高层住宅结构选型和优化设计
第40卷第4期建 筑 结 构2010年4月
高层住宅结构选型和优化设计
谭方兰
(广西华蓝设计(集团)有限公司,南宁530011)
[摘要] 高层住宅的结构选型对其用钢量有直接影响。25～33层(高度接近100m )的高层住宅,采用剪力墙结构体
系比采用框架2剪力墙结构体系的用钢量低,且抗震性能比后者的更好。应对剪力墙进行合理布置及优化设计,优化设计后,结构安全度不应降低,剪力墙具有更好的延性和抗震耗能能力,且用钢量较低。采用相关的设计实例进行说明,对高层住宅设计具有广泛的适用性和现实指导意义。
[关键词] 高层住宅;结构选型;优化设计;抗震性能
Structural system selection and optimization design of high 2rise residential buildings
T an Fanglan
(G uangxi Hualan Design &C onsult G roup ,Nanning 530011,China )
Abstract :The structural system selection of the high 2rise residential building will directly in fluence the consum ption per square meter of rein forcement.The high 2rise residential building of 25～33layers (about 100m in height ),which the shear wall structural system is applied to ,will m ore easily obtain lower consum ption per square meter of rein forcement than the building which the frame 2shear wall structural system is applied to ,while the shear wall structures show better earthquake 2resistant behaviors than the frame 2shear wall structures.The shear walls must be laid out rationally ,and must be made optimization design.Optimization design shall not reduce the degree of structural safety.The shear wall which has been made optimization design will show better ductilitis ,better earthquake resistant behaviors ,and lower consum ption per square meter of rein forcement.The engineering practice presented have extensive applicability and practical significance to the design of high 2rise residential buildings.
K eyw ords :high 2rise residential building ;structural system selection ;optimization design ;earthquake 2resistant behavior
作者简介:谭方兰,学士,高级工程师,一级注册结构工程师,Email :t 2f 2l @https://www.360docs.net/doc/a85688128.html, 。
选取已建的四个25～33层(高度接近100m )的典
型高层住宅设计实例,分别阐述其结构选型及设计要点、优化设计措施、用钢量和适用性,对其抗震性能和用钢量进行对比。1 设计实例1
某高层住宅小区,位于6度区,2003年设计,6栋30层的高层住宅主楼,建筑高度均为9310m 。地下层1为连通汽车库及设备用房的人防地下室大底盘;6栋主楼地面以上首层层高418m ,为架空开敞的阳光花房;层2～30层高310m ,为住宅。
要求用钢量(±0100以上)控制在80～85kg Πm 2之间,并要求主楼首层的阳光花房完全开敞,除中部楼、电梯井筒外,不允许在阳光花房内部和周边设置落地的钢筋混凝土剪力墙。主楼标准层结构平面见图1。111结构体系及设计要点
受首层建筑功能与用钢量的制约,主楼落地剪力墙只能集中布置于结构中部的楼、电梯井部位,其他部位只能设框架柱,形成图1所示框架2剪力墙结构体系。
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(J G J3—
2002)[1](简称高规)的要求,为保证框架2剪力墙结构体系在基本振型地震作用下,
框架柱承受的倾覆力矩图1 实例1主楼标准层结构布置图
不大于结构总倾覆力矩的50%,必须通过增大剪力墙
的刚度来增大其倾覆力矩占结构总倾覆力矩的百分比;但在结构周边、拐角等能有效发挥剪力墙抗侧和抗
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扭刚度的部位均无法设置落地剪力墙。因此,只能采取增加剪力墙墙厚的办法来增大其刚度:整体计算中楼、电梯井剪力墙的厚度增至400mm(电梯井内隔墙厚200mm)时,框架柱承受的倾覆力矩占结构总倾覆力矩百分比可降至49187%(X向地震),38129%(Y向地震),满足高规要求。框架柱及剪力墙抗震等级均为三级。
整体计算的结构振动特性及抗震性能的指标见表1,2。地震作用下最大层间位移角为1Π2018(X向),1Π2437(Y向),均小于高规的限值1Π800。
建筑平面呈不规则的细腰形,中部楼、电梯井楼板最窄处仅1214m(包括楼、电梯洞口宽度410m),按《建筑抗震设计规范》(G B50011—2001)[2](简称抗震规范)应判定为“平面一般不规则”结构。因此,应严格控制结构的竖向及其他平面不规则指标,避免成为复杂超限高层结构[3]。楼、电梯井周围是整个楼面刚度最薄弱的部位,均设置了局部150mm厚楼板及双层双向拉通配筋予以加强。
实例1～4结构振动特性指标表1实例(结构型式)振型号周期Πs转角Π°平动系数扭转系数T tΠT1
131275617611711000100
实例1(框2剪)22189401251280101019901884
32181458610111000100
131053017314811000100
实例2(框2剪)2216056831400199010101747
32128009912001010199
1310211715001980102
实例3(纯剪)22176891601170199010101815
32146339216701730127
12146605818801940106
实例4(纯剪)22140681441210193010701692
311707317018401160184
注:表中的转角是指结构考虑扭转耦联时的振动转角。
实例1～4结构抗震性能指标表2
实例最大层间位移角[θ]
及底部楼层位移角
扭转位移比ξ=U maxΠU
及底部楼层扭转位移比X向Y向X向Y向
实例11Π2018(12)
1Π3490(2)
1Π2437(18)
1Π5337(2)
1116(12)
1116(2)
1120(18)
1144(2)
实例21Π2063(15)
1Π5350(2)
1Π2325(27)
1Π9172(2)
1110(15)
1111(2)
1125(27)
1123(2)
实例31Π2233(17)
1Π7324(2)
1Π2839(21)
1Π9999(2)
1123(17)
1116(2)
