Ⅰ 解高层建筑的不同结构形式和选型
高层建筑的上层结构载荷很大,基础底面压力也很大,应采用整体性好、能满足地基的承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式。根据上部结构类型、层数、载荷及地基承载力,可以用单独柱基、交叉梁基础、筏型基础或箱型基础;当地基承载力或变形不能满足设计要求时,可以采用桩基或复合地基。
1 筏型基础
筏型基础也称为板式基础,多用在上部结构荷载较大、地基承载力较低的情况。一般有两种做法:倒肋形楼盖式和倒无梁楼盖式。倒肋形楼盖的筏基,板的折算厚度较小,用料较省,刚度较好,但施工比较麻烦,模板较费。如果采用板底架梁的方案有利于地下室空间的利用,但地基开凿施工麻烦,而且破坏了地基的连续性,扰动了地基土,会降低地基承载力;采用倒无梁楼盖式的筏基,板厚较大,用料较多,刚度也较差,但施工较为方便,且有利于地下空间的利用。采用此种形式的筏板,应在柱下板底或板面加墩,板底加墩有利于地下空间的利用,板面加墩则施工较为方便。因此选择施工方案的时候应考虑综合因素。
2 箱型基础
当地基极软切沉降不均匀十分严重时,采用筏形基础,其刚度会显得不足,在上部结构对基础不均匀沉降敏感时尤其如此,在这种情况下采用箱型基础就较为合理。
箱型基础是由底板、顶板、外围挡土墙以及一定的内隔墙组成的单层或多层混凝土结构。箱型基础刚度大、整体性好、传力均匀;能适应局部不均匀沉降较大的地基,有效地调整基地反力。由于地基面积较大,且埋置深度也较大,挖去了大量土方,卸除了原有的地基自重应力,地基承载力有所提高,建筑物沉降减小。由于埋深较大,箱型基础外壁与土的摩擦力增大,增大了基础周围土体对结构的阻尼,有利于抗震。但是箱形基础的内隔墙较多,支模等施工时间较费,工期较长;在使用上也受到隔墙太多的限制。
3 桩箱和桩筏基础
在浅层地基承载力比较软弱,而坚实土层距离地面又较深的时候,采用其他类型的基础就不能满足承载力或变形控制的要求。这是应当考虑采用桩基础。
桩基础由两部分组成:一是桩基承台,二是桩基本身。桩承台的作用是将上部荷载传给桩,并使桩群连成整体,而桩又将荷载传至较深的土层中区。桩基承台一般可利用筏形基础的底板或箱形基础的底板。这时称这种形式的基础为桩筏基础或桩箱基础。
桩的类型应根据工程地质资料、结构类型、荷载性质、施工条件以及经济指标等因素确定。桩按受力性能来区分,有摩擦桩和支承桩两种。按施工方法区分,有预制桩和灌注桩两种。在桩基平台面积确定的情况下,不同桩径、不同的桩基持力层会有不同的单桩承载力,桩的平面随之也可以确定。当箱形或筏形基础下桩的数量较少时,桩基布置在墙下、梁板式筏形基础的梁下或平板式筏形基础的柱下。桩距应尽可能的大,在充分发挥单桩承载力的同时,还能发挥承台土反力作用,以取得最佳效果。
Ⅱ 高层建筑结构有哪些结构体系,以及各结构体系的优缺点是什么
多、高层建筑有以下结构体系:1.框架结构2.剪力墙结构3.框架-剪力墙结构4.框架-筒体结构5.框筒结构6.筒中筒结构7.多筒结构8.悬挂结构9.巨形框架结构10.巨形桁架结构11.刚性横梁或刚性桁架结构。
框架结构的优缺点如下:优点1.空间大2.延性好3.造价稍低。缺点1.承载力低2.刚度小(柔性结构)3.侧移大4.非结构构件破坏重,维修费用高5.次生内里复杂6.缺少二道防线7.震区建筑物≥8层时不应采用8.P-△效应显著。需要指出的是,在框架结构的缺点中,致命的缺点是缺少二道防线,这将显著降低结构抗震能力。故结构选型时,应多加注意。
剪力墙结构的优点是抗侧移刚度大、变形小,因而非结构构件损坏少,断水、断电、火灾等次生灾害小。结构次生内力、P-△效应不显著,弹塑性稳定性等问题不突出。经合理设计并采取适当构件措施,延性可满足规范要求,地震时墙体即使严重开裂、强度衰减,其承载能力也很少降低到承重所需要的临界承载力以下,故抗震能力强、震害较轻,只有极个别的倒塌。 缺点是平面布置不够灵活,大房间受到限制,结构自重大,刚度大,周期短,所受地震力大,可采用调整刚度的方法减少以上缺点。
