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浅析高层建筑框架-核心筒结构设计的设计心得

浅析高层建筑框架-核心筒结构设计的设计心得
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浅析高层建筑框架-核心筒结构设计的设计心得

发表时间:2018-06-19T16:36:12.483Z 来源:《基层建设》2018年第10期作者:张建

[导读] 摘要:随着建筑形式的多元化发展,对建筑功能要求越来越多。

身份证号码:13068119880503xxxx 河北省涿州市 072750

摘要:随着建筑形式的多元化发展,对建筑功能要求越来越多。在高层结构中需要考虑采取刚度大、用钢量小的结构体系。框架核心筒结构在建筑设计中具有较大的优势,基于此,框架核心筒结构在现代建筑结构中得到广泛应用。高层建筑结构设计中,核心筒的结构设计对整个建筑的施工质量都有着重要的影响,我们要根据建筑的类型对核心筒结构进行设计。文章介绍了框架核心筒结构建筑特点,分析了框架核心筒结构设计布置注意方向,最后提出了框架核心筒结构设计要点,以供参考。

关键词:框架核心筒结构;建筑结构设计;应用

引言

在进行相关的高层的建筑结构设计中,业主方以及设计方往往比较会重视采用什么样的结构体系。这是因为所采用的结构体系,会对建筑结构的经济合理性有直接的影响。而我国的高层建筑一般会采用高层框架--核心筒结构。而选用高层框架--核心筒结构体系中的核心筒是结构抗风和抗震的主要的抗侧力构件。而其采用钢筋混凝土的材料,因为混凝土的刚度比较大,所以它的耐火性能是比较高的,并且使得相关的造价比较低。除此之外,也使得相关的后期维护的费用也比较低。由此,可见在高层建筑中,选择采用高层框架--核心筒结构施工技术的优越性。框架核心筒结构在高层建筑设计及施工中的运用频率较高,在具体的结构设计中应抓住该结构的特点。以下本文将对框架核心筒结构在建筑结构设计中的应用展开深入的探究。

1 框架核心筒结构建筑特点

框架核心筒结构的受力性能与筒中筒结构差异较大,与框架剪力墙结构更为接近,可以看做是框架剪力墙结构中剪力墙集中在平面中部围合成筒状布置的特例。核心筒的实腹剪力墙具有很大的抗侧刚度和抗水平推力的能力,作为高层结构主要的抗水平力构件,随着建筑高度的增加,核心筒承担的水平荷载作用越大。外围框架结构主要承担竖向荷载作用和少部分水平荷载作用,抗侧刚度与核心筒相比很小,无法与内部核心筒整截面协同工作,结构相对较柔,顶点及层间位移变大,且其翼缘框架柱数量少轴力小。由于框架核心筒平面布置上的特殊性,在地震作用下,当核心筒的少数墙体发生破坏时,少部分的地震力会转移到附近外围的框架结构上,大部分则会直接转移作用到核心筒内未被破坏的刚度较大的墙体上,造成附近墙肢承受的地震力大于设计值而相继破坏,因此结构的安全性能直接取决于核心筒在地震下的破坏程度。

2 框架核心筒结构设计布置注意方向

(1)框架布置形式多样,可以是方形、长方形、圆形或其他形状;结构布置尽可能规则,平面刚度布置宜均匀、对称,以减小扭转影响。质量分布均匀,内筒尽可能居中。(2)在钢筋混凝土框架-核心筒结构中,外框架构件截面不宜过小,框架承担的剪力和弯矩需要按规范和规程的要求调整增大。在混合结构中,如果采用钢骨混凝土、钢管混凝土柱,则较容易达到双重抗侧力体系的要求;如果采用外钢框架,其总高度不宜太大。(3)在纵横墙相交的地方设置钢骨,在楼板标高设置钢骨暗梁,可形成小钢框架以提高核心筒的承载力和抗震性能。(4)核心筒与外柱之间距离以 10~12 m 为宜,如果距离很大,则需要另设内柱或采用预应力混凝土楼盖,否则导致楼层梁太大,不利于减小层高。(5)一般要布置楼板大梁,在楼盖布置中,需要注意使竖向荷柱拉力大于重力荷载集中传递到大柱子上去,避免柱子出现拉力(水平荷载作用下压力)。

3 框架核心筒结构设计要点

3.1核心筒构造要求

(1)核心筒宜贯通建筑物全高,核心筒的宽度不宜小于简体总高的 1/12,当筒体结构设置角筒、剪力墙或增强结构整体刚度的构件时,核心筒的宽度可适当减小。(2)核心筒的周边宜闭合,楼梯、电梯间应布置混凝土内墙,核心筒应具有良好的整体性。(3)核心筒外墙的截面厚度不应小于层高的 1/10 及200mm,对一、二级抗震设计的底部加强部位不宜小于层高的1/16 及 200mm,必要时可增设扶壁柱或扶壁墙,在满足承载力要求以及轴压比限值(仅对抗震设计)时,核心筒内墙可适当减薄,但不应小于 160mm。又因为有框架梁支承在核心筒上,核心筒的外墙厚度宜大于 0.4LaE(梁纵向受力钢筋抗震锚固长度),工程中框架梁钢筋最大为 25mm 抗震等级为一级,工程核心筒外墙的截面厚度为 400mm。(4)核心筒外墙较大的门洞宜上下竖向连续布置,以使其内力变化保持连续性。(5)筒体墙的加强部位、边缘构件的设置以及配筋设计,应符合《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》(下文均简称为《高规》)第7章的有关规定。抗震设计时,框架-核心筒结构的核心筒,应按《高规》第 7.2.15~ 7.2.17 条的规定设置约束边缘构件或构造边缘构件,其底部加强部位在重力荷载作用下的墙体轴压比不宜超过《高规》第 7.2.14 的规定。

