我国高层建筑结构设计与选型问题论文
浅谈我国高层建筑结构设计与选型问题【摘要】随着建筑业的发展和人们对于城市住房的需求的不断增加,近些年来高层建筑的工程越来越多,我们作为建筑工作者要明确的是,做好高层建筑的施工的前提是做好高层建筑结构的设计与选型,所以,笔者针对这一问题,展开论述。
【关键词】高层建筑;结构选型;结构设计
随着高层建筑的发展,高层建筑的可行性方案越来越多,这就给高层建筑的机构设计和户型的选择带来了很大的困难,因为可供选择的方案的多样化,虽然使得高层建筑更加趋于个性化,但是却使得建筑设计阶段的工作量和任务难度有所增加。
因此,设计师在对高层建筑的结构进行设计时,要更多的考量建筑的用途和功能,将高层建筑的结构尽可能的优化,以适应用户对高层建筑的多样化需求。
1 高层住宅的结构体系
1.1 剪力墙承重体系
剪力墙可以代替承重墙的部分功能,所以剪力墙的使用会一定程度上减少承重墙的设置,并且因为剪力墙的刚度较大,多被用为隔断墙。
所以,剪力墙的优点是使用和设计较为灵活,但是缺点是会使得高层建筑结构较为复杂,不适合应用在公共高层建筑中,多应用在高层住宅建筑的设计中。
1.2 剪力墙结构体系
所谓剪力墙体系,就是应用一系列的剪力墙来作为建筑的主要
墙体支撑,这种体系需要设计师对剪力墙的性能和特点完全掌握,并能合理的利用不同的剪力墙结构组成不同的墙体承重力的布局,这种体系的优点仍然是比较灵活,缺点是墙体样式单一,不利于住宅用户的多样化选择。
1.3 筒形结构体系
凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系,包括单筒体、筒体一框架、筒中筒、多束筒等多种型式。
筒体是一种空间受力构件,分实腹筒和空腹筒两种类型。
实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体。
空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。
筒体体系具有很大的刚度和强度,各构件受力比较合理,抗风、抗震力很强,往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑筒形结构与剪力墙体系结构的最大区别就是
筒形结构比较适合大规模的大空间的建筑需要,一般的像商场或者企业需要一定的大房间的卖场和会议室,这种情况下,高层建筑选择筒形结构就是比较合理的,而不是剪力墙结构。
1.4 其他结构体系
基于前两种基本机构形式,现代的高层建筑的结构越来越多样化,但是目前的几种新兴高层建筑结构,如筒中筒结构、束状筒结构,都是以剪力墙结构和筒形结构作为基本的模型演变而成的,所以在这里不进行赘述。
2 高层建筑结构选型与建筑设计
搞好结构工程对于建筑工程建设的质量控制、投资控制和进度
控制有十分重要的作用。
搞好结构工程的关键在于结构选型,如果选型不当,即使结构计算很精确,也有可能给结构的安全使用及耐久性带来无法弥补的缺陷,所以结构选型对于结构的全寿命优化有着举足轻重的作用。
在非地震区的高层建筑,水平荷载以风荷载为主,因为排除了地震因素对于建筑结构的选择上的影响后,风是另一个非常重要的自然因素。
所以非地震区高层建筑选型宜选用有利于抗风作用的建筑体型,也就是宜选用风压体型系数较小的建筑体型,比如圆形、椭圆形等。
流线型的建筑体型以及由下往上逐渐变小的截锥形体型的体型系数相对较小,有利于抗风。
在进行结构平面布置时,宜使用结构平面形状和刚度分布尽量均匀对称,以减轻风荷载作用下扭转效应对结构内力和变形的影响,并应限制结构高宽比,防止倾覆和失稳。
地震区高层建筑的体系选型,实际上属于抗震概念设计范畴,它是在总结震害规律及工程经验的基础上,以宏观概念为指导,正确地解决高层建筑的总体方案,选择合理的结构体系,以达到合理抗震。
通常在建筑物的设计之初就应选择对抗震有利的地段,选用整体性较好的基础,立体结构应具有合理的地震作用传递途径,拥有多道抗震防线,具有必要的刚度和强度,具有合理的刚度和强度分布,避免竖面侧移刚度的突变。
另外亦宜选择风压体型系数较小的形状并限制高宽比。
对于低层、多层或高层建筑,其竖向和水平结构体系设计的基本原理是相同的,即遵照上述因素的选择即可。
但随着高度的增加,致使高层建筑的结构选择还有其他的注意事项,比如需要较大的柱体和墙面,导致这种情况的原因主要有:一竖向结构体系成为设计的控制因素,即较大的竖向荷载要求有较大的柱、墙和井筒;二侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多,必须精心设计。
