现代建筑结构的优化设计
浅论现代建筑结构的优化设计
摘要：近年来，随着房地产行业的发展，土地价格不断上涨，人们开始关注建筑结构的优化设计。应用先进的现代建筑设计工具，按照“适用、合理、经济”的方案，就可以降低建筑施工的成本。因此现代建筑结构的优化设计受到了越来越多人的关注，下面就来讨论一下现代建筑结构的优化设计。
关键词：现代建筑结构；优化设计
中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：
随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们对于现代建筑结构的要求也越来越高。以前人们对建筑的要求就只是保暖、舒适、安全就基本可以了，但是现在人们对建筑的给予了更高的要求，它不仅要安全、舒适，还要美观，合理，经济，适用。因此选择合理的建筑方案就显得尤为重要了，它不仅可以降低生产成本，还能够获得最大的经济效益。近十年来，房地产行业火热，楼价节节高升，土地价格不断上涨，这就增加了开发商的建筑成本，开发商为了减少这种成本的支出，就会选择降低工程造价，要实现降低工程造价就要从现代建筑优化设计入手。现代建筑结构优化应用到实践中是一个很广泛的课题，越来越多的人已经开始知道现代建筑结构优化的好处，现在建筑结构优化设计可以在相同的面积上利用结构优化方案就改变内外表面的装修面积，缩小装修面积的同时就可以降低成本，合理利用每一寸土地。
高层建筑结构设计题
填空题 1一般而论，高层建筑具有，，，的特点。 2. 从受力角度来看，随着高层建筑高度的增加，对结构起的作用将越来越大。 3. 现代高层建筑所采用的材料，主要是，两种。 4. 高层钢结构具有，，等优点。 5. 不同国家、不同地区、不同结构形式所采用的结构材料不同，大致有以下几种形式：，，。 6. 钢筋混凝土梁的破坏形态有两种形式：和。 7. 一般用途的高层建筑荷载效应组合分为以下两种情况：，。 8. 剪力墙中斜裂缝有两种情况：一是，二是。 W（KN/m2）可按下式计算：10. 9. 垂直于建筑物表面的单位面积上的风荷载标准值K 剪力墙配筋一般为：、和。 11. 影响柱子延性的因素主要是、和。 二．选择题 1. 关于高层建筑考虑风荷载的概念，下列何项正确？（） [A] 高层建筑的风荷载是主要荷载，其基本风压值的采用与多层建筑相同，按30年一遇的最大10 分钟平均风压来确定； [B] 高层建筑计算风振系数及风压高度变化系数时，都要考虑地面粗糙程度的影响； [C] 高层建筑的风振系数，与建筑物的刚度有密切关系，一般来说，刚度越大，建筑 物的风振影响就越大； [D] 所有的高层建筑，都要考虑风振系数>1.0的风振影响。 2. 下列高层建筑中，计算地震作用时何者宜采用时程分析法进行补充计算？( ) [1] 建筑设防类别为乙类的高层建筑； [2] 建筑设防类别为甲类的高层建筑； [3] 高柔的高层建筑； [4] 刚度和质量沿竖向分布特别不均匀的的高层建筑。 [A] [1] [2]； [B] [1] [3]； [C] [2] [4]； [D] [3] [4]； 3. 框架结构在竖向荷载作用下，需要考虑梁塑性内力重分布而对梁端负弯矩进行调幅，下列调幅及组合中哪项是正确的？( ) [A] 竖向荷载产生的弯矩与风荷载及水平地震作用产生的弯矩组合后进行调幅； [B] 竖向荷载产生的弯矩与风荷载作用产生的弯矩组合后再进行调幅，水平地震作用产生的弯矩不调幅； [C] 竖向荷载产生的梁端弯矩应先调幅，再与风荷载及水平地震作用产生的弯矩组合； [D] 对组合后的梁端弯矩进行调幅，跨中弯矩将相应加大。 4. 在对一、二级抗震等级的框架体系中的框架柱进行截面设计时，往往需将其内力乘以一个增大系数，现有以下这些因素：( ) [1] 在梁柱节点以保持强柱弱梁和截面设计中的强剪弱弯的要求； [2] 加强短柱（柱净高与柱截面尺寸之比小于4）受力的要求； [3] 提高角柱的抗扭能力； [4] 保证底层柱的下端处不首先屈服； [5] 考虑柱在整个框架结构中的重要性，宜适当扩大安全度的需要。
