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超高層建筑設計要點范文1
1前言
由于復雜高層與超高層建筑建設難度相對較大,為保證人們居住的安全性,相關建筑結構設計人員就應該以提高建筑結構安全性為主要目標,找出更有利于高層建筑建設的結構設計措施,從而在促進建筑行業發展的同時,保證復雜高層與超高層建筑建設能夠具有合理性、抗震性,提高人們居住的舒適度與安全性。
2高層建筑整體結構設計特點
高層建筑整體結構設計特點主要體現在以下幾方面:一是由于高層建筑相對較高,建筑水平荷載對建筑整體會產生一定的豎向軸應力,并在水平上受到自然災害、風力等因素影響。因此在設計高層建筑整體結構時,除需要考慮到建筑豎向荷載外,也應該深入考慮到建筑水平荷載。二是由于高層建筑頂部壓力相對較大,建筑在后期使用過程中,會出現軸向變形的問題,從而影響建筑梁彎距。因此為了保證高層建筑整體安全性,在結構設計時就應該加強對建筑梁彎矩的重視,避免發生高層建筑軸向變形問題[1]。三是對高層建筑整體抗震性的要求。高層建筑在設計過程中應該重視其結構延性,保證高層建筑能夠更好的抵抗地震災害,從而保證居住人們的生命安全。
3復雜高層與超高層建筑結構設計要點
3.1提高對建筑結構設計的重視,優化結構設計方案
復雜高層與超高層建筑結構設計方案直接決定了建筑結構后期應用的安全性?;诖?,在進行結構設計時,相關人員就應該提高對建筑結構設計的重視,從而能夠結合建筑工程周圍實際情況,優化已經研制出的結構設計方案。首先,復雜高層與超高層建筑結構設計人員應該重視概念設計,在前期設計階段需要堅持結構設計規則性、整體均衡性等原則,保證建筑結構各個部分都能夠發揮出更有力的支持作用;其次,在完善復雜高層與超高層建筑結構設計時,結構設計人員應該加強與工程施工人員的溝通,從而在外觀效果、施工效果的角度上實現對建筑結構設計方案的優化,避免建筑結構出現后期轉換的問題[2]。最后,由于計算機技術在結構設計過程中發揮了重要的作用,因此相關人員還應該積極采取有效的計算機軟件,實現對結構設計方案更科學的優化。
3.2深入分析建筑結構設計指標,提高結構設計的合理性
建筑結構設計指標不僅是復雜高層與超高層建筑結構設計人員應該遵循的指標,也是保證復雜高層與超高層建筑結構設計合理性的重要因素。因此在設計建筑結構時,相關人員就應該加強對以下幾點內容的重視,從而提高復雜高層與超高層建筑結構設計的合理性。一是地震荷載指標:在研究人員的深入分析下,發現超高層建筑結構自震周期在6秒至9秒之間,因此在地震荷載指標的影響下,建議復雜高層與超高層建筑結構設計中直線傾斜下降時間控制在十秒左右。同時在分析該項技術指標時,也要全面結合建筑周圍的實際情況,從而保證評估結果能夠滿足建筑結構合理性的要求;二是風荷載指標:由于復雜高層與超高層建筑主要會受到地震以及風力的影響,因此相關人員還應該遵照當前所提出的風荷載指標對建筑結構設計進行全面評估,從而實現對建筑變形的控制,提高建筑居住的安全性。
3.3根據相關建筑結構設計規范,保證結構設計的抗震性
由于建筑結構直接影響著人們的生命安全,因此在建筑行業快速發展的背景下,國家制定了科學、合理的建筑結構設計規范。針對復雜高層與超高層建筑提出的設計規范,有以下兩種:《高層建筑混凝土結構技術規程》和《高層建筑抗震規程》。要想保證復雜高層與超高層建筑結構設計更加合理,能夠更好的滿足建筑抗震性要求,相關人員在設計復雜高層與超高層建筑時,就要嚴格按照相關建筑結構設計規范進行設計工作。同時也要全面考慮到當前建筑項目所處的外部環境、需求的抗震類別以及施工條件,以保證復雜高層與超高層建筑結構設計抗震能力為建設目標。在按照相關規范設計后,利用相關分析方法對復雜高層與超高層建筑進行結構抗震性的深入分析。
3.4重視后期居住的舒適性,保證建筑結構設計的科學性
在復雜高層與超高層建筑結構設計中,除需要重視上述設計要點外,還需要考慮到后期人們居住的舒適性。一方面,這是當今社會人們生活水平提高后對建筑結構提出的要求,另一方面,也是復雜高層與超高層建筑必須達到的建設目標。由于復雜高層與超高層建筑豎向荷載相對較大,因此在前期施工以及后期居住中,都會出現一定的壓縮變形問題[3]。基于此,為了保證后期人們能夠居住的更加舒適,在進行建筑結構設計及施工過程中,就應該積極采取預變形技術,并通過計算機軟件進行詳細的模擬演練,從而保證建筑結構設計能夠更加科學合理,更好的滿足人們居住要求。
4總結
綜上所述,相關結構設計人員在設計復雜高層與超高層建筑時,要深入分析建筑結構設計指標、相關建筑結構設計規范以及居住的舒適程度,從而保證設計人員能夠設計出結構更加合理、抗震性能更高、科學性更高的復雜高層與超高層建筑結構方案,保證復雜高層與超高層建筑使用壽命與安全性,為人們居住、工作提供更安全的環境。
參考文獻:
[1]劉國榮.試論超高層建筑結構的抗震性設計[J].中國新技術新產品,2015(11):118.