高层建筑的竖向结构体系从上到下一层层地传递累积的重力荷载,因此要求较大的柱或墙截面来承受这些荷载。
同时,这些竖向结构体系还必须把风荷载或地震作用等侧向荷载传给基础。
可是,与竖向荷载相比,侧向荷载对建筑物的效应不是线性的,而是随建筑物的增高而迅速增大。
例如,在其它条件相同时,在风荷载作用下,建筑物基底上的倾覆力矩近似地与建筑物高度的平方成正比,而建筑物顶部的侧向位移与其高度的4次方成正比。
地震的效应甚至更加显著。
当低层或多层建筑的结构按恒载及活荷载设计时,柱、墙、楼梯或电梯井就自然能承受大部分水平力,问题主要是抗剪。
在普通高度和层数的楼房的框架中,可以填充一些墙板,甚至全部填满墙板,这种办法看似简单,实则很容易获得适当的附加支撑效果,而不必另外再加大原来竖向荷载所需要的柱和梁的尺寸,但是高层建筑则恰恰相反。
3 高层建筑结构设计中应注意的问题
3.1 高度
我国的关于房屋建筑的高度的文件,《高层建筑混凝土结构技术规程》中规定了各种常见结构体系的最大适用高度。
随着建筑物高度的增加,许多影响因素将发生质变,即有些参数本身超出了现有
规范的适宜范围,因此对于超高限建筑物,应当采取科学谨慎的态度,虽然越高的建筑欣赏起来越美观,也比较能凸显建筑物的价值,但是单纯的增加建筑物的高度和层数,而不考虑建筑物的具体情况,是非常不科学的,所以,我们在建筑过程中要综分析建筑物的功用和周边情况以及其他各种因素,来制定一个科学合理的层数和高度的建筑方案,在保证建筑物各项用途正常的情况下,在许可范围内适当的增加高度。
3.2 材料的选用
在地震多发区,采用何种建筑材料或结构体系较为合理是工程技术人员非常重视的问题,经过了五一二大地震和青海玉树地震后,通过对地震中建筑物的研究发现,建筑材料的质量对于房屋的抗震能力的影响是非常大的,所以,选择合理的抗震材料是做好建筑物防震的第一步。
另外,对于建筑物的不同结构体系,我们要有针对性的选择不同的建材,必要时需要设置加强层及转换层,要慎重选择其结构模式,尽量降低其本身刚度,以减少不利影响。
在高层建筑中,建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构或钢结构,以减小柱断面尺寸,并改善结构的抗震性能。
综上所述,随着高层建筑进一步的发展,满足高层建筑的形式、材料、力学分析模型都将日趋复杂且多元化。
为了革新高层建筑,体现其魅力,追求新的结构形式和更加合理的力学模型将是土木工程师们的目标和方向。
所以,设计师要在高层建筑的设计中综合多方面的因素,选择最合适的具体高层建筑的结构和设计方案。
参考文献:
[1]张连生.刘德龙.高层建筑混凝土剪力墙设计要点[j]吉林勘查设计2007(1)
[2]胡文湛.浅谈高层建筑结构分析与设计[j]江西建材2006(1)。
高层建筑结构设计具体问题论文
浅谈高层建筑结构设计与具体问题分析摘要:随着经济的发展,建筑工程设计人员所承担的任务也会越来越多,技术难度也会更大,这对设计人员是严峻的挑战。
本文一方面围绕高层建筑结构,总结了高层建筑结构设计的特点以及提出了高层建筑结构分析和各种体系相对应的方法。
为实际高层建筑结构分析与设计提供一定参考。
另一方面本文根据建设部有关部门对近年来建筑工程设计中存在问题的统计材料,并结合在抗震审查工作中发现的一些问题,就其中比较重要的若干问题作些探讨和分析。
关键词:高层建筑;建筑工程设计;结构体系;问题abstract: with economic development, have undertaken the task of building engineering staff will be more and more a greater technical difficulty, severe challenges designers. this paper around the high-rise building structures on the one hand, summarizes the characteristics of the structural design of high-rise buildings as well as the corresponding methods of structural analysis of high-rise buildings and a variety of system. the actual analysis and design of high-rise