高层建筑结构设计知识点
高层建筑结构设计复习总结
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高层建筑结构设计复习总结一、1.高层建筑:将10层及10层以上或高度超过28m 的混凝土结构为高层民用建筑;高层建筑结构是高层建筑中的主要承重骨架。
2.高层建筑优点:占地面积小,节约建筑用地;缩短城市道路和各种管线,节约基础设施费用;改造城市面貌。
3.高层建筑结构功能:安全性、实用、耐久、稳定4.高层建筑结构中:轴力和结构高度成线性关系;弯矩和结构高度成二次方关系;位移和结构高度成四次方关系。
4.高层建筑结构形式:a 按材料分:砌体结构、钢筋砼、钢结构、钢和钢筋砼材料混合结构b.按结构体系:框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构(框筒结构、筒中筒、多筒、成束筒)、悬挂结构及巨型框架结构5.(1)砌体结构:造价低;强度低,特别是抗拉、抗剪强度低、延性差;抗震性不好(2).钢筋砼结构:优(强度高,能组成多种结构体系,抗震性能较好,跟钢结构相比刚度大,造价低,材料来源丰富,耐火性好)缺(自重大,结构截面尺寸大,建筑面积小,造价增加施工周期较长)(3)钢结构:优(较理想材料,强度高,自重轻,延性好,抗震性能好,施工速度快,易于加工,施工方便)缺(造价高,耐火性差,维护费用高)6.(1)框架结构体系:优(建筑平面布置灵活,可形成大空间,立面也可变化;延性好;造价低。
)缺(侧向刚度小;水平位移大,一般不超过60米;在高烈度地区,高度严格控制;非结构构件破坏严重,维护费用高;缺少二道防线)设计要点:a 根据使用要求,建筑要求来布置框架层高;b梁柱节点必须刚接;c梁的跨度受梁、断面尺寸限制d柱断面尺寸根据轴力大小确定,在震区有轴压比限制(2)剪力墙结构体系:利用钢筋砼墙体组成的承受全部竖向和水平作用的。
优(整体性好;侧移刚度大;变形小;非结构构件损坏小;结构次生内力P-Δ效应不显著;弹塑性稳定问题不突出;承载力易满足要求;抗震性能好;具有多道防线)缺(剪力墙间距较小;平面布置不灵活;大房间受到限制;自重大;刚度大,周期短)(3)框架-剪力墙结构体系:在框架结构中布置一定数量的剪力墙组成由框架和剪力墙共同承受竖向和水瓶座用的高层建筑结构。
高层建筑结构设计复习资料
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1.高层:10层及10层以上的居住建筑和建筑高度超过24m的公共建筑。
2.结构概念设计:是指根据理论与试验研究结果和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构的总体布置并确定细部构造的过程。
3.结构选型:根据高度,高宽比,抗震设防类别、设防烈度、场地类别、结构材料、施工技术等。
应满足1》满足使用要求2》尽可能与建筑形式相一致3》平面和立面形式规则,受力好有足够的承载力,刚度延性。
4》施工简便,经济合理4.框架结构:布置灵活、可以形成较大空间、施工方便、较经济、侧向刚度小侧移大、对支座不均匀沉降较敏感。
剪力墙:抗侧移刚度大,侧移小、室内墙面平整;平面布置不灵活;结构自重大,吸收地震能量大;施工较麻烦,造价较高。
Hw/bw<=4柱;4-8短肢剪力墙;>8普通剪力墙5.高层基础适用范围:柱下独立基础:层数不多,土质较好的框架结构。
交叉梁基础:层数不多,土质一般的框架,剪力墙,框架剪力墙结构。
筏型基础:层数不多,土质较弱或层数较多土质较好时使用。
箱型基础:层数较多,土质较弱的高层,桩基础:地基持力层较深时6.结构平面布置:确定梁柱墙基础在平面上的位置,竖向布置:确定结构竖向形式、楼层高度、电梯机房、屋顶水箱、电梯井和楼梯间的位置高度,是否设地下室、转换层、加强层、技术夹层以及他们的位置和高度。
7.有效楼板宽度:指楼板实际传递水平地震作用时的有效宽度,就是楼板的实际宽度,应扣除楼板实际存在的洞口宽度和楼、电梯间在楼面处的开口尺寸等有效楼板宽度不宜小于该层楼面宽度的50%,楼板开洞总面积不已超过楼面面积的30%,楼板任一方向最小净宽度不宜小于5m净宽不应小于2m8. 楼板开大洞后的措施:加厚洞口附近楼板,提高楼板配筋率,采用双层双向配筋;洞口边缘设边梁或暗梁;在楼板洞口角部集中配置斜向钢筋。
9. 高层地下室功能:利用土体的侧压力防止水平力作用下结构的滑移和倾覆;减小土的重量,降低地基的附加应力;提高地基土的承载力;减小地震作用对上部结构的影响10. 伸缩缝框架55m剪力墙45 m 后浇带设置:框架梁和楼板的1/3跨处,设在剪力墙洞口上方连梁的跨中或内外墙交接处。
高层建筑设计要点
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高层建筑设计要点一、结构体系高层建筑的结构体系是设计的核心,它决定了建筑物的安全性、稳定性和持久性。
结构体系的选择应基于建筑物的功能、规模、用途和地理位置等因素,同时需考虑材料、施工技术和经济性等因素。
在设计中,应采用现代化的结构分析方法,如有限元分析、线性及非线性分析等,确保结构的安全性和稳定性。
二、抗震设计高层建筑的抗震性能是衡量建筑物安全性能的重要指标。
在设计中,应充分考虑地震对建筑物的影响,采取有效的抗震设计和构造措施,以减小地震对建筑物的破坏。
例如,可以采用隔震支座、消能减震等措施来提高建筑物的抗震性能。
三、消防设计高层建筑的消防安全是至关重要的。
在设计时,应充分考虑火灾的预防和救援措施,包括防火分区、疏散通道、消防电梯、自动喷水灭火系统等。
此外,还应注意材料的选择和构造的设计,以防止火灾的蔓延和烟气的扩散。
四、环保节能高层建筑的环保节能是当前建筑设计的重要方向之一。
