高層民用建筑結構設計規范范例6篇

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高層民用建筑結構設計規范

高層民用建筑結構設計規范范文1

關鍵詞:高層民用建筑;結構設計;問題;措施

中圖分類號:TU318文獻標識碼: A 文章編號:

0引言

建筑工程質量的好壞和群眾生命財產安全息息相關,而其中建筑設計又是一項繁重、責任大的工作,對建筑物的整體安全、經濟合理性以及適用都會造成嚴重的影響。 實際設計過程中,結構設計概念與方法上總是存在著一定的差錯,之所以存在差錯,主要有以下幾方面的原因:第一,由于設計人員對于高層建筑設計沒有過多的重視,只盲目的按照或者一味的照搬其他設計結果進行;第二,設計人員對于相關設計規范及方法缺乏一定的了解;第三,設計人員沒有清晰的力學概念,難以構建起科學合理的計算模式,在判斷結構驗算結果時,經驗不足。

1.高層民用建筑結構設計過程中存在的問題

1.1天然地基承載力與基礎埋深的確定問題

首先是地基承載力的確定存在誤差 ;在對地基承載力進行確定時,不僅要對其性質加以充分的考慮,而且,還要充分的考慮基礎的埋置深度以及寬度,地基承載力會隨著基礎埋置深度的加深以及基礎寬度的加大而逐漸的提高。但是,如果屬于軟弱基地,那么,將會使得地耐力取值進一步提高,存在安全隱患。其次,基礎埋深,通常從室外地面標高開始算起;填方區域應在填土后才可進行挖槽,可從填土面開始算起,填土主要是在上部結構而完成的,從天然地面標高開始算起。如果地下室采用的是箱形基礎,那么,基礎埋深應從室外地面標高開始算起;比如,分離式的基礎的地下室,也就是說內墻與內柱基礎,具體埋置深度應從室內地面開始算起;而地下室外墻基礎應采取室內與室外計算埋置深度的平均值。不過,實際設計過程中,通常沒有考慮天然地面室外設計地面標高間存在的不同和填土的規范施工順序,只一味的按照設計室內地面標高算起。這樣一來,就會使得基礎計算埋深值進一步增大,最終導致按照深度調整后的地基承載力也較大,安全系數低。

1.2結構計算存在的問題

建筑物結構計算存在的問題是荷載取值不夠合理、驗算底框砌體結構方面的問題以及結構周期折減系數的確定。如,高層民用框架的建筑一般在采取獨立的基礎上以及其地基受力部位不具備軟弱粘性土層的情況下,那么,就非常有必要對地基的抗震承載力加以驗算,在對其基礎進行設計時,應充分的考慮風荷載的作用。因此,必須將風荷載輸入到高層民用建筑中。只有具有均勻的剛度時方可采用底部剪力法,假如其結構中存在薄弱層,應充分考慮其因塑性變形集中所帶來的影響;此外,由于框架結構等都有填充墻,因此,它的實際剛度要高于計算時的剛度,但其實際周期比計算周期小,因此,最終所計算出的地震剪力通常較小,使得結構潛在了安全隱患,唯一的解決辦法就是折減計算周期。

2.加強高層民用建筑結構設計措施

2.1對地基承載力寬度與深度修正

在對地基承載力寬度與深度進行修正時,應結合工程具體情況,根據《建筑地基基礎設計規范》中的規定、基本原理以及理論,明確基礎埋置深度的取值,特別對于部分特殊情況,應充分的分析,合理的進行取舍。在施工中要求基礎完成時還要在上部結構施工前回填完成,回填土應進行分層夯實。實際上,地基承載力就是地基同時滿足強度以及變形這兩個條件時,單位面積所能承受的最大荷載。一般情況下,上部結構體型較為簡單,整體剛度較大,如果,地基不均勻沉降有著極強的適應性,那么,地基承載力就可取高值;如果基礎寬度大,埋置深度深,那么,地基承載力就會有所提高;高層建筑為了使得地基具有較好的穩定性,避免建筑物滑動與傾覆,通常都會要求基礎整體剛度要大,埋置深度深,可采用箱形基礎。另外,基礎埋深對于地基土體及上部結構所組成的相互作用體系的動力特性與動力反應有著一定的影響;各個學者在對這一問題進行研究后,所得出的結論存在著一定的差異,主要是因為上部結構剛度條件具有差異性。應對上部結構各種剛度條件加以全面的考慮,并進行大量的數值計算,從而獲取到基礎埋深對土體與結構共同作用體系的動力特性與反應影響的規律。

2.2結構計算參數的選擇

具體有以下三方面:首先,選擇合理的地震力振型組合數;其對于高層建筑,在沒有采取扭轉耦聯計算方式時,應取3,如果振型系數已經超出了3,那么,應取3的倍數,不過決不能比房屋層數高,在《建筑抗震設計規范》中有明確的規定,一個合理的振型個數通常能夠取振型參與質量達到總質量的百分之九十所需的振型數。目前,中國建筑科學研究院已經具備了這一功能,能夠及時的將這種參與質量的比值全面的輸出。同時,通過耦合計算的地震剪力要比非耦合計算小,只有其結構發生極為明顯的扭轉時,才可以采用耦合計算的方式進行,必要時應采用非耦合計算加以補充。其次,框架結構或荷載最不利布置與組合;如果活荷載較大,那么,是否對活荷載進行最不利布置、組合,會嚴重的影響到計算全面的反映出來,很有可能導致結構不安全。并且在PKPM中難以將荷載規范表4.1.1中的第1(1)與第1(2)~12項進行明確的區分,無法滿足荷載規范區分不同荷載類型采用各種樓面荷載折減系數的具體要求。所以,在對結構計算過程中,應對各種構件進行區分,然后進行分布計算,并且當荷載輸入時,應進一步折減樓面活荷載。

