高层建筑结构设计要点分析
关于高层房屋建筑结构设计及其要点分析

关于高层房屋建筑结构设计及其要点分析摘要:由于经济的迅猛发展, 人们对房屋建筑的要求也越来越高, 而建筑高度的也日益增加,本文首先分析了高层建筑的结构特点,并对高层房屋建筑结构设计要点进行了分析,对工程实际中的高层房屋建筑结构设计施工有一定的指导作用。
关键词:高层房屋、结构设计、要点中图分类号: tu97 文献标识码: a 文章编号:1、高层建筑结构的特点1.1 框架结构体系框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中,由梁和柱通过节点构成承载结构,框架形成可灵活布置的建筑空间,具有较大的室内空间,使用较方便。
由于框架梁柱截面较小,抗震性能较差,刚度较低,建筑高度受到限制;剪切型变形,即层间侧移随着层数的增加而减小;框架结构主要用于不考虑抗震设防、层数较少的高层建筑中。
在考虑抗震设防要求的建筑中,应用不多;高度一般控制在70m 以下。
1.2 剪力墙结构体系利用建筑物墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平荷载的结构,称为剪力墙结构体系。
剪力墙结构体系于钢筋混凝土结构中,由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。
1.3 筒体结构单个筒体可分为实腹筒、框筒和桁筒。
平面剪力墙组成空间薄壁筒体,即为实腹筒;框架通过减小肢距,形成空间密柱框筒,即框筒;筒壁若用空间桁架组成,则形成桁筒。
实际结构中除烟囱等构筑物外不可能存在单筒结构,而常常以框架—筒体结构、筒中筒结构、多筒体结构和成束筒结构形式出现。
2、建筑结构设计要点分析2.1计算参数的确定对于建筑工程来讲,由于其所处的地理位置,决定了在进行结构设计时所涉及的具体参数会存在一定的特殊性。
比如,不同地区具有不同的风压、雪压、地震强度、土壤类别等,所以,在进行参数的选取和计算时应充分考虑这些因素。
另外,对于比较特殊的建筑,还必须根据试验和以往类似工程的一些经验来确定有关参数的取值。
在进行建筑结构设计前,要尽量收集与设计相关的信息,如工程资料、具体规范等,资料收集的越多,参数的确定也就越准确,同时,还可以避免因为参数不合理而导致返工情况的发生。
高层建筑结构设计现状及要点分析

项 目、 上 海金 融 建 设 项 目等 。 而 在 我 国 西部 地 区 由 于地 处地 震 活 跃 带 .因 此 地 震 作 用 对 这 些 地 区的 高层 建 筑 项 目的影 响是 非 常 大 的 。例 如 成 都 、 重庆、 兰 州等 地 区。
( 3 ) 高层建筑结构设计的分类。这里主要分 为两个部分 :
最基 本 作 法 是 控 制 水 灰 比 , 同 时将 水 泥 的 用 量 适度 增加 . 对于
的 广 场进 行缓 冲 。 而 广 场 的 大 小 则依 据 建 筑 物 高度 和 体 量 决 定 。 而 广 场 的作 用还 能 体现 在 .人 流 的 疏 导 和 环 节 交通 等 方
1 高层 建筑结构设计 的现状
一
( 1 ) 我 国 高 层 建 筑 的 分布 。高层 建 筑 的 多少 常 常 可 以反 映 个 国 家或 者地 区 的发 展 状 况 。因此 , 在 我 国 高层 建 筑 主 要 还
建 筑 中 的 探 索 使 得 高层 建 筑 的技 术 越 发 的 成 熟 。 越 来 越 多 的 高 层 建 筑 成 为城 市 的地 标 性 建 筑 , 彰 显 着 各 个城 市 的风 韵 。 笔 者 试 图 对现 有 高层 建 筑 设计 的现 状 进 行 描 述 , 并 对 现 在 相 关 技 术 要 点进 行一 定 的梳 理 , 希 望 可 以对 相 关 技 术 的 进 步 起 到 一 定 的 助 力 。
【 关键词 】 高层建筑 ; 结构设计 ; 现状和要点
【 中图分类号 】 T U 3 1 8
【 文献标识码 】 B
【 文章编 ̄ 1 2 o 9 5 — 2 0 6 6 ( 2 0 1 4 ) 0 2 — 0 2 4 8 — 0 2
高层建筑钢筋混凝土的结构设计分析