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
浅谈现代木结构建筑及其在中国的发展状况
网络高等教育 本科生毕业论文（设计） 题目：浅谈现代木结构建筑及其在中国的发展状况 学习中心：浙江临安奥鹏学习中心 层次：专科起点本科 专业：土木工程 年级：2013年秋季 学号：131084403251 学生：王武 指导教师：张静 完成日期：2015年9月10日
内容摘要 木结构建筑从结构形式上分，一般分为轻型木结构和重型木结构，主要结构构件均采用实木锯材或工程木产品。木结构建筑有着施工简易、设计灵活、保温隔热性能好、防潮防虫性好、抗震性好等诸多优点。从国内外木质结构房屋的发展状况，介绍并分析了中国发展木结构建筑的可能性及存在的问题，结论是中国发展木结构建筑的市场前景很大，但真正的全面开发还有待时日。本文主要研究现代木结构建筑及其在中国的发展状况，希望通过本文的研究，能够了解其在中国的发展状况以及前景。 关键词：现代木结构；建筑；发展状况
目录 内容摘要 ........................................................................................................................... I 引言 . (1) 1现代木结构房屋的先进性与发展 (2) 1.1现代木结构的先进性 (2) 1.1.1工业化 (2) 1.1.2环保性 (2) 1.1.3宜人性 (2) 1.1.4安全性 (2) 1.1.5舒适性 (3) 1.2结构房屋在我国将迅速发展 (3) 1.2.1顺应了现代住宅建筑理念 (3) 1.2.2环境意识的增强 (3) 1.3建造现代木结构房屋的效益 (4) 1.3.1经济效益和社会效益 (4) 1.3.2经济效益和社会效益 (4) 2木结构建筑的特点 (5) 2.1结构安全 (5) 2.2节能保温 (5) 2.3建造灵活 (5) 2.4环境友善 (5) 2.5良好的视觉和触觉特性 (6) 3现代木结构建筑在中国的发展状况及存在的问题 (7) 3.1现代木结构建筑在中国的发展状况 (7) 3.2中国木结构建筑的发展需要解决的问题 (8) 3.2.1木结构建筑的教育与研究滞后 (8) 3.2.2传统观念 (8) 3.2.3规范和管理 (8) 3.2.4国产化的木结构材料 (8)
柯布西耶和现代建筑五原则
柯布西耶和现代建筑五原则 https://www.360docs.net/doc/b24752697.html,/arc618/blog/item/35d6422b6af04193023bf6ad.html 底层架空 屋顶花园 自由平面 水平长窗 自由立面 这是柯布西耶的新建筑五点。从我手上的资料看，柯布西耶和他的伙伴皮埃尔.让纳雷提出这些原则是在1926年，那一年柯布39岁，已是83年前的事。 新建筑五点，或说现代建筑五原则，学校里背过、考过，工作后不考了，差不多忘了，十几年后有一天想起来，才忽然有一点点理解它讲的是什么意思，才知道自己一直以来做的，还算不上现代建筑，汗颜。 80多年了，现在谈的已经是信息时代的建筑，谈五原则是不是过时？