浅谈高层建筑结构设计

作者:鸭脖发布时间:2022-07-22 01:39

本文摘要:【概要】随着经济的发展,高层建筑日益广泛,其结构设计问题也日益被人们所推崇。本文环绕高层建筑的特点,以高层建筑结构设计原则为中心,对高层建筑结构作出了解析,分析了高层建筑结构设计中不存在的一些问题,明确提出了各种体系比较不应的方法,为高层建筑设计明确提出了参照。为实际高层建筑结构分析与设计托了一些建议。

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【概要】随着经济的发展,高层建筑日益广泛,其结构设计问题也日益被人们所推崇。本文环绕高层建筑的特点,以高层建筑结构设计原则为中心,对高层建筑结构作出了解析,分析了高层建筑结构设计中不存在的一些问题,明确提出了各种体系比较不应的方法,为高层建筑设计明确提出了参照。为实际高层建筑结构分析与设计托了一些建议。

【关键词】高层建筑;结构;设计目前我国高度在104米以上的建筑早已相比之下多达了100幢,可见高层建筑的普及趋势,在建筑的升高过程中,侧移和内力随着结构高度减少而急遽减少,当高层建筑超过一定高度时,侧向偏移力相当大,这就大幅度提高了对设计的拒绝,高层建筑结构设计的质量必要关系到建筑的质量。1高层建筑结构的特点1.1轴向变形不容忽视高层建筑中,线脚荷载数值相当大,需要在柱中引发较小的轴向变形,从而不会对连续梁弯矩产生影响,导致连续梁中间支座处的负弯矩值增大,横跨中正弯矩之和末端支座胜弯矩值减小;还不会对预制构件的下料长度产生影响拒绝根据轴向变形计算出来值,对下料长度展开调整;另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑到构件线脚变形较为,不会得出结论略显不安全性的结果。1.2侧移是掌控的度量尺与较低楼房有所不同,结构侧移已沦为高楼结构设计中的关键因素。

随着楼房高度的减少,水平荷载下结构的侧移变形很快减小,因而结构在水平荷载起到下的外侧移应被掌控在某一限度之内。1.3结构延性是最重要设计指标相对于较低楼房而言,高楼结构更加珍一些,在地震起到下的变形更大一些。为了使结构在转入塑性变形阶段后仍具备较强的变形能力,防止坍塌,尤其必须在结构上采行合理的措施,来确保结构具备充足的延性。

1.4水平荷载的决定性起到一方面,因为楼房可调和楼面用于荷载在竖构件中所引发的轴力和弯矩的数值,仅有与楼房高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的翻覆力矩,以及由此在竖构件中引发的轴力,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,线脚荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震起到,其数值是随结构动力特性的有所不同而有较大幅的变化。1.5抗震设计拒绝抗震设计拒绝更高有抗震设防的高层建筑结构设计,除要考虑到长时间用于时的线脚荷载、风荷载外,还必需使结构具备较好的抗震性能,做小震自在、大震不推倒。2几种高层建筑结构少见体系2.1简体体系凡使用简体为外用侧力构件的结构体系统称作简体体系,还包括单简体、简体框架、筒中筒、多束筒等多种型式。简体是一种空间受力构件,分实腹筒和空腹筒两种类型。

鉴腹筒是由平面或曲面墙围住的三维线脚结构单体,空腹筒是由契排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙包含的空间受力构件。筒体体系具备相当大的刚性和强度,各构件受力较为合理,抗风、抗震能力很强,多应用于大跨度、大空间或超高层建筑。2.2筒体结构当结构层数多、高度大、抗震拒绝低时,常规三种结构型式往往无法满足要求,这种情况下,可以将剪力墙集中于配备为薄壁筒体;框架转化成为密柱的框筒,它们类似于线脚悬臂箱形横截面梁,具备相当大的强度和刚性。这种由一个或多个筒体(薄壁筒或框筒)来忍受水平荷载的结构,称作筒体结构。

2.3框架剪力墙体系当框架体系的强度和刚性无法满足要求时,往往必须在建筑平面的必要方位设置较小的剪力墙来替换部分框架,之后构成了框架剪力墙体系。在忍受水平力时,框架和剪力墙通过有充足刚性的楼板和连梁构成协同工作的结构体系。

在体系中框架体系主要忍受横向荷载,剪力墙主要忍受水平剪力。框架剪力墙体系的偏移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置,减小了结构的侧向刚性,使建筑物的水平偏移增大,同时框架忍受的水平剪力明显减少且内力沿线脚的产于渐趋均匀分布,所以框架剪力墙体系的能建高度要小于框架体系。2.4框架结构框架结构由杆件(梁、柱)刚性联结而出,它布置灵活性,能构成较小的室内空间,用于较为便利。

