建筑结构IP课第二讲(精)
建筑结构IP课第二讲
受弯构件承载力计算（上）
３受弯构件承载力计算
本讲预备知识：
《建筑力学》中的截面平衡方程，M、V的求取。钢筋和混凝土的力学性能，《混凝土规范》对其应力－应变曲线所做的基本假定。
本讲知识结构：
1.受弯构件的基本概念
2.受弯构件的一般构造要求
3.单筋矩形截面梁的三种破坏形式，适筋梁的三个受力阶段
4.单筋矩形梁正截面承载力计算的基本假定
5.单筋矩形截面梁正截面承载力计算的基本公式和条件
6.单筋矩形截面梁的截面设计和截面复核
本讲主要内容：
受弯构件的两种破坏形式：1.沿弯矩最大截面破坏，称为正截面破坏；2.是沿剪力最大或弯矩和剪力都较大的截面破坏，破坏截面与构件的轴线斜交，称为斜截面破坏。
（a）正截面破坏（b）斜截面破坏
图3－1 受弯构件的两种破坏形式
3.1一般构造要求
3.1.1截面形式
在受弯构件中，仅在截面的受拉区配置纵向受力钢筋的截面，称为单筋截面。同时在截面的受拉区和受压区配置纵向受力钢筋的截面，称为双筋截面。
3.1.2梁的构造要求
梁中一般配置纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋和架立钢筋，如图3-3所示。
图梁的配筋
1．截面尺寸
梁高与跨度之比l
h/称为高跨比。对于肋形楼盖的主梁为1/8～1/14，次梁为1/12～1/18；独立梁不小于1/15（简支）和1/20（连续）。
矩形截面梁的高宽比b
h/.一般取2.5～4.0 (此处
h/一般取2.0～3.0；T形截面梁的b
b为梁肋宽)。为便于统一模板尺寸，通常采用矩形截面梁的宽度或T形截面梁的肋宽b= 100、120、150、(180)、200、(220)、250和300mm，300mm以上的级差为50mm，括号中的数值仅用于木模；梁的高度h= 250、300、750、800、900、1000mm等尺寸。当<
h800mm 时，级差为50mm，当≥
h800mm时，级差为100mm。
2．混凝土强度等级和保护层厚度
梁常用的混凝土强度等级是C25、C30、C35、C40等。
纵向受力钢筋的外边缘至混凝土表面的垂直距离，称为混凝土保护层厚度，用c表示，。
梁、板、柱的混凝土保护层厚度与环境类别和混凝土强度等级有关。《规范》有具体的规定。
图3-4 钢筋净距、保护层及有效高度
3．纵向受力钢筋
梁中纵向受力钢筋宜采用HRB400、RRB400和HRB335，常用钢筋直径为10mm～32mm，根数不得少于2根。。
钢筋混凝土梁纵向受力钢筋的直径，当梁高≥
h300mm时，不应小于10mm；当梁高h300mm时，不应小于8mm。
<
为了便于浇注混凝土，保证钢筋周围混凝土的密实性，以及保证钢筋能与混凝土粘结在一起，纵筋的净间距应满足图3-4所示的要求。
4．纵向构造钢筋
（1）架立钢筋
为了固定箍筋并与纵向受力钢筋形成骨架，在梁的受压区应设置架立钢筋。梁内架立钢筋的直径，当梁的跨度4
=时，不宜小于mm
10；
l m
l m
<时，不宜小于mm
8；当梁的跨度4~6
当梁的跨度6
12。
>时，不宜小于mm
l m
（2）梁侧腰筋
由于混凝土收缩，在梁的侧面产生收缩裂缝的现象时有发生。裂缝一般呈枣核状，两头尖而中间宽，向上伸至板底，向下至于梁底纵筋处，截面较高的梁，情况更为严重，如图3-5（a）所示。
《规范》规定，当梁的腹板高度mm
>时，在梁的两个侧面沿高度配置纵向构造钢
h450
筋（腰筋），如图3-5（b）所示。每侧纵向构造钢筋(不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋)的截面面积不应小于腹板截面面积bh的0.1％，且其间距不宜大于mm
200。此处腹板高度h：矩形截面为有效高度
h；对T形截面，取有效高度0h减去翼缘高度；对工形截面，
取腹板净高。
5．箍筋
梁的箍筋宜采用HPB235、HRB335和HRB400的钢筋，常用直径是mm
8。
8和mm
6、mm
3.1.3板的构造要求
1．板的最小厚度
现浇板的宽度一般较大，设计时可取单位宽度(mm
=)进行计算。
b1000
板常用的混凝土强度等级是C20、C25、C30、C35、C40等。
板内钢筋一般有纵向受力钢筋和分布钢筋，如图3-6所示。
图3-6板的配筋
2．板的受力钢筋
板的纵向受力钢筋常用HPB235、HRB335和HRB400钢筋，直径通常采用6mm～12mm；间距一般为70～200mm，如图3-7所示。当板厚mm
≤时，间距不宜大于200mm；当
h150
板厚mm
>，不宜大于1.5h，且不宜大于250mm。
h150
图3-7 板的配筋构造要求
3．板的分布钢筋
当按单向板设计时，除沿受力方向布置受力钢筋外，尚应在垂直受力方向布置分布钢筋，分布钢筋宜采用HPB235和HRB335的钢筋，单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15％，且不宜小于该方向板截面面积的0.15％；分布钢筋的间距
不宜大于250mm ，直径不宜小于6mm ；对集中荷载较大或温度变化较大的情况，分布钢筋的截面面积应适当增加，其间距不宜大于200mm 。
３．２受弯构件正截面承载力计算
３.2.1配筋率对构件破坏特征的影响及适筋受弯构件截面受力的几个阶段 受弯构件正截面破坏特征主要由纵向受拉钢筋的配筋率ρ大小确定。 配筋率是指纵受受拉钢筋的截面面积与截面的有效面积之比。
o
bh As
=
ρ （3－1） 式中 As ——纵向受力钢筋的截面面积，2mm ； b ——截面的宽度，mm ；
o h ——截面的有效高度，;,mm a h h s o -=
s a ——受拉钢筋合力作用点到截面受拉边缘的距离。
根据梁纵向钢筋配筋率的不同，钢筋混凝土梁可分为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种类型，不同类型梁的破坏特征不同。
(1)适筋梁
配置适量纵向受力钢筋的梁称为适筋梁。