3.2核心筒剪力墙平面外对梁端嵌固设计

框架核心筒结构需要部分框架梁支撑在剪力墙平面外的方向。剪力墙平面外的等效剪切刚度、梁的线刚度以及剪力墙在本层的轴压比等都会影响剪力墙平面外对梁端的嵌固作用。由于计算机考虑的局限性,在分析墙平面外刚度时高估了墙平面外对梁端的嵌固作用,这就需要结构设计人对高层建筑物框架核心筒的梁墙平面外节点采取调整措施,可以通过梁端增加水平腋的方法来直接增加墙平面外对梁端嵌固作用有效长度。框架核心筒结构的周边柱间必须设置框架梁来增加平面外对梁端嵌固的局部刚度,内筒墙边框梁宽出墙厚处用斜角过渡,并同时保持墙边框梁截面宽度应大于 0.4 倍梁纵筋锚固长度,而墙边框梁截面高度也应大于楼面梁截面高度,从而保证梁端剪力通过墙边框梁均匀传递到墙上。

框架核心筒的调整措施还应保证能够准确反映梁端正截面实际弯矩增加的情况。梁端弯矩计算时应结合结构构件的刚度、裂缝、变形以及内力重分布等因素,采用“调幅再调幅”的方法,对梁在内筒外墙处的弯矩进行调幅。剪力墙平面外对梁端的嵌固作用在框架核心筒结构设计中非常重要,结构设计者应对剪力墙对梁端约束的影响因素进行综合比较分析,强化框架核心筒结构的抗侧力与整体稳定性。

3.3连梁设计

钢筋混凝土框筒结构中,连梁一般具有跨高比小、刚度大、受力复杂等特点,且其两端所连接的筒体墙刚度均较大。故水平力作用下,连梁受力较大,往往出现设计困难的情况。在结构设计中,连梁被视为耗能构件,故为了保证结构体系具有良好的抗震性能,连梁应具有一定的延性和足够的耗能能力来抵抗地震作用。连梁在水平力作用下的破坏形态很大一部分与连梁的跨高比有关。跨高比越大,弯曲