在设计中,应充分考虑能源的利用和消耗,采用高效节能的设备和材料,如太阳能电池板、地源热泵等,以实现能源的高效利用和降低能耗。
同时,还应考虑建筑物的采光、通风和遮阳等问题,以创造舒适、健康的居住和工作环境。
五、美学和实用性高层建筑不仅要有实用的功能,还要具备美观的外观。
在设计中,应注重建筑美学的应用,通过合理的空间布局、流线型的设计和独特的外观造型等手段,创造出具有吸引力和独特性的高层建筑。
同时,还需考虑建筑物的实用性和功能性,以满足人们的生活和工作需求。
六、施工可行性高层建筑的施工过程是设计的重要环节之一。
在设计中,应充分考虑施工的可操作性和可行性,包括施工方法的选择、施工材料的采购和施工进度的安排等。
此外,还需考虑施工对周边环境和居民的影响,采取相应的措施以减少对环境和居民的干扰。
七、维护管理高层建筑的维护管理是确保建筑物长期使用和安全的重要措施。
在设计中,应考虑建筑物的维护和管理需求,包括设备的使用和维护、建筑的清洁和保养等。
(完整版)高层建筑结构设计总结
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1.高层:大于等于10层或房屋高度超过28m的住宅和房屋高度大于24m的其他民用住宅。
2.高层结构设计特点:a水平荷载是决定性因素、b侧移是控制指标、c轴向变形、d延性、e结构材料用量显著增加。
3.高层建筑结构类型分类:砌体结构、混凝土结构、钢结构、钢-混凝土混合结构。
4.高层建筑结构体系:a框架、b剪力墙、c框架剪力墙、d筒体、e框架-核心筒、f带加强层的高层建筑结构体系。
5.高层建筑结构总体布置包括:结构平面布置和结构竖向布置。
6.结构平面布置基本原则:尽量避免结构扭转和局部应力中,平面宜简单、规则、对称,刚心与质心或形心重合。
7.结构竖向布置基本原则:结构的侧向刚度和承载力自下而上逐渐减小,变化均匀、连续、不突变,避免出现柔软层或薄弱层。
8.基础应具有足够埋深的原因:a防止基础发生滑移和倾斜;b增大埋深可提高承载力,减少基础沉降量;c增大埋深后,地面运动时阻尼增大,减少震害。
9.风荷载:当风遇到建筑物时在其表面上产生的压力或吸力即为建筑物的风荷载。
10.风荷载影响因素:除风速风向外,还和建筑物的高度、形状、表面状况、周围环境等因素有关。
11.地面越粗糙风速变化越慢,梯度风高度越高。
12.高层建筑结构的计算分析:弹性分析方法、考虑塑性内力重分布的分析方法、非线性分析方法等。
13.整体倾覆原因:高宽比较大、风荷载或水平地震作用较大、地基刚度较弱。
14.延性比较大的结构,在地震作用下结构进入弹塑性状态;若延性较差,则容易发生脆性破坏。
15.延性要求(抗震等级):很严格(一级)、严格(二级)、较严格(三级)、一般(四级)。
16.结构抗震等级的确定应根据设防烈度、结构类型和房屋高度采用不同抗震等级抗震。
16.抗震概念设计:应从场地条件、结构体系和抗侧刚度的合理选择、结构的结构平面和竖向布置、延性和地震能量散耗、薄弱层、多道抗震设防、缝的处理等方面,最好建筑结构的抗震概念设计。
17.剪力墙墙体承重方案:a小开间横墙承重;b大开间横墙承重;c大间距纵横墙承重。
高层建筑设计知识点
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高层建筑设计知识点随着城市化进程的加速,高层建筑如雨后春笋般在城市中拔地而起。
高层建筑不仅是城市的地标,也是解决城市人口密集、土地资源紧张等问题的重要手段。
然而,高层建筑的设计并非易事,需要综合考虑众多因素,包括结构、功能、安全、美观等。
下面,让我们一起来了解一些高层建筑设计的重要知识点。
一、结构设计高层建筑的结构设计是至关重要的。
由于其高度较高,受到的风力、地震力等水平荷载较大,因此需要选择合适的结构体系来保证建筑的稳定性和安全性。
常见的结构体系有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构由梁柱组成,具有空间布置灵活的优点,但抗侧刚度相对较小,适用于层数较低的建筑。
剪力墙结构则通过钢筋混凝土墙体来抵抗水平荷载,抗侧刚度大,但空间布置不够灵活。
框架剪力墙结构结合了两者的优点,在建筑的部分区域设置剪力墙,既能提供较大的抗侧刚度,又能保持一定的空间灵活性。
筒体结构包括框筒、筒中筒、成束筒等形式,具有很强的抗侧能力,适用于超高层建筑。
在结构设计中,还需要考虑基础的选型和设计。
高层建筑的基础通常采用桩基础、筏板基础等,以承受上部结构传来的巨大荷载,并保证不均匀沉降在允许范围内。
二、消防设计消防安全是高层建筑设计中不可忽视的问题。
由于人员疏散距离长、火灾蔓延速度快,高层建筑的消防设计要求更为严格。
首先,要合理设置防火分区,将建筑划分为若干个相对独立的防火区域,以阻止火灾的蔓延。
防火分区之间应采用防火墙、防火门、防火卷帘等进行分隔。
其次,要确保疏散通道的畅通和安全。
疏散楼梯的数量、宽度、坡度等应符合规范要求,且要有良好的采光和通风条件。
同时,要设置疏散指示标志和应急照明设施,引导人员在火灾发生时迅速疏散。
另外,高层建筑还应配备完善的消防设施,如自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统、防烟排烟系统等。
消防电梯也是必不可少的,能够在火灾发生时供消防人员快速到达火灾现场进行扑救。
三、垂直交通设计垂直交通是高层建筑中人员上下的重要通道,其设计直接影响到建筑的使用效率和舒适度。
高层建筑结构设计知识点总结
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高层建筑结构设计知识点总结
嘿!今天咱们来好好唠唠《高层建筑结构设计知识点总结》!