高层建筑钢筋混凝土的结构设计分析随着城市化进程的不断加快,高层建筑已经成为城市发展的重要标志和特色之一。
高层建筑的结构设计不仅影响建筑的稳定性和安全性,还直接关系到建筑的经济性和实用性。
在高层建筑的结构设计中,钢筋混凝土结构因其优良的性能和适应性,已经成为了主流选择。
本文将就高层建筑钢筋混凝土的结构设计进行分析,并探讨其设计要点和特点。
一、高层建筑的结构特点1.1. 高层建筑的承载力要求高高层建筑一般具有较大的自重和风荷载,同时还需要承受地震和动荷载等多种外部力的作用。
高层建筑的结构设计要求具有较高的承载能力和抗震性能。
1.2. 高层建筑的结构形式多样为了满足不同的使用需求和设计要求,高层建筑的结构形式多样,包括框架结构、筒体结构、框筒结构、悬挑结构等。
不同的结构形式对于结构设计和构件设计都有不同的要求。
1.3. 高层建筑的变形和挠度要求严格高层建筑的变形和挠度控制直接关系到建筑的使用性能和外观效果。
结构设计需要根据建筑的使用功能和外观要求合理控制建筑的变形和挠度。
1.4. 高层建筑的材料和施工要求高高层建筑的结构设计对材料和施工质量有较高的要求,需要选择具有高强度和耐久性的材料,并严格控制施工工艺和质量。
二、钢筋混凝土结构设计要点2.1. 结构稳定性钢筋混凝土结构的稳定性是结构设计的首要考虑因素。
在高层建筑的结构设计中,需要采用适当的结构形式和构件布局,合理分配荷载,确保结构的稳定性和可靠性。
2.2. 抗震性能高层建筑通常处于地震频繁的地区,因此抗震性能是结构设计的重要考虑因素。
钢筋混凝土结构在设计中需要采用合理的抗震措施,包括设置剪力墙、增加节点刚度和采用横向抗力系统等,提高建筑的抗震性能。
3.1. 结构形式选择在高层建筑的结构设计中,需要根据建筑的使用功能和周边环境选择合适的结构形式。
一般情况下,高层建筑常采用框架结构或筒体结构,以满足较高的承载能力和抗震性能要求。
3.2. 支撑系统设计高层建筑的支撑系统设计是结构设计中的关键环节。
高层建筑结构设计要点

浅析高层建筑结构设计要点摘要:结构设计是高层建筑设计中最为关键的步骤,如何做好高层建筑的结构设计至关重要。
笔者首先分析了常见的高层建筑结构类型及特点,并分析了高层建筑结构设计时应该注意的几个问题。
关键词:高层建筑结构设计1高层建筑结构类型及特点1.1框架—剪力墙体系框架与剪力墙合起来互相取长补短,既能提供较大较灵活布置的建筑空间,又具有良好的抗震性能。
如果把剪力墙布置成筒体,就组成了框筒结构。
筒体的承载力、抗扭能力均较单片剪力墙有较大提高,在结构上可以提高材料的利用率,在建筑布置上往往可以利用筒体作电梯间、楼梯间和竖向管道的信道。
框剪结构在承受地震作用时可形成多道防线,刚度很大的剪力墙作为第二道防线,随着剪力墙的开裂,刚度退化,框架在保持结构稳定及防止结构倒塌上发挥第一道防线作用。
经过合理设计,框架剪力墙结构的延性是比较好的,且优于剪力墙结构。
在承受水平力时,框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。
在体系中框架体系主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平荷载。
框架—剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。
剪力墙的设置,增大了结构的侧向刚度,使建筑物的水平位移减小,同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀,所以框架—剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。
1.2剪力墙体系剪力墙结构体系是由钢筋混凝土墙体互相连接构成的承重墙结构体系,用以承受竖向荷载,抵抗水平荷载,同时亦兼作建筑物的围护和内部空间的分隔构件,其主要优点:集承重、抗风、抗震、围护与分隔于一体,经济合理地利用了结构材料,结构整体性强、抗侧刚度大,侧向变形小,在承载力方面的要求易于满足,适于建造较高的建筑;抗震性能好,具有承受强烈地震而不倒的良好性能;当受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成时,即形成剪力墙体系。
