关于高层建筑结构设计特点及体系分析
高层建筑的常见结构形式及特点
高层建筑的常见结构形式及特点高层建筑的结构体系主要有:框架结构、框架―剪力墙结构、剪力墙结构、、框支剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构,是由纵梁、横梁和柱组成的结构,这种结构是梁和柱刚性连接而成骨架的结构。
框架结构的优点:强度高,自重轻,整体性和抗震性好,柱网布置灵活,便于获得较大的使用空间;施工简便,较经济;框架结构的弱点:抗侧移刚度小,侧移大;对支座不均匀沉降较敏感等。
根据分析,框架房屋高度增加时,侧向力作用急剧地增长,当建筑物达到一定高度时,侧向位移将很大,水平荷载产生的内力远远超过竖向荷载产生的内力。
一般适用于10层以下、以及10层左右的房屋结构。
框架―剪力墙结构,又称框剪结构,框架-剪力墙结构体系是指由框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的多(高)层房屋结构体系。
它是在框架纵、横方向的适当位置,在柱与柱之间设置几道钢筋混凝土墙体(剪力墙)。
在这种结构中,框架与剪力墙协同受力,剪力墙承担绝大部分水平荷载,框架则以承担竖向荷载为主,这样,可以减少柱子的截面。
剪力墙在一定程度上限制了建筑平面布置的灵活性。
框架-剪力墙结构体系则充分发挥框架和剪力墙各自的特点,既能获得大空间的灵活空间,又具有较强的侧向刚度。
所以这种结构形式在房屋设计中比较常用。
这种体系一般用于办公楼、旅馆、住宅以及某些工艺用房。
框架一剪力墙结构,一般用于25层以下房屋结构。
剪力墙结构,是由纵向、横向的钢筋混凝土墙所组成的结构,即结构采用剪力墙的结构体系。
墙体除抵抗水平荷载和竖向荷载外,还对房屋起围护和分割作用。
剪力墙结构优点是整体性好,侧向刚度大,适宜做较高的高层建筑,水平力作用下侧移小,并且由于没有梁、柱等外露构件,可以不影响房屋的使用功能。
缺点是由于剪力墙位置的约束,使得建筑内部空间的划分比较狭小,不能提供大空间房屋,结构延性较差。
因此较适宜用于宾馆与住宅。
全剪力墙结构常用于25~30层结构。
筒体结构,是用钢筋混凝土墙围成侧向刚度很大的筒体的结构形式。
高层建筑结构设计特点
高层建筑结构设计特点摘要:结构的科学合理性关系到结构的安全性及造价,况且目前的结构形式多元化,给结构设计提出了更高的要求。
本文主要对三种结构体系的设计特点进行论述。
关键词:高层建筑;结构体系;特点前言有些地区由于经济条件限制,小高层及高层建筑的结构设计比较偏向于该地区的特征,因此在进行结构设计时,应充分考虑该地区的特点,满足本地市场的需求。
现在普遍采用的结构形式有框架结构,剪力墙结构,框架-剪力墙结构,三种结构形式有利也有弊。
一、结构形式的特点(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。
框架结构的优点在于建筑平面布置灵活,可以用隔断墙分隔空间,住户装修时更改室内空间也容易。
最重要的是计算理论相对成熟,施工工艺也成熟,工程质量得到保证。
框架结构的设计要点:柱网布置要规整,尽可能对称;梁柱中心线宜重合,以避免偏心对节点核心区和柱子产生的不利影响;填充墙宜选用轻质墙体,宜减轻结构自重。
框架结构的合理层数一般是 6~15层,最经济的层数是 10层左右。
其缺陷在于结构抗侧力能力差,本身柔性较大等,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。
层数多了还需要截面尺寸大的梁柱,减小了使用空间,造成材料浪费。
(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格构件。
剪力墙结构中,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,它空间整体性好,承载力和侧向刚度大。
合理设计的延性剪力墙具有良好的抗震性能。
在历次地震中,剪力墙结构震害较少发生,而且程度也较轻微。
在高层住宅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,但住户不能随便按照自己使用要求更改室内布局。
高层建筑结构设计特点简述
高层建筑结构设计特点简述0 前言随着我国经济的快速发展,高层建筑如雨后春笋,一栋栋拔地而起。
建筑的高层化和多样化发展,使得建筑结构设计方面的变化越来越多。
面对建筑类型、功能、数量的不断增加,高层建筑结构体系的多样化,高层建筑结构设计迎来了新新的机遇与挑战。
作者通过实践、总结,对高层建筑结构设计及结构体系,作出以下分析:1 高层建筑结构设计的特点1.1 决定因素是水平荷载对某一定高度楼房来说,其竖向荷载基本上是定值,但是其水平荷载随着结构动力特性的不同将有较大幅度变化,并不是定值。
