结构具有足够的强度来承受这些竖向压力,以避免出现过大的变形和破坏。
其次,水平荷载成为了高层建筑结构设计的控制因素。
风荷载和地震作用对高层建筑的影响非常显著。
在强风或地震作用下,高层建筑会产生较大的水平位移和内力,因此需要结构具有良好的抗侧力性能。
再者,高层建筑的结构体系更为复杂多样。
常见的结构体系如框架结构、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特点和适用范围,设计时需要根据具体情况进行合理选择。
二、高层建筑结构设计的原则在进行高层建筑结构设计时,需要遵循一系列的原则,以确保设计的合理性和可靠性。
安全性是首要原则。
结构设计必须能够承受各种可能的荷载组合,包括正常使用情况下的荷载以及极端情况下的风荷载、地震作用等,确保在其使用寿命内不会发生倒塌或严重破坏。
适用性原则要求结构在正常使用过程中,具有良好的变形性能和舒适度,不出现过大的振动或裂缝,满足建筑的使用功能。
经济性原则也是不可忽视的。
在保证结构安全和适用的前提下,应通过合理的设计和优化,降低工程造价,提高建筑的经济效益。
耐久性原则则要求结构具有足够的抗腐蚀、抗老化能力,以保证其在长期使用过程中的性能稳定。
三、高层建筑结构设计的主要内容1、结构选型结构选型是高层建筑结构设计的关键环节。
需要根据建筑的高度、使用功能、地质条件、施工条件等因素,综合考虑选择合适的结构体系。
探讨高层建筑结构设计的影响因素
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探讨高层建筑结构设计的影响因素摘要:高层建筑中的结构设计对建筑的整体设计效果有极其重要的作用, 好的结构设计不仅实现了房屋外形美观,结构实用、舒适的目标,而且安全性高、经济性好,实现了开发商取得经济效益最大化的目的。
本文结合笔者多年的设计经验,对高层建筑结构设计的影响因素进行了分析,对高层见者的结构分析方法和优化设计进行了探讨。
关键词:高层建筑结构设计影响因素优化高层建筑不同的结构体系有其各自的优缺点,设计人员应根据建筑的用途及功能、建筑高度、荷载情况、抗震等级和所具备的物质与施工技术条件等因素来确定结构形式和结构体系类型以及结构布置。
1.高层建筑结构工程特征结构体系的主要作用是提高建筑物抗震性能,合理的设计结构,能保证建筑物的安全性,经济性。
梁、板、柱、墙和基础等构成了建筑形体的力学构件和体系。
其实每个部位的建筑都是相辅相成的,形成一个整体的结构。
所以不同建筑的结构构件及体系的尺寸和构成比例都需要合理科学地设计。
另一方面,结构区别于机械,它不存在零件,它的构件具有固定性和整体性,构件划分也可以是人为的,比如房间或楼层等部分的划分,就比较具有随意性和不确定性,达到零件化的效果具有一定的挑战性,也很难达到部件的规范性和全面性。
为了满足现代复杂多变的建筑结构的要求,需要定制一套新的高层建筑施工方案。
2.高层建筑结构设计的影响因素2.1.水平荷载是决定因素。
水平荷载对高层建筑结构具有重要的作用,也是高层建筑结构设计中所主要考虑的因素。
在高层建筑中,由于竖向荷载所引起的轴力与建筑高度的一次方成正比,而水平荷载所引起的倾覆力矩及竖向构件的轴力与建筑高度的二次方成正比。
由此可见,随着高层建筑高度的不断增加,这个值也会随之逐渐增大,对建筑结构的影响也必然会越来越大。
2.2.结构延性成为重要设计指标。
延性主要是在高层结构抗震设计中采用的,结构延性主要是指材料的结构、构件或构件的某个截面从屈服开始至达到最大承载能力或达到以后而承载力还没有显著下降期间的变形能力。
浅析高层建筑结构选型设计的影响因素
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规 划 与 设 计
浅析高层建筑结构选型设计的影响因素
袁 兴 怡
( 广州智海 建筑 设计有 限公司 广 东 广州 5 1 1 4 5 0 )
摘 要 : 高层 建筑结构体 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 而不断的发展 变化 , 该
文通过总结 了各种 高层建筑的 结构体 系 , 以及近年来 出现 的复杂的独特的机构体 系的受力特征 , 来对 高层建 筑结构选型
要 点进 行 探 讨 。
关键词 : 高层 建筑 ; 结构设 计; 选型结构 ; 影响 因素 ; 意义; 特点 ; 现状 ; 措施 中图分类号 : T U 9 7 3 文献标识码 : B 文章编号 : 1 6 7 2 — 1 6 7 5 ( 2 0 1 3 ) 1 3 — 0 0 0 7 — 0 2
随着经济全球化 的迅猛 发展,在土木工程和 结构工程所取 框架 。一般情况下用的是钢 结构 , 钢 框架 一支撑结构 由于较好地 得 的巨大 的成 绩的鼓舞下,世界各国尤其是发达 国家纷纷筹划 协调 了框架和支撑的受力性能, 具有 良好 的抗震性 能和较大 的抗 建造更高更先进的超大型发展 结构 的建筑物 。例如, 在 高层建造 侧刚度, 因而在高层钢结构建筑 中较 为常用 。 主要有 中心支撑、 偏 方面 , 世 界各地不断刷新最高纪录 , 已难 以绝对定义 高层 建筑 的 心支撑及消能支撑等钢框架一 支撑体系的构造形式 。 高度 。在特大跨度桥梁 方面, 洲 际跨海等 的国际竞赛正在进行 , ( 3 ) 简体结构 。 简体结构主要有框筒结构、 筒中筒、 束筒 。 它们 我 国由于在近年来经济建 设的迅速 发展 和国家整体 实力 方面 的 的受 力 结 构 均 为 空 间 结构 。它 的 缺 点 是 受力 不协 调 , 或 者 还 有 可 显著提升 , 建造 一批更高更长的建筑物 已不是梦 , 在建筑业领 域 能存在 剪力滞后 的现象 。框架核心筒, 框架核心筒的周围的框架 面临着 巨大 的机遇和挑战 。 是平面的框架 , 不起框架 的空间作用 , 所 以核心筒就是整个抗 侧