适筋梁从开始加载到完全破坏，其应力变化经历了三个阶段，如图3.8。 第I 阶段（弹性工作阶段）：荷载很小时，混凝土的压应力及拉应力都很小，梁截面上各个纤维的应变也很小，其应力和应变几乎成直线关系，混凝土应力分布图形接近三角形，如图3.8（a ）。
I a 阶段的应力状态是抗裂验算的依据。 第Ⅱ阶段（带裂缝工作阶段）：裂缝出现后，在裂缝截面处，受拉区混凝土大部分退出工作，拉力几乎全部由受拉钢筋承担，在裂缝出现的瞬间，钢筋应力突然增加很大。受压区混凝土呈现出一定的塑性特征，应力图形呈曲线形。第Ⅱ阶段的应力状态代表了受弯构件在使用时的应力状态，故本阶段的应力状态作为裂缝宽度和变形验算的依据。
当弯矩继续增加，钢筋应力不断增大，直至达到屈服强度y f ，截面即将进入破坏阶段，以Ⅱa 表示，如图3.8(d)所示。
第Ⅲ阶段（破坏阶段）：这时受拉钢筋的应力保持屈服强度不变，钢筋的应变迅速增大，受压边缘混凝土压应变达到极限应变，混凝土被压碎，截面宣告破坏，此时截面所承担的弯矩即为破坏弯矩Mu ，这时的应力状态作为构件承载力计算的依据[图3.8(f)]。
图3.8 适筋梁工作的三个阶段
适筋梁的破坏特征是受拉钢筋先屈服，然后受压区混凝土被压碎。有明显的破坏预兆，这种破坏称为延性破坏。适筋梁的材料强度能得到充分发挥。
(2)超筋梁
纵向受力钢筋配筋率大于最大配筋率的梁称为超筋梁。这种梁由于纵向钢筋配置过多，受压区混凝土在钢筋屈服前即达到极限压应变被压碎而破坏。破坏时钢筋的应力还未达到屈服强度，因而裂缝宽度均较小，发生常突然，没有明显的预兆，属于脆性破坏。实际工程中不应采用超筋梁。
(3)少筋梁
配筋率小于最小配筋率的梁称为少筋梁。一旦出现裂缝，钢筋的应力就会迅速增大并超过屈服强度而进入强化阶段，甚至被拉断。破坏也是突然的，没有明显预兆，属于脆性破坏。
实际工程中不应采用少筋梁。
图3－9梁的正截面破坏（a）适筋梁；（b）超筋梁；(c)少筋梁
３．２．２受弯构件正截面承载力计算的基本原则
１、三点基本假定
1）截面应变保持平面。
2）不考虑混凝土的抗拉强度。 3）采用理想化的应力—应变关系。
图3-10 （a ）混凝土应力－应变曲线 （b ） 热轧钢筋s σ-s ε设计曲线 钢筋应力s σ的函数表达如下如下：
当0≤s ε≤y ε时： S S s E εσ= （3-2） 当y s εε>时： s σ=y f (3-3) 纵向受拉钢筋的极限拉应变取为0.01。 2、等效矩形应力图形
图3－11等效矩形应力图
《规范》规定：当
2,/50mm N f k cu ≤时，0.11=α、8.01=β； 当2,/80mm N f k cu ≥时，
94.01=α、74.01=β；当2,2/80/50mm N f mm N k cu <<时，系数按线性内插法确定。
3、单筋矩形截面基本计算公式和适用条件
利用静力平衡条件（合力为零，合力矩为零），可建立单筋矩形构件正截面抗弯承载力的两个基本计算公式。
图3-12 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算简图
∑=0X s y c A f bx f a =1 （3－4）
对受拉区纵向受力钢筋的合力作用点取矩时，有
∑=0s
M )2
(1x
h b f a M o x c -≤ （3-5a ）
对受压区混凝土压应力合力的作用点取矩时，有
∑
=0c M )2
(x
h A f M o S y -≤ （3-5b ）
o h ——截面的有效高度，在构件设计时一般可按下面方法估算：
梁的纵向受力钢筋按一排布置时，mm h h o 35-=； 梁的纵向受力钢筋按两排布置时，mm h h o 60-=； 板的截面有效高度mm h h o 20-=。 基本计算公式的适用条件：
(1) 不少筋h b A s ??≥
min ρ
最小配筋率为钢筋面积与混凝土全截面面积之比，即bh A s /min =ρ。对于受弯构件，
%}2.0,45
.0max{min y
t
f f =ρ （3－6） (2)不超筋，要求构件截面的相对受压区高度小于界限相对受压区高度b ξ，即
b ξξ≤，或b x x ≤ （3－7）
对HPB235、HRB335、HRB400和RRB400 b ξ分别取0.614、0.550、0.518和0.518。 4、简化公式计算法（利用表格进行计算）：
在进行截面计算时，为简化计算，也可利用现成的表格。
公式（3-4）可改写成 2
01bh f M c s αα= ( a)
C=α1f c b x
b A S
T=f y A S
公式（3-5a ）可改写成0h A f M s s y γ= (b ) 式中 )5.01(ξξα-=s ( c) ξγ5.01-=s (d )
利用式(c)，（d ）就可制成受弯构件正截面强度计算表格。 5、计算例题
[例1]某教学楼中的一矩形截面钢筋混凝土简支梁，计算跨度m l o 0.6=，板传来的永久荷载及梁的自重标准值为k g ＝15.6m kN /，板传来的楼面活荷载标准值k q =10.7m kN /，梁的截面尺寸为200mm ×500mm ，混凝土的强度等级为C30，钢筋为HRB335钢筋。试求纵向受力钢筋所需面积。
图 例1图
[解](1)求最大弯矩设计值
永久荷载的分项系数为1.2，楼面活荷载的分项系数为1.4，结构的重要性系数为1.0，因此，梁的跨中截面的最大弯矩设计值为
mm
N m kN M M M QK Q GK G o ??=?=???+????=+=6221065.15165.151)
67.108
1
4.166.15812.1(0.1)(γγγ (2)求所需纵向受力钢筋截面面积
由附表1和表3-2查得当混凝土的强度等级为C30时，2/3.14mm N f c =，0.11=a ，由附表2查得HRB335钢筋的2
/300mm N f y =。先假定受力钢筋按一排布置，则
)
2
465(2003.140.11065.1513002003.140.1465355006x
x A x mm
mm mm h s
o -???=?=??=-=
联立求解上述二式，得
21268,133mm A mm x s ==
(3)验算适用条件
{}%32.0%2.0,300/43.145.0max %2.0,45.0max min =?=??