由于楼房自重和建筑楼面的使用荷载在竖构件中所引起的弯矩和轴力的数值,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构件中引起的轴力,却与楼房高度的平方成正比[1]。
1.2 重要设计指标是结构延性在地震作用下,高层建筑相比于低层建筑的结构变形会更大一些。
因此,为了使高层建筑结构具有较强的变形能力,避免高层建筑倒塌,一定要在其结构设计时采取相应的措施,确保高层建筑的结构具有足夠的延性。
1.3 控制指标为侧移在高层建筑结构设计中,结构侧移是关键的控制指标,这与低层建筑有很大的不同。
由于在水平荷载作用下,高层建筑结构的侧移变形与建筑高度的四次方成正比。
建筑高度越高,其结构的侧移变形将大大增加。
因此,必须在水平荷载作用下,将高层建筑结构的侧移控制在允许的限度范围内。
1.4 不能忽视轴向变形高层建筑的竖向荷载很大,其将会在柱中引起比较大的轴向变形,从而减小连续梁中间支座处的负弯矩值,增大跨中正弯矩和端支座负弯矩值。
此外,竖向荷载还会对预测构件的下料长度、构件剪力和侧移等产生影响。
2 高层建筑的结构体系现阶段高层建筑常采用的结构体系主要有剪力墙结构体系、框架一剪力墙体系以及简体体系三种,其优缺点见表1[2]。
表1 结构体系优缺点比较结构体系优缺点剪力墙结构体系侧向刚度比较优良,平面布置也很规整,对侧向风力和地震的抵抗能力较强,釆用此种结构可以建造高度远大于框架结构的建筑。
阐述高层建筑结构的特点及常见问题
阐述高层建筑结构的特点及常见问题一、高层建筑结构的特点在高层建筑结构中,结构承受水平荷载和竖向荷载的共同作用,随着建筑物高宽比的增大、高度的增加,尽管竖向荷载对结构设计仍产生重要的影响,但水平荷载对结构产生的内力越来越大,成为结构设计时的主要控制因素,成为确定结构体系的关键性因素。
在水平荷载中,地震作用是动力作用,而风力作用则包含静力作用和动力作用,其静力部分称为稳定风,动力部分称为脉动风。
脉动风的作用会引起高层建筑的振动(简称风振),这在高层建筑结构抗风设计中必须加以考虑的。
在地震区,高层建筑基本上是受地震作用控制,所以计算地震对结构的作用是高层建筑设计的重要内容。
高层建筑结构的设计中,通常采用钢和钢筋混凝土两种材料。
二、高层建筑结构相关问题分析1、高层建筑结构设计中的消防结构设计高层建筑结构因其结构本身特点,决定了建筑结构在进行设计时具有一定的繁复性,而为了保证满足高层建筑结构复杂多样功能需求,需要在进行功能结构设计时,选用不同的建筑功能材料,其中所选用的材料多为可燃性材料,这一定程度上增加了火灾情况发生的可能性,且高层建筑之间空气流动性较强,风力大,一旦高层建筑发生火灾,极有可能在一定程度上造成火灾的扩张。
另外,高层建筑的层数越多,在进行建筑结构设计时,应将火灾线路设计成垂直形态,在这样的情况下,高层建筑人员在进行火灾疏散时可能会耗费更长时间。
在消防结构的设计中,对高层建筑进行排烟结构设计也是关于建筑结构相当重要的方面,在进行设计时,应注意将排烟结构进行合理设计,保证烟气正常排出,降低火灾发生时灾情的蔓延。
2、高层建筑结构设计中的抗风结构设计在高层建筑的设计中,其建筑的抗风性是相当重要的。
笔者认为实现抗风结构优化四个步骤:第一,进行基础设计,保证建筑结构的抗风结构,需要建筑结构具有一定的稳定性,在设计选材时,可选用级配高的砂石,保证建筑结构的填充材料密度,同时可有效防止水平方向上产生对结构倾覆性威胁;同时在结构底部进行设置时,使用抗拔锚杆,提高其应用功能,保证地基的稳固,对风力起到一定抵抗性;第二,设计耗能减振系统,在进行高层建筑结构设计时,可采用耗能减振系统,减少风荷载力对建筑物的作用力,系统的构成主要有楼板、梁柱、剪刀墙、耗能支撑等构成,减振系统的设置选材可使用具有较强粘弹性的阻尼材料,可有效提高减振系统的耗能减振作用;第三,高层建筑结构设计时,应对水平力、风荷载力以及可能发生的荷载力叠加问题进行有效解决。
高层建筑结构设计特点及常见问题的研究
3 21 结构 整体计算的软件选择 .. 目前 比 较 通 用 的 计 算 软 件 有 E A S A T B 、S P、T S B A、 T T A WE等 ,由于各 种软件在 计算模 型上 存在着 一定 A 、S T 的差异 ,从 而导致 了计算结果存在或 多或少的差异 。因此 ,
结构工程师在设计工 作 中首要的工 作就 是依据 结构类 型和
3 1 结构选型中常见 的问题 . 3 1 1 结构 的规则性 问题 .. 与旧规 范相 比,新规 范在这 方面增 添 了相 当多 的 限制
类型也越来越复 杂 ,这 就给高层 建筑结构 设计 提出了新 的
饥遇与挑战 。
1 高层 建筑 结构设计 的特点
1 1 水平荷栽成为决定 因素 . 水平荷载对结构产生 的倾覆 力矩 以及 由此在竖 构件 中
力学模型选取 、材 料性能 、延性 要求 、荷 载取 值 、安 全指
标 等,因此 ,结构设 计工程 师在设 计 的过 程对 该项控 制 因 素应该严格注意。 3 2 结构分析与计算 中常见的问题 .