building structure to provide a reference. on the other hand this article relevant departments under the ministry of construction of the building works in recent years the statistical material problems in the design, combined withsome of the problems found in the seismic review, explore and analyze some important number of issues.keywords: high-rise buildings; architectural and engineering design; structural system; problems中图分类号:[tu355]文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)由于在设计上出现的问题,会给工程施工阶段与交付使用等方面带来很多安全质量隐患。
高层建筑结构设计及结构选型探讨
高层建筑结构设计及结构选型探讨摘要:在高层建筑的结构工程设计中,设计人员往往忙于应付大量具体工作,不够重视结构经济性问题,导致同一工程经不同人员设计,工建造价差别极大,浪费现象严重.如今我国房地产业正在经历着蓬勃发展,房价高起关键时刻,通过对高层住宅的结构优化设计进行探讨,降低高层建筑的造价成本,有着非常重要的现实意义.关键词:高层建筑结构设计结构选型【中图分类号】[tu355]1高层建筑结构特点及类型1.1高层建筑结构特点高层建筑结构要同时承受垂直荷载和风产生水平荷载,还要具有抵抗地震作用的能力.低层结构水平荷载对结构影响通常较小,但在高层建筑中水平荷载和地震作用将成为控制因素.高层建筑随着高度增加,位移增加很快.过大侧移会使人感觉不舒服影响使用,造成非结构构件和结构构件损坏.必须将结构侧移控制在一定范围内,抗侧力结构设计成为高层建筑设计关键.1.2高层建筑结构类型钢结构特点是强度高,韧性大易于加工.高层建筑钢结构具有结构断面小,自重轻,抗震性能好,施工工期短,施工方便等特点.高层建筑结构随着用钢量增大,工程造价随之提高.在发达国家高层建筑采用钢结构设计,在我国随着建筑物高度增加也有采用钢结构高层建筑.由于钢筋混凝土和钢结构均各有所长,又各有所短,合理结构是同时采用钢和钢筋混凝土材料组合结构,可以使两种材料互相取长补短取得经济合理、技术性能优良效果.2高层建筑结构分析与设计2.1水平荷载成为决定因素任何一个建筑结构都要同时承受垂直荷载和风产生水平荷载,还要具有抵抗地震作用能力.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.随着高层建筑层数增多,水平荷载成为结构设计中控制因素.楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中产生作用,水平荷载对结构产生倾覆作用,并由此产生高层建筑在竖构件中作用力;对高层建筑来说竖向荷载和地震作用随建筑结构动力特性而发生大幅度变化.2.2侧移成为控制指标结构侧移已成为高层建筑结构设计中关键因素.随着楼层增加,水平荷载作用下高层结构侧向变形迅速增大.设计高层结构时不仅要求结构具有足够强度,能够可靠地承受风荷载作用产生内力;要求具有足够刚度使结构在水平荷载下产生侧移被控制在限度内.高楼使用功能和安全与结构侧移大小密切相关.2.3结构延性成为重要设计指标高层建筑结构更柔和,在地震作用下变形度大.为确保高层建筑在进入塑性变形阶段后仍具有较强变形能力避免倒塌,设计人员特别需要在建筑结构设计上采取恰当措施保证高层建筑结构具有足够延性.3高层建筑结构选型在传统结构设计中将注意力集中于建筑结构力学分析、结构设计和施工,而忽视设计阶段前重要问题.根据高层建筑结构受力特点,对高层建筑结构在概念阶段设计尤为重要,设计优缺点直接影响建筑工程整体经济性.3.1高层建筑结构体系选型与建筑施工关系高层建筑施工工艺不同会影响到材料消耗、劳动力、工期及造价等技术经济指标,影响到建筑结构受力状态,抗震性能等.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造价主要包括材料、模板及施工三部分.