3.結論

綜上所述可知,本文論述了高層民用建筑結構設計過程中存在的問題,并針對問題制定了有效的措施,以確保結構設計具有較高的準確度、安全性以及較好的經濟合理性。由于筆者能力有限,本文的論述不是很全面,以期相關人員提出寶貴的意見。

參考文獻:

[1] 倪榮榮.高層建筑結構設計若干問題探討[J].才智,2011年23期.

[2] 陳娟,王曉霞,李謙.高層建筑結構的若干關鍵設計分析[J].科技致富向導,2011年20期.

[3] 卜永慶.高層建筑結構分析與設計[J].中國新技術新產品,2011年14期.

高層民用建筑結構設計規范范文2

關鍵詞:高層民用建筑結構設計

中圖分類號:TU97文獻標識碼: A

根據建筑使用的材料,我國的高層建筑采用的主體結構有鋼筋混凝土結構、鋼結構和型鋼混凝土混合結構等類型。其中鋼筋混凝土結構應用最為普遍,但混凝土的收縮和徐變變形對結構的影響不容忽視,并應在使用荷載和環境條件下對裂縫開展深入的研究和設計,以及對大跨度鋼筋混凝土受彎和大偏壓構件的剛度、撓度影響,因為在某些特殊情況下這些因素同樣將影響主體結構的使用和安全性。

一、 當前我國高層民用建筑結構設計現狀分析

以民用住宅建筑來看,由于民用建筑高度不斷攀升,從經濟適用性和應用普及來看,近幾年來,與大多高層商業建筑采用鋼結構不同的是:民用高層建筑結構主體更多采用鋼筋混凝土結構進行高層民用建筑的建造和設計。而近幾年針對民用高層建筑采用主體結構的是以鋼結構還是鋼筋混凝土結構為主攻方向的爭議就沒有停止過。推崇鋼結構為主攻方向的一部分學者認為:在當前住宅產業化趨勢之下推行鋼結構具有材料強度高、自重輕、施工速度快、防潮、抗震性能好,便于安裝和拆卸(便于實施產業化住宅實施以及二次優化設計),但鋼結構存在防火和腐蝕的典型問題,而作為民用建筑住宅的成本來看,鋼結構的經濟成本較高。

隨著近年我國房地產業發展以及國家對抗震等硬性指標的規范,以往磚混結構的住宅正在逐漸被鋼筋混凝土結構所替代,雖然鋼筋混凝土結構較之磚混結構成本會高出很多,但在抗震等規范指標下與鋼結構主體比較成本要低出許多。這也是近年來我國民用高層住宅建筑多采用鋼筋混凝土住宅結構的因素之一。

二、高層建筑結構體系介紹

鋼筋混凝土結構是當前大部分高層建筑采用的結構體系,它包括框架結構、框架剪力墻結構、剪力墻結構等,其中框架剪力墻結構和剪力墻結構在實際當中應用較多。

1剪力墻結構

剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結構中的梁柱,能夠承擔各類荷載引起的內力,并可以有效地控制結構的水平力,用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結構。

一般采用平面布置形式,并且剪力墻應雙向或多向布置,原因是剪力墻受豎向和水平方向荷載的共同作用。另外,該結構體系全部由剪力墻組成,那么它的剛度要比框架剪力墻結構更好,適用于40層以下的的高層民用建筑。還有,該結構的高寬比應不大于6,高度上還要考慮抗震的要求。

2 框架剪力墻結構

框架剪力墻結構是由框架和剪力墻組合而成的一種結構體系。這種結構體系的受力特點是,剪力墻承受水平荷載,而框架承受豎向荷載,兩者合理分工,共同受力。在設計中,剪力墻要均勻布置在建筑物的周邊、電梯間、平面形狀變化較大和豎向荷載較大的部位。此外,該結構以框架結構為主,剪力墻為輔助體系,所以此結構體系通常用25層以下的建筑,最高也不要大于30層。

3 框架結構

框架結構是指由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成構成承重體系的結構,即由梁和柱組成框架共同抵抗適用過程中出現的水平荷載和豎向荷載。采用結構的房屋墻體不承重,僅起到圍護和分隔作用,一般用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、空心磚或多孔磚、浮石、蛭石、陶粒等輕質板材等材料砌筑或裝配而成。

三、影響高層民用建筑結構設計的主要因素

1.外力作用的影響

作用在建筑物上的各種外力統稱為荷載。荷載可分為恒荷載(如結構自重)和活荷載(如人群、家具、風雪及地震荷載)兩類。荷載的大小是建筑結構設計的主要依據。也是結構選型及構造設計的重要基礎,起著決定構件尺度、用料多少的重要作用。風載是高層建筑水平荷載的主要因素,風力隨著地面的不同高度而變化,在沿江沿海地區,風力影響更大,設計時必須遵照有關設計規范執行。