1130(21)
1135(2)
实例41Π2958(14)
1Π8200(2)
1Π2568(19)
1Π9999(2)
1126(14)
1120(2)
1123(19)
1124(2)
注:括号内的数值为楼层号。扭转位移比是指考虑偶然偏心影响的地震作用下结构最大层间位移与平均层间位移的比值。
112优化设计措施
(1)减轻荷载:外墙及分户墙采用190mm厚混凝土空心砌块墙,内墙采用90mm厚混凝土空心砌块墙;控制楼面装修荷载;控制楼板厚度,减轻自重。
(2)减小柱截面:底部框架柱和剪力墙采用C55混凝土,向上依次降低:C45(层8～19)→C35(层19～28)→C25(层28以上);控制轴压比,减小底层柱截面尺寸(底层柱截面尺寸最小为600×800,最大为800×1200),并向上依次减小方柱截面尺寸:600×600(层17～27)→500×500(层27～29)→400×400(层29以上),减少短柱加密箍柱段。
(3)采用新Ⅲ级钢:控制梁截面不大于200×700,梁纵筋均采用新Ⅲ级钢(f y=360kNΠm2,强度较Ⅱ级钢提高20%),减少梁钢筋用量。
(4)对阳台栏杆、女儿墙均采用砌块砌筑,用压顶梁及构造柱与主体结构拉结,尽量减少次要构件的钢筋用量。
113用钢量
设计预期用钢量(±0100以上)为80～85kgΠm2,实际结算后的用钢量(±0100以上)为83117kgΠm2,满足要求。
114适用性
位于繁华商业区、具有较高商业价值的高层商住楼盘,要求底部用房完全开敞、楼电梯井筒位于结构中部、预期用钢量(±0100以上)为80～85kgΠm2时,可选择采用实例1的框架2剪力墙结构体系(2007年,在南宁市火车站商业中心黄金地段高层商住楼盘的结构选型中,考虑开发商对底部商铺完全开敞的严格要求,再次采用了此类型的框架2剪力墙结构)。
2 设计实例2
某高层住宅楼盘,位于6度区,2007年设计,2栋33层的高层住宅主楼,建筑高度均为10012m。地下层1为连通汽车库及设备用房的人防地下室;主楼地面以上首层层高316m,为商铺;层2～33层高310m,为住宅。
要求控制用钢量(±0100以上)小于70kgΠm2,允许首层商铺内部、结构周边、拐角设置一些落地的钢筋混凝土剪力墙,地下层1车库的双车环道不穿过高层主楼底部。主楼标准层结构平面见图2。
211结构体系及设计要点
在满足地下车库和首层商铺功能的前提下,遵循对称、均匀、周边、拐角的原则,在结构内部、周边、拐角等部位对落地剪力墙进行了较合理布置,形成图2所示框架2剪力墙结构体系。主体结构抗震等级为三级。
由于剪力墙的大开间周边布置,有效发挥了其抗侧和抗扭刚度,当底部剪力墙的厚度为250mm(层5以上减至200mm)时,整体计算底部框架柱承受的倾覆力矩占结构总倾覆力矩的百分比即可降至34143%(X向
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图2 实例2主楼标准层结构布置图
地震),11192%(Y向地震)。层1～6框架柱及剪力墙采用C55混凝土,向上依次降低:C50(层6～11)→C45 (层11～19)→C35(层19～29)→C25(层29以上);控制框架柱(中柱)轴压比,减小底层柱截面尺寸(底层柱截面尺寸最小为600×600,最大为800×800),并向上依次减小方柱截面尺寸:600×600(层9～26)→500×500、450×450(层26以上),减少短柱加密箍柱段。
整体计算结构的振动特性及抗震性能的指标见表1,2。地震作用下最大层间位移角为1Π2063(X向),1Π2325(Y向),均小于高规的限值1Π800。
建筑平面呈细腰形,按抗震规范应判定为“平面一般不规则”结构。因此,应严格控制结构的竖向及其他平面不规则指标,避免成为复杂超限高层结构[3]。对楼面刚度最薄弱部位的楼、电梯井“细腰”周围均设置了局部120mm厚楼板,双层双向拉通配筋予以加强。212优化设计措施
(1)剪力墙的延性设计[4]:弱化剪力墙和连梁刚度,控制剪力墙的墙肢长度∶墙厚=10∶1左右,把长墙分割成开洞(结构洞或门窗洞)联肢墙,洞顶设置跨高比≥5的弱连梁,结构洞及窗台用砌块填砌。弱化后的剪力墙及连梁具有较轻的自重、更大的延性和抗震耗能能力,钢筋用量也较少。
(2)为进一步控制用钢量,采取了减轻填充墙荷载、梁纵筋采用新Ⅲ级钢、采用砌块砌筑阳台栏杆和女儿墙、减少次要构件钢筋用量等优化设计措施。
(3)控制轴压比以减小柱截面、减少短柱柱段。213用钢量
预期用钢量(±0100以上)为60～65kgΠm2,实际结算后的用钢量(±0100以上)为57199kgΠm2,较满意。214适用性
允许工程底部商铺或车库内部、周边、拐角设置一
定数量落地剪力墙、地下车库的双车环道不穿过高层主楼底部、预期用钢量(±0100以上)为60～70kgΠm2的高层商住楼盘,可选择采用实例2的框架2剪力墙结构体系,并应对剪力墙进行合理布置及延性设计,在不降低结构安全度的前提下减少剪力墙的钢筋用量。
3 设计实例3
某高层住宅楼盘,位于6度区,2006年设计,2栋32层的高层住宅主楼,建筑高度均为9316m。地下层1,2为连通汽车库及设备用房的人防地下室;主楼地面以上层1～32层高219m,均为住宅。
要求控制用钢量(±0100以上)不大于60kgΠm2。经协商,2栋高层住宅主楼均采用钢筋混凝土剪力墙结构。由于地下层1,2地下车库的双车环道均穿过高层主楼底部,少量剪力墙的墙肢长度受到了限制。主楼地下层
1剪力墙平面见图3。
图3 实例3主楼地下层1剪力墙平面图
311结构体系及设计要点
在满足地下车库双车环道功能的前提下,对落地剪力墙尽量进行大开间布置,形成了图4所示的剪力墙结构体系。首层以上剪力墙厚200mm,结构抗震等级为三级。
整体计算的结构振动特性及抗震性能的指标见表1,2。地震作用下最大层间位移角为1Π2233(X向), 1Π2839(Y向),均小于高规的限值1Π1000。
建筑平面呈细腰形,按抗震规范应判定为“平面一般不规则”结构(占有两项平面不规则指标),因此应严格控制结构的竖向不规则指标,避免其成为复杂超限高层结构[3]。对楼面刚度最薄弱部位的楼、电梯井“细腰”周围均设置了局部120mm厚楼板,双层双向拉通配筋予以加强;对少量墙肢长度受到限制的短肢剪力墙(墙肢长度∶墙厚<8∶1)按规范要求予以加强。312优化设计措施
剪力墙的延性设计及用钢量控制措施同实例2。
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图4 实例3主楼标准层结构布置图
313用钢量
预期用钢量(±0100以上)为50～60kgΠm2,实际结算后的用钢量(±0100以上)为49103kgΠm2,较满意。314适用性
建筑功能以住宅为主、地下车库的双车环道穿过高层主楼底部、预期用钢量(±0100以上)50～60kgΠm2的高层住宅楼盘,可选择采用实例3的剪力墙结构体系,并应对剪力墙进行合理布置及延性设计,可使剪力墙的用钢量更省。
4 设计实例4
某高层住宅楼盘,位于6度区,2006年设计,4栋25层的高层住宅主楼,建筑高度均为7612m。地下层1为连通汽车库及设备用房的人防地下室;主楼地面以上首层层高313m,为停放汽车及小型车辆的车库;层2～25层高310m,为住宅。
要求控制用钢量(±0100以上)不大于50kgΠm2,经协商,4栋高层住宅主楼均采用钢筋混凝土剪力墙结构。地下车库的双车环道不穿过高层主楼底部,地下主楼内部开间作为设备用房及停车位,所有剪力墙均直接落地。主楼标准层结构平面见图5。
411结构体系及设计要点
建筑高宽比为7612Π10=7162(不含楼梯间及悬挑阳台宽度),大于高规要求的6度区A级高度剪力墙结构高宽比限值6,表明结构宽度方向的刚度较薄弱,采用剪力墙结构体系是十分必要的(图5)。因此,剪力墙的布置应注意增强结构宽度方向的抗侧刚度,整体计算应注意结构宽度方向的刚度、位移、稳定性等指标满足高规的要求。剪力墙基本按开间布置,两个电梯井中部的隔墙采用砌块填充墙。剪力墙厚200mm,建筑高度<80m,抗震等级为四级。