是的，技术和观念已经有了极大的发展进步，但是不能否认，许许多多的发展进步都是建立在现代建筑精神的基础上的，五原则的背后正是现代建筑精神。在相对抽象的精神之外，五原则是个具体的坐标，参照它能够判别一个建筑是否从手法上摆脱了桎梏，进入现代的领域。而手法上摆脱桎梏，从反映了从精神上脱离蒙昧。也许五原则在西方已经过时了，那是因为它以渗透在几代建筑师的血液里，不言自明。但在中国，它还太超前，恐怕真正懂得它的中国建筑师还很少。 若说我们现在的多数建筑甚至没有从手法上进入现代，恐怕很多人不同意。那么这里结合五原则的条目试解之： 底层架空：让实用空间远离地面的阴冷潮湿，把地面留给花园和交通空间，这是底层架空的意义。柯布的着眼点，首先是技术上的可能（钢筋混凝土结构）；其次，是实现目的带来的人性化的意义（居住摆脱阴暗潮湿，更好的享受阳光）；第三，缓解地面层通常空间紧张的矛盾；最后，才是新颖的形式。 底层架空的做法现在不具有普遍性了，因为柯布的时代是工业化社会的时代，而现在是商业化的社会，商业成了城市的血液，商业需要地面做容身之处。这是柯布没有看到的，但我们应该注意到他的出发点，实际上是针对解决问题，非常务实的。 屋顶花园：这个屋顶花园的意思，也要放在当时去看。当时的通行做法是屋顶为坡面的阁楼层，里面是储藏间和佣人的住所。柯布想说的是，首先在新的排水技术、新的结构形式下，屋顶不再有做坡形的必要性，可以是平的（从这个角度，把“屋顶花园”的说法换成“平屋面”亦未尝不可）。其次柯布认识到屋顶也是好的空间，有最好的阳光和视野，应该加以利用；此外，屋顶的绿植、覆土可以缩短钢筋混凝土的温度反差，在技术上不容易产生裂缝。所以这个屋顶花园并不是一个简单的花园，也融合了多层次的思考。正如柯布所说，技术的原因，经济的原因，舒适的原因，情感的原因，要求我们采用平顶式屋面。 底层架空和屋顶花园列于建筑五点之前两项，定义了现代建筑的形象特征。从简单的建筑逻辑看：这样处理带来的轻巧的形式感、入口的空间感，还有打破沉闷的天际线，弥补了减去装饰之后的枯燥感，都不失为很好的手法。但如今的情况发展了，它们不再具有普适性意义，但是自由平面就不同了。 自由平面：基于框架的混凝土结构体系，墙不参与承重，因此平面与古典建筑大
高层建筑结构设计方案模拟题
《高层建筑结构设计》模拟题 一．填空题 1一般而论，高层建筑具有，，,的特点。 ２.从受力角度来看,随着高层建筑高度的增加,对结构起的作用将越来越大。3．现代高层建筑所采用的材料，主要是，两种。 4．高层钢结构具有,，等优点。 5.不同国家、不同地区、不同结构形式所采用的结构材料不同,大致有以下几种形式：,，。 ６．钢筋混凝土梁的破坏形态有两种形式:和。 ７. 一般用途的高层建筑荷载效应组合分为以下两种情况：,。 8．剪力墙中斜裂缝有两种情况:一是,二是。 W（ＫN/m2）可按下式计算： ９. 垂直于建筑物表面的单位面积上的风荷载标准值 K 10. 剪力墙配筋一般为：、和。 11. 影响柱子延性的因素主要是、和。 二．选择题 1. 关于高层建筑考虑风荷载的概念,下列何项正确？(） [Ａ］高层建筑的风荷载是主要荷载，其基本风压值的采用与多层建筑相同,按30年一遇的最大10 分钟平均风压来确定； [B] 高层建筑计算风振系数及风压高度变化系数时，都要考虑地面粗糙程度的影响; ［C]高层建筑的风振系数，与建筑物的刚度有密切关系,一般来说，刚度越大，建筑 物的风振影响就越大; ［D］所有的高层建筑，都要考虑风振系数>1．0的风振影响。 ２. 下列高层建筑中,计算地震作用时何者宜采用时程分析法进行补充计算？() [１]建筑设防类别为乙类的高层建筑; [2] 建筑设防类别为甲类的高层建筑; [３]高柔的高层建筑; [4] 刚度和质量沿竖向分布特别不均匀的的高层建筑。