在剪力墙体系中,单片剪力墙承受了全部的垂直荷载和水平力。
剪力墙体系属刚性结构,其位移曲线呈弯曲型。
剪力墙体系的强度和刚度都比较高,有一定的延性,传力直接均匀,整体性好,抗倒塌能力强,是一种良好的结构体系,能建高度大于框架或框架—剪力墙体系。
复杂高层与超高层建筑结构设计要点分析

0 、 引 言
而且还 可以增加柱子在轴力作用下形成 的力偶,使得其能够更好 的抵抗结 构体系的总力矩 。 3 .超高层建筑数量不断增加 , 在满足城市 发展需要的同时, 也在一 定程度上对建筑结构 的可靠 性、 安全性 、 持久性 以 及安全性提 出了更高的要求 。由于建筑结构直接关系到高层建筑 的整体性 能及使用功能 , 因此在设计过程中必须对之予 以重视。 在实际的设计过程 中
科 学 论 舷
徐延 召 宋 涛
摘
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复杂高层与超高层建筑结构设计要点分析
( 河南五建建设集 团有 限公司 河南 郑州 4 5 0 0 0 0 ) 要: 在对影响复杂高层与超高层建筑 结构设计的主要 因素进行 详细论述的基础上 , 从提 高建筑 结构体系稳定性 的基础 出发, 提 出了提高复杂高 层与超 高层 建筑结构设计的相关策略, 为保证建筑的安全性提供一定的参考。 关键词: 高层 ; 超高层 ; 结构设计 ; 风载荷
分 的侧 向力是由芯筒来承担的,这使得整栋建筑的侧移 曲线基本上 是由芯 筒 的变形直接控制 的。 在水平载荷 的作用下, 芯筒以弯 曲变形为主。 同时, 由 于芯筒的平面尺寸还受到建筑 的竖 向服务性设施面积影 响,直接造成 了芯
筒 的高度与宽度 比值较大的问题 。 为了达到减小建筑结构侧移 的目的, 可以 在 高层建筑 中每相隔十来层布置一个设备层, 在其中添加桁架 , 形成刚臂 。 这样将能够使得 芯筒与外围的框架柱连接为一体,使得结构的外柱 也可以 参与到结构的整体抗弯体系中, 有效的一直 了芯筒各个水平截面, 尤其是顶
必须通过多种技术手段 , 从多个途径突 出混凝土建筑结构施工 的整体效果。 1 、 复杂高层与超高层建筑 结构设 计的主要控制 因素 建筑载荷 的选取是建筑结构设计的首要工作 ,对于大多数高层建筑而 言, 可 以根据建筑结构设计载荷规范中的相关要求予以确 定。 其次则需要对 其他 的建筑结构设计影 响因素进行分析 , 确定对应的结构设计措施。 1 . 1风载荷 对 于复杂高层与超 高层建筑结构的设计 ,由于其 高层容易受到风载荷
超高层建筑设计要点

超高层建筑设计要点超高层建筑是现代城市的标志性建筑物,其高度通常超过300米,是建筑师们展现设计创意和技术实力的重要场所。
然而,与传统建筑相比,超高层建筑设计更加复杂、考验对建筑材料和施工技术的极限。
本文将从结构、安全、环保等多个方面,探讨超高层建筑设计的要点。
一、结构要点超高层建筑的结构设计是最为关键的一环。
一方面,结构健康直接影响建筑物的安全性;另一方面,高楼大厦的巨大质量和体积也使得结构的维护和更新成为非常困难的事情。
因此,在设计超高层建筑时,结构设计必须注重以下几个要点:1. 承载能力和强度高层建筑的巨大重量和高度给建筑结构带来了很大的挑战。
承载能力和合理的强度决定建筑的安全性,因此,需要特别注意结构材料的选择和排布。
同时,建筑设计者应考虑地震等自然灾害对建筑物的影响,为建筑物加固吸震,增强抗震能力,确保建筑物的稳定性。
2. 抗风能力高空强风是超高层建筑的常见自然现象之一,一旦发生,将给建筑的稳定性带来巨大的威胁。
因此,在建筑物结构设计过程中要考虑其抗风能力。
多采用空气动力学原理,让建筑物在自然风中表现出较好的稳定性,同时人为添置侧向抗风支撑,确保建筑安全性。
3. 防火能力超高层建筑中,火灾是最为严重和常见的安全隐患之一。
由于建筑高度较大,火灾发生后很难及时扑灭,因此,抗火设计是超高层建筑中的重要要点。
建筑设计者要尽可能采用难燃、耐火、防火等高科技材料,在建筑物中设置消防系统,并进行多通道的疏散考虑,使得在火灾时人们能够安全疏散。