与底层建筑 不同 ,结构侧 移是高层 建筑结 构设计 中的 关键 因素。水平荷载 下结 构的侧移变 形随着建 筑高 度的增 加 而增 大 ,与建筑 高度的 四次方成正 比。因此 ,在水 平荷
值 ,仅与建筑高度 的一次方 成正 比。对某 一定高 度楼房来 说 ,它的竖向荷载大 体上是 定值 ,但 是其 水平荷载 却不是 定值 ,它随结构 动力特性 的不 同而有较大幅度变化¨ 。 J
12 结 构 延 性 是 重 要 设 计 指 标 .
由于高层建筑一 般都带有 人 防和地下 室 ,嵌 固端 有 可 能设置在人 防顶板 ,也可 能设置在 地下 室顶板等 位置 。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 意的问题 ,比如 :结构抗 震缝设 置 与
高层结构设计及案例分析
二、高层建筑结构的特点
▪
随着层数和高度的增加,水平作用对
高层建筑结构安全的控制作用更加显著,
包括地震作用和风荷载。高层建筑的承载
能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和
造价高低,与其所采用的结构体系密切相
关。不同的结构体系,适用于不同的层数、
高度和功能。
高层建筑中,水平荷载和地震作用 对结构设计起着决定性的作用。
筒中筒
200
150 130 100
70
180 150 120
80
板柱-剪力墙
70
40
35
30 不应采用
B级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度(m)
结构体系
非抗震设 计
框架-剪力墙
170
全部落地剪
剪
力墙
180
力
墙 部分框支剪 力墙
150
框架-核心
筒
筒
220
体
筒中筒Βιβλιοθήκη 300抗震设防烈度 6度 7度 8度 160 140 120 170 150 130
▪ 荷载效应的最大值 (轴力N、弯矩M和 位移)可用下列式 子表达:
▪ N=WH=f(H)
▪ M=qH2/2 = f(H2)
▪ =qH4/8EI =f(H4)
▪ 内力或位移 ▪
=f(H4)
▪
M=f(H2)
▪
N=f(H)
▪
H
▪ 结构内力、位移与高度H的关系
▪ 高层建筑结构体系
➢ 框架 ➢ 框架-剪力墙 ➢ 剪力墙、底层大空间剪力墙 ➢ 框筒和筒体(包括筒中筒与成束筒) ➢ 巨型结构及悬挑结构
高层建筑结构的特点
▪ 钢-混凝土混合(组合)结构应用
高层建筑结构特点及结构选型分析潘俊
高层建筑结构特点及结构选型分析潘俊发布时间:2023-05-14T02:33:58.133Z 来源:《中国科技人才》2023年5期作者:潘俊[导读] 建筑是人们生活中必不可少的部分,对建筑的结构进行设计是建筑功能发挥的重要前提,建筑的结构设计通常需要考虑很多方面、满足多种功能。
在高层建筑中,结构设计和结构选型是最主要的方式,能够充分体现出建筑的外形特征,还能够最大程度的发挥建筑各项功能。
本文从高层建筑结构特点进行介绍,分析影响建筑结构选型的主要因素,最后根据实际工程案例进行分析,从而推进高层建筑行业健康发展。
江苏文博建筑设计有限公司江苏常州 213000摘要:建筑是人们生活中必不可少的部分,对建筑的结构进行设计是建筑功能发挥的重要前提,建筑的结构设计通常需要考虑很多方面、满足多种功能。
在高层建筑中,结构设计和结构选型是最主要的方式,能够充分体现出建筑的外形特征,还能够最大程度的发挥建筑各项功能。
本文从高层建筑结构特点进行介绍,分析影响建筑结构选型的主要因素,最后根据实际工程案例进行分析,从而推进高层建筑行业健康发展。
关键词:高层建筑;结构设计;结构选型;荷载前言:现阶段,国民经济的高效增长,建筑行业获得了有效发展,由于土地资源日益紧张,各建筑单位开始建设高层建筑,并且随着城市的发展,高层建筑在城市建筑类型占比明显增加。
在对高层建筑进行结构设计时,要结合现场的实际情况,对设计施工的重点和难点进行分析,提出切合实际的、科学合理的结构设计方案,制定行之有效的措施,进而保障高层建筑的质量安全和结构稳定。
1、高层建筑结构特点建筑结构方案的选择对于建筑的施工有着至关重要的影响,关系着建筑工程的施工和质量。
在对高层混凝土建筑结构设计方案进行选择时,要根据建筑地点的实际情况以及建筑施工企业的实际情况,选择最为经济合理的结构设计方案。
相比一些底层建筑,高层建筑自身的柔性比较强,如果发生地震等灾害很容易造成建筑结构的变形。
高层建筑结构设计特点及相关应用分析
高层建筑结构设计特点及相关应用分析1、高层建筑结构设计特点(1)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,跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大。
(2)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,影响结构安全,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。
(3)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,以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的平方成正比;另一方面,对某一定高度楼房来说,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。
(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、高层建筑结构设计的主要原则2.1选择合适的基础方案基础设计应根据工程地质条件,上部结构类型与载荷分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析,选择经济合理的基础方案,设计时宜最大限度地发挥地基的潜力,必要时应进行地基变形验算。
通常情况下,同一结构单元不宜用两种不同的类型。
2.2合理选择构方案一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案,也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。
