高层建筑受力特点范文

时间:2023-12-07 17:57:32

高层建筑受力特点

高层建筑受力特点篇1

关键词:高层建筑、概念设计、结构体系

引言:高层建筑相比于其他建筑来说有着自己独特的设计特点,高层建筑的高度、自重力以及受到水平拉力时的反应都区别于其他的建筑,因此,在进行高层建筑的设计时,不仅要注意结构的定量计算分析,更应该注意结构的概念设计,即结构的宏观控制和定性判断。

1、高层建筑结构体系设计

高层建筑结构从出现发展到现在,随着不同结构形式的出现,建筑形式相继呈现出不同的表现状态。从结构的角度来看待高层建筑的话,杆状是高层建筑结构形式的基本特点,相比起竖向荷载,水平荷载成为了高层建筑结构的控制因素,高层建筑结构的底部在水平荷载的压力下,其弯矩和剪力都表现为最大,这就要求高层建筑结构要有很强的抗侧移和抗倾覆能力,设计的基本概念也就因此而成为对建筑形体、刚度、延性还有结构体系的合理正确的要求。高层建筑选择结构体系的决定因素通常是建筑物自身的高度和空间,不同的结构体系因为刚度、强度、结构样式都不尽相同,在进行设计时所适合的高度和空间也会不同。

高层建筑结构的基本构件包括板、梁、柱、框架、衍架、网架、拱、壳体、墙,还有索,板的高度大于厚度,承受的是垂直于板面的荷载,梁是截面小于跨度的结构构件,柱是线性构件,框架既能承受竖向荷载,同时也能承受水平荷载,衍架是具有三角形区格的平面或者是空间的承重结构构件,网架是通过节点按照一定的网格形式连接多根杆件而形成的空间结构,拱式平面结构构件,壳体是曲面形的构件,墙是竖向构件,承受的是平行于墙面方向的荷载,索是以柔性受拉钢索形成的构件。

高层建筑结构体系有钢结构、钢筋混凝土结构和一种混合结构,钢结构包括框架结构体系,也就是钢性连接的柱梁体系,但是这种结构体系的有效性只限于中层建筑结构,框架剪力衍架结构体系,既有框架,又有剪力衍架的一种结构体系,框筒和成束筒,框筒是一种筒体结构,在很大程度上增加了建筑物的抗颠覆能力,成束筒是将单独的筒体捆绑在一起,这种结构体系不仅减小了筒体的剪力滞后效应,还大大加强了结构的侧向荷载能力,对角支撑筒体就是在外框筒结构上增加交叉斜支撑形成的结构体系,这种结构体系有效性很强,可以增加窗洞面积,由三位空间衍架组成的结构体系叫空间衍架结构体系,内部对角支撑衍架实际上也是一种空间衍架结构。

钢筋混凝土结构包括框架结构体系、剪力墙结构体系、框架―剪力墙结构体系、框筒、筒中筒、成束筒结构体系、内填支撑筒、巨型柱―核心墙这几种结构体系,而混合结构,也称组合结构,是钢材和钢筋混凝土组合而形成的混合结构体系,到现在为止,已经有三种结构体系得到了很好的发展,第一种是在一个钢结构高层建筑中涉及核心筒,第二种是将型和混凝土的组合构件运用到外筒体的密柱深梁中,第三种是混合竖向体系,就是建筑物的上部采用钢结构,中下部采用钢筋混凝土结构。

2、概念设计

2、1 概念设计的含义及其重要性

概念设计是对结构设计工程师和建筑师的一种能力的印证,它需要结构设计工程师和建筑师们在进行建筑设计时,有效的把握建筑的结构体系,不经过计算,就能从整体的角度对建筑结构的总体布置和抗震措施进行指导,仅从平面和立面的形式就可以对设计空间综合的进行协调,从而使最后的空间定形,无论是在功能要求,还是形式的需要方面都能与所设计的平、立面形式相吻合。当然,如果建筑师或者结构工程师想要进行结构的概念设计,他们首先就需要深刻的理解高层建筑结构的风作用、地震作用、场地土特征、结构的真实效应还有地震作用等以及其他的一些相关的基本概念。