哎呀呀,首先呢,咱得明白高层建筑结构设计的重要性哇!这可不是闹着玩的呢!
第一点,高层建筑的荷载计算那可是相当关键呀!风荷载、地震作用,这些都得仔细琢磨呢!你想想,风呼呼地吹,地震晃啊晃,要是计算不准确,那楼不得摇摇欲坠啦?
第二点呢,结构体系的选择也很重要哇!框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构,各有各的特点和适用范围呀!比如说框架结构空间灵活,但是抗侧刚度相对较弱;剪力墙结构抗侧刚度大,可空间就没那么灵活啦!这可得根据具体情况好好权衡呢!
第三点,基础设计可不能马虎呀!基础得稳稳地承载着整个大楼的重量呢!桩基础、筏板基础,选择合适的基础形式才能保证大楼的稳定性呀!
第四点,抗震设计那可是重中之重哇!要提高结构的抗震性能,从结构布置到构件设计,每一个环节都得精心处理呢!
第五点,材料的选择也有讲究哇!高强度的钢材、高性能的混凝土,这都能提升结构的强度和耐久性呢!
哇塞!高层建筑结构设计的知识点真是多如牛毛呀!不过只要咱们一个个搞清楚,弄明白,就一定能设计出安全可靠又美观实用的高层建筑呢!你说是不是呀?。
高层建筑结构设计简答题及答案
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..1框架—支撑结构在框架中设置支撑斜杆,即为支撑框架,一般用于钢结构,由框架和支撑框架共同肩负竖向荷载和水平荷载的结构,称为框架—支撑结构。
2.〔框筒结构的〕剪力滞后现象翼缘框架中各柱轴力散布其实不均匀,角柱的轴力大于均匀值,中部柱的轴力小于均匀值,腹板框架各柱的轴力也不是线性散布,这类现象称为剪力滞后现象3.框架的剪切刚度Cf 框架产生单位层间剪切变形所要施加的层间剪力。
三..简述房子建筑平面不规那么与竖向不规那么的种类,在设计中应怎样防备上述不规那么结构?平面不规那么包含扭转不规那么、楼板凹凸不规那么和楼板局部不连续。
竖向不规那么包含侧向刚度不规那么、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变。
在设计中能够经过限制建筑物的长宽比,立面的外挑和内收以及限制沿向刚度的变化来防备不规那么结构。
.剪力墙抗震设计的原那么有哪些?为何要设置剪力墙的增强部位?试说明剪力墙增强部位的范围。
(10分)强墙弱梁、强剪弱弯、限制墙肢轴压比和墙肢设置边沿构件、增强要点部位、连梁特别举措。
因为剪力墙增强部位的弯矩和剪力均很大;总高1/8和底部2层高度中的较大值,且不大于15m.。
五.什么是抗震设计的二阶段设计方法?为何要采纳二阶段设计方法?(10分)第一阶段为结构设计阶段,第二阶段为验算阶段。
保证小震不坏、中震可修、在震不倒的目标实现。
七. 简述框架-剪力墙结构的主要特色(10分)框架-剪力墙结构是由框架和剪力墙构成的结构系统,拥有两种结构的长处,既能形成较大的使用空间,又拥有较好的抵挡水平荷载的能力。
八.简述高层建筑结构结构设计的根来源那么。
(11分)着重观点设计,着重结构选型与平、立面部署的规那么性,择优采纳抗震和抗风好且经济的系统,增强结构举措,在抗震设计中,应保证结构的整体性能,使整个结构拥有必需的承载力、刚度和延性。
结构应知足以下根本要求:1〕拥有必需的承载力、刚度和变形能力;2〕防备因局部损坏而致使整个结构损坏;3〕对可能的单薄部位采纳增强举措;4〕防备局部突变和扭转效应形成的单薄部位;5〕宜拥有多道抗震防线。
高层建筑设计知识点
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高层建筑设计知识点随着城市化进程的加速,高层建筑如雨后春笋般在城市中崛起。
高层建筑不仅是城市的地标,更是解决城市人口密集、土地资源紧张等问题的有效手段。
然而,高层建筑的设计并非简单的堆砌,而是涉及众多专业知识和技术要点。
接下来,让我们一起深入了解高层建筑设计的一些关键知识点。
一、结构设计高层建筑的结构设计是至关重要的。
由于其高度和重量,需要承受更大的风力、地震力等水平荷载。
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。
框架结构由梁柱组成,具有较大的空间灵活性,但抗侧力能力相对较弱,适用于较低的高层建筑。
剪力墙结构则通过钢筋混凝土墙体来抵抗水平荷载,具有较好的抗震性能,但空间布局相对受限。
框架剪力墙结构结合了两者的优点,既能提供一定的灵活性,又有较好的抗侧力性能。
筒体结构又分为框筒、筒中筒和束筒等形式。
框筒结构是由密排柱和深梁组成的框架筒体,具有很强的抗侧力能力。
筒中筒结构则是由内外两个筒体组成,外筒一般为框筒,内筒为剪力墙或框架剪力墙。
束筒结构是由多个筒体组合在一起,能适应更复杂的建筑平面和更高的建筑高度。
在结构设计中,还需要考虑基础的选型和设计。
高层建筑的基础通常采用桩基础、筏板基础或箱形基础等,以确保建筑的稳定性和均匀沉降。
二、消防设计消防安全是高层建筑设计中不可忽视的重要环节。
由于人员疏散困难、火势蔓延迅速等特点,高层建筑的消防要求更加严格。
首先,要合理规划疏散通道和安全出口。
疏散楼梯的数量、宽度和疏散距离都需要满足相关规范要求,确保在紧急情况下人员能够迅速安全地疏散。
同时,要设置防烟楼梯间和消防电梯,提高疏散的安全性和效率。