地震荷載也是主要荷載。地基土的縱波使建筑物產生上下顫動;橫波使建筑物產生前后或左右的水平方向的晃動。但這三個方向的運動并不同時產生,其中橫波的振動往往超過風力的作用,所以地震力產生的橫波是建筑物的主要側向荷載。地震的大小用震級表示,震級的高低是根據地震時釋放能量的多少來劃分的,釋放能量愈多,地震越大,震級也愈高。故震級是地震的大小指標。

在進行建筑物抗震設計時,是以該地區所定地震烈度為依據,地震烈度是指在地震過程中,地表及建筑物受到影響和破壞的程度。

2.氣候條件的影響

我國各地區地理位置及環境不同,從炎熱的南方到寒冷的北方,氣候條件有許多差異。太陽的輻射熱、自然界的風、雨、雷、霜、地下水等構成了影響建筑物的多種因素。有的構、配件因熱脹冷縮而開裂;有的部位出現滲漏水現象;有的因室內過冷或過熱而妨礙工作等等.放在進行構造設計時,應該針對建筑物所受影響的性質與程度,對各有關構、配件及部位采取必要的防范措施.如防潮、防水、保溫、隔熱、設伸縮縫、設隔蒸汽層等等。以防患于未然。

3.各種人為因素的影響

人們在生產和生活活動中,往往遇到火災、爆炸、機械振動、化學腐蝕、噪聲等人為因素的影響。故在進行建筑構造設計時,必須針對這些影響因素,采取相應的防火、防爆、防振、防腐、隔聲等構造措施,以防止建筑物遭受不應有的損失。

四、民用建筑中結構的新技術發展趨勢

1 鋼結構民用建筑的推廣隨著鋼鐵工業的迅猛發展,為建筑鋼結構建設事業創造了極好的時機。鋼結構與磚混結構和混凝士結構相比,在民用建筑建筑中應用主要有三個優點:①由于鋼材強度高的特點,民用建筑設計可采用大開間布置。而磚混結構和鋼筋混凝土結構由于材料的性質,限制了空間布置的自由。如果結構跨度過大,就會造成構件尺寸加大,不但影響美觀,而且造成結構自重增大,增加了造價。②民用建筑采用鋼結構體系產生的綜合經濟效益較好。由于鋼結構民用建筑自重輕,約為磚混結構的65%,因此減少了土、沙、石的用量。不僅適用于軟弱地基,在其他地基條件下,也同樣可以大大減少基礎造價。鋼結構民用建筑施工周期短,可以大大提高投資效益,加快資金周轉。③鋼結構建筑具有較高的性價比,有利于環境的可持續發展、適宜產業化發展,極具發展前途,可帶動鋼鐵產業和新型材料產業的發展。

2 短肢剪力墻的廣泛應用短肢剪力墻結構是指墻肢的長度為厚度5~8倍的剪力墻結構,其吸收了框架結構的優點,發展形成的民用建筑結構型式。常用的短肢剪力墻有“T”字型、“L”字型、“十”字型、“一”字型等。在這種結構里剪力墻能結合建筑平面,利用間隔墻位置靈活布置,可選擇的方案較多,能避免與建筑使用功能發生矛盾。而連接各墻肢的梁隨墻肢位置也可隱蔽設于間隔墻豎向平面內。短肢剪力墻結構里剪力墻數量的多少,墻肢的長短主要由結構抗側力的需要而決定。這種新的結構克服了普通框架和普通剪力墻結構的一些缺點,得到了建筑師、開發商和廣大住戶的肯定與歡迎。

高層民用建筑結構設計規范范文3

[關鍵詞]高層民用建筑結構體系 結構設計 控制參數

前言

有市場就必然有競爭,建筑行業也不例外。隨著生活水平的不斷提高,人們在對民用建筑的也要求越來越高,如何設計出舒適、安全、環保的高層住宅,以滿足消費者的需,是設計師們當前要面對解決的首要問題。筆者結合自己的設計經驗,對高層民用建筑結構設計中常出現的問題進行了總結。

1.高層建筑結構體系介紹

鋼筋混凝土結構是當前大部分高層建筑采用的結構體系,它包括框架結構、框架剪力墻結構、剪力墻結構等,其中框架剪力墻結構和剪力墻結構在實際當中應用較多。

1.1剪力墻結構

剪力墻結構(Shearwall Structure)是用鋼筋混凝土墻板來代替框架

結構中的梁柱,能夠承擔各類荷載引起的內力,并可以有效地控制結構的水平力,用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結構。

一般采用平面布置形式,并且剪力墻應雙向或多向布置,原因是剪力墻受豎向和水平方向荷載的共同作用。另外,該結構體系全部由剪力墻組成,那么它的剛度要比框架剪力墻結構更好,適用于 40 層以下的的高層民用建筑。還有,該結構的高寬比應不大于 6,高度上還要考慮抗震的要求。

