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高层建筑结构设计特点及注意因素

创意家居 作者:小PP的愿望 时间:2018-11-27 22:33:05 浏览量:5407 网民普遍认知程度:37% 来源:住范儿
mikeyin提出仿古建筑要素 仿古建筑设计要点的问题,feelingcool重点说明框架剪力墙结构的优点,框架剪力墙结构设计及施工的特点的基本情况,想回来尝尝通过调查资料对架空层的优点以及架空层建筑面积计算规则做出详细阐述,永の纯子花大量时间收集整理影院椅的设计及结构特点分析得出本内容供大家学习理解。
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高层建筑结构设计的影响因素有哪些目前国内高层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。我国改革开放以来,建筑业有了突飞猛进的发展,近十几年我国已建成高层建筑万栋,建筑面积达到2亿平方米,其中具有代表性的建筑如深圳地王大厦81层,高325米;广州中天广场80层,高322米;上海金茂大厦88层,高420.5米。另外在南宁市也建起第一高楼:地王国际商会中心即地王大厦共54层,高206.3米。随着城市化进程加速发展,全国各地的高层建筑不断涌现,作为土建工作设计人员,必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系,只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。 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。其主要特点有: (一)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,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。 (二)侧移成为控指标与低层或多层建筑不同,结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加,水平荷载下结构的侧向变形迅速增大,与建筑高度H的4次方成正比(△=qH4/8EI)。另外,高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大,在设计中不仅要求结构具有足够的强度,还要求具有足够的抗推刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内,否则会产生以下情况:1.因侧移产生较大的附加内力,尤其是竖向构件,当侧向位移增大时,偏心加剧,当产生的附加内力值超过一定数值时,将会导致房屋侧塌。2.使居住人员感到不适或惊慌。3.使填充墙或建筑装饰开裂或损坏,使机电设备管道损坏,使电梯轨道变型造成不能正常运行。4.使主体结构构件出现大裂缝,甚至损坏。 (三)抗震设计要求更高有抗震设防的高层建筑结构设计,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。 (四)减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑,如果在同样地基或桩基的情况下,减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施,可以多建层数,这在软弱土层有突出的经济效益。地震效应与建筑的重量成正比,减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了,不仅作用于结构上的地震剪力大,还由于重心高地震作用倾覆力矩大,对竖向构件产生很大的附加轴力,从而造成附加弯矩更大。 (五)轴向变形不容忽视采用框架体系和框架——剪力墙体系的高层建筑中,框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力,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,此种轴向变形的差异将会达到较大的数值,其后果相当于连续梁中间支座沉陷,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。 (六)概念设计与理论计算同样重要抗震设计可以分为计算设计和概念设计两部分。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定的假想条件下进行的,尽管分析手段不断提高,分析的原则不断完善,但由于地震作用的复杂性和不确定性,地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性,可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多,尤其是当结构进入弹塑性阶段之后,会出现构件局部开裂甚至破坏,这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。实践表明,在设计中把握好高层建筑的概念设计也是很重要的。 二、高层建筑的结构体系 (一)高层建筑结构设计原则1.钢筋混凝土高层建筑结构设计应与建筑、设备和施工密切配合,做到安全适用、技术先进、经济合理,并积极采用新技术、新工艺和新材料。2.高层建筑结构设计应重视结构选型和构造,择优选择抗震及抗风性能好而经济合理的结构体系与平、立面布置方案,并注意加强构造连接。