超高层建筑主流结构形式设计
高层建筑的常见结构形式及特点

高层建筑的常见结构形式及特点高层建筑的结构体系主要有:框架结构、框架―剪力墙结构、剪力墙结构、、框支剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构,是由纵梁、横梁和柱组成的结构,这种结构是梁和柱刚性连接而成骨架的结构。
框架结构的优点:强度高,自重轻,整体性和抗震性好,柱网布置灵活,便于获得较大的使用空间;施工简便,较经济;框架结构的弱点:抗侧移刚度小,侧移大;对支座不均匀沉降较敏感等。
根据分析,框架房屋高度增加时,侧向力作用急剧地增长,当建筑物达到一定高度时,侧向位移将很大,水平荷载产生的内力远远超过竖向荷载产生的内力。
一般适用于10层以下、以及10层左右的房屋结构。
框架―剪力墙结构,又称框剪结构,框架-剪力墙结构体系是指由框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的多(高)层房屋结构体系。
它是在框架纵、横方向的适当位置,在柱与柱之间设置几道钢筋混凝土墙体(剪力墙)。
在这种结构中,框架与剪力墙协同受力,剪力墙承担绝大部分水平荷载,框架则以承担竖向荷载为主,这样,可以减少柱子的截面。
剪力墙在一定程度上限制了建筑平面布置的灵活性。
框架-剪力墙结构体系则充分发挥框架和剪力墙各自的特点,既能获得大空间的灵活空间,又具有较强的侧向刚度。
所以这种结构形式在房屋设计中比较常用。
这种体系一般用于办公楼、旅馆、住宅以及某些工艺用房。
框架一剪力墙结构,一般用于25层以下房屋结构。
剪力墙结构,是由纵向、横向的钢筋混凝土墙所组成的结构,即结构采用剪力墙的结构体系。
墙体除抵抗水平荷载和竖向荷载外,还对房屋起围护和分割作用。
剪力墙结构优点是整体性好,侧向刚度大,适宜做较高的高层建筑,水平力作用下侧移小,并且由于没有梁、柱等外露构件,可以不影响房屋的使用功能。
缺点是由于剪力墙位置的约束,使得建筑内部空间的划分比较狭小,不能提供大空间房屋,结构延性较差。
因此较适宜用于宾馆与住宅。
全剪力墙结构常用于25~30层结构。
筒体结构,是用钢筋混凝土墙围成侧向刚度很大的筒体的结构形式。
建筑知识:高层建筑的结构设计

建筑知识:高层建筑的结构设计作为一种现代建筑的代表,高层建筑的出现不仅是城市发展的需要,也是人类建筑技术不断创新的结果。
高层建筑的结构设计是一个极其复杂的过程,不仅涉及到工程技术、建筑学、力学等多个领域,还需要考虑到设计的经济性、安全性和可持续性等方面。
本文将从几个方面来探讨高层建筑的结构设计。
一、结构形式高层建筑的结构形式包括了框架结构、钢筋混凝土剪力墙结构、框架-筒结构、桁架结构等多种形式。
在选择结构形式时,需要考虑到建筑的高度和建筑的地理位置等多种因素。
如在地震多发地区,需要选择更加稳固的结构形式来增强建筑的抗震能力。
而在风力较大的地区,需要选择相应的增强结构形式来加强建筑的稳定性。
二、结构材料高层建筑的结构材料包括了钢筋混凝土、高强度钢、玻璃、铝合金等多种材料。
选择结构材料时,需要考虑到每种材料的物理性质、经济性以及可持续性等因素。
如在一些发达国家,由于环保理念的提升,建筑采用了更加环保的材料。
同时,在某些高密度城市中,由于土地资源的短缺,选择高性能的建筑材料可以使建筑更加轻盈、经济且美观。
三、安全性设计高层建筑的安全性设计包括了火灾预防、地震防护、抗风性等多种因素。