总之,工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况都要进行综合分析,并与建筑、电、水、暖等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案。
2.3正确分析计算结果由于目前软件种类繁多,不同软件往往会导致不同的计算结果。
高层建筑结构的设计特点及体系
分为空腹筒 、实腹筒两种。其 中,空腹筒 受力构件 ,主要是
由 开 孔 钢筋 混凝 土 外 墙 、 密 排柱 、 窗裙 梁 以几 种 组 合 方 式构
与拆除 ,将建筑 的平面布 局为大空间或 分割成小居室 ,灵活 调整 以满足使用需求 ;建筑 的外墙通 常会选择使用非承重构
体系施加的倾覆力矩 ,将随着建筑层高的增加 而呈 多倍数同
步增长。此外,一般情况下 ,高层建筑的竖向荷载通常是不 变 的,而当建筑结构 的动力特性发生 改变时 ,作为水平荷载 的地震作用、风荷载的具体数值将不同程度的发生变化。 12 _ 主要控制指标
相 较 于 普 通 建 筑 、 多 层 建 筑 ,高 层 建 筑 结 构 设 计 的 控
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 。
框架形成一个整体 ,即框架——剪力墙结构体系。在水平荷 载的作用下 ,充分利 用了刚度较强 Байду номын сангаас连梁、楼板 ,使剪力墙
( 者单 位 :宁 波大 学 ) 作
制 在安 全 范 围之 内 。 1 轴 向变形 问题 . 3
分析 ,不难 发现 ,方案1 的稳定性、安全性优于方案2 。由此 可见 ,高层建筑 结构设计有着多种体 系,在设计 前应综合考 虑项 目的实际需要与情况 ,进行严格 的筛选 ,从中选取最佳 方案才能确保建筑的质量安全。 3高层建筑的结构设计体系 。 31 剪力墙结构体系 高层 建筑 的剪力墙体 系,其主要是指全部采用 了平面剪 力墙 构件 的主体受 力结构。在 此种 高层 建筑 结构 设计 体 系
高层建筑结构设计(共44张PPT)
• 高层建筑结构设计概述 • 高层建筑结构体系与选型 • 高层建筑结构荷载与效应 • 高层建筑结构分析与设计 • 高层建筑结构抗震设计 • 高层建筑结构抗风设计 • 高层建筑结构施工图绘制与审查
01
高层建筑结构设计概述
高层建筑定义与特点
高层建筑定义
一般指高度超过一定层数或高度 的建筑物,具体标准因国家和地 区而异。
。
可变荷载
包括楼面活荷载、屋面活荷载、雪 荷载、风荷载、吊车荷载等,是随 时间变化的荷载。
偶然荷载
包括地震作用、爆炸力、撞击力等 ,是偶然事件引起的荷载。
水平荷载与效应
风荷载
高层建筑受到的风荷载较大,需要考虑风压高度变化系数、风荷 载体型系数等。
地震作用
地震时地面运动对结构产生的水平惯性力,需要考虑地震烈度、 场地类别、结构自振周期等因素。
适用范围
剪力墙结构的房屋高度一 般不超过100m。
框架-剪力墙结构体系
优点
适用范围
框架结构布置灵活,可以获得较大的 空间;剪力墙结构抗侧力刚度大,整 体性好,两者结合可以取长补短。
框架-剪力墙结构的房屋高度一般不超 过150m。
缺点
框架和剪力墙的变形性能相差较大, 在地震作用下,两者的受力情况较难 协调。
通过改变结构刚度、阻尼、质量分布等方式,优化高层建筑结构的抗风
性能。
03
结构抗风设计流程
阐述高层建筑结构抗风设计的流程,包括初步设计、详细设计、施工图
设计等阶段。
风振舒适度控制标准与方法
风振舒适度评价标准
介绍国内外关于高层建筑风振舒适度的评价标准,如加速度限值、位移限值等。
风振舒适度控制方法
论高层建筑设计要素及结构体系
论高层建筑设计要素及结构体系【摘要】高层建筑结构设计是针对高层建筑特性的建筑结构设计,在满足安全、使用、经济与可行性的要求下,按照有关规定,对建筑结构进行总体的布置,技术经济的前提下,根据有关的设计标准,实现建筑结构的优化目标。
【关键词】高层建筑;设计要素;结构体系;适用范围前言随着城市化进程的加快,全国的高层建筑迅速增加,这在一定程度上增加了设计的难度,现代设计人员要充分认识到高层建筑的设计特点及结构体系,唯有这样才能实现设计的先进性,经济合理,安全使用,保证质量的原则。
与低层、多层建筑相比,结构体系的选择关系到建筑平面的布置、里面体形、楼高、机电管道设置及施工工期等等。
当前国内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。
1、高层建筑的设计要素组成1.1 设计的主要素——水平力低层与多层的房屋结构中,以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。
高层建筑则不然,水平荷载起决定性作用。
由于建筑自重与楼面使用荷载在竖向构件中引起的轴力和弯矩的数值,与建筑高度的一次方成正比;但水平荷载对结构产生的倾覆力矩及由此在竖向构件引起的轴力是与建筑高度的二次方成正比的。
另外,对特定高度的建筑来说,竖向荷载一般是定值,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。
1.2 控制好侧移结构侧移是高层建筑设计的关键要素,随着高度的增加,水平荷载下结构的侧向变形会迅速增加,与建筑高度的4次方成正比。
另外,随着高层建筑高度的增加,轻质材料的使用,新的建筑形式与结构也随之出现,侧向位移增加,在设计中不仅要求结构具有足够的强度,还要具备足够的抗推刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在规定限度内,否则会导致以下问题的出现:首先,侧移会导致附加内力的出现,尤其是竖向构件,如果侧向位移增加,偏心增加,产生的附加内力值超过规定值,房屋侧塌就会出现。
其次,增加了居住者的恐慌心理。
最后是导致填充墙或者建筑装饰开裂,损坏设备的管道,严重的情况下可能导致电梯轨道无法运转,主体结构出现裂缝,甚至损坏。
高层建筑结构设计第2章 高层建筑结构体系和布置原则
4 变形缝的设置
在未采取措施的情况下,伸缩缝的间距不宜超出 表1—8的限制。当有充分依据、采取有效措施时, 表中的数值可以放宽。
高层建筑结构伸缩缝的最大间距 表1—8
注: ①框架—剪力墙的伸缩缝间距可根据结构具体布置取表中框架结构与 剪力墙结构之间的数值; ②当屋面无保温或隔热层措施、混凝土的收缩较大或室内结构因施工 外露时间较长时,伸缩缝间距应适当减少; ③位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构,伸缩缝的间 距宜适当减少。
