民用建筑结构设计中的基础设计

民用建筑结构设计中的基础设计
民用建筑结构设计中的基础设计

民用建筑结构设计中的基础设计

摘要:在民用建筑结构基础设计过程中,其设计技术复杂,设计质量还直接关

系着整个建筑的质量水平的高低。所以,设计人员在实际的基础设计中,应该重

视地基基础设计工作,不断探究设计要求,充分考虑各种因素对基础设计产生的

影响,并且提出有效的措施解决问题,从而提升民用建筑的质量,保障人们的生

命安全,推动我国建筑行业长远的发展。

关键词:民用建筑;结构设计;基础设计

1 民用建筑结构设计要求

1.1 上部结构

在整个民用建筑工程中,是由上部结构和基础地基部分组成,地基基础和上部结构相互

促进作用,共同受力协调。上部结构的设计,不仅关系着地基的承载力,更关系着整个建筑

体的质量与安全。因此,在地基基础设计过程中,要充分的考虑上部结构的强度和刚度,不

同的上部结构对地基基础变形的使用能力也不同。所以,设计人员在深入了解上部结构刚度

特征后,要制定出合理的地基基础形式和结构设计方案。

1.2 地理条件

在民用建筑在进行基础设计前,应该充分的对现场进行勘察和研究,深入的掌握地质资料。同时,掌握建筑场地的交通、供电、排水等情况。不同的建筑物,需要根据不同的地基

方案进行不同的基础改造,并且工程造价和施工难度也不一样。通常情况下,会选择地理条

件优越的地基,简单的施工方式,让设计更符合经济合理的原则。其次,特殊的工程需要在

特定的地形上建设,比如地基强度不稳定或者压缩性较大,无法满足设计要求,则需要按照

不同的情况对地基进行特殊的处理,通过各种处理和优化,来提高地基的稳定性和强度,从

而减少地基变形,为建筑整体质量目标和要求奠定基础保障。同时,再选择建筑地基时,应

该尽量避免滑坡现象的地段。由于地震等其他自然因素的影响,会导致地基受到影响,产生

变形,从而影响建筑体的安全。

1.3 施工环境因素

民用建筑在基础设计过程中,由于天然地基无法满足沉降量和承载力的设计要求,往往

采用桩基础。在城市建筑体密集的地方,桩基础作业带来的环境危害非常多,不仅会影响到

工程的造价和进度,还会对整个工程的质量和安全产生影响。尤其是桩基础施工会对周围环

境造成严重的破坏,如:噪音污染、环境污染等等,甚至还会造成不可挽回的损失。

2 建筑物建设过程中的常见基础形式

2.1 墙下条形基础

在相关的结构基础设计上需要完成有关的研究工作,最大程度的满足其具体的使用需求,在相关的研究来说,墙下需要使用条形基础构建,整体的建设上需要完成混凝土来打基础,

对于混凝土来说其有较强的耐久性,同时在经过相关的使用之后要确保其能够满足实际发展

需求,并且对于较低的建筑物当中,相关的优势就是需要进行合理的造价安排,对于相关建

设来说,主要的优势就是造价较低,综合的满足操作便利的问题,所以对于工程的全面建设

来说,需要结合实际情况因地制宜的对整体刚度进行改进。

高层建筑基础结构设计探讨

高层建筑基础结构设计探讨 发表时间:2018-04-18T15:19:14.887Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第32期作者:刘少龙[导读] 对于高层建筑来讲,其主要由上部结构、基础和地基等三部分构建成为一个完整的体系。 摘要:高层基础在结构体系中是非常关键的组成部分,由于建筑自身高度较大及层数较多,竖向荷载很大,这些都会导致在风荷载及地震荷载作用下的高层建设倾覆力矩会成倍增长,因此,基础结构设计要科学合理,才能为建筑提供更好的竖直和水平承载力。本文主要对高层建筑基础结构设计选型及要点进行探讨,供同行借鉴参考。 关键词:高层建筑;基础结构;设计;结构选型;要点 前言 对于高层建筑来讲,其主要由上部结构、基础和地基等三部分构建成为一个完整的体系,而且三个部分相互依托,相互作用。因此在高层建筑基础结构设计过程中,要对上部结构刚度、地基条件和基础受力等所带来的影响进行充分考虑,并在此基础上来选择适宜的基础结构形式,依托于相关理论来完成地基和基础的设计,尽可能的减少基础内力和沉降,确保基础结构具有较好的经济性,这对于整个工程项目的顺利实施具有极为重要的意义。 一、高层建筑基础结构设计理论 (一)上部结构的刚度对基础受力状况的影响上部结构的刚度关系到基础受力状况,假设上部结构为绝对刚度情况下时,当地基出现变形现象时,其各竖向构件会出现下沉现象,下沉时具有较好的均匀性。