?
???????=y t f f ρ
%32.0%268.1500
2001268
min =>=?=ρbh As 查得ξ=0.550，本题实际的受压区相对高度为
550.0286.0465133=<===b o mm
mm
h x ξξ
因此，两项适用条件均能满足，可以根据计算结果选用钢筋的直径和根数。查附表5，本题选用2Φ25+1Φ22,21362mm A s =。
114.055
10006.90.1103.32
6
2
1=????=
=
bh f a M a c s
满足要求614.0121.0114.0211211=<=?--=--=b s a ξξ
[例2]某钢筋混凝土矩形截面梁，截面尺寸mm mm h b 500200?=?，混凝土强度等级C25，钢筋采用HRB400级，纵向受拉钢筋3Φ18，混凝土保护层厚度25mm 。该梁承受最大弯矩设计值M =100m kN ?。试复核梁是否安全。
[解]221/27.1,/9.11mm N f mm N f t c ==α，22763,518.0,/360mm As mm N f b y ===ξ （1）计算o h
因纵向受拉钢筋布置成一排，故)(4653550035mm h h o =-=-= （2）判断梁的条件是否满足要求 )(9.240465518.04.115200
9.110.1360
7631mm h mm b
f a f A x o b c y s =?=<=???=
=
ξ
22min min 763200500200%2.0%2.0%,2.0%16.0360/27.145.0/45.0mm As mm A f f s y t =<=??==<=?=ρ取
满足要求。
（3）求截面受弯承载力u M ，并判断该梁是否安全 m
kN M m kN mm N x h A f M o s y u ?=>?=??=-??=-=10088.1111088.111)2/4.115465(763360)2/(6
该梁安全。 本讲小结：
1. 适筋梁截面受荷过程可分为三个阶段：第一阶段－整体工作阶段，一阶段末时受压区应力图形为三角形，而受拉区混凝土应力接近均匀分布。第二阶段―带裂缝工作阶段，在裂缝截面处的受拉混凝土大部分
建筑专业基础知识
1.《建设工程技术与计量》课本浓缩精华 2.建筑物按使用性质划分:生产性建筑;非生产性建筑——民用建筑; 3.生产性建筑包括工业建筑;农业建筑 4.工业建筑的分类:按厂房层数分单层厂房、多层厂房、混合层资厂房;按工业建筑用途分生产厂房、生 产辅助厂房、动力厂房、仓储建筑、运输用建筑、其她建筑;厂房跨度的数量与方向分单跨厂房、多跨厂房、纵横相交厂房;按厂房跨度尺寸分小跨度(小于等于12米)、大跨度(15-36米单层工业厂房),其中15-30米以钢筋砼结构为主,36及以上以钢结构为主;按车间生产状况分冷加工车间、热加工车间、恒温湿车间、洁净车间、其她特种状况车间; 5.单层工业厂房的结构组成一般分为两种,墙体承重结构与骨架承重结构;厂房的骨架由下列构件组成,墙 体仅起围护结构:屋盖结构;吊车梁;柱子;基础;外墙围护系统;支撑系统; 6.民用建筑分类,按建筑物的规模与数量分:大量性建筑;大型性建筑;按建筑物的层数与高度分:低层建 筑:1-3层;多层建筑4-6层;中高层建筑:7-9层;高层建筑:10层及10层以上或高度超28米的建筑;超高层建筑:100以上的建筑物;按主要承重结构分类:木结构;砖木结构;砖混结构;钢筋混凝土结构;钢结构;按结构的承重方式分:墙承重结构、骨架承重结构;内骨架承重结构;空间结构;按施工方法分:现浇、现砌式;部分现砌、部分装配式;部分现浇、部分装配式;全装配式; 7.民用建筑的构造组成一般都由基础、墙与柱、楼地面、楼梯、屋顶与门窗六大部分组成; 8.门窗就是房屋围护结构的一部分;内墙起分隔、组成房间、隔声作用; 9.地基与基础的关系:基础就是建筑物的地下部分,就是墙、柱等上部结构的地下延伸,就是建筑物的一个 组成部分,它承受建筑物的荷载,并将其传给地基。地基就是指基础以下的土层,承受由基础传来的建筑物荷载,并将其传给地基。地基就是指基础以下的土层,承受由基础传来的建筑物荷载,地基不就是建筑物的组成部分; 10.地基分为天然地基与人工地基两大类;人工地基处理方法有:压实法;换土法;化学处理法;打桩法; 11.基础按受力特点及材料性能可分为刚性基础与柔性基础;按构造的方式分为条形基础、独立基础、片筏 基础、箱形基础等;构造上通过限制刚性基础理论宽高比来满足刚性角的要求; 12.刚性基础分为:砖基础;灰土基础;三合土基础;毛石基础;混凝土基础;毛石混凝土基础;柔性基础指钢筋 混凝土基础,断面可做成锥形,最薄处不小于200mm;也可做成阶梯形,每踏步高300-500mm; 13.按基础构造形式分类分为独立基础、条形基础、柱下十字交叉基础、片筏基础、箱形基础; 14.从室外设计地坪至基础底面的垂直距离称为基础的埋深;建筑物上部荷载的大小,地基土质的好坏,地下 水位的高低,土壤冰冻的深度以及新旧建筑物的相邻交接等,都影响基础的埋深;埋深大于4米的称为深基础,小于等于4米的为浅基础;基础埋深应在保证安全的情况下,尽量浅埋,但不应小于0、5米;基础顶面底于设计地面100mm以上; 15.地下室按功能可分为普通地下室与人防地下室两种;按形式可把地下室分为全地下室与半地下室;按材 料可把地下室分为砖混结构地下室与混凝土结构地下室; 16.地下室防潮:当地下室位于常年地下水位以上时,地下室需做防潮处理,其构造要求就是墙体要用水泥砂 浆砌筑,灰缝保满;在墙外侧设垂直防潮层,其具体做法就是:先在墙外抹水泥砂浆,再涂一道冷底子没与两道热沥青,然后在防潮层外侧填土500宽;地下室所有墙体必须设两道水平防潮层,一道设地地下室地坪附近,另一道设散水以上150-200mm的位置;地下室地面主要借助混凝土材料的憎水性能来防潮,当地下室防潮要求较高时,地层应做防潮处理,一般在垫层与地面面层之间,并与墙身水平防潮层在同一水平面上; 17.地下室可用卷材防水也可用加防水剂的钢筋混凝土来防水;卷材防水铺在砼垫层上;
高层建筑结构设计原则及意义分析