[A] [1］[2]; [Ｂ］［1] [3]； ［Ｃ] ［2］[4]； [D] [3] [4]； 3．框架结构在竖向荷载作用下,需要考虑梁塑性内力重分布而对梁端负弯矩进行调幅,下列调幅及组合中哪项是正确的？() [Ａ] 竖向荷载产生的弯矩与风荷载及水平地震作用产生的弯矩组合后进行调幅； [B]竖向荷载产生的弯矩与风荷载作用产生的弯矩组合后再进行调幅,水平地震作用产生的弯矩不调幅； ［C] 竖向荷载产生的梁端弯矩应先调幅,再与风荷载及水平地震作用产生的弯矩组合; [D] 对组合后的梁端弯矩进行调幅，跨中弯矩将相应加大。 4. 在对一、二级抗震等级的框架体系中的框架柱进行截面设计时,往往需将其内力乘以一个增大系数，现有以下这些因素：() ［1] 在梁柱节点以保持强柱弱梁和截面设计中的强剪弱弯的要求; [2] 加强短柱(柱净高与柱截面尺寸之比小于4）受力的要求; [３] 提高角柱的抗扭能力； ［4] 保证底层柱的下端处不首先屈服； ［5] 考虑柱在整个框架结构中的重要性，宜适当扩大安全度的需要。 试指出乘以增大系数的正确原因，应是下列何项组合? [Ａ] [2] ［3] ［5]； [Ｂ] ［1] ［2］[4]； ［Ｃ］[１] [3] [5］; [Ｄ] ［1］[3］［４] ５. 联肢剪力墙中连梁的主要作用为:（） [A]连接墙肢，把水平荷载从一墙肢传递到另一墙肢； [B］连接墙肢，把竖向荷载从一墙肢传递到另一墙肢； [C] 连接墙肢,起整体作用； [D］洞口上方连梁起构造作用。 6. 在原框架结构中增加了若干榀剪力墙后，此结构是否安全可靠? () ［A] 整个结构更安全;
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/㎡。
现代木结构建筑
现代木结构建筑 现代木结构建筑就是指主要结构构件采用标准化的木材或工程木产品,构件连接节点采用金属连接件连接的建筑。现代木结构分为重型梁柱木结构与轻型桁架木结构。 在中国,木结构有着悠久的历史,像我们所熟知的故宫、应县木塔、天坛等最能代表中国特色的建筑都就是木结构建造。对于延续几千年的中国古代建筑而言,木构造就是真正的灵魂。但近几十年来,由于森林资源问题停止了木结构的研究与应用,随着人工林的开发利用,符合世界节能环保、绿色健康、低碳固碳的大趋势的木结构建筑,迎来了发展应用的春天。 木材用于建筑具有独特的性能:1、木材就是绿色、固碳的材料;2、木材就是强重比最佳的材料,远远优于钢材与混凝土;3、木材就是无公害的材料;4、木材就是唯一可再生与重复利用的材料。 现代木结构建筑特点:1、木结构使用寿命长,只要维护得当,几百年上千年的木结构建筑皆有存在;2、施工容易、建设工期短,一幢现代木结构建筑一星期就可完工;3、具个性化室内外设计,亲近自然、造型别致;4、冬暖夏凉、环境友好,因木材温馨且无公害;5、具极佳的抗震性能,很多国家作为抗震重要措施;6、具节能、固碳特性,特别在使用过程中保温隔热作用;7、可拆卸与整体移动。 装配式建筑:用预制的构件在工地装配而成的建筑。
功能与优点 设计多样化 目前住宅设计与住房需求脱节,承重墙多,开间小,分隔死,房内空间无法灵活分割。而装配式房屋,采用大开间灵活分割的方式,根据住户的需要,可分割成大厅小居室蜮小厅大居室。住宅采用灵活大开间,其核心问题之一就就是要具备配套的轻质隔墙,而轻钢龙骨配以石膏板或其它轻板恰恰就是隔墙与吊顶的最好材料。 功能现代化 长期以来,住房有水,有电就算现代化了。但进入21世纪,仅要求这点条件就落后了。现代化的装配式住宅应具有以下功能: 1、节能外墙有保温层,最大限度地冬季采暖与夏季空调的能耗; 2、隔声提高墙体与门窗的密封功能,保温材料具有吸声功能,使室内有一个安静的环境,避免外来噪音的干扰; 3、防火使用不燃或难燃材料,防止火灾的蔓延或波及; 4、抗震大量使用轻质材料,降低建筑物重量,增加装配式的柔性连接; 5、外观不求奢华,但立面清晰而有特色,长期使用不开裂、不变形、不褪色; 6、为厨房、厕所配备务种卫生设施提供有利条件; 7、为改建、增加新的电气设备或通讯设备创造可能性