由于框架梁柱横截面较小、对反感地震的抵抗能力较好,更容易产生相当严重震害,加之刚性小、侧移大,填满砌体墙和室内装饰也更容易损毁、坍塌,震害修缮费用很高,因而它主要用作无抗震设防拒绝、层数较较少的建筑中,在地震区尽量不必。2.5剪力墙体系当受力主体结构全部由平面剪力墙构件构成时,即构成剪力墙体系。

在剪力墙体系中,单片剪力墙忍受了全部的横向荷载和水平力。剪力墙体系科刚性结构,其偏移曲线呈圆形倾斜型。剪力墙体系的强度和刚性都较为低,有一定的延性,传力必要均匀分布,整体性好,外用坍塌能力强劲,是一种较好的结构体系,能建高度小于框架或框架剪力墙体系。

3高层建筑结构设计分析和方法3.1对高层建筑结构的分析3.1.1短肢剪力墙的设置问题在新的规范中,对墙肢横截面高厚之比5~8的墙定义为短肢剪力墙,且根据实验数据和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用于减少了相当多的容许,因此,在高层建筑设计中,结构工程师不应尽可能少使用或不必短肢剪力墙,以防止给后期设计工作减少不必要的困难。3.1.2嵌固端的设置问题由于高层建筑一般都具有二层或二层以上的地下室和人防,金字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方位,因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽略了由嵌固端的设置带给的一系列必须留意的方面,如:金字固端楼板的设计、金字固端上下层刚性比的容许、金字固端上下层抗震等级的一致性。

3.1.3结构的规则性问题新旧规范在这方面的内容经常出现了较小的变动,新的规范在这方面加添了相当多的容许条件,例如:平面规则性信息、金字固端上下层刚性比信息等,而且,新的规范使用强制性条文明确规定建筑不不应使用相当严重点状的设计方案。因此,结构工程师在遵循新的规范的这些容许条件上必需严苛留意,以防止后期施工图设计阶段工作的被动。

3.2高层建筑结构设计的建议3.2.1推崇设计概念在建筑的坚固性上,由于高层建筑结构复杂多样,发生地震时地震运动不确认,人们对地震时结构号召的了解有相当大的局限性和模糊性,加之材料性能与施工加装时变异性以及其他不能预测的因素,导致设计计算结果和实际差距较小,甚至有些起到效应至今尚不法定量计算出来。因此,在设计中,虽然分析计算出来是必需的,但仅此往往无法符合结构安全性、可靠性的拒绝,无法超过预期的设计目标,还必需非常重视概念设计。概念设计是通过无数的事故分析、历年来国内外震害分析、仿真试验的定量、定性分析以及长期以来国内外的设计与用于分析、概括、总结出来的,它是结构设计人员运用所掌控的科学知识和经验,从宏观上要求结构设计中的基本问题。

如,结构方案要根据建筑用于功能、房屋高度、地理环境、施工技术条件和材料供应情况、若无抗震设防,自由选择合理的结构类型;分析线脚荷载、风荷载及地震起到对有所不同结构体系的受力特点及传送途径;分析结构毁坏的机制和过程,以强化结构的关键部位和脆弱的环承载力和刚性在平面内及沿高度尽可能均匀分布,防止变异和应力集中,不利于避免脆弱的子结构过早毁坏、坍塌,使地震起到能在各子结构之间轻产于,充分发挥整个结构力学系统地震能量的起到等。3.2.2搭配必要的计算出来简图结构计算出来式在计算出来简图的基础上展开的,计算出来简图搭配失当则不会造成结构安全性的事故经常再次发生,所以自由选择必要的计算出来简图是确保结构安全性的最重要条件。计算出来简图还理应适当的结构措施来确保。

实际结构的节点不有可能是纯粹的铰结点和刚刚结点,但与计算出来简图的误差不应在设计容许范围之内。3.2.3合理自由选择可分方案一个合理的设计必需自由选择一个经济合理的结构方案,也就是要自由选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构系应受力具体,传力简捷。

同一结构单元不应混用有所不同结构体系,地震区不应力求平面和线脚规则。总而言之,必需对工程的设计拒绝、材料供应、地理环境、施工条件等情况展开综合分析,并与建筑、电、水、变暖等专业充份协商,在此基础上展开结构选型,确认结构方案,适当时应展开多方案较为,择优选用。4结语综上所述,随着城市化发展以及建筑用地的紧绷,高层建筑将日益激增。

高层建筑结构设计是一项简单的系统工程,必须工程师在设计中大大地创意,大大地总结经验,考虑到设计的各个因素,为建筑界的发展交上极致的答卷。参考文献:[1]吕杨浅谈高层建筑结构设计的特点2001[2]赵明华如何对高层建筑结构展开设计分析之探析2010[3]朱晓梅侧重探究高层建筑结构设计2010.。


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