2、2 结构概念设计的原则

在进行结构概念设计时,应该遵循的第一个原则就是全面考虑的原则,要巨无细遗的考虑到建筑设计中的方方面面,包括建筑结构和施工方面的考虑,从整体到局部都要进行很好的把握,更不能忽视他们之间的关系,还有建筑完成后带给使用者在视觉感受、功能使用方面、成本预算方面等的考虑。

从实际出发,结合当地的地域性特点,根据建筑即将坐落地区的自然条件、人文条件、历史文化、资源和材料限制等方面从现实的角度考虑建筑的结构概念。

高层建筑拥有自己的自重特点,要从减轻自重的原则出发,建筑结构所承受的荷载大部分都是来自建筑物本身的自重,减轻自重也就减轻了结构的负荷。要让建筑结构合理受力,荷载均匀分布,多跨连续、空间作用、刚性连接、超静定的受理系统都可以使结构的受力状况均匀分布,分析结构的受力状况时,还要从各部分结构构件的直接受力状况和整体结构的宏观受力状况分析。材料尽可能的选用以轴向应力为主的受力状态,合理的组织构件的截面。

优先选型,就是要优化结构体系,根据实际条件优化选择合适的基本构件,并确定他们的联系,确定构件的基本支撑做法。

2、3 高层建筑结构的抗震设计

所谓的高层建筑,我们完全看以把它想成是一个从地面抛向空中的悬臂挂件,它的高度就决定了这种建筑承受的水平的和竖向的荷载都要强于一般建筑物,对他的抗弯矩和抗剪力的能力在概念设计阶段就要考虑细致,高层建筑特殊的受力特点不同于低层建筑,高度越高,水平荷载越强,例如地震和风力产生的作用就会越强,因此在地震强区若想建造高层建筑,就必须要保证所有的结构,包括结构细部都具有足够的刚度和强度,还必须具有很强的抗震能力。

在框架结构体系中,梁柱的节点是这种结构体系的组合点,因此在增强抗震能力的环节中,节点也就成了关键部件,如果梁柱节点遭到破坏,那么框架结构的剪切脆性就会破坏,在节点处相交的梁和柱就会失效,“强柱弱梁”、“强节点弱构件”、“强剪弱弯”的设计原则,可以保证框架结构体系在地震的压力下还能保证足够强的延性和承载力,构造配筋、柱的轴压比,还有截面尺寸的选择,都可以影响到框架结构的抗震能力,尤其是对于节点的构造措施。

建筑的平面形状也在很大程度上影响着建筑结构的抗震能力,平面形状越规正,抗震能力就会越强,所以在进行高层建筑时,尽可能的避免过大的外延或者是内收。剪重比是为了考虑结构的抗震分析中高阶振形对结构的影响,《建筑抗震技术规范》以强制性的条文对结构各楼层水平地震作用下的最小剪力提出了要求。

高层建筑受力特点篇2

关键词:结构方案;高层建筑;合理性

Abstract: With the rapid economic development, the construction industry to become today's popular, however, with the reduction in per capita land resources, more and more buildings are transformed into high-rise buildings. In a series of discussions of the problem of high-rise building structure design, introduces the characteristics of high-level design of building structures, often used in some of the structural system, as well as emerging high-rise building structural systems development trends; the instance of the project effectively combine , explore the structural system on high-rise building structure design significance. Hope that this study will certainly help the design of future high-rise buildings.