[2]關偉,于連友,賈國熠.關于超高層建筑的相關結構設計討論[J].門窗,2013(2):215~216.
超高層建筑設計要點范文2
關鍵詞:復雜高層;超高詠ㄖ;結構設計;設計要點
中圖分類號:TU97 文獻標識碼:A
在建筑行業發展中,越來越多新技術、新工藝和新材料應用其中,這就對工程結構設計提出了更高的要求。尤其是在當前復雜高層和超高層建筑的結構設計中,可能受到一系列客觀因素影響,為工程結構埋下安全隱患,影響工程結構設計質量。尤其是在高層建筑結構設計中,相較于普通的建筑而言,結構設計要求更高,需要充分結合建筑特性,把握復雜高層和超高層建筑設計技術要點,提升設計合理性,為后續施工活動有序開展打下堅實的基礎。
一、復雜高層和超高層建筑結構設計
某建筑工程總高度78.5m,高22層,主樓地下兩層,地面20層。建筑結構為框剪結構,通過多方設計方案論證,樁基工程選擇后壓漿鉆孔灌注樁,選擇端承-摩擦樁的裝荷載形式,壓漿鉆孔灌注樁295根,φ700樁252根,有效樁長18m~19m。采用標號C25的混凝土,關注前0.5m?~0.5m?碎石置于空洞地步。關注過程中,導管同孔底之間的距離為0.5m,連續灌注混凝土。
復雜高層和超高層建筑結構設計中,相較于普通的建筑結構設計而言存在明顯的差異。一般其概況下,普通建筑的高度是在200m以下,復雜高層和超高層建筑的高度則超過了200m,這就對建筑工程穩定性提出了更高的要求。普通建筑多為鋼筋混凝土結構,而復雜高層和超高層建筑結構則是多為鋼結構或是混合結構,設計技術含量較高,結構更為復雜。此外,在復雜高層和超高層建筑結構設計中,需要充分考慮到建筑抗震要求、環境因素、自重以及風荷載等因素的影響,設計內容較為復雜,所以復雜高層和超高層建筑結構設計難度更大。
二、復雜高層和超高層建筑概念設計
(一)提升對概念設計的重視程度
近些年來,在復雜高層和超高層建筑結構設計中,設計理念不斷創新,積累了豐富的結構設計經驗,其中最具代表性的就是概念設計。在概念設計中,提升結構設計規則性和均勻性;結構中作用力傳遞更為清晰;結構設計中應該充分體現高標準的要求;結構設計中融入節能減排理念,促使結構設計更為科學合理;設計中,提升建筑材料利用效率,在滿足建筑結構整體設計要求的同時,迎合可持續發展要求?;诖?,為了滿足上述設計要求,設計人員應該同建筑工程師進行密切的交流,在充分交流基礎上,提升建筑結構設計合理性。
(二)選擇合理的結構抗側力體系
在復雜高層和超高層建筑結構設計中,為了可以有效提升結構設計安全性,選擇抗側力體系是尤為必要的。在選擇結構抗側力體系中,應該根據建筑具體高度來選擇,明確結構抗側力體系和建筑物高度之間的關系,如果建筑高度在100m以下,可以選擇框架、框架剪力墻和剪力墻體系;如果建筑高度在100m~200m以內,則選擇框架核心筒、框架核心筒伸臂;建筑高度在600m左右時,選擇筒中筒伸臂、桁架、斜撐組合體;在結構設計中,需要充分考慮到結構內部各個部件之間的關系,形成一個整體;如果建筑工程結構中存在多個抗側力結構體系,應該分別對這些抗側力結構體系進行分析,在此基礎上科學分析和判斷。
(三)提高建筑抗震設計重視程度
提高建筑抗震設計重視程度是尤為必要的,尤其是在復雜高層和超高層建筑結構設計中,抗震設計對于建筑安全影響較大。在選擇抗震方案中,需要選擇合理的施工材料,質量符合建筑要求;盡可能降低地震過程中能量的擴大,對建筑構件的承載力進行驗收,計算地震下建筑結構位移數值;高層建筑工程設計中,結構抗震手段的應用需要在得到位移數據基礎上實現,設計更加合理的建筑工程結構設計方案,一旦建筑結構發生變形可以起到有效的保護作用;結構設計中體現出建筑構件的生產要求和界面變化情況,提升結構設計穩定性和牢固性。
(四)復雜高層和超高層建筑結構設計融合經濟理念
在復雜高層和超高層建筑結構設計中,由于工程項目較為龐大,在具體的結構設計中,可能受到客觀因素影響出現一系列成本問題。故此,在建筑結構設計中,需要充分融合經濟型設計理念,對結構設計方案優化處理,避免建筑工程結構冗長帶來的資源和資金浪費,提升資金利用效率。
三、復雜高層和超高層建筑結構設計精準性
(一)選擇合理的結構設計軟件,提升設計結果精準性