在抗震设计中,应保证结构整体抗震性能,使整个结构有足够的承载力、刚度和延性。 (二)高层建筑结构体系及适用范围目前国内的高层建筑基本上采用钢筋混凝土结构。其结构体系有:框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构等。1.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。框架结构体系优点是:建筑平面布置灵活,能获得大空间,建筑立面也容易处理,结构自重轻,计算理论也比较成熟,在一定高度范围内造价较低。框架结构的缺点是:框架结构本身柔性较大,抗侧力能力较差,在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。框架结构的适用范围:框架结构的合理层数一般是6到15层,最经济的层数是10层左右。由于框架结构能提供较大的建筑空间,平面布置灵活,可适合多种工艺与使用的要求,已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。2.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,它刚度大,空间整体性好,用钢量省。历史地震中,剪力墙结构表现了良好的抗震性能,震害较少发生,而且程度也较轻微,在住宅和旅馆客房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。剪力墙结构墙体较多,不容易布置面积较大的房间,为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求,以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求,可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架,形成框支剪力墙结构。在框支剪力墙中,底层柱的刚度小,形成上下刚度突变,在地震作用下底层柱会产生很大内力及塑性变形,因此,在地震区不允许采用这种框支剪力墙结构。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,可以组成框架—剪力墙结构,这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点,又有较大的刚度和较强的抗震能力,因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。4.筒体结构体系。随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高,以平面工作状态的框架、剪力墙来组成高层建筑结构体系,往往不能满足要求。

高层建筑结构的设计特点有哪些

小高层住宅的好处第一,小高层住宅可以发挥多层住宅平面布局的优点,如南北朝向,而且在采光通风方面则更有优势一点,空气质量、景观质量一般优于多层。第二,小高层住宅的建造成本较多层住宅增加的比较有限,没有增加过多的购买负担。第三,目前的小高层住宅一般采取一梯两户的格局,避免了高层住宅的有部分房屋朝向不好的问题。第四,小高层住宅较一般住宅的建筑质量有较大的提高,施工质量和住宅的使用寿命都较以往砖混的多层住宅更高一些。

高层建筑设计特点有哪些

高层住宅有哪些特点? 高层建筑由于其特殊性,具有迥异于普通建筑的特点。 结构高层建筑是现在科学技术的产物,传统的木、砖、石材料以及结构基本上很难满足要求,除非不计成本不惜代价。高层建筑一般以钢材和钢筋混凝土为建造材料,通常采用框架结构、剪力墙结构、筒体结构甚至筒中筒结构形式,以保证建筑的整体结构强度。 垂直交通垂直交通是高层建筑的一大特点,由于高层建筑的单层面积不大,但层数很多,因此垂直交通量很大,一般采用电梯为主要载客工具,超高层建筑还会对电梯分组,有类似轨道交通调度系统的电脑进行安排调度。   消防消防是高层建筑的一大难题,当建筑高度超过50米时普通的消防车已经无能为力,所以高层建筑的消防要本着自防自救的原则,每层都要设置烟雾感应器和自动喷淋,每隔若干楼层还要设置避难层和消防水箱,超高层建筑的屋顶要设直升机平台。

高层建筑的主要结构形式及特点、、、急

1、试述高层结构的主要结构形式及特点?。高层结构的主要结构形式有: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。①框架结构框架结构因其受力体系由梁和柱组成,用以承受竖向荷载是合理的,在承受水平荷载方面能力很差。因此仅适用于房屋高度不大、层数不多时采用。②框架—剪力墙结构剪力墙即为一段钢筋混凝土墙体,固其抗剪能力很强,故称为剪力墙。在框架—剪力墙结构中,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,可以大大减小柱子的截面。③剪力墙结构当房屋的层数更高时,横向水平荷载已对结构设计起控制作用,如仍采用框架—剪力墙结构,剪力墙将需布置得非常密集,这时,宜采用剪力墙结构,即全部采用纵横布置的剪力墙组成,剪力墙不仅承受水平荷载,亦用来承受竖向荷载。④框支剪力墙结构两种建筑的功能完全不同,为完成这两种体系的转换,需在其交界位置设置巨型的转换大梁,将上部剪力墙的荷载传到下部柱子上。这种结构体系,我们称之为框支剪力墙体系。⑤筒体结构筒体结构是由一个或多个筒体作承重结构的高层建筑体系,适用于层数较多的高层建筑。筒体结构可分为框筒体系、筒中筒体系、桁架筒体系、成束筒体系等。 找了好久,这才是正确答案——算是给桥梁专业的同学的礼物吧!