在设计结构时,需要从建筑的整体性和细节方面进行考虑,这在一定程度上需要满足原则性和松散性的统一。
例如,结构细节设计时,需要避免薄弱部位的出现,减少梁柱接头的数量,优化设计产生更少的B人,保证结构整体强度的提升。
通过材料选择、卫生间、一键操控等多方面的建筑设计,来提升高层建筑的安全性。
四、可持续性设计高层建筑的可持续性设计包括了节能、减排、绿色建筑等多方面的设计。
在设计结构时,可以根据建筑物的功能不同,配备太阳能发电设施、循环空气净化系统、雨水回收吸收系统等,以实现建筑物的可持续发展。
总之,高层建筑的结构设计包括了多方面的因素。
在需求多变的市场中,高层建筑的设计需要更加侧重创新和合理性,以满足人们对建筑安全、经济、环保等多方面的需求。
高层建筑的结构形式及特点

高层建筑的结构体系主要有:混合结构、框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构、框支剪力墙结构、筒体结构等。
一.混合结构混合结构房屋一般是指楼盖和屋盖采用钢筋混凝土或钢、木结构,而墙、柱和基础采用砌体结构建造的房屋。
也可认为是指同一房屋结构体系中采用两种或两种以上不同材料组成的承重结构,根据承重墙所在的位置划分为横墙承重方案,其受力特点是:主要靠横墙支撑楼板,横墙是主要承重墙。
纵墙主要起维护、隔断和维持横墙的整体作用,故纵墙是自承重墙。
该方案的优点是:横墙较密,房屋横向刚度大,整体刚度好,其缺点是:平面布置不灵活。
纵墙承重方案,其特点是:把荷载传给梁,由梁传给纵墙,纵墙是主要承重墙,横墙只承受小部分荷载,横墙的设置主要为了满足房屋刚度和整体性的需要,它的间距比较大。
优点是:房屋的空间可以比较大,平面布置比较灵活,墙面积较小,缺点是:房屋的刚度较差。
纵横墙承重方案,根据房屋的开间和进深要求,有时需要纵横墙同时承重,即为纵横墙承重方案。
这种方案的横墙布置随房间的开间需要而定,横墙的间距比纵墙的小,所以房屋的横向刚度比纵墙承重方案有所提高。
内框架承重方案,房屋有时由于使用上要求,往往要用钢筋混凝土柱代替内承重墙,以取得较大的空间。
其特点是:由于横墙较小,房屋的空间刚度较差。
二.框架结构框架结构是利用粱、柱组成的横、纵两个方案的框架形成的结构体系。
它同时承受竖向荷载和水平荷载。
由梁和柱这两类构件通过刚节点连接而成的结构称为框架,当整个结构单元所有的竖向和水平作用完全由框架承担时,该结构体系成为框架结构体系。
有钢筋混凝土框架、钢框架和混合结构框架三类。
结构布置的一般原则:结构布置在建筑的平、立、剖面和结构的形式确定以后进行。
对于建筑剖面不复杂的结构,只需进行结构平面布置;对于建筑剖面复杂的结构,除应进行结构平面布置外,还须进行结构的竖向布置。
进行结构布置时,应满足以下一般原则:(1)满足使用要求,并尽可能地与建筑的平、立、剖面划分相一致;(2)满足人防、消防要求,使水、暖、电各专业的布置能有效地进行;(3)结构应尽可能简单、规则、均匀、对称,构件类型少;(4)妥善地处理温度、地基不均匀沉降以及地震等因素对建筑的影响;(5)施工简便;(6)经济合理。
超高层建筑主流结构形式,巨型环桁架外伸臂核心筒

超高层建筑主流结构形式近几年,我国建了大量超高层建筑,其中核心筒体系用得比较多,基本上每个超高层建筑都有一个核心筒,不管是建筑或是设备使用的需要,结构也刚好利用,从各个工种来说核心筒非常有用。
多数超高层建筑都有核心筒在中间,周边配上一些支撑结构,目前以框架、巨型框架和外框筒这三种外周边结构居多。