多年的高层建筑结构设计和施工经验表明:高层建 筑结构宜调整平面形状、尺寸和结构布置,采取构造 和施工措施,尽量不设变形缝;当需要设缝时,则应 将高层建筑结构划分为独立的结构单元,并设置必要 的变形缝。
4 变形缝的设置
温度缝:防止结构因温度变化和混凝土干缩变形 产生裂缝(基础以上上部结构断开) 不设温度缝的措施: 1. 温度影响较大部位提高配筋率; 2. 加厚屋面隔热保温层,或架空通风屋面; 3. 顶层局部设温度缝后浇带;即高强度等级的混凝 土;主体混凝土浇注后两个月;贯通结构的横截 面;位置应为结构受力影响最小,且曲折延伸避 免全部钢筋同截面搭接 ;一般每隔30~40m设一 道,后浇带宽800~1000mm。
适用30层以上 。
长/宽<2,截面尺寸接近正方形、圆形、正多边 形较好。
4、筒体结构体系
(1)框筒结构:内筒承受 竖向荷载,外筒承受水平 荷载,柱距一般在3m以内, 框筒梁比较高,开洞面积 在60%以下 1931年102层帝国大厦: 钢框架-剪力墙体系,用 钢量2.06kN/m2 1972年110层世界贸易中心:筒中筒结构体系,用 钢量1.81kN/m2
1974年110层西尔斯大楼:钢成束筒结构体系,用 钢量1.61kN/m2
高层建筑结构设计体系特点及问题分析
高层建筑结构设计体系特点及问题分析摘要:随着经济的高速发展,高层建筑如春笋般拔地而起,高层建筑结构设计的是否合理,决定着高层建筑的性能,这就要求高层建筑结构设计人员不断提升自身的设计能力和水平。
本文就首先根据高层建筑结构设计的特点对其合理性进行分析,并对其设计各个阶段应注意的问题进行探讨。
关键词:高层建筑;结构设计;特点abstract: with the rapid economic development, such as the spring bamboo shoots after another high-rise buildings, high-rise building structure design is reasonable, determines the performance of high-rise building, which requires personnel structure design of high-rise building continuously improve the design ability and level. in this paper, firstly, according to the characteristics of structure design of high-rise building on its rationality is analyzed, and the design should pay attention to the various stages of the discussion.key words: high-rise building; structure design; characteristics中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a文章编号:1、高层建筑结构体系的特点我国《高层建筑混凝土结构技术规程》规定,10层或l0层以上或者房屋高度超过28m的建筑为高层建筑物随着层数和高度的增加.水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著.包括地震作用和风荷载高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗詹性能、材料用量和造价高低,与其所采用的结构体系密切相关。
高层建筑结构设计特点及应注意的问题探讨
替换为 K 。按 下 式 :
~
加 固的研 究[ J ] . 建筑 结构学报, 1 9 9 8 , 1 9( 5 ) : 2 8 ~ 3 6 . 筑 工业 出版社 , 2 0 1 0 . 【 5 】 钱稼 茹, 罗文斌 . 建筑结构基 于位移 的抗震设 计【 J 1 . 建筑 结构 , 2 0 0 1 , 3 1
摘
要: 随着经济社会 的发展 和人 们生活水平的不断提 高, 高层建筑结构的设计的标准也 随之提 高, 其结构设计 等方
面的特点也越 来越 多样化 、 鲜明化 , 如何做好 建筑设计是结构工程师在结构设 计中需要考虑 的重要 问题。
关键词 : 高层建 筑; 结构设计
所谓 建筑 结构设计 , 是指在结构工程师将实践中提炼 出的各 的高度 越高 , 它们之 间的比值就越大 ; ②在楼房 的高度确定 的时 种结构元素通过语言表达 出建筑从整体布 置到技术和经济 分析 候, 竖 向的载荷量 的比值是固定 的, 但是受到横 向的载荷量和 地 以及 计算 、 构造 、 制 图等方面 的工作 , 以达到建筑 物经济 、 安全、 震的影响 ,两者之 间的比值会 随着结构动力 的不 同而呈现较 大
系数 L L 和 下 式 :
高层建筑结构设计特点及常见问题分析论文
高层建筑结构设计特点及常见问题分析【摘要】随着我国经济社会的飞速发展,以及城市人口的不断增加,高层建筑物越来越多的被民众所需要。
高层建筑物不仅有着多样的结构,还有丰富的功能。
因此,业主对于高层建筑物的设计和功能的要求也越来越高。
本文是对高层建筑结构的设计特点和问题做了简单的分析,也给了一点的解决措施,为以后高层建筑的设计留作参考。
【关键词】高层建筑;结构设计;设计特点;常见问题;解决措施高层建筑不仅缓解了城市土地紧张的问题,也填补了人们对现代高品质办公和住宅场所的需要。
由于轻质高强材料的研发和新的计算理论,施工技术的发展,特别是计算机结构分析手段的不断提高,更加促进了高层建筑的迅速发展。
建筑高度的增加,风格越来越多样化,给高层结构设计提出的新的课题和挑战。
高层结构设计不仅要满足大众品质的要求,还要跟上时尚的步伐。
1高层建筑结构设计特点1.1 侧移成为控制指标。
高层建筑的顶点位移限制不仅决定数值大小,还决定了其振动频率,如果层间相对位移过大,会造成结构变形,进而使建筑物受到损坏,所以位移的限制值很重要,需要严格要求。
而在高层建筑的设计过程中,建筑结构产生侧移问题是设计的关键要求,随着高度的产生,建筑的水平荷载能力也在变化,建筑物的侧移幅度也再迅速增加,为了确保高层建筑的的安全,必须把建筑结构水平荷载下的侧移幅度控制在一定限度内。