框架-剪力墙结构优点1.侧移小(同框架比)2.减轻节点负担3.增加超静定次数4.保证塑性铰均匀发展5.层间侧移趋于均匀6.框架部分各层层剪力趋于均匀。缺点是水平方向刚度不均匀。
筒体结构的优点1.承载力高2.空间刚度大3.抗震抗风性能好4.适用于20层以上,层数较多的高层建筑。缺点1.计算量大,必须机算2.计算复杂3.施工难度大。
Ⅲ 高层建筑的结构主要有哪几种类型
目前国内高层建筑的四大结构体系:框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。
一,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,使用较方便。钢筋混凝土框架按施工方法的不同。又可分为:
①梁、板、柱全部现场浇筑的现浇框架;
②楼板预制,梁、柱现场浇筑的现浇框架;
③ 梁、板预制,柱现场浇筑的半装配式框架;
④梁、板、柱全部预制的全装配式框架等。
二,框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构。
1.框架结构体系。框架结构体系是由楼板、梁、柱及基础四种承重构件组成。由梁、柱、基础构成平面框架,它是主要承重结构,各平面框架再由连系梁连系起来,即形成一个空间结构体系,它是高层建筑中常用的结构形式之一。
(1)框架结构体系优点是:建筑平面布置灵活,能获得大空间,建筑立面也容易处理,结构自重轻,计算理论也比较成熟,在一定高度范围内造价较低。
(2)框架结构的缺点是:框架结构本身柔性较大,抗侧力能力较差,在风荷载作用下会产生较大的水平位移,在地震荷载作用下,非结构构件破坏比较严重。
(3)框架结构的适用范围:框架结构的合理层数一般是6到15层,最经济的层数是10层左右。由于框架结构能提供较大的建筑空间,平面布置灵活,可适合多种工艺与使用的要求,已广泛应用于办公、住宅、商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房和仓库中。
2.剪力墙结构体系。在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度,在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”,剪力墙的主要作用在于提高整个房屋的抗剪强度和刚度,墙体同时也作为维护及房间分格构件。
(1)剪力墙结构中,由钢筋混凝土墙体承受全部水平和竖向荷载,剪力墙沿横向纵向正交布置或沿多轴线斜交布置,它刚度大,空间整体性好,用钢量省。历史地震中,剪力墙结构表现了良好的抗震性能,震害较少发生,而且程度也较轻微,在住宅和旅馆客房中采用剪力墙结构可以较好地适应墙体较多、房间面积不太大的特点,而且可以使房间不露梁柱,整齐美观。
(2)剪力墙结构墙体较多,不容易布置面积较大的房间,为了满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共用房的要求,以及在住宅楼底层布置商店和公共设施的要求,可以将部分底层或部分层取消剪力墙代之以框架,形成框支剪力墙结构。
(3)在框支剪力墙中,底层柱的刚度小,形成上下刚度突变,在地震作用下底层柱会产生很大内力及塑性变形,因此,在地震区不允许采用这种框支剪力墙结构。
3.框架—剪力墙结构体系。在框架结构中布置一定数量的剪力墙,可以组成框架—剪力墙结构,这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点,又有较大的刚度和较强的抗震能力,因而广泛地应用于高层建筑中的办公楼和旅馆。
4.筒体结构体系。随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高,以平面工作状态的框架、剪力墙来组成高层建筑结构体系,往往不能满足要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁筒体,成为竖向悬臂箱形梁,加密柱子,以增强梁的刚度,也可以形成空间整体受力的框筒,由一个或多个筒体为主抵抗水平力的结构称为筒体结构。通常筒体结构有:
(1)框架—筒体结构。中央布置剪力墙薄壁筒,由它受大部分水平力,周边布置大柱距的普通框架,这种结构受力特点类似框架—剪力墙结构,目前南宁市的地王大厦也用这种结构。
(2)筒中筒结构。筒中筒结构由内、外两个筒体组合而成,内筒为剪力墙薄壁筒,外筒为密柱(通常柱距不大于3米)组成的框筒。由于外柱很密,梁刚度很大,门密洞口面积小(一般不大于墙体面积50%),因而框筒工作不同于普通平面框架,而有很好的空间整体作用,类似一个多孔的竖向箱形梁,有很好的抗风和抗震性能。目前国内最高的钢筋混凝土结构如上海金茂大厦(88层、420.5米)、广州中天广场大厦(80层、320米)都是采用筒中筒结构。
(3)成束筒结构。在平面内设置多个剪力墙薄壁筒体,每个筒体都比较小,这种结构多用于平面形状复杂的建筑中。
(4)巨型结构体系。巨型结构是由若干个巨柱(通常由电梯井或大面积实体柱组成)以及巨梁(每隔几层或十几个楼层设一道,梁截面一般占一至二层楼高度)组成一级巨型框架,承受主要水平力和竖向荷载,其余的楼面梁、柱组成二级结构,它只是将楼面荷载传递到第一级框架结构上去。这种结构的二级结构梁柱截面较小,使建筑布置有更大的灵活性和平面空间。
除以上介绍的几种结构体系外,还有其他一些结构形式,也可应用,如薄壳、悬索、膜结构、网架等,不过目前应用最广泛的还是框架、剪力墙、框架—剪力墙和筒体等四种结构。
Ⅳ 建筑结构选型的题目。多层建筑的。图就不要求了,能回答我计算就好
你看着改改吧,记得规范要改,这是老规范,这个是结构设计计算书! 不要的多余的可以删除!
3 结构设计说明
3.1 工程概况
某中学教学楼,设计要求建筑面积约2000--4000m2,3-4层。经多方论证,初步确定设为四层,结构为钢筋混凝土框架结构。
3.2 设计主要依据和资料
3.2.1 设计依据
a) 国家及江苏省现行的有关结构设计规范、规程及规定。
b) 本工程各项批文及甲方单位要求。
c) 本工程的活载取值严格按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)执行。
3.2.2 设计资料
1 房屋建筑学 武汉工业大学出版社
2 混凝土结构(上、下) 武汉理工大学出版社
3 基础工程 同济大学出版社
4 建筑结构设计 东南大学出版社
5 结构力学 人民教育出版社
6 地基与基础 武汉工业大学出版社
7 工程结构抗震 中国建筑工业出版社
8 简明建筑结构设计手册 中国建筑工业出版社
9 土木工程专业毕业设计指导 科学出版社
10 实用钢筋混凝土构造手册 中国建筑工业出版社
11 房屋建筑制图统一标准(BG50001-2001) 中国建筑工业出版社
12 建筑结构制图标准(BG50105-2001) 中国建筑工业出版社
13 建筑设计防火规范(GBJ16—87) 中国建筑工业出版社
14 民用建筑设计规范(GBJI0I8-7) 中国建筑工业出版社
15 综合医院建筑设计规范(JGJ49-88) 中国建筑工业出版社
16 建筑楼梯模数协调标准(GBJI0I-87) 中国建筑工业出版社
17 建筑结构荷载规范(GB5009-2001) 中国建筑工业出版社
18 建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001) 中国建筑工业出版社
19 混凝土结构设计规范(GB50010—2002) 中国建筑工业出版社
20 地基与基础设计规范(GB5007-2002) 中国建筑工业出版社
21 建筑抗震设计规范(GB50011—2001) 中国建筑工业出版社
22 砌体结构 中国建筑工业出版社
23 简明砌体结构设计施工资料集成 中国电力出版社
24 土木工程专业毕业设计指南 中国水利水电出版社
25 土建工程图与AutoCAD 科学出版社
26 简明砌体结构设计手册 机械工业出版社
27 砌体结构设计手册 中国建筑工业出版社
28 砌体结构设计规范(GB50010—2002) 中国建筑工业出版社
本工程采用框架结构体系,抗震等级为四级。本工程耐火等级为二级,其建筑构件的耐火极限及燃烧性能均按民用建筑设计规范(GBJI0I8-7)执行.