总体来说,现在的结构体系多是一个核心筒一个框架,如果不能满足规范要求,加一个伸臂桁架、腰桁架或是斜撑,从200米到500米基本上都用这种结构。
1、框架+核心筒无论是哪种结构都是基本的,同时往往在这个基础上还有一个补强措施,在某个层面加上伸臂桁架和腰桁架。
巨框架已经具有腰桁架的形式,可能加伸臂桁架,有时还加斜撑。
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高303米,矩形底盘44米×44米,高宽比是6.8(高宽比虽然是一个很粗略的指标,但是可以显示设计难度,高宽比越大设计难度越大。
我个人认为比较正常的是7左右,7以下难度不大,超过8难度就来了,超过9就非常困难。
不过这仅是一个方面的指标,不是绝对的,还要看当地的自然条件,不要将7作为一个分界线),其结构为一个核心筒,加一个外周边的框架,每边4根柱,柳州自然条件比较好,六度区、风也不太大,在高宽比也不太大的条件下,这个结构设计并不困难。
加了加强层,当时参加审查时,这个指标的参数非常好,我们建议取消一个,后来取消。
重庆瑞安嘉陵帆影。
其外框架是椭圆形,半边错开,建筑高度440米(人可到达楼面高度),高宽比8.6。
重庆自然条件好,六度区,风不大,超高层建设条件有利。
由于该项目比较高,高宽比较大,采用五道加强层。
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建筑高度441.8米,矩形平面,高宽比9.5,高宽比非常大,设计难度大,加之深圳风很大,七度区,采用框架+核心筒,同时加3道伸臂桁架和5道腰桁架。
此外,还加了斜撑。
2、巨型框架+核心筒巨型框架跨度很大,层高也很多,需要布置第二层桁架。
如果巨型框架还不能满足结构要求,可以加斜撑、单撑。
超高层建筑的结构设计与优化

超高层建筑的结构设计与优化一、引言超高层建筑是21世纪城市化发展的必然趋势和方向。
随着技术和材料的不断进步,建筑高度已经突破了1000米大关,挑战着我们对建筑构造的认知和设计的创新。
超高层建筑的结构设计是其稳定性和安全性的保障,在设计和建造中必须遵循一系列科学的原则和标准。
本文将对超高层建筑的结构设计和优化进行探讨。
二、超高层建筑的结构体系超高层建筑一般采用框架结构、框筒结构、钢管架结构等。
框架结构是由基础、柱子、梁和板面等组成的。
框筒结构和框架结构类似,不同之处在于加入了外围的斜撑。
钢管架结构则是采用钢管做框架,钢管间加入水平和垂直的布置的钢抗弯件构成的空间结构。
目前,钢管混凝土复合结构也逐渐应用于超高层建筑设计中。
三、超高层建筑的结构设计优化超高层建筑结构设计优化的目的是更好地保证其安全性和经济性。
具体方法包括极限状态设计、非线性分析设计和优化设计。
1、极限状态设计极限状态设计是基于超高层建筑各种累积荷载的极值情况,考虑结构的强度和稳定性进行的。
其目的是优化整个建筑的可靠性和安全性。
在设计过程中,需要考虑各种不同的荷载情况,如地震、风载、温度变化等。
2、非线性分析设计非线性分析设计是对超高层建筑结构进行模拟和计算,更好地了解其应力和变形的情况,以及可能存在的缺陷和弱点。
根据分析结果,采取相应的措施,如加强某些局部结构、改变结构方案、增加防护措施等。
3、优化设计优化设计是在满足结构强度和稳定性的前提下,在经济和施工方面寻找最优解。
在设计过程中,需要考虑抗震性能、经济性、施工难易程度、维护保养费用和时间等因素。