二、安全要点安全是超高层建筑的核心关注点之一。
在超高层建筑的设计中,安全包括了各个方面,从建筑物的设计开始,到后续的管理和维护,每一个设计环节都必须注意安全要素。
具体包括以下几个方面:1. 逃生通道逃生通道是人们遇到紧急情况时保护自己的最后防线。
在超高层建筑的设计中,必须设置多条逃生通道,并保证这些通道宽敞,明亮,令人易于识别方向,行动顺畅。
同时,建筑物内部的房间和楼梯间的标记、指向等,都应该令人易于理解和识别,以保证人们在逃生时不会迷路。
综合几点分析高层建筑结构的设计细节
3 剪力墙设计 中需要注意的几个 问题
() 混 凝 土 抗 震 墙 的 延 性 和 破 坏 形 态 与墙 体 的高 宽 比 和 1筋
超静定次数密切相 关。 为了提高抗震墙的变形能力, ① 避免发生 剪切破坏 , 于一道截面较长的抗震墙 , 该利 用洞 口设置弱连 对 应 梁, 使墙体分 为小开 口墙 、 多肢墙或单肢墙 , 并使 每个墙段 的高
束弯矩不大于该墙 段总地震弯矩 的 2 %; 0 连梁不能太强 , 以免水 平地震作用下某个墙肢 出现全截面受 拉,这是 比较 危险的。但 是 , 虑 到耗 能 , 梁又 不 能太 弱 , 梁 弱 到 成 为 一 般 小 梁 时 , 考 连 连 墙 肢就变成 单肢 墙 , 而单肢墙 的延性 很差, 为多肢墙 的一半 , 仅 且 单肢墙仅具有一道抗震 防线 , 超静定次数少 , 在地震 作用 下是很
下 的双 向偏心叠加 , 使其双 向偏心值很大 , 角柱处于更加危险状
择有重点的提高结构中重要构件或某些构件 中关键部位 的延性。
在结构竖 向, 对于 刚度 沿高度均匀分布 的、 体形较简单 的高 层 建筑 , 应着重提高 底层构件 的延 性 ; 于大底盘 高层建筑 , 对 应 着重提高主楼 与裙房顶面相衔接 的楼层 中构件的延性 ;对于不
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面小好 ? 在实 际工程 设计 中, 常采用 以下几种 措施 : ①框架 柱 的
截面首先要满足规范轴压 比的要求 ,这对 于保 证结构的竖 向承 载力 、 底板的抗冲 切承载力有很 大的好处, 于形成的短柱则通 对 过增加体积配箍率及沿柱身全高加密箍筋来提 高延性;②采用
用。
对框支结构 , 应着重提高底层或底部几层 框架 的延 性。 在结构平面位置上 , 该着重提高房屋周边转角处 、 应 平面突 变处 以及复杂平面各翼相接处构件 的延性 : 对偏心结构 , 应加大 房屋周边特别是 刚度较弱一侧构件 的延性,对 具有多道抗震 防 线抗侧力构件 , 应着重提高第一道抗震防线构件 的延性 。
高层建筑结构设计要点和要求概述
高层建筑结构设计要点和要求概述1.引言随着科技的不断发展和社会的不断进步,城市建设中高层建筑出现的越来越广泛,高层建筑的结构设计方面也出现了许多新的发展和变化。
高层建筑的结构设计早已成为了高层建筑设计者关注的重点,高层建筑的结构设计作为一个复杂庞大的体系,不仅要达到包括抗风、抗震等在内的安全性能的要求,同时还需要满足高层建筑结构的合理性和科学性。
目前,在我国的城市化建筑中,高层建筑所占的比例越来越大。
随着对高层建筑使用功能要求的日益严格,越来越复杂的建筑类型与功能,不断增加的建筑高度,日渐增多的高层建筑数量,越来越多样化的高层建筑的结构体系,因而高层建筑结构设计也越来越受到重视。
因此,只有全面了解高层建筑结构体系及其结构设计特点,我们才可以使设计达到技术先进、安全适用、确保质量、经济合理的基本原则。
2.高层建筑的结构特点高层建筑结构不但承受着来自垂直方向的荷载,同时也承受着来自外界的风产生的水平方向的荷载,同时建筑抵抗地震的能力也有要求。
一般来说,在高层建筑中,影响因素主要是外界风产生的水平方向的荷载和地震两个方面,而低层建筑结构水平方向对高层建筑结构的影响较弱。
随着不断增加的建筑物高度,会加快高层建筑的位移,同时过大的高层建筑侧移不但影响建筑物的使用,同时还会影响人的舒适度,导致很容易损坏非结构构件以及结构构件。
因此,在设计高层建筑结构时,要在规定的范围之内控制好侧移,做好抗侧力结构的设计是高层建筑结构设计的核心。