高层建筑结构设计原则及意义分析 发表时间：2018-11-29T18:12:15.133Z 来源：《防护工程》2018年第22期作者：周德泓 [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。 中国联合工程有限公司 310000 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 0 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。
建筑构造基础知识考试
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() 2.下列有关屋面防水构造的条文中，那一条是不确切的？
A .隔汽层的目的是防止室内水蒸气渗入防水层影响防水效果 B ?隔汽层应采用气密性良好的单层卷材 C.找平层宜设置分隔缝，纵横缝间距不宜大于6m D ?柔性防水层的防水卷材上应设置保护层 () 3?坡道既要便于车辆使用，又要便于行人，下述有关坡道坡度的叙述何者有误？ A ?室内坡道不宜大于1 : 8 B ?室外坡道不宜大于1 : 10 C ?供残疾人轮椅使用的坡道不应大于 1 : 12 D ?坡道的坡度范围应在 1 : 5 1 10之间 () 4?为了防止细石混凝土刚性防水屋面出现裂缝，下列措施哪一项是错误的？ A ?控制细石混凝土防水层的最小厚度 B ?正确确定防水层分隔缝的位置 C ?加强防水层与基层的结合，在基层上刷一道素水泥浆，内掺建筑 胶 D ?提高细石混凝土强度 () 5?下列抹灰砂浆中，哪一种适合用于潮湿房间的内墙面？ A ?混合砂浆 B ?石灰砂浆 C ?水泥砂浆 D ?纸筋灰、麻刀灰( ) 6?砖混结构建筑中，下述何者不属于不论抗震等级都必须设置构造柱的部位？ A ?较大洞口两侧 B ?外墙四角 C ?楼梯间四角 D .内墙与山墙的交接处 ()
7.下列何种说法不属于构件达到耐火极限的要求？
四.改错题（每题4分，共8分）。 13.请修改住宅楼梯间出入口在净空高度设计上出现的错误。（不可改变标高） 14.请对以下混凝土基础的错误进行修改。 五.作图题（12分）。 某高层写字楼，其裙房为两层的商场，裙房屋面为写字楼的休息平台。下图所示为高层与裙房联系部分的节点。写字楼防水等级为n级，防水做法自定，面层为防滑地砖，可不考虑保温隔热。内外墙及顶棚为普通粉刷。
高层建筑结构大作业.doc
作业 说明：《高层建筑结构》是应用性较强的课程，为了培养学生的设计能力，掌 握核心知识点，同时也为了较大程度地减轻学生的课业负担，这次作业没有考 虑大型设计作业，而是采用了分散的题型，请大家在规定的时间内完成作业。 一、基础题 1，一幢 10 层的框架结构，柱网尺寸为8m× 8m，混凝土强度等级C30，试完成下列各题： （1）按高规条估算底层中框架柱的截面尺寸。 （2）假设天然地基承载力设计值 fa=120kPa,确定底层中框架柱的基础尺寸 (独 立基础 )。 答：（1）《高层建筑混凝土结构技术规程》 P66，抗震设计时，钢筋混凝土柱轴 压比不宜超过表的规定：对于 VI 类场地上较高的高层建筑，其轴压比限值应适当 减小 框架结构三类抗震等级，柱子轴压比限值为 .根据《混凝土结构设计规范》可知，当选用 HrB400 钢筋时，竹子的配筋率最小为 %，最大为 5%。珠子配筋率选为 4% 。则混凝土柱承受的最大轴向应力值σ=*360+*30=。 《高层建筑结构设计》 P13，楼层竖向荷载值取 13KN/m2.仅考虑柱子受竖向荷载作用，则每根珠子承受的竖向荷载值 N=10*64*13=8320KN。柱子的截面积 S=（* ）=,设柱子截面为方形，边长 a=。 （2） 8320./120=,设独立基础为方形，边长 b=。 2，确定上海市奉贤区海湾镇、南桥镇和徐汇区的徐家汇等区域的地面粗糙度。 答:《高层建筑结构设计》 P13 提到，地面粗糙度应分为四类： A 类指近海海面和 海盗、海岸、湖岸及沙漠地区； B 类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏 的乡镇和城市郊区； C 类指有墨迹建筑群的城市市区； D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
高层建筑结构抗震与设计考试重点复习题(含答案)
1．从结构的体系上来分，常用的高层建筑结构的抗侧力体系主要有：＿框架结构，剪力墙结构，＿框架-剪力墙＿结构，＿筒体＿结构，悬挂结构和巨型框架结构。 2．一般高层建筑的基本风压取＿50＿年一遇的基本风压。对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，采用＿100＿年一遇的风压值；在没有＿100＿年一遇的风压资料时，可近视用取＿50＿年一遇的基本风压乘以1.1的增大系数采用。 3．震级――地震的级别，说明某次地震本身产生的能量大小 地震烈度――指某一地区地面及建筑物受到一次地震影响的强烈程度 基本烈度――指某一地区今后一定时期内，在一般场地条件下可能遭受的最大烈度设防烈度――一般按基本烈度采用，对重要建筑物，报批后，提高一度采用 4．《建筑抗震设计规范》中规定，设防烈度为＿6＿度及＿6＿度以上的地区，建筑物必须进行抗震设计。 5．详细说明三水准抗震设计目标。 小震不坏：小震作用下应维持在弹性状态，一般不损坏或不需修理仍可继续使用 中震可修：中震作用下，局部进入塑性状态，可能有一定损坏，修复后可继续使用大震不倒：强震作用下，不应倒塌或发生危及生命的严重破坏 6．设防烈度相当于＿B＿ A、小震 B 、中震C、中震 7．用《高层建筑结构》中介绍的框架结构、剪力墙结构、框架－剪力墙结构的内力和位移的近似计算方法，一般计算的是这些结构在＿＿下的内力和位移。 A 小震 B 中震C大震 8.在建筑结构抗震设计过程中，根据建筑物使用功能的重要性不同，采取不同的抗震设防 标准。请问建筑物分为哪几个抗震设防类别？ 甲：高于本地区设防烈度，属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑乙：按本地区设防烈度，属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑 丙：除甲乙丁外的一般建筑 丁：属抗震次要建筑，一般仍按本地区的设防烈度 9.下列高层建筑需要考虑竖向地震作用。（D） A 8°抗震设计时 B 跨度较大时 C 有长悬臂构件时 D 9°抗震设计