高层建筑结构设计与分析论文
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浅议高层建筑结构设计与分析【摘要】随着社会和经济的蓬勃发展,特别是城市建设的发展,要求建筑物所能达到的高度和规模不断地增加。
城市中的高层建筑成为反映这个城市经济繁荣和社会进步的重要标志。
本文分析了高层建筑结构设计的特点,提出了高层建筑结构分析和各种体系相对应的方法【关键词】高层建筑结构;结构体系;静力分析方法1 高层建筑结构设计特点1.1 水平荷载成为决定性因素。
建筑物自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑物高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖向构件中引起的轴力,是与建筑物高度的二次方成正比;另外,对某一定高度建筑物而言,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。
1.2 轴向变形不容忽视。
高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。
1.3 侧移成为控制指标。
与较低楼房不同,结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。
随着楼房高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅速增大,因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。
1.4 结构延性是重要设计指标。
相对于较低楼房而言,高楼结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。
为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。
2 高层建筑的结构体系2.1 框架结构体系。
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。
框架结构可形成灵活布置的建筑空间,使用较方便。
但随着结构高度增加,水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加,从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加,增加到一定程度后,将给建筑平面布置和空间处理带来困难,影响建筑空间的正常使用。
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高层建筑结构设计的影响因素
摘要:高层建筑结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程,高层建筑结构设计中应根据实际情况做好结构分析,多做方案比较。
否则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。
本文介绍了高层建筑结构设计的影响因素,探讨了高层建筑结构设计应注意的问题。
关键词:高层建筑结构设计影响因素注意问题
中图分类号: [tu208.3]文献标识码:a 文章编号:
高层建筑结构不但承受着由于外界的风产生的水平方向的荷载,同时也承受着在垂直方向的荷载,并且对于地震的抵抗能力也有要求。
一般情况下,建筑结构受到低层建筑结构水平方向上的影响比较弱,然而在高层建筑中,外界地震的影响和外界风产生的水平方向的荷载的影响是主要的影响因素。
随着建筑物高度的增加,高层建筑的位移增加较快,但是高层建筑过大的侧移不但影响人的舒适度,同时使得建筑物的使用受到影响,并且容易损坏结构构件以及非结构构件。
基于此,在设计高层建筑结构时,首先控制侧移在规定的范围之内,所以,高层建筑结构设计的核心是抗侧力结构的设计。
一、高层建筑结构设计的影响因素
1、水平荷载成为决定因素
一方面,因为楼房自重和楼面使用荷载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,以及由此在竖向构件中引起的轴力,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。
2、高层建筑结构受力性能
对于一个建筑物的最初的方案设计, 建筑师考虑更多的是它的空间组成特点, 而不是详细地确定它的具体结构。
建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的, 由于建筑物是由一些大而重的构件所组成, 因此结构必须能将它本身的重量传至地面, 结构的荷载总是向下作用于地面的, 而建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系, 所以, 在建筑设计的方案阶段, 就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布作出总体设想。
对于低层、多层和高层建筑, 竖向和水平向结构体系的设计基本原理都是相同的, 但是, 随着高度的不断增加, 竖向结构体系成为设计的控制因素, 其原因有两个: 其一, 较大的垂直荷载要求有较大的柱、墙或者井筒; 其二, 侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多。
与竖向荷载相比, 侧向荷载对建筑物的效应不是线性增加的, 而随建筑高度的增高迅速增大。
例如, 在所有条件相同时, 在风荷载作用下, 建筑物基底的倾覆力矩近似与建筑物高度的平方成正比, 而其顶部的侧向位移与高度的四次方成正比, 地震的作用效应更加明显。