3.高层建筑结构设计的要点3.1合理的构造措施结构设计始终要牢记十二字的基本原则:强剪弱弯、强压弱拉、强柱弱梁。
高层建筑的构造需要注意以下几点:注意加强薄弱部位;注意建筑构件的延性性能;考虑温度应力的影响;尽量避免薄弱层的出现;注意钢筋的锚固长度;综合考虑抗震的多道防线;注意按均匀、对称、规整原则来布置立面和平面。
3.2合适的计算简图通常情况下,我们是在计算简图的基础上来进行结构计算的,结构安全的事故与计算简图是否选用适当直接相关,因此保证结构安全的重要条件是选择合适的计算简图。
高层住宅结构设计
高层住宅结构设计随着城市化进程的加速,高层住宅在城市中如雨后春笋般涌现。
高层住宅的结构设计不仅关系到建筑物的安全性和稳定性,还影响着居住的舒适性和经济性。
本文将对高层住宅结构设计的相关内容进行探讨。
一、高层住宅结构设计的特点高层住宅由于其高度较高,竖向荷载和水平荷载都较大。
竖向荷载包括自重、活荷载等,水平荷载主要有风荷载和地震作用。
在设计时,需要充分考虑这些荷载的影响,确保结构具有足够的承载能力和抗侧移能力。
此外,高层住宅的结构体系较为复杂,常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等。
不同的结构体系在受力性能、建筑布局适应性、工程造价等方面各有优劣,需要根据具体项目的要求进行合理选择。
二、高层住宅结构设计的基本要求1、安全性安全性是高层住宅结构设计的首要原则。
结构应能够承受在正常使用期间可能出现的各种荷载,并在遇到极端情况(如强烈地震、大风等)时保持稳定,不发生倒塌或严重破坏,以保障居民的生命财产安全。
2、适用性高层住宅应满足居民在使用过程中的各种需求,如空间布局合理、采光通风良好、隔音隔热效果好等。
同时,结构的变形应控制在规范允许的范围内,避免出现过大的裂缝和不均匀沉降,影响建筑物的正常使用。
3、耐久性结构应具有足够的耐久性,能够在设计使用年限内保持其性能。
这需要合理选择结构材料,采取有效的防护措施,防止钢筋锈蚀、混凝土碳化等问题的发生。
三、高层住宅结构体系的选择1、框架结构框架结构由梁和柱组成框架共同抵抗水平和竖向荷载。
其优点是建筑平面布置灵活,可提供较大的室内空间;缺点是侧向刚度较小,在水平荷载作用下侧移较大,适用于层数较少的高层住宅。
2、剪力墙结构剪力墙结构通过钢筋混凝土墙体承受水平和竖向荷载。
其优点是侧向刚度大,侧移小,抗震性能好;缺点是建筑平面布置受到一定限制。
适用于对侧向刚度要求较高的高层住宅。
3、框架剪力墙结构框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,通过框架和剪力墙共同抵抗水平和竖向荷载。
简析高层建筑结构设计要点及其问题
基 础 设计 应 根据 工 程地 质 条 件 、 上 部 结构 类 型 与 载荷 分 布 、 相 邻 建筑 物
例 如 .平 面 规 则性 信 息 、 嵌 固 端 上下 层 刚 度 比信 息 等 , 而 影响及施工条件等多种 因素进行综合分析 , 选择经济合理的基础方案 , 设计 当多 的限制 条 件 , 建 筑不 应 采用 严 重 不 规则 的 设计 方 时宜 最大 限度 地 发挥地 基 的潜 力 , 必 要时 应进 行地 基 变形 验 算 。基 础设 计应 且 ,新规 范采 用 强制 性 条 文 明确 规定 “ 因此 , 结 构工 程师 在遵 循新 规 范 的这些 限制 条 件上 必 须严 格遵 守 , 以避 有详 尽 的地质 勘察 报 告 , 对一 些 缺少 地质 报告 的建 筑 应进 行 现场 查 看和 参 考 案 。” 免后 期施 工 图设计 阶段 T作 的被动 。 临近 建筑 资料 。通常 情况 下 , 同一结 构单 元不 宜用 两种 不 同 的类 型 。
3 、 选用适 当的计 算 简 图
( 3 ) 嵌 固端 的设 置问 题 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 中往 往 忽视 了 由嵌 固端 的设置 带来 的一 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