针对于这种情况下,在具体设计过程中,如果忽略竖向构件抗转运能力,基础梁的不动铰支座的作用可以由竖向构件支座来替代,将二者等同,这样基础梁则等同于倒置的连续梁,出现整体弯曲的可能性几乎没有,但会有局部弯曲现象产生。假设上部结构为绝对柔性,在这种情况下上部结构没有约束力作用于基础,一旦基础梁出现局部弯曲,势必会导致整体弯曲情况发生。对于上部绝对刚性或是上部绝对柔性情况下,基础梁无论是在内力大小或者是在内力分布方面都会存在一定的差异。在实践损伤过程中,结构物多处于这两种情况之间,具体需要依靠计算软件来对其整体刚度进行分析。因此在具体高层建筑基础结构设计过程中,可以适当地增加上部结构的刚度,但这需要在地基、基础和荷载等条件不变的情况下进行,这样基础的相对挠曲和内力则会相应减少,上部结构自身内力得以增加。 (二)地基条件对基础受力状况的影响基础受力状况还会受到地基条件的影响,这种影响多来自于地基土的压缩性和分布的均匀性。当地基土质较好,不具有可压缩性时,基础结构整体弯曲现象也不会发生,即使发生局部弯曲,但这种情况出现的机率也不大,这种情况下下部结构也不会有次应力产生。但在实际高层建筑建设过程中,地基土完全处于不可压缩状态的情况几乎不存在,地基土多少会存在可压缩性,并存在分布不均匀性,因此基础弯矩的分布也存在较大的差异。这种情况下,基础与地基界面处会产生不同程度的摩擦,但基于土自身的强度来讲,基础与地基界面之间摩擦时产生的摩擦力较小,这种摩擦力会处于土的抗剪强度以下。在地基土孔隙水压力出现变化时,必然也会导致压缩时摩擦力的大小和分布情况的改变。而且界面并不简单的受来自于基础的影响,外荷载、基础柔度和土蠕变也会对界面情况带来一定的影响,在估计对界面摩擦影响情况时,需要针对完全光滑至完全粘着这两种极端情况来进行考虑。 (三)上部结构与基础和地基共同作用的概念及分析方法在高层建筑基础结构设计过程中,要明确上部结构、地基和基础三者之间的不可分性,这三者作为一个整体,其连接点和接触点都需要满足变形协调的条件,这样才能更准确的对整个系统的变形和内力进行求解。在高层建筑中,由于上部结构和基础多是由梁和板共同组成,因此要想建立上部结构和基础的刚度矩阵,则能够采取的分析方法较多,如有限单元法、有限条法、有限差分法和解析方法等,同时还要依托于变形协调条件,将其与地基的刚度矩阵有效的耦合起来。当前地基可以根据实际情况来选择具体的地基模型,并建立地基刚度矩阵。 二、高层建筑基础选型工作 (一)高层建筑基础选型的影响因素在进行高层建筑基础选型过程中,其影响主要来自于高层建筑上部结构、地质条件、周围环境及高基础桩种类等几个方面。对于高层建筑基础结构来讲,上部结构直接影响到高层建筑基础的类型、深度和浮力等参数,不同的上部结构会对高层建筑基础荷载的大小和分布带来不同的影响,在具体设计时需要设计人员要给予充分的重视。而且在具体设计过程中,当高层建筑上部结构及地下室种类和形状不同时,其所产生的沉降幅度和变形幅度也会存在差异,进而对高层建筑的基础选型带来较大的影响。对于地质条件对高层建筑基础选型所带来的影响,可以从两方面入手分析。其一,考虑来自于地基持力层所带来的影响,由于持力层需要承担高层建筑的基础荷载,因此在高层建筑基础选型时需要以持力层承载能力大小和压缩变化幅度为依据。其二要考虑穿越土层的基本状况,即所选的高层建筑基础类型来综合考虑土层中地下水和桩基穿越能力的实际情况,这样才能选择出适宜的基础类型。高层建筑基础类型还会受到来自于施工中空间因素的影响,因此在具体选型时要选择利于施工及具有较好稳定性的基础类型。由于高层建筑基础桩基的入土和挤土过程中会产生挤土效益,并对周边建筑和地下管网带来较大的影响,因此在选型时尽量选择挤土效应最小的桩基形式。而且基础桩种类不同时,其尺寸也会存在差异,因此基础桩的类型和规格要根据持力层特性、安全性要求及高层建筑负荷等方面进行具体的考虑。另外,还要考虑施工工期这一因素,需要在保证高层建筑基础施工速度、施工质量和施工效益的基础上来选择适宜的基础类型,以此来确保高层建筑基础的持续性、稳定性和安全性,全面兼顾到高层建筑的总体价值。 (二)高层建筑基础选型的基本原则在进行高层建筑基础选型过程中,需要遵循多样性、经济性和总体优化等原则。即在高层建筑基础选型过程中,要求设计人员要对各种高层建筑基础类型进行掌握,并从中选择具有较高社会和综合价值的基础类型。在具体基础选型过程中还要考虑到成本和施工进度,以此来确保达到最佳的经济效益。

