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多高层建筑结构设计

多高层建筑结构设计

多高层建筑结构设计范文第1篇

【关键词】高层建筑,多塔结构,设计

1 前言

近年来国内科技技术的发展进程快速推进,促使国内的各行各业在不断提升自身的发展速度,在建筑行业当中亦是如此。城市范围的不断扩大,使得设计人员为了适应城市发展的需求,开始逐步摒弃旧时的绝对规则性设计理念,正在努力创造出更加独具一格、具有标志性及鲜明特色的建筑设施,向更加特立独行的不规则领域靠拢。随着大众观念的更新,如今的大城市当中也出现了很多的不规则结构建筑,这一趋势在也体现出了我国建筑行业后续的发展方向。

2高层建筑大底盘多塔结构的特点与设计要点

2.1 大底盘多塔结构的特点

该类建筑中所有塔楼的迎风面都是独立的,不必考虑不 同塔楼间的相互作用的风荷载的影响,而且每个塔楼的变形 能力也是独立的,其与底盘之间联系密切。该结构的主要特点为:

a)多塔和大底盘间不规则的竖向构件。底部的大底盘 通常有较大的使用面积,以便实现办公或商业用途,其内收 会改变结构的竖向刚度,将会有结构薄弱的部位出现,所以 在设计时应重视对该部分结构进行加强。多塔结构由于刚 度、质量分布不均颍振型复杂,所以各塔楼应选择相同的结 构类型与平面布置方法,使综合体刚心和质心的距离减小, 结构扭转效应减小。另外应加强连接着多塔间裙房链的屋面 梁,适当提高柱纵向钢筋的最小配筋率,按规范要求对剪力 墙设置约束边缘构件。

b)多样性的结构类型。复杂多塔结构、无裙房多塔结 构、带缝多塔结构都是常见的高层建筑大底盘多塔结构,该 类结构设计的对称要求并不严格,独特性很强,结构多样。

2.2大底盘多塔结构的设计分类

实际设计该类建筑物的结构时,可将结构类型划分为以 下两种:

a)上部多塔楼不以大底盘结构为嵌固端,通常具有商 住功能性或作为商场使用。

b)上部多塔楼以大底盘结构的顶层楼板为嵌固端,主 要是住宅小区(带有地下停车位)。这也是许多商业建筑或地 下车库完成大底盘底部设计后,将抗震缝开设于上部,增设 多塔楼的原因。

3设计高层建筑大底盘多塔结构的重点

3.1 上部多塔结构与大底盘的沉降差异

因为高层建筑具有较多层数,会极大增加地面压力,显 著增加底层大底盘需要承载的负荷,如果该建筑其他部位的 面积大于地基,地基的稳定性就会下降,危害人们的生命财 产安全,若建筑的地基基础出现了不均匀沉降,技术人员应 及时采取措施处理。为避免这种情况,在设计时应重视以下 几点内容。

a)设置沉降缝。将一道永久沉降缝设置于裙房和主楼 的交接部位,使其相互独立,将因沉降不均匀而导致的沉降 差消除。该方法会使工程投人成本增加,并对基础、防水施 工,建筑立面效果产生影响。

b)弱化裙房基础,强化主楼基础。若不设置永久沉降 缝,应选择多种形式的基础,通过变形刚度调平理念对裙房和主楼的沉降差加以调节,使不均虺两党潭燃跚幔提{设 计的经济性、安全性。

C)设置沉降后浇带。将沉降后浇带设置于结构面上,约 每隔30m-40m 一道,其与墙板、底部、顶板贯通,应尽可能将 洞口、楼梯避裕可增设防水层。

3.2结构的计算方法

该建筑结构具有较高的复杂性,与普通高层结构相比受 力特点更加复杂,计算时应对各塔间的变形影响加以考虑, 设计人员应着重考虑如何建模。在实际设计时通常采用单塔 分析手段,进行整体建模(3塔),最关键的步骤就是设计人员 通过一系列操作划分多塔,此时需要先对单塔刚度指标进 行单独分析,并组合差异不大者建模分析,若单塔间刚度差 异较大,为保证准确性应分开计算。另外还有以下几点需要 注意:

a)体型分类,包括分散型(有足够大的多塔间距)和紧 凑型(多塔间距较小)。

b)结构分类,包括复杂大底盘多塔结构、带缝大底盘多 塔结构、不带裙房的大底盘多塔结构、带裙房的大底盘多塔 结构等,以建筑要求的使用功能为依据,合理选择、布置大底 盘结构.