1.2 框架剪力墻結構

框架剪力墻結構是由框架和剪力墻組合而成的一種結構體系。這種結構體系的受力特點是,剪力墻承受水平荷載,而框架承受豎向荷載,兩者合理分工,共同受力。在設計中,剪力墻要均勻布置在建筑物的

周邊、電梯間、平面形狀變化較大和豎向荷載較大的部位。此外,該結構以框架結構為主,剪力墻為輔助體系,所以此結構體系通常用于25 層以下的建筑,最高也不要大于 30 層。

1.3 框架結構

框架結構是指由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成構成承重體系的結構,即由梁和柱組成框架共同抵抗適用過程中出現的水平荷載和豎向荷載。采用結構的房屋墻體不承重,僅起到圍護和分隔作用,一般用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、空心磚或多孔磚、浮石、蛭石、陶粒等輕質板材等材料砌筑或裝配而成。

2.高層建筑結構設計的控制參數選取

高層建筑設計中各種控制參數的選取將會直接影響到整個結構的安全性、合理性等。因此,合理地選取各個控制參數,不僅有助于提高結構整體的控制效率,還有助于使結構設計更加安全、經濟、合理。

2.1 軸壓比:為保證結構的延性要求,要限制結構的軸壓比。通常采

用增大強或柱的截面或提高該層強、柱混凝土強度的辦法,來調整軸壓比以滿足規范的要求。

2.2 剪重比:通過限制各個樓層的最小水平地震剪力來確保較長周

期的結構安全。通過增強豎向構件如墻、柱等的剛度,可以增大剪重比,解決偏小甚至與規范值相差較大的問題。

2.3 剛重比:這個的規范上限用于判斷重力荷載在水平作用位移效應引起的二階效應是否可以忽略不計。如果不滿足規范的下限要求,就通過調整來增強墻、柱等豎向構件的剛度來調整。

2.4 層間位移角:這個參數用來限制結構在正常使用的條件下的水平位移,以確保高層結構應具備的剛度,避免過大的位移影響到結構的承載力、穩定性和使用要求。在不滿足規范要求的情況下,就只能采用調整豎向構件,增加豎向構件的剛度的辦法調整。

2.5

層間位移比:此參數限制結構平面布置的不規則性,以避免貴大的偏心而導致結構產生教的扭轉效應。若不滿足規范的要求,則改變結構平面布置,減小結構剛心和質心的偏心距來達到規范要求。

2.6 周期比:該參數限制結構的抗扭剛度,不能太弱,結構具有必要的抗扭剛度可以減少扭轉對結構產生的不利影響。一般是調整改變結構布置,提高結構的抗扭剛度,以達到規范的要求。

2.7剛度比:為了限制結構的豎向布置的不規范性,避免結構剛度

沿豎向突變,形成薄弱層,影響結構的安全性而設置此參數。

如果不滿足規范的要求,就采用適當加強本層墻、柱和梁的剛度,過適當削弱上部相關樓層的墻、柱等豎向構件的剛度的方法來調整。

3.框架計算簡圖的處理對于無地下室的基礎埋深較深的框架結構,可以在0.00m附近設置基礎連系梁,以增強底層的整體性。因為基礎連系梁的設計只是構造設計,根本不能平衡底部柱腳的彎矩,更不能作為上部結構的嵌固部分,因此基礎頂面至一層樓蓋頂面的高度顯然不能作為底層的計算高度 H。那么正確的設計應該是:基礎頂面至連系梁頂面的高度取做柱的H,也就是吧基礎連系梁以下的部分當成一層,而把實際建筑的一層當做第二層計算,層高取連系梁頂層至一層樓面的高度。那么在計算簡圖時,底層柱的配筋應取基礎連系梁頂面和基礎頂面兩個中內力較大的值進行計算。而對于帶有地下室的框架結構,關鍵是如何合理確定上部結構的嵌固位置。但是在《建筑抗震設計規范》和《混凝土結構設計規范》中都沒有明確提出具置,這就需要我們根據工程的實際情況來確定了。對于箱型基礎或設計能夠滿足《建筑抗震設計規范》的地下室結構,可以將室頂作為框架上部結構的嵌固位置。在使用 PKPM軟件進行設計時,樓層總數一欄僅輸入地下室以上的實際層數即可,樓層的實際層高就是層高 H。這樣的設計,在進行地震作用時和實際情況較為接近。但是如果地下結構采用的時筏板基礎,嵌固位置最好選取基礎頂面,因為豎向荷載的計算只計算底層的柱底處。電算時,總的層數是所有的樓層數,包括地下室,如地上 6 層,地下 2 層,那么總的層數取 8 層。這樣的計算簡圖,地震作用相對保守,結構設計也相對安全。

4.結構計算參數的選取

4.1 地震力的振型組合系數

高層建筑的設計中,如果不考慮扭轉藕聯計算,那么地震力的振型組合數至少要取 3,當振型系數大于 3 時,要取 3 的倍數,但不要大于建筑的層數。SATWE 軟件可以方便地計算出某種振型的參與質量與總質量的比值,《建筑抗震設計規范》提到這個比值在 90%比較合適。