在造价中模板费用是最主要、最易变化部分,占总造价33%,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.3.2高层建筑结构抗震体系选定原则明确计算简图和合理地震力传递路线:具备多道抗震防线,不会因部分结构或构件失效导致整个体系丧失抗侧力或承受重力荷载能力;具有必要承载力、良好延性和较多耗能使结构体系遭遇地震时具有足够防倒塌能力;沿水平和竖向结构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防止地震时出现过大应力集中或塑性变形集中危险.在确定高层建筑方案同时综合考虑房屋重要性、设防烈度、场地类别、房屋高度、地基基础及材料供应和施工条件并结合结构体系经济、技术指标,选择最合适结构体系.4结语结构设计是一项集结构分析、数学优化方法以及计算机技术于一体综合性技术工作,是一门实用性很强工作.针对目前设计人员按传统设计造成财产大量浪费现状,推行能实现资源合理分配利用,节约建筑造价结构优化设计方法势在必行,一个结构工程师主要任务就是在特定建筑空间中用整体概念来完成结构总体方案设计并能有意识地处理构件与结构、结构与结构关系.参考文献:[1]刘夏石.工程结构优化设计[m].北京:科学出版社,2008:14-19.[2]张相庭.高层建筑抗风抗震设计计算[m].北京:中国建筑工业出版社,2007:30-33.[3]李波.高层建筑侧向位移限制的研究[m].北京:中国工业出版社,2008:100-103.。
高层建筑结构设计中相关问题分析论文
关于高层建筑结构设计中相关问题分析摘要:针对高层建筑结构设计常见的一些问题,重点分析和讨论:1)高层建筑的嵌固条件及部位;2)确定抗震墙厚度时,应综合运用规范规定的抗震墙构造最小高厚比限值和高层规程附录d稳定计算公式;3)抗震墙底部加强部位应该按不同的受力情况和墙肢剪跨比,设置不同的约束边缘构件,约束边缘构件长度宜根据相对受压区高度来确定更合理。
4)对剪力墙结构连梁超筋的情况进行分析和解决方法。
关键词:抗震等级嵌固部位墙体稳定约束边缘构件连梁abstract: in designing high-rise common problems, the paper analysis and discussion: 1) high building into solid conditions and parts; 2) decide aseismatic wall thickness, should be comprehensive use of rules and regulations of the seismic wall structure than the limit and minimum high thickness top procedures appendix d stability calculation formula; 3) aseismic walls should strengthen the bottom part according to different stress and wall limb shear span ratio, set up different constraint edge components, constraint edge components should be according to the relative length pressure zone height to determine more reasonable. 4) to the shear wall structure steel liangchao even situation analysis and solution.keywords: seismic grade embedded solid wall stability constraints edge component parts of coupling beam中图分类号:tu3文献标识码:a 文章编号:1高层建筑的嵌固部位多数单塔或多塔高层建筑带有面积较大的地下室及层数不多的裙房,裙房可能相连形成大底盘。
浅谈高层建筑结构设计存在的问题及措施
到1 作 上认 真 负责 , 建筑 的结 构 的设 计 肯定 是完 美 的 。
要求使用需要进行误差分析 , 基于此 , 结构设计工程师在得到 了 通 过计算机