全部图纸尺寸除标高以米为单位外均以毫米为单位。本工程结构图中所注标高均为结构标高。
3.3 结构设计方案及布置
钢筋混凝土框架结构是由梁,柱通过节点连接组成的承受竖向荷载和水平荷载的结构体系。墙体只给围护和隔断作用。框架结构具有建筑平面布置灵活,室内空间大等优点,广泛应用于电子、轻工、食品、化工等多层厂房和住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。因此这次设计的成集中学教学楼采用钢筋混凝土框架结构。
按结构布置不同,框架结构可以分为横向承重,纵向承重和纵横向承重三种布置方案。
本次设计的教学楼采用横向承重方案,竖向荷载主要由横向框架承担,楼板为预制板时应沿横向布置,楼板为现浇板时,一般需设置次梁将荷载传至横向框架。横向框架还要承受横向的水平风载和地震荷载。在房屋的纵向则设置连系梁与横向框架连接,这些联系梁与柱实际上形成了纵向框架,承受平行于房屋纵向的水平风荷载和地震荷载。
3.4变形缝的设置
在结构总体布置中,为了降低地基沉降、温度变化和体型复杂对结构的不利影响,可以设置沉降缝、伸缩缝和防震缝将结构分成若干独立的单元。
当房屋既需要设沉降缝,又需要设伸缩缝,沉降缝可以兼做伸缩缝,两缝合并设置。对有抗震设防要求的的房屋,其沉降缝和伸缩缝均应该符合防震缝的要求,并进可能做到三缝合一。
3.5 构件初估
3.5.1 柱截面尺寸的确定
柱截面高度可以取,H为层高;柱截面宽度可以取为。选定柱截面尺寸为500 mm×500mm
3.5.2 梁尺寸确定
框架梁截面高度取梁跨度的l/8~l/12。该工程框架为纵横向承重,根据梁跨度可初步确定框架梁300mm×600mm
3.5.3 楼板厚度
楼板为现浇双向板,根据经验板厚取130mm。
3.6 基本假定与计算简图
3.6.1 基本假定
第一:平面结构假定:该工程平面为正交布置,可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担,垂直于该方向的抗侧力结构不受力。
第二:由于结构体型规整,布置对称均匀,结构在水平荷载作用下不计扭转影响。
3.6.2 计算简图
在横向水平力作用下,连梁梁对墙产生约束弯矩,因此将结构简化为刚结计算体系,计算简图如后面所述。
3.7荷载计算
作用在框架结构上的荷载通常为恒载和活载。恒载包括结构自重、结构表面的粉灰重、土压力、预加应力等。活荷载包括楼面和屋面活荷载、风荷载、雪荷载、安装荷载等。
高层建筑水平力是起控制作用的荷载,包括地震作用和风力。地震作用计算方法按《建筑结构抗震设计规范》进行,对高度不超过40m以剪切为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,可采用底部剪力法。
竖向荷载主要是结构自重(恒载)和使用荷载(活载)。结构自重可由构件截面尺寸直接计算,建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。使用荷载(活荷载)按荷载规范取值,楼面活荷载折减系数按荷载规范取用。
