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超高层的建筑结构设计分析

超高层的建筑结构设计分析
超高层的建筑结构设计分析

超高层的建筑结构设计分析

中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:

一工程概况的地基基础某项目地上建筑面积为13.45万m,地下建筑面积为4.3万m,总建筑面积为17.75万m。根据岩土工程勘察报告,本工程场地地基土层为第四纪冲海积的黏土和淤泥层,基底岩性为侏罗纪熔结凝灰岩,场地内无液化土层。宾馆塔楼柱下荷载最大达3.8×104kn,商务塔楼柱下荷载最大达3.5×104kn,采用大直径灌注桩,平板式桩筏基础。经优化比较,桩径 700~1100较为合理。商务楼和宾馆塔楼下筏板厚度为3m,其他位置底板采用厚板式,板厚为1.2m。针对本工程塔楼和辅楼预期存在的沉降差异问题,在各塔楼与辅房之间设置后浇带,并配合相应的后浇带处理措施和大体积混凝土浇筑措施,解决了超长结构混凝土的收缩裂缝问题和塔楼与辅楼间的沉降差异在基础底板中产生过大内力的问题。

二结构设计与计算⑴结构体系。塔楼外框架柱采用现浇钢筋混凝土柱,钢筋混凝土柱外框架体系将作为有效的承重支撑,大部分竖向荷载通过轴力方式向下传递,而混凝土核心筒除了承受竖向荷载外,其主要功能是提供强大的抗侧力能力。《建筑抗震设计规范》规定:6度区现浇钢筋混凝土框架一核心筒结构适用的最大高度为150m,本工程两塔楼的房屋高度均为161.1in,仅超过11.1m;本工程属b级高度,而《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:6度区框架一核心筒结构b级高度建筑的最大适用高度为210m,还有

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

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/㎡。

高层建筑结构设计简答题及答案

.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承担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分布并不均匀,角柱的轴力大于平均值,中部柱的轴力小于平均值,腹板框架各柱的轴力也不是线性分布,这种现象称为剪力滞后现象 3. 框架的剪切刚度 C框架产生单位层间剪切变形所要施加的层间剪力。 f 三.. 简述房屋建筑平面不规则与竖向不规则的类型,在设计中应如何避免上述不规则结构?平面不规则包括扭转不规则、楼板凹凸不规则和楼板局部不连续。 竖向不规则包括侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变。 在设计中可以通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避免不规则结构。 四. 剪力墙抗震设计的原则有哪些?为什么要设置剪力墙的加强部位?试说明剪力墙加强部位的范围。(10分) 强墙弱梁、强剪弱弯、限制墙肢轴压比和墙肢设置边缘构件、加强重点部位、连梁特殊措施。 因为剪力墙加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?为什么要采用二阶段设计方法? (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点 (10分) 框架-剪力墙结构是由框架和剪力墙组成的结构体系,具有两种结构的优点,既能形成较大的使用空间,又具有较好的抵抗水平荷载的能力。 八.简述高层建筑结构结构设计的基本原则。(11分) 注重概念设计,注重结构选型与平、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:1)具有必要的承载力、刚度和变形能力;2)避免因局部破坏而导致整个结构破坏;3)对可能的薄弱部位采取加强措施;4)避免局部突变和扭转效应形成的薄弱部位;5)宜具有多道抗震防线。 1. 框架结构和框筒结构的结构平面布置有什么区别? 框架是平面结构,主要由于水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩。 框筒是空间结构,沿四周布置的框架参与抵抗水平力,层剪力由平行于水平力作用方向的腹板框架抵抗。倾覆力矩由腹板框架和垂直于水平力方向的翼缘框架共同抵抗。框筒结构的四榀框架位于建筑物周边,形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒,使建筑材料得到充分的利用。因此,框筒结构的适用高度比框架结构高得多。 2.计算水平地震作用有哪些方法? 计算等效水平地震作用是将地震作用按水平和竖直两个方法分别来进行计算的。具体计算方法又分为反应谱底部剪力法和反应谱振型分解法两种方法。 3.什么是抗震设计的二阶段设计方法?为什么要采用二阶段设计方法? 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。 9.什么是地震系数、动力系数和地震影响系数? 地震系数:地面运动最大加速度与g的比值。 动力系数:结构最大加速度反应相对于地面最大加速度的最大系数。 地震影响系数:地震系数与动力系数的积。 4.延性和延性比是什么?为什么抗震结构要具有延性?