结构工程师必知的100个设计要点
方案阶段 1.建设场地不能选在危险地段。 由于结构设计在建设场地的选择中一般是被动的接受方，因此，在结构方案及初步设计阶段， 应特别注重对建设场地的再判别。对不利地段，应根据不利程度采取相应的技术措施。 2.山地建筑尤其需要注意总平布置。 山区建筑场地应根据地质、地形条件和使用要求, 因地制宜设置符合抗震设防要求的边坡工程; 边坡附近的建筑基础应进行抗震稳定性设计。建筑基础与土质、强风化岩质边坡应留有足够的 距离, 其值应根据抗震设防烈度的高低确定, 并采取措施避免地震时地基基础破坏。当需要在 条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙 类以上建筑时,除保证其在地震作用下的稳定性外, 尚应估计不利地段对设计地震动参数可能 产生的放大作用, 其地震影响系数最大值应乘以增大系数。其值可根据不利地段的具体情况确定, 在1.1~1.6 范围内采用。 此条为强条; 台地边缘建筑地震力放大系数也意味着单体建筑成本的增加。实际上, 有时边坡 支护的费用可能远远大于边坡上单体的费用。曾经有的方案设计单位布置总平时将 18~33层的高层布置在悬崖边缘或跨越十多米高的边坡, 这些都是对结构及地质不了解才会产生的错误。3.是否有地下室。 高层建筑宜设地下室；对无地下室的高层建筑，应满足规范对埋置深度的要求。 4.高度问题 室内外高差是多少，房屋高度是多少，房屋高度有没有超限。 5.结构高宽比问题 设计规定，6、7度抗震设防烈度时，框架- 剪力墙结构、剪力墙结构高宽比不宜超过 6。高 宽比控制的目的在于对高层建筑结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性（主要影响结构 设计的经济性，对超高层建筑，当高宽比大于7时，结构设计难度大，费用高）的宏观控制。6.结构设计应与建筑师密切合作优化建筑设计和结构布置。 采取必要的结构和施工措施尽量避免设置各类结构缝（伸缩缝、沉降缝、防震缝）。当必须设 置时，应符合现行规范有关缝的要求，并根据建筑使用要求、结构平面和竖向布置的情况、地 基情况、基础类型、结构刚度以及荷载、作用的差异、抗震要求等条件、综合考虑后确定。 各缝宜合并布置，并应按规范的规定采取可靠的构造措施和保证必要的缝宽，防止地震时发生 碰撞导致破坏。结构长度大于规范时, 应设置伸缩缝, 高层建筑结构伸缩缝的最大间距: 框架 结构为 55m, 剪力墙结构为 45m。 7.结构平面布置不规则问题
建筑结构基础知识
建筑结构基础知识 随着地产行业逐步理性及规范化，对地产经纪人的专业性提出了更高的要求，专业的推荐，引导，提供专业服务。房地产是从建筑业为依托而发展起来的，建筑学的许多知识成为地产经纪人的必备知识，房屋建筑结构，建筑工艺，以及建筑材料的使用，室内装修的质量、档次都直接影响房地产商品的价值和使用价值，决定建筑成本的高低，成为项目定价的一个有力的支持，在具体的销售过程中，当客户对价格有所疑虑，具体的解释工作才会做到落地有声，言之凿凿。 ⒈学会识图： ①图纸幅面及图框尺寸。 幅面内应用标题栏和设计会签栏，幅面规格分别为0、1、2、3、4号共5种，尺寸大小 会签栏 图柜 ②图标和会签栏 常用图标格式及内容，如下表，其中工程名称指工程总名称，项目指总工程中的一个具体工程，图名常表明本张图的主要内容，设计号为设计部门对该工程的编号，图别表明本图所属工种各设计阶段，图号是图纸的编号。
会签栏是各工种负责人签字的表格，其格式与内容如下表，近来一些设计单位为了简化图面，将图标和会签栏合在一起，放在图框右侧。 图纸一般有模式，立式，根据内容的安排而选用。 ③轴线 用点划线表，端部圆圈，圆圈内注明编号，水平方向用阿拉伯数字由左至编号，垂直方向用英文字母由下往土编号。 定位轴线编号顺序 ④尺寸及单位 尺由数字及单位组成，根据“图标”规定，总图以米单位，其余-均以毫米为单位，若按此规定，尺寸后面可不写单位。 (9.600) (6.400) (3.200) ⑤索引号 用途是索引，便于查找相互有关的图标内容，索引号的表示方法是把图中需要另画详图的部位编上索引号，索引号中的内容有两个，一是详图编号，二是详图所在图纸的编号。 详图的编号 详图的编号 详图在本张图详图索引号 ⑥标高、层高、净高 建筑物各部分的高度用标高控制。表示符号为。下面横线为某处高度的界
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、2、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。 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 4、 法。当结构的质量 中心下会发生扭转。 中心和刚度中心中心不重合时，结构在水平力作用 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C、 足够的变形能力B D 、合理选择结构体系 、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 C、跨中 +M max D B、端区 M max及对应 N， V 、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。
高层建筑结构设计要点分析