结构 计算 式 在计 算简 图 的基础 上 进行 的 , 计 算 简图选 用 不 当则 会导 致 结 构安 全 的事 故常 常发 生 , 所 以选 择适 当 的计算 简 图 是保 证结 构 安全 的重 要 条
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高层建筑结构设计要点分析
摘要:最近几年以来,伴随着我国高层和超高层建筑工程不断增多的数量,一系列的弊端与问题在结构设计中不断地涌现了,专业的设计人员必须在实践中不断积累经验和总结经验。
本文主要对高层建筑结构设计要点进行了探讨。
关键词:高层建筑;结构设计;要点
引言
现代建筑的结构设计工作的效率与质量要求越来越严格,出现了高度越来越高、层数越来越多、结构体系越来越复杂的新特点。
建筑结构的设计应对各方面的因素与条件进行综合考虑,应用先进的设计理论、模式与方法,对设计方案不断完善,从而提供给工程项目建设必须的技术文件,好的结构设计方案不但要兼具经济性、可行性和合理性等特征而且要具有相当的规范标准与技术准绳的要求,专业的设计人员必须加强理论知识的研究与专业知识的学习,这样才能全面提升和有效促进建筑结构设计的质量。
一、高层建筑结构的特点
1、水平力是设计主要因素
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。
因为建筑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,仅与建筑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所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比。
另一方面,对一定高度建筑来说,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,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
2、抗震设计要求更高
有抗震设防的高层建筑结构设计,除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外,还必须使结构具有良好的抗震性能,做到小震不坏、大震不倒。
二、高层建筑结构类型
1、框架结构体系
整个结构的纵向和横向全部由框架构件组成的结构成为框架结构。
框架既负担重力荷载又负担水平荷载。
框架结构的优点是建筑平面布置灵活,可提供较大的内部空间。
但由于结构属于柔性结构体系,在水平荷载作用下,强度低,刚度小,水平位移大,在高烈度地震区不宜采用。
目前,主要适用于10~12层左右的商场,办公建筑。
如果过高,就要靠加大梁,柱截面来抵抗水平荷载,从而导
致结构的不经济,因此在高层建筑的使用时应该重点考虑。
采用框架结构的高层建筑,框架底层往往出现塑性变形集中现象。
这是因为建筑地面以下基础部分的抗推刚度很大,相对而言,建筑底层的抗推刚度就很小,形成刚度突变。
在遭遇地震时,建筑容易因框架底层的塑性变形集中而导致破坏。
如果在框架的地上一二层采用型钢混凝土,可以减小该处的刚度突变。
2、剪力墙结构体系
剪力墙结构中竖向承重结构全部由一系列横向和纵向的钢筋混凝土剪力墙组成,剪力墙不仅承受重力荷载作用,而且还要承受风,地震等水平荷载的作用。
同框架结构相比,该结构测向刚度大,侧移小,属于刚性结构体系。
从理论上讲,它可建造上百层的民用建筑;但从技术经济的角度来讲,地震区的剪力墙一般控制在35层,总高110米为宜。
由于剪力墙的间距比较小,一般为3~6米,所以建筑平面布置不够灵活,使用受限制。
3、筒体结构体系
凡采用简体为抗侧力构件的结构体系统称为简体体系,包括单简体、简体一框架、简中简、多束简等多种型式。
简体是一种空间受力构件,分实腹简和空腹简两种类型。
实腹简是由平面或曲面墙围成的二维竖向结构单体,空腹简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。