4.2 框架結構的活荷載的最不利布置、組合

是否進行活荷載的最不利布置、組合對計算結果的影響很大,尤其是在活荷載較大的時候。軟件給定的梁設計彎矩放大系數,不一定可以反映出工程的實際應力分布,使用它可能造成結構不安全或太保守。在PKPM 軟件中不能區分荷載規范,很難實現《荷載規范》中區分荷載種類和樓面荷載折減系數的要求。處理方法是按樓面活荷載類型考慮,取相應的折減系數,這里還要考慮區分不同的構件進行分布計算,在荷載輸入時將樓面活荷載折減。

結論

筆者根據多年的高層建筑結構設計的實踐經驗,介紹了高層建筑結構體系,同時根據高層建筑結構設計的相關規范,介紹了一些在設計中常用的控制參數,如軸壓比、位移比、剛度比等的使用以及具體的調

整方法。然后以框架結構為例,大致說明了再電算中的計算參數的選

擇,并重點介紹了振型組合系數等的選擇。本文還指出了在高層建筑結構的設計中一些應該注意的問題,可供相關人員參考,希望可以提高設計的安全性、經濟性和合理性。

參考文獻

[1]高層建筑混凝土結構設計規范[S]

[2]高層建筑混凝土結構設計規范(JGJ3- 2002)補充規定[S]

高層民用建筑結構設計規范范文4

【關鍵詞】民用建筑;內容;結構設計;問題

何為結構設計,就是建筑師門通過結構元素的組合來表達他們對建筑物的理念和思想。這些結構元素是最基本的,比如建筑的板、柱等,也就是建筑整體的大樣。那么一個建筑的結構體系就是有這些元素來共同組成的?,F代建筑中,很多建筑的結構還要考慮到抗震的概念設計,也就是要根據針對結構整體的效應來將結構設計中的問題得到有效的解決,其中包括對結構破壞過程的預想設計,建筑結構設計師在設計的過程中要考慮到結構的整體,而不能忽視結構的關鍵細節問題,知道每一個細節上的忽視都可能到使整體不完整和損壞,那么就要從根本上提高建筑結構的抗震能力。

1 建筑結構的內容

結構設計是建筑設計師在建筑中首要掌握的課題,就是要用結構的語言將設計師的理念表達出來,而結構語言就是結構元素,是構成建筑的基礎,那么要通過這些元素來組成建筑物的結構體系或是承重體系。結構設計是很復雜的過程,他包括基礎設計和整體設計。

建筑結構包括結構設計的程序,也就是,在一個建筑作品的設計中,不但要有結構設計,還要有給排水的設計和空調地暖的設計,也就是電氣設計。那么不管是設計中哪個階段都要保證其實用和美觀性,經濟性和環保性。建筑物想要充分的發揮作用,就要在結構設計上尤為注意,這是保障建筑物質量的重要基礎;再者就是對結構設計的要求,建筑結構設計中對構建進行極限承載能力的測驗,同時也要將那些不利因素考慮進去。建筑設計中,對建筑的抗震設計也尤為重要,我國對建筑物抗震標準要求控制在6-9級,但是這些建筑物也會受到環境和地域的影響,所以還要根據建筑物結構類型和高度量身定做不同的抗震標準。同樣的,抗震等級不同,那么計算方面的要求也不盡相同。

2 民用建筑結構設計中問題

2.1 不科學

目前我國很多民用建筑的結構設計存在很大的安全隱患,就是因為沒有根據我國的建筑抗震要求來進行設計。在很多的建筑中他們的地層出現了空洞,沒有抗震墻,也就使得建筑的底部和抗震墻沒有對齊,這樣的民用建筑結構自然也是不符合規范的,更不符合力學的原理,嚴重的問題在于,設計過程中設計師將抗震和場地的分類完全弄混,使得建筑整體的結構都出現了錯誤,一旦問題產生,那么就會發生安全隱患,危及人民生活和財產。同樣的在一些類似的建筑設計中出現的問題,是混凝土的構建上,配筋率不合乎規范,使得有很大的差值。計算取值時不能夠按照相關規定在進行確定,尤其是在一些結構的設計與標準計算值完全不相符,而且計算的結果也遠遠達不到結構的強度,這就讓建筑物的質量存在了很大的問題。

2.2 深度不符

在施工的圖紙中經常會出現偷工減料的現象,對于設計的過程不夠精細,而且施工圖紙過于簡略,很多本應該出現在圖紙上的系統圖和基礎圖都不是很完整,還有很多嚴重的現象是在圖紙上找不到一些較重要的信息,就只能用“見圖集”的方式標注,或者將責任推給了廠家,不能夠準確的表達語意,同時,施工圖紙中還對一些細節的地方表達不準確,使得建筑工程的全貌不能夠直接的反映出來。設計中,很多設計的細節都是需要進行標注或要明確交代的,比如安全等級和設計參數等,但是這些重要的信息往往會因為設計人員的不重視被忽略,他們只是慣用自己以往在其他設計中的結果,或者是因為設計人員沒有按照相關的設計規范要求來進行設計,還有一種可能就是,設計人員沒有熟悉掌握力學的概念,不不能夠對他有正確的計算,很大程度上是因為設計師沒有相關的計算經驗。