高层建筑结构设计分析王方成

高层建筑结构设计分析王方成 发表时间:2016-07-28T15:02:06.787Z 来源:《基层建设》2016年10期作者:王方成 [导读] 本文结合工程实际,对高层建筑结构设计分析。 深圳市建筑设计研究总院有限公司 摘要:随着我国科学技术的不断进步和经济的快速发展,城市中高楼耸立,高层建筑物已成为人们共同的追求。本文结合工程实际,对高层建筑结构设计分析。 关键词:高层建筑;结构设计 1 工程概况 该建筑总长46.10m,总宽35.90m,总高 111.563m,大屋面层高96.90m。地上共23层,地下 2 层。地下室层高 4.7m 与 3.75m。1~22 层层高 4.2m,23 层层高4.5m。上部均为办公室,地下部分为车库和设备用房。总建筑面积53065.79 m2,其中地上37307.59 m2,地下 15758.20 m2,建筑占地面积 10636m2。 2 自然地质情况 本工程场地地震基本烈度 7 度,设计地震分组第三组,设计基本地震加速度 0.1g,属于抗震不利地段,建筑场地类别Ⅱ类,设计特征周期取 0.45s。50 年遇基本风压 0.80kN/m2,场地地基土自上而下可划分为 7 层,从上至下依次为①层填石,层厚 2.7~19m;②层中砂,层厚 0.90~22.9m;②-A 层淤泥,层厚 1.70~1.90m;③层(含砾砂)粉质粘土,层厚 1.3~3.2m;④层残积砂质粘性土,层厚 2.6~8.0m;⑤层全风化花岗岩,层厚1.1~7.3m;⑥层强风化花岗岩:灰白、灰黄、灰褐色,饱和。⑥-1层砂土状强风化花岗岩,层厚 1.1~11.1m;⑥-2 层碎块状强风化花岗岩,层厚 0.8~11.5m;⑦层中风化花岗岩:灰、灰黄、灰白色,岩芯多呈短柱状和长柱状,局部呈块状,中粗粒花岗结构,块状构造,岩芯裂隙较发育,多呈闭合,岩芯采取率 67%~87%,RQD=38~71,岩石饱和单轴抗压试验为 64.60~70.10MPa,标准值为 66.03MPa,岩石坚硬程度为坚硬岩,岩体完整程度为破碎~较完整,岩体基本质量等级为Ⅱ~Ⅳ级。本次勘察所有钻孔均有揭示至该层,均未揭穿,揭露厚度为2.20~10.76m。 3 基础形式 由于办公楼及其周边纯地下室在基坑开挖后存在一定厚度的①层填石(厚度为 3.46~11.54m),采用预应力管桩时难以穿越填石层,另可供预应力管桩选择的桩端持力层④层残积砂质粘性土、⑤层全风化花岗岩和⑥-1 层砂土状强风化花岗岩分布不均匀,考虑到⑥-2层碎块状强风化花岗岩和⑦层中风化花岗岩分布较均匀,根据拟建场地岩土层特性、拟建物结构特点及荷载情况,采用冲(钻)孔灌注桩基础。 4 主体结构设计 4.1 结构选型 本建筑抗震设防类别为标准设防类(丙类)。由于建筑功能布局多为开敞办公区、大会议室等大空间,中间部分以及建筑外形要求美观、大方等方面因素,故本建筑主体部分采用钢筋混凝土框架———核心筒结构形式。框架———核心筒结构的周边框架与核心筒之间形成的可用空间较大,能使房屋空间布局灵活,又能使高层建筑结构满足较大刚度的要求,因此广泛用于写字楼、多功能建筑。具体做法是在建筑中部的电梯井筒及楼梯间四周布置抗震墙框筒,加大外框筒的柱距,减小梁的高度,周边形成稀柱框架。参照规范抗震设防烈度为7 度,确定抗震等级框架为二级,核心筒为二级。 4.2 主要荷载取值 高压配电房、电梯机房、通风机房活荷载为 7.0 kN/ m2,储藏间活荷载为 5.0 kN/m2,备餐间、车库活荷载为 4.0 kN/m2,商场、消防疏散楼梯活荷载为3.5 kN/ m2,办公室、卫生间、走廊、门厅、屋面花园、多功能厅大会议室活荷载为 3.0 kN/ m2,食堂活荷载为 2.5 kN/m2,上人屋面活荷载为 2.0 kN/m2,不上人屋面活荷载为 0.5 kN/m2。大型设备按实际情况考虑。 4.3 主要受力构件尺寸取值 地下室~1 层墙厚度为 400mm,2~23 层墙厚度为300mm。框架柱截面尺寸:地下室为 1200mm×1200mm,1~3层为1100mm×1100mm,4~6 层为 1000mm×1100mm,7~9 层为 1000mm×1000mm,10~12 层为 900mm×1000mm,13~15层为 800mm×900mm,16~18 层为 800mm×800mm,19~21 为700mm×700mm,22~23 层为 600mm×600mm。地下室负一层顶板的厚度为 200mm,地下室顶板除核心筒内板厚 180mm之外,其余部位板厚为 300mm,屋面层的板厚为 120mm,其它各楼层的板厚为 100mm。 4.4 主要结构材料选取 梁板混凝土强度等级为 C30,柱墙混凝土强度等级:-2~4层为C50,5~9层为C45,10~14 层为 C40,15~19 层为C35,20构架层为 C30。此外,圈梁、构造柱、挑檐、雨篷及楼梯均采用 C30 混凝土。主要用于基础梁、板,墙和柱以及楼面梁的纵筋选用 HRB400级钢筋。 4.5 计算软件及计算依据 本工程计算使用程序为中国建筑科学研究院开发的建筑结构三维设计与分析软件 SATWE。计算依据为建筑条件图以及《建筑结构荷载规范》GB50009-2012、《建筑抗震设计规范》GB50011-2010、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010等国家相关规范。 4.6 计算结果分析 (1)位移比。基于刚性楼板假定,考虑偶然偏心的条件下,X 方向最大层间位移与平均层间位移的比值:1.19 (第26层第1塔),Y 方向最大层间位移与平均层间位移的比值:1.28(第 26 层第 1 塔),属于平面不规则中的扭转不规则。位移比超过 1.2,需要考虑双向地震作用。 (2)层间位移。计算时不扣除整体弯曲变形,不考虑偶然偏心的影响,X 方向地震力作用下的楼层最大位移:1/1055<1/800;Y 方

高层建筑结构设计复习总结

2元 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。优(侧向位移小;减轻节点负担;增加了超静定次梁;保证了塑性的发展;屈间侧移屈干均匀;框架部分各层剪力趋于均匀;具有多道防线)缺(水平方向刚度不均匀)(4)筒体结构体系:由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层建筑结构。7.高层建筑结构发展原因:经济的发展;建筑用地减少;城市人口增多;地价上涨;建筑科技进步;钢筋及水泥的应用8.高层建筑发展:建筑功能和用途越来越好,建筑城市化;向亚洲发展,高度将有新突破;在结构设计方法方面着重技术深化;采用新结构形式。二1.在高层建筑结构设计中,水平荷载与作用占据主导和控制作用2.高层建筑中活荷载的不利布置一般怎样考虑:高层

高层建筑结构设计常见问题探讨

高层建筑结构设计常见问题探讨 摘要:近年来,建筑高度的不断增加, 风格的变化多样,给高层结构设计提出了新的课题和挑战。本文就结构设计中特别要注意的几个问题进行了分析。 关键词:高层建筑; 结构设计;常见问题 一、高层建筑结构设计特点 1 高层建筑结构设计的特点 1.1 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。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问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,结构侧移已成为高层建筑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,高层建筑结构更柔一些,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。 二、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