高层建筑结构有哪些特点

  高层建筑,建筑高度大于27米的住宅和建筑高度大于24m的非单层厂房、仓库和其他民用建筑。其特点:  1、水平荷载是设计的主要因素。  2、不仅要求结构具有足够的承载力而且必须使结构具有足够的抵抗侧向力和刚度使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.因此,高层建筑结构所需的侧向刚度由位移控制.结构因P-Δ 效应显著。且轴向变形和剪切变形不可忽略。  3、重心高地震作用倾覆力矩大,对竖向构件产生很大的附加轴力,P-Δ 效应造成附加弯矩更大。  4、地基基础的承载力和刚度要与上部结构的承载力和刚度相适应。

高层建筑结构的设计要注意哪些事项

1.应当注意防震缝的设计,必须留有足够的宽度。2.平面形状或刚度不对称,会使建筑物产生显著的扭转,震害严重。3.凸出屋面的塔楼受高振型的影响,产生显著的鞭梢效应,破坏严重。4.高层部分和低层部分之间的连接构造不合理。5.框架柱截面太少,箍筋不足,柱子的延性和抗震能力不够而发生剪切破坏或柱头压碎。6.由于沿竖向楼层质量与刚度变化太大,是楼层变形过分集中而产生破坏。7.地基的稳定性问题要特别注意。8.伸缩缝和沉降缝宽度过小,碰撞破坏很多。9.不应在建筑物端部设置楼梯间和楼板开大洞口,因刚度不均匀而产生扭转。10.外纵墙门窗洞口过大,连梁尺寸太小,容易产生破坏。11.中间部分楼层柱子截面和材料改变或取消了部分剪力墙,产生刚度或承载力突变,形成结构薄弱层。
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高层建筑的结构特点是什么?
1、自重大,对材料强度和竖向构件截面直接相关。2、由于其抗震要求,对结构的延性有更加严格的要求,需要通过控制轴压比等措施来实现。 3、对风荷载更加敏感,且顶端在风荷载作用下有较大位移,会有不是干,对舒适度需要进行校核。举例:高层建筑的特点存在高层建筑中,水平荷载和地震作用对结构设计起着决定性的作用。动力反应不可低估;结构轴向变形、剪切变形以及温度、沉降的影响加剧;材料用量、工程造价等影响其作用!
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建筑结构设计:高层住宅有哪些基本特点
车站、 银行和办公楼、电影院、实验楼、航空港 等都是没出现过的、多种自然科学进入,科技需 求增加。四、建筑设备提高房屋使用质量。生 活和社会的发展。同时, 历史上的宫殿、坛庙。而原先已有的一些类 型如旅馆、医院也发生了显著变化。力学、土木 工程、数学,房屋建造量增加一、建筑类型增多、陵墓退居次要。二、房屋商品化。房地产商出现并逐渐扮 演重要的角色。三、建筑工程科技含量提高、结构工程师、 设备工程师、施工工程师、室内设计师、 家居设计师等专业分工越来越细。六、建筑艺术日益多样,工业厂房、铁路、暖气、卫生设备等陆续出现。五、分工更加明确。电灯、 电话、电梯。建筑师
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高层建筑结构设计的影响因素有哪些
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高层建筑结构体系有哪些特点
高层建筑常用结构体系有框架,靠梁柱承重,内部空间灵活,合理建筑层数为6-15层,10层最经济;框架剪力墙,这种结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙,构成灵活自由的使用空间,结构刚性结构抗震性能差,剪力墙结构整体性强,抗侧移刚度大,抗震性能好一般适用于高度小于150米的高层建筑(7度抗震设防区)框支剪力墙,底层框架,上部为剪力墙的结构体系,一般多用于下部要求大开间,上部住宅、酒店且房间内不能出现角柱的综合高层建筑框筒,即框架筒体结构,由框架-剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变和发展而来。筒体结构是将剪力墙或密柱框架集中到房屋的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。其特点是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间,多用于130(180)米以下高层建筑,筒体,由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成,在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件称为筒体(由密柱框架组成的筒体称为框筒;由剪力墙组成的筒体称为薄壁筒)。一般适用于它适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大30-50层高层建筑,筒中筒,多筒,筒束,由筒体发展而来的更复杂的,承载力更强,抗侧移刚度更好的结构体系,可适用于百层以上的超高层建筑。
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高层建筑设计要注意哪些问题?