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。

高层建筑结构设计特点.

浅论高层建筑结构特点及其体系 [摘要]文章分析高层建筑结构的六个特点,并介绍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。 [关键词]高层建筑;结构特点;结构体系 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。

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

高层建筑结构设计特点及体系分析

高层建筑结构设计特点及体系分析 发表时间:2016-07-08T16:27:19.500Z 来源:《基层建设》2016年6期作者:李晓瑞 [导读] 近年来,我国高层建筑设计及施工又有很大的发展,各种结构型式得到充分应用。 广西南都建筑设计有限公司 530021 摘要:近年来,我国高层建筑设计及施工又有很大的发展,各种结构型式得到充分应用,高层建筑的体型和功能更加多样化,结构复杂程度增加。基于此本文着重对高层建筑结构设计特点及体系进行了分析,旨在为提高高层建设工程质量提供参考。 关键词:高层建筑;结构设计;体系 前言 高层建筑结构的最主要特点是水平荷载为设计的主要因素,侧移限值为确定各抗侧力构件数量和截面尺寸的控制指标。有些构件除必须考虑弯曲变形外,尚需考虑轴向变形和剪切变形的影响,地震区的高层建筑结构还需要控制结构和构件的延性指标。目前国内高层建筑类型不断增多,发展较快,由此需要结合钢结构和混凝土结构的优点,承载力高、延性好、变形能力强等理论基础,对建筑结构设计进行研究。 1高层建筑结构设计特点分析 1.1重视侧向荷载对结构的影响 随着建筑高度的增大,侧向荷载对结构影响的增长速率大于竖向荷载的增长速率,到某一高度时,侧向荷载对结构的影响将超过竖向荷载。从这开始,侧向荷载将成为确定高层建筑结构方案和影响土建造价的决定性因素。为此,对侧向荷载的作用,该倍加关注。 1.2结构设计除需满足承载力以外,还需满足侧移要求 (1)侧移的限值 结构受侧向荷载后,结构将发生水平变位——侧移。按侧移对结构的影响,可分为绝对侧移和层间侧移这两项。这里,绝对侧移是指建筑结构相对于地面原点的水平变位大小;而层间侧移则是指两相邻楼层绝对侧移值之差(见图1)。绝对侧移量过大,将会使结构产生P-效应,增大结构内力;有时甚至还会引起电梯运行困难,增加结构倾覆和失稳的危险性;同样,层间侧移过大,将会导致装修和非承重墙体的损伤[1]。 图1绝对侧移和层间侧移 (2)减少侧移的途径 一是减少风荷载或地震作用。对不考虑地震作用的高层建筑,风荷载是侧向荷载中的主要荷载。减少风荷载,就可减少侧移量。圆形平面时的风荷载最小,约只为矩形平面时的60%;即使将房屋的已定平面形状略加修饰,使之更近于流线形时,则同样也可起到减少风压的效果。 二是选用合适的结构方案。根据房屋的高度、高宽比、平面形状和它的体型,在选择结构方案时,将一并考虑控制侧移的这一因素。因一旦选定了结构方案,实际上,这时结构的侧移也就确定了。 三是设置刚性层。如我国某高层建筑 (地上37层、地下2层、高140m),钢筋混凝土框架一核芯筒结构,平面呈单轴对称的六边形,高宽比达5.2。但由于在第20层和第35层处各设了一道刚性层,使结构的顶点侧移量、由原先的284mm降至250mm,减少了10%。 1.3注意减轻楼面自重,减少楼面的结构高度 楼面(包括楼板及楼面梁)自重将占结构竖向荷载的大部分,由于高层建筑的层数多,虽每层的竖向荷载减少有限,但积累后的值对下层的柱、墙和基础都会产生不小的影响。 在确保楼层净高不变的条件下,减少楼面的结构高度,就可减少每层的层高。积累后,有时使房屋总高不变而增加楼层层数达1层或2层;或也可在楼层层数不变的条件下,减少房屋的总高。这些都将产生十分可观的经济效益。 2高层建筑结构设计体系分析 2.1框架结构体系 对于水平荷载作用,常用的方法有以下几种: 1)反弯点法。反弯点法的基本假设是把框架巾的横粱简化为刚性梁,因而框架节点不发生转角,只有侧移,同层各柱剪力与柱的移