Keywords: structure of the program; high-rise buildings; reasonable

中图分类号:TU972文献标识码:A 文章编号:

一般对于高层的建筑结构来说,怎么样将其设计的安全、经济、合理,与其选择结构设计方案是不是合理有很大关系。只有将高层建筑的结构进行合理的设计,才能够有效保证高层建筑的优质使用性。然而随着高层建筑的快速发展以及高层建筑的功能复杂化,高层建筑在结构上的设计难度也是不断的提升,高层建筑的结构设计合理化模式成为设计重点。所以对高层建筑结构设计方面问题的研究势在必行。

一、高层建筑结构设计的特点

1、需要承受较大的水平荷载作用

每一个建筑都需要承受着很大的垂直荷载与水平荷载,以及地震对建筑物造成的影响。在低层和多层建筑结构中,一般重力荷载就是其主要的控制因素,相对于影响来说,水平的荷载较小,侧向位移小。在高层建筑结构中,虽然垂直的荷载对于结构来说有着很大一部分影响,但是主要起着决定作用的还是水平的荷载。并且会随建筑层数及高度的不断增加,水平的荷载作用产生的内力和位移迅速增大。

2、轴向变形的特点

由结构力学可知,计算结构构件位移的公式为:

一般对于多层的建筑来说,会对弯矩充分考虑,因为轴力对于底层建筑的影响非常小,一般不去考虑剪切项的内容。但是对于高层的建筑来说,就是极为重要的一个控制点。从上面的公式可知,由于高层建筑的层数非常多,高度有很大,轴的力度数值也很高,而且沿高度所积累的一些轴向变形非常明显,轴向的变形会使得高层建筑结构内力的数值以及分布出现很大变化。对于一些连续性弯矩来说,在利用框--墙结构和框架墙结构的高层建筑中,一般中柱所承受的轴压普遍都会比边柱的大。一旦房屋属于高层建筑的时候,这种轴向变形的差别的数值就会很高,并使得连续梁之间的支座弯矩的数值变小,而跨中的正弯矩的数值逐渐增大。

3、侧移的特点

与低层建筑不同,结构侧移已成为高层建筑结构设计中的关键因素,随着楼层的增加,水平荷载作用下结构的侧向变形迅速增大。由实践可知,结构顶点侧移是与建筑高度H的四次方成正比。其相关公式如下:

高层建筑结构设计时,不仅要求结构具有足够的强度,能够可靠地承受水平荷载作用产生的内力;还要求具有足够的抗侧刚度,使结构在水平荷载下产生的侧移限制在规范规定的范围之内,以保证有良好的居住和工作条件。

4、结构的延性特点

对于高层的建筑结构来说,在地震的作用下,结构会产生更大的变形。为了使得建筑经过塑性的变形之后,还具有较强的形变能力,有效避免建筑出现倒塌的现象,尤其要在设计的时候应用合理的措施,确保建筑良好的延性。

二、高层建筑中对于结构体系的比较分析

下面列举较有代表性的结构体系进行分析

悬挂结构:是指采用吊杆将高楼各层楼盖分段悬挂在主构架上所构成的结构体系。主框架与矩形框架相类似,承担全部侧向和竖向荷载,并将它直接传至基础。除主框架落地外,其余部分均从上面吊挂,可以不落地。

矩型结构:一般有矩形框架结构和矩形桁架结构。矩形框架结构由楼、电梯井组成大尺寸箱形截面矩形柱,有时也可以是大截面实体柱,每隔若干层设置一道1层~2层楼高的矩形梁。它们组成刚度极大的矩形框架,是承受主要的水平力和竖向荷载的一级结构;上下层矩形框架梁之间的楼层梁柱组成二级结构,其荷载直接传递到一级结构上,其自身承受的荷载较小,构件截面较小,增加了建筑结构布置的灵活性和有效使用面积。紧靠上层矩形梁的楼层,甚至可以不设柱,形成较大空间,以满足建筑需要。矩形桁架结构以大截面的竖杆和斜杆组成悬臂桁架,主要承受水平和竖向荷载。