整体计算的结构振动特性及抗震性能的指标见表1,2。地震作用下最大层间位移角为1Π2958(X向),1Π2568(Y向),均小于高规的限值1Π1000。
412优化设计措施
剪力墙的延性设计及用钢量控制措施与实例2的相同。对最小配筋率控制且跨度≤214m的楼板一律取80mm厚(卫生间及其他未注明板厚100mm),减少楼板钢筋用量(注意水电工种预埋管径须控制在25mm 以内,不得交叠放置)。
413用钢量
预期用钢量(±0100以上)为40～50kgΠm2,实际结算后的用钢量(±0100以上)为35142kgΠm2,很满意。414适用性
建筑功能以住宅为主、建筑平面较规则对称、地下车库的双车环道不穿过高层主楼底部、预期用钢量(±0100以上)为40～50kgΠm2的高层住宅楼盘,可选择采用实例4的剪力墙结构体系,并应对剪力墙进行合理
布置及延性设计,可明显减少剪力墙的用钢量。
图5 实例4主楼标准层结构布置图
5 实例1～4结构抗震性能和用钢量对比
从第1扭转周期与第1平动周期的比值T tΠT1可判断整个结构抗扭刚度的强弱。表1中T tΠT1由小到大依次为:实例4,2,3,1,表明整个结构的抗扭刚度由弱到强依次为:实例1,3,2,4。
整体计算考虑偶然偏心影响的地震作用下,实例1～4楼层的最大层间位移角和最大扭转位移比见表2。根据文[5]要求,对于扭转不规则的高层结构,随着扭转变形不规则指标突破程度的增大,扭转不利效应有所增大,地震作用下层间最大水平位移角限值须随之适当加严,以减小地震扭转不规则带来的不利影响,保证结构具备相适应的抗震性能,如表3所示。对比表2,3可判断扭转不规则对实例1～4高层结构的抗震性能影响的严重程度由小到大依次为:实例4,3,2, 1。对比表2,3亦可看出:实例1～4的最大层间位移角还有放宽限值的余地(上部楼层为限值的1Π215～
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1Π219,底部楼层为限值的1Π413～1Π919),特别是实例2～4的底部楼层,最大层间位移角为限值的1Π616～1Π919,剪力墙还可进一步优化。
实例1～4的用钢量(±0100以上)由小到大依次为:实例4,3,2,1。
不同扭转位移比时小震下最大水平层间位移角表3扭转位移比ξ=U maxΠU112113114115116117118小震下最大水平层间
位移角[θ]Π[θ0]1
Π11Π11241Π11551Π21Π21671Π31781Π6
注:表中[θ0]为现行高规对各类结构小震作用下层间水平位移角限值[5],对框2剪结构和剪力墙结构分别为1Π800和1Π1000。
6 结论
(1)在满足建筑功能又不降低结构安全度的前提下,根据预期用钢量对高层住宅进行恰当的结构选型是非常重要的,也是非常必要的,设计优化的余地很大,效果也很显著。
(2)对于25～33层(高度接近100m)的高层住宅,采用剪力墙结构体系比框架2剪力墙结构体系的抗震性能更好;在各国的历次地震震害中,剪力墙结构的震害很少发生[6]。实践表明,采用剪力墙结构体系的用钢量较低。剪力墙应遵循对称、均匀、周边、拐角等原则进行合理布置。剪力墙及连梁应进行优化延性设计[4];对于25～33层(高度接近100m)的高层住宅,剪力墙的墙肢长度∶墙厚=8∶1～10∶1左右即可,长墙应设计成开洞(结构洞或门窗洞)的联肢墙,洞顶应设置弱连梁(跨高比≥5的连梁)。延性剪力墙具有更轻的自重、更好的延性和更强的抗震耗能能力;剪力墙数量越多,延性设计的效果越明显;对于剪力墙结构,延性设计的经济效益尤为显著。
(3)对于扭转不规则的高层结构,应重视调整结构布置,随着扭转变形不规则指标突破程度的增大,地震作用下层间最大水平位移角限值应按表3适当加严,以减小扭转不规则的不利影响,保证结构具备相应的抗震性能。
(4)优化设计应重视与业主、建筑及其他工种配合,如剪力墙的设置位置、框架梁柱的结构布置、是否采用轻质建筑墙体材料和轻质隔断、减薄填充墙和剪力墙厚度、与水电工种配合减小板厚、与建筑工种配合减小梁柱截面(如应配合立面减小外柱截面)等;应重视非结构构件的优化设计,对建筑飘窗、栏杆、女儿墙、窗台、构造柱、挑檐、反边、结构洞、建筑装饰等细部的设计不必全部采用钢筋混凝土,可采用砌块砌筑,利用锚拉筋、压顶梁及构造柱与主体结构拉结,在保证非结构构件的稳定性、不影响主体结构安全度的前提下,进一步减少非结构构件的钢筋用量。
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能和平面布局,经多方案比较采用合理的结构形式;“有限刚度”加强层理念的应用,有效地减小了结构竖向刚度和内力突变,符合结构抗震概念设计的思想。
(2)万银国际大厦整体结构由风载控制,风载作用下结构位移角要大于中震作用下结构位移角,剪力墙及柱等竖向构件轴压比由风载控制。局部构件如伸臂桁架大部分杆件内力由中震弹性控制,伸臂桁架局部构件由风载控制。
(3)万银国际大厦竖向变形总体较小,封顶一年后墙柱竖向变形及竖向变形差最大值发生在结构中下部。竖向变形差引起的伸臂桁架内力较小,不影响伸臂桁架发挥抵抗侧向荷载作用。
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建筑结构选型实例分析.
成绩 考查课结课作业（论文） 题目：建筑结构选型实例分析 课程名称：建筑结构选型 学院：土木与建筑工程学院 学生姓名： 学号：201104030002 专业班级：城市规划11-1 任课教师：尹涛 2013年6月 《建筑结构选型》课程报告评分表
学生姓名专业班级城市规划11-1 题目名称建筑结构选型实例分析 项目考核指标权重得分 课程报告质量收集调研相 关资料 独立查阅资料、进行调研；有收集处理相关信息及获得 新知识的能力。 10 内容完整、分 析正确合理 内容完整，每部分均包括概述、实例分析和小结，要求 图文并茂。结构实例综合分析的正确、合理性。 30 格式规范、条 理清楚 条理清楚、结构严谨、文理通顺、用语规范、书写格式 规范。 20 创新工作中有创新意识，一定的自己的理解，一定独创性。20 完成任务及答辩的情况答辩根据课程报告内容，正确回答相关问题10 学习态度、按时提交，按要求修改完善10 总分 简要评语： 任课教师签名：年月日 目录
一、引言 (1) 二、多层建筑（砖混结构、框架结构）.................... (1) 三、高层建筑（剪力墙结构、框剪结构）........................ .. (5) 四、超高层建筑（筒中筒结构）................................ . (8) 五、工业厂房（轻型钢结构） (9) 六、大跨度公共建筑（桁架结构、拱结构、网架结构、膜结构等）.. (10) 七、桥梁结构（桁架结构、拱结构、悬索结构等）................. . (13) 八、总结 (17) 引言 对于建筑结构，它们并不是我们通常所说的建筑物，而是隐藏于建筑物外表之下的，构成建筑
建筑结构选型课程报告_结构实例分析报告
建筑结构选型课程报告 ——结构实例分析 目录 一、引言 (3) 二、框架结构 (4) 三、剪力墙结构、框剪结构 (6) 四、超高层建筑（筒结构） 抗风/抗震 (7) 五、桁架结构 (9) 六、拱结构 (11) 七、网架结构/大跨度屋盖 (13) 八、悬索结构 (15) 九、膜结构 (16)