高层建筑结构设计习题

一、简答题 1..试述高层建筑结构的受力特点。 2. .框架结构抗震延性设计的原则是什么? 3..剪力墙按受力特性的不同分为哪几类?各类的受力特点是什么? 4.对于剪力墙结构,平面及竖向结构布置有哪些基本要求? 5.在什么情况下,框架——剪力墙结构的计算简图应采用刚接体系? 二、选择题 1、计算框架结构梁截面惯性矩I时考虑楼板影响,对现浇楼盖,中框架取I= ()。 A.2 I B.05.1I C.02.1I D.0I 2、整体小开口剪力墙计算宜选用()分析方法。 A. 连续化方法 B. 材料力学分析法 C. 壁式框架方法 D. 有限元法 3、在下列地点建造相同高度的高层建筑,什么地点所受的风力最大?() A. 建在大城市郊区 B. 建在小城镇 C. 建在有密集建筑群的大城市市区 D. 建在海岸

4、对现浇框架支座处弯矩可以进行调幅,以下不正确的论述是( ) A.负弯矩调幅系数为0.8—0.9 B.只需对竖向荷载作用下的弯矩进行调幅 C.调幅必须在荷载效应组合之前完成 D.对水平和竖向荷载效应均需要调幅 5、关于框架结构的变形,哪个结论是正确的( ) A. 框架结构的整体变形主要呈现为弯曲型 B. 框架结构的层间变形一般为下大上下 C. 框架结构的层间变形一般为下小上大 D.框架结构的层间位移仅与柱的线刚度有关,而与梁的线刚度无关 6、在有地震作用组合设计表达式RE E E R S γ≤中,承载力抗震调整系数RE γ满足 ( ) A. 大于1 B. 小于1 C. 不一定 D. 1 7、剪力墙中,墙肢刚度不变时,如果增加连梁刚度,整体系数α将( ) A 、增加 B 、减小 C 、不减 D 、不增 8、结构在水平静荷载的作用下其内力计算方法为( ) A 、底部剪力法 B 、力矩分配法 C 、反弯点法 D 、时程分析法 9 ) A. 框架结构体系 B. 剪力墙结构体系 C. 筒体结构 D. 框架剪力墙结构

高层建筑案例分析.

高层建筑案例分析—帕拉玛塔广场大厦分析自古以来,人类就有脱离地面,接近苍穹的渴望,在当今社会,用地愈加紧张,技术也愈加成熟,各种各样的高层建筑拔地而起,高层建筑不仅解决了很多如节地、拥挤及环保等城市问题,更成为各个国家及城市的地标性建筑,成为所在地区的“名片”,在一定意义上代表了该地区的形象定位及经济发展,因此,越来越多的高层、超高层建筑在城市中心耸立,他们往往位置险要、造型突出、视觉效果强烈,作为现代建筑技术的结晶,成为展示城市发展成就的有效手段。 高层建筑的发展得益于载客电梯的发展和使用,而其在世界范围内普遍发展起来是20世纪50年代,尤其是近三十年以来,由于一系列全新结构的出现及电子计算机等先进技术的应用,为高层、超高层建筑的出现创造了条件。高层建筑除先进的结构体系及轻质、高强材料以外,其内部诸如自动控制的一系列消防、报警、通讯、高速电梯及管理监测等系统,离不开计算机与电气化,因而它是二十世纪科学技术成就的体现。 目前,作为城市地标的高层建筑十分多见,担负着集办公、商业、居住等众多功能,它们大多是某一地区的综合体建筑,朝着智能化、多样化及绿色环保的方向发展,以下以澳大利亚帕拉玛塔广场大厦为例,解析当今高层建筑的发展现状。 澳大利亚帕拉玛塔,是西悉尼的市中心,为悉尼地区内第二重镇,澳大利亚第三大经济区,是澳目前发展最快的地区之一。随着西悉尼的崛起,被誉为“西部三热点心脏”之称的帕拉玛塔,成为了备受关

注的投资热点。帕市是澳大利亚历史上最古老的城市之一。 帕拉玛塔市举办了一个 比赛,要建造一栋商业高楼, 突出节能高效的设计理念。对 此,urban office architecture事务所设计了 以“城市上升”为主题的这一 建筑。 该建筑共有66层,集商业与办公为一体,是两个楼的结合体,楼的底部是融合在一起的,之后随着楼层的升高而分成两栋。以各自扭转的姿态向上延伸,在其中间以连廊相接,创造了大量的公共平台,姿态呈现出一种生动的流动感,富有韵律又不失节奏。 卡洛恩佐的纽约办公室已 经设想把这里建成公共领域,从 帕拉马塔广场延伸到北部。因 此,创造大量供行人共享的公共 活动区域成为设计的一大要点, 在人流量如此集中地广场区域 地带,需要解决人车共行的交通 拥堵问题,尤其是对于底部空间 的处理及契合绿色城市生活的 主题需要十分到位。