2.3 計算結果問題

荷載取值不正確,在很多民用多層框架建筑當中地基的主要受力處沒有粘性土層的時候,建筑物的高度不是很高,而且高度在規定的高度以下,作為一般的民用建筑房,或者是廠房時,沒有去驗算抗震力的必要,風荷載的輸入是非常關鍵的,尤其是有些建筑物位于地震區域;對于那些剛度較為均勻的底框砌體結構可以采用剪力的方法,但是如果結構薄弱,那么就一定要對塑性變形集中產生的影響進行綜合性考慮。

2.4 構造的設計問題

在地基設計中構造設計總是存在著問題,也就是在設計中出現的問題。高層建筑物的埋置深度常常會出現不足的情況。如果建筑設計中對柱基的類型選擇不當,當面就會對施工操作是否可行甚至是對工程的質量都可能造成影響,嚴重的還會對周圍的施工環境造成損害。在建筑設計中,一定要按照相關的規定設計好樁柱之間的距離,在錨樁和試樁之間的距離計算上,設計師一定不能忽視,要加深重視程度。

2.5 材料問題

選擇合適的結構體系在工程設計師的設計中是非常關鍵的,尤其是在民用建筑的設計中,目前為止,大部分的情況是,很多的高層建筑甚至是超高層的建筑,經常會出現這種建筑結構體系不完善的現象。我國的高層建筑最好是采用鋼筋混凝土的結構或者是鋼管混凝土的結構,為了是能夠讓柱斷面的尺寸有效減小,也能夠提高建筑的抗震能力,但是在高度超高的情況下,最好是將混凝土作為首選的建筑材料,目的是能夠更好的抵御風寒。

在很多的建筑工程的現實建設中都多多少少的出現了一些規則性差異或者是抗震性不好的情況,這就是導致一些樓層出現錯層的現象。如果在一些高層建筑中出現了這樣的錯層現象,那么樓板的連續性也會出現問題,這種結構會對抗震產生非常不利的影響。

3 結論

民用建筑的結構設計是一個十分復雜的過程,在設計過程中出現的問題也是各種各樣的,那么要想解決這些問題就需要建筑工程設計人員掌握非常堅實的建設知識和具有非常豐富的經驗,愛崗敬業持認真負責的態度和不斷創新精神去工作。設計師在民用建筑的設計中要從每個細節入手,不能忽視對基本構件的計算,掌握其中的要點,按照相關規定,進行對建筑結構的整體設計。這樣的民用建筑結構設計中的高標準高要求能夠從宏觀上提高我國民用建設結構的設計水平,帶領我國的建筑質量踏上更高的臺階,讓我國的民用建筑結構設計走上更科學更合理更安全的前進道路。

參考文獻:

[1]吳仁榮.降低船用離心泵運行振動和噪聲的結構設計(一)[J].艦船科學技術,1980(04).

[2]劉聚奎.窄板燃料元件的結構設計研究[J].核動力工程.1980(04).

高層民用建筑結構設計規范范文5

關鍵詞:高層;設計;結構設計;原則

Abstract: in the high-rise building at present in our city construction proportion is larger and larger, and the structural design changes are more and more, a lot of new structure design to the rapid pace of present in our city construction in. Building type and function more and more complex, the increasing of high-rise buildings, high-rise building structure system is also more and more diverse, the structure design of high-rise building has become more and more high-rise building structural engineering design work in the difficult and key. In the face of such situation, should make the high-rise building structure design in the first place to study. This paper on China's high-rise building design development and design principles and design of high-level features content analysis, compared with the typical examples and combined with the actual conduct of standard.

Key words: high-rise; design; structure design; principle

中圖分類號:B032.2文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)

我國改革開放以來,建筑業有了突飛猛進的發展,近十幾年我國已建成高層建筑萬棟,建筑面積達到2億平方米,其中具有代表性的建筑如深圳地王大廈81層,高325米;廣州中天廣場80層,高322米;上海金茂大廈88層,高420.5米。另外在南寧市也建起第一高樓:地王國際商會中心即地王大廈共54層,高206.3米。作為土建工作設計人員,必須充分了解高層建筑結構設計特點及其結構體系,使設計達到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量的基本原則。

一、我國高層建設發展及高層設計原則

我國對于高層建筑的劃分,建筑設計規范、建筑抗震設計規范、建筑防火設計規范沒有一個統一規定,一般認為建筑總高度超過24m為高層建筑,建筑總高度超過100m為超高層建筑。國內鋼鐵企業根據我國高層建筑鋼結構設計標準的要求,制訂我國第一部高層建筑鋼結構的鋼材標準《高層建筑結構用鋼板》(YB 4104-2000),比目前仍在實施的《低合金高強度結構鋼》(GB/ T1591-94)又前進了一步,其性能指標優于國外同類產品。國家標準《高層民用建筑鋼結構技術規程》(JGJ99-98)和《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)等有關高層建筑最大高度和最大高寬比的規定,在一般情況下,應遵守規范的規定,否則應進行專項論證或試驗研究。建設部第111號令《超限高層建筑工程抗震設防管理規定》和建質[2003]46號文《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》,對加強高層建筑鋼結構設計質量控制意義重大,具有可操作性。我們也在高層建筑結構設計的原則方面更進一步嚴格控制:

1 .選用適當的計算簡圖:計算簡圖選用不當則會導致結構安全的事故常常發生,所以選擇適當的計算簡圖是保證結構安全的重要條件。計算簡圖還應有相應的構造措施來保證

2. 選擇合適的基礎方案:基礎設計應根據工程地質條件,上部結構類型與載荷分布,相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進行綜合分析,選擇經濟合理的基礎方案,設計時宜最大限度地發揮地基的潛力,必要時應進行地基變形驗算。

3.合理選擇結構方案:一個合理的設計必須選擇一個經濟合理的結構方案,也就是要選擇一個切實可行的結構形式和結構體系。結構體系應受力明確,傳力簡捷。同一結構單元不宜混用不同結構體系,地震區應力求平面和豎向規則。

4.正確分析計算結果:在結構設計中普遍采用計算機技術,但是由于目前軟件種類繁多,不同軟件往往會導致不同的計算結果。因此設計師應對程序的適用范圍、條件等進行全面了解。

二、高層建筑結構設計的特點

高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較,結構專業在各專業中占有更重要的位置,不同結構體系的選擇,直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有:

1.水平力是設計主要因素

在低層和多層房屋結構中,往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中,盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響,但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值,僅與建筑高度的一次方成正比;而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力,是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面,對一定高度建筑來說,豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風荷載和地震作用,其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。

高層民用建筑結構設計規范范文6

關鍵詞:高層建筑;結構設計;質量;功能;解決措施

中圖分類號: TU97文獻標識碼: A

引言

在高層建筑結構設計方面,我國起步較晚,近幾年來,各大城市才不斷出現了一些高層建筑,甚至超高層建筑,這些建筑的結構設計非常重要,決定著建筑的使用質量與壽命,業主的需求不斷增加,也給設計人員提出了更多的要求。針對在高層建筑結構設計中的問題,需要進行一一解決,才能真正實現高質量建筑投入運行。

高層建筑結構設計特點

高層建筑結構設計中水平力是決定性因素。水平荷載在高層建筑結構中的穩定性貢獻非常大。與普通建筑相似,高層建筑結構在豎向的荷載多以重力表示,但在水平荷載方面,高層建筑與普通建筑有著極大的不同,高層建筑的自重與荷載在豎向構件可以產生一定的軸力與彎矩,在建筑結構的穩定性方面起著決定性的作用。[1]

在高層建筑結構設計中需要嚴格控制好側移指標。當建筑的高度不斷增加,水平荷載下的結構側向移動將會不斷被放大,對高層建筑的穩定性造成威脅,同時也會對人的生活舒適度造成一定的影響,所以需要保持側移能夠控制在一定的范圍之內,這成為結構設計的核心元素。高層建筑結構的設計對于抗震設計要求已經明顯提高,隨著近幾年來地震現象不斷頻繁,任何一個等級的偏差都有可能會造成穩定性破壞;當高層建筑的豎向荷載不斷增大時,柱內的軸向嚴重,連續梁彎矩變化讓支座處的負彎矩減小,從而對預制構件的下料長度造成影響。所以在高層建筑設計時需要注意軸向變形問題;要通過一定的措施,確保建筑結構具有相當的延性,當高層建筑物遇到危險時,避免出現倒塌的問題,如果沒有延性設計,將會對使用效率產生危害。[2]

高層建筑結構設計原則

3.1合理計算簡圖

首先要保證計算簡圖合理,簡圖對結構有著決定性作用。為了確保計算簡圖的安全,需要采用相應的構造方法,除了要在鋼節點與鉸節點進行關注外,還需要不斷減小計算誤差,把計算簡圖控制在一定的范圍之內。

3.2基礎設計選擇

其次,在進行基礎設計時,要充分了解高層建筑所在的地質條件,另外對高層建筑的結構類型與荷載分布分析要全面,根據施工條件以及鄰近相互影響進行綜合考究,在全面了解基礎信息的前提下進行科學合理的基礎方案確定?;A方案中,地基的潛力將發揮最大的作用,需要提前進行地基檢測。[3]

3.3結構方案選擇

合理的結構方案需要達到高層建筑結構設計的總體要求,并盡可能達到經濟的目的。在相同的結構單元中,使用相同的結構體系,根據地理條件、工程要求、施工因素綜合確定結構選擇,從而制定出最佳方案。

高層建筑結構設計中的問題分析與改善方向

4.1建筑結構超高

一些城市為了進行評比,在樓宇的高度上不斷進行更新,仿佛樓層越高,城市的地位就更靠前。但建筑物不斷超高卻對抗震性與建筑質量提出了更高的要求。相關的建筑規范對建筑物的高度與抗震要求進行明確的規定,無論是多高的建筑物,都需要滿足相對應的抗震等級要求。針對目前多地存在的建筑物超高問題,建筑物規范將會進行限定,不斷細化規則,與時俱進,這使得高層建筑結構的設計方法與措施有了明顯的改進。每一個建筑單位的項目管理部都要注重建筑的超高問題,在設計圖與施工組織審核時都應該及時發現潛在的風險問題,不斷進行論證,避免對工程的造價與工期造成影響。[4]