其次,消防设施的配置要齐全。
包括自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统、消火栓系统、防烟排烟系统等。
这些系统的设计和安装要符合规范,并且要定期进行维护和检测,确保其在火灾发生时能够正常运行。
另外,建筑材料的防火性能也至关重要。
要选用耐火等级高的建筑材料,以延缓火势的蔓延,为人员疏散和消防救援争取时间。
高层建筑结构设计(共44张PPT)
![高层建筑结构设计(共44张PPT)](https://img.taocdn.com/s3/m/31cb179b77eeaeaad1f34693daef5ef7ba0d122e.png)
• 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
高层建筑结构设计复习资料
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第一章概述1、对于高层建筑,抵抗水平荷载成为结构设计需要解决的主要问题2、荷载效应:由荷载引起的结构内力、位移、速度、加速度等3、高层建筑结构设计,主要是抗水平力设计4、高层建筑结构的材料主要为钢、钢筋和混凝土5、按采用的材料,高层建筑的结构构件可分为钢构件、钢筋混凝土构件及组合构件,组合构件是指型钢或钢管与混凝土组合的构件6、按采用的材料,高层建筑结构的类型可分为钢结构、钢筋混凝土结构、混合结构,混合结构包括由全部构件为组合构件的结构,钢构件与钢筋混凝土组成的结构,钢构件与组合结构组成的结构,钢筋混凝土构件与组合构件组成的结构等7、钢结构以及混合结构的钢材宜采用Q235等级B、C、D的碳素结构钢及Q345等级B、C、D、E的低合金高强度结构钢8、混凝土的强度等级,框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核心区,不应低于C30;构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件,不应低于C20;剪力墙不宜超过C60;其他构件,9度时不宜超过C60,八度时不宜超过C70第二章结构体系1、高层建筑的结构体系包括框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构、巨型结构。
2、框架结构的设计要点:(1)必须在两个主轴方向上设置框架,以抵抗各自方向的水平力。
(2)抗震框架结构的梁柱不允许铰接,必须采用梁端能传递弯矩的刚接,以使结构具有良好的整体性和比较大的刚度。
(3)甲、乙类建筑以及高度大于24m的丙类建筑,不应采用单跨框架结构。
(4)承重体系主要取决于楼板布置。
(5)沿建筑高度,柱网尺寸和梁截面尺寸一般不变。
在建筑比较高的情况下,柱的截面尺寸沿建筑高度减小。
(6)侧向刚度小,总高度受到限制。
(7)框架结构的非承重墙宜采用轻质材料,减轻对结构抗震的不利影响。
(8)不应采用部分由框架承重、部分由砌体墙承重的混合承重形式。
(9)框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的的电梯机房、楼梯间、水箱间等,应采用框架承重,不应采用砌体墙承重。
高层建筑结构设计的特点及注意事项
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高层建筑结构设计的特点及注意事项
1.抗震设计:高层建筑的抗震设计是结构设计的重要内容,需要采用合理的结构体系和抗震构造设计,以确保建筑物在地震等自然灾害中的稳定性和安全性。
2. 稳定性设计:由于高层建筑的高度和结构复杂性,其结构稳定性设计需要考虑多种因素,如水平荷载、风荷载、自重等,以确保建筑物的整体稳定性。
3. 选材:高层建筑结构设计需要选用合适的材料,如钢材、混凝土等,以满足建筑物的强度和稳定性要求。
4. 细化设计:高层建筑结构设计需要进行细化的设计,包括材料的选用、构造的设计、节点的布置等,以确保建筑物在使用寿命内的稳定性和安全性。
5. 维护保养:高层建筑结构设计需要考虑维护保养的问题,以确保建筑物长期稳定和安全运行。
总之,高层建筑结构设计需要综合考虑多种因素,以确保建筑物的安全稳定和长期使用寿命。
- 1 -。
高层建筑相关的知识点
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高层建筑相关的知识点在现代城市的天际线中,高层建筑无疑是最为引人注目的存在。
它们不仅是城市繁荣的象征,还承载着人们对于居住、工作和娱乐的各种需求。
那么,什么是高层建筑?它们是如何设计和建造的?又有哪些特点和挑战呢?让我们一起来了解一下高层建筑相关的知识点。
一、高层建筑的定义一般来说,高层建筑是指高度超过一定标准的建筑物。
在不同的国家和地区,对于高层建筑的定义可能会有所不同。
例如,在中国,规定超过 27 米的住宅建筑和超过 24 米的非单层厂房、仓库和其他民用建筑被视为高层建筑。
而在一些发达国家,这个标准可能会更高。
二、高层建筑的分类高层建筑可以根据其用途、结构形式和建筑高度等进行分类。
按用途分类,可分为住宅建筑、办公建筑、商业建筑、酒店建筑等。