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

民用建筑结构设计中的基础设计

民用建筑结构设计中的基础设计 摘要:在民用建筑结构基础设计过程中,其设计技术复杂,设计质量还直接关 系着整个建筑的质量水平的高低。所以,设计人员在实际的基础设计中,应该重 视地基基础设计工作,不断探究设计要求,充分考虑各种因素对基础设计产生的 影响,并且提出有效的措施解决问题,从而提升民用建筑的质量,保障人们的生 命安全,推动我国建筑行业长远的发展。 关键词:民用建筑;结构设计;基础设计 1 民用建筑结构设计要求 1.1 上部结构 在整个民用建筑工程中,是由上部结构和基础地基部分组成,地基基础和上部结构相互 促进作用,共同受力协调。上部结构的设计,不仅关系着地基的承载力,更关系着整个建筑 体的质量与安全。因此,在地基基础设计过程中,要充分的考虑上部结构的强度和刚度,不 同的上部结构对地基基础变形的使用能力也不同。所以,设计人员在深入了解上部结构刚度 特征后,要制定出合理的地基基础形式和结构设计方案。 1.2 地理条件 在民用建筑在进行基础设计前,应该充分的对现场进行勘察和研究,深入的掌握地质资料。同时,掌握建筑场地的交通、供电、排水等情况。不同的建筑物,需要根据不同的地基 方案进行不同的基础改造,并且工程造价和施工难度也不一样。通常情况下,会选择地理条 件优越的地基,简单的施工方式,让设计更符合经济合理的原则。其次,特殊的工程需要在 特定的地形上建设,比如地基强度不稳定或者压缩性较大,无法满足设计要求,则需要按照 不同的情况对地基进行特殊的处理,通过各种处理和优化,来提高地基的稳定性和强度,从 而减少地基变形,为建筑整体质量目标和要求奠定基础保障。同时,再选择建筑地基时,应 该尽量避免滑坡现象的地段。由于地震等其他自然因素的影响,会导致地基受到影响,产生 变形,从而影响建筑体的安全。 1.3 施工环境因素 民用建筑在基础设计过程中,由于天然地基无法满足沉降量和承载力的设计要求,往往 采用桩基础。在城市建筑体密集的地方,桩基础作业带来的环境危害非常多,不仅会影响到 工程的造价和进度,还会对整个工程的质量和安全产生影响。尤其是桩基础施工会对周围环 境造成严重的破坏,如:噪音污染、环境污染等等,甚至还会造成不可挽回的损失。 2 建筑物建设过程中的常见基础形式 2.1 墙下条形基础 在相关的结构基础设计上需要完成有关的研究工作,最大程度的满足其具体的使用需求,在相关的研究来说,墙下需要使用条形基础构建,整体的建设上需要完成混凝土来打基础, 对于混凝土来说其有较强的耐久性,同时在经过相关的使用之后要确保其能够满足实际发展 需求,并且对于较低的建筑物当中,相关的优势就是需要进行合理的造价安排,对于相关建 设来说,主要的优势就是造价较低,综合的满足操作便利的问题,所以对于工程的全面建设 来说,需要结合实际情况因地制宜的对整体刚度进行改进。