一、引言 著名的建筑师及结构师奈尔维在他的《结构在建筑中的地位》一书中这样说：“现在建筑设计所要求的新的、宏伟的结构方案，使得建筑师必须要有理解结构构思，而且应达到这样一个深度和广度：使其能把这种基于物理学、数学和经验资料之上而产生的观念转化为一种非同一般的综合能力，转化为一种直觉和与之同时产生的敏感能力。” 结构概念是建筑物赖以生存的基础，建筑师只有掌握它，并在建筑设计的初期就自觉地运用它，才能设计出真正优秀的建筑。对建筑师而言，从整体把握结构的概念掌握结构体系的选择以及布置，远比了解结构计算重要。 正是出于上述原因，作为一名新时代建筑学的学子，对建筑结构的学习才显得尤其重要。而了解建筑结构很重要的一条就是对结构实例进行分析，只有对建筑的实例有深层的学习研究，打下坚实的基础，才能真正成为一名优秀的做建筑的人。 本文就是对著名建筑结构的实例进行分析，通过此分析来总结对《建筑结构选型》这门课程的学习成果。而且在本文的中几个案例是自己去调研，还有自己的一些看法。通过这门课的学习，确实让我增长了不少知识和见识；还要感老师，这几周的辛苦。 二、框架结构 框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。采用结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。 建筑实例 大剧院
高层建筑结构选型
高层建筑结构选型 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
《结构选型课程论文》 班级：建筑13-1 学号 姓名：穆宝宝 指导老师：王东坡
高层建筑结构体系选型及分析 摘要:高层建筑的结构体系是高层结构是否合理、经济的关键,随着建筑高度和功能的发展需要而不断发展变化。论文总结了各种高层建筑结构体系、特别是近年来出现的复杂、新颖的结构体系的受力特征,进而对高层建筑结构选型要点进行了探讨。关键词：高层建筑结构体系选型分析 一，高层建筑选型的重要性 1高层建筑与城市社会发展的关系密切我国城市化进程及人口的持续增长导致城市人口急剧上升,城市居住、生产、生活用地日趋紧张。为节约及充分利用城市土地资源,减少拆迁费、市政工程费和复杂地形处理费,提高城市社会吸纳能力及其综合效益,缓解城市膨胀及城市房屋的严峻供需矛盾,改善城市环境与调节心理等城市社会性问题,高层建筑的数量仍将在全国各大中城市持续增长,且其规模、高度、复杂性及建设速度也将呈上升趋势。 2高层建筑结构复杂性提高现代高层建筑体形与平立面空间分布日益复杂,高度、规模、投资日益增大,要求性能更先进、更优化的结构系统形式与之相适应。主要表现为:(1)需求多元化、功能综合化的趋势,必然要导致高层建筑方案平立面形状与内部空间分布等多样化、个性化与复杂化,为增大建筑净空
高度,很多一般多高层建筑中不存在的新问题与矛盾开始出现,对结构系统形式的要求提高。(2)随着高度与规模等增大,高层建筑投资增加、工期增长,其结构系统优化的必要性及可优化的空间与效益将更明显。结构优化,首先是其形式的优化,然后才是其布局与构件参数的优化。(3)高层建筑需考虑的影响因素日益复杂、系统、综合和多变,选型需要的知识信息愈加庞大,选型结果受人为因素的影响也将增大。 二，高层建筑常用类型 高层建筑结构的结构型式繁多，框架、剪力墙、框架一剪力墙结构体系是高层钢筋混凝土建筑结构中较为传统的、广为应用的结构体系。随着层数和建筑高度增加，利用结构空间作用，又发展了框架一简体结构、筒中筒结构多筒结构和巨型结构等多种结构体系。 高层建筑的结构体系主要有框架结构；剪力墙结构，包括部分框支、剪力墙结构；框架-剪力墙结构；筒体结构，包括框架-核心筒结构、筒中筒结构；以及混合结构，即由多种材料构件如钢筋混凝土构件、钢构件、组合结构构件（钢管混凝土构件、型钢混凝土构件及组合梁等）构成的结构，现分别加以分析。 1、框架结构体系 由框架梁、柱、楼板等主要构件组成。其特点是柱网布置灵活，便于获得较大的使用空间。延性较好。横向侧移刚度较小。因此适用
结构选型大作业(各种结构建筑实例分析)
结构选型大作业 ————09城规 一、砖混结构 ⑴工程名称：麻省理工学院学生宿舍贝克大楼 ⑵工程概况： 所在地：美国波士顿 设计师：阿尔瓦·阿尔托 时间：1947～1948 地点：麻省理工学院 楼层高度：七层 （1946年，阿尔托接受委托在临近查尔 斯河繁华的海岸线的地方设计一栋学生宿 舍楼。他希望使宿舍尽可能多的房间面向太 阳和河流，而不是面向聚集的车流，所以解 决这一问题的方案就是把宿舍楼设计成蜿蜒曲折的形式，形成一种倾斜着流动的风景。西面主要是一些次要的空间，例如公用房间、走廊以及位于大厅一层入口处以扇形方式向外发散的楼梯。为了避免走廊的光线昏暗，他将小卖部和自助餐厅的高度降低了一些。宿舍的表面用的是粗糙的红色石砖，而低矮的餐厅部分使用的是灰色大理石。西
面是一个常青藤缠绕的藤架和一座大型露天花园。 这座有着红色石砖墙、外形蜿蜒曲折的宿舍楼，跟其他建筑相比是那么与众不同，从而成为一座标志性建筑。这种北欧浪漫主义的建筑手法使得当时的国际先锋派大为震惊。同时这种理性主义原则下的反理性形式，体现了阿尔托对现代主义独裁专断的否定。希契柯克称它有“表现主义”倾向。因当时建筑材料仍受管制，只好用砖砌承重墙，高七层，平面作弯来弯去的蛇形，这样就可使宿舍每人都能看窗外的查里斯河风景，同时，曲线布置也可以冲散一般宿舍特有的单调冷漠气氛。） ⑶结构形式分析 ①结构形式：砖砌承重墙 ②受力特点：砖墙既是承重结构，又是围护结构。墙体、 基础等竖向承重构件采用砖砌体结构，楼 盖、屋盖等水平承重构件采用装配式或现浇 钢筋混凝土结构 ⑷施工方案：（平面图）
⑸建筑结构特点：建筑平面灵活，使用方便，结构构件 巧妙转化为精致的装饰。 二、框架结构 ⑴工程名称：萨伏伊别墅(the Villa Savoye) ⑵工程概况：萨伏伊别墅是现代主义建筑的经典作品之一，位于巴黎近郊的普瓦西（Poissy），由现 经典别墅设计案例 代建筑大师勒柯布西耶于1928年设计，1930年建成，使用钢筋混凝土框架结构。这幢白房子表面看来平淡无奇，简单的柏拉图形体和平整的白色粉刷的外墙，简单到几乎没有任何多余装饰的
高层建筑结构选型
高层建筑结构选型 高层建筑结构选型 选型工作具有很强的综合性，包含大量确定与不确定的因素,受诸多条件和因素影响,高层结构是否合理、经济的关键,随着建筑高度和功能的发展需要而不断发展变化。除了要考虑工程造价和投资能力,还要考虑所选结构型式对建筑功能的适应性,施工条件,技术能力,施工工期,建筑材料和能源供应,建筑美学要求包括建筑群及其环境的配合，建设场地的地形地貌自然灾害等等。 竖向承重结构的选型： 在对竖向承重结构进行选型时,首先考虑的是建筑物的高度和用途。不同结构体系的强度和刚度是不一样的,因而它们适应的高度也不同。一般说来,框架结构适用于高度低、层数少、设防烈度低的情况;框架—剪力墙结构和剪力墙结构可以满足大多数建筑物的高度要求;层数很多或设防烈度较高时,可用筒体结构。当建筑物的高度超出规范表中数值时,要进行专门的研究,采取有效的措施。选择结构体系应考虑的另一个因素是建筑物的用途。目前国内高层建筑按用途大体上可分三大类:住宅、旅馆及公共性建筑(办公、商业、科研、教学、医院等)。住宅建筑一般采用剪力墙结构。 水平承重结构的选型： 水平承重结构对保证建筑物的整体稳定和传递水平力有重要作用。水平承重结构选型通常有以下几种,平板体系、无梁楼盖、密肋楼盖和肋
形楼盖。平板体系:平板体系采用单向板或双向板,常用于剪力墙结构或筒体结构。其优点是板底平整,可以不加吊顶,结构高度低,可以降低层高。但当跨度大时,采用平板较困难,一般非预应力平板不宜成过6m,预应力平板不宜超过9m,否则平板厚度过大,楼面重量太大。采用现浇预应力无粘结平板楼面可以减少板厚。无梁楼盖:在层高受限制情况下,公用建筑常采用无梁楼盖。无梁楼盖最好带现浇柱帽,以加强板柱连接的可靠性。无梁楼盖的合适跨度是:普通钢筋混凝土楼面6m以内;预应力混凝土楼面可达9m。密肋楼盖:密肋楼盖多用在跨度较大而梁高受限制的情况下。筒体结构角区楼面也常用密肋楼盖。当采用装配式楼板时,框架－剪力墙结构应加混凝土现浇面层。楼盖结构应满足:房屋高度超过50m时,框架—剪力墙结构、筒体结构及复杂高层建筑结构应采用现浇搂盖结构;剪力墙结构和框架结构宜采用现浇结构。房屋高度不超过50m时,8、9度抗震设计的框架-剪力墙结构宜采用现浇楼盖结构;6、7度抗震设计的框架-剪力墙结构可采用装配整体式楼盖;框架结构和剪力墙结构可采用装配式结构。同时对于现浇楼盖,混凝土强度等级不宜低于C20,也不宜高于C40。 下部结构的选型： 高层建筑的基础是高层建筑的重要组成部分。它将上部结构传来的巨大荷载传递给地基。高层建筑基础形式选择的好坏,不但关系到结构的安全,而且对房屋的造价、施工工期等有重大的影响。高层建筑基础形式通常有以下几种:
建筑结构选型实例分析报告
考查课结课作业（论文） 题目：建筑结构选型实例分析 课程名称：建筑结构选型 学院：土木与建筑工程学院 学生姓名： 学号：201104030002 专业班级：城市规划11-1 任课教师：尹涛
2013年6月 《建筑结构选型》课程报告评分表
目录 一、引言 (1) 二、多层建筑（砖混结构、框架结构）.................... (1) 三、高层建筑（剪力墙结构、框剪结构）........................ .. (5) 四、超高层建筑（筒中筒结构）................................ . (8) 五、工业厂房（轻型钢结构） (9) 六、大跨度公共建筑（桁架结构、拱结构、网架结构、膜结构等）.. (10)
七、桥梁结构（桁架结构、拱结构、悬索结构等）................. . (13) 八、总结 (17) 引言 对于建筑结构，它们并不是我们通常所说的建筑物，而是隐藏于建筑物外表之下的，构成建筑空间、承载建筑荷载，使建筑物得以安全使用的骨架。人们往往认为结构与外形是相同的概念，其实不然。建筑师根据结构功能要求的原则(安全性、适用性、经济性、耐久性)将外表看来很花哨的建筑物与内部规整合理的结构很好的结合在一起，就形成了各种各样的建筑结构型式。 在建筑工程建设中，建筑的安全性和耐久性主要取决于建筑物的结构能否满足要求。此外，对于大多数建筑物，工程造价中约有30%-40%应用于结构工程。而结构工程的施工工期也约占建筑物施工总工期的40%-50%。因此，搞好结构工程对于建筑建设的质量控制、投资控制和进度控制有十分重要的作用。以下简单的介绍几种常见的建筑结构型式，包括、多层建筑（砖混结构、框架结构）高层建筑（剪力墙结构、框剪结构）、超高层建筑（筒中筒结构）、工业厂房（轻型钢结构）、大跨度公共建筑（桁架结构、拱结构、网架结构、膜结构等）、桥梁结构。
建筑结构选型课程论文
河北农业大学 建筑结构选型课程论文 题目：建筑结构选型的综合考虑 学院： 专业班级：城市规划专业 1001班 学号： 学生姓名：钰 指导老师： - 目录 引言 1概述 1.1建筑结构选型的现实意义 1.2建筑结构类型 1.3大跨度结构分类 1.4高层建筑结构体系 2结构选型与建筑设计要求的关系 2.1 建筑设计与结构的关系 2.2因地制宜，逐序选择 2.3建筑结构与建筑空间功能的关系 2.4结构力学对选型的影响 3结构选型与经济技术问题的关系 3.1结构与造价的关系 3.2结构选择对建筑费用的综合影响 4结构选型与建筑美学 4.1结构选型与人的审美 4.2结构选型与建筑造型美 4.3结构的形式美全文总结参考文献 摘要： 建筑结构是建筑三大构成要素中建筑技术的组成内容，是保证房屋安全的重要手段。 建筑结构选型工作之所以复杂，不但是因为它涉及到安全、经济、环境、适用等众多领域，还存在许多确定性因素和未知因素需要预见性考虑。在城市空间环境日益紧张、人们审美能力不断提升、环境质量问题受到社会广泛关注的今天，合理的建筑结构选型，势必更加符合城市发展的需要、符合城市居民反对建筑风格单一化的要求，也能在一定程度上缓解建筑扩张给环境带来的压力 关键词：空间功能设计要求；力学分析；经济技术指标；建筑美学引言随着我国社会经济的飞速发展，建筑业也得到了快速发展。优秀的建筑设计应做到艺术、技术和经济性的三位一体,它是建筑师对这三方面知识充分掌握和创造性应用的产物。建筑师在完成建筑功能、建筑艺术性设计的同时,也应当兼顾建筑的安全性、适用性、耐久性和经济性,以便建筑设计时其他工种的同事能同自己良好的衔接。所以了解并选择合适的建筑结构是建筑设计的重要工作。建筑结构设计主要分为三个阶段：结构方案阶段、结构计算阶段与施工图设计阶段。其中结构方案阶段的内容是：根据建筑的重要性，工程地质勘查报告，建筑所在地的抗震设防烈度，建筑的高度和楼层的层数以及建筑场地的类别来确定建筑的结构形式。在确定了结构的形式之后，就需要根据不同结构形式的要求和特点来布置结构的受力构件和承重体系。选择满足建筑需求的建筑结构是建筑建设的基本要求。一种好的建筑形式更是使得建筑本身增色出众。1概述 1.1建筑结构选型的现实意义功能综合化、需求多元化是现代建筑发展的大趋势，因此，现代建筑尤其是现代高层建筑，其立体和平面形状更加多样化、内部空间的分布更加复杂化与个性化，另外建筑净空高度的增加对建筑的结构系统提出更高、更新的要求，合理选择建筑结构显得更加必要。建筑结构所要涉及的领域越来越宽广，需要综合考虑众多领域的信息和内容，假若考虑范围出现漏洞，导致建筑结构选型不合理，“蝴蝶效应”便会产生作用，则其后续问题更多更加麻烦。建筑施工尤其是高层建筑施工更是旷日持久的大工程，不仅投资大，而且工期通常非常长，一旦建筑结构选型不合理并付诸实践，则积重
2013年4月考试建筑结构第一次作业
2013年4月考试建筑结构第一次作业 一、单项选择题（本大题共45分，共 15 小题，每小题 3 分） 1. 下列板中，（）应按单向板计算 A. 两对边支承板； B. 两邻边支承板； C. 四边支承板； D. 周边嵌固的三角形板。 2. 按弯矩调幅法计算时，调整后某跨两端支座弯矩为 M l，M r，跨中弯矩为M 跨中 ，若按简支梁计算的该跨跨中弯矩设计值为M0，则（） A. M 跨中 +|M l+M r|≥0.51M0 B. m 跨中 +|m l+m r|≥1.02M0 C. m 跨中+| m l+m r | ≥0.51M0 D. m 跨中+| m l+m r 2 | ≥1.02M0 3. 地震作用参与的荷载效应组合公式为： A. 恒载的荷载效应 B. 活载的荷载效应 C. 重力荷载代表值的的荷载效应 D. 永久荷载的的荷载效应 4. 计算框架梁截面惯性矩I时应考虑至楼板的影响。对现浇楼盖，中框架和边框架I分别取为（式中I0为矩形截面梁的截面惯性矩）（）。 A. 1.5I0，1.2I0 B. 2.0I0，1.5I0 C. 1.5I0，1.0I0
D. 1.2I0，1.0I0 5. 在用分层法计算多层框架竖向荷载作用下的内力时，除底层柱以外，其他各层柱的线刚度应乘以（） A. 0.6 B. 0.7 C. 0.8 D. 0.9 6. 砌体结构中，关于墙、柱高厚比正确的是（）。 A. 墙、柱高厚比不涉及砂浆的强度等级 B. 虽然承载力满足要求，但高厚比不一定满足要求 C. 只要承载力满足要求，高厚比也就一定满足要求 D. 如果有两片墙，其材料强度等级、墙厚和墙高均 E. 相同，则其高厚比也相同 7. 工程中，将满足（）的牛腿称为短牛腿。 A. a≤?o B. a>?o C. a≤? D. a>? 8. 有一连续梁，其端部在砖墙上的搁置长度为a，第一内支座的支承宽度为b，边跨的净跨为ln1。则在按弹性理论计算时，该梁的边跨计算跨度为（）与 1.025ln1＋0.5b中的小者。 A. h＋0.5(a＋b) B. h＋0.5(b＋ln1) C. ln1＋0.5(a＋b) D. ln1＋0.5(b＋h) 9. 目前，我国混凝土单层厂房的结构型式主要有刚架和（）两种 A. 桁架 B. 排架 C. 框架 D. 网架 10. 厂房跨度在18m及以下时，应采用（） A. A基本模数 B. B扩大模数30M数列 C. C扩大模数60M数列 D. D扩大模数120M数列 11. 已知某剪力墙肢为小偏压构件，在其他条件不变的情况下，随着轴压力的 增大，（）。 A. 正截面受弯承载力降低，斜截面受剪承载力提高 B. 正截面受弯承载力降低，斜截面受剪承载力降低 C. 正截面受弯承载力提高，斜截面受剪承载力提高 D. 正截面受弯承载力提高，斜截面受剪承载力降低