按结构形式分类,常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构由梁柱组成框架来承受竖向和水平荷载;剪力墙结构则主要依靠钢筋混凝土墙体来抵抗水平荷载;框架剪力墙结构结合了框架和剪力墙的优点,具有较好的抗震性能;筒体结构则是将建筑物的剪力墙集中到建筑物的内部或外部,形成一个或多个封闭的筒体,从而提供更大的抗侧力能力。
按建筑高度分类,通常分为小高层(一般指 7 11 层的建筑)、中高层(12 18 层)和高层(18 层以上)。
三、高层建筑的设计要点1、结构设计高层建筑的结构设计至关重要,需要考虑到地震、风荷载等自然因素的影响。
设计师必须确保建筑物在各种极端条件下的稳定性和安全性。
为了达到这一目标,通常会采用先进的结构分析软件和模拟技术,对建筑物的受力情况进行精确计算。
2、消防设计由于高层建筑人员密集,疏散困难,消防设计成为了重中之重。
必须设置足够数量和宽度的疏散楼梯和通道,配备完善的消防设施,如自动喷水灭火系统、火灾报警系统等。
同时,还要考虑到消防车辆的登高作业和消防救援的通道问题。
3、电梯设计为了满足人们的垂直交通需求,高层建筑通常需要配备多部电梯。
高层建筑结构设计要点
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高层建筑结构设计要点高层建筑结构设计是一项关键性工作,需要考虑多个因素,以确保建筑物的安全性、稳定性和持久性。
以下是高层建筑结构设计的一些要点:1. 应力和荷载分析:在进行高层建筑结构设计时,必须进行详尽的应力和荷载分析。
这包括考虑建筑物所承受的静态和动态荷载,如重力荷载、风荷载、地震荷载等。
通过准确分析,可以确定建筑物所需的结构强度和刚度。
2. 结构系统选择:选择适当的结构系统对于高层建筑的稳定性至关重要。
常见的高层建筑结构系统包括框架结构、剪力墙结构和桩基承台结构等。
根据建筑物的高度、用途以及周围环境条件,结构工程师需要综合考虑各个因素,选择最合适的结构系统。
3. 抗震设计:高层建筑需要具备良好的抗震性能,以保证在地震发生时的安全性。
抗震设计包括选择适当的抗震措施,如设置剪力墙、使用抗震橡胶支座、增加结构横向刚度等。
此外,还需要进行地震动力学分析,评估建筑物在地震下受力情况,以确保结构的可靠性。
4. 稳定性设计:由于高层建筑的高度较大,结构稳定性的设计至关重要。
结构工程师需要考虑侧向位移、风荷载、周围环境的影响等因素,采取相应的稳定设计措施,如增加抗侧刚度、设置抗侧支撑等。
5. 灌浆加固:为增加高层建筑的承载能力和抗震性能,常常需要进行灌浆加固。
通过在结构中注入高强度灌浆材料,可以增加结构的强度和刚度,提高整体稳定性。
6. 纵横向连接:高层建筑的纵横向连接起着重要的作用,确保建筑物各个部分的协调运作。
适当的纵横向连接可以增加结构的整体刚度和稳定性,减小结构变形,提高抗震性能。
7. 总体均衡设计:高层建筑的总体均衡是设计的关键目标之一。
结构工程师需要在考虑各种因素的同时,保持建筑物的整体均衡,以避免结构出现明显的缺陷或不稳定。
8. 施工监控:高层建筑结构设计的可行性和稳定性需要在施工过程中得到有效监控。
施工监控包括对建筑物各个节点和构件质量的监测,确保结构的合理施工和安全性。
综上所述,高层建筑结构设计需要综合考虑应力和荷载分析、结构系统选择、抗震设计、稳定性设计、灌浆加固、纵横向连接、总体均衡设计以及施工监控等因素。
高层建筑结构设计知识点
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高层建筑结构设计知识点随着城市的发展和人口的增长,高层建筑如雨后春笋般涌现。
高层建筑结构设计是一项复杂而关键的工作,它不仅要确保建筑的安全性和稳定性,还要满足使用功能和美观的要求。
下面让我们来了解一些高层建筑结构设计的重要知识点。
一、结构体系的选择高层建筑的结构体系多种多样,常见的有框架结构、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,具有较好的空间灵活性,但抗侧刚度相对较小,适用于层数较低的建筑。
剪力墙结构则依靠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和剪力墙的优点,既能提供较大的空间,又具有较好的抗侧性能,是许多高层建筑常用的结构形式。
筒体结构包括框筒、筒中筒等,具有很强的抗侧能力,适用于超高层建筑。
在选择结构体系时,需要综合考虑建筑的高度、功能、抗震要求、经济因素等。
例如,对于高度较高、抗震要求严格的建筑,筒体结构可能是更合适的选择;而对于商业建筑,需要较大的空间灵活性,框架剪力墙结构可能更能满足需求。
二、风荷载和地震作用风荷载和地震作用是高层建筑结构设计中必须考虑的重要水平荷载。
风荷载的大小与建筑的高度、体型、地理位置等因素有关。
高层建筑由于高度较大,风荷载对其影响较为显著。
在设计时,需要通过风洞试验或规范中的计算方法确定风荷载的大小和分布,并采取相应的抗风措施,如增加结构的刚度、设置抗风构件等。
地震作用是另一个不可忽视的因素。
地震的发生具有不确定性和随机性,因此在设计时需要根据建筑所在地区的抗震设防烈度、场地类别等进行抗震计算和设计。