四、超高层建筑施工中的安全措施超高层建筑施工的安全性至关重要。
应采取各种安全措施,包括安全临时设施的设置、安全责任的明确、施工行为的监控、施工人员安全知识培训和切实可行的应急预案。
五、结论超高层建筑的结构设计和优化是其安全和可靠的保障。
需要制订科学的设计方案,并采取有效的安全措施,确保施工和运营过程中的安全性。
超高层建筑方案

超高层建筑方案引言超高层建筑是指高度超过300米的建筑物,在城市发展中起到了举足轻重的作用。
它们不仅成为了城市的地标,还提供了大量的办公、商业和居住空间,为人们的生活和工作带来了便利。
本文将研究超高层建筑的设计方案,包括结构、建筑材料、安全性等方面的考虑。
结构设计超高层建筑的结构设计是确保其安全性和稳定性的核心要素。
在设计超高层建筑时,一般会考虑以下几种结构方案:1.钢结构:钢结构是一种常用的超高层建筑结构方案。
它具有重量轻、抗震性能好、施工周期短等特点。
钢结构在超高层建筑中广泛应用,能够承受大风、大地震等自然灾害的作用。
2.混凝土结构:混凝土结构是另一种常用的超高层建筑结构方案。
它具有承重能力强、成本低等优点。
混凝土结构适用于高层建筑的多数层次,包括基础、柱子和楼板等。
3.框架结构:框架结构是超高层建筑的一种经典结构方案。
它由柱子和梁组成,形成了一个坚固的框架结构,能够承受垂直和水平的荷载。
框架结构在超高层建筑中被广泛使用,能够提供较高的强度和刚度。
建筑材料超高层建筑的建筑材料选择对于其结构和建筑质量至关重要。
以下是一些常用的建筑材料:1.钢材:钢材是超高层建筑中常用的材料之一。
它具有高强度、耐腐蚀和抗震性能好的特点,非常适合用于超高层建筑的结构。
2.混凝土:混凝土是超高层建筑中主要的建筑材料之一。
它具有承重能力强、不容易燃烧和耐久性好的特点。
混凝土在超高层建筑中被广泛使用,可以提供稳定的结构和良好的防火保护。
3.玻璃:玻璃是超高层建筑中常用的外墙材料之一。
它具有透明、光滑和美观的特点,能够提供良好的室内采光和视野。
同时,玻璃也具有一定的隔热性能,有助于降低能耗。
安全性考虑超高层建筑的安全性是建筑设计中必须考虑的一个重要因素。
以下是一些常见的安全性考虑:1.防火设计:超高层建筑应考虑防火设计,采用防火材料和设备来防止火灾蔓延。
这包括安装自动灭火系统、设置消防通道和应急疏散楼梯等。
2.防震设计:由于超高层建筑容易受到地震的影响,因此需要进行防震设计。
混凝土超高层建筑结构设计与应用

混凝土超高层建筑结构设计与应用混凝土超高层建筑是指高度超过300米的建筑物,它们需要特殊的结构设计和施工技术来保证其安全性和可靠性。
本文将介绍混凝土超高层建筑结构设计的原则和应用,包括结构体系、梁柱系统、墙体系统、地基处理、加固措施等方面。
一、结构体系混凝土超高层建筑的结构体系是建筑物的骨架,直接影响其整体的稳定性和安全性。
由于高层建筑的自重和风荷载等荷载较大,因此需要采用刚性较强的结构体系,如框架结构、核心筒结构、桥架结构等。
1.框架结构框架结构是一种由柱和梁组成的框架体系,承受建筑物的荷载。
混凝土超高层建筑中,框架结构一般采用双层框架或三层框架结构,以增加建筑物的稳定性。
此外,框架结构还可以采用剪力墙、框架-剪力墙结合等方式来提高建筑物的抗震性能。
2.核心筒结构核心筒结构是一种由混凝土墙体和柱组成的结构体系,承受建筑物的荷载。
核心筒结构在混凝土超高层建筑中应用较为广泛,其优点在于受力均匀、抗震性能好、空间利用率高等。