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨【摘要】：高层建筑的结构体系是高层结构是否合理、经济的关键,随着建筑高度和功能的发展需要而不断发展变化。论文总结了各种高层建筑结构体系、特别是近年来出现的复杂、新颖的结构体系的受力特征,进而对高层建筑结构选型要点进行了探讨。 【关键词】：高层建筑；结构选型；重要性； 中图分类号： tu97 文献标识码：a 文章编号： 【 abstract 】:the structure of the high-rise building system is high-rise structure whether reasonable, key economic, along with the development of building height and function need constantly develops and changes. the thesis summed up the various kinds of high building structure system, especially in recent years, the complex, novel appeared of structural system of the mechanical characteristics and structure design of high-rise building points are discussed 【 key words 】: high-rise buildings; the structural type; importance; 引言 对于高层建筑的结构设计, 首先摆在结构工程师面前的是结构选型的问题。高层建筑结构的选型通常要遵循一定的原则, 它不仅考虑到建筑物的适用性、经济性、抗震性能,而且要考虑施工安装的影响。正确处理高层建筑结构体系的选型问题,对于高层建筑结
建筑结构选型实例分析报告
建筑结构选型实例分析 第一章 悬挑结构：现代MOMA 1.工程概况： 当代MOMA位于东直门迎宾国道北侧，拥有首都北京的地标优势,项目规划建筑面积22万平方米，其中住宅为13.5万平方米，配套商业面积达8.5万平方米，包括多厅艺术影院，画廊，图书馆等文化展览设施，还包括了精品酒店，国际幼儿园，顶级餐饮，顶级俱乐部及健身房、游泳池、网球馆等生活设施与体育休闲设施。 当代MOMA由纽约的哥伦比亚大学教授StevenHoll设计，项目规划概念是BEIJINGLINKEDHYBRID，在建筑艺术方面实现了世界的唯一，更加充分的发掘城市空间的价值，将城市空间从平面、竖向的联系进一步发展为立体的城市空间。当代MOMA也是当代置业科技主题地产的延续与发展，在万国城Moma实现高舒适度、微能耗的基础上，将大规模使用可再生的绿色能源。从可持续的观点出发，当代MOMA适当的高密度(强度)开发利用土地与大规模使
用可再生的绿色能源是大城市发展的方向，是真正“节能省地型”的项目。 在当代MOMA的规划设计中，更多考虑了未来城市的生活模式，引入了复合功能的概念，实现开放功能的城市社区，在这里不单是居住功能，而且能够和谐的工作，娱乐、休闲消费、交通，作为一个汇集精品商业与国际文化的开放社区，充满生气与活力，将创造更和谐的国际化生活氛围，不仅为社区创造更舒适的环境，更多的交往机会，也将完善城市区域功能，为北京的城市形象，为北京奥运会增添光彩。项目计划2005年初开始建设，在2008年奥运会之前建成使用。 2.结构形式： 为减轻自重，梁柱采用H型钢，并且设置了受拉的钢斜撑，提高悬挑结构的刚度和承载力．为承受悬挑部分重力荷载产生的倾覆力矩，在悬挑部分增设钢斜撑，将倾覆力矩传递到塔楼上；在塔楼相应的部位增设钢管斜撑。使塔楼整体承受倾覆力矩。在塔楼内除设置核心筒外。还设置了十字型剪力墙，提高塔楼整体的刚度和抗倾覆能力。长悬挑是本工程主要设计难点之一，目前主体结构竖向构件采用了中震不屈服的性能目标，对于悬挑结构这样更加重要的部分，设计中采用了中震弹性设计的更高的性能目标，即悬挑部分的构件验算时，按中震弹性地震力(水平地震和竖向地震)与竖向荷载进行组合，考虑荷载分项系数，材料强度取设计值。经中震弹性设计验算，悬挑部位构件的应力比基本上都控制在0．9以下。 3.施工情况： 物业公司：第一物业服务有限公司 建筑面积：220000平方米 绿化率：34% 使用率：80% 容积率：2.64 建设规模：地上21层、地下两层
国开房屋建筑混凝土结构设计形考作业
国家开发大学土木工程本科 房屋建筑混凝土结构设计 形成性考核题目及答案 形考任务一 一、选择题（共5小题，每小题10分，共50分） 1.（梁板结构体系）主要承担楼（屋）面上的使用荷载，并将荷载传至竖向承重结构，再由竖向承重结构传至基础和地基。 2.（框架结构体系）由梁和柱连接而成，其中梁柱连接处一般为刚性连接，柱支座一般为固定支座。 3.（框架结构体系）的优点是建筑平面布置灵活、使用空间较大，缺点是结构抗侧刚度较小、易产生较大侧移，主要应用于10层以下多层建筑。 4.（框架-剪力墙结构体系）是将框架结构中的部分跨间布置剪力墙或把剪力墙结构的部分剪力墙抽掉改为框架承重。 5.（结构选型）的主要目的是为建筑物选择安全经济的受力体系，主要包括结构体系的选择及结构材料的确定等。 二、判断题（共10小题，每小题5分，共50分） 6.混凝土结构是由基础、柱(墙)、梁(板、壳）等混凝土基本构件组成的一个空间骨架受力系统。（√） 7.混凝土结构设计，就是根据建筑功能或生产要求，依据一定的力学原理，选用合理的结构形式，并确定各组成构件的尺寸、材料和构造方法的过程。（√） 8.梁板结构体系是混凝土结构中最常用的竖向结构体系，被广泛用于建筑中的楼、屋盖结构、基础底板结构等。（×） 9.框架结构属高次超静定结构，既承受竖向荷载，又承受侧向水平力。（√） 10.在剪力墙的墙体内，侧向荷载主要产生向下的压力，竖向荷载产生水平剪力和弯矩。（×）
11.框架-剪力墙结构体系既保留了框架结构建筑布置灵活、使用方便的优点，又具有剪力墙抗侧刚度大、抗震性能好的优点，同时还可充分发挥材料的强度作用，具有很好的技术经济指标。（√） 12.先设计、后勘察、再施工，是工程建设必须遵守的程序。（×） 13.结构设计的具体内容包括基础结构设计、上部结构设计和构造细部设计。（√） 14.结构设计一般可分三个阶段：方案阶段、结构分析与计算阶段、施工图设计阶段。（√） 15.工程地质勘察报告不作为结构设计的主要依据。（×） 形考任务二 一、选择题（共10小题，每小题5分，共50分） 1.现浇楼盖是指在现场整体浇筑的楼盖，关于其缺点的表述不正确的是：（耗费模板少）。 2.对于钢筋混凝土现浇楼盖，若表示短边的计算跨度，表示长边的计算跨度，则 （当2 高层建筑结构选型的设计原则及特点 随着我国城市化发展的进程，城区范围越来越大，人口逐渐增多，城市可利用的土地资源越来越稀缺，对城市的发展具有很大的限制性。在这种背景下，高层建筑应运而生，主要是为了提高土地资源的利用率。在建筑设计中，高层建筑的结构设计首要任务就是结构选型，其影响着高层建筑的质量、功能以及与城市的协调度。基于此，本文首先分析高层建筑结构设计原则与特点，然后在此基础上结合工程实例，探讨高层建筑结构选型设计要点。 标签：高层建筑；结构选型；设计原则 近些年，为了缓解土地紧张的问题，大量高层建筑不断涌现，因此，对于高层建筑的结构选型设计成为建筑设计中的重要内容。另一方面，为了提高建筑结构的稳定性，必须科学选择设计方案，保障高层建筑产业的可持续发展。 1、高层建筑结构设计原则及特点 1.1结构平面布置 结构平面布置应该以简单、规则、对称为主要原则，尽可能使质心和钢心重合。如果结构偏心较大，那么相应的扭转效应也大，造成端部构件位移增加，导致应力集中，因此，结构布局中平面突出部分不宜过长。在结构计算中，判断扭转是否过大，可以使用概念设计方法近似计算钢心、质心及偏心距，然后根据计算结果进行判断。另外，也可以计算结构最远边缘处的最大层间变形和质心处的层间变形，如果两者比值大于1.2，则扭转太大而结构不规则，应该对平面布置进行优化。最后，高层建筑应该避免使用严重不规则的结构布置，如果使用功能与建筑的要求、结构平面布置严重不规则时，应该将平面分割成若干个简单、规则的独立单元。 1.2结构立体布置 同样的原则，结构立体布置应该规则、均匀。规则主要是要确保体型规则，如果出现变化，也应该是有规则的渐变。