建筑结构设计试题及答案

建筑结构设计 一、选择题(每小题1分,共20分) 1、单层厂房下柱柱间支撑设置在伸缩缝区段的( )。 A 、两端,与上柱柱间支撑相对应的柱间 B 、中间,与屋盖横向支撑对应的柱间 C 、两端,与屋盖支撑横向水平支撑对应的柱间 D 、中间,与上柱柱间支撑相对应的柱间 2、在一般单阶柱的厂房中,柱的( )截面为内力组合的控制截面。 A 、上柱底部、下柱的底部与顶部 B 、上柱顶部、下柱的顶部与底部 C 、上柱顶部与底部、下柱的底部 D 、上柱顶部与底部、下柱顶部与底部 3、单层厂房柱牛腿的弯压破坏多发生在( )情况下。 A 、0.751.0 C 无论何时 q γ=1.4 D 作用在挡土墙上q γ=1.4 12、与b ξξ≤意义相同的表达式为()

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/㎡。

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

结构设计常用数据表格

建筑结构安全等级 2 纵向受力钢筋混凝土保护层最小厚度(mm) 不同根数钢筋计算截面面积(mm2)

板宽1000mm内各种钢筋间距时钢筋截面面积表(mm2) 每米箍筋实配面积 钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率(%) 框架柱全部纵向受力钢筋最小配筋百分率(%)

框架梁纵向受拉钢筋的最小配筋白分率(%) 柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值λν(ρν=λνf/f)

受弯构件挠度限值 注:1 表中lo为构件的计算跨度; 2 表中括号内的数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件; 3 如果构件制作时预先起拱,且使用上也允许,则在验算挠度时,可将计算所得的挠度值减去起拱值;对预应力混凝土构件,尚可减去预加力所产生的反拱值; 4 计算悬臂构件的挠度限值时,其计算跨度lo按实际悬臂长度的2倍取用。

注: 1 表中的规定适用于采用热轧钢筋的钢筋混凝土构件和采用预应力钢丝、钢绞线及热处理钢筋的预应力混凝土构件;当采用其他类别的钢丝或钢筋时,其裂缝控制要求可按专门标准确定; 2 对处于年平均相对湿度小于60%地区一类环境下的受弯构件,其最大裂缝宽度限值可采用括号内的数值; 3 在一类环境下,对钢筋混凝土屋架、托架及需作疲劳验算的吊车梁,其最大裂缝宽度限值应取为0.2mm;对钢筋混凝土屋面梁和托梁,其最大裂缝宽度限值应取为0.3mm; 4 在一类环境下,对预应力混凝土屋面梁、托梁、屋架、托架、屋面板和楼板,应按二级裂缝控制等级进行验算;在一类和二类环境下,对需作疲劳验算的须应力混凝土吊车梁,应按一级裂缝控制等级进行验算; 5 表中规定的预应力混凝土构件的裂缝控制等级和最大裂缝宽度限值仅适用于正截面的验算;预应力混凝土构件的斜截面裂缝控制验算应符合本规范第8章的要求; 6 对于烟囱、筒仓和处于液体压力下的结构构件,其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定; 7 对于处于四、五类环境下的结构构件,其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定; 8 表中的最大裂缝宽度限值用于验算荷载作用引起的最大裂缝宽度。 梁内钢筋排成一排时的钢筋最多根数

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。

高层建筑结构设计复习试题(含答案)

高层建筑结构设计 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。 5. 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。 6. 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。 7. 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) 8. 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。 9. 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。 10. 抗推刚度(D ):是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。 11. 结构刚度中心:各抗侧力结构刚度的中心。 12. 主轴:抗侧力结构在平面内为斜向布置时,设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向,若结构产 生的层间位移与层间剪力作用的方向一致,则这个方向称为主轴方向。 13. 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。 14. 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内的弯矩和剪力。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。 15. 延性结构:在中等地震作用下,允许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。 16. 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),再作一次分配即结束。 第一章 概论 (一)填空题 1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)规定:把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。