超过100米高层建筑核心筒设计实例分析

超过100米高层建筑核心筒设计实例分析 一、综述 现行建筑规范规定建筑高度超过100m的建筑属于超高层建筑。超高层建筑在节约城市用地,提升城市形象,推动社会投资,扩大商旅交流等方面有着特殊的作用和意义。被冠为集现代科技之大成,综合国力之象征,城市之标志。随着社会经济的高速发展和科学技术的不断创新,加上城市人口密度不断加大的特有国情,我国各大城市的超高层建筑有如雨后春笋,纷纷拔地而起,其高度和数量不断被刷新。 超高层建筑通常体型巨大,功能复杂,容纳人员众多,且主塔楼往往平面小,层数多,核心筒布置的合理与否直接关系到建筑的品质及使用率。在解决好至关重要的建筑结构和消防安全性的同时,解决好建筑内部的垂直交通及电梯配置(包括电梯台数、载客量、速度以及排列布置),有效地提高超高层建筑的运行效率和使用效率,是设计者们必须解决的重要课题。课题组把近年来公司参与设计的部分超高层建筑—深圳京基金融中心大厦(98层,439m高)、广州侨鑫珠江新城F1-1地块项目(45层,227.7m高)(以下简称侨鑫大厦)、广州嘉裕珠江新城F2-2 之一地块项目(46层,189.5m高)(以下简称嘉裕大厦)并将上海金茂大厦(88层,420.5m高)和上海环球金融中心(101层,492.5m高)等实例的核心筒及电梯设计进行综合分析成文,供本公司设计人员参考,以起抛砖引玉之效。 二、超高层建筑的心脏—核心筒设计 超高层建筑的核心筒由钢筋混凝土浇筑而成,集合了电梯井道、消防楼梯间和前室、机电设备机房、管道井及卫生间等服务性空间,核心筒的大小、位置和布局与建筑功能、建筑体型及平面形状等因素密切相关。 2.1深圳京基金融中心 位于深圳市蔡屋围深圳金融中心区的京基金融中心大厦共98层,高度为439m,功能甲级办公楼和白金五星级豪华酒店。1-72层为办公,筑面积约为17.6万㎡,;75-98层为酒店,建筑积约为4.6万㎡,在75层以的酒店部分设计有内部中庭,拥有客房289间客房围绕中庭环形布局,酒店接待大厅设于94层,其上为独具特色的鹅蛋形餐饮空间。大厦在18层及19层两层、37 层及38层两层、55层及56层两层、73层及74层、91层及92层设置了避难区及设备层,用敞开楼梯将18层及19层、37层及38层、55层及56层连接成两层敞开避难空间。

(完整版)高层建筑结构设计考试试题含答案

高层建筑结构设计考试试题 一、填空题(2×15=30) 1、钢筋混凝土剪力墙结构的水平荷载一般由剪力墙承担,竖向荷载由剪力墙 承担。其整体位移曲线特点为弯曲型,即结构的层间侧移随楼层的 而增大而增大。与框架结构相比,有结构整体性好,刚度大,结构高度 可以更大。等优点。 2、框架——剪力墙结构体系是把框架和剪力墙结构两种结构 共同结合在一起形成的结构体系。结构的竖向荷载由框架和剪力墙承担, 而水平作用主要由 剪力墙承担。其整体位移曲线特点为弯剪型,即结构的层间位移在结构底部层间位移随层数的增加而增大,到中间某一位置,层间位移 随层数的增加而增大。 3、框架结构水平荷载作用近似手算方法包括反弯点法、D值法 。 4、当结构的质量中心中心和刚度中心中心不重合时,结构在水平力作 用下会发生扭转。 二、多项选择题(4×5=20) 1、抗震设防结构布置原则( ABC ) A、合理设置沉降缝 B、合理选择结构体系 C、足够的变形能力 D、增大自重 E、增加基础埋深 2、框架梁最不利内力组合有( AC ) A、端区-M max,+M max,V max B、端区M max及对应N,V C、跨中+M max D、跨中M max及对应N,V E、端区N max及对应M,V 3、整体小开口剪力墙计算宜选用( A )分析方法。 A、材料力学分析法 B、连续化方法 C、壁式框架分析法 D、有限元法 4、高层建筑剪力墙可以分为( ABCD )等几类。 A、整体剪力墙 B、壁式框架 C、联肢剪力墙 D、整体小开口墙 5、高层建筑基础埋置深度主要考虑( ACD )。 A、稳定性 B、施工便利性 C、抗震性 D、沉降量 E、增加自重 三、简答题(7×5=35) 1、试述剪力墙结构连续连杆法的基本假定。 1、剪力墙结构连续连杆法的基本假定:忽略连梁的轴向变形,假定两墙肢的水平位移完全相同;各墙肢截 面的转角和曲率都相等,因此连梁两端转角相等,反弯点在中点;各墙肢截面,各连梁截面及层高等几何尺寸沿全高相同。