3.桥架结构桥架结构是一种由桥架和柱组成的结构体系,通常用于地形复杂的地区。
混凝土超高层建筑中,桥架结构可以采用两根以上的桥架,以增加建筑物的稳定性。
二、梁柱系统梁柱系统是框架结构的主要组成部分,直接影响建筑物的承载能力和稳定性。
混凝土超高层建筑中,梁柱系统需要具有较高的刚度和抗震性能。
1.梁混凝土超高层建筑中,梁的截面一般采用矩形、T形或L形等,同时还需要采用加强筋或预应力技术来提高其承载能力和刚度。
此外,梁还需要进行足够的防火处理,以提高其耐火性。
2.柱混凝土超高层建筑中,柱的截面一般采用正方形或圆形,同时还需要采用加强筋或预应力技术来提高其承载能力和刚度。
此外,柱还需要进行足够的防火处理,以提高其耐火性。
三、墙体系统墙体系统是核心筒结构的主要组成部分,直接影响建筑物的抗震性能和承载能力。
混凝土超高层建筑中,墙体系统需要具有较高的强度和稳定性。
1.混凝土墙混凝土墙是一种由混凝土构成的墙体,具有很高的强度和稳定性。
高层建筑结构设计

高层建筑结构设计
高层建筑结构设计是指针对高层建筑的结构力学要求进行设计,以确保建筑在承受自身重量、地震、风荷载等外力作用下的安全性和稳定性。
高层建筑的结构设计一般包括以下几个方面:
1. 整体结构设计:包括建筑的整体布局设计、结构形式选择、结构系统划分等。
常见的高层建筑结构形式有框架结构、剪力墙结构、筒体结构、钢结构等。
2. 承重结构设计:根据建筑的形式和功能,对不同部位的承重结构进行设计,包括柱子、梁、板、墙等的尺寸、布置、材料选择等。
3. 风力设计:对建筑在风荷载作用下的稳定性进行设计,包括建筑的抗风性能、防风设计、风振分析等。
4. 地震设计:针对建筑在地震力作用下的承载能力与稳定性进行设计,包括地震设计参数的确定、地震荷载计算、抗震措施的选择等。
5. 系统动力分析:利用数值模拟方法对建筑结构在不同荷载作用下的动力特性进行分析,以确定抗震性能和结构安全性。
6. 材料选择:根据建筑的需求和结构设计的要求,选用适合的材料,例如混凝土、钢材、木材等,并确定其材料参数、强度等。
在高层建筑结构设计过程中,除了满足建筑安全性、稳定性的要求,还要考虑建筑的经济性、施工可行性、维修方
便性等因素。
同时,还需要遵循国家和地方相关的建筑设计规范和标准。
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超高层建筑主流结构形式(筒体组合)
近几年,我国建了大量超高层建筑,其中核心筒体系用得比较多,基本上每个超高层建筑都有
一个核心筒,不管是建筑或是设备使用的需要,结构也刚好利用,从各个工种来说核心筒非常有用。
多数超高层建筑都有核心筒在中间,周边配上一些支撑结构,目前以框架、巨型框架和外框筒这三
种外周边结构居多。
总体来说,现在的结构体系多是一个核心筒一个框架,如果不能满足规范要求,加一个伸臂桁架、腰桁架或是斜撑,从200米到500米基本上都用这种结构。
框架+核心筒
无论是哪种结构都是基本的,同时往往在这个基础上还有一个补强措施,在某个层面加上伸臂
桁架和腰桁架。
巨框架已经具有腰桁架的形式,可能加伸臂桁架,有时还加斜撑。
柳州地王国际财富中心。
高303米,矩形底盘44米×44米,高宽比是6.8(高宽比虽然是一个很粗略的指标,但是可以显示设计难度,高宽比越大设计难度越大。
我个人认为比较正常的是7左右,7以下难度不大,超过8难度就来了,超过9就非常困难。
不过这仅是一个方面的指标,不