民用建筑工程设计方案取费标准

民用建筑工程设计取费标准 [1992] 价费字 375 号 国家物价局建设部文件 工程设计收费标准总说明 一、工程设计收费标准是工程设计单位与委托任务单位签订合同、履行合同收取设计费地依据. 二、本收费标准由国务院勘察设计主管部门组织国务院各有关部门编制,经国家物价局会同国务院勘察设计主管部门批准颁发.工程设计单位承担任务地工程性质,分别执行本标准中有关行业地收费标准.各建设单位、工作设计单位、设计审查部门和建设银行等单位应该据此掌握并监督执行. 三、本收费标准共分三册.第一册包括:石油、钢铁、黄金、有色冶金、建材、机械、化工与石化、医药、纺织、轻工、交通、广播电视、商业、粮食、林业、民用建筑、市政、水利水电、人防、铁道等二十一个行业;第二册包括:核工业、航空、电子、兵器、船舶、航天等六个行业( 84 年本);第三册是《工程勘察、工程设计收费工日定额》试行本,包括煤炭、电力、邮电三个行业. 四、本收费标准是在原国家计委 84 年、 85 年颁发地收费标准基础上,对定额收费中地不合理部分进行了调整地修订本,仍体现了低收费地原则.即本收费标准是根据各行业工程设计单位地综合设计能力和以事业费制度地支出水平为基础进行计算地,同时考虑了必要地技术开发、业务建设、人员培训等所需地费用,以及必须交纳地工商税等. 五、本收费标准以实物定额收费办法为主,辅以按单项工程概算为计算基础地收费办法,另外煤炭、电力、邮电三个行业试行工日定额收费办法. 六、本收费标准地主要内容: 1 .工程设计费:一般包括初步设计和概算、施工图设计、按合同规定配合施工、进行设计技术交底、参加试车及工程竣工验收等工作地费用.本收费标准中未包括做施工图预算地费用. 2 .初步设计之前地工作费:是编制可行性研究报告、代编设计任务书、参加厂址选择和规划、进行环境预评价等工作所需地费用. 3 .非标准设备设计费:是指非定型设备地设计费.有地行业工程设计本身包括设备设计,则不另计收非标准设备设计费.由于行业特点不同,非标准设备设计地范围,由各行业分别作出规定. 4 .软件编制费:是指工厂生产过程计算机控制程序等编制费用.行业有软件编制收费标准地,执行行业标准;行业没有标准地,可根据软件地使用价值、先进程度,并考虑编制软件地实际工作量由双方商定. 除以上工作之外地其他工作,例如单独提供技术资料、图纸、翻译、电算等,其收费标准由主管部门或工程设计单位另行制订.