高层建筑案例分析

高层建筑案例分析. 高层建筑案例分析—帕拉玛塔广场大厦分析自古以来,人类就有脱离地面,接近苍穹的渴望,在当今社会,高用地愈加紧张,技术也愈加成熟,各种各样的高层建筑拔地而起,

更成为各个层建筑不仅解决了很多如节地、拥挤及环保等城市问题,,在一定意义上国家及城市的地标性建筑,成为所在地区的“名片”超高代表了该地区的形象定位及经济发展,因此,越来越多的高层、视觉效果强他们往往位置险要、造型突出、层建筑在城市中心耸立,烈,作为现代建筑技术的结晶,成为展示城市发展成就的有效手段。而其在世界范围高层建筑的发展得益于载客电梯的发展和使用,由于一系尤其是近三十年以来,内普遍发展起来是20世纪50年代,超高层为高层、列全新结构的出现及电子计算机等先进技术的应用,高强材建筑的出现创造了条件。高层建筑除先进的结构体系及轻质、料以外,其内部诸如自动控制的一系列消防、报警、通讯、高速电梯因而它是二十世纪科学及管理监测等系统,离不开计算机与电气化,技术成

就的体现。商业、担负着集办公、作为城市地标的高层建筑十分多见,目前,居住等众多功能,它们大多是某一地区的综合体建筑,朝着智能化、以下以澳大利亚帕拉玛塔广场大厦为多样化及绿色环保的方向发展,例,解析当今高层建筑的发展现状。为悉尼地区内第二重镇,澳大利亚帕拉玛塔,是西悉尼的市中心,随着西悉尼是澳目前发展最快的地区之一。澳大利亚第三大经济区,成为了备受关被誉为“西部三热点心脏”之称的帕拉玛塔,的崛起, 注的投资热点。帕市是澳大利亚历史上最古老的城市之一。 帕拉玛塔市举办了一个比赛,要建造一栋商业高楼,

突出节能高效的设计理念。对此,urban office architecture事务所设计了以“城市上升”为主题的这一建筑。 该建筑共有66层,集商业与办公为一体,是两个楼的结合体,楼的底部是融合在一起的,之后随着楼层的升高而分成两栋。以各自扭转的姿态向上延伸,在其中间以连廊相接,创造了大量的公共平台,姿态呈现出一种生动的流动感,富有韵律又不失节奏。 卡洛恩佐的纽约办公室已

高层建筑结构设计特点

高层建筑结构设计特点 高层建筑结构设计特点 水平荷载为重要因素 在高层建筑中,与低层建筑结构通常以抵抗竖向荷载为主所不同,较大的建筑高度造成了与底层结构完全不同的受力情况,所以高层结构总是要同时承受竖向荷载和水平荷载作用。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与楼房高度的两次方成正比。高层建筑楼面使用荷载和楼房自重在竖向构件所引起的弯矩和轴力的数值,仅与建筑高度的一次方成正比。对某一定高度的楼房来说,竖向荷载大体是定值,但水平荷载不是定值,它随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。所以对高层建筑来说水平荷载是重要因素。 结构延性为重要指标 现在地震的频繁爆发使抗震性能成为高层建筑中的重要考虑因素。为了避免高层建筑的倒塌,使其具有高强的变形能力,特别需要在其构造设计上采取一定措施,来保证结构的良好延性。能做到“小震不坏,中震可修,大震不倒”。也就是说,在强烈地震下,当结构构件进入屈服阶段后具有较强的变形能力,能够吸收地震作用中产生的能量,并维持一定的承载力。所以对高层建筑来说结构延性是重要的指标。 侧向位移为控制因素 随着楼房高度的增加,水平荷载作用下结构的侧向变形迅速增大,结构顶点侧移与建筑高度的四次方成正比。设计高层结构时不仅要求结