高层建筑结构设计(教案)
高层建筑结构设计 教案 山东大学 土建与水利学院 薛云冱
目录 第一章：高层建筑结构体系及布置 (2) §1-1 概述 (2) §1-2 高层建筑的结构体系 (7) §1-3 结构总体布置原则 (9) 第二章：荷载及设计要求 (12) §2-1 风荷载 (12) §2-2 地震作用 (13) §2-3 荷载效应组合及设计要求 (14) 第三章：框架结构的内力和位移计算 (15) §3-1 框架结构在竖向荷载作用下的近似计算—分层法 (15) §3-2 框架结构在水平荷载作用下的近似计算（一）—反弯点法 (16) §3-3 框架结构在水平荷载作用下的近似计算（二）—改进反弯 点（D值）法 (17) §3-4 框架在水平荷载作用下侧移的近似计算 (18) 第四章：剪力墙结构的内力和位移计算 (20) §4-1 剪力墙结构的计算方法 (20) §4-2 整体墙的计算 (22) §4-3 双肢墙的计算 (23) §4-4 关于墙肢剪切变形和轴向变形的影响以及各类剪力墙划 分判别式的讨论 (24) §4-5 小开口整体墙的计算 (29) §4-6 多肢墙和壁式框架的近似计算 (30) 第五章：框架—剪力墙结构的内力和位移计算 (30) §5-1 框架—剪力墙的协同工作 (30) §5-2 总框架的剪切刚度 (31) §5-3 框—剪结构铰结体系在水平荷载下的计算 (32) §5-4 框—剪结构刚结体系在水平荷载下的计算 (33) §5-5 框架—剪力墙的受力特征及计算方法应用条件的说明 (36) §5-6 结构扭转的近似计算 (36) 第六章：框架截面设计及构造 (36) §6-1 框架延性设计的概念 (36) §6-2 框架截面的设计内力 (37) §6-3 框架梁设计 (39) §6-4 框架柱设计 (42) §6-5 框架节点区抗震设计 (47) 第七章：剪力墙截面设计及构造 (49) §7-1 墙肢截面承载力计算 (49) §7-2 连梁的设计 (53)
浅谈现代建筑结构检测与加固施工技术 于洋
浅谈现代建筑结构检测与加固施工技术于洋 发表时间：2019-03-26T17:00:15.537Z 来源：《基层建设》2018年第34期作者：于洋[导读] 摘要：自改革开放以来, 我国的社会和经济都在持续不断的进行发展, 城市化的脚步也在不断的加快, 一座座现代化的高层建筑拔地而起, 相应的这也对房屋建筑的材料和施工技术提出了更高的要求和目标。 身份证号：12011319850829XXXX 天津 300402 摘要：自改革开放以来, 我国的社会和经济都在持续不断的进行发展, 城市化的脚步也在不断的加快, 一座座现代化的高层建筑拔地而起,相应的这也对房屋建筑的材料和施工技术提出了更高的要求和目标。现代建筑结构的检测, 是针对建筑物的整体结构及建筑质量进行检测。当建筑结构检测发现存在安全隐患时, 应该及时的对建筑物进行加固处理, 问题严重的还需要对建筑物进行拆除和重建。本文就现代建筑物 结构检测与加固的施工技术进行深入的分析和讨论。 