常用建筑结构设计软件比较

常用结构软件比较 本人在设计院工作,有机会接触多个结构计算软件,加上自己也喜欢研究软件,故对各种软件的优缺点有一定的了解。现在根据自己的使用体会,从设计人员的角度对各个软件作一个评价,请各位同行指正。本文仅限于混凝土结构计算程序。 目前的结构计算程序主要有:PKPM系列(TAT、SATWE)、TBSA系列(TBSA、TBWE、TBSAP)、BSCW、GSCAD、 SAP系列。其他一些结构计算程序如ETABS等,虽然功能强大,且在国外也相当流行,但国内实际上使用的不多,故不做详细讨论。 一、结构计算程序的分析与比较 1、结构主体计算程序的模型与优缺点 从主体计算程序所采用的模型单元来说 TAT和TBSA属于结构空间分析的第一代程序,其构件均采用空间杆系单元,其中梁、柱均采用简化的空间杆单元,剪力墙则采用空间薄壁杆单元。在形成单刚后再加入刚性楼板的位移协调矩阵,引入了楼板无限刚性假设,大大减少了结构自由度。 SATWE、TBWE和TBSAP在此基础上加入了墙元,SATWE和TBSAP还加入了楼板分块刚性假设与弹性楼板假设,更能适应复杂的结构。SATWE提供了梁元、等截面圆弧形曲梁单元、柱元、杆元、墙元、弹性楼板单元(包括三角形和矩形薄壳单元、四节点等参薄壳单元)和厚板单元(包括三角形厚板单元和四节点等参厚板单元)。另外,通过与JCCAD的联合,还能实现基础-上部结构的整体协同计算。TBSAP提供的单元除了常用的杆单元、梁柱单元外,还提供了用以计算板的四边形或三角形壳元、墙元、用以计算厚板转换层的八节点四十八自由度三维元、广义单元(包括罚单元与集中单元),以及进行基础计算用的弹性地基梁单元、弹性地基柱单元(桩元)、三角形或四边形弹性地基板单元和地基土元。TBSAP可以对结构进行基础-上部结构-楼板的整体联算。 从计算准确性的角度来说 SAP84是最为精确的,其单元类型非常丰富,而且能够对结构进行静力、动力等多种计算。最为关键的是,使用SAP84时能根据结构的实际情况进行单元划分,其计算模型是最为接近实际结构。 BSCW和GSCAD的情况比较特殊,严格说来这两个程序均是前后处理工具,其开发者并没有进行结构计算程序的开发。但BSCW与其计算程序一起出售,因此有必要提一下。BSCW一直是使用广东省建筑设计研究院的一个框剪结构计算软件,这个程序应属于空间协同分析程序,即结构计算的第二代程序(第一代为平面分析,第二代为空间协同,第三代为空间分析)。GSCAD则可以选择生成SS、TBSA、TAT或是SSW的计算数据。SS和SSW均是广东省建筑设计研究院开发的,其中SS采用空间杆系模型,与TBSA、TAT属于同一类软件;而SSW根据其软件说明来看也具有墙元,但不清楚其墙元的类型,而且此程序目前尚未通过鉴定。 薄壁杆件模型的缺点是: 1、没有考虑剪力墙的剪切变形。 2、变形不协调。 当结构模型中出现拐角刚域时,截面的翘曲自由度(对应的杆端力为双力矩)不连续,造成误差。另外由于此模型假定薄壁杆件的断面保持平截面,实际上忽略了各墙肢的次要变形,增大了结构刚度。同一薄壁杆墙肢数越多,刚度增加越大;薄壁杆越多,刚度增加越大。但另一方面,对于剪力墙上的洞口,空间杆系程序只能作为梁进行分析,将实际结构中连梁对墙肢的一段连续约束简化为点约束,削弱了结构刚度。连梁越高,则削弱越大;连梁越多,则削弱越大。所以计算时对实际结构的刚度是增大还是削弱要看墙肢与连梁的比例。 杆单元点接触传力与变形的特点使TBSA、TAT等计算结构转换层时误差较大。因为从实