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规定的范围内,否则会产生因侧移产生较大的附加应力,尤其是竖向构件,当侧向位移增大时,偏心加剧,因P-△效应而使结构产生附加应力,甚至破坏。严重时会使填充墙或建筑装饰开裂或破坏,主体结构出现裂缝,影响正常使用,还会使居住人员感到不安全。所以对高层建筑来说侧向位移要控制好。 轴向变形不容忽视 对于高层建筑来说,其竖向荷载很大,它能够在柱中引起较大的轴向变形,使得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,此外它还会对预测构件的下料长度、构件剪力和侧移等产生影响。所以轴向变形问题也不容忽视。

高层建筑结构设计答案分析题

一、单选题 1.(4分)当时,按( )计算。 ?A. 整体小开口墙 ?B. 整片墙 ?C. 联肢墙 ?D. 壁式框架 答案 C 解析 2.(4分)当( ),为大偏压剪力墙。 ?A. ?B. ?C. ?D. 答案 A 解析 3.(4分)整体工作系数愈小,说明剪力墙整体性( )。 ?A. 强 ?B. 弱 ?C. 与没有关系 ?D. 没有变化 答案 B 解析 4.(4分)下列说法正确的是:( ) ?A. 无限长梁中梁一端的挠度始终不为零 ?B. 当任意荷载作用点距近梁端的距离,同时距较远端的距离时,则对该荷载的作用而言,此梁属半无限长梁; ?C. 当荷载作用点距基础梁两端的距离均小于时,则对该荷载的作用而言,此梁称为有限长梁;

?D. 对柔度较大的梁,可直接按有限长梁进行简化计算。 答案 B 解析 5.(4分)已经计算完毕的框架结构,后来又加上一些算力墙,是否更安全可靠?( ) ?A. 更安全 ?B. 下部楼层的框架可能不安全 ?C. 不安全 ?D. 顶部楼层的框架可能不安全 答案 D 解析 6.(4分)采用底部剪力法计算地震作用的高层建筑结构是( )。 ?A. 的建筑结构 ?B. 以剪切变形为主的建筑结构 ?C. 、以弯曲变形为主且沿竖向质量和刚度分布较均匀的建筑结构 ?D. 、以剪切变形为主且沿竖向质量和刚度分布较均匀的建筑结构 答案 D 解析 7.(4分)框架结构与剪力墙结构相比,下述概念那一个是正确的。( ) ?A. 框架结构变形大、延性好、抗侧力小,因此考虑经济合理,其建造高度比剪力墙结构低 ?B. 框架结构延性好,抗震性能好,只要加大柱承载能力,建造更高的框架结构是可能的,也是合理的 ?C. 剪力墙结构延性小,因此建造高度也受到限制(可比框架高度大) ?D. 框架结构必定是延性结构,剪力墙结构是脆性或低延性结构 答案 A 解析 8.(4分)剪力墙高宽比H/B<1.5,墙体易发生( )。 ?A. 弯曲破坏