浅析高层建筑结构设计的难点

浅析高层建筑结构设计的难点 我国建筑行业发展至今,不管是其规模还是建筑技术在国际领域都是名列前茅。在建筑工程中,结构设计环节,是高层建筑未来施工的主要参考依据。它具有基础性、关联性、创新性等特征,在当代城市规划中,发挥着越来越重要的作用。基于此,结合国内高层结构设计的相关理论,着重对其设计难点进行分析,以达到降低高层建筑建设成本,保障结构设计质量的目的。 标签:高层建筑;结构设计;难点分析 一、高层建筑结构的特征 与普通建筑相比,高层建筑需承载垂直和水平两个方向的荷载,因此,其对结构的荷载承受能力要求更高,其中垂直荷载主要是由建筑物高度引起的,而水平荷载则是由外界风力产生的,外界风力和地震都是影响高层建筑结构稳定性的重要因素,另外,建筑层数的增高也会加快建筑物的位移速度,而过快得位移速度则会对建筑物的功能性和建筑物内住户的舒适度产生直接的影响,并且过大的侧移位还会对建筑的结构和非结构构件造成损害,因此,相关人员在进行高层建筑结构设计时,需合理控制建筑物的侧移范围,才能保证其结构功能性良好。 二、高层建筑结构的设计原则 (一)基础方案的合理性 高层建筑结构基础施工方案,是保证高层建筑施工整体性和良好性的基础保障,在实际的建筑结构方案设计当中,相关设计单位需要依照具体施工地质条件,依照具体的建筑施工要求来对结构实施设计。一方面,在建筑结构基础方案的配置上,需要和地质调查报告进行对接,保证其中各项调查数据充分符合工程施工标准。另一方面,在进行高层建筑施工过程中,还需要对建筑实施综合性进行分析,特别是对建筑整体结构的稳定程度、每一个环节的负载加以考虑,通过这种施工设计方式,充分保证工程施工的稳定性。 (二)结构措施完善 在高层建筑施工当中,除了需要对基础施工方案和施工图纸进行设计之外,其中还有一个比较重要的施工原则是相关施工单位经常忽略的问题,那就是需要保证建筑结构实施措施完善化。相关设计单位在对高层建筑结构进行设计的过程当中,需要充分地注意各部分组件相互之间的衔接程度。比如建筑体当中的钢筋锚固长度等,同时,设计单位还需要充分注意建筑体存在的一些薄弱环节,建筑体本身的温度对建筑体组件产生的影响等,对这几个方面的问题,在实际的设计工作当中,需要充分遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉”的基本结构设计原则,保证高层建筑结构设计的稳定性。

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间:2016-06-27T14:51:54.553Z 来源:《基层建设》2016年5期作者:隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 摘要:对于普通建筑物的结构抗震设计,目前我国是以小震为设计基础,中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 关键词:中震设计概念;地震影响系数;荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标,但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题: 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定,仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定; 2在中震作用下,规范仅提出“中震可修”的概念设计要求,没有具体的抗震设计方法; 3“中震可修”的技术经济问题:可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步,现在的建筑物体型复杂,结构新颖,超高超限越来越多,因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢? 《抗规》条文说明1.0.1条指出,对大多数结构,可只进行第一阶段设计(即小震下的弹性计算),而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求,但前提是建筑物的体型常规、合理,经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物,在大震下的结构反应和小震完全不同,不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求,须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计,其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时,要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度,即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展,它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡,业主(设计者)可选择所需的性能目标,而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点,设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言,利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现,给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍(αmax=0.23)取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法,第一种按照中震弹性设计,第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点,中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念,两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计,设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数,保留材料、荷载等分项系数,对应地保留了结构的安全度和可靠度,结构仍属于弹性阶段,属正常设计。中震不屈服设计,设计中除了地震内力不作调整,同时也取消了材料、荷载等分项系数,对应地不考虑结构的安全度和可靠度,结构已经处于弹塑性阶段,属承载力极限状态设计,是一种基于性能的设计方法。由此可见,中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计,而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类,以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法,介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数,则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数,屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算:地震信息中抗震等级均为四级;αmax按表3取值;总信息中风荷载不参加计算;勾选地震信息中的按中震(或大震)不屈服做结构设计选项;其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算:主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级:四级;主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数:定义中震反应谱,在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可,β值按表3计算所得;总信息中风荷载不参加计算;主菜单→结果→荷载组合:将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0;主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数:将材料分项系数取为1.0;其它同小震。 3.3.4 ETABS计算:选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级:四级;定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱,地震影响系数最大值αmax取值,其余参数按《抗规》;静荷载工况中不定义风荷载作用;定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ;定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数:二十二层框支剪力墙结构,三层楼面转换,无地下室,首、二层4.5米,标准层3.5米,总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76,长宽比1.22;抗震参数,7 度,第一组,0.10g;场地II类;风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。

设计院笔试 高层建筑结构总结

页眉 抗侧力构件与布置 1.什么是高层建筑结构,其主要抗侧力结构体系有哪些,他与多层结构的主要区别有哪些? 10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物称为高层建筑,此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。 主要抗侧力结构体系有框架-剪力墙、剪力墙、筒体等; 与多层结构的主要区别为:水平荷载是设计主要因素;侧移成为控制指标;轴向变形和剪切变形不可忽略。 2.高层建筑的抗侧力体系主要有哪几类?各有哪些组成和承受作用特点? 答:高层建筑的抗侧力类型主要有:框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构、悬臂结构及巨型框架结构。 组成和承受作用特点:①框架结构体系架结构体系有线型杆件-梁和柱作为主要构件组成的,承受竖向和水平作用; ②剪力墙结构体系:混凝土墙体组成,承受全部竖向和水平作用的; ③框架-剪力墙结构体系: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平作用; ④筒体结构体系:由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用; ⑤悬臂结构体系:在钢筋混凝土内筒为主要受力结构的高层建筑中,从内筒不同高度处伸出金属悬臂杆,并在其端部挂有钢吊杆与内筒共同承受各层楼板的自重与附加的活荷载; ⑥巨型框架结构体系:由若干巨柱以及巨梁组成,承受主要的水平力和竖向荷载;其余的楼面截面梁柱组成二级结构,只将楼面荷载传递到巨型框架结构上去。 高层建筑结构受力特点和结构概念设计 3.高层结构剪力墙设计中,剪力墙的布置要求? a剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置 b.抗震设计的剪力墙结构,应避免仅单向有墙的结构布置形式 c.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。 d剪力墙宜自上而下连续布置,避免刚度突变 e.剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置,形成明确的墙肢和连梁。 4.高层建筑结构布置原则: (1)高层建筑不应采用严重不规则的结构体系,宜采用规则结构,即体型(平面、立面)规则,结构平面布置均匀、对称并具有较好的抗扭刚度; (2)应具有明确的计算简图和合理的传力途径; (3)结构竖向布置均匀,结构的刚度、承载力和质量分布均匀,无突变的结构; (4)应使结构具有必要的承载能力、刚度和变形能力; (5)应避免部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承载重力荷载、风荷载和地震作用的能力; (6)对可能出现的薄弱部位应采取有效的措施予以加强,宜设置多道防线。 5.对抗风,抗震有利的平面形状是哪些? 对抗风有利的建筑平面形状是简单规则的凸平面;