悬挑结构:体型独特,外观新颖,在建筑艺术上有特色,加之外柱截面很小、四周开敞,很受建筑师的欢迎。其特点是围绕核心筒在各个方面作出悬挑,由核心承受所有的荷载,围绕核心筒可以创造出没有任何垂直支撑的平面形式,这使室内空间的使用更加方便、灵活。

三、高层建筑的结构体系新特点

高层建筑内部空间因其使用性质和功能不同,建筑平面布置也就随之变化。小空间平面布置方案仅适用于住宅及旅馆;办公室要求大小空间兼有;餐厅、商场、展览厅等,则要求有能灵活分隔的大空间;舞厅,宴会厅和报告厅等,又要求内部为无柱大空间。随着结构技术的发展,一些较新颖结构体系的运用,如悬挂、巨型、悬挑等结构,为满足各种使用功能要求创造了有利的条件。

比如广州珠江的新城西塔的内筒应用的就是一种新型的钢筋混凝土的结构,在外筒上采用的是新型的钢管混凝土菱形斜交的网格筒,它不论是在材料上还是施工的方法上与传统框筒有着很大不同。因为结构复杂、设计要求又比较高,导致出现了千变万化的结点形式,也导致了刚接与滑动等结构逐渐复杂化。这些体系的新特点也是当今建筑设计的一种新型突破。

四、对高层建筑结构进行设计的一些实例分析

高层建筑受力特点篇3

关键词 高层建筑 土建工程 施工技术

一、高层建筑施工特点

1.工程量较大。高层建筑的体积大,因而工程量较大,需要较多的施工人员和大型的施工设备。工程设计的难度也较大,需要更长的时间去完善以保证高层建筑的质量安全,有时需要在工程中边设计边施工,这无疑给工程组织和管理带来了更大的难度,因而整体工程量较大。

2.埋置深度大。高层建筑的主要问题之一是稳定性,特别在风速较大的地区,为了保证高层建筑上部结构和整体的稳定性,需要保证一定的埋置深度,地基埋置深度一般要大于建筑高度的十二分之一,对于桩基要大于建筑高度的十五分之一,并至少有一层地下室。

3.施工工期长。高层建筑的施工周期长是由工程量大决定的,一般施工工期至少有几个月,甚至需要几年。为了保证高层建筑工程的综合效益,一般需要尽量的缩短工期,但必须在确保工程安全的前提下进行优化,最有效的措施是合理安排施工工序,特别在交叉施工的地方。

4.高空作业多。高层建筑工程的最显著特点是高空作业多,施工中用到的材料和设备都需要高空的垂直运输,运输距离随着楼层的增加而不断增长。在进行高空作业时,要特别注意安全问题,充分考虑防火。通信问题,同时还要注意高空坠物现象的发生。

二、高层建筑土建工程施工技术

1.高层建筑的结构层施工技术。高层建筑的特点是层数较多、体积过大,这些特点必然导致其结构建筑复杂多样化,因此,大大地增加了施工建设的难度。对于一般建筑来说,因为建筑物的下部受力大、上部受力小,固在建筑中强调下部建筑的刚性,下部建筑中的墙体多、柱网密增加承重的能力,到上部逐渐减少墙体和柱的数量,并且扩大轴线间的距离。可是高层建筑的结构特点却与一般建筑物相反,高层建筑要求下部建筑的轴线距离大、上部进行小空间轴线布置,这是因为高层建筑的下部承受来自上部楼体的压力较大,随着楼层的升高,离建筑上部越近的楼层承受上部楼体的压力就越小。因此,为了适应高层建筑的结构功能特点、实现高层建筑稳定、安全的屹立,我们在对高层建筑开展结构施工时必须采取逆向思维,在建筑的下部实行大空间轴线布置、在建筑的上部实行小距离轴线设置,下部结构采用刚性较弱的框架柱,上部结构采用刚性较大的结构剪力墙。而为了满足高层建筑的建设需求,我们在施工中需要设置必要的转换层,而在当前的高层建筑中,剪力墙转换层是相对来说功能最完备、适用范围最广的施工技术。我们通过对转换层的上层和下层的角度位移、内应力的变化研究,可以得出结论,应用剪力墙转换层技术后,高层的抗震等级主要受转换层的高度、转换层的上下层的等效刚度比例、转换层和上层的侧向结构刚度比等因素的影响,而筒体结构的抗震能力主要受转换层上层的外筒高度、转换层的设置高度和转换层的上下层的等效刚度比的影响。因此,我们可以看出,转换层上下层的抗震能力都主要是受转换层的高度影响,转换层高度越高,就会影响上下层的内应力和位移角度。所以,在施工中,我们要科学、严格地掌握转换层的高度,对于较低的转换层,可通过调节侧向刚度比,保证转换层附近的楼层间位移角度、内应力的稳定。