通常采用反应谱法或时程分析法来计算地震作用,并通过合理的结构布置和抗震构造措施来提高结构的抗震性能。
三、结构分析方法在高层建筑结构设计中,常用的结构分析方法包括静力分析和动力分析。
静力分析是最基本的分析方法,用于计算结构在恒载、活载和风荷载等作用下的内力和变形。
常见的静力分析方法有分层法、D 值法等。
高层建筑结构设计复习重点
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高层建筑结构设计复习重点关键信息项1、高层建筑结构的分类与特点框架结构剪力墙结构框架剪力墙结构筒体结构复杂高层建筑结构2、风荷载与地震作用风荷载计算方法地震作用计算方法风振系数与地震影响系数3、结构分析方法弹性分析方法弹塑性分析方法时程分析方法4、框架结构设计要点梁柱截面设计节点设计框架柱的轴压比控制5、剪力墙结构设计要点剪力墙的厚度确定剪力墙的配筋计算开洞剪力墙的计算与设计6、框架剪力墙结构设计要点协同工作分析框架与剪力墙的比例关系变形协调7、筒体结构设计要点筒中筒结构框架核心筒结构巨型结构8、基础设计桩基础设计筏板基础设计基础与上部结构的共同作用9、结构抗震设计抗震等级确定抗震构造措施结构薄弱层的判别与加强10、高层建筑结构的舒适度要求风振舒适度楼盖振动舒适度11 高层建筑结构的分类与特点111 框架结构框架结构是由梁和柱通过节点连接组成的结构体系。
其优点是建筑平面布置灵活,可形成较大的空间;缺点是侧向刚度较小,在水平荷载作用下侧移较大。
112 剪力墙结构剪力墙结构是由一系列纵向和横向的钢筋混凝土墙体组成的结构体系。
剪力墙具有较大的侧向刚度,能有效地抵抗水平荷载,但建筑平面布置不够灵活。
113 框架剪力墙结构框架剪力墙结构是由框架和剪力墙共同承担水平和竖向荷载的结构体系。
它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,又具有较好的侧向刚度。
114 筒体结构筒体结构包括框筒、筒中筒和束筒等形式。
筒体结构具有很大的侧向刚度和承载能力,适用于高度较大的高层建筑。
115 复杂高层建筑结构复杂高层建筑结构如带转换层、加强层、连体结构等,其设计需要考虑特殊部位的受力和变形特点。
12 风荷载与地震作用121 风荷载计算方法风荷载的计算通常基于基本风压、风载体型系数、风压高度变化系数等参数。
根据不同的规范和标准,采用相应的计算公式来确定风荷载的大小。
122 地震作用计算方法地震作用的计算方法包括底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法。
高层建筑结构设计
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高层建筑结构设计涉及章节:第一章——第二章一、1.高层建筑结构设计的基本原则是什么?高层建筑结构设计的基本原则是:注重概念设计,重视结构选型与平、立面布置的规则性,择优选用抗震和抗风好且经济的结构体系,加强构造措施。
在抗震设计中,应保证结构的整体性能,使整个结构具有必要的承载力、刚度和延性。
结构应满足下列基本要求:( l )应具有必要的承载力、刚度和变形能力。
( 2 )应避免因局部破坏而导致整个结构破坏。
( 3 )对可能的薄弱部位要采取加强措施。
( 4 )结构选型与布置合理,避免局部突变和扭转效应而形成薄弱部位。
( 5 )宜具有多道抗震防线。
2.什么是结构的概念设计?概念设计是指根据理论与试验研究结果和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构的总体布置并确定细部构造的过程。
国内外历次大地震及风灾的经验教训使人们越来越认识到建筑物概念设计阶段中结构概念设计的重要性,尤其是结构抗震概念设计对结构的抗震性能将起决定性作用。
国内外许多规范和规程都以众多条款规定了结构抗震概惑设计的主要内容。
规程JGJ--2002 在总则中强调了结构概念设计的重要性,旨在要求建筑师和结构工程师在高层建筑设计中应特别重视规程中有关结构概念设计的各条规定,设计中不能陷人只凭计算的误区,认为不管结构规则不规则,只要计算通得过就可以。
结构的规则性和整体性是概念设计的核心。
若结构严重不规则、整体性差,则仅按目前的结构设计计算水平,难以保证结构的抗震、抗风性能,尤其是抗震性能。
现有抗震设计方法的前提之一是假定整个结构能发挥耗散地震能量的作用,在此前提下,才能以多遇地震作用进行结构计算、构件设计并加以构造措施,或采用动力时程分析进行验算,达到罕遇地震作用下结构不倒塌的目标。
结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用,避免结构出现敏感的薄弱部位,地震能量的耗散仅集中在极少数薄弱部位,导致结构过早破坏。
结构概念设计是一些结构设计理念,是设计思想和设计原则。
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1 高层定义:(1)JGJ3—2002《高层建筑混凝土结构技术规范》将10层及10层以上或高度超过28m 的混凝土划为高层民用建筑。
(2)GB50045—1995《高层民用建筑防火技术规范》和JGJ99—1998《高层民用建筑钢结构技术规范》中规定10层以及10层以上的居住建筑和24m 以上的其他民用建筑为高层建筑。