关于高层建筑结构设计的探讨

关于高层建筑结构设计的探讨 摘要:随着社会的不断进步和科技的不断发展,高层建筑越来越广泛的出现在城市建设中。在高层建筑结构设计方面出现了新的发展和变化。本文主要阐述了某高层建筑结构体系及其地基基础设计、结构计算结果分析,最后针对高位转换的加强措施进行分析论述,仅供参考。 关键词:高层建筑,结构设计,措施 1工程概况 该工程总建筑面积65182m2,主塔楼地面以上84米,共25层(1~6层为裙房),其中1~6层为商业用房,层高4.2~5.5米,7层为住宅会所,8至25层为住宅,层高2.9米。塔楼平面为U形。地面以下为两层地下室,底板顶面标高为-8.7米,地下室主要用于设备用房和小汽车库,其中地下二层为平战结合六级人防地下室。 本工程各土层(岩层)从上至下划分为:①人工堆积层:以素填土为主,平均厚度2.57米;②耕土层:主要成份为粘质粘土或粉土平均厚度1.6米;③冲积层:以粉土为主,局部夹有粉砂和中砂,平均厚度1.79米;④残积土:以粉土为主,平均厚度4.34米;⑤全风化岩:岩石已风化成粉土或粉质粘土平均厚度1.4米;⑥强风化岩:岩芯多呈半岩半土状,平均厚度2.67米:⑦中风化岩:以褐红色粉砂岩为主,局部夹微风化岩,层厚1.5~9.4米,平均厚度5.73米;⑧微风化岩:以砾岩为主,部分为粉砂岩,顶部埋深13~23.3米。 本工程基本风压值Wo =0.5KN/m2,按7度近震设防,Ⅱ类场地。 外墙及分户墙为190厚砌块,内隔墙为120厚砌块,砌块容重为13kN/m3。2结构体系及其设计

经综合分析和技术经济比较,本工程主塔楼及裙房均采用框架—剪力墙结构体系,裙楼竖向结构由电梯井筒、落地剪力墙及框架组成;主塔楼竖向结构由电梯井筒、剪力墙肢、短肢剪力墙组成。根据使用功能需要, 将主塔楼四周框架柱在7层以上转换为短肢剪力墙,第六层设梁式转换层。抗震等级按高层建筑正常提交一级采用:剪力墙取为一级,框架采用一级。 由于转换层高度受限制,为减小转换梁截面尺寸,改善结构的受力性态,经与建筑设计配合,尽量使短肢剪力墙一端支承在框支柱上,使得短肢剪力墙与转换梁协同工作,减小转换梁单独工作时的应力集中。 表1 墙柱截面取值及其变化层次 表2 砼强度等级取值及其变化层次

高层建筑结构设计分析论文

关于高层建筑结构设计分析 摘要:随着社会经济的迅速发展,人民物质生活水平的不断提高,居住条件的不断改善,高层住宅如雨后春笋一座座拔地而起。一个优秀的建筑结构设计往往是适用、安全、经济、美观便于施工的最佳结合。 关键词:建筑结构结构设计 abstract: with the rapid development of social economy, the people’s material life level unceasing enhancement, the constant improvement of the living conditions, high-rise residential have mushroomed place have sprung up. a good structure design is often apply, safety, economy, beautiful is advantageous for the construction of the best combination. keywords: building structure design 中图分类号: tu3文献标识码:a 文章编号: 一、高层建筑各专业设计的协调 高层建筑设计是个多专业、多程序的复杂系统工程,涉及“建筑、结构、设备”三个基本环节,参与高层建筑设计的工程师都深深体会到,对于每个专业单独而言是最完美的设计,但结合在一起却不是优秀的设计。各专业之间的矛盾如不妥善处理!高层建筑就无法施工,建成后也无法使用。“建筑、结构、设备”是互相制约的三个有机组成部分,高层建筑设计既是各个专业自我完善的过