c)建模分类,分为整体模型(适用于紧凑型的大底盘多 塔结构)与离散模型(适用于分散型的大底盘多塔结构)。

4预防大底盘结构出现裂缝的措施

大底盘多塔结构的高层建筑因为具有较大刚度,难以使 基底受力状态保持均匀,由于不平衡受力,底板会在一定程 度上出现变形,逐渐造成地基基础开裂,使建筑的安全和质 量受到影响,所以应重视解决多塔结构与大底盘的连接问 题。在进行连接时,应选择柔性连接或刚性连接方式,然而前 者不仅费用高昂且难以维修,而后者的条件不成熟,均有一 定难度,在设计时可控制以下两方面内容。首先是混凝土等 级和浇筑的控制。以满足防水性、耐久性、承载力等要求为前 提,选择低水化热水泥(C25,C35之间),对砂石骨料的颗粒 级配与含泥量严格控制,完成混凝土浇筑后需按标准实施降 温养护,使其硬化时的收缩应力减小;其次是设置伸s后浇 带。其与沉降后浇带具有相同的设置方法和原则,应贯通 板、梁钢筋,浇筑两侧混凝土 2个月后浇筑后浇带,重视加 强养护。 .

5增强高层建筑大底盘多塔结构强度的设计措施

a)应对称布置底盘和塔楼,使底盘结构的质心尽量接 近塔楼的综合质心,二者的距离需小于底盘相应边长的1/5。

b)多塔结构具有复杂振型,高振型会在较大程度上影 响结构内力,所以若各塔刚度与质量呈不均匀分布,结构扭 转振动会有较大反应,所以应取相似方式设置不同塔楼的 结构类型、竖向刚度、平面布局与楼层数。

c)为使塔楼与大底盘的整体工作得到保证,应加厚底盘 面板,不可低于150mm,双向双层布置楼板钢筋,最小配筋率 在各方向、各层均不应低于0.25%,屋面通长布置不低于1/3 的面筋和腰筋、梁底筋。

d)带转换层塔楼在抗震设计时不应在底盘屋面上层的 塔楼内布置,否则需采取提高转换层和其上、下层的抗震级 别等有效的抗震措施。

e)建筑结构中应为各塔楼设置比较接近的刚度、平面 结构与层数。

6结语

高层建筑大底盘多塔结构的功能特点十分强大,使现代 人日益变更的建筑设计需求得到了极大满足。然而由于大底 盘多塔结构自身具有一定的复杂性,具有较高的设计要求, 所以在设计此类建筑结构时,必须综合考虑所有相关的因 素,除了严格把关技术操作之外,还需要严格把关建筑的质 量问题,使设计过程中存在的所有问题都能得到及时解决, 提高建筑结构设计的经济性、规范性与合理性.

参考文献

[1]及五限,刘广义.不同连接体大底盘多塔高层建筑结构抗 震性能分析[J].工程建设与设计,2013(2):98~102+106.

[2]魏利金,郑红花,史炎升等.高烈度区某超限复杂高层建筑 结构设计与研究[J].建筑结构,2012(S1):59~67.

多高层建筑结构设计范文第2篇

1 大底盘多塔楼高层建筑结构体系的特征

计算机技术的发展以及城市发展的需求促使了大底盘多塔楼的高层建筑结构体系被不断被应用在城市建筑设计中,这种建筑结构体系具有的最大特点是多个独立的楼房在底部拥有一个共同的、整体的裙房。这种大底盘的结构形式使其具有了多种不同的建筑功能,提高了建筑的整体使用价值。但同时,这种结构也具备了一些不利的特点,即结构的竖向不规则性,使其振型形成较为复杂,稳定性和抗震性较差等等,因而需要在设计中格外注意这些问题。