在復雜高層和超高層建筑結構設計中,設計工程師需要充分掌握前沿的設計手段和方法,能夠選擇合理的分析軟件,提升計算結果準確性。當前我國復雜高層和超高層建筑結構計算軟件種類繁多,但是不同軟件側重點存在明顯的差異,這就需要在結構設計中,設計人員可以了解到不同軟件的具體功能和應用范圍,結合工程結構設計要求來選擇合理的計算機軟件。此外,在復雜高層和超高層建筑結構設計中,還應該對力學理念合理判斷和分析,結合自身豐富的設計經驗,提升計算結果精準性。
(二)加強荷載和作用力的考量
在復雜高層和超高層建筑結構設計中,設計工程師需要充分結合復雜高層和超高層建筑結構特性,明確結構自身的豎向荷載力大小和風荷載的影響因素,將其融入到后續的結構設計中,提升設計合理性。復雜高層和超高層建筑結構設計中,除了需要考慮到結構穩定性問題以外,還可以組織風洞試驗,測試建筑的抗風能力。在后續的實驗中,可以設計模型來模擬在不同風場環境下,建筑物的抗風能力和受力情況,有針對性提升建筑物結構的穩定性。
建筑工程結構設計中,還需要考慮到倒塌水準,主要表現在以下幾個方面:其一,復雜高層和超高層建筑的延性結構構件,構件的彈性變形能力高低同結構抗震能力存在密切聯系;其二,對于復雜高層和超高層建筑中的構件,滿足各項技術要求;就復雜高層和超高層建筑結構設計要求,對于建筑物中的控制構件,滿足建筑結構抗震設計要求,能夠在不同環境下保持相應的彈性。
(三)科學計算自振周期
復雜高層和超高層建筑結構設計中,需要充分把握震動規律,提升設計合理性。但是不同的振幅和頻率,可能出現大幅度震動現象,進而影響到建筑結構穩定性。故此,在建筑結構設計中,需要科學計算出自震周期,結合抗震強度、建筑高度進行科學計算,確保自振結果精準性。
(四)建筑的垂直交通設計
復雜高層和超高層建筑的結構形式主要為框架―剪力墻和核心筒結構,此種建筑結構形式可以有效提升結構穩定性,同時垂直交通體系結構可以產生較大的水平在和抵抗力。除了需要考慮到樓梯、電梯和衛生間等區域以外,向平面中央集中,可以有效減少空間占地面積,賦予建筑更好的交通環境和采光效果。垂直交通結構體系設計中,需要充分協調采光和節能之間的關系,便于后續的維護工作開展。
結論
綜上所述,復雜高層和超高層建筑由于自身特性,建筑物高度較高,在結構設計中需要充分考慮到建筑抗震性能、垂直交通設計和載荷計算等問題,確保建筑工程結構穩定性和安全性,滿足高層建筑使用要求,維護人們的生命財產安全。同時,對于建筑行業長遠發展具有更加突出的促進作用。
超高層建筑設計要點范文3
關鍵詞:超高層;復雜高層;建筑結構;設計要點
1超高層及復雜高層建筑結構設計的要求
(1)科學分析構造。在設計超高層及復雜高層建筑結構過程中,設計人員需要對建筑的整體構造進行合理設計,嚴格遵循實用性與穩定性的原則,對結構設計細節加以高度重視,加固設計部分應力符合集中的部位。同時設計人員需要綜合分析外界的環境因素,如風向風力、溫度變化等,以免建筑物出現形變和側移等問題,確保構造的穩定性[1]。此外,設計人員需要準確把握建筑材料的性能,尤其是材料的形變能力和延展性,以便因材料質量問題而影響建筑構造的使用性能。(2)優選結構方案。結構方案的選擇是超高層及復雜高層建筑建設的前提與基礎,因此設計人員需要以工程實際情況為依據,科學確定結構方案,在確保結構安全穩定的基礎上,協調好建筑成本投入及結構優化之間的關系。同時構建系統科學的評價方案,在評價體系中納入相關的評價標準,如自然因素、施工工藝、工程材料和設計要求等,然后分析和對比超高層及復雜高層建筑的結構設計方案,優選出最佳方案,保證工程的有序實施。(3)完善計算簡圖。在結構設計環節,計算簡圖的目的就是為方案的選擇提供數據支撐,達到結構精細化分析的目的。由于計算簡圖的完善與否直接關系到結構設計的科學合理,因此在實際工作中,設計人員應體現出計算簡圖的全面性與直觀性特征,對結構簡圖的繪制誤差進行科學控制,以便獲得關鍵性的內容,真實準確反映出工程的結構信息,便于工程的順利開展。
2超高層及復雜高層建筑結構設計的要點