高层建筑设计的所有注意事项 1.应当注意防震缝的设计,必须留有足够的宽度。 2.平面形状或刚度不对称,会使建筑物产生显著的扭转,震害严重。 3.凸出屋面的塔楼受高振型的影响,产生显著的鞭梢效应,破坏严重。 4.高层部分和低层部分之间的连接构造不合理。 5.框架柱截面太少,箍筋不足,柱子的延性和抗震能力不够而发生剪切破坏或柱头压碎。 6.由于沿竖向楼层质量与刚度变化太大,是楼层变形过分集中而产生破坏。 7.地基的稳定性问题要特别注意。 8.伸缩缝和沉降缝宽度过小,碰撞破坏很多。 9.不应在建筑物端部设置楼梯间,楼板有大洞口,因刚度不均匀而产生扭转。 10.外纵墙门窗洞口过大,连梁尺寸太小,容易产生破坏。 11.中间部分楼层柱子截面和材料改变或取消了部分剪力墙,产生刚度或承载力突变,形成结构薄弱层。 高层抗震设计的基本原则:小震不坏,中震可修,大震不倒。 高层建筑结构应根据房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、结构材料和施工技术条件等因素考虑其适宜的结构体系。 高层建筑的高宽比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。 沉降缝、伸缩缝和抗震缝要注意的问题:高层建筑应当调整平面尺寸和结构布置,采取构造措施和施工措施,能不设缝就不设缝,能少设缝就少设缝,如果没有采取措施或必须设缝时,则必须保证必要的缝宽以防止震害。 钢筋混凝土高层建筑结构的温度-收缩问题,一般由构造措施来解决。 后浇带可选择在对结构受力影响较小的部位曲折通过,不要在一个平面内,以免全部钢筋都在同一平面内搭接。一般可设置在梁和楼板的1/3处。 目前许多工程是采用调整个部分沉降差,在施工过程中留后浇段作为临时沉降缝,等到沉降基本稳定后再连为整体,不设永久性的沉降缝。 2 高层建筑的主楼和群房的层数相差很远,在下列条件时可不留永久沉降缝: 1.采用端承桩,桩支承在基岩上。 2.地基条件好,沉降差小。 3.有较多的沉降观测资料,沉降计算比较可靠。 后两种情况下,可调压力差,主楼和群房部分采用不同的基础,使其沉降接近。 调时间差,先施工主楼,待主楼基本建成,沉降基本稳定,再建群房。 抗震设计的高层建筑在下列情况下宜设防震缝: 1.平面长度和外伸长度尺寸超出了规程限值而又没有采取加强措施时; 2.各部分结构刚度相差太远,采取不同材料和不同结构体系时; 3.各部分质量相差很大时; 4.各部分又较大错层时。 此外,各结构单元之间设了伸缩缝和沉降缝时,其缝宽应满足防震缝宽度的要求。 防震缝应在地面以上全高设置,当不作为沉降缝时,基础可以不设防震缝,但要加强构造和连接。 高层建筑各部分之间凡是设缝的,就要分得彻底;凡是不设缝的,就要连接牢固。 《高层规程》规定: 1.框架结构房屋,高度不超过15m的部分,可取70;超过15m的部分,6、7、8、9度相应每增加高度5、4、3、2m,宜加宽20. 2.框架-剪力墙结构房屋可按第一项数值的70%采用,剪力墙结构房屋可按第一项规定数值的50%采用,但二者均不宜小于70.结构竖向布置沿竖向刚度突变还由于下述两个原因产生: 1.抗侧力结构(框架、剪力墙、筒体等)的突然改变布置。 2.结构的竖向体型突变。 3 当小墙肢截面的高度小于等于墙厚的4倍时,应按框架柱设计,箍筋按框架柱全长加密。 抗震设计的轴压比控制:特一级、一级(9度)为0.4;一级(7、8度)为0.5;二级为0.6.抗震墙的翼墙长度小于其3倍厚度或端柱截面边长小于2倍墙厚时,视为无翼墙和无端柱。 按照结构延性系数的大小排序:刚结构、钢管混凝土结构、型钢混凝土结构、钢筋混凝土结构、配筋砌体结构、砌体结构。结构的延性系数大,说明结构抗震的变形能力大,结构的耐震性能好。有条件时,建筑的主体结构可采用延性系数较大的结构材料。 