2 大底盘多塔楼高层建筑结构的设计要素分析

2.1 地基不均匀沉降问题的改善

大底盘式多塔楼作为一种略带时代意义的全新建筑形式,有着较为稳固的底盘性建筑基础,因此其实际的结构体系较为稳固,但是由于其本身的楼体结构较高,因此受重力沉降性的相关影响,对地基的压力较大,因此大底盘式多塔楼的地基建设在实际的建筑进程中就显得尤为关键,稍有疏忽,便会发生一定的沉降不均匀问题,进而对整个高层建筑的楼体结构稳定性都发生一定的影响。但是塔楼部位因为较为稳定,且实际的距地高度较小,因此因这一部分而引发的地基沉降性问题的概率也就相对而言十分微弱。因此塔楼部位基础的地基应力要比大底盘的其他部位大许多,其地基沉降也将有较大的差别。施工周期延长,结构的构造复杂,给现场施工的管理带来了相当的困难。而所谓“抗”即是不设置沉降后浇带,而是根据计算所得的沉降差在设计塔楼与大底盘相邻构件时除必须满足由于强度计算所需的配筋外,还需加入由于沉降差引起的构件内的附加弯矩与剪力所需的钢筋,当然还必须考虑其对相邻构件以外构件的不利影响,此类方法施工周期快,大底盘部分可以完整施工,但其带来的结果往往是结构的造价相对较高。

2.2 结构设计与施工方面的建设

与建筑工程息息相关的就是建筑的工程设计,因为设计的图纸就是今后建筑体系建设环节的全部参考,因此建筑的设计层面一定要做到数字精确,构造图合理,并且全部的建筑设计过程都要符合建筑生产法律及规定的相关要求,进而全面保证建筑设计的合理性所在。因此在这一基础上所进行的建筑生产环节也就会更具备合理性。所以在对建筑细节处构成部件承重性计算、对混凝土裂缝的控制以及对构造钢筋的长度精确环节都要严格按照相关规定进行具体的设计性规划,以便于使实际的生产环节不发生偏移。底板宜一次浇注完成,基坑范围内持续降水至底板下500mm,施工阶段设后浇带,顶板和侧墙可不连续设置,侧墙后浇带间距30米左右,楼板宜配置细而密的构造钢筋网,钢筋间距宜小于150mm,配筋率宜为0.6%左右;现浇补偿收缩钢筋混凝土防水顶板应配置双层钢筋网,构造钢筋间距小于150mm,配筋率宜大于0.5%。

2.3 抗震的具体设计

大底盘多塔楼作为高层建筑的而一种构成形式,其结构层面相对于传统的高层建筑而言相对复杂,并且由于楼体结构的不完善,在实际的使用过程中也就会发生一定的稳定性问题,所以对于建筑在抗震方面的设计就显得尤为重要。而针对大底盘多塔楼的实际结构以及建设现状,我们通常采取两种具体的抗震方法,其中之一就是针对楼体的振动波形进行相应的分解式处理并在此基础上而支出相应的反应图谱的方法。这一方法的推出主要是借助建筑的传统性单型或串联型片状的体系结构而说的,在建筑的实际刚度以及质量的具体分布较为均匀化的同时,其具体的振型会根据相应的阶数的增加而逐渐提升。即高阶振型比低阶振型对结构的地震作用要小得多,一般取前几阶振型即能满足地震作用的计算精度的要求。而某些高阶振型的参与系数却很大,这对计算多塔结构的地震作用时的振型选择有很大的关系。第二种就是动力时程分析法。对于多塔结构,由于存在大量参与系数很小的低阶振型,在采用这种分析方法时,应选择足够多的振型进行积分。

2.4 材料质量检测体系的构建

地下室部分作为高层建筑的一个重要建筑部位,相应的材料选择层面一定要尤为谨慎,而相应的建筑结构性建设离不开混凝土、水分以及钢筋的支持,因此对于混凝土的选择上也就显得尤为关键。为了使地下室的建设更为合理,应尽量将混凝土的强度控制在一定范围内,经现关实验表明,最合适的混凝土强度为C30,低于这个强度,建筑的结构安全与稳定性就会受到影响,高于这个强度,就会产生一定的材料浪费,因此在实际的混凝土材料选择上就要加以控制。而水泥的选用在这一体系内也显得尤为关键,因此推荐使用非矿渣性水泥,进而提升水泥自身的韧性。水泥用量控制在250kg左右,条件许可,可以添加20%粉煤灰,由此来减小由于大体积混凝土浇筑而引起的结构水化热,控制结构裂缝的提前开展。