2.混凝土工程施工技术。高层建筑的混凝土工程施工要注意对混凝土质量的检验,而混凝土质量检验指标主要是抗压强度,抗压强度主要有水量和水泥共同决定,一般高标号的水泥所配置的强度更高,因而在混凝土工程施工中要对水泥的标号进行核查,严格避免出现水泥标号错误情况。另一方面,水灰比也是决定混凝土强度的主要因素,因而要进行反复试验进行测定确定最优的配合比,以保证高质量的混凝土。

3.后浇带施工技术。高层建筑的施工后浇带是预留在主楼与裙房之间的,在实际的高程建筑工程中,一般主楼都与裙房连在一起,且连接形式是裙房围绕主楼的周围。但主楼与裙房在施工中必须用变形缝分开,以保证沉降差的限度。而变形缝的设置会导致建筑平面布局的变动,为了弥补这一缺陷需要建设施工后浇带。对于主楼与裙房之间的梁板也需要留出施工后浇带,主楼结构完工后要用膨胀的混凝土将其浇筑起来,达到减小沉降差的目标。

4.高层建筑的电气工程施工技术。建筑电气工程施工项目主要包括变配电系统、火灾报警系统、照明电路系统、通信系统和防雷接地系统等一系列复杂的施工环节,由于高层建筑中用电设备多种多样,复杂的电气结构,使得电气施工必须采取多种方式来实现供电的安全性和可靠性。高层建筑中的很多电气设备消耗电能较大、对供电要求较高,因此,采取科学、合理的电力施工技术满足高层建筑的建设需求是非常重要的。对于照明系统的构建,施工中应加强事前控制的力量,在土建过程中就要考虑到照明的施工要求,对于走廊、楼道、电梯、车库等公共场所的照明系统和应急照明、楼道内疏散指示照明以及建筑室外的照明等,施工中要预留合适的位置,高层建筑的照明设备应符合自动控制的功能,以满足节能的要求。高层建筑的电梯设备是高层建筑质量的重要决定因素,高层电梯的配电、照明通风等应采用独立直流电源,实现电梯的稳定、舒适。由于高层建筑的高度较高,并且建筑之间距离较近,施工中要充分重视防雷的施工,科学合理的采用先进的防雷技术,并善于利用建筑内部的柱梁或者桩基里的钢筋作为防雷接地线,保证施工的质量,坚持因地制宜的施工原则。

5.高层建筑工程中新材料的施工技术。随着建筑行业的快速、稳定发展,相关建筑材料行业也得到发展和提升,特别是在新材料的研发和制造方面取得了骄人的成就。建筑材料关系到高层建筑结构本身的性能、建筑荷载的能力及其防火、采暖保温等功能。因此,对新材料的施工必须严格按照国家相关标准或规范执行,加强建筑装饰材料的研发管理力度,特别是加强对新材料施工技术的研发,如玻璃幕墙的设计施工,明框暗框的设计、施工材料的安全性能等方面,确保建筑工程施工的质量和安全。

三、结束语

综上所述,对于高层建筑而言,对土建工程质量要求很高,因其质量会影响整个建筑的稳定性和使用年限,故需严格对待。

参考文献

[1] 杨迪.房屋建筑工程施工技术探讨[J].科技传播,2011.