关键词：现代建筑; 建筑结构; 检测; 加固施工; 1 引言 现如今, 人们对于建筑质量的要求越来越高, 对既有建筑进行结构加固处理不仅能够满足社会经济发展和城镇化发展需要, 而且还能促进建筑业的可持续发展。在实际工程应用中, 首先需要对建筑物结构、环境条件等因素进行综合考察, 然后再进行建筑加固设计, 然后再严格按照选定的施工技术标准进行加固施工, 保证建筑加固效果。 2 常用的建筑结构检测方法 建筑物的结构检测工作十分的复杂并具有一定的多样性, 其主要包括对于建筑材料的质量及性能检测、建筑物的基本结构检测、结构构件规格的检测、钢筋的位置及尺寸检测、建筑的变形和开裂情况检测以及结构性能的实际承载力检测等等。可以按照所要进行监测的建筑物的类型来对检测方法进行系统的分类, 主要包括: 混凝土建筑的结构检测、砌体建筑的结构检测和钢建筑的结构检测以及刚混建筑的结构检测等[1]。所谓的动力检测是针对一些重要的建筑物或者是比较大型的公共设施所进行的。 2. 1 对混凝土建筑结构的检测方法 钻芯法和回弹法是对混凝土建筑的材料质量和结构进行检测的主要方法。钻芯法是通过对建筑物外部钻取混凝土芯的方式进行建筑材料受力强度的检验, 它的优点是对数据的测量准确, 缺点是会对建筑物的外部造成较为严重的损坏, 因此并不适合进行大规模的结构检验。而除此之外的回弹法、超声法等检测方式虽然不会对建筑物造成损坏, 但相对的对于数据的测量并不是十分的灵敏, 测验的准确性不高[2]从而影响对最终的结果的分析和测评。拔出法是介于钻芯法和回弹法、超声法之间的现代建筑结构检测方法, 其集合了这几种方法的优点, 在保证数据精确度的同时, 拔出法的操作更加简单方便, 不具有局限性, 同时也不会对建筑物造成太大的损伤, 特别是在最近二十年才开始投入使用的后装型拔出法更是省去了前期的打孔、扩槽、嵌入等许多复杂的工作, 直接对锚固件进行固定, 这种方法可以在各类新旧混凝土的建筑物上进行使用, 打破了传统检测方式的局限性和复杂性, 避免了许多由于人为操作的不稳定的因素对最终数据所产生的影响, 从而保证了检测结果的准确性, 是一种十分值得推广的建筑结构检测方法[3]。 2.2 对砌体建筑结构的检测方法 对砌体建筑的结构检测方法有很多种, 其中较为常见的包括回弹法、轴压法、推出法、扁顶法、原位单双剪法等。依据其自身的基本性质和施工特点可以将这些检测方法大致分成直接检测法和间接检测法两种。其中, 直接检测法主要是检测砌体建筑结构的抗压能力, 这种检测法的优点在于能够较为直观的反应被测建筑物的建筑材料质量和结构的牢固性, 其缺点是会在一定程度上对建筑物造成损坏, 并且这种检测方式的实施难度较大, 施工人员的工作量较大。另外, 间接检测法是对建筑结构的砂浆强度进行测试的方法, 这种检测法的优点是检测操作比较便捷, 对于技术的要求不高, 并且对建筑本身不会造成损坏, 但是其应用缺点在于所测量数据的准确性较低, 容易产生较大的误差, 从而影响最终检测结果的判定。因此, 必须结合工程实际情绪选择具体的检测技术。 3 常见的建筑结构类型 3.1 砖体结构。 砖体结构是一种传统的建筑结构, 其主要利用组砖头、木材、石材等来进行搭建, 此类结构的优势在于成本低廉, 但是在性能上体现出诸多劣势, 例如承重柱与墙体连接不紧密, 容易造成位移等现象, 所以砖体结构在现代城市当中基本被淘汰, 但在一些经济不发达地区依旧以此结构为主要建筑结构[1]。 3.2 砖混结构。 砖混结构同样是一种较为传统的建筑结构, 其主要在砖体结构之上, 混合了混凝土材质来提高砖头、木材等结构之间的稳固性, 因此在现代城市当中也较为常见。一般情况下, 因为砖混结构提供的稳固性力度限制, 砖混结构时常用于中低层建设当中, 即层数低于20层的建筑, 在应用表现上来看, 砖混结构的各项性能表现良好, 但无法达到较高的水平。 