应该进行校核, 进行合理判断, 得出准确结果。 同时 , 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 软件得到的结果以后 , 3 . 4高层建 筑 的结 构设 计要 采 用相 应构 造措 施 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
尤其是计算机技术被广泛的应用于各行各业。 根据不 同 辱 需求, 技术人员 中。 在高 层建 筑 丁程 中 , 建 筑 结构设 计 是整 个 项 目建设 的关 键 , 是建 筑施 工 的 活 。 形 态 功能 各异 的 软件 。 利用 不 同 的软件 , 可 以实 现不 同 的功 莺 要环 节 , 因此要 非 常密 切 的关 注结 构 的设 计工 作 。虽 影 响 建筑 结 构设 计 的 开 发 了各 种各 样 , 同样, 要想实现建筑结构的功能 , 也要求技术人员使用专业的建筑软件进 因 素较 多 , 只要 我 们 在设 计 过程 中遵 守 国家 法 律 法规 和相 关 设计 规 范 , 贯 彻 能 。 当然, 在使用软件 的过程中难免出现模型与建筑实体的差异性 , 这就 优 化设 计 原则 ,熟 悉 了解设 计 过程 中所 出现 的 问题并 能 及 时 的给 予解 决 , 做 行工作。
高层建筑结构设计要点研究论文六篇
高层建筑结构设计要点研究论文六篇关于《高层建筑结构设计要点研究论文六篇》,是我们特意为大家整理的,希望对大家有所帮助。
第一篇摘要:随着我国人口急剧上升,土地资源稀缺问题愈加明显,为了提升土地利用率,开发商开始将目光投向高层建筑。
近年来,复杂高层与超高层建筑得到广泛应用,它即满足了城市发展的需要,也实现了有限土地资源的有效利用。
因此,本文主要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行探讨,用以提高高层建筑的合理性与科学性。
关键词:复杂高层;超高层;建筑结构;设计要点1引言随着复杂高层与超高层建筑的不断增加,政府对高层建筑的质量提出更高要求,尤其是建筑结构的持久性、可靠性已经成为社会关注的焦点。
因此,在进行复杂高层与超高层建筑结构设计时,要结合建筑物的形态特征、功能需要等进行,为提高复杂高层与超高层建筑的安全性能做铺垫。
2复杂高层与超高层建筑结构设计的主要控制因素2.1重力荷载与其他类型的建筑相比,复杂高层与超高层建筑具有特殊性,不仅建筑高度不可比拟,还需要面临重力荷载的挑战。
特别是随着建筑高度不断攀升,地面受力与重力荷载会逐渐上升,在力的作用下墙上的轴压力与竖向构件柱的压力也不断增加,从而加大超高层建筑的困难性。
其次,复杂高层与超高层建筑的水平位移也是建筑结构设计的矛盾点,主要体现在两个方面:①楼层越高风效应就越大,在风的作用下其合力作用点的位置就越高,由此自然风效应对超高层建筑产生的作用效应就更大。
②在建筑结构设计中,建筑的结构自重是企业必须考虑的问题,因为它关乎建筑物的稳定性。
而结构自重与重心位置相关,随着建筑楼层不断升高其重心位置随之升高,从而结构自重不断加大,成为强力作用下的薄弱环节,比如地震等。
2.2风振加速度风力大小与建设楼层的高低相关,通常楼层越高其风力效果越强,因此在超高层建筑中的风力作用特别显著。
但是,人们对风作用的舒适度有一定的感知,若风振作用过强则会令人产生不适感,从而降低居住品质。
高层建筑结构设计问题及对策论文
高层建筑结构设计的问题及对策探讨摘要:随着城市化发展以及建筑用地的紧张,高层建筑将日益增多。
高层建筑的结构设计不仅应保证高层建筑具有足够的安全性,还应保证结构的经济性、合理性。
本论文首先介绍了高层建筑结构设计的特点,继而延伸到高层建筑结构设计原则,重点论述了高层建筑结构的相关问题分析及对策探讨。
关键字:高层建筑;建筑结构设计;对策探讨abstract: this paper first describes the characteristics of high-level design of building structures, and then extended to high-rise building design principles, with emphasis on the high-rise building structure analysis and countermeasures.key words: high-rise buildings; building structure design; countermeasures中图分类号:tu973文献标识码: a 文章编号:2095-2104(2012)04-0020-02高层住宅建筑结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程,任何在这过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。