高层建筑结构设计要点分析 摘要：我国高层建筑数量逐年增加，建设规模也在不断扩大。建筑结构的安全 稳定性是评价高层建筑性能最基本、最重要的指标。影响建筑结构安全稳定的因 素很多，包括设计阶段设计结构的安全性、施工阶段的施工质量和验收后的维护。其中，设计阶段对高层建筑结构安全影响最大。由于高层建筑的竖向荷载远大于 多层建筑，且高层建筑主体结构较大，受风面积较大，建筑物本身也会受到水平 荷载的影响，因此，如何在设计阶段预防结构安全问题已成为设计阶段的一个重 要问题。 关键词：高层建筑；结构设计；要点；分析 导言： 近年来，随着我国经济的不断发展，城市建筑越来越复杂。城市建设中出现了许多新的 设计方案。在高层建筑的结构设计中，既要满足市场需求，又要满足规范要求，还要对高层 建筑进行必要的抗震设计和结构设计，在这种形式下，高层建筑结构的设计就显得极为重要。本文结合工作实践，主要论述了高层建筑结构设计的原则及注意问题。 1高层建筑结构的特征 高层建筑具有不同于多层或单层的结构和功能特点，直接影响到高层建筑的结构设计。 高层建筑结构复杂，层数多，建筑材料多样，且使用人员集中的场所，加上复杂的内部体系，使得高层建筑的结构安全成为人们关注的焦点。目前，我国高层建筑多为钢筋混凝土结构。 一般说来，结构体系有四种：高层建筑框架结构体系，采用柱、梁和基础结构形成基本框架。在此基础上，施工完成。结构空间设计灵活，但抗侧力差。对于采用剪力墙结构体系的高层 建筑，结构采用混凝土剪力墙，增加了建筑物的抗剪强度和刚度，但施工相对复杂；框架-剪 力墙高层建筑是高层建筑中最常用的结构形式，它包含了以上两种结构体系，避免了单一结 构的缺点。在功能上，对于不同的高层建筑，其使用功能会有很大的不同。有高层住宅、商 业高层建筑和商住高层建筑，建筑设计标准不同。如何选择高层建筑的结构体系，优化结构 设计，保证施工，已成为高层建筑施工的重中之重。 2高层建筑结构设计中存在的问题 2.1设计中嵌固端位置选取问题 在高层建筑设计过程中，预埋端部位置的选择关系到设计的合理性和安全性。预埋端的 位置选择对整个高层建筑的结构设计至关重要。在一些设计中，简单地将地下室屋顶作为建 筑物的预埋端，这是非常不合理的，也是当前结构设计中的主要问题。另外，地下室顶板刚 度没有精确计算，如楼层存在大开孔，导致地下室顶板刚度损失，使得屋面作为预埋端的条 件不足，很可能造成结构安全隐患。 2.2 设计中结构扭转问题 高层建筑的高度决定了在设计过程中，内外结构都会受到诸多因素的影响，特别是质量 中心、刚度中心和几何中心很难保持在一个统一的位置，从而造成高层建筑结构扭转的安全 隐患。
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。
高层建筑结构课程设计
土木工程专业 高层建筑结构设计课程设计 学生姓名：学生班级： 学生学号：指导教师： 任务参数：序号一序号二 设计时间：年月日至年月日 湖北文理学院建筑工程学院
多层框架结构课程设计 一、课程设计性质及目的 多层框架结构课程设计是土木工程专业重要的实践性教学环节，学生运用所学的框架结构设计的专业知识进行课程设计实践，巩固和进一步掌握多层框架结构设计的知识，并为今后毕业设计做必要准备。通过课程设计使学生掌握结构设计从收集资料、方案比较、设计理论、设计计算、绘图的全过程，培养学生的工程结构设计能力。 二、课程设计的任务、内容及要求 某市某小型办公楼，为现浇钢筋混凝土框架结构，1层层高3.6m ，2、3层层高为3.3m ，建筑平面如图1。该办公楼所在地的设计地震动参数16.0max =α，s T g 30.0=，基本风压20/50.0m kN =ω，地面粗糙度类别为C 类，计算简图中底层柱的计算高度为4.2m ，如下图2。 图1 框架结构平面布置图
图2 ③轴一榀框架结构计算简图 选择③轴线所对应的一榀框架作为计算单元 1.结构布置 确定混凝土的强度等级和梁、板、柱的截面尺寸。 2.荷载汇集 ★竖向荷载 楼面荷载： 恒荷：按楼面做法实际材料计算； 活荷：2/0.2m kN 。 屋面荷载：恒荷：按屋面做法实际材料计算； 活荷：活荷2/7.0m kN ；雪荷2/4.0m kN 。 ★水平荷载：水平风荷载：2 0/55.0m kN =ω 水平地震作用：kN G 89001=，kN G 76002=，kN G 69003= 3.水平荷载作用下框架侧移验算 D 值法∑= ij pj j D V δ计算层间侧移，验算最大层间侧移m ax δ是否满足规范要求。 不满足要求所采取的措施： 4.水平荷载作用下框架内力计算――反弯点法或D 值法。 5.竖向荷载作用下框架内力计算――分层力矩分配法。 6.内力组合：QK GK S S S 4.12.1+= ()EK QK GK S S S S 3.15.02.1++= ()wK QK GK S S S S ++=26.12.1 7.框架设计。强柱弱梁、强剪弱弯，该框架抗震等级为二级。 三、课程设计应完成成果 课程设计应完成以下成果： 1.绘制一榀框架施工图 2.图纸必须达到施工图的深度、绘图应符合《制图标准》，应满足布置匀称、表达明确、线条清晰、图面整洁。
房屋结构基本知识
房屋结构基本知识 Prepared on 22 November 2020
第一节房屋结构基本知识 一、建筑结构定义无论是简单的建筑物，还是功能复杂的高楼大厦，一般都包含基础、墙体、柱、梁、楼板、屋盖等结构构件。这些结构构件组成房屋的骨架，形成结构的整体，承受各种外部作用，如荷载、温度变化、不均匀沉降等，这种建筑物的结构整体称为建筑结构。 建筑物应该具有两个方面的特质，一是它的内在特质，即安全性、实用性、耐久性；二是它的外在特质，即使用性和美学要求。前者取决于结构，后者取决于建筑。结构是建筑物的基本组成部分，是建筑物赖以存在的物质基础，在一定意义上，结构支配着建筑。因为任何建筑物都要耗用大量的材料和劳动力来建造，建筑物首先必须抵抗（或承受）各种外界和内部的作用（如重力、风力、地震等），合理地选择结构材料和结构型式，既可满足使用要求，又可满足美学原则。 二、建筑结构的基本要求 （一）平衡 平衡的基本要求就是保证结构和结构的任何一部分都不发生运动，力的平衡条件总能得到满足。从宏观上看，建筑物总应该是静止的。 （二）稳定 整体结构或结构的一部分作为刚体不允许发生危险的运动。这种危险可能来自结构自身，如雨蓬的倾覆；也可能来自地基的不均匀沉降或地基土的滑移（滑坡），例如意大利的比萨斜塔由于地基不均匀沉降引起的倾斜。
（三）承载能力 结构或结构的任何一部分在预计的荷载作用下必须安全可靠，具有足够的承载能力。 （四）适用 结构应当满足建筑物的使用目的，不应出现影响正常使用的过大变形、过宽的裂缝、局部损坏、振动等。 （五）经济 结构的经济性体现在多个方面。现代建筑的结构造价通常不超过建筑总造价的20 ～30％，因此所采用的结构应当使建筑的总造价最经济。结构的经济性并不是指单纯的造价，而且结构的造价受材料和劳动力价格比值的影响，还受施工方法、施工速度以及结构维护费用（如钢结构的防锈、木结构的防腐等）的影响。 （六）美观 美学对结构的要求有时甚至超过承载能力的要求和经济要求，尤其是象征性建筑和纪念性建筑更是如此。 综合上述结构基本要求，建筑结构的设计原则是“技术先进、经济合理、安全适用、确保质量”。 三、建筑结构的分类 （一）按材料分类 根据结构所用材料的不同，建筑结构可分为以下几类：