高层建筑结构设计分析论文

高层建筑结构设计分析论文 1结构分析及设计分析 1.1分析三种重要的体系 1.1.1剪力墙体系 剪力墙结构是利用建筑的内、外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构体系。剪力墙的变形状态和受力特性同剪力墙的开洞情况联系密切,其中依据轧受力特性的不同,单片剪力墙可以分为特殊开洞墙和单肢墙。类型不同的剪力墙,对应的也会有不同的截面应力分布,所以,在对位移和内力进行计算时,也应该对不同的计算和设计方法进行使用,将平面有限元法应用到剪力墙的结构计算中。此种方法能够比较准确地完成计算,能够应用到各类剪力墙之间,然而,也有一定的弊端存在于这种方法中,其有着较多的自由度。所以,在具体的应用时,较为普遍地应用了开洞墙这一类型。 1.1.2筒体结构 筒体结构分为框架—核心筒、筒中筒等结构体系,其中框架—核心筒受力特点为框架主要承受竖向荷载,筒体主要承受水平荷载,变性特点类似于框架剪力墙,但抗侧刚度较大。依据不同的计算机模型处理手段,有三种类型的分析方法:主要为离散化方法、三维空间分析和连续化方法,其中三维空间方法的精确性会更高。 1.1.3框架—剪力墙体系 框架—剪力墙结构,是由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。此种结构位移和内力等计算方法尽管种类较

多,然而,连梁连续化假定方法会经常被使用,在对位移协调条件进行计算时,应该按照框架水平位移和剪力墙转角进行设计,将外荷载和位移的关系用微分方程建立起来。然而,应该考虑需求和因素量会存在的差异,所以,也会有着不同形式的解答方式。 1.2具体的设计与分析 1.2.1合理地确定水平荷载 每一个建筑结构都应该一同承受风产生的水平荷载和垂直荷载,对于抵抗地震的能力也应该具备。高层建筑中,尽管结构设计会较大程度上受到竖向荷载的影响,然而,水平荷载却占据着重大的比重。随着不断增多的高层建筑层数,在高层建筑的结构设计中,水平荷载成为了其中一个重要的影响因素。首先,由于楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中发挥的功能,对应水平荷载会将一定的倾覆作用施加到结构中,并且竖构件中就会出现高层建筑结构的作用力;其次,就高层建筑结构而言,地震作用和竖向荷载,也会跟着建筑结构的动力情况而出现较大的改变。 1.2.2合理地确定侧控 同低层建筑不同,在高层建筑结构设计中,结构侧移已经成为 了其中一个非常重要的影响因素。随着不断增加的楼层数量,结构侧移在水平荷载侧向变形下会逐渐增大。在高层建筑结构进行设计中,不但规定结构要有一定的强度,对于荷载作用带来的内力能够有效的予以承受,同时,还应该确保具备一定的抗侧刚度,确保在某一限度内控制结构在水平荷载作用出现的侧移情况。

高层建筑设计总结(2篇)

高层建筑设计总结(2篇) 高层建筑设计总结(范文一) 一、高层建筑结构的特性 1.高层建筑结构的受力分析 因为高层建筑物都是由许多构件组合而来,结构设计一定要把建筑物的重量传至地面。就受力而言,在竖构件中,建筑自重与楼面应用荷载所引起的弯距与轴力数值和高层建筑的高度是正比关系,但是水平荷载对结构的倾覆力距和其在竖构件中产生的轴力,和高层建筑高度的平方是正比关系。 就一个建筑来说,竖向荷载往往不会出现太大的变化,而地震荷载、风荷载等作用的大小会由于结构动力的不同特性而出现一定的变化,进而使得建筑出现一定的位移。在高层建筑设计中,一定要将位移量限定到一定的范围之中。 2.预防建筑轴向变形与扭转破坏 通常而言,在高层建筑之中,过大的竖向荷载值会致使柱中出现较大的轴向变形,进而影响到连续梁弯矩,致使连续梁中间的支座位置的负弯矩变小,而跨中正弯矩变大;除此之外,还会影响到构件侧移与剪力,较之于构件的竖向变形,可能会出现不安全的结果。 所谓的结构扭转问题指的是,在结构设计中没有做到三心合一,为了使得建筑物因水平荷载作用的影响而出现扭转破坏问题得以有效避免,在开展结构设计时,要对结构形式与平面布局予以合理选择,使得建筑物能够保持三心合一。 3.高层建筑结构要考虑更大的延性设计 所谓的结构延性指的是:从相符时直到最大承载力或者达到之后承载力并无明显下降时期的变形能力。在对高层建筑进行抗震设计时,就是运用结构的延性

来吸收地震的能力,从而有效避免建筑出现破坏。在地震的作用下,高层建筑往往会出现更大的变形。为了使得结构在到塑性变形阶段后还有较强的变形能力,就需要在构造上予以考虑,采取适当措施,有效确保结构具备较大的延性。 二、高层建筑和结构关系的理性认识 1.在高层建筑设计中结构的地位与作用 (1)在高层建筑设计中,结构是其经济合理、技术可行的重要基础。结构式支撑高层建筑、传递荷载的骨骼,高层建筑的空间以及造型等,都需要依靠结构承托。可以说结构式高层建筑设计的重要语法,换言之高层建筑设计过程中必须要遵循结构规律的法则。 (2)结构是确保高层建筑功能合理的重要条件。结构不但是空间的重要支撑,可以影响建筑的空间形态,而且其可以在平面上发挥引导空间、开放空间、连接空间、延伸空间以及划分空间的作用,是塑造建筑空间的重要领导者。 (3)结构是建筑创造的重要媒介。结构不仅仅是一种技术,同时也是一门艺术,其可以承托造型与空间,还可以变成烘托空间气氛、丰富空间层次以及美化空间的重要元素。 2.建筑技术发展和高层建筑创作的互动关系 据相关研究发现,高层建筑创作与结构技术的发展之间是互相作用,互为动力的。 (1)建筑技术可以有效的推动高层建筑创作的进步。在高层建筑发展中,结构技术本来就是一个重要的原动力,在一些情况下,结构技术的进步能够直接引发高层建筑设计的革命。同时,高层建筑也可以通过结构技术来不断寻找技术和艺