多高层建筑结构设计范文第3篇

关键词:多高层建筑;钢结构;节点连接设计;

中图分类号: TU391 文献标识码: A 文章编号:

0.引言

伴随着社会的进步,钢结构以其优良的材料特征在建筑业正日益受到广泛的关注。面对目前国内大量住宅建设所造成的资源浪费、环境恶化等后果,建设部已多次倡导发展钢结构住宅,从而推动住宅产业的升级。同样,我国目前多高层钢结构连接设计也必须基于目前的工业化水平,本文研究的重点即是针对我国目前钢结构连接设计存在的不足,构建出一套适用性的多高层钢结构连接设计方法。以期为我国多高层钢结构住宅的发展做出微薄的贡献。 

1.钢结构梁柱节点形式的选择

进行钢结构设计时,在结构分析过程中应想好用哪种节点形式,根据结构构件的选用,按照传力特征不同,选择节点分刚接、铰接还是半刚性连接。

(1)铰接连接节点,本身拥有极大的柔性。钢梁仅在腹板处采用高强螺栓连接,上、下翼缘无需进行现场焊接。采用铰接时构造简单,使现场安装程序大为简化,现场作业量大大减小,现场安装可以不受天气及季节的影响,钢结构的安装速度大大提高。但是,铰接连接刚度和耗能性能差,对于结构抗风、抗震不利。

(2)刚性连接节点,具有很高的强度和刚度。其特点是受力性能好,但构造复杂,施工难度大。设计中梁柱节点一般是做刚接,这是由于梁柱节点承受的荷载一般较大而且还要抵御风荷载和水平地震引起的位移。

(3)半刚性连接节点,刚度和强度介于铰接和刚接之间。我国《钢结构设计规范》中没有给出半刚性连接的具体计算和设计方案,而且节点转动刚度很难确定。这样的

节点形式在工程设计中一般很少采用。

结构设计中习惯的做法是把连接当成理想刚接或者铰接,这样做能够使计算大大简化,得到的计算结果必然与实际存在偏差。目前,主要通过采用调整系数来减少这种偏差。

2.钢结构梁柱节点的连接方法

多层及高层钢结构连接节点可采用焊接、高强螺栓连接、焊接和高强螺栓混合连接。

2.1高强度螺栓连接

多层及高层钢结构要承受风荷载的反复作用和地震的往复作用,梁柱节点应采用摩擦型高强度螺栓,不得采用承压型螺栓连接。螺栓连接由于安装简单迅速,便于维护和加固,目前已广泛用于桥梁结构、工业与民用建筑钢结构的连接中。

2.2全焊型连接

焊接连接时疲劳敏感,焊接结构的低温冷脆问题比较突出,产生焊接残余应力和变形,对结构工作产生不利影响,除因受力复杂,接头刚度大或施焊不便的安装接头不宜采用焊接外,可广泛用于工业与民用建筑钢结构中。

全焊型梁柱连接的优点及施工时注意事项。试验结果表明,全焊型梁柱连接的滞回性能好于栓焊型混合连接,具有较好的塑性变形能力。在全焊型梁柱连接中,设计时应注意选择合适厚度的节点板。节点板太强,不仅浪费材料,也不能充分利用节点域的变形能力耗散地震能量;相反节点板太弱的梁柱连接虽然能发展相当大的塑性变形,但由于梁翼缘难以形成塑性,也限制了节点的耗能能力。同时,节点域的塑性转动过大会增加框架的水平位移,对框架的整体受力不利。在这种连接中,梁上、下盖板边缘加工后与柱采用对接焊缝连接,盖板与梁的连接采用角焊缝,梁腹板与柱连接通过钢板或角钢而连在一起,钢板或角钢与梁腹板采用角焊缝连接,钢板或角钢与柱采用对接焊缝连接。在施工时应保证对接焊缝的质量,对接焊缝必须焊透,梁上、盖板与柱对接焊缝的质量对梁柱刚性连接的滞回性能有很大的影响。特别是焊缝与柱翼缘的连接面应注意除油除漆,合理安排施工顺序。下翼缘的焊接引弧板如果留在构件上应将其与柱焊接,最好跟梁翼缘也焊在一起,以减小对接焊缝未焊透对梁柱连接受力的不利影响。