2 建筑结构的功能:建筑结构是建筑中的主要承重骨架。
其功能为在规定的设计基准期内,在承受其上的各种荷载和作用下,完成预期的承载力、正常使用、耐久性以及突发时间中的整体稳定功能。
3 高层建筑结构体系:框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构、悬挂结构以及巨型框架结构等。
4 地震作用:指地震波从震源通过基岩传播一的地面运动,使处于静止的建筑物受到动力作用而产生的强烈振动。
5 三水准二阶段:小震不坏,小震作用下,结构应维持在弹性状态,保证正常使用;中震可修,中等地震作用下,结构可以局部进入塑性状态,但结构不允许破坏,震后经修复可以重新使用;大震不倒,强烈地震作用下,应保证结构不能倒塌。
第一阶段:是针对所有进行抗震设计的高层建筑,除了在确定结构方案和进行结构布置时考虑抗震要求外,还应按照小震作用进行抗震计算和保证结构延性的抗震构造设计;第二阶段:主要针对甲级建筑和特别不规则的结构,用大震作用进行结构易损部位的塑性变形验算。
6 高层建筑结构布置总原则:综合考虑使用要求,建筑美观、结构合理及便于施工等。
不应采用严重不规则的结构体系;宜采用规则结构;应使结构具有必要的承载能力、刚度和变形能力;应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力。
7 框架—剪力墙结构体系特点:既具有框架结构布置灵活、具有大空间、使用方便的特点,又有较大的抗侧刚度和较强的承载能力和抗震性能。
框架和剪力墙共同受力,剪力墙承担绝大部分水平荷载,而框架则以承受竖向荷载为主。
8 高层建筑结构的概念设计:指工程结构设计人员运用所学掌握的理论知识和工程经验,在方案决断及初步设计阶段,从宏观上、总体上和原则上去决策和确定高层建筑结构设计中的一些最基本、最本质也是最关键的问题,主要涉及结构方案的选定和布置、荷载和作用传递途径的设置、关键部位和薄弱环节 判定和加强、结构整体稳定性保证和耗能作用的发挥以及承载力和结构刚度在平面内和沿高度的均匀分配;结构分析理论的基本假定等等。
要点:(1):结构简单规则均匀;(2)刚柔适度,性能高;(3)加强连接,整体稳定性强。
9 结构设计的基本假定:(1)弹性变形假定:高层建筑结构的内力与位移采用弹性方法计算;(2)刚性楼板假定:联系各抗侧力结构的楼板在其自身平面内有无限大的刚度。
而在其平面外的刚度很小,可忽略不计;(3)平面抗侧力假定:任何一片结构在其平面外的刚度可忽略不计,它只承受在其平面内的侧向力。
10 结构稳定验算:主要是控制风荷载或水平地震作用下,重力荷载产生的二阶效应不致过大,以免引起结构的失稳倒塌。
应满足:对剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构为211.4n d i i EI H G=≥∑;对框架结构满足:10/ni i i j i D D h =≥∑ (i=1,2···n )。
抗倾覆验算:主要是考虑到高层建筑高度较大,基础底面积较小,在水平风荷载和水平地震作用下产生较大的倾覆力矩,必须满足/ 1.0S O M M ≥。
11 高层建筑结构水平位移限值:为保证在正常使用条件中,主体结构基本处于弹性受力状态,控制裂缝的开展及控制其宽度在规定允许范围内,以及保证填充墙、隔墙及幕墙等非结构构件的完好,要求高层建筑结构必须具有足够的刚度,且须对楼层层间的最大位移与层高之比进行限值。
按弹性方法计算。
12 抗震措施:钢筋混凝土高层建筑的抗震设计,应根据房屋的设防烈度、结构类型、房屋的高度分为不同的抗震等级,并采用相应的计算和构造措施。
满足(1)甲类、乙类建筑;当抗震设防烈度为6—8时,应符合抗震设防烈度提高一度的要求,当设防烈度为9度时,应符合比9度抗震设防更高的要求。
(2)丙类建筑:应符合抗震设防烈度的要求。
当建筑场 曲折地为I 类时,除6度外,应允许按抗震设防烈度降低一度要求采取抗震构造措施。
多道抗震防线:一是指一个抗震结构体系,应由若干个延性较好的分体系组成并由延性较好的结构构件将各分体系联系来协同工作:二是抗震结构体系应有最大可能数量的内部,、外部外部赘余度,有意识的建立起一系列分布的屈服区,以使结构能吸收和消耗大量的地震能量,一旦遭受破坏也易于修复。
13 延性:结构屈服后变形能力大小的一种性质,是结构吸收能量能力的一种体现,常用延性系数来表示,所谓的延性系数是结构最大变形与屈服变形的比值/y u μ=∆∆。
延性结构设计原则:(1)强柱弱梁(或强墙弱梁),要控制梁、柱的相对强度,使塑性铰首先在梁端出现,尽量避免或减少柱子中的塑性铰;(2)强剪弱弯;(3)强节点、强锚固。
保证延性的抗震措施:(1)先划分抗震等级(分四个等级);(2)根据抗震等级,按延性设计原则控制 计算:内力调整;构造:截面尺寸、主筋、箍筋、锚固等要求。
14 基础方案;基础设计应根据工程地质条件、上部结构的类型及荷载分布,施工条件及相邻建筑物影响等多种因素进行综合分析,在确保建筑物不致发生过量变形,满足正常使用要求下,选择经济合理的基础方案。
15 构造措施:由于地震作用的随机性,在结构满足承载力要求和侧移现实要求后,还须满足一定的构造要求,使结构有足够的整体工作性能。