高层建筑抗震设计原则及应注意的问题
高层建筑抗震设计原则及应注意的问题 摘要：高层建筑抗震工作一直建筑设计和施工的重点，概述高层建筑的发展，对建筑抗震进行必要的理论分析，从而来探索高层建筑的设计理念、方法，从而采取必须的抗震措施。为了避免短柱脆性破坏问题在高层建筑中发生，笔者认为，首先要正确判定短柱，然后对短柱采取一些构造措施或处理，提高短柱的延性和抗震性能。 关键词：高层建筑抗震设计措施 0引言 结构工程师按抗震设计要求进行结构分析与设计，其目标是希望使所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面达到最佳，从而经济地实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的。但是，由于地震作用是一种随机性很强的循环、往复荷载，建筑物的地震破坏机理又十分复杂，存在着许多模糊和不确定因素，在结构内力分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，计算方法还很不完善，单靠微观的数学力学计算还很难使建筑结构在遭遇地震时真正确保具有良好的抗震能力。 1高层建筑抗震结构设计的基本原则 1.1结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能①结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的原则。②对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。③承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。 1.2尽可能设置多道抗震防线①一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连接协同工作。例如框架
—剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。②强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。③适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。④在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。 1.3对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高其抗震能力①构件在强烈地震下不存在强度安全储备，构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。②要使楼层(部位)的实际承载能力和设计计算的弹性受力的比值在总体上保持一个相对均匀的变化，一旦楼层(部位)的比值有突变时，会由于塑性内力重分布导致塑性变形的集中。③要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。④在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位)，使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。 2高层建筑抗震设计常见的问题
高层建筑结构设计各章节试题及答案
高层建筑结构复习题及答案1 名词解释 1. 高层建筑：10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物。 2. 房屋高度：自室外地面至房屋主要屋面的高度。 3. 框架结构：由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。 4. 剪力墙结构：由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。 6. 框架—剪力墙结构：由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。 9. 转换结构构件：完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件，包括转换梁、转换桁架、转换板等。 17. 结构转换层：不同功能的楼层需要不同的空间划分，因而上下层之间就需要结构形式和结构布置轴线的改变，这就需要在上下层之间设置一种结构楼层，以完成结构布置密集、墙柱较多的上层向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换，这种结构层就称为结构转换层。（或说转换结构构件所在的楼层） 21. 剪重比：楼层地震剪力系数，即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。 22. 刚重比：结构的刚度和重力荷载之比。是影响重力?-P 效应的主要参数。 23. 抗推刚度（D ）：是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。 24. 结构刚度中心：各抗侧力结构刚度的中心。 28. 主轴：抗侧力结构在平面为斜向布置时，设层间剪力通过刚度中心作用于某个向，若结构产生的层间位移与层间剪力作用的向一致，则这个向称为主轴向。 33. 剪切变形：下部层间变形（侧移）大，上部层间变形小，是由梁柱弯曲变形产生的。框架结构的变形特征是呈剪切型的。 42. 剪力滞后：在水平力作用下，框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外，翼缘框架主要是通过承受轴力抵抗倾复力矩，同时梁柱都有在翼缘框架平面的弯矩和剪力。由于翼缘框架中横梁的弯曲和剪切变形，使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减，这种现象称为剪力滞后。 55. 延性结构：在中等地震作用下，允结构某些部位进入屈服状态，形成塑性铰，这时结构进入弹塑性状态。在这个阶段结构刚度降低，地震惯性力不会很大，但结构变形加大，结构是通过塑性变形来耗散地震能量的。具有上述性能的结构，称为延性结构。 61. 弯矩二次分配法：就是将各节点的不平衡弯矩，同时作分配和传递，第一次按梁柱线刚度分配固端弯矩，将分配弯矩传递一次（传递系数C=1/2），再作