2.3摩擦型高强度螺栓与焊缝形成的混合连接

(1)焊缝的破坏强度高于高强螺栓的强度,抗滑极限强度,其比值宜控制在1~3之间;(2)不能用于需要验算疲劳的连接中;(3)其施工顺序,应根据板件的厚度,施焊时能否采取反变形措施等具体条件分析决定,一般采用先栓后焊的方式,此时高强度螺栓的强度应计算焊接影响,作一定的拆减;当采用先焊后栓且板间又不夹紧时,宜采用大直径螺栓,并需将螺栓的抗剪承载力设计值乘以拆减系数;(4)在静力荷载作用下,摩擦型高强度螺栓可以和侧角焊缝共同作用。在直接承受动荷载作用的连接中,则不能用这种连接,施工时一般采用先栓后焊的程序,并在设计中考虑温度影响将高强度螺栓的预拉力予以适当拆减。

3.钢结构连接节点在工程中的应用

欧美及我国广泛采用的梁柱刚性连接又可分为三类:

(1)梁端与柱的连接全部采用焊接连接;(2)梁翼缘与柱的连接采用焊接连接,梁腹板与柱的连接采用摩擦型高强螺栓接;(3)梁端与柱的连接采用普通T形连接件的高强螺栓连接。

在以上连接节点中,全焊连接型式是焊缝连接最充分的,不会产生滑移。从理论上讲,良好的焊缝质量和焊接构造可以提供足够的延性,但在实际施工过程中存在一定的困难,而且要求对焊缝进行比较严格的探伤检查。此外,焊接残余应力和残余变形也给实际结构带来不利影响;高强螺栓连接施工比较方便,但存在接头尺寸过大、钢材消耗较多。目前栓焊连接应用较为普遍,工地安装时,先用螺栓定位后对翼缘施焊,具有施工方便的优点。通过实验表明,其滞回曲线与全焊连接的滞回曲线接近,翼缘焊接对螺栓的预拉力有一定的影响,使螺栓预拉力降低,因此高强螺栓的实际应力应留有富余度。

梁柱连接节点的基本设计原则:节点必须能够完全传递被连接板件的压力(或拉力)、弯矩和剪力等。在强震作用下节点的应力始终低于框架梁的应力,以保证在结构在罕遇地震时,处于高应力下的框架梁可率先进入塑性,发展成塑性铰,使钢结构的良好延性得到充分发挥来消耗地震能量,实现节点晚于构件破坏,即“强节点弱杆件”的设计思想。那么如何做到“强节点弱构件”设计原则呢?通常可采用塑性铰的粱端增强式连接(如节点加焊盖板等)或在离粱端不远处将梁的上下翼缘进行消弱的狗骨式连接。通过这些构造措施,来增强节点的延性,确保在较大的地震作用下,塑性铰出现在梁内,不出现节点破坏现象。

4.结语

综上所述,钢结构建筑已经历了多次强烈地震的考验,正如人们所预料的,钢结构的抗震性能远比混凝土结构优越。但是由于设计特别是构造上的不当,也发生了一些破坏,连接节点的破坏更是比较普遍。因此,节点设计是整个钢结构设计工作中的重要环节。

参考文献

[1]石永久,熊俊,王元清,施刚.多高层钢结构节点抗震性能试验研究新进展[A].中国钢协结构稳定与疲劳分会,2011:12.

[2]徐红杰.多高层钢结构梁柱节点震害及抗震延性策略研究[D].昆明理工大学,2011.

[3]完海鹰.钢结构半刚性连接体系理论分析及实验研究[D].中国科学技术大学,2012.