简体体系具有很大的刚度和强度,各构件受力比较合理,抗风、抗震能力很强,往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。
三、高层建筑结构设计要点
1、地基与基础设计
高层建筑结构中地基是建设施工的基础。
建筑设计师在进行高层建筑结构设计的过程中要对建筑地基进行全面了解,要对建筑结构和建筑环境进行全面分析,确保将环境和施工有效结合在一起,提高设计的可实行性。
我国的建筑环境差异较大,地质情况各不相同,因此在进行设计的过程中设计人员要对地质状况进行深入研究,确保施工顺利进行。
设计人员要首先对地质水位进行勘探,对地质数据、上层结构类型、使用功能、施工条件进行综合考虑。
其次要对周围建筑环境安全进行研究,观察建筑物沉降或倾斜状况。
最后要对建筑物设置位置及标高进行了解,对建筑施工科学性进行分析,确保施工顺利进行。
2、水平荷载问题
施工的过程中影响建筑质量的因素主要有:垂直荷载、风力产生的水平荷载、地震抵抗力等。
水平荷载对建筑质量起决定性作用。
水平荷载是建筑结构设计的主要控制因素,其在楼房自重及楼面自重等方面具有非常好的结构控制效果,可以对楼房结构进行倾覆,加强建筑竖构件的作用力。
设计人员要对水平荷载的大
小和方向进行分析,对水平荷载可能导致的高层建筑结构问题进行预防和控制,加强对建筑结构的强化效果,减少水平荷载造成的建筑结构问题。
3、结构侧移问题
侧移问题是当前高层建筑设计中的关键影响因素。
在高层建筑结构中,水平荷载作用可以导致高层结构向侧面变形,导致建筑结构出现侧移。
因此,设计人员要对结构强度进行有效控制,加强对风荷载作用力产生的内力抵抗效果,要对内侧的刚度进行强化,确保在水平荷载下产生的侧移在一定的范围内,降低可能出现的侧移问题,提高高层建筑的使用安全性。
设计人员要对高层建筑的侧移进行定时监测,对超出侧移范围的高层建筑及时进行处理,降低可能出现的建筑质量问题和安全问题。
4、结构延性问题
高层建筑结构具有较好柔和性,在地震作用下可以形成更大的形变。
为了提高高层建筑结构的抗震作用,设计人员要对建筑结构塑性形变进行强化,保证高层建筑在进行塑性形变的过程中仍具有较强的抵抗变形能力。
要在进行高层建筑结构设计的过程中对高层建筑结构进行合理强度强化,对高层建筑边角、高层建筑底座等部分进行合理处理,保证高层建筑结构具有足够的延性,加强高层建筑的安全性和稳定性。
5、结构选型问题
高层建筑结构施工工艺在一定程度上不仅会影响到建筑施工材料的消耗,还在很大程度上影响到工期和质量。
因此在进行高层建筑结构选型的过程中,设计人员要对建筑结构体系进行全面控制,对建筑结构工艺进行合理选取。
在进行选型的过程中,设计人员要对高层建筑结构平面及立面进行控制,保证将建筑结构的几何中心、刚度中心、结构中心有效汇于一点,提高单独结构的控制效果。
要注意将建筑结构力学分析进行完善,保证建筑施工的受力效益和受力特性,对高层建筑结构选型概念阶段进行设计,保证建筑施工的经济效益。
设计人员要对选型环境、工艺、施工效果等因素进行全面考虑,提高建筑结构的综合效益,降低可能出现的工程资源消耗和工程资源浪费现象。
6、抗震及连梁问题
在进行抗震设计的过程中,高层建筑一般不采取单纯框架结构体系,常选取框架一剪力墙、剪力墙、筒体结构等完成对自身结构的加固和抗震。
这种方法可以有效提高对地震的抵抗效果,加强建筑结构的经济性。
除此之外,高层建筑在进行内力和位移计算的过程中还常使用弹性刚度。
弹性刚度可以有效对连梁超筋或截面控制超过剪压比的连梁刚度进行控制,提高连梁的效果。
在框架-剪力墙结构中,设计人员可以对连梁的刚度进行降低,对刚度系数进行折减。
当折减后建筑结构仍不能满足设计的需要和要求,设计人员可以适当对连梁进行内调幅,但是在实际调幅过程中要保证调幅力度低于20%。
结束语
结构设计是一项对国家建设有重大意义的工作,同时,亦是一门实用性很强的工作。
针对目前按传统设计法造成的大量浪费,推行能实现资源合理分配、利用,节约建筑造价的结构优化设计方法势在必行,也是刻不容缓的。
参考文献
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