高层建筑结构设计要点及应注意的问题分析
高层建筑结构设计要点及应注意的问题分析 发表时间：2016-01-12T16:12:50.523Z 来源：《基层建设》2015年14期供稿作者：郭伟[导读] 新余市规划设计院江西新余建筑物选址的地质条件不同，所受的地震灾害的程度有很大不同，主要原因就是所选择的地理地质条件有区别。 郭伟 新余市规划设计院江西新余 338000 摘要：建筑结构设计的合理性对整个建筑物的质量和安全都起着重要的作用，因此建筑结构设计人员要不断提高专业技能，综合考虑各方面因素，以确保设计的建筑物结构满足相关规范和使用要求。基于此，文章重点探讨了高层建筑结构设计要点，并提出了几个应注意的问题。 关键词：高层建筑；结构设计；要点；问题引言 社会经济的迅速发展带动了建筑行业的发展，随着科学技术水平的快速进步和人民生活水平的迅速提高，人们对于建筑的要求也不断增加，除对以往如安全性、适用性、耐久性等建筑结构的基本预定功能提出要求之外，更对建筑的质量、舒适性以及环保性等方面提出了更高的要求。这就要求在进行建筑结构设计时，必须依据相关原则，保证其设计过程的科学性、合理性和规范性，从而设计出最为合理的方案。 1高层建筑结构设计要点1.1选定位置 建筑物选址的地质条件不同，所受的地震灾害的程度有很大不同，主要原因就是所选择的地理地质条件有区别。以此对建设项目位置确定提出了以下两点要求：一是工程项目建设位置的在选取时应选择地质环境具备一定的缓解地震能力的地方；二是避免与重大威胁场地相邻，例如变电站、大型石油储存设施等，降低除地震外其他因素带来的安全隐患问题。 1.2整体设计 建筑结构整体设计包括基础选型、布置柱网、剪力墙分布、结构体系选择等内容，其中最重要的是主体设计和基础设计。（1）基础设计。建筑结构设计基础选型一般包括有箱形基础、筏板基础、条形交叉梁基础等。在选择建筑基础形式上，我们应根据建筑的上部结构类型、层数、荷载及地基的承载能力选择整体好、满足地基承载力和建筑整体允许变形要求的基础形式，以达到建筑结构的安全实用和经济合理的目的。如果在选型基础上没有考虑以上因素的存在，当高层建筑物层数较多、地下室柱距较大、基底反力较大时，选型使用筏板基础中的梁板式而非平板式，这样建筑基础梁截面较大，其必然增加基础埋置深度，且当建设水位高时，梁板的混凝土需要分层浇筑，这样必会增加梁板支模的时间，使工期增长，实用和经济效益反而比平板式差。对于多层建筑而言，如果遇到软土层厚度较大的情况，此时可采用软土地基处理法来控制多层建筑的沉降情况。在选择处理方法时，需将地基情况、建筑上部结构特点和周边环境综合考虑，并结合建筑结构的实际设计情况，确定出地基的处理范围和处理完成后应达到的技术指标。在综合考量各处理方案的可行性、经济性、实用性的基础上，确定最佳处理方案（2）主体设计。高层建筑结构设计应尽量采用规则的平面布置和立面对称造型在高层建筑方案设计初期阶段，应提倡平面布置和立面造型简单对称。简单、对称的建筑结构设计中，震害不容易破坏，在民用建筑结构方案设计时，首先应考虑抗震的概念设计，多采用规则的、对称的建筑设计方案，避免采用不规则的、不对称的设计方案。在平面、竖向建筑结构设计中没有明显的、突出的突变，并应尽量避免整体扭转不均匀的现象出现，使质量中心和刚度中心基本相重合。在建筑结构体型上简单、抗侧力体系的刚度和承载力上下变化应连续。 1.3抗震设计 建筑结构设计的抗震性能理应受到结构设计师重视，但是，却因为建筑受到地域性的影响，地震的发生也会根据地区的地质地貌存在差异，很多地区多年未见地震，但是，即使是对多年未见地震的地区进行建筑结构设计的过程中，设计师也不能忽视建筑结构的抗震性，建筑结构的抗震性能不仅是针对地震来设计的，也有可能发生共振的情况，因此，为了确保人民群众的生命财产安全，必须要将建筑结构设计的抗震性能重视起来。首先，建筑结构设计师应切实的对当地的自然环境因素进行调查分析，并采用科学的手段来安排施工材料，并对建筑结构进行合理的规划设计，这样才能有效的提高建筑结构设计的抗震性能，不仅如此，对提高建筑结构设计的耐久度、安全度也有着极大的作用。其次，要对建筑结构设计的每个工程细节进行充分的考虑，如，建筑的钢筋骨架结构、混凝土结构、剪力墙结构等，必须要对各个环节进行详细缜密的计算和分析，这样才能满足建筑物安全质量的需求，才能确保建筑结构有着可靠的抗震性能，避免或降低地震给人们带来的安全影响，进一步提高了建筑结构设计的水平。2高层建筑结构设计应注意的问题分析2.1优化结构计算 建筑结构计算结果的准确性和合理性直接关系着整个建筑工程施工设计，因此应根据建筑项目施工现场实际情况，优化地基基础设计和结果计算。例如，在计算建筑项目楼板时，应结合楼板的类型和结构，采用正确的计算方法，如果楼板是连续板，则不能使用单向板的计算方法，如果是双向板，在结构计算时应考虑建筑材料泊松比的影响，并且注意调整跨中弯矩，确保建筑结构计算的准确性。现阶段，建筑结构设计多采用计算机程序进行计算，虽然计算机程序计算结果精确度较高，但是有时不符合建筑结构的实际要求，因此应仔细分析计算机计算结果，全面评价设计结果的正确性和合理性。 2.2严格遵循设计规范 设计规范是在社会发展到一定阶段所出台的与社会发展相适应的设计人员需遵守的规范条文，是大量理论与经验的产物，目的是为了提高建筑结构的质量，降低安全隐患，是设计人员必须遵守的。实际设计中不乏设计人员为了某些设计条件而在规范方面做妥协，这种做法具有极大的危险性，所以设计人员需认识设计规范的重要性，对建筑过程中不符合相关规定的行为及时的解决，避免出现安全隐患。 2.3重视建筑结构的耐久性
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。