高层建筑结构设计思考题答案解析

第二章 2.1钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系?钢筋混凝土房屋建 筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系?每种结构体系举1~2例。 答:钢筋混凝土房屋建筑的抗侧力结构体系有:框架结构(如主体18层、局部22层的北京长城饭店);框架剪力墙结构(如26层的上海宾馆);剪力墙结构(包括全部落地剪力墙和部分框支剪力墙);筒体结构[如芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大厦(框筒),芝加哥John Hancock大厦(桁架筒),北京中国国际贸易大厦(筒中筒)];框架核心筒结构(如广州中信大厦);板柱-剪力墙结构。钢结构房屋建筑的抗侧力体系有:框架结构(如北京的长富宫);框架-支撑(抗震墙板)结构(如京广中心主楼);筒体结构[芝加哥西尔斯大厦(束筒)];巨型结构(如香港中银大厦)。 2.2框架结构、剪力墙结构和框架----剪力墙结构在侧向力作用下的水平位移曲线各有什么特点? 答:(1)框架结构在侧向力作用下,其侧移由两部分组成:梁和柱的弯曲变形产生的侧移,侧移曲线呈剪切型,自下而上层间位移减小;柱的轴向变形产生的侧移,侧移曲线为弯曲型,自下而上层间位移增大。第一部分是主要的,所以框架在侧向力作用下的水平位移曲线以剪切型为主。(2)剪力墙结构在侧向力作用下,其水平位移曲线呈弯曲型,即层间位移由下至上逐渐增大。(3)框架-剪力墙在侧向力作用下,其水平位移曲线呈弯剪型, 层间位移上下趋于均匀。 2.3框架结构和框筒结构的结构构件平面布置有什么区别? 答:(1)框架结构是平面结构,主要由与水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩,必须在两个正交的主轴方向设置框架,以抵抗各个方向的侧向力。抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。框筒结是由密柱深梁组成的空间结构,沿四周布置的框架都参与抵抗水平力,框筒结构的四榀框架位于建筑物的周边,形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒。 2.5中心支撑钢框架和偏心支撑钢框架的支撑斜杆是如何布置的?偏心支撑钢框架有哪些 类型?为什么偏心支撑钢框架的抗震性能比中心支撑框架好? 答:中心支撑框架的支撑斜杆的轴线交汇于框架梁柱轴线的交点。偏心支撑框架的特点是支撑连接位置偏离梁柱节点。偏心支撑框架的基本形式有单斜杆、人字形和V形。偏心支撑框架的刚度与中心支撑框架接近,消能梁段越短,其刚度越大。经过合理设计的偏心支撑框架,在大震作用下,消能梁段腹板剪切屈服,通过腹板塑性变形耗能地震能量;支撑斜杆保持弹性,不会出现受拉屈服和受压屈曲的现象;偏心支撑框架的柱和消能梁段以外的梁,也保持弹性。研究表明,消能梁段的腹板剪切屈服,具有塑性变形大、屈服后承载力继续提高、滞回耗能稳定等特点。偏心支撑框架的抗震性能明显优于中心支撑框架。 2.6为什么规范对每一种结构体系规定最大的适用高度?实际工程是否允许超过规范规定 的最大适用高度? 答:要根据房屋建筑的高度、是否需要抗震设防、抗震设防烈度等因素,确定一个与其匹配的、经济的结构体系,使结构效能得到充分发挥,建筑材料得到充分利用。而每一种结构体系,也有其最佳的适用高度范围。 实际工程允许超过规范规定的最大适用高度,但结构设计应采取有效的加强措施,并且有可靠依据,或进行专门的研究和论证。 2.7什么样的建筑体形对结构抗震有利?为什么?为什么结构平面布置对称、均匀及沿竖向布置连续、无突变有利于抗震? 答:对抗震有利的建筑平面形状是简单、规则、对称、长宽比不大的平面。结构构件的平面布置与建筑平面有关。平面简单、规则、对称的建筑,容易实现有利于抗震的结构平面布置,