高层建筑受力特点篇4

【关键词】高层建筑 梁式转换层 受力特性 地震

中图分类号:F284 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)35-178-01

一、梁式转换结构概述

现代的高层建筑在形体划分上,其底层部分通常是刚度较小的厅堂式结构,而高层部分则通常是刚度较大的套房式结构,在竖向上实现了各种功能的变化。为了确保整个高层建筑物刚度的均衡、力学的稳定,就必须要采用一种合理的结构形式,来实现高层建筑底部部分和高层部分之间的平衡过渡,并在竖向上能够将高层建筑底部厅堂结构和高层套房结构科学的组合在一起,实现高层建筑的多功能特性。为了达到高层建筑的这种结构要求,世界各国的相关单位都对其进行了广泛的研究,最终通过在功能发生改变的楼层中设置特定的转换层,以及在转换层中安装各类转换结构组件,达到了高层建筑整体力学特性的稳定。梁式转换结构就是其中的一种转换层结构,通常是在功能发生变化的楼层中设置一条大梁,并在大梁上安装各种转换结构组件,来实现高层建筑底部和高层部分功能平衡过渡,现在已经发展成为现代高层建筑的主要结构形式,尤其是在一些大中城市的标志性建筑工程施工中。

二、梁式转换结构的传力特性

通过对现代高层建筑梁式转换结构的各种技术资料及受力方式的分析,并加以归纳,梁式转换结构的受力途径大体上可分为剪力墙与转换梁结构到框架支柱和剪力墙到转换梁结构再到框架支柱,两种传力形式。

转换梁是梁式转换结构中的重要结构部件,通常是横跨在高层建筑底部用于承载整个高层部分重量的高强度钢筋混凝土质大梁,转换梁的受力主要来自于位于梁上的剪力墙、剪力墙荷载产生的压力,以及用于支撑转换梁的支座的支撑力,并受剪力墙刚度、转换梁刚度以及转换梁支座刚度的影响。据相关研究资料 表明,不管位于转换梁上部的剪力墙体如何变化,采用何种布局形式,只要该剪力墙具有一定的宽度、长度、高度,那么转换梁受压产生的弯矩就一定要比不考虑上部剪力墙作用时要大。同时由于弯矩产生的作用力可在两个方向产生效果,使得位于剪力墙下部的转换梁及转换梁支座在某些范围内存在受拉区。其主要原因有以下两点。

(一)共同弯曲变形

剪力墙和转换梁通过特定的连接结构可形成一个结构整体,在受到高层建筑上部楼体重量产生的荷载时产生共同的弯曲变形,其中转换梁位于弯曲变形的受拉翼缘,所受到的弯矩会因为剪力墙的共同参与而有所减小,同时位于受拉翼缘的转换梁在受到应力积分后还会产生轴向的拉力,并对支撑转换梁的支座区产生作用。

(二)竖向拱效应

位于转换梁之上的剪力墙还存在竖向上的拱效应,该效应通过剪力墙可将竖向的荷载传到转换梁上,该荷载最初是以斜向荷载作用于转换梁,而后在转换梁上分解为垂直荷载和水平荷载,受垂直荷载作用,转换梁会产生一定的弯矩;而在水平荷载作用下,转换梁的跨中区域的某些范围会受到轴向拉力,传到转换梁的支座区域就会产生轴向的压力。

三、梁式转换结构的地震反应

地震时一种强烈的地壳运动,通常会释放出大量的能量,该能量以地震波的形式传导,并对地面的建筑施加影响。其释放的地震波通常分为横波和纵波以及面波三种类型,横波对建筑物施加前后左右的水平作用力,纵波对建筑物施加上下垂直的作用力,而面波则是混合了横波和纵波,下面针对不同的地震波对梁式转换结构带来的不同反应加以分析。