超高層及復雜高層建筑結構設計的要點具體表現為以下幾方面:(1)注重概念設計。在超高層及復雜高層建筑的結構設計中,需要高度注重概念設計,適當提高結構的均勻性、完整性、規則性,保證結構抗側力與豎向的傳力路徑相對直接與清晰;同時在設計中適當融合節能和環保的理念,構建切實可行的耗能機制,關注材料與結構的利用率,保證結構受力的完整性。(2)加強抗震設計??拐鹪O計保證超高層及復雜高層建筑安全性的前提與基礎,要想做好抗震設計應做好如下幾點:①關注抗震結構設計的方法和質量。由于地震作用方向的隨機性強,對地震荷載進行準確計算后,需要從構件與結構等方面出發,科學選用抗側力結構體系,使剛心與形心相重合,提高結構安全性能[2]。②認真考慮抗震設防烈度??拐鹪O防烈度是建筑結構設計的重要內容,在烈度設計中應以建筑物最大承受強度大小為主,以此增強建筑物的安全性與經濟性,有效減少建設誤差,保證人們的生命財產安全。③科學選擇建材??拐鹪O計材料應具備材質均勻、高強輕質等特點,并且構件連接應有良好的延性、連續性、整體性,這樣才能有效消耗地震的能力,降低地震反應,減少因地震造成的損失。④加強構件強度。為了增強超高層及復雜高層建筑結構的抗變形能力和抗震性能,可以選擇強度較大的結構,如鋼結構、型鋼混凝土結構、混凝土結構等。(3)合理選擇結構抗側力體系。要想保證建筑的安全性,必須要對結構抗側力體系進行科學選擇,但是在選擇過程中需要注意幾點:①在實際設計環節,應該高度重視相關結構抗側力構件的聯系,使其形成統一和完整的整體。②如果建筑結構中涉及諸多抗側力結構體系,則需要對其進行認真分析,科學評判其貢獻程度,對其效用進行詳細考察[3]。③從建筑物實際高度出發,對所學的結構體系進行確定,如建筑物高度不超過100m,框架剪力墻、框架、剪力墻為最佳體系構成;高度保持在100~200m的范圍內,剪力墻和框架核心筒為最佳體系構成;蓋度在200~300m的范圍內,框架核心筒和和框架核心筒伸臂為最佳體系構成;高度低于600m時,銜架、斜撐、組合體、筒中筒伸臂、巨型框架為最佳體系構成。
3結束語
在超高層及復雜高層建筑結構設計過程中,需要對其設計要點進行準確掌握,從施工過程、抗震設防烈度和結構方案等方面處罰,做到科學分析構造、優選結構方案、完善計算簡圖,并加強抗震設計,注重概念設計,合理選擇結構抗側力體系。這樣才能提高材料的利用率,保證建筑結構的穩固性和安全性,增強建筑的整體質量和使用性能,達到良好的設計效果。
參考文獻
[1]吳榮德,李國方.復雜高層與超高層建筑結構設計要點探析[J].住宅與房地產,2015,28:40.
[2]胡先林.試論復雜高層與超高層建筑結構設計要點[J].建材與裝飾,2016,10:124~125.
超高層建筑設計要點范文4
關鍵詞:超限高層建筑防震設防結構設計
Abstract: the paper mainly with an engineering example, in view of some overrun highrise structure design key points are analyzed, and the main structure of the building from the selection, structure calculation and result, and seismic fortification, etc, this essay aims at strengthening high-rise structure design level and ensure the quality of the construction and security.
Keywords: overrun highrise shock resistance structure design
中圖分類號:TU318文獻標識碼:A 文章編號:
一.工程概況
某超限高層建筑,總建筑面積為4.797萬。本工程地下3層,地上39層,地上通過抗震縫分為兩棟樓,房屋高度120.18米,采用部分框支剪力墻結構體系,其中部分剪力墻在2層轉換。地基基礎設計等級甲級?;炷两Y構的環境類別為一類及二a類,相應地,混凝土結構的裂縫控制等級為Ⅲ級(對一、二a類環境分別為wlim=0.3mm及0.2mm)?;炷潦軓潣嫾膿隙认拗蛋纯缍扔尚〉酱笠来螢閘/200、l/250。建筑場地類別Ⅱ類,抗震設防烈度Ⅶ度,設計基本地震加速度值為0.10 g。
二.建筑結構選型
(1)主樓高度(±0.00以上)120.13m,地面以上結構層為39層,其中出屋面3層,高度為8.8m。
(2)建筑規則為平面扭轉不規則;平面凹凸不規則;布置不均勻;結構層第2層為轉換層,豎向構件布置不連續; 其他不規則(局部穿層柱)。
(3)本工程為現澆鋼筋混凝土結構,樓蓋整體性好。
(4)結構類型:框架―剪力墻結構,屬于復雜類型。