在高层建筑中, 问题不仅仅是抗剪, 而更
重要的是整体抗弯和抵抗变形, 可见, 高层建筑的结构受力性能与低层建筑有很大的差异。
3、高层建筑结构设计中的扭转问题
建筑结构的几何形心、刚度中心、结构重心即为建筑三心,在结构设计时要求建筑三心尽可能汇于一点, 即三心合一。
结构的扭转问题就是指在结构设计过程中未做到三心合一, 在水平荷载作用下结构发生扭转振动效应。
为避免建筑物因水平荷载作用而发生的扭转破坏, 应在结构设计时选择合理的结构形式和平面布局, 尽可能地使建筑物做到三心合一。
在水平荷载作用下, 高层建筑扭转作用的大小取决于质量分布。
为使楼层水平力作用沿平面分布均匀, 减轻结构的扭转振动, 应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形等简单平面形式。
在某些情况下, 由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场地的限制, 高层建筑不可能全部采用简单平面形式, 当需要采用不规则l 形、t 形、十字形等比较复杂的平面形式时, 应将凸出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内, 同时, 在结构平面布置时, 应尽可能使结构处于对称状态。
4、轴向变形不容忽视
任何建筑结构在外力作用下产生的位移都包括弯曲、轴向变形和剪切变形三部分。
在低层建筑结构设计中,通常只考虑弯曲变形,而忽略铀向变形和剪切变形的影响,因为一般结构构件的轴力和剪力产生影响较小,可不考虑。
而高层建筑由于层数多、轴力大,再
加上沿高度积累的轴向变形显著,轴向变形会对高层结构的内力产生很大影响。
此外,高层结构中的剪力墙的截面也往往很大。
因此,剪切变形的影响不可忽略。
采用框架体系和框架———剪力墙体系的高层建筑中,框架中柱的轴向压力往往大于边柱的铀向压力,中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。
当房屋很高时,此种差异轴向变形将会达到较大的数值,其后果相当于连续梁的中间支座产生沉陷,从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。
故在高层建筑设计中,轴向变形不能不考虑。
在高层建筑结构的力学计算中,根据所选计算手段,所计算的构件变形因素是有区别的。
对于简化助手计算方法,一般只计算最基本的变形。
采用计算机方法计算时,计算的变形因素要多一些。
当用空间协同工作方法时,考虑了梁的弯曲、剪切变形,考虑了柱、剪力墙的弯曲、剪切和轴向变形;当用完全的三维空间分析方法时,除考虑了前面全部变形外,还增加了梁、柱、剪力墙的扭转变形,以及剪力墙墙体截面的翘曲变形。
二、高层建筑结构设计应注意的问题
1、结构选型。
对于高层建筑结构而言,在工程设计的结构选型阶段应注意以下几点:
(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。
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。
对于超高限建筑物,应当采取科学谨慎的态度。
因为在地震力作用下,超高限建筑物的变形破坏性态会发生很大的变化。
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。
,因此,必须对结构的该项控制因素严格注意。
(3)嵌固端的设置问题。
不仅关系到结构中某些构件内力分配的准确性,而且还影响结构产生侧移的真实性, 以及结构局部的经济性,由于高层建筑~般都带有地下室和人防,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,高层建筑在进行结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端的所在位置,在这个问题上,结构设计工程师需要注意如下几个方面如: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。
2、地基与基础设计
对高层建筑来说,在抗震设计中,房屋的高宽比是一个需慎重考虑的问题。
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,也是地基基础整个工程造价的决定性因素,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。
3、结构计算与分析
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。
(1)首先基本选定结构方案后, 紧接着就是高层结构设计的核心部分--结构计算由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分
内容进行了调整和改进,因此,对这一阶段比较常见的问题应该有一个清晰的认识。
(2)周期折减系数,在高层结构中设置了非结构的砌体填充墙,在结构计算时应考虑其对主体结构的影响。
周期的折减应考虑到门窗洞口的设置对周期的影响,不同的结构类型和填充墙的多少也决定了周期折减系数的取值,而不能一概而论。
(3)振型数目是否足够。
阵型数的多少与结构的层数有关,对振型的取值都有较为明确的规定。
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。
因此,在计算分析阶段, 根据规范要求对计算结果进行判断,并决定是否要调整振型数目的取值。
参考文献:
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