地下室顶板应采用现浇梁板结构,其楼板厚度不小于180,混凝土强度等级不宜小于C30,并应采用双层双向配筋,且每个方向的配筋率不宜小于0.25%.抗震框架柱配筋要注意的三个方面:最小配箍率、最小体积配箍率、最小纵筋配筋率。 当地下室做为上部结构的嵌固端时,地下一层的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用。 地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外,不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍。 短柱:柱净高与截面宽度之比小于4的柱子。箍筋需全长加密。 剪跨比柱剪跨比:柱子净高与2倍柱子截面高度的比值。 梁剪跨比:剪跨与梁截面有效高度的比值。广义剪跨比=M/Vh=a/h.剪跨比反映了截面上正应力和剪应力的相对比值,在一定程度上也反映了截面上弯矩与剪力的相对比值。它对梁的斜截面受剪破坏形态和斜截面受剪承载力,有着极为重要的影响。 高宽比6、7度抗震设防烈度的A级高度建筑,其高宽比限值分别为:框架4,框剪5,剪力墙6,筒体6. 抗震设计一般剪力墙结构底部的加强部位:墙肢总高度小于50m时取其总高度的1/6,大于50m时取 1/8,超过150m,取1/10.裙房与主楼相连时,加强范围也宜高出裙房至少一层。 对于框剪结构或框筒结构,采用模拟算法2是比较合理的,可以避免剪力墙轴力远大于实际的不合情形。 振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的90%所需的振型数。振型个数至少取3,最好为3的倍数。
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高层建筑结构设计优化主要从哪些方面入手
结构优化,我们的几个经验分享一下:1:第一是荷载,恒活荷载按实际取值,不随意放大。2:结构形式的高效性。张拉膜自然是最为经济高效的,钢管抗压,钢索抗拉,膜形成表面;网架结构高效性远大于钢梁体系;轻钢结构比钢框架体系节省。3:第二是构件的高效性。从最简单的工字钢来说,就是增加惯性矩,加翼缘加梁高;对于挠度控制的可以采用预应力,这个在大胯采光顶用的比较多了;对于梁高控制,可采用鱼腹式,或各种鱼腹式的类似形式;对于剪力墙,多片墙能连成片则效率高;4:F=Ma,地震力是作用在建筑物上的惯性力。通过上面三个手段,已经把m尽量小化了,那么有没有办法让a减小呢?手段就是隔震措施了。橡胶支座在云南已经推广的比较好了。5:消能措施,这方面国内用的少些,高烈度的超高层会采用,7度区的超高层用的都不多。但是在日本已经用的很多了。钢结构体系是消能措施的良好搭档,混凝土结构位移量过小,钢结构的位移量较大,消能措施效益才能较好的发挥; 十一建筑咨询 建筑优化咨询行业深耕者
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高层建筑结构形式应根据房屋的哪些因素加以选择
您可以参考一下这个 小高层住宅建筑结构设计案例探讨 摘要:剪力墙结构由于其具有间距大、通风好、采光条件优越等特点,在小高层住宅建筑设计中得到广泛的应用。文章主要结合某高层程实例,论述了小高层住宅剪力墙结构设计中应注意的问题,为大家提供参考。 关键词:高层住宅剪力墙概念设计基础设计 1工程概况 某高层住宅小区,一共七栋塔楼,总建筑面积为 42688.21m2,地上 12层,地下室1层。住宅设计使用年限为50年,建筑耐火等级为二级。抗震设防烈度为七度,主体为剪力墙结构,地下室为框架结构。地基基础设计等级为乙级,12层塔楼及地下室为筏板基础,七层塔楼为柱下独立基础,本文着重论述了小高层及地下室的设计中应注意要点。 2 概念结构布置与设计 概念设计在建筑剪力墙结构平面设计中应尽量使...