(5)超限類型:本工程高度超限;扭轉不規則、凹凸不規則、構件間斷(帶轉換結構);
其他不規則(局部穿層柱)。
(6)抗震等級:本工程地上剪力墻抗震等級為一級,地下則同首層一樣;地上框支框架抗震等級為特一級,地下二、三層則是逐層降低一級。
三.結構結果分析
(1)計算軟件:PKPM系列結構分析軟件SATWE模塊,中國建筑科學研究院PKPMCAD工程部編制。
(2)樓層自由度為3(剛性樓板)。
(3)周期調整系數:0.9。
(4)主樓結構總重: 5.72萬噸(SATWE)。
(5)基底地震總剪力:32581 KN(X向)36421 KN(Y向)(SATWE)。
(6)扭轉位移比:X向1.17 ;Y向1.28。
(7)轉換層的上下剛度比:0.6027。
(8)最大軸壓比:n=0.85。
(9)最大層位移角為1/1176,在17層(SATWE)。
(10)時程分析采用人1/1176工模擬的加速度時程曲線,選用了兩組實測波和一組場地人工波進行彈性動力時程分析。彈性階段的時程分析,構件內力,側向位移小于采用振型分解反應譜法的構件內力和側向位移。
四.結果計算
(1)在風荷載及地震作用下各構件的強度和變形均滿足有關規范的要求。
(2)墻、柱的軸壓比均符合《建筑抗震設計規范》和《高規》的要求,轉換層以上柱子軸壓比小于[0.85],框支柱軸壓比小于[0.6]。
(3)按彈性方法計算的樓層層間最大位移與層高之比Δμ/h =1/941滿足《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2002)第4.6.3條要求的1/800。
(4)塔樓滿足(JGJ3-2002)關于復雜高層建筑結構扭轉為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比最大值為0.729,不大于0.85的規定。
(5)塔樓滿足(GB50011-2001)第3.4.2條關于復雜高層建筑各樓層的最大層間位移不應大于該樓層兩端層間位移平均值的1.4倍的規定。
(6)除轉換層外,塔樓各層均滿足(GB50011-2001)第3.4.2條關于各樓層的側向剛度不小于相鄰上一層的70%,并不小于其上相鄰三層側向剛度平均值的80%的規定。
(7)塔樓滿足(JGJ3-2002)第E.0.2條關于轉換層上部結構與下部結構的等效側向剛度不應大于 1.3 的規定。
(8)除轉換層外,塔樓各層均滿足(JGJ3-2002)第4.4.3條關于樓層層間受剪承載力不宜小于相鄰上一層的80% 的規定。
(9)塔樓滿足(JGJ3-2002)第3.3.5條關于按時程曲線計算所得的結構底部剪力不宜小于CQC法求得的底部剪力的65%的規定。
五.屈服判別法分析
按本工程在設防烈度地震作用下的抗震性能目標的要求,對其進行中震屈服判別分析,以判別結構在中震作用下的抗震性能??蛑χ?、框支梁在設防烈度地震作用下的抗震性能為中震彈性,標準層剪力墻的抗震性能為中震不屈服,連梁、框架梁的抗震性能為中震少量屈服,判別結果如下:
(1)框支墻柱、框支梁:個別構件需按中震彈性及小震計算結果進行包絡設計,可滿足中震彈性的抗震性能目標。
(2)底部加強區剪力墻:個別構件需按中震彈性計算結果進行設計,可滿足中震抗剪彈性的抗震性能指標。
(3)標準層剪力墻: 個別剪力墻需按中震不屈服計算結果及小震計算結果進行包絡設計,可滿足中震不屈服的抗震性能目標。
(4)連梁、框架梁: 中部樓層部分連梁、框架梁出現屈服,通過實配鋼筋并考慮放大,可滿足少數連梁、框架梁屈服的抗震性能指標。
六.大震彈塑性分析
采用PERFORM-3D軟件對結構進行彈塑性時程分析得到以下結論:
(1) 對結構輸入峰值加速度為220gal的ELCentro波和安評波,進行雙向地震作用的計算,結構豎立不倒,反應歷程中最大層間位移角小于1/120,滿足規范要求;
(2)連梁和框架梁出現彎曲塑性鉸,梁端塑性鉸在各個樓層分布較為均勻,計算結果顯示柱未出現屈服,框支墻柱、框支梁在大震下未出現塑性鉸或鋼筋不發生屈服;
(3)層間位移角曲線不存在突變的情形;
(4) 綜合以上,認為該結構能夠滿足“大震不倒”的設防目標和本工程罕遇地震作用下的抗震性能目標。
七.結構超限的抗震加強措施
(一) 超限情況