多高层建筑结构设计范文第4篇

关键词:高层建筑结构;特点;设计

随着城市人口数量的大幅度增加。我国当前的城市建筑用地资源呈现出紧张局面。在这一背景下,高层建筑物应运而生,由于其建筑层数多且高,建筑结构较为复杂,为设计人员增加了诸多难题。所以在设计高层建筑结构的同时,要求设计人员切实考虑高层建筑结构特点,制定相对合理的设计方案,实现高层建筑结构的先进性、安全性与稳定性,继而提高现代城市高层建筑结构的设计效率与设计质量。

1分析我国高层建筑结构的设计特点

相对于层数低且多层的建筑结构而言,高层建筑结构设计更加复杂且更为关键,结构设计质量的高效与否,对高层建筑平面的整体布置、建筑高度、立面体形、机电管道的合理规划、施工技术标准、施工周期、造价成本等方面起着决定性的影响作用,其良好的设计特点主要体现在以下几个方面。

1.1水平力

研究一般低层建筑与多层建筑物的结构设计发现,普遍都是以竖向荷载为前提。而在高层建筑物的结构设计中,其决定性影响作用的则是水平荷载,尽管竖向荷载也在高层建筑结构设计中发挥着重要作用,但并不是最重要的设计要素。不难发现,在现代高层建筑结构设计内容中,弯矩数值和竖向轴力,与高层建筑高度的一次方形成正比。同时,水平荷载对建筑结构的轴力与倾覆力,和高层建筑高度的两次方形成正比。因此,在现代高层建筑结构设计中,水平荷载发挥着决定性的影响作用。

1.2结构侧移

在高层建筑结构的设计优化过程中,持续增加的建筑高度,容易加大结构水平荷载的侧向变形,并同高层建筑高度的四次方形成正比。在这一背景因素下,高层建筑结构的设计优化,逐渐将结构侧移视为重要的设计要素。

1.3提出更高要求的抗震设计

在高层建筑结构的设计优化过程中,对抗震性能的要求不断提高。在这一过程中,需要切实考虑风荷载因素与竖向荷载因素,提高建筑结构性能的使用质量,并保证其高效的使用性能。只有做到以上几点,才可以实现高层建筑结构抗震性能的高效提升,为高层建筑结构的稳固性、安全性与适用性提供保障。

1.4降低高层建筑自重比

在高层建筑结构的设计优化过程中,相对于多层建筑自重比而言,高层建筑自重比的降低,存在更加直接的影响作用。当高层建筑自重比降低时,可以在这一基础上实现多层数的建设,有利于提高建筑企业的经济效益与社会效益;另一方面,地震效应与高层建筑整体质量成正比,高层建筑重量值越高,在地震灾害爆发时其建筑结构方面的作用剪力会随之增大,并增加相应的倾覆力矩值。进一步增加了竖向结构的除加轴力值,为高层建筑的坍塌埋下安全隐患。因此,高层建筑自重比的合理降低,在提升高层建筑结构抗震性能优势的多元化措施中,占据关键位置。

1.5加强对轴向变形的重视

采取框架与框架体系,并应用在剪力墙体系的高层建筑物方面。通常情况下,其建筑框架中柱的轴压应力值远远超出框架边柱的轴压应力值,而框架边柱轴向压缩变形远远低于框架中柱轴向压缩变形。当高层建筑高度达到一定程度,其轴向变形之间存在的差距会形成较高数值,容易导致建筑结构内连续梁中间的支座出现沉陷现象,并降低了连续梁中间支座处负弯矩值,进一步增大端支座负弯矩值与跨中正弯矩值。

1.6同等重视计算设计与概念设计

在设计优化我国高层建筑结构抗震性能的过程中,一般包括计算设计与概念设计两个方面。现阶段,无论是从分析原则还是分析手段方面,我国高层建筑结构的抗震设计与抗震性能都得到了长期的完善和健全。但是,计算设计必须要以相对合理的假想因素为前提,由于地震作用具备复杂、不确定性等诸多不可知因素,由此致使建筑结构中的抗震设计优化和实际情况存在诸多出入,使得建筑结构在进入弹塑性后,极易出现局部裂缝等破损现象。所以,要重视概念设计在高层建筑结构中的影响作用。

2分析高层建筑结构设计的优化方法

现阶段,我国高层建筑工程对钢筋混凝土框架—剪力墙结构的应用较为广泛。其框架结构的整体性,可以实现布置规划的动态性与灵活性,拓宽使用空间,为使用性能与抗震性能提供保障。主要分析了高层建筑结构中钢筋混凝土框架—剪力墙结构的设计策略,并结合建筑结构设计提出相对合理的规范要求。