建筑结构 应根据 加以 哪些
城市高层建筑结构存在哪些设计问题
建筑结构 哪些 城市 存在
如何评价高层建筑结构设计存在的问题
“筑讯中国”网为你解答:1、短肢剪力墙设置问题 根据近年的高层建筑建设情况来看,短肢剪力墙在高层建筑物结构设计中出现频率较高,而短肢剪力墙的增设对建筑物的稳定性、抗震性能、牢固度的提升不仅没有起到促进作用,反而在一定情况下还会产生不利影响。因此,在设计高层建筑时,应尽量减少短肢剪力墙的使用频率,以提升高层建筑物结构的质量。 2、嵌固端设置问题 地下室和人防是高层建筑结构设计中不可或缺的组成部分,而且地下室或人防顶板地区通常会修筑嵌固端,这就降低了高层建筑结构的稳定性。设计者在对嵌固端进行布置时,应充分考虑由此引发的问题,如对结构稳定性的影响、嵌固端楼板设计等。嵌固端布局时,应对其上下层的刚度比例、方位布局进行全方位的综合考量,通过专业的计算软件,对各项参数进行准确计算,尽量保障嵌固端布局和抗震缝隙二者之间的平衡。 3、超高问题 建筑物超高问题是在施工过程中较为普遍的问题,高层建筑在施工过程中若超出相关的建筑标准,将严重影响建筑物结构的稳定性、安全性、抵御灾害的能力等,这是必须避免的问题。一些工程设计单位及建设单位,为了增加工程卖点,不顾客观实际,无限增高建筑工程的高度。相关部门应抓紧制定出台相关的法律法规制度,对高层建筑物的设计高度进行严格规定,并对建筑物的抗震性能、防火性能等其他与安全有关的性能进行科学控制。 4、设计缺乏科学性 高层建筑物不同于普通的建筑物,该类建筑的机械性能和功能具有自身特点,这就要求在对高层建筑物进行设计时,要加强对结构设计的质量控制。然而,实际情况是,我国很多高层建筑设计者在专业水平和对相关技术法规了解程度方面,还存在极大的不足,无法将高层建筑物的抗震性、安全度和牢固度等参数纳入到结构设计范围之内,更有甚者,部分设计者受业主的影响,在没有充分安全保障的情况下,对高层建筑的结构设计进行更改,这势必会影响高层建筑物的安全性和实用性。高层建筑结构设计是否科学、规范,对于建筑物的使用寿命及用户的安全具有密切联系,应采取积极有效的管控措施,对建筑物的结构设计进行严格管控,保障高层建筑的使用性能和安全性能,维护用户的切身利益。
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高层建筑有何受力特点
高层建筑受到较大的侧向力(水平风力或水平地震力),在建筑结构底部竖向力也很大。在高层建筑中,可以认为柱的轴向力与层数为线性关系,水平力近似为倒三角形分布,在水平力作用卞,结构底部弯矩与高度平方成正比,顶点侧移与高度四次方成正比。上述弯矩和侧移值,往往成为控制因素。另外,高层建筑各构件受力复杂,对截面承载力和配筋要求较高。——问问我建筑综合平台
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十五规划教材的方鄂华 钱稼茹 叶列平版,很经典;还有就是沈浦生沈老的教材,高校土木工程专业规划教材,讲解得很不错
2014 结构设计 高层建筑
高层建筑结构设计的影响因素有哪些?