4.2短肢剪力墻的設置

隨著我國高層建筑結構設計的不斷深入,對短肢剪剪力墻的設置問題更加關注。目前我國的相關建筑規范已經對它進行了充分嚴格的定義,并對其使用進行了限制。短肢剪力墻主要是指建筑物墻肢截面的高厚度在5-8左右的情況,根據經驗表明,在高層建筑結構設計中人盡可能使用些種結構墻,所以在建筑設計時,要盡可能地避免。

4.3嵌固端設置

高層建筑的嵌固端在二層以上的地下室頂板上,同時也有可能會設計到人防頂板上,嵌固端設置時,結構設計工程師對于嵌固端設置帶來的問題沒有提前判斷與預測,比如樓板的設計、上下層的剛度要求等等,這些問題都有可能在后來的設計中做出更改,造成不必要的損失與安全隱患。[5]

4.4結構規則性問題

規則性問題在目前的高層建筑結構設計規范中已經進行了明確的限制。如新規范對結構嵌固端上下層的剛度進行了規定,現代建筑不宜采用嚴重不規則的設計方案。不規則的設計將對建筑的豎向荷載計算產生偏差,不易估計,有可能會存在安全風險。但是在目前的高層建筑結構設計中,仍然會存在著這一問題,對建筑的整體質量造成了一定的影響。為了避免圖紙在后續施工過程中進行變更,所以結構設計者要對結構設計中的規則性問題進行提前分析,遵守相關的規范規則,提高整體質量。[6]

4.5消防結構設計

高層建筑結構本身的特點非常明顯,它的功能復雜性決定著建筑結構在設計時非常復雜,需要選用不同的建筑功能材料。傳統建筑中所選用的材料多為可燃性材料,這種材料無形中增加了高層建筑火災的發性頻率,更不易進行救火。高層建筑間空氣流動強,風力非常大,如果發生高層火災事故,救援難度可想而知。在傳統高層建筑結構設計時,把火災線路設計成垂直形態,建筑人員在進行火災疏散時將花費更多的時間,對人身財產安全造成了更大的延誤。在消防結構設計中,也需要對排煙結構設計,這對于高層建筑的安全性設計有著重要的意義。在設計中要保證煙氣能夠有效排出,避免在火災發生時不利情況的蔓延。[7]

4.6抗風結構設計

在高層建筑設計中,抗風性研究非常重要。在進行設計建造時,要注意抗風壓性,對有效的設計非常重要。隨著高層建筑的高度不斷增加,結構本身對風起著擾動作用與阻隔作用,不利于風量的及時移動,在風速較大時,會對靜止的高層建筑產生振動效果,從而造成一定的動力荷載力,將會對其穩定性造成威脅,甚至有可能會導致主體結構受到破壞,導致玻璃幕墻破裂、裝飾物毀壞甚至墻體斷裂等工程質量受到影響的危險。

高層建筑結構設計策略總結

在高層建筑結構設計時要注重設計原則,合理選擇基礎條件與結構設計方案,對高層的消防結構、抗震結構、抗風結構設計進行優化。[8]在消防結構設計方面,要設計合適的防火間距,對建筑物間的距離進行精確計算,根據地形條件設計合理的防火結構設計,增加疏散通道設計,采用分隔式進行設計,控制煙霧與火勢的蔓延;在抗震結構設計方面,要合理規劃建筑結構的構件位置,發揮不同的構承載功能,對地基進行抗震設計,簡化建筑平面,分割高度差異,提高建筑物的剛率與強度,實現地基的穩固性,另外需要注重對剪力墻的設計,控制位移,對簡體結構進行抗震設計,確保結構的完整性與對稱性;在抗風結構設計優化中,首先要進行基礎設計,選擇級配高的砂石,在結構義部使用抗拔錨桿,穩定地基,在高層建筑結構中增加耗能減振系統設計,通過多種元素的綜合,使用強粘彈性的阻尼材料,解決好水平力、風荷載造成的荷載疊加問題,對受力高壓區進行加固處理,精確計算建筑物的風荷載與承載力。[9]

結語

在高層建筑結構設計時,應該對超高、抗震、抗風、消防、規則性、嵌固端設置等問題進行充分認識,提前結合地質條件與基礎條件對各個影響因素進行分析,不斷進行優化設計,確保高層建筑結構本身的穩定性,提高使用壽命與質量。結構設計不是孤立存在的,而是與其他的設計相輔相承。結合目前經驗所發現的問題進行優化,避免對質量造成影響。隨著我國專家學者對高層建筑結構設計研究的不斷深入,結構設計將更加完善,促進我國城市建設水平的提高。

參考文獻:

[1]張杰,崔偉平.探究高層建筑結構設計的問題及解決措施[J].河南科技,2013,01:173.

[2]郭峰,梁利生.高層建筑結構設計的問題及解決措施方案應用[J].科技傳播,2013,13:135-136.

[3]孫凱.高層建筑結構設計的問題及對策探討[J].價值工程,2011,25:88-89.

[4]趙東曉.高層建筑結構設計的問題與對策研究[J].商品混凝土,2012,09:132-133.

[5]王強.臨江高層建筑結構設計與施工及關鍵問題[D].武漢理工大學,2011.

[6]甄慶華.廣州某超高層建筑結構設計的關鍵性問題研究[D].華南理工大學,2012.

[7]呂波,沈惠梅.高層建筑結構設計問題及對策研究[J].科技創業家,2013,17:45.

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