(1)房屋高度120.18米,超過《高層建筑混凝土結構技術規程》4.2.2規定的鋼筋混凝土部分框支剪力墻結構房屋最大適用高度A級最大高度100米、B級120米的限值;
(2)本工程首層(二層樓面)設置梁式轉換結構,屬于豎向抗側力構件不連續的豎向不規則結構;
(3)標準層在水平地震考慮質量偶然偏心作用下,結構樓層的扭轉位移比大于1.2,屬于扭轉不規則的平面不規則結構;
(4)標準層樓板存在凹凸不規則,屬于凹凸不規則的平面不規則結構。
(5)局部穿層柱,屬于其它不規則類別。
(二)針對本工程超限情況,采取了以下措施:
(1)采用三個不同力學模型的空間分析程序SATWE、MIDAS GEN、ETABS進行分析計算,互相校核計算結果,確保總體計算結果吻合,確保局部構件的分析判斷一致。
(2)采用SATWE軟件進行了彈性時程分析,三條波基底剪力的平均值小于規范反應譜的相應值,說明規范反應譜的計算結果是偏于安全的。
(3)對結構在設防烈度地震作用下的分析結果表明,個別框支墻柱需按中震彈性及小震計算結果進行包絡設計,可滿足中震彈性的抗震性能目標。
(4)用PERFORM-3D進行了結構在大震作用下的彈塑性動力時程分析。
(5)采用ETABS軟件對樓板的應力分析結果表明,地震作用下樓板的面內剪應力較小,樓板的剪力滿足承載力驗算條件,可以認為本工程樓板在常遇地震作用下處于彈性狀態。
(6)針對結構薄弱部位采取比規范更嚴格的配筋構造。
超高層建筑設計要點范文5
關鍵詞:超高層;建筑設計;綠色策略
建筑工程對自然資源的消耗比較大,所造成的污染和浪費的情況也比較多,在以前對建筑的建造要消耗大量的樹木以及土地,對環境造成了很大的傷害,為了對環境的問題進行治理,就必須要提高我國的建筑水平,減低對資源的消耗,使用新型的能源進行建筑,保證建筑的過程的低碳性。要做到這些必須要在建筑設計的階段注意對這些問題的處理,從建筑設計上對整個建筑的綠色性以及環保性進行合理的規劃,從而從根本上提高我國的建筑水平和人們的生活質量,促進我國社會的可持續發展。
1、超高層建筑設計的發展趨勢
人類社會的發展伴隨著對環境的破壞,尤其建筑規模的擴大對城市的土地資源的占用也與日俱增,隨著城市化的不斷發展,城市人口也越來越多,所需的住宅也就越來越多,普通的住宅已經不能滿足人們的生活需求,而且對土地面積的占用也很大。超高層建筑的出現可以有效的解決對土地占用的問題,但是同時也伴隨著對自然資源的消耗問題,為了保證超高層建筑的穩定性和可靠性,對混凝土以及鋼筋的消耗也比普通的建筑更多嗎,這也就造成了超高層建筑的不夠節能環保,對資源消耗過大,也容易產色灰姑娘很大的浪費的問題。隨著社會的不斷發展,人們也逐漸意識到了保護環境的重要性,所以對超高層建筑的節能性和環保性也就更加的重視,并認可的超高層建筑的低碳以及綠色建筑的理念。綠色建筑就是低資源消耗,高自然資源的利用率,產生的污染也少。所以在對超高層建筑進行設計的過程中要考慮到對資源的消耗問題,采用新型的設計材料可以代替一些不可再生的資源進行建造,可以有效的提高建筑的水平,另外設計人員也可以通過對室內的采光以及通風的設計,減少對電能的消耗,更多的對可再生的自然資源進行利用。
2、超高層建筑設計綠色策略應用的必要性
通過對上述內容的介紹我們知道綠色的超高層建筑和普通的超高層建筑相比更具有優越性和環保性,通過對新能源的采用以及對室內采光以及水系統的設計可以提高對資源的利用率,從而減低了對資源的浪費,節約了大量的成本,使得超高層建筑的經濟效益和環境效益都得到了提高。綠色的超高層建筑還可以實現對電能以及水資源的循環利用,并可以利用太陽能對室內的溫度進行調節,節省對空調的使用,減低了對環境的污染,同時通過采光的設計,也可以降低了電能的使用,從而也實現了真正的環保節能,促進了我國建筑水平的提高。所以綠色的超高層建筑是社會發展的必然趨勢,可以推動我國環境的水平的提高,促進我國城市化又好又快的發展,進而也推動了我國經濟和環境的共同發展。
3、設計要點
在我國的建筑中,超高層建筑和哦普通的建筑存在著很大的不同,這其中最明顯的不同之處及時高度,因為層數多、高度高所以對設計技術以及施工的要求也是非常高的,要建設一個具有安全性和綠色性的超高層建筑就必須要嚴格按照設計的原則以及功能性進行設計,對高層建筑的節能方案進行研究,設計出符合建筑實際的綠色建筑。超高層建筑的設計的要點要從其內部空間的設計以及房頂的設計來考慮,才能設計出低碳環保的綠色建筑.