3.8 侧移计算及控制
框架结构的侧移由梁柱杆件弯曲变形和柱的轴向变形产生的。在层数不多的框架中,柱轴向变形引起的侧移很小,可以忽略不计。在近似计算中,一般只需计算由杆件弯曲引起的变形。
当一般装修标准时,框架结构在地震作用下层间位移和层高之比、顶点位移与总高之比分别为1:650,1:700。
框架结构在正常使用条件下的变形验算要求各层的层间侧移值与该层的层高之比不宜超过1/550的限值。
3.9 内力计算及组合
3.9.1 竖向荷载下的内力计算
竖向荷载下内力计算首先根据楼盖的结构平面布置,将竖向荷载传递给每榀框架。框架结构在竖向荷载下的内力计算采用分层法计算各敞口单元的内力,然后在将各敞口单元的内力进行叠加;连梁考虑塑性内力重分布而进行调幅,按两端固定进行计算。
3.9.2 水平荷载下的计算
利用D值法计算出框架在水平荷载作用下的层间水平力,然后将作用在每一层上的水平力按照该榀框架各柱的刚度比进行分配,算出各柱的剪力,再求出柱端的弯矩,利用节点平衡求出梁端弯矩。
3.9.3 内力组合
第一:荷载组合。荷载组合简化如下:
(1)恒荷载+活荷载、(2)恒荷载+风荷载、(3)恒荷载+活荷载+风荷载、(4)恒荷载+地震荷载+活荷载。
第二:控制截面及不利内力。框架梁柱应进行组合的层一般为顶上二层,底层,混凝土强度、截面尺寸有改变层及体系反弯点所在层。
框架梁控制截面及不利内力为:支座截面,-Mmax,Vmax,跨中截面,Mmax。
框架柱控制截面为每层上、下截面,每截面组合:Mmax及相应的N、V,Nmax及相应M、V,Nmin及相应M、V。
3.10 基础设计
在荷载作用下,建筑物的地基、基础和上部结构3部分彼此联系、相互制约。设计时应根据地质资料,综合考虑地基——基础——上部结构的相互作用与施工条件,通过经济条件比较,选取安全可靠、经济合理、技术先进和施工简便的地基基础方案。根据上部结构、工程地质、施工等因素,优先选用整体性较好的独立基础。
3.11 施工材料
第一:本工程中所采用的钢筋箍筋为Ⅰ级钢,fy=210N/m㎡,主筋为Ⅱ级钢,
fy=300N/m㎡。
第二:柱梁钢筋混凝土保护层为35mm,板为15mm。
第三:钢筋的锚固和搭接按国家现行规范执行。
第四:本工程所有混凝土强度等级均为C30。
第五:墙体外墙及疏散楼梯间采用240厚蒸压灰砂砖。
第六:当门窗洞宽≤1000mm时,应采用钢筋砖过梁,两端伸入支座370并弯直钩;门窗洞宽≥1000mm时,设置钢筋混凝土过梁。
3.12 施工要求及其他设计说明
第一:本工程上部楼板设计时未考虑较大施工堆载(均布),当外荷载达到3.0Kn/m时,应采取可靠措施予以保护。
第二:本工程女儿墙压顶圈梁为240mm×120mm,内配4φ8,φ6@250,构造柱为240mm×240mm,内配4φ10,φ6@250,间隔不大于2000mm
第三;施工缝接缝应认真处理,在混凝土浇筑前必须清除杂物,洗净湿润,在刷2度纯水泥浆后,用高一级的水泥沙浆接头,再浇筑混凝土。
第四:未详尽说明处,按相关规范执行。
Ⅳ 高层建筑结构选型要注意什么问题
格局.抗震.适用性和经济性.