目前国内高层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。 我国改革开放以来,建筑业有了突飞猛进的发展,近十几年我国已建成高层建筑万栋,建筑面积达到2亿平方米,其中具有代表性的建筑如深圳地王大厦81层,高325米;广州中天广场80层,高322米;上海金茂大厦88层,高420.5米。另外在南宁市也建起第一高楼:地王国际商会中心即地王大厦共54层,高206.3米。随着城市化进程加速发展,全国各地的高层建筑不断涌现,作为土建工作设计人员,必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系,只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。 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。其主要特点有: (一)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,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。 (二)侧移成为控指标 与低层或多层建筑不同,结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加,水平荷载下结构的侧向变形迅速增大,与建筑高度H的4次方成正比(△=qH4/8EI)。 另外,高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大,在设计中不仅要求结构具有足够的强度,还要求具有足够的抗推刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内,否则会产生以下情况: 1.因侧移产生较大的附加内力,尤其是竖向构件,当侧向位移增大时,偏心加剧,当产生的附加内力值超过一定数值时,将会导致房屋侧塌。 2.使居住人员感到不适或惊慌。 3.使填充墙或建筑装饰开裂或损坏,使机电设备管道损坏,使电梯轨道变型造成不能正常运行。 4.使主体结构构件出现大裂缝,甚至损坏。 (三)抗震设计要求更高 有抗震设防的高层建筑结构设计,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。 (四)减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要 高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑,如果在同样地基或桩基的情况下,减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施,可以多建层数,这在软弱土层有突出的经济效益。 地震效应与建筑的重量成正比,减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了,不仅作用于结构上的地震剪力大,还由于重心高地震作用倾覆力矩大,对竖向构件产生很大的附加轴力,从而造成附加弯矩更大。 (五)轴向变形不容忽视 采用框架体系和框架——剪力墙体系的高层建筑中,框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力,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,此种轴向变形的差异将会达到较大的数值,其后果相当于连续梁中间支座沉陷,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。 (六)概念设计与理论计算同样重要 抗震设计可以分为计算设计和概念设计两部分。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定的假想条件下进行的,尽管分析手段不断提高,分析的原则不断完善,但由于地震作用的复杂性和不确定性,地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性,可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多,尤其是当结构进入弹塑性阶段之后,会出现构件局部开裂甚至破坏,这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。实践表明,在设计中把握好高层建筑的概念设计也是很重要的。 二、高层建筑的结构体系 (一)高层建筑结构设计原则 1.钢筋混凝土高层建筑结构设计应与建筑、设备和施工密切配合,做到安全适用、技术先进、经济合理,并积极采用新技术、新工艺和新材料。 2.高层建筑结构设计应重视结构选型和构造,择优选择抗震及抗风性能好而经济合理的结构体系与平、立面布置方案,并注意加强构造连接。在抗震设计中,应保证结构整体抗震性能,使整个结构有足够的承载力、刚度和延性。 (二)高层建筑结构体系及适用范围 目前国内的高层建筑基本上采用钢筋混凝土结构。其结构体系有:框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构等。 1.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。 框架结构体系优点是:建筑平面布置灵活,能获得大空间,建筑立面也容易处理,结构自重轻,计算理论也比较成熟,在一定高度范围内造价较低。 框架结构的缺点是:框架结构本身柔性较大,抗侧力能力较差,在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。 框架结构的适用范围:框架结构的合理层数一般是6到15层,最经济的层数是10层左右。由于框架结构能提供较大的建筑空间,平面布置灵活,可适合多种工艺与使用的要求,已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。 2.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,它刚度大,空间整体性好,用钢量省。历史地震中,剪力墙结构表现了良好的抗震性能,震害较少发生,而且程度也较轻微,在住宅和旅馆客房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。 