浅析高层建筑结构设计存在的问题及对策

浅析高层建筑结构设计存在的问题及对策 发表时间:2016-05-25T10:16:41.620Z 来源:《工程建设标准化》2016年2月供稿作者:吴志星[导读] (山西平阳重工机械有限责任公司,山西,侯马,043003)众所周知,高层建筑的最大优势就是能够充分提高土地的利用率,这一优势在一定程度上充分缓解了当前我国土地资源短缺的压力。(山西平阳重工机械有限责任公司,山西,侯马,043003) 【摘要】在实行改革开放以后,随着时代的发展和科技的进步,我国的建筑业不仅与时俱进,楼层不断向高处扩展,而且在一定程度上取得了不小的成就,然而在高层建筑结构设计上各种问题频发,这也成为了一个亟待解决的问题。本文通过着重介绍高层建筑结构设计的原则、当前高层建筑结构设计中存在的问题和改进建筑结构设计中常见问题的对策,来强化和确保高层建筑结构设计的不断完善。 【关键词】高层建筑;结构设计;问题;对策 众所周知,高层建筑的最大优势就是能够充分提高土地的利用率,这一优势在一定程度上充分缓解了当前我国土地资源短缺的压力,但是,高层建筑的质量会受到多重因素的影响,一旦产生安全事故,必将对人们的生命和财产带来极大的影响,因此,对建筑的结构设计提出了更高的要求,只有高层建筑的结构设计科学合理,其质量才能有保障,才会有利于社会和谐稳定发展。 一、高层建筑结构的设计原则 1、选择合理的结构方案 只有结构方案经济合理,才能让一个建筑设计合理,可行性强的结构形式和传力简捷、受力明确的结构体系也会促进一个良好设计的形成。因此在进行结构设计时应当具体分析建筑所处的地理环境、材料和设计的需求及施工条件等,充分考虑高层建筑自身的特点,根据实际情况来选择一个合理的结构方案。 2、选择合适的基础方案 在设计过程中要注意最大程度地发挥地基的潜力,在基础设计时要形成详尽的地质勘察报告,如果缺少报告,必须进行现场勘查来制定设计方案,要先通过综合分析工程的地质地貌、施工条件、上部结构类型、相邻建筑物的影响及荷载分布等因素的考虑再进行基础设计,只有这样,才能设计出经济合理的基础方案。 3、进行正确的分析计算 随着科技的发展,计算机技术在结构设计方面已得到广泛应用,种类繁多的计算软件都存在不同程度的缺陷,因此在结构设计的计算过程中会出现不精确的情况,这就要求设计师在使用软件过程中细致认真,对产生的结果认真分析和校对,作出合理判断。 二、当前高层建筑结构设计中存在的问题 1、结构体系选用不科学 由于我国所处地球的板块较为活跃,因此地震频发,对与这些地震多的地区建设高层建筑就应当选用抗震性强的结构体系和建筑材料,一些发达国家通常是使用的钢结构,而我国大多使用的钢筋混凝土结构或者混合结构,但钢框架的刚度较小,钢结构会产生一定程度的负担,也不会起到较好的效果,钢筋混凝土很容易产生弯曲变形而导致侧移,因此在进行结构设计时必须注意使用加强层把侧移量降低或者加大混凝土制土桶刚度。 2、高层建筑普遍超高 高层建筑对抗震能力的要求较高,因此国家严格规定了建筑物的高度,但是实际需求的不断改变使得建筑的高度不断发生改变,因此国家又对A级高度和B级高度进行新的规定和细致划分。即使如此,一些设计师在进行结构设计时往往会忽视高度的问题,对于一些不适合建设高层建筑的地段或条件也会出现为了追求利益的最大化而违反相关规定进行施工,这种情况对整个建筑的成本预计和建设进度都会造成诸多不良影响。 3、结构设计的刚度问题 楼层竖向结构的规则性与平面刚度问题是高层建筑结构设计过程中一个经常遇到的问题,由于在高层建筑的设计过程中每位设计师都有自己的想法和设计理念,因此在设计时就会产生差异,导致结构设计产生矛盾和分歧,在建筑施工过程中很容易出现一味追求独特新颖的外观而忽视抗侧移的刚度对高层建筑能否抗震的影响。 4、材料配备和资源配置不科学 高层建筑的结构特点非常明显,其结构设计的复杂性是由其功能的复杂性决定的,传统的建筑选材多为可燃性材料,这种材料很可能增加高层建筑火灾发生的可能性,对于建筑施工过程中劳动力等资源的配置如果未能提前进行预计和计算,还会对后期的施工造成一定的难度,对于其引发的一系列突发状况也很难及时处理和解决,造成施工进度无法按期完成。 三、改进建筑结构设计中常见问题的对策 1、选用科学的结构体系 受自然灾害的影响,人们对建筑的稳定性能要求逐渐提高,对高层建筑的要求越来越严格,由于高层建筑限制性较大,因此必须对高层建筑结构设计中选用的结构体系进行严格限制,以免在后期的项目施工的设计阶段发生不必要的变动,对计算简图也要慎重选择和使用,根据建筑物的影响因素和自身特点来选用一套科学合理的的结构体系。 2、注重建筑的设计高度 设计师在进行高层建筑的结构设计过程中,要明确意识到有关的高度规范,严格审查设计图纸,确保结构设计与相关的要求和规范相符合,对于建筑施工过程中出现的问题要及时调集有关专家加以具体分析,对高层建筑重新进行设计和评估,以免对建筑的施工进度和质量产生不良影响。国家相关部门也应当加大对高层建筑的审查力度,对不合乎规范的行为进行严加处理,确保高层建筑结构的稳定性和安全性。 3、选择合理的刚度设计