某框架结构办公楼建筑结构施工图识读与基本构件计算土木设计说明

学院 毕业实训(设计) 计算书 题目:某框架结构办公楼 建筑结构施工图识读及基本构件计算二级学院:建筑工程学院 2013年01月10日

2013 届建筑工程技术专业毕业设计某框架结构办公楼 设 计 和 计 算 任 务 书 学院建筑工程学院 二〇一二年十月 某框架结构办公楼设计和计算任务书

一.目的要求 要求掌握读图识图的基本原理、方法与步骤。主要目的是使学生全面巩固、掌握读 图和识图的能力,不仅能读懂看懂,而且更能用已掌握的知识去解释、分析实际工程图纸,发挥出学生的主动积极性,培养学生的创新思维能力。 通过一个实例工程的结构设计训练,要求学生初步掌握结构设计训练的一般原则、 步骤和方法,能综合运用已学过的知识,培养综合分析问题、解决问题的能力,以及相应的设计训练技巧,同时还将培养设计训练工作中实事、严谨、准确的科学态度和工作作风。初步掌握多层建筑的结构选型、结构布置、结构设计及结构施工绘图的全过程,从而使学生学会具有一定的建筑结构的设计能力。 二.设计和计算的容 1.概况 本工程为某中等专业学校迁建工程之一的行政楼,建筑层数为四层,框架结构,整 体现浇。总占地面积738.3m ,总建筑面积2941.2 m 2 。。建筑高度:17.55m ,局部楼梯间高20.55m 。建筑耐久年限为50年。工程耐火等级为二级。工程屋面防水等级:为Ⅱ级,砼雨蓬为Ⅲ级。工程设计标高室±0.000相当于黄海高程79.45m,室外高差0.45m 。 建筑结构的安全等级为二级,地基基础设计等级为丙级。设计使用年限为 50年,耐火等级为三级。 依据的岩土工程勘察报告,场地较为平整,自上而下,土层岩性依次为耕植土、粉 质粘土、卵石、基岩。建筑场地等级为二级,基础持力层下无软弱夹层存在,场地稳定性较好。岩土工程勘察报告建议以卵石层位基础持力层。场地地下水类型简单,为第四系空隙性潜水。受大气降水及侧向渗流补给。地下水水位埋深在3.0~3.70米之间。本场地地下水对建筑材料无腐蚀性。 三.结构说明 工程设计墙、梁、板砼等级为C25,柱砼等级为C30,基础砼等级为C15,钢筋选用 一级钢HPB300,二级钢筋HRB335。受力钢筋混凝土保护层厚度为:板15mm ,梁25mm ,基础梁40mm ,柱30mm ,屋面板:外侧20mm ,侧15mm 。 箍筋必须为封闭式,非焊接箍筋的末端应做成135°弯钩,弯钩端头平直段长度不 应小于5d 。砌体工程:本工程±0.000以下墙体采用水泥实心砖,砖强度等级不小于 Mu15.0,水泥砂浆强度等级M10。本工程±0.000以上墙体外墙采用KP1多孔,砖强度 等级Mu10.0,用M7.5混合砂浆砌筑。墙采轻质墙体材料,要求容重不大于3/9m kN , 轻质隔墙做法及构造要求参照省建筑标准图集《MS 型煤渣混凝土空心砖结构构造》(2005浙G31)或行业及厂家相关标准。 四.设计依据 《建筑结构可靠度设计统一标准》 (GB50068-2001)

05G104民用建筑工程结构初步设计说明

XX (二期)小区住宅结构初步设计说明 1 工程概况 本住宅小区位于xx 市第一机床厂院内,总用地面积为2.53公顷。本工程由拟建场地南侧的三栋格式住宅(1~3号楼)和北侧的多层住宅(6~10号楼)合围而成。两排楼中间为集中绿地,覆土3m 一下为地下车库(4号楼)地下车库西面为锅炉房(5号楼)。总面积约为12.4万㎡,各项工程的概况如下表: 说明:1 地下车库为人防地下车库,人防抗力等级为六级。 2 2、3号楼与1号楼完全相同;7、8、9、10号楼与6号楼完全相同。 2 建筑结构的设计使用年限和安全等级 子项名称 地下层数 地上层数 房屋高度 结构体系 楼盖结构 基础型式 1号楼 2 15 42.000 钢筋混凝土剪力墙结构 钢筋混凝土现浇楼盖 筏型基础 4号楼 1 0 钢筋混凝土结构 住下独立加防水板 5号楼 0 1 5.000 框梁结构 独立基础 6号楼 0 5 14.000 砌体结构 转下条形基础 结构的安全等级 二级 设计使用年限 50年 抗震设防类型 丙类 地基基础设计等级 乙类 地下室防水等级 二级 3 2 1 4 5 6 7 8 9 10