3.1空間組織
在進行綠色超高層建筑設計中要注意對空間的設計和布置,超高層建筑對地面的占用面積相對比較少,但是對高空的面積占用比較多,.對城市中的空間的影響以及人們生活的影響也比較大,所以對其外形以及功能的設計尤為重要,所以為了提高超高層建筑的空間感,就要對其內部的空間分布進行研究,并設計出合理的空間感,比如可以把超高層建筑設計成一個多功能的建筑,為人們的生活提供更多的便利.另外還可以通過對室外裝飾設計,為了降低超高層建筑對人們的壓迫感,使得超高層建筑和周圍的建筑以及街道能夠更好的融合,可以在高層建筑上畫一些圖案或者設立一些生活化廣告招商的位置,這樣不但可以提高超高層建筑的環保性還可以起到美化城市的作用。同時設計人員還要注意在進行超高層建筑設計中對低碳材料的選擇,盡量不要選擇那些對城市有污染的材料,也要注意對通風位置以及采光設備的設計,這樣可以有效的對建筑室內的溫度進行控制,還可以降低建筑施工中對環境的破壞以及對資源的浪費。
3.2頂部設計要求
超高層建筑頂部是構成城市天際線的重要因素之一,造型獨特的頂部設計對超高層建筑的整體形象起著畫龍點睛的作用,并成為林立在建筑群中區別于其他建筑的一個重要標志。如要使超高層建筑的頂部在白天透射出天空的湛藍,晚上成為燈塔,其頂部與主體立面形成退臺,這就需要通過增加高度來進行視覺修正。運用”隱蔽”的手法:采用高高的女兒墻.精巧的屋頂,半透明的建筑材料將頂部的功能用房隱藏起來。頂部條紋在材料、色彩上和中段相呼應。主樓的平面呈切邊三角形,為不等邊六角形,頂部則收縮為三角形,就象一顆璀燦的鉆石鑲嵌于屋頂,裝點著城市的天空。若在頂部不僅設置設備用房,而且再設置一個空中會所,集休閑、娛樂、餐飲于一體,即解決了隔熱、遮陽、改善室內微氣候以及節約資源等功能,又使人能感到前所未有的大氣之感,一覽眾山小的氣魄.望盡全市風景。
4、結構體系
超高層建筑高聳挺拔,但對結構設計無疑是個不小的挑戰,地震作用是決定選擇其結構體系的關鍵。顯著提高工作和生活效率:超高層建筑將工作和生活設施適當集中,一般性工作和生活問題在建筑內部即可解決,極大地方便了人們工作和生活。根據超高層建筑結構的復雜程度和不規則性,確定結構抗震性能化設計的合理性能目標,采用彈性、彈塑性的方法進行分析,對結構不同部位采取不同的加強措施。人為控制結構在地震作用下的損傷順序和程度,達到合理的結構抗震設計。雖然鋼結構體系在超高層建筑結構設計中具有很多優點,但其缺點是導熱系數大、耐火性差。因此,結構體系為全現澆鋼筋砼結構體系,主樓平面呈切邊三角形,利用樓、電梯間墻體形成內筒。
5、結語
總之,在現代城市的發展進程中,超高層建筑必將成為未來主要的城市建筑發展方向,為了減少建筑對自然生態環境的破壞,促進綠色城市建設的發展,在進行超高層建筑的設計中,必須要引入一定的綠色策略,通過對空間組織以及結構體系等方面實施環保節能的技術措施,加強建筑的節能多元化發展。使超高層建筑真正成為一個具有節能、環保、綠色品質、景觀特色以及實用價值的現代化城市建筑。
參考文獻:
[1] 穆慧敏. 談綠色建筑與節能環保的關系[J]. 黑龍江科技信息. 2008(22)
超高層建筑設計要點范文6
關鍵詞 :超高層建筑 結構設計 結構體系 整體傾斜
引言
一般情況下,高層的建筑概念設計有很多種,但對于加強高層建筑抗震能力的概念設計則運用的比較廣泛。超高層建筑的設計以及施工通常都要耗費更多的財力和物力,因此控制好超高層建筑的質量和抗震效果至關重要。但如何設計高層建筑結構的方法卻是不確定的,在這個過程中需要考慮建筑物的自身特征以及相關的外部因素。本文主要介紹的就是關于超高層建筑在進行結構設計時應當注意的問題,并作出提升超高層建筑結構設計質量的相關建議。
一、 關于超高層建筑的結構設計特點以及相關要點
(一) 重力荷載迅速增大,控制建筑物的水平位移成為主要矛盾
由于超高層建筑相對于其他類型的建筑具有不同的特性,使得其建筑結構的設計也具有自身的一些特點。首先,超高層建筑在高度上具有其他建筑所不可比擬的特性。因此,隨著建筑物的高度不斷上升,其重力荷載也呈直線上升的趨勢,作用在豎向構件柱以及墻上的軸壓力也隨之增加。在這樣的條件下對于基礎的承載力也就提出了更高的要求。與此同時,控制建筑物的水平位移也成為了主要矛盾,這種情況主要是由兩方面原因所造成的。一方面,超高層建筑的高度較高,使得風作用效應加大;而風力的加大也就使得合力作用點的位置變高,從而使其對于建筑物產生的作用效應也就變得更大。另一方面,超高層建筑的高度過高使得其自身的重心位置也相應的被升高,建筑的結構自重也相應的加大,此時在地震作用下就將導致薄弱部位加速破壞。
(二) 豎向構件產生的縮短變形差對結構內力的影響增大