那么,首先让我们了解高层建筑结构设计有什么特点呢?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、施工技术的要求和投资造价的高低等。
它的主要特点包括以下几点:1.1水平力设计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。
论高层建筑结构的选型
这种结构体系是框架结构的一个派生结构形式 , 它除了具有框架结构的特点外 , 与墙同宽 的异型柱 很好地解决了建筑平面使用问题 。 但因异型柱相对 于框架柱来说 ,刚度和承载能力相差 了许 多 ,且规范 对其的要求也 比框架结构高 ,故多用于多层建筑 如 别墅 ,高层建筑中仅用于 层的小高层 。 适用高度 范围一般为 以下 度设防 。 框架 一剪力墙结构
乒 沉 组 布 二 一
位置为一楼梯两电梯及大楼所有的辅助性用房 。 其 平面布置规则 ,立面稍有变化 ,抗震设防烈度为 场地土类别为上海 框架梁 巧 力墙结构 。先用框架结构计算 ,框架柱 类 ,可采用框架结构 、 框架 一剪
宽 , 仍 不能满 足 层 间位 移 角 限值 。再用框架 一 剪力墙结构计算 ,为 了
转角处设 置剪力墙 , 同时加大 了同剪力墙相连的框
具有更好的整体性与抗侧刚度 ,且刚心 、 质心偏差很 小。 适用高度范围一般为 巧 以下 度设防 。
筒中筒结构是 由实体的内筒与空腹 的外筒组成 。
架梁断面。 经计算调整 ,剪力墙所承受的地震倾覆力 矩占总地震倾覆力矩的
求 层间位移角值为 , 并满足了各项规范要 。 相对于框架结构 ,
空腹外筒由密排柱及高度较大的横梁组成 。 筒中筒 结构体系具有更大的整体性与侧向刚度 , 因此适用 于高度很大的建筑 。 如果将若干筒体组合成成组筒
结构体系 , 侧向刚度更大 ,可适用于特别高的超高 则 层建筑 。 适用高度范围一般为 混合结构体系 以下 度设防 。
钢筋及混凝土用量略有增加而已 。 因此 ,只要控制得 当 , 框架 一剪力墙结构能兼顾框架结构和剪力墙结 构的优点 ,在满足大空间的前提下 ,提高建筑物的整 体刚度 ,减小层间位移角 ,相对与框架结构可大大的 提高建筑物的适用高度 。 该工程结构型式相似与框 架一 核心筒结构 ,但其高度小于 高 计算 。 剪力墙结构 剪力墙承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大 。 其特点是整体性好 ,侧向刚度大 ,水平力作用下侧移 小 ,便于房间内部布置 。 可通过在适当部位开结构洞 , 形成若干短肢剪力墙来调整整体刚度 , 并可采用轻 ,宽 ,高宽比小于 ,因此不能用框架 一核心筒结构
高层建筑结构设计及结构选型探讨
高层建筑结构设计及结构选型探讨摘要:高层建筑结构的选型是一个非常复杂的决策问题,并包含大量的不确定性和未知的因素。
文章从影响高层建筑结构选型的诸多因素入手,对高层建筑结构的设计和工程结构选型进行了分析。
关键词:高层建筑;结构设计;结构选型前言随着我国各项经济建设速度的增快,城市中的高层建筑物日益增多,要想确保高层建筑物的经济性、安全性、稳定性,就要做好其结构的设计和选型。
本文从高层建筑物的结构特点出发,探讨了做好建筑结构设计和选型的基本方法,希望能为结构设计从业人员提供一些借鉴。
1高层建筑结构设计要点分析1.1控制水平载荷在高层建筑的抗力设计中,水平荷载成为控制因素。
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。
因此,水平载荷直接决定了高层建筑的整体稳定性。
可见在高层建筑结构设计中,应严格控制水平载荷,防止出现因水平载荷过大引起的连锁性稳定问题。
1.2控制抗震性能在高层建筑结构设计中,抗震性能是其所关注的要点内容,它与建筑的使用以及人员安全密切相关。
高层建筑抗震性能的影响因素较多,在设计环节,设计人员就应对正常使用中设计的水平以及竖向载荷进行考虑,同时应从建筑结构选型中保证一定地震水平中建筑的稳定性,确保高层建筑实现“小震不坏、大震不倒”的抗震目标。
1.3控制设计中侧移在高层建筑使用过程中,侧移问题是较为突出的稳定性问题,侧移产生的主要原因,是建筑整体上部与下部所受水平载荷不同,而整体刚度水平基本一致,而造成结构侧向移动形变。