2.1钢筋混凝土框架结构的设计策略

(1)初始选型。结合建筑结构整体平面与立面规划、设计使用性能等因素,对结构承受的水平荷载、竖向荷载与传力路线展开分析,结合具体施工需求,对结构框架梁、框架柱种类进行归纳总结,选择合理的梁柱几何尺寸;(2)结构的具体分析。在计算建筑结构承受的水平荷载与竖向荷载时,需要结合其具体几何造型特点,加以分析钢筋混凝土结构的空间内力。依照分析内容,在对截面内力进行控制时,需要参考相同截面尺寸的构件,并加以分类,明确所有构件类型的相关应力值;(3)截面设计。在设计过程中,需要参考不同类型梁柱构件的设计控制应力,在分析建筑结构几何构造特点与钢筋配筋特点的同时,制定约束机制,实现高层建筑结构的设计优化;(4)结构收敛性。以高层建筑工程的精度性为基础,选择相对较小的数值,视为对建筑结构收敛性进行检验判断的基础条件。在收敛性检验中,如果设计结构与原结构相同,则设计结构具备收敛性,可以展开更进一步的可行性检验;(5)可行性检验。对结构设计成果展开内力分析,保证其可用性能的高效性。如果分析结果可以满足建筑工程设计的规范标准,便可以按照这一设计方案展开构造与配筋处理。一旦分析结果不甚满意,则要求相关人员结合自身以往的工程设计经验与结构设计成果,进行局部性的调整,最大程度保证设计方案的可用性能。

2.2框—剪结构的设计方法

在优化设计高层建筑结构框架—剪力墙的过程中,需要考虑多个方面。即决策建筑结构设防能力的最大程度优化;结合不同影响因素,保证建筑框架与剪力墙结构之间的承载力、刚度、协调性与变形水平的匹配优化设计。此外,还要做到具体问题具体分析,设计并优化建筑结构的每一构件。

2.3建筑结构的规则性

多高层建筑结构设计范文第5篇

关键词:高层建筑;结构设计;问题;措施

在城市不断发展的进程中,高层建筑的建设数量也在逐渐的增多,为了保证高层建筑建设的稳定性和安全性,就需要做好相应的结构设计工作,针对高层建筑结构设计中常见的问题进行全面的分析,并采取有效的措施对这些问题进行解决,以保障高层建筑结构设计的合理性,从而可以推动高层建筑施工的顺利开展,进而可以保障高层建筑建设的质量,以实现建筑行业的快速、可持续发展。

1 高层建筑的结构设计特点

1.1 建筑设计中的水平荷载

楼房的自身重量和建筑楼面所承受的荷载作用于竖向构件中,对于某一特定的高层建筑物来说,其竖向载荷能力基本上已经是定值,而在水平载荷的数值会随着建筑结构的动力特性的变化而不断变化。

1.2 建筑设计中的轴向变形

在高层建筑的结构设计中,建筑物竖向载荷的数值一般都比较大,如果设计时考虑不周,会在柱体中引起一定的轴向变形,对连续梁弯矩有一定的影响,而端支座的副弯矩值和跨中正弯矩则会出现增大的情况;在建筑设计中,需要根据轴向变形来计算相应的数值,对预制构件的下料长度进行细致的调整。

1.3 建筑设计中的结构延性

对于高层建筑物来说,它直对于一些较低的建筑物有更为柔和的建筑结构。为了使建筑结构在塑性变形后仍然具有良好的变形能力,避免出现建筑倒塌,我们在建筑设计时要采到一定的措施,以保证高层建筑的结构具有适合的延性。

2 高层建筑结构设计中的常见问题

2.1 底层框架-剪力墙砌体结构挑梁裂缝问题

高层建筑也具有多种类型,各种不同的高层建筑所采用的结构类型也会有所不同。一般来说,沿街的旅馆或者是办公楼、餐馆等一些具有大空间的房屋建筑,所采用的结构类型多为底层框架剪力墙砌体结构,拥有这种结构的房屋,上层部分采用的是多层砌体结构进行修建,而底层则采用的钢筋混凝土框架-剪力墙结构修建,在该类型的建筑房屋中,会划分出多个小空间,并且底部的空间具有一定的经济价值。然而,一些高层建筑设计者在对这类房屋结构进行设计的过程中,往往会因为过分的追求立面效果,而对建筑内部的使用面积进行过分的划分,在二层以上进行横墙的设置,并将外部的挑墙悬挂在挑梁上,这样就会使得挑梁的压力过大,尤其是底层的挑梁,在重大压力的作用下,就会出现严重的裂缝问题,从而影响到高层建筑的整体稳定性和质量。