3.3 钢筋混凝土结构。 钢筋混凝土结构是以钢筋为核心, 以混凝土为辅助混合而成的一种结构, 此结构因为钢筋骨架的高韧性、高强度、高稳定性等, 已经被利用于一些大型高层建筑当中。目前, 因为钢筋混凝土结构的性能优势, 其产生了三种结构形式, 即框剪、框筒、框架形式, 此三种结构形式各自应力结构不同, 适用于不同的地质环境与建筑形式内。 3.4 钢结构。 钢结构即采用全钢来构建建筑结构, 此结构的性能并不弱于钢筋混凝土结构, 因此在工程建筑本质上其应用价值较高, 并且钢结构因为只采用了钢材, 同时工艺上也不需要制备混凝土等, 所以不会造成扬尘, 具有较高的环保价值。此外, 钢结构之间的连接多数依靠钢制零件来实现, 此举操作的便捷性较高, 所以钢结构施工周期较短, 有助于施工成本的降低。 4 现代建筑结构加固方法 4.1 混凝土结构加固方法。 针对混凝土类结构, 可以采用钢筋植入法来进行加固, 因为钢筋本身的力学性能良好, 所以在理论上, 其能够给混凝土结构提供良好的应力。此方法施工十简便, 成本相对较低, 因此具有较高的应用价值。此外, 在使用此方法时, 应当注意钢筋的选型, 除普通钢筋以外, 还可以选择螺栓式钢筋。
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。
高层建筑结构设计资料
名词解释： 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。填空：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。2．高层建筑设计时应该遵循的原则是安全适用， 技术先进，经济合理，方便施工。 3．复杂高层结构包括带转换层的高层结构，带加强层的高 层结构，错层结构，多塔楼结构。 4．8度、9度抗震烈度 设计时，高层建筑中的大跨和长悬臂结构应考虑竖向地震 作用。 5．高层建筑结构的竖向承重体系有框架结构体系，剪力墙 结构体系，框架—剪力墙结构体系，筒体结构体系，板柱 —剪力墙结构体系；水平向承重体系有现浇楼盖体系，叠 合楼盖体系，预制板楼盖体系，组合楼盖体系。 6．高层结构平面布置时，应使其平面的质量中心和刚度中 心尽可能靠近，以减少扭转效应。 7．《高层建筑混凝土结 构技术规程》JGJ3-2002适用于10层及10层以上或房屋高 度超过28m的非抗震设计和抗震设防烈度为6至9度抗震 设计的高层民用建筑结构。 9 三种常用的钢筋混凝土高层结构体系是指框架结构、剪 力墙结构、框架—剪力墙结构。 1．地基是指支承基础的土体，天然地基是指基础直接建造 在未经处理的天然土层上的地基。 2．当埋置深度小于基础底面宽度或小于5m，且可用普通开 挖基坑排水方法建造的基础，一般称为浅基础。 3，为了增强基础的整体性，常在垂直于条形基础的另一个 方向每隔一定距离设置拉梁，将条形基础联系起来。 4．基础的埋置深度一般不宜小于0.5m，且基础顶面应低于 设计地面100mm以上，以免基础外露。 5．在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏 形基础，其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱或 桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小于建筑物高度的 1/18—1/20。 6．当高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝时，高层建筑 的基础埋深应大于裙房基础的埋深至少2m。 