如果不加以控制,会因侧移产生加大的附加内力,尤其是属相构件。
如果侧向位移增大,偏心家具,当产生的附加内力超过控制数值时,房屋将会侧他。
其次会让居住的人感到不适和恐慌。
建筑的结构主体也会出现裂缝,设止损后。
严重的会是机电设备管道受损,电梯轨道变形无法运行,后果不堪设想。
1.2 高度预防轴向变形。
在采用框架结构的高层建筑中,框架的中柱轴压力要比边柱的轴压力大很多,因此中柱的轴受压变形也大于边柱。
当建筑物很高的时候,这种变形的差异会达到相当大的数值,其结果相当于连续梁中间呈现下沉下陷的状态,使跨中正弯矩值和两端支座弯矩值增大。
对高层建筑结构设计特点及体系讨论论文
对高层建筑结构设计特点及体系的讨论摘要:高层建筑结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程。
本文就高层建筑设计中的主要问题进行了讨论。
关键词:高层建筑;结构设计;结构体系abstract: the structural design of high-rise building is a long-term, complex or iterative process. this paper discussed the main issues in the design of high-rise buildings.key words: high-rise buildings; structural design; structural system中图分类号:tb482.2文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较,结构专业在各专业中占有更重要的位置,不同结构体系的选择,直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。
1.结构类型1.1结构的规则性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。
1.2结构的超高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。
1.3嵌固端的设置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。
高层建筑结构设计特点及问题
高层建筑结构设计的特点及问题探讨摘要:随着社会经济的发展,城市化进程的加快,高层建筑逐渐成为城市建设的主体,但在建筑市场中,建筑结构设计发生着变化,尤其在高层建筑中建设结构设计成为了影响建筑物养护、建设的重要组成部分。
本文主要分析了高层建筑结构的特点,阐述了高层建设结构设计中出现的问题,提出了相应的解决措施。
关键词:高层建筑;结构设计;问题与对策高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大,而建筑结构设计方面的变化也越来越多,很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。
建筑类型与功能越来越复杂,高层建筑的数量口渐增多,高层建筑的结构体系也是越来越多样化,高层建筑结构设计也越来越成为高层建筑结构工程设计工作的难点与重点。
面对如此形势,应该把高层建筑的结构设计放在首位加以研究。
1、高层建筑的结构设计特点1.1 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。
1.2 水平荷载成为决定因素:一方面,因为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,对某一定高度楼房来说,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变化。
1.3 建筑设计中的侧移幅度:在高层建筑的设计过程中,建筑结构产生侧移的问题是高层建筑结构设计的关键要素,随着高层建筑的高度不断增加,其水平荷载能力也在随之变化,建筑物结构侧移的幅度迅速增大,为了确保高层建筑的质量安全,必须把建筑结构水平载荷下的侧移幅度设计控制在一定限度之内。
高层建筑结构设计特点及问题分析
调 整和改进 . 因此 . 构工程师也应该相 对地对这一 阶段 比较 常见 的 结 0前 言 . 近年来 . 高层建筑越 来越多 . 掌握 高层设计 的要点是我们 每个 结 问题有一个清晰 的认识 31 .结构整体计算的软件选择 。目前 比较通用的计算 软件有 : 构设计人员所必须的 。笔者经过多年的设计实践 , 现在高层建筑结 发 S T .A 、 B A或 E A S E A S S P , A WET T T S T B 或 T B 、A 等 但是 , 由于各 软 构设计过程 中经常 出现一些问题。 现将这些常 出现的问题进行 了简要 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 的分析 。 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 1高层建筑结构设计特点 . 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 11 . 水平荷载成为决定 因素 判 哪个是可 以作 为 因为楼房 自重 和楼面使用荷 载在竖构件 中所引起 的轴力 和弯矩 同软件 相差较大 的计 算结果 中. 断哪个是合理 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 的数值 . 与楼房高度 的一次方成正 比 : 仅 而水平荷 载对结构产 生的倾 参 考的 . 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 覆力矩 . 以及 由此在竖构 件 中引起 的轴力 . 与楼房高度 的两次方成 是 和精力 . 而且有可 能使结构有不安全的隐患存在 。 正 比。 32 _是否需要地震力放大 . 考虑建筑隔墙等对 自振周期 的影 响。 该 1 . 向变 形 不 容 忽 视 2轴 只是 。 在新 规范 中根据 大量 高层建筑 中 . 向荷 载数值很大 . 竖 能够在柱 中引起较大 的轴向变 部 分内容实际上在新 老规范 中都有 提及 . 形 . 而会对连续梁 弯矩产生影 响 . 从 造成连续梁 中间支座处 的负弯矩 工程的实测周期 明确提 出了各种 结构体 系下高 层建筑结构计算 自振 周期折减系数 值减小 . 