3 自然条件 3.1 风雪荷载 3.2抗震设防的有关参数 抗震设防烈度设计基本地震加速度 值 设计地震分组建筑场地类别 8度0.2g 第一组III类场地 3.3场地标准冻深:0.8m3.4场地的工程地质及水文地质条件 初步设计依据的岩土工程勘察报告为xx市地质勘察基础工程公司2004年5月编制的《xx 市第一机床厂住宅岩土工程勘察报告》(工程编号2004初勘021),其主要内容如下:3.4.1 位置及环境和地形地貌 拟建场地位于xx市第一机床厂院内,场地地形基本平坦,自然地面标高在44.670m-45.490m之间。地貌单元属永定河及温榆河流洪积扇中下部。3.4.2 地物及洞穴 因现有厂房未拆除,1号、2号及地下车库不分钻孔(7k15、zk19~zk21、zk24、zk25、zk36)未施工,待条件具备后须补勘。场地原有的建筑物未拆除,使部分钻孔位移,但不影响钻孔的精度和地基方案的选择分析。3.4.3 岩土物理学指标 成因年代土层标号岩性土层高度 压缩碳量Es(MPa) 地基承 载力特征 值(kpo)Po+100 Po+200 Po+300 人工堆积 层 ①夯填土0.4~1.50 第四纪沉 积层 ②粘土 2.50~3.40 5.95 6.87 7.88 160 第四纪沉 积层 ③粉质粘土 1.20~1.50 7.70 8.15 9.41 180 第四纪沉 积层 ④粘土 3.20~4.60 12.31 13.10 13.34 190 第四纪沉 积层 ⑥圆砾400 3.4.4 场区水文地质条件及基础设计水位的确定 1) 水文地质特征 拟建场区在本次勘察深度范围内分布有1层地下水,地下水类型及钻探期间实测水位详见下表: 序号地下水类型埋深(m)实测实践标高(m)含水层岩性 1 潜水2.40~3.90 02.02 4.20~42.46 主要储存于 ②层粘土中 基本风压地面粗糙 度 基本雪压 Wo=0.45kn /㎡C类 So=0.4kn/ ㎡

建筑结构设计试题及标准答案

建筑结构设计 一、选择题(每小题1分,共20分) 1、单层厂房下柱柱间支撑设置在伸缩缝区段的( )。 A 、两端,与上柱柱间支撑相对应的柱间 B 、中间,与屋盖横向支撑对应的柱间 C 、两端,与屋盖支撑横向水平支撑对应的柱间 D、中间,与上柱柱间支撑相对应的柱间 2、在一般单阶柱的厂房中,柱的( )截面为内力组合的控制截面。 A 、上柱底部、下柱的底部与顶部 B 、上柱顶部、下柱的顶部与底部 C 、上柱顶部与底部、下柱的底部 D 、上柱顶部与底部、下柱顶部与底部 3、单层厂房柱牛腿的弯压破坏多发生在( )情况下。 A 、0.75<a /h0≤1 B、0.1<a/h 0≤0.75 C 、a/h 0≤0.1 D、受拉纵筋配筋率和配箍率均 较低 4、( )结构体系既有结构布置灵活、使用方便的优点,又有较大的刚度和较强的抗震能 力,因而广泛的应用与高层办公楼及宾馆建筑。 A、框架 B 、剪力墙 C 、框架-剪力墙 D 、框 架-筒体 5、一般多层框架房屋,侧移主要是由梁柱弯曲变形引起,( )的层间侧移最大。 A 、顶层 B 、底层 C、中间层 D 、顶层和底层 6、砌体结构采用水泥砂浆砌筑,则其抗压强度设计值应乘以调整系数( )。 A 、0.9 B 、0.85 C 、0.75 D 、0.7+A 7、砌体局部受压可能有三种破坏形态,( )表现出明显的脆性,工程设计中必须避免 发生。 A 、竖向裂缝发展导致的破坏——先裂后坏 B 、劈裂破坏——一裂就坏 C 、局压面积处局部破坏——未裂先坏 D 、B 和C 8、( )房屋的静力计算,可按楼盖(屋盖)与墙柱为铰接的考虑空间工作的平面排架或 框架计算。 A 、弹性方案 B 、刚弹性方案 C、刚性方案 D 、B 和C 9、在进行单层厂房结构设计时,若屋面活荷载、雪荷载、积灰活载同时存在,则( ) 同时考虑。 A 、屋面活载与雪荷载,积灰荷载三者 B 、积灰荷载与屋面活载中的较大值,与雪荷载 C 、屋面活载与雪荷载中的较大值,与积灰荷载 D 、只考虑三者中的最大值 10、单层厂房柱进行内力组合时,任何一组最不利内力组合中都必须包括( )引起的内力。 A、风荷载 B、吊车荷载 C、恒载 D 、屋 面活荷载 11.可变荷载的分项系数() A 对结构有利时q γ<1.0 B 无论何时q γ>1.0

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