如果在竖向上发生剧变，那么在地震发生时很容易出现变形集中，引起某一楼层的倒塌；均匀是指上下体型、刚度、承载力及质量分布均匀或者变化均匀。在竖向结构中，刚度应该遵循下大上小的原则，自下而上逐渐减小。如果设计中下层刚度小，那么变形将会集中在下部，形成薄弱层，一旦出现突发的外力作用，比如地震，就会造成高层建筑的整体坍塌。同样的，在体型尺寸上，也应遵循下大上小、逐渐变化的原则，不能出现体型的突变。上不楼层收进使得体型较小的情况经常发生，但是对于收进的尺寸应当限制。收进的部位越高，收进后的平面尺寸越小，高振型的影响明显加大。如果上部楼层外挑，那么就会出现“头重脚轻”的情况，就会增大扭转反映，大大增加竖向地震影响。 建筑结构选型 10章空间网架结构 1.什么是网架结构？ 网架结构是由很多杆件通过节点，按照一定规律组成网状空间杆系结构。 2.网架结构按外形可分为哪两类？ 平板网架和曲面网架；通常平面网架称为网架，曲面网架称为网壳。 3.平板网架结构的优点？ 整体性好，稳定性号，空间刚度大，能有效承接非对称荷载、集中荷载和动荷载，有较好的抗震性。与网壳相比，是一种无水平推力、拉力的空间结构、支座构造简单，一般简支即可，便于下部支承结构处理。 4.网架结构按构成方式分为哪两类？ 一类是由不同方向的平行弦桁架相互交叉组成的，故称为交叉桁架体系网架；另一类是由三角锥、四角锥或六角锥等的椎体单元组成的空间网架结构，故称角锥体系网架。 5.交叉桁架体系网架有哪些？角锥体系网架有哪些？各种网架体系适用范围？ 1)交叉桁架体系 ①两向正交正放网架；适用于正方形，近似正方形的建筑平面，跨度以30—60m的中等跨度为宜。 ②两向正交斜放网架；适用于建筑平面正方形或长方形的中大跨度的情况。 ③两向斜交斜放网架；一般用于建筑平面两方向柱距不等的情况。 ④三角交叉网架;特别适用于三角形、多边形和圆形的建筑平面。 2）角锥体系网架 ①三角锥体系网架：三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂窝形三角锥网架；适用于中小跨度的周边支承的六边形、矩形和圆形平面的建筑。 ②四角锥体系网架 正放四角锥网架；适用于大柱网、点支承、设有悬挂吊车的工业厂房情况。 正放抽空四角锥网架；适用于中小跨度和矩形平面的建筑，当为点支承时，要注意在周 边布置封闭的边桁架，以保证网架稳定。 斜放四角锥网架； 星形四角锥网架；适用于中小跨度周边支承的网架。 棋盘形四角锥网架；适用于小跨度周边支承的情况。 单向折线形网架；适用于狭长矩形平面的建筑。 3）六角锥体系网架 6.网架结构的组成和各自的适用范围？ 网架结构的组成：二层网架、三层网架；当跨度大于50m时，可考虑采用三层网架；当跨度大于80m时，可优先采用三层网架。 7.网架的结构选型原则： 安全可靠、技术先进、经济合理、美观适用。 8.了解网架的高度和网格尺寸？ 网架高度：网架的高度与屋面荷载、跨度、平面形状、支承条件及设备管道等因素有关。屋面荷载较大、跨度较大时，网架高度应选得大一些。平面形状为圆形、正方形或接近正方形时，网架高度可取得小一些，狭长平面时，单向传力明显，网架高度应大一些。点支承网架比周边支承的网架高度要大一些。当网架中有穿行管道时，网架高度要满足要求。 网格尺寸：网格尺寸的大小，主要是上弦网格尺寸，网格尺寸主要与网架的跨度、屋面的材料、网架的型式、网架高度、荷载大小因素有关。 第一章梁 1.梁按支座约束分为： 静定梁和超静定梁，根据梁跨数的不同，有单跨静定梁或单跨超静定梁、多跨静定梁或多跨连续梁。 2.简述简支梁和多跨连续梁的受力特点和变形特点？ 答：简支梁的缺点是内力和挠度较大，常用于中小跨度的建筑物。简支梁是静定结构，当两端支座有不均匀沉降时，不会引起附加内力。因此，当建筑物的地基较差时采用简支梁结构较为有利。简支梁也常被用来作为沉降缝之间的连接构件。 多跨连续梁为超静定结构，其优点是内力小，刚度大，抗震性能好，安全储备高，其缺点是对支座变形敏感，当支座产生不均匀沉降时，会引起附加内力。（图见5页） 3.悬挑结构的特点：悬挑结构无端部支撑构件、视野开阔、空间布置灵活。 悬挑结构首要关注的安全性是：倾覆、承载力、变形等。 第二章桁架结构 1.桁架结构的组成： 上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆 2.桁架结构受力计算采用的基本假设： （1）组成桁架的所有各杆都是直杆，所有各杆的中心线（轴线）都在同一平面内，这一平面称为桁架的中心平面。 （2）桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点。（铰接只限制水平位移和竖向位移，没有限制转动。） （3）所有外力（包括荷载及支座反力）都作用在桁架的中心平面内，并集中作用于节点上（节点只受集中力作用） 3.桁架斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号（拉或压）有何关系？ 答：斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号（拉或压）有直接的关系。对于矩形桁架，斜腹杆外倾受拉，内倾受压，竖腹杆受力方向与斜腹杆相反，对于三角形桁架，斜腹杆外倾受压，内倾受拉，而竖腹杆则总是受拉。（图见11页） 4.按屋架外形的不同，屋架结构形式有几种？ 答：三角形屋架，梯形屋架，抛物线屋架，折线型屋架，平行弦屋架等。 屋架结构的选型应从哪几个方面考虑？ 答：（1）屋架结构的受力；（2）屋面防水构造；（3）材料的耐久性及使用环境；（4）屋架结构的跨度。 屋架结构的布置有哪些具体要求？ 答：（1）屋架的跨度：一般以3m为模数； （2）屋架的间距：宜等间距平行排列，与房屋纵向柱列的间距一致，屋架直接搁置在柱顶； （3）屋架的支座：当跨度较小时，一般把屋架直接搁置在墙、垛、柱或圈梁上。当跨度较大时，则应采取专门的构造措施，以满足屋架端部发生转动的要求。 5.屋架结构的支撑有哪几种？ 答：屋架支撑包括设置在屋架之间的垂直支撑，水平系杆以及设置在上、下弦平面内的横向支撑和通常设置在下弦平面内的纵向水平支撑。 第三章单层刚架结构 1.刚架结构：是指梁、柱之间为刚性连接的结构。 2.排架结构：是梁和柱之间为铰接的单层刚架。 3.在单层单跨刚架结构中约束条件对结构内力有何影响？ 答：约束越多，内力越分散，内力值越小，变形越小，即刚度越大。 1 混合结构体系 混合结构体系概述 混合结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。如一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成，以砖墙为承重墙，或者梁是用木材建造，柱是用钢筋混凝土建造。由两种或两种以上不同材料的承重结构所共同组成的结构体系均为混合结构。混合结构,又可以说是砖混结构.虽然也用钢筋浇柱\梁,但墙体具是承重功能,不能乱拆. 特点：质量较框架略差,质量较好,寿命较长.造价略低，适合6层以下，横向刚度大，整体性好，但平面灵活性差。 分类：型钢柱+混凝土梁+混凝土筒归入混凝土结构 型钢柱/钢管混凝土+钢梁+混凝土筒归入型钢框架混凝土核心筒结构 实例工程项目概况 金茂大厦（JinMaoTower），又称金茂大楼，位于上海浦东新区黄浦江畔的陆家嘴金融贸易区，楼高米，是上海目前第2高的摩天大楼（截至2008年）、中国大陆第3高楼、世界第8高楼。大厦于1994年开工，1999年建成，有地上88层，若再加上尖塔的楼层共有93层，地下3层，楼面面积27万8,707平方米，有多达130部电梯与555间客房，现已成为上海的一座地标，是集现代化办公楼、五星级酒店、会展中心、娱乐、商场等设施于一体，融汇中国塔型风格与西方建筑技术的多功能型摩天大楼，由著名的美国芝加哥SOM设计事务所的设计师Adrian Smith设计。因为中国人喜欢塔所以中国才把金茂大厦设计成这样。 实例工程项目结构选型与结构布置分析 其结构体系为巨型型钢混凝土翼柱+ 内筒混合结构体系。