中正弯矩之和端支座负弯矩值增大 。 跨 33 型数 目是否足够 在新规范 中增加一个振 型参与系数的概 _振 1 . 3侧移成为控制指标 并 由于在 旧规范设计 中, 并未提出振型 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 . 念 , 明确 提出了该参数 的限值 。 因 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 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 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 2根据不 同类型高层建筑 . . 选择合理的结构体 系 果 进行判 断 . 并决定是否要调整振型数 目的取值 。 21 . 结构 的规则性问题 3 多塔之间各地震周期的互相干扰 . . 4 是否需要分开计算 。 一段时 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 大底盘 . 多塔楼 的高层建筑类型大量涌现 . 而在计算 分析该 类 添 了相 当多的限制条件 . 例如 : 平面规则性信息 、 固端 上下层刚度 比 间以来 . 嵌 是将结 构作为一个整 体并按 多塔类 型进行计算 . 还是 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 型高层建筑时 . 是结构工程师必须 注意的问题。如果多 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 将 结构人 为地分 开进行计算 . 塔 间刚度相差较大 . 就有可能 出现即使振型参 与系数满足要求 . 但是 必须严格 注意 . 以避免后期施工 图设计 阶段工作 的被动 。 对 某一座塔楼 的地震力计算误差仍然有可能较大 . 而使 结构出现不 从 22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 安 全的隐患。 3 非结构构件 的计算与设计 . 5 在高层建筑 中, 往往存在一些 由于 新规范 中针对 以前 的超高 问题 . 了将原来的 限制高度设定为 A级高 除 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 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 尤其是 高层 建筑屋顶处 的装饰构件进行 设计时 . 由于高层 因素严格注意 .一旦结 构为 B级高度建筑甚或超过 了 B 高度 .其 部 分内容 . 级 因此 . 必须严格按照新规范中 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 建 筑的地震作用 和风荷载均较大 . 于结构类 型的变更而 忽略该 问题 . 致施工 图审查时未予通 过 . 导 必须 增加的非结构 构件 的计算处理措施进行设计
关于高层建筑结构大底盘多塔结构设计的分析
关于高层建筑结构大底盘多塔结构设计的分析摘要:在高层建筑建设的过程中,运用大底盘多塔楼的设计方式可以满足更多的功能需求,这是一个建立在大空间底盘上的建筑群,在连接组合的方式上具有多样性的特点,可以满足多功能的需求,并且不需要花费更多的占地面积,具有较高的经济价值。
关键词:高层建筑;大底盘多塔;结构设计1、高层建筑结构大底盘多塔结构的概述大底盘多塔楼高层建筑结构体系的主要特点是:在当前建筑施工和设计中多动独立的高层建筑底部设置成为一个整体性的大型地下结构形式,形成一个大底盘,大底盘多塔楼高层建筑结构在大底盘上一层突然收进,属竖向不规则结构;大底盘上有2个或多个塔楼时,结建筑物结构振型价位复杂,并且由于这复杂的结构形态会产生相应的扭曲振动模式,因此需要在设计中严格控制,一旦结构布置不当,其竖向刚度发生巨大的变化,进而引起扭转振动反应及高振型影响将会加剧。
在实际工程的设计中,大底盘多塔楼高层建筑结构的设计为大底盘结构顶层楼板可作为上部多塔楼的嵌固端。
通常带地下停车位的住宅小区基本属于该种类型。
从结构设计的角度来说,由于大底盘为塔楼嵌固端,各个塔楼在水平和竖向荷载的作用下可以认为是相互独立的,结构内力分析可以分开进行。
在这种情况下上部塔楼的结构设计是常规的,可以不作讨论。
在进行结构大底盘部分的内力分析时,必须进行整体计算,但由于塔楼的侧向刚度相对于大底盘的侧向刚度来说比较小,因此,上部单个塔楼的在水平地震力作用下对于离塔楼位置较远的大底盘构件产生的影响很小,所以该种情况下对于大底盘的构件内力可以不考虑由于上部多塔楼的存在而对大底盘产生的复杂影响。
鉴于此,高层建筑设计规程中并未把此类结构形式归为复杂高层建筑。
同样的,在结构设计中,对于竖向荷载作用下,需要进行整体模型计算,来进行基础等构件的设计,在水平荷载作用下,不需要对整体模型进行多塔楼相互影响的复杂结构分析。
2、高层建筑结构大底盘多塔结构特点2.1大底盘要协调于上部多塔变形在大底盘多塔结构中,大底盘为其底部,一般作为商用,而上部的高层建筑多作为住宅建筑,或者作为商业建筑,因此,在大底盘顶部,上部多塔部分会出现内收,使平面刚度的突变形成。
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关于高层建筑结构设计特点及体系分析摘要:本文围绕着高层建筑结构,总结了高层建筑结构设计的特点以及提出了高层建筑结构分析和各种体系相对应的方法,为实际高层建筑结构分析与设计提供一定参考。
关键词:高层建筑结构、结构体系、结构分析
abstract: this paper around high-rise building structure, summarizes the characteristics of high building structure design and puts forward the high-rise building structure analysis and various system corresponding methods for actual high-rise building structure analysis and design to provide certain reference.