高层建筑结构设计原则及意义分析 叶方元

高层建筑结构设计原则及意义分析叶方元 发表时间:2019-03-22T14:57:25.363Z 来源:《防护工程》2018年第34期作者:叶方元赵晓峰 [导读] 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。 浙江晟元建筑设计有限公司 321000 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。高层建筑的结构设计已经成为了高层建筑设计的重点内容,因此,研究高层建筑结构设计的问题是非常重要和有意义的。介绍了高层建筑结构特征,分析了高层建筑结构设计的原则,阐述了高层建筑结构体系的选型问题,并重点分析了高层建筑结构设计问题及对策。 关键词:高层建筑结构;设计;对策 引言 随着科技和社会的不断发展和进步,自从19 世纪以来出现了现代高层建筑,高层建筑越来越广泛的出现在人们的生活中。作为一个庞大复杂的系统,高层建筑的结构设计,一方面要满足包括抗震,抗风等在内的安全性能的要求,另一方面,也要满足高层建筑结构的科学性和合理性。 1 高层建筑结构的特征 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。 2 高层建筑结构设计的原则 2.1 选择合理的高层建筑结构计算简图在计算简图基础上进行高层建筑结构设计的计算,如果选择不合理的计算简图,那么就比较容易造成由于结构安发生的事故,基于此,高层建筑结构设计安全保证的前提是合理的计算简图的选择。同时,计算简图应该采用相应的构造方法保证安全。在实际的结构中,其结构节点不单是钢节点或者饺节点,保证和计算简图的误差在规范规定的范围内。 2.2 选择合理的高层建筑结构基础设计按照高层建筑地质条件进行基础设计的选择。综合分析高层建筑上部的结构类型与荷载分布情况,考虑施工条件,相邻的建筑物的影响等各个因素,在此基础上选择科学合理的基础方案。基础方案的选择应该使得地基的潜力得到最大程度的发挥,必要的时候要求进行地基变形的检验。高层建筑设计要有详细的地质勘查报告,如果缺失,那么应该进行现场勘查并参考相邻建筑物的有关资料。一般情况下,相同结构单元应该采用相同的类型。 2.3 选择合理的高层建筑结构方案合理的结构设计方案必须满足经济性的要求,并且要满足结构形式和结构体系的要求。结构体系的要求是受力明确,传力简单。在相同的结构单元当中,应该选择相同结构体系,如果高层建筑处于地震区,那么应力需要平面和竖向的规则。在进行了地理条件,工程设计需求,施工条件,材料等的综合分析的基础上,并和建筑包括水,暖,电等各个专业的相协调的情况下,选择合理的结构,从而确定结构的方案。 2.4 对计算结果进行准确的分析随着科技的不断进步,计算机技术被广泛的应用在建筑结构的设计中。当前市场上存在着形形色色的计算软件,采用不同的软件得到的结果可能不同,所以,建筑结构设计人员在全面了解的软件使用的范围和条件的前提下,选择合适的软件进行计算。由于建筑结构的实际情况和计算机程序并不一定完全相符,所以进行计算机辅助设计的时候,出现人工输入误差或者因为软件本身存在着缺陷使得计算结果不准确的问题,基于此,结构设计工程师在得到了通过计算机软件得到的结果以后,应该进行校核,进行合理判断,得出准确结果。 2.5 高层建筑的结构设计要采用相应构造措施高层建筑结构设计的原则是强剪切力弱弯变,强压力弱拉力,强柱弱梁。高层建筑结构设计过程中把握上述原则,加强薄弱部位,对钢筋的执行段锚固长度给予重视,并且要重点考虑构件延性的性能和温度应力对构件的影响。 3 高层建筑结构体系的选型 建筑的结构在抵抗来自于水平方向和竖直方向的荷载时构件的组成形式和传力的路径就是高层建筑的结构体系。通过包括墙,柱等的竖向构件和楼盖等水平构件将竖向荷载传递到基础,利用抗侧力体系将水平荷载传递到基础。 根据高层建筑结构的材料将高层建筑的结构体系分为钢筋混凝土结构体系,钢结构体系,钢-混凝土混合结构体系以及钢-混凝土组合结构体系。钢筋混凝土结构体系被广泛的应用在各类的工程结构中,具有混凝土和钢筋两种材料的协同受力性能特征,造价低廉,耐久耐火,成本低,整体性能优良,但存在着自重大,延性差,施工慢等缺点;钢结构体系的强度高,抗震性能比较好,施工方便,跨度大,用途多,但是存在着费用高,防火性能差,施工复杂等不足;钢-混凝土混合结构结合了钢筋混凝土构件和钢构件的长处,不但增加了钢构件的材料强度,同时具有较高的抗震性能,成本低廉,然而这两种材料构件的连接技术还存在着不足;钢-混凝土组合结构具有承载能力高,抗震性能强,比钢结构具有更优良的耐火性,施工速度快,但是存在着节点的构造比较复杂的缺点,一般被用于小屁偏心受压构件。 根据结构形式可以将高层建筑结构分为框架结构体系,剪力墙结构体系,框架-剪力墙结构体系。利用柱,梁等结构体系作为高层建筑竖向承重的结构,并且承受水平荷载,这种结构侧向位移大,框架结构内力大,适于50m 高度以下的建筑;通过高层建筑的墙体当做抵抗侧力和竖向承重的结构体系,就是剪力墙结构体系。这种剪力墙结构的刚度大,整体性能好,不易受水平力作用发生变形,适应于高层建筑,但是由于剪力墙的间距小,使得平面的布置不灵活,因此,在公共建筑中不宜使用;利用框架和剪力墙组合的而构成的结构形式就是框架-剪力墙结构体系,这种结构形式不但具有实用性强,布局灵活的优点,同时承受水平负载的能力更高,在高层建筑中被广泛使用。在框架-剪力墙结构体系中,需要注意考虑剪力墙的位置,设计合理的剪力墙的数量,以及满足框架的设计要求。

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