7．当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝时，宜在裙 房一侧设置后浇带，其位置宜设在距主楼边柱的第二跨内。 8．当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝和后浇带 时，应进行地基变形验算。 9．基床系数即地基在任一点发生单位沉降时，在该处单位 面积上所需施加压力值。 10．偏心受压基础的基底压应力应满足maxpaf2.1 、af 和2 min maxppp 的要求，同时还应防止基础转动过 大。 11．在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布 较均匀，且条形基础梁的高度不小于1/6柱距时，地基反 力可按直线分布，条形基础梁的内力可按连续梁计算。当 不满足上述要求时，宜按弹性地基梁计算。 12．十字交叉条形基础在设计时，忽略地基梁扭转变形和 相邻节点集中荷载的影响，根据静力平衡条件和变形协调 条件，进行各类节点竖向荷载的分配计算。 13．在高层建筑中利用较深的基础做地下室，可充分利用 地下空间，也有基础补偿概念。如果每㎡基础面积上墙体 长度≮400mm，且墙体水平截面总面积不小于基础面积的 1/10，且基础高度不小于3m，就可形成箱形基础。 1．高层建筑结构主要承受竖向荷载，风荷载和地震作用等。 2．目前，我国钢筋混凝土高层建筑框架、框架—剪力墙结 构体系单位面积的重量（恒载与活荷载）大约为12～14kN ／m2 ；剪力墙、筒体结构体系为14～16kN／m2 。 3．在框架设计中，一般将竖向活荷载按满载考虑，不再一 一考虑活荷载的不利布置。如果活荷载较大，可按满载布 置荷载所得的框架梁跨中弯矩乘以1.1～1.2的系数加以放 大，以考虑活荷载不利分布所产生的影响。 4．抗震设计时高层建筑按其使用功能的重要性可分为甲类 建筑、乙类建筑、丙类建筑等三类。 5．高层建筑应按不同情况分别采用相应的地震作用计算方 法：①高度不超过40m，以剪切变形为主，刚度与质量沿高 度分布比较均匀的建筑物，可采用底部剪力法；②高度超 过40m的高层建筑物一般采用振型分解反应谱方法；③刚 度与质量分布特别不均匀的建筑物、甲类建筑物等，宜采 用时程分析法进行补充计算。， 6．在计算地震作用时，建筑物重力荷载代表值为永久荷载 和有关可变荷载的组合值之和。 7．在地震区进行高层建筑结构设计时，要实现延性设计， 这一要求是通过抗震构造措施来实现的；对框架结构而言， 就是要实现强柱弱梁、强剪弱弯、强节点和强锚固。 8．A级高度钢筋混凝土高层建筑结构平面布置时，平面宜 简单、规则、对称、减少偏心。 9．高层建筑结构通常要考虑承载力、侧移变形、稳定、倾 复等方面的验算 问答： 1．我国对高层建筑结构是如何定义的？ 答：我国《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3—2002)规定：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。 2．高层建筑结构有何受力特点？ 答：高层建筑受到较大的侧向力(水平风力或水平地 震力)，在建筑结构底部竖向力也很大。在高层建筑 中，可以认为柱的轴向力与层数为线性关系，水平力 近似为倒三角形分布，在水平力作用卞，结构底部弯 矩与高度平方成正比，顶点侧移与高度四次方成正 比。上述弯矩和侧移值，往往成为控制因素。另外， 高层建筑各构件受力复杂，对截面承载力和配筋要求 较高。