受力變形、干縮變形以及徐變變形都是豎向構件總壓縮量的構成部分。通常情況下,受力變形都會在瞬時間完成,并且變形量能夠根據胡克定律進行大致的測量。而干縮變形所需要的時間則相對較長,通過相關的統計數據對比可以發現,在一般條件下干縮變形量大致占總壓縮量的三分之一左右。而耗時最長的就是徐變變形量,線性徐變能夠通過公式進行相應的計算。而受到構件的總壓縮量隨著高度的不斷上升而增大的影響,使得在超高層建筑中豎向構件產生的縮短變形差對于結構內力的影響也逐漸變大。
(三) 傾覆力矩增大,整體穩定性要求提高
超高層建筑由于在建設的過程中,高度不斷上升使得側向風力引起的傾覆力矩也會不斷增加,隨之而來的是抗傾覆力的要求也隨之升高。許多具體的工程施工中都會采用增加基礎埋深以及加大基礎寬度或者是采取抗拔樁基等手段來達到保證整體穩定性的需求,來強化整體的穩定性。
(四) 防火防災的重要性顯現,建筑物的重要性等級升高
與此同時,在進行超高層建筑的結構設計時應當著重考慮防火防災的功效,凸顯出防火放防災的重要作用。這是由于超高層建筑的一些建筑材料雖然具有耐熱的特性,但是耐火的功效卻不甚理想,一旦放生火災的話極易造成重大的損失。并且由于高層建筑與地面之間的空間距離較大,高層中的人們很難找到有效的逃生途徑也容易造成大的人員傷亡。此外,在出現地震等坍塌性事故時,需要較長的疏散時間,但超高層建筑大多采用鋼筋混凝土結構,在長時間的疏散過程中極易發生其他的安全事故。與此同時,超高層建筑的投資一般都比較巨大,并且在所屬區域一般都應是當做代表性建筑來建造的。所以超高層建筑無論是在經濟上,還是在文化乃至政治上都具有較強的影響。為此,在進行超高層結構的設計時務必要強化結構設計的可靠性,強化建筑的整體性能質量。
(五) 控制風振加速度符合人體舒適度要求
一般情況下,風力的作用效果都會隨著高度的升高而不斷加強,在超高層建筑中風力的作用效果尤為明顯。但是風振作用過于顯著會影響到人們的舒適度,不利于人們的工作和生活,因此如何處理好風振及速度與人體舒適度之間的平衡成為了超高層建筑結構設計的重要問題。為此,必須控制好頂層的最大加速度,使其滿足規定的限值。此外還要掌控好由風振帶來的扭轉加速度,通常情況下不應該超過標定的限值。與此同時,鑒于超高層建筑的高度較大,使得垂直于圍護結構表面上的風載標準也迅速增大,所以圍護結構必須進行抗風設計。
二、 超高層建筑結構設計的具體方法
進行超高層建筑的結構設計不僅要掌握好相關的要點,了解相關的結構特征,還要在具體的結構設計上合理的利用設計方法。首先,根據超高層建筑的自身特點就要做到減輕自重,減少地震作用。在這方面通??梢圆捎酶邚姸容p質材料,全鋼結構以及輕質隔斷等都能夠起到很明顯的減輕結構自重,減小地震作用的效果。其次,就要降低風作用的水平力。降低風作用水平力的主要手段可以從減小迎風面積、降低風力形心以及選用體型系數較小的建筑平面形狀來實現。其中為了減小迎風面積可以采用正方形的平面形式,如果計算對角線方向的迎風面寬則可以采用圓形的平面形式。而降低風力形心的方式主要可以通過采用下大上小的立面體型來實現,這種方式不僅可以有效的減小高風壓在高處的迎風面積,也可以通過降低風作用的重心來使建筑物底部的傾覆總彎矩減小。與此同時,還應做到減少振動耗散輸入能量。在這方面主要可以采取阻尼裝置或者加大阻尼比的方式來實現。還要選擇耗能、減振的結構體系,像利用偏心支撐的鋼結構具有耗能的水平段,使用橡膠支座都能夠做到有效的減振。最后需要完成的就是加強抗震措施。為了強化超高層建筑的抗震能力,就要從多方面共同入手。首先就要為建筑配有明確合理的計算簡圖,科學的分析地震作用以及相關的受力情況。大多數情況下,圓形、正多邊形以及正方形等平面形狀能夠做到避免強弱軸的抗力不同和變性差異。但在具體的設計過程中也需要考慮到相應的問題。例如,要注意到結構平面形狀是否做到對稱,是否設置了多道抗震防線以及是否在滿足了強度等方面的需求后采用了延性更好的結構材料等。此外,為了保證結構設計的科學性還應利用多個權威程序進行核算對比,使計算出的結果更加具有科學性和說服力。并且在設計上應當盡量向智能化方向偏轉,增強對于結構設計的可控性。
結束語
超高層建筑結構的設計對于建筑的整體效果和實際功能質量具有重要的影響,但是適合的設計方法卻也不是單一的。在進行設計方法以及方案的選擇上,可以根據建筑的實際特點和需要來進行有針對性的選用。但終歸來說,應當通過科學的設計方法使超高層建筑具備安全、舒適以及適用等方面的特征,達到相應的設計要求,滿足社會以及公眾的需要。
參考文獻:
[1]邱倉虎,劉建平,張宇華,謝詩溶,杜文博. 對超高層建筑結構設計中幾個問題的實踐與思考[J]. 建筑結構,2012,07:22-26.