keywords: high building structures, structural system, structure analysis
中图分类号:[tu208.3]文献标识码:a 文章编号:
前言
近年来,高层建筑越来越多,越来越多的人在设计中遇到高层建筑。
掌握高层设计的要点是我们每个结构设计人员所必须的。
经过笔者这些多年来的设计实践,发现在高层建筑结构设计过程中经常出现一些遗漏或错误。
为了避免在钢筋混凝土高层结构设计过程中少犯或不犯这些错误,现将这些常常出现的问题总结如下:
1高层建筑结构设计特点
1.1 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构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与楼房高度的1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2次方成正比;所以对某一定高度楼房来说,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。
1.2 轴向变形不容忽视
在高层建筑中,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,跨中正弯矩之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。
1.3 侧移成为控制指标
它与较低楼房不同的是,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 根据不同类型高层建筑,选择合理的结构体系
2.1 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。
2.2 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。
2.3 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。
2.4 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。
3 高层建筑结构分析
3.1 高层建筑结构分析的基本假定
高层建筑结构是由竖向抗侧力构件(框架、剪力墙、筒体等)通过水平楼板连接构成的大型空间结构体系。
要完全精确地按照三维空间结构进行分析是十分困难的。
各种实用的分析方法都需要对计算模型引入不同程度的简化。
下面是常见的一些基本假定。
3.11 弹性假定
目前工程上实用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。
在垂直荷载或一般风力作用下,结构通常处于弹性工作阶段,这一假定基本符合结构的实际工作状况。
但是在遭受地震或强台风作用时,高层建筑结构往往会产生较大的位移,出现裂缝,进入到弹塑性工作阶段。
3.12 小变形假定
小变形假定也是各种方法普遍采用的基本假定。
但有不少人对几何非线性问题(pδ效应)进行了一些研究。
一般认为,当顶点水平位移△与建筑物高度h的比值△/h>1/500时,pδ效应的影响就不能忽视了。
3.13 刚性楼板假定
许多高层建筑结构的分析方法均假定楼板在自身平面内的刚度无限大,而平面外的刚度则忽略不计。
这一假定大大减少了结构位移的自由度,简化了计算方法。
并为采用空间薄壁杆件理论计算筒体结构提供了条件。
一般来说,对框架体系和剪力墙体系采用这一假定是完全可以的。
但是,对于竖向刚度有突变的结构,楼板刚度较小,主要抗侧力构件间距过大或是层数较少等情况,楼板变形的影响较大。
特别是对结构底部和顶部各层内力和位移的影响更为明显。
可将这些楼层的剪力作适当调整来考虑这种影响。
3.14 计算图形的假定
高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形主要是三维空间分析。
二维协同分析并没有考虑抗侧力构件的公共节点在楼面外的位移协调(竖向位移和转角的协调),而且,忽略抗侧力构件平面外的刚度和扭转刚度对具有明显空间工作性能的简体结构也是不妥当的。
三维空间分析的普通杆单元每一节点有6个自由度,按符拉素夫薄壁杆理论分析的杆端节点还应考虑截面翘曲,有7个自由度。
3.2 高层建筑结构静力分析方法
3.21 框架一剪力墙结构
框架一剪力墙结构内力与位移计算的方法很多,大都采用连梁连续化假定。
由剪力墙与框架水平位移或转角相等的位移协调条件,可以建立位移与外荷载之间关系的微分方程来求解。
由于采用的未知量和考虑因素的不同,各种方法解答的具体形式亦不相同。
3.22 剪力墙结构
剪力墙的受力特性与变形状态主要取决于剪力墙的开洞情况。
单片剪力墙按受力特性的不同可分为单肢墙、小开口整体墙、联肢墙、特殊开洞墙、框支墙等各种类型。
不同类型的剪力墙,其截面应力分布也不同,计算内力与位移时需采用相应的计算方法。
剪力墙结构的机算方法是平面有限单元法。
此法较为精确,而且对各类剪力墙都能适用。
3.23 筒体结构
筒体结构的分析方法按照对计算模型处理手法的不同可分为三类:等效连续化方法、等效离散化方法和三维空间分析,这里主要讨论三维空间分析。
等效连续化方法是将结构中的离散杆件作等效连续化处理。
一种是只作几何分布上的连续化,以便用连续函数描述其内力;另一种是作几何和物理上的连续处理,将离散杆件代换为等效的正交异性弹性薄板,以便应用分析弹性薄板的各种有效方法。
4 结语
总之,随着高层建筑规模和型式的不断发展,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。
参考文献:
1《混凝土结构设计规范》gb 50010-2008
2《建筑抗震设计规范》gb 50011-2009.
3《高层建筑混凝土结构技术规程》jgj3-2010
注:文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。