是绝对的,还要看当地的自然条件,不要将7作为一个分界线),其结构为一个核心筒,加一个外周边的框架,每边4根柱,柳州自然条件比较好,六度区、风也不太大,在高宽比也不太大的条件下,这个结构设计并不困难。
加了加强层,当时参加审查时,这个指标的参数非常好,我们建议取消一个,后来取消。
重庆瑞安嘉陵帆影。
其外框架是椭圆形,半边错开,建筑高度440米(人可到达楼面高度),高宽比8.6。
重庆自然条件好,六度区,风不大,超高层建设条件有利。
由于该项目比较高,高宽比较大,采用五道加强层。
深圳京基100。
建筑高度441.8米,矩形平面,高宽比9.5,高宽比非常大,设计难度大,加之深圳风很大,七度区,采用框架+核心筒,同时加3道伸臂桁架和5道腰桁架。
此外,还加了斜撑。
巨型框架+核心筒
巨型框架跨度很大,层高也很多,需要布置第二层桁架。
如果巨型框架还不能满足结构要求,可以加斜撑、单撑。
上海中心,632米,实际高度是580米,顶上还有一个塔冠。
高宽比7.0,上海是七度区,风
力比较大,加了6道伸臂桁架。
上海中心外面看是三角形,真正结构是圆形,中间一个核心筒,每
面2根柱,柱子靠得很近,这样就组成一个矩形桁架。
另外还有一个圆弧形的环梁,这是它的结构
体系。
这个结构由于2根柱比较靠中间,圆弧四个角的跨度很大,而且环梁又是弧形的,弧形有一
个问题是受扭,这个是完全解决不了问题的,那么大的跨度要承担很多的竖向荷载,审核之后改进,在若干层以下加了4个角柱减轻跨度,另外把圆弧形的腰桁架改为空间桁架。
深圳平安金融中心。
660米,真正的结构高度只有540米,结构采用了矩形刚架也是8根柱,8根柱比较靠边,跨度比较大,布置了次框架。
这个总的体系即,核心筒+外面的核心框架+若干个加强层,4道伸臂桁架,由于高宽比达到9,还增加了单斜撑外框。
天津117大厦。
结构高度597米,为国内第一。
底部采用矩形框架,高宽比达9.7,由于天津自然条件不好,7.5度区,风大,设计困难。
采用矩形框架+双斜撑结构,4根柱放在角上。
外框比较复杂,次结构是在外面做4根柱,斜撑部分竖在里面,因此外面矩形框架每一层的桁架是双重的,外面一层是竖向力,里面是抵抗水平力的交叉。
核心筒+巨型框架+加强层和交叉斜撑,支撑起了国内第一结构高度。
外筒+核心筒
这是真正的筒体,筒体和框架不一样,主要是从受力性质上区分,筒体是属于三维结构,框架还是二维结构,框架做得非常密就变成了框架筒。
如果刚度不够,不满足规范要求,可以加伸臂桁架和腰桁架。
富力广东大厦,480米,高宽比8.2。
平面变化很多,慢慢收,越收越小,下面采用框架,上面采用外框筒,外筒是回字形框架筒。
上面是核心筒+外筒,下面是核心筒+外框,双重框架不等于筒体,还是框架。
广州西塔,是三角形的平面,里面是六角形筒体,外面纯粹是筒体结构,这个筒体是斜交网格,用钢管混凝土做的斜交网格,由柱子组成交叉的组织,变成很完整的结构。
这个外筒抗力非常强,
抗震能力比内筒还强,抗扭能力非常好,因此它的扭转成分是非常小的,这是很好的结构。
中钢国际广场,高358米,采用核心筒+外筒形式,核心筒类似广州西塔,但西塔为简单的菱形,中钢下面组成的筒体构件是六角形。
这种结构虽然是一个筒体,抗水平力很好,里面有很多水
平杆,斜向比较好,但重力荷载下竖向受力很差。
设计过程中,在竖向荷载的重力下会往外挤、往
外鼓,最后通过在设计上非常精细的考虑以及一些施工措施来缩小水平变形,用了很多、很高深的分析和技术。