文档介绍：浅析高层建筑结构设计要点
浅析高层建筑结构设计要点
摘要:高层建筑结构设计是针对高层建筑特性的建筑结构设计,是在满足安全、适用、耐久、经济和施工可行的要求下,按照相关设计标准,对建筑结构进行总体布置、技术经济分析、结构的受力分析计算、构造和制图工作,并且寻求优化的过程。本文主要针对高层建筑结构设计要点进行总结,分别阐述了框架体系、剪力墙体系、框架―剪力墙体系、筒体体系的特点和优势。确定合理的结构方案、采取正确的计算模型分析计算、严格执行规范要求、细心绘图才能保证设计的正确性、准确性,保证工程的安全性,提高工程质量。
关键词:高层建筑;结构设计;剪力墙;静力分析
1 高层建筑的工程特点
高层建筑指超过一定高度和层数的建筑。《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010规定10层及10层以上或房屋高度大于28米的住宅建筑以及房屋高度大于24米的其他高层民用建筑混凝土结构为高层建筑。高层建筑可节约城市用地,缩短公用设施和市政管网的开发周期,从而减少市政投资,加快城市建设。
高层结构由于其高度所导致一系列与普通建筑结构不一样的地方:自重大,对材料强度和竖向构件截面直接相关;由于其抗震要求,对结构的延性有更加严格的要求,需要通过控制轴压比等措施来实现;对风荷载更加敏感,且顶端在风荷载作用下有较大位移,对舒适度需要进行校核。
2 高层建筑的结构体系
就我国目前高层建筑的结构体系来看,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。根据受力分析,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构件的多(高)层房屋结构体系。由于剪力墙本身具有较好的强度和刚度,因此,在框架体系的强度和刚度达不到建筑使用需求的时候,往往会在框架纵、横方向的适当位置设置若干剪力墙。在这种结构中,框架与剪力墙共同受力,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,框架-剪力墙结构体系充分发挥了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。所以这种结构形式一般用于写字楼、商住楼、酒店以及某些工艺用房。框架一剪力墙结构,一般用于25层以下房屋结构。
剪力墙体系是受力主体结构全部由平面剪力墙构件组成的一种体系。其不仅能够承担结构中水平构件所产生的竖向荷载,而且还能够承担水平荷载。剪力墙本身具有较高的强度和刚度,同时具有一定的延性,剪力墙结构整体性好,侧向刚度大,适宜做较高的高层建筑,水平力作用下侧移小。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。因此较适宜用于宾馆与住宅。剪力墙结构常用于25~30层的建筑物。
筒体结构体系由框架―剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变和发展而来的。筒体结构体系是将