Ⅵ 高层住宅与低层住宅结构选型的不同点
低层房屋是指高度低于或等于10米的建筑物,一般是1-3层建筑物,如平房、别墅等。低层房屋一般建筑结构简单,施工期短,建造成本低廉,给人以亲切安宁、有天有地的感觉,它的舒适度、方便度和空间尺度优于高层。人们特别喜欢以此为住宅。但是,低层房屋占地多,土地利用率低,特别是在寸土寸金的城市难以广泛开发。
多层房屋
多层房屋指高于10米、低于或等于24米的建筑物。多层房屋一般为4-8层,一般采用砖混结构,少数采用钢筋混凝土结构。多层房屋一般规格(房型)整齐,通风采光状况好,空间紧凑而不闭塞。与高层相比,多层房屋公用面积少,得房率相应提高,这是很多人喜欢多层房屋的主要原因。
高层房屋是指高于24米的建筑。8层以上(可含8层)的建筑体,一般可分为小高层、高层和超高层。
人们一般把8层至12、13层的建筑称为“小高层”。小高层住宅一般采用钢筋混凝土结构,带电梯。小高层有多层亲切安宁、房型好、得房率高的特点,又有普通高层结构强度高、耐用年限高、景观系数高,污染程度低等优点,很受购房人欢迎。同时,小高层对土地的利用率提高,土地成本相对下降,很受房地产开发商的青睐。所以,近年来中心城区小高层如雨后春笋,越来越多,
高层房屋(指15层以上、24层以下的建筑体)因为建筑结构和建筑形态(点状居多)的局限,房型设计难度大,要做到每套室内全明、采光通风良好是有很大难度的。在城市中心区,高层有它的优势:对开发商来说,单位建筑面积土地成本(即“楼面地价”)低;对住户来说,视野开阔,景观系数高,尘土、噪音、光线污染也少,建筑结构强度高,整体性强。但高层房屋也有明显的缺点:结构工艺比较复杂,材料性能要求高,自重大,对基础要求高,施工难度较大,建筑造价相应提高;高层房屋电梯、楼道、机房、技术层等公用部位占用面积大,得房率低;如果电梯质量不可靠,物业管理不正常,就很令人担心。
超高层房屋是指超过24层的建筑体。超高层房屋楼面地价最低,但建筑安装成本高。它给人以气派雄伟的感觉,可以满足一些消费者对视野、景观的要求。超高层房屋一般建在城市黄金地段(最大限度地利用土地资源)或景观良好的城区(最充分地发挥景观资源的作用)。
根据国家有关政策对民用建筑高度与层数的设计规定:4-6层为多层住宅;7-10层为小高层住宅(也称中高层住宅);10层以上则为高层住宅,有高层塔楼、高层板楼。
使用率比较:多层高于高层,85%左右;高层由于有电梯、电梯前室等,需分摊的公用面积较多,高层塔楼使用率72-75%,板楼在78-80%。
建筑质量比较:多层一般为砖混结构,抗震性能比高层差;高层一般为钢筋混凝现浇,抗震性能好,折旧年限长。
房型构造比较:多层一般坐北朝南,南北通风,使用面积高、房型合理,大开间容易隔开装修;高层一般为框架结构,加上要考虑电梯的位置,户型设计较难,装修也易带来不便。
按建筑高度划分,房屋可分为低层房屋、多层房屋和高层房屋。物业管理收费:多层少于高层。
Ⅶ 某住宅单元标准层平面如图所示,该住宅墙厚均为240mm.层高均为2.8m,共6层.试计算该住宅单元的建筑面积
1、先计算制抛去阳台的面积:
7×(3.6+2.7+2.4+2.7+3.6)+1.8×(2.7+2.4+2.7)=126.04㎡
2、楼梯剩下的休息平台面积:
1.2×2.4=2.88㎡
3、阳台面积:
1/2×(3.6×1.8×2+3.6×2×2+2.7×2×2)=19.08㎡
4、建筑面积:
1+2+3=126.04+2.88+19.08=148㎡
会稍微有点儿误差,不过相差不会很大