高层建筑侧移水平与建筑高度4次方成正比例关系(在水平荷载为侧向均布时),设计人员在高层建筑设计过程中应重视侧移水平的控制。
高层建筑结构设计有关问题分析论文
高层建筑结构设计有关问题分析【摘要】对高层建筑结构设计,从受力方面、结构选型、地基与基础设计、结构计算分析及抗震分析方面阐述了高层建筑结构容易出现的问题,同时提出高层建筑结构设计应注意的问题,仅供参考。
【关键词】高层建筑;结构设计;问题分析1 高层建筑结构受力方面问题分析1.1 水平荷载相对于竖向荷载显得更为重要:结构需同时承受竖向和水平荷载,低层结构以抵抗重力为代表的竖向荷载为主,而水平荷载所产生的内力、侧向位移很小。
对高层结构来说,随着建筑高度的增加,水平荷载随建筑高度的增高迅速增大。
如把建筑物视作一简单的竖向悬臂构件,构件中由竖向荷载产生的轴力与高度(h)成正比;水平作用产生的弯矩与高度(h)的平方成正比;水平作用产生的侧向位移则与高度(h)的四次方成正比。
对某一高度确定的建筑,结构竖向荷载的大小基本稳定,而水平方向上风载和地震作用的数值大小往往会随高层建筑结构的动力特性不同而存在较大幅度的变化。
可见,水平荷载对高层建筑结构的影响大,侧向位移成为结构设计的主要控制目标之一。
1.2 控制结构侧移是关键因素:与低层建筑结构的设计不同,高层建筑结构的侧移是其结构设计过程中的关键决定性因素。
随着建筑高度的不断增加,水平侧向荷载下的结构侧移变形会快速增大。
侧向位移过大将使结构产生附加内力,特别是对竖向构件,附加偏心力超过一定限值时,将会引起整个结构的倒塌破坏;同时,在风荷载作用下,如果侧向位移过大,将会引起居住者工作者的不适,在地震作用下,如果侧向位移过大,更会让人感到不安和惊慌。
1.3 结构轴向变形的影响显著:对于高层建筑结构,由于层数多、高度高,轴力很大,从而沿高度逐渐积累的轴向变形很显著高层建筑结构中,一般竖向荷载的数值较大,在柱中会引起较大范围的轴向压缩变形,对结构体系中的连续梁弯矩大小产生显著影响。
高层建筑的轴向变形的差异会达到一个比较大的数值,从而引起跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大,连续梁中间支座处的负弯矩值减小。
对房屋建筑结构设计中常见问题分析论文
对房屋建筑结构设计中常见问题分析摘要:随着高层房屋建筑在我国的迅速发展,复杂的不规则建筑越来越多,如何正确进行结构设计和结构计算,以满足新规范的要求,也越来越成为结构工程师设计工作的主要重点和难点之所在。
本文通过分析高层房屋建筑的现状,总结了房屋建筑结构的设计特点与各种的问题分析。
从而进一步完善高层房屋建筑结构设计,促进房屋建筑的发展。
关键词:房屋建筑设计、中图分类号: tu2 文献标识码: a 文章编号:一、楼板设计常见问题楼板是房屋中的水平承重构件,支承在墙或柱上,不仅向墙或柱传递荷载,同时也是墙或柱在水平方向的支撑。
因此,板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件的安全。
若对整个设计考虑不周,很容易出现设计质量问题,有的还可能存在严重的质量隐患。
(一)板承受线荷载时弯矩计算问题在民用建筑中,常常在楼板上布置一些非承重隔墙。
有些设计人员错误地将隔墙的总荷载除以板的总面积。
实际上,大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后,进行板的配筋计算。
另外,板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌顶紧上部分的楼、屋面板,这样会给上部的板增加了一个中间支承点,使其变为连续板,支承点上部出现了负弯矩,而在板的设计中又没考虑该部分的影响,致使板顶出现裂缝。
(二)现浇板的裂缝问题工程裂缝产生的主要原因是混凝土的变形。
如温度变形、收缩变形、基础不均匀沉降变形等,此类因变形引起的裂缝几乎占到全部裂缝的80%以上。
在变形作用下,结构抗力取决于混凝土的抗拉性能,当抗拉应力超过设计强度时,应验算裂缝间距,再根据裂缝间距验算裂缝宽度。
1.现浇板板厚宜控制在跨度的1/30,最小板厚不宜小于110mm(厨房、浴厕、阳台板最小厚度不小于90mm)。
有交叉管线时板厚不宜小于120mm。
2.宜采用较小直径密度分布的方式进行布筋,为防止温度及收缩引起的应力影响,应适当提高配筋率,这样可提高混凝土体的极限拉伸应变及混凝土抵抗干缩变形的能力,防止因混凝土自身收缩出现大量的应力集中点,使局部出现塑性变形产生裂缝。