2.2 楼板变形计算的问题

很多的时候,一些高层建筑在进行结构设计的过程中,由于缺乏相应的结构设计理念以及布置措施,就会应用楼板变形的方式来进行程序的计算,并进行结构的设计。虽然这种程序计算具有一定的科学性质,并且也真实的存在于数学力学模型中,但是应用这种程序计算却无法有效的计算出楼板的变形具体数值,计算的结果也并不准确,在计算结果并不准确的条件下,就无法有效的保障建筑整体结构计算的准确性,这样就会使得高层建筑结构设计中存在一些严重的安全隐患问题,从而就会严重影响到结构设计的质量,进而就会降低高层建筑整体的施工质量。

2.3 忽视了纵向框架

由于高层建筑自身的高度较高,而且施工的规模也较大,其抗震设计的要求也较为严格。为了使得其抗震设计水平得到提高,就需要从两个主轴方向入手,针对两个主轴进行分别计算,而这两个主轴就是指代的高层建筑框架结构中的纵向框架以及横向框架,这两个框架在高层建筑结构设计中都具有重要的作用。然而,很多的设计人员会忽视对纵向框架的设计,在进行抗震设计的过程中,只是单纯的进行横向框架的连接和设计,忽视了对纵向框架梁筋的连接和配置,从而无法有效的保障框架结构的稳定性。很多的设计人员对于地震的纵向作用力考虑的并不全面,这样就会使得其在进行框架设计的时候,忽略对纵向框架的合理设计和加固,从而使得纵向框架中没有支座负筋对框架结构进行支撑,并且也没有进行纵向跨筋的配置,在地震发生的时候,无法从纵向对高层建筑的整体结构形成保护。

3 对策

3.1 主梁有次梁处加附加筋

一般应优先加箍筋,附加箍筋可认为是:主梁箍筋在次梁截面范围无法加箍筋或箍筋短缺,在次梁两侧补上,像板上洞口附加筋。附加筋一般要有,但也不是绝对的。规范中说的比较清楚,位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载,应全部由附加横向钢筋承担。位于梁下部的集中力应加附加筋。但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。

3.2 平面及立面形式的选择

在高层建筑结构设计中,应尽量使建筑的三心尽可能汇于一点,达到三心合一。尽可能地使建筑物做到三心合一,所以平面和立面形式的选择很关键。在高层结构的抗震设计中,结构体系的选择、布置、构造措施比软件的计算结果是否精确更能影响结构的安全,除了考虑结构安全因素外,还要综合考虑建筑美观、结构合理及便于施工和工程造价等多方面因素。

3.3 水平位移要求

水平位移满足高层规程的要求,并不能说明该结构是合理的设计。同时还需要考虑周期及地震力的大小等综合因素。因为结构抗震设计时,地震力的大小与结构刚度直接相关,当结构刚度小,结构并不合理时,由于地震力小则结构位移也小,位移在规范允许范围内,此时并不能认为该结构合理。因为结构周期长、地震力小并不安全;其次,位移曲线应连续变化,除沿竖向发生刚度突变外,不应有明显的拐点或折点。

结束语

综上所述,在高层建筑结构设计的过程中,还存在一些较为常见的问题,这些问题存在于建筑结构中的不同位置,也存在于不同的高层建筑结构类型中,但是这些问题的存在,都会对高层建筑结构的稳定性和安全性产生严重的负面影响,针对这些问题,要积极的采取各种有效的手段进行解决,相关的设计人员也要重新审视这些常见的高层建筑结构设计问题,并不断的对这些易出现设计问题的结构进行合理的改进,从而保障高层建筑结构设计的合理性,保障高层建筑结构的稳定性,从而使得高层建筑的施工质量可以得到有效的提升,以更好的推动建筑行业的发展。

参考文献

[1]安海玉,何彩云,丁永君.复杂高层建筑结构抗震设计分析[J].天津建设科技,2011(5).

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