(1)保证构件的延性性能,强调“强柱弱梁,强剪弱弯,强节弱杆及强压弱拉”的设计原则及相应的构造措施。
(2)室内个填充墙尽可能采用各类轻质隔墙。
16 框架结构:是指由梁柱杆系构件构成,能够承受竖向和水平荷载作用的承重结构体系。
受力变形特点:(1)竖向荷载作用下的受力特点:竖向荷载作用下,框架结构以梁受弯为主要受力特点,梁端弯矩和跨中弯矩成为梁结构的控制内力。
(2)水平荷载作用下的受力变形特点:17 材料强度选择要求:(1)现浇框架梁、柱、节点的混凝土强度等级,按一级抗震等级设计时,不应低于C30;按2—44级抗震设计时,不应低于C20。
(2)现浇框架梁的混凝土强度等级不宜大于C40;框架柱的混凝土强度等级,抗震设防烈度为9度时不宜大于C60,抗震设防烈度为8度时不宜大于C70。
填充墙布置要求(1)避免形成上、下层刚度变化过大;(2)避免形成短柱;(3)减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。
18 分层法的基本假定:(1)梁上荷载仅在该梁上及与其上下层柱上产生内力,在其他层梁及柱上产生的内力可以忽略不计;(2)竖向荷载作用下框架结构产生的水平位移可忽略不计。
一般情况下,分层法用于计算强柱弱梁的对称框架结构时,误差较小,精度较高。
反弯点法的基本假定:(1)梁的线刚度与柱子的刚度之比大于3时,可认为梁刚度无限大;(2)梁、柱轴向变形均可忽略不计。
特点:弯矩为零的点。
D值法的基本假定:(1)水平荷载作用下,框架结构同各层特点转角相等;(2)梁,柱轴向变形均忽略不计。
19 剪力墙结构类型:整体墙和小开口整体墙、双肢墙、多肢墙、壁式框架。
特点:结构刚度很大,空间整体性好,水平荷载作用下侧向变形小,用钢量较省,抗震性能好,剪力墙的间距取决于楼板跨度3~8m,适于小开间建筑。
缺点:自重大,基础处理要求较高,不利于布置大开间房间,不能满足公共建筑的使用要求。
剪力墙的破坏形态:弯曲破坏,剪切破坏;滑移破坏。
20 剪力墙结构的内力和侧移的简化近似计算的基本假定:(1)竖向荷载在纵横向剪力墙平均按45度刚性角传力;(2)每片墙体结构仅在其自身平面内提供抗侧刚度,在平面外的刚度可以忽略不计;(3)平面楼盖在其自身平面内刚度无限大;(4)剪力墙结构在使用荷载下结构材料均处于线弹性阶段。
21 概念设计:以功能优越、造型美观、技术先进的总体方案为目标的设计阶段。
是指一些难以作出精确力学分析或在规范中难以具体规定的问题,必须由工程师运用“概念”进行分析,作出判断,以便采取相应措施。
22 目前我国高层建筑的发展特点:层数不断增多,高度不断加大;高层建筑向多用途、多功能方向发展;平面布置和立面体型日益复杂化;结构体系日趋多样化;高强材料和新技术的应用;玻璃幕墙的广泛应用;计算机应用水平迅速提高;设计规程的不断完善。
23 荷载效应:指结构或构件在某种荷载作用下的结构的内力和位移。
荷载效应组合:指在所有可能同时出现的诸荷载组合下,确定结构或构件内产生的效应。
其中最不利组合是指所有可能产生的荷载组合中,对结构构件产生总效应为最不利的一组。
24 框架—剪力墙(筒体)结构特点:剪力墙(核心筒)承担大部分水平力(80%~90%),是主要的抗侧力构件,框架承担竖向荷载,提供较大的空间,既具有框架结构布置灵活、方便使用的特点,又有较大的刚度和较强的抗震能力,适用于公共建筑和旅馆建筑。
25 剪力墙数量:以满足位移限制为依据设置剪力墙数量。
剪力墙的布置及间距:宜分散不宜集中;满足建筑使用要求和结构刚度的要求;纵横向剪力墙布置均应满足要求;布置应均匀、对称、周边,使刚度中心和质量中心尽量接近,避免扭转效应;剪力墙的间距不宜过大,保证楼盖刚度足够;剪力墙应贯通全高,结构上下刚度连贯均匀。
26 筒体结构的布置原则:减少剪力滞后。
(1)密柱深梁:柱中距为1.2m~3.0m,横梁跨高比为2.5~4;(2)长宽比不宜大<2,接近正方形较好;(3)高宽比宜大,以利于空间作用发挥,高宽比>3,高度不宜低于60m;(4)选择合适的楼板体系,楼板具有足够的刚度。
27 结构竖向布置的要求:高宽比限制:保证建筑物在水平力作用下不发生倾覆,保证建筑物的整体稳定性。
布置原则:结构的强度、刚度宜均匀、连续、不突变。
28 地下室的作用:利用土体的侧压力防止水平力作用下结构的滑移、倾覆;减小土的重,降低地基的附加压应力;提高地基土的承载能力;减少地震作用对上部结构的影响。
29 剪力墙的布置原则:(1)剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变及恒载较大的部位,剪力墙间距不宜过大;抗震设计时,剪力墙的布置宜使结构两个主轴方向的侧向刚度接近;(2)平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙;(3)纵、横剪力墙宜组成L形、T形和[形等型式;(4)单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总水平剪力的40%,以免受力过分集中;(5)剪力墙宜贯通建筑物的全高,宜避免刚度突变;剪力墙开洞时,洞口宜下对齐;(6)楼、电梯间等竖井的设置,宜尽量与其附近的框架或剪力墙的布置相结合,使之形成连续、完整的抗侧力结构。