这种混合结构体系的巨型型钢混凝土柱和钢筋混凝土内筒通过刚性大梁构成一个整体的抗侧力体系, 而且其抗侧力体系的力矩很大, 效率很高。这种体系还可提供较大的使用空间, 其外围洞口可以做得很大。 2框架结构体系 框架结构体系概述 框架结构是利用梁柱组成的纵、横向框架，同时承受竖向荷载及水平荷载的 关于高层建筑结构选型设计的初步探讨张奎立 发表时间：2018-11-16T19:14:04.653Z 来源：《基层建设》2018年第30期作者：张奎立[导读] 摘要：高层建筑选型的问题伴随着高层建筑的日益增多也开始凸显，大量的高层建筑造型不顾结构的安全性和经济性，设计方案虽然夺人眼目，却为此要付出巨大经济代价。 安徽新天柱工程规划设计研究院有限公司安徽省合肥 230000摘要：高层建筑选型的问题伴随着高层建筑的日益增多也开始凸显，大量的高层建筑造型不顾结构的安全性和经济性，设计方案虽然夺人眼目，却为此要付出巨大经济代价。解决这些问题的最好方法之一就是正确处理高层建筑的选型设计。 关键词：高层建筑；结构选型；设计 一、高层建筑结构选型的重要性 高层建筑与城市社会发展的关系密切我国城市化进程及人口的持续增长导致城市人口急剧上升，城市居住、生产、生活用地日趋紧张。为节约及充分利用城市土地资源，减少拆迁费、市政工程费和复杂地形处理费，提高城市社会吸纳能力及其综合效益，缓解城市膨胀及城市房屋的严峻供需矛盾，改善城市环境与调节心理等城市社会性问题，高层建筑的数量仍将在全国各大中城市持续增长，且其规模、高度、复杂性及建设速度也将呈上升趋势。 高层建筑结构复杂性提高现代高层建筑体形与平立面空间分布日益复杂，高度、规模、投资日益增大，要求性能更先进、更优化的结构系统形式与之相适应。主要表现为需求多元化、功能综合化的趋势，必然要导致高层建筑方案平立面形状与内部空间分布等多样化、个性化与复杂化，为增大建筑净空高度，很多一般多高层建筑中不存在的新问题与矛盾开始出现，对结构系统形式的要求提高。随着高度与规模等增大，高层建筑投资增加、工期增长，其结构系统优化的必要性及可优化的空间与效益将更明显。结构优化，首先是其形式的优化，然后才是其布局与构件参数的优化。高层建筑需考虑的影响因素日益复杂、系统、综合和多变，选型需要的知识信息愈加庞大，选型结果受人为因素的影响也将增大。 二、结构的选型问题 1.结构的超高 在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，特别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，必须对其重视，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。 2.结构的规则性 新旧规范在这方面的内容产生了很大变动，在这方面新规范增添了很多的限制条件，如：嵌固端上下层刚度比信息、平面规则性信息等，此外，新规范采用强制性条文对“建筑不应采用严重不规则的设计方案”进行了明确规定。因此，结构工程师在遵循新规范过程中必须要严格注意这些限制条件，防止后期施工图设计阶段工作陷于被动。 3、短肢剪力墙的设置 在新规范中，短肢剪力墙定义为对墙肢截面高厚比为5~8的墙，且通过实际经验和实验数据，对在高层建筑中的应用短肢剪力墙增加了很多限制，因此要最大程度避免采用短肢剪力墙。 4.嵌固端的设置 由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了此从而带来一系列需要注意的方面.如：嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等问题，其中任何一方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。 三、高层建筑结构选型 根据高层建筑结构的受力特点，对高层建筑结构在概念阶段的设计显得尤为重要，该阶段设计的优缺点直接影响建筑工程整体的经济性。 （一）高层建筑结构体系选型与建筑施工的关系高层建筑施工工艺的不同，不仅会影响到材料消耗、劳动力、工期及造价等技术经济指标，而且也会影响到建筑结构的受力状态，抗震性能等。所以在高层建筑结构体系选型时就要对施工工艺连同其它因素加以权衡，综合考虑。现浇钢筋混凝土高层建筑结构的造价主要包括材料、模板及施工三部分。据统计，在造价中模板的费用是最主要、最易变化的部分，它可占总造价的33%-55%，模板体系选择是否合理，不仅影响主体结构造价，而且与施工速度及劳动力消耗有着密切关系。 （二）高层建筑结构抗震体系选定的原则（1）具有明确的计算简图和合理的地震力传递路线；（2）具备多道抗震防线，不会因部分结构或构件失效，而导致整个体系丧失抗侧力或承受重力荷载的能力；（3）具有必要的承载力、良好的延性和较多的耗能潜力，从而使结构体系遭遇地震时具有足够的防倒塌能力；（4）沿水平和竖向结构的刚度和强度分布均匀，或按需要合理分布，避免出现局部削弱或突变，形成薄弱环节，从而防止地震时出现过大的应力集中或塑性变形集中的危险。 在确定高层建筑方案的同时，应综合考虑房屋的重要性、设防烈度、场地类别、房屋高度、地基基础，以及材料供应和施工条件，并结合结构体系的经济、技术指标，选择最合适的结构体系。 四、针对高层建筑结构选型进行设计 1、结构选型设计的条件 在进行建筑结构选型设计前，需要对建筑结构的功能要求进行充分的分析，在满足相应功能要求的基础上，实现合理的高层建筑结构选型设计。在高层建筑选型上，需要充分的考虑到各种建筑结构形式，并针对材料的选用情况进行慎重的分析。一般来说，很多的建筑成本花费最高的阶段就是结构设计阶段，而且在这一阶段，施工工期也相对较长。所以，有效的保障结构选型设计的质量，就能够使得高层建筑建设的整体质量得到保障。 建筑结构体系及选型樊振和课后题 建筑结构选型 绪论 0-1.建筑结构选型是对各种建筑结构形式的结构组成、基本力学特点、适用范围以及技术经济、施工要求等方面的内容进行分析和研究，建筑师做到了这些，才能更好解决以下两个问题：（1）做方案时，主动并正确地考虑、推敲、确定并采用最适宜的建筑结构体系，并使之与建筑空间、体型及形象有机融合；（2）作为工程主持人的建筑师，掌握了建筑结构体系及选型的知识（以及必要的其它相关专业知识），就能很好地与建筑结构工程师进行默契的协作和配合。 0-2.技术因素：建筑材料、建筑技术发展水平 社会因素：人们对建筑功能要求的丰富和提高 0-3.非结构功能：美学表现力 建筑师的设计：处理好建筑功能与建筑空间的关系，并选择合理的建筑结构形式，就自然形成了建筑的外观，然后去发现、选择、袒露那些建筑结构自身具有美学价值的因素；再在选择的基础上，根据建筑构图原理，对那些具有美学价值的结构因素进行艺术加工和创造，从而利用这些来构成建筑的艺术形象。 0-4.（1）选择能充分发挥材料性能的结构形式。根据力学原理选择合理的结构形式使结构处于无弯矩状态，以达到受力合理节省材料的目的。减少结构弯矩峰值，使结构受力更为合理。 （2）合理地选用结构材料。充分利用结构材料的长处，避免和克服它们的短处。提倡结构形式的优选组合。采用轻质高强的结构材料、 一般平板结构 1-1.平板结构：一个简单而基本的概念，即非曲面结构，不但涵盖建筑结构水平分系统中的板式结构和梁板式结构，而且涵盖了建筑结构竖向分系统，包括结构柱、结构墙体、带壁柱结构墙体等 板式结构与梁板式结构都属于平板结构 1-2.单向板：荷载主要沿短跨方向传递 双向板：长跨短跨两个方向都有明显挠曲，板在两个方向上都传递荷载。 单向板在结构上属于平面受力和传力，双向板在结构上属于空间受力和传力，因此双向板比单向板更为经济合理 1-3.水平分系统：自身跨度 竖向分系统：稳定性条件 两者都是结构力学的问题 1-4.减小板的跨度。 无关，壁柱是为了提高砖墙的稳定性以及增加墙体刚度的。 1-5.简支梁：静定结构，由梁自身承重，内力较连续梁大，跨度高层建筑结构选型的设计原则及特点
建筑结构选型 总结 (1)
建筑结构选型总复习、作业及答案
建筑结构选型案例分析(1)
关于高层建筑结构选型设计的初步探讨 张奎立
建筑结构体系及选型樊振和课后题