谈高层建筑结构设计的探讨

谈高层建筑结构设计的探讨 摘要:随着我国国民经济不断发展和人民生活的迅速提高。业主及建筑师的创新艺术使得钢筋混凝土高层建筑发展被广泛应用。高层建筑结构设计给工程设计人员提出了更高的要求,各方面需要注意的问题都应考虑到。本文高层建筑结构设计分别从结构设计的特点、结构优化设计的方法与提高高层抗震性能的措施进行探讨。 关键词:高层建筑;结构设计;优化措施 abstract: with the rapid increase of china’s national economic development and people’s life. the owner and architect’s innovative art of the reinforced concrete high-rise building development is widely used. structure design of high-rise buildings put forward higher requirements for the engineering design, the problems that need attention should be given to the. in this paper, structure design of high-rise building from the method of optimum design, structural design features of the structure and improve the seismic performance of high-rise measures are discussed. key words: high-rise building; structure design; optimization measures 中图分类号:tu3 一、高层建筑结构设计的特点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

浅析高层建筑结构设计与发展趋势

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/9e18738337.html, 浅析高层建筑结构设计与发展趋势 作者:周可幸 来源:《城市建设理论研究》2013年第07期 摘要:随着建筑高度的增加,高层建筑的技术问题、建筑艺术问题、投资经济问题以及社会效益问题、环境问题等逐渐变得复杂、严峻,高层建筑的发展及对结构设计产生了很大的影响。在探讨了高层建筑结构体系类型及其优缺点的基础上,预测了高层建筑结构分析的新理论新方法及其结构设计发展的新趋势。 关键词:高层建筑;结构设计;发展趋势 中图分类号:[TU208.3]文献标识码:A文章编号: 引言: 住宅是人们适应自然、改造自然的产物,也是人们为了满足家庭生活的需要所构筑的空间环境,并且随着人类社会的发展而不断演变。随着改革开放的推动,我国的综合国力也在不断提高,其中房地产业的迅猛发展,让建筑业成为社会支柱产业之一。在现代社会中,因为经济的蓬勃发展,另外还有土地资源宝贵,所以高层建筑便像雨后春笋般迅速剧增,并不断壮大。这也就要求设计领域中的队伍要不断提升,以来应对现在的发展所需。 1.建筑结构的布置原则与要求 1.1 结构平面布置 结构平面形状宜简单、规则、对称,尽量使质心和刚心重合。偏心大的结构扭转效应大, 会加大端部构件的位移,导致应力集中。平面突出部分不宜过长。扭转是否过大,可用概念设计方法近似计算刚心、质心及偏心距后进行判断,还可以比较结构最远边缘处的最大层间变形和 质心处的层间变形,其比值超过1.1者,可以认为扭转太大而结构不规则。 高层建筑不应采用严重不规则的结构布置,当由于使用功能与建筑的要求,结构平面布置严重不规则时,应将其分割成若干比较简单、规则的独立结构单元。对于地震区的抗震建筑,简单、规则、对称的原则尤为重要。 1.2 结构立体布置 结构竖向布置最基本的原则是规则、均匀。 规则,主要是指体型规则,若有变化,亦应是有规则的渐变。体型沿竖向的剧变,将使地震时某些变形特别集中,常常在该楼层因过大的变形而引起倒塌。

(完整版)高层建筑结构设计总结

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。 18.剪力墙的布置:a平面布置宜简单规则;b应具有适宜的侧向刚度;c剪力墙宜自下到上连续布置,避免刚度突变;允许沿高度改变墙厚和混凝土强度等级,使侧向刚度沿高度逐渐减小;d剪力墙的洞口布置宜上下对齐,成列布置,形成明确的墙肢和连梁;d应具有较好的延性,细高的剪力墙容易设计成具有延性的弯曲破坏剪力墙,从而可避免发生脆性的剪切破坏。 19.剪力墙分类:a整截面墙(受力特点:截面正应力呈直线分布,沿墙的高度方向弯矩图即不发生突变也不出现反弯点,变形曲线以弯曲型为主)、b整体小开口墙(受力特点:水平荷载产生的弯矩主要由墙肢的轴力承担,墙肢弯矩较小,弯矩图有突变,但基本无反弯点,截面正应力接近于直线分布变形曲线以弯曲型为主)、c联肢墙(墙肢弯矩图有突变且有反弯点存在,墙肢局部弯矩较大,整个截面正应力已不再呈直线分布,变形曲线为弯曲型)、d壁式框架(受力特点:弯矩图有突变且大多数楼层中都出现反弯点,变形曲线呈整体剪切型)、d错洞墙和叠合错洞墙。 20.剪力墙的简化分析方法:a材料力学分析法、b连梁连续化分析方法、c带刚域框架计算方法。 21.等效刚度:如果剪力墙在某一水平荷载作用下的顶点位移=某一竖向悬臂梁受弯构件在相同水平荷载作用下的水平位移,则可采用竖向悬臂受弯构件的刚度作为剪力墙的等效刚

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