剪力墙结构墙体较多,不容易布置面积较大的房间,为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求,以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求,可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架,形成框支剪力墙结构。 在框支剪力墙中,底层柱的刚度小,形成上下刚度突变,在地震作用下底层柱会产生很大内力及塑性变形,因此,在地震区不允许采用这种框支剪力墙结构。 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,可以组成框架—剪力墙结构,这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点,又有较大的刚度和较强的抗震能力,因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。 4.筒体结构体系。随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高,以平面工作状态的框架、剪力墙来组成高层建筑结构体系,往往不能满足要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁筒体,成为竖向悬臂箱形梁,加密柱子,以增强梁的刚度,也可以形成空间整体受力的框筒,由一个或多个筒体为主抵抗水平力的结构称为筒体结构。通常筒体结构有: (1)框架—筒体结构。中央布置剪力墙薄壁筒,由它受大部分水平力,周边布置大柱距的普通框架,这种结构受力特点类似框架—剪力墙结构,目前南宁市的地王大厦也用这种结构。 (2)筒中筒结构。筒中筒结构由内、外两个筒体组合而成,内筒为剪力墙薄壁筒,外筒为密柱(通常柱距不大于3米)组成的框筒。由于外柱很密,梁刚度很大,门密洞口面积小(一般不大于墙体面积50%),因而框筒工作不同于普通平面框架,而有很好的空间整体作用,类似一个多孔的竖向箱形梁,有很好的抗风和抗震性能。目前国内最高的钢筋混凝土结构如上海金茂大厦(88层、420.5米)、广州中天广场大厦(80层、320米)都是采用筒中筒结构。 (3)成束筒结构。在平面内设置多个剪力墙薄壁筒体,每个筒体都比较小,这种结构多用于平面形状复杂的建筑中。 (4)巨型结构体系。巨型结构是由若干个巨柱(通常由电梯井或大面积实体柱组成)以及巨梁(每隔几层或十几个楼层设一道,梁截面一般占一至二层楼高度)组成一级巨型框架,承受主要水平力和竖向荷载,其余的楼面梁、柱组成二级结构,它只是将楼面荷载传递到第一级框架结构上去。这种结构的二级结构梁柱截面较小,使建筑布置有更大的灵活性和平面空间。 除以上介绍的几种结构体系外,还有其他一些结构形式,也可应用,如薄壳、悬索、膜结构、网架等,不过目前应用最广泛的还是框架、剪力墙、框架—剪力墙和筒体等四种结构。
结构设计 高层建筑 哪些 影响
高层建筑结构体系有哪些各有什么特点
  目前国内高层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。  高层建筑结构体系设计特点分别是:  (一)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,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。  (二)侧移成为控指标  与低层或多层建筑不同,结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。随着建筑高度的增加,水平荷载下结构的侧向变形迅速增大,与建筑高度H的4次方成正比(△=qH4/8EI)。  另外,高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大,在设计中不仅要求结构具有足够的强度,还要求具有足够的抗推刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内,否则会产生以下情况:  1.因侧移产生较大的附加内力,尤其是竖向构件,当侧向位移增大时,偏心加剧,当产生的附加内力值超过一定数值时,将会导致房屋侧塌。  2.使居住人员感到不适或惊慌。  3.使填充墙或建筑装饰开裂或损坏,使机电设备管道损坏,使电梯轨道变型造成不能正常运行。  4.使主体结构构件出现大裂缝,甚至损坏。  (三)抗震设计要求更高  有抗震设防的高层建筑结构设计,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。  (四)减轻高层建筑自重比多层建筑更为重要  高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑,如果在同样地基或桩基的情况下,减轻房屋自重意昧着不增加基础造价和处理措施,可以多建层数,这在软弱土层有突出的经济效益。  地震效应与建筑的重量成正比,减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑重量大了,不仅作用于结构上的地震剪力大,还由于重心高地震作用倾覆力矩大,对竖向构件产生很大的附加轴力,从而造成附加弯矩更大。  (五)轴向变形不容忽视  采用框架体系和框架——剪力墙体系的高层建筑中,框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力,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,此种轴向变形的差异将会达到较大的数值,其后果相当于连续梁中间支座沉陷,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。  (六)概念设计与理论计算同样重要  抗震设计可以分为计算设计和概念设计两部分。高层建筑结构的抗震设计计算是在一定的假想条件下进行的,尽管分析手段不断提高,分析的原则不断完善,但由于地震作用的复杂性和不确定性,地基土影响的复杂性和结构体系本身的复杂性,可能导致理论分析计算和实际情况相差数倍之多,尤其是当结构进入弹塑性阶段之后,会出现构件局部开裂甚至破坏,这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析。实践表明,在设计中把握好高层建筑的概念设计也是很重要的。
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