(一)横波带来的梁式转换结构反应

横波是前后左右波动的能量,其对地表建筑物施加前后左右的作用力,使得建筑物获得前后左右的加速度而不停的抖动,这种前后左右的作用力,通常会使拥有梁式转换结构的建筑物转换梁和剪力墙受到水平扭矩,对于形体分布不规则,质量、刚度偏心率较大以及抗扭性较低的高层建筑,通常会发生严重的扭曲变形,造成严重破坏。

(二)纵波带来的梁式转换结构反应

由于纵波是上下波动的能量,因此产生横波的地震对地表建筑物施加的是上下垂直方向的作用力。由于受到上下的作用力,使得转换梁和位于转换梁以上的剪力墙会产生上下方向的加速度,从而加大或减小剪力墙的荷载,而剪力墙的荷载传递到转换梁上就会引起转换梁弯矩的变化。通常如果传到地表建筑物的第一波峰能量是向上的话,那么转换梁的弯矩会加大,剪力墙的荷载也会加大,当地震等级过高,波峰能量较大时,转换梁和剪力墙产生的弯矩和荷载变化就会超过其刚度的承受极限而产生裂缝,甚至倒塌;而在向下的波峰到来时,转换梁和剪力墙通常会由于巨大的惯性作用出现剪力墙荷载减小,造成转换梁所受应力也随之减小,但是在地震波频率较高时,这种减小几乎可以忽略不计,所产生的反应效果通常都是弯矩增加,荷载增加,破坏建筑物的弹塑性。

(三)面波带来的梁式转换结构反应

面波又称为L波,是由纵波和横波在地表相遇后相互激发而产生的混合波,其融合了横波和纵波的波动特性,但是比横波和纵波的振幅都要强,在沿地面进行传播时,会对地表建筑物施加上下、前后、左右的作用力,使建筑物产生上下、前后、左右的加速度,产生剧烈的晃动,破坏剪力墙体之间的接缝,剪力墙于转换梁之间的连接装置,使剪力墙产生不规则、无规律、多方向的荷载、压力、拉力等多种作用,并和转换梁以及支座产生相互作用,使得转换梁的弯矩失去中心,左右移动,造成整个建筑物力学结构失衡,产生巨大的破坏。

综上所述,梁式转换结构是现代高层建筑的主要结构形式,它实现了高层建筑各功能部分的连接,使得不同刚度的建筑体得以均衡。但是作为一种连接过渡的结构,我们对梁式转换结构的各部位受力特性依然把握不足,尤其是在遭遇地震时,很多梁式转换结构出现重大破坏,如何平衡建筑物各部位的受力,加强转换结构的抗震能力仍是我们需要加以研究的主要内容。

参考文献:

[1]郑和平. 带梁式转换层的框支短肢剪力墙结构的受力分析[D].西安建筑科技大学,2012.

[2]张博. 高层建筑梁式转换层结构设计原理及其应用[D].湖南大学,2011.

[3]胡彦辉,马晓静. 高层建筑梁式转换结构受力变形特点探析[J]. 中国新技术新产品,2012,22:189.

高层建筑受力特点篇5

[关键词]:高层建筑给水系统消防给水

【ABSTRACT】:This paper based on the characteristics of high-rise building water supply system, and discusses the solution of the unfavorable factors of the high-rise building water supply - vertical division, pointing out that the key to this approach is to determine the hydraulic pressure value and selection of a suitable water supply mode; summary of the fire water supply mode of approach and select methods of water supply in the system, obtained the building height is an important basis to select the fire water supply mode.

【KEY WORDS】: high-rise buildingwater supply systemfire water supply

中图分类号:[TU208.3]文献标识码:A 文章编号:

由于社会经济的发展,城市人口日趋密集,造成用地紧张、地价昂贵,迫使人们大力发展高层建筑以满足人们生活和社会发展的需要。由于高层建筑有别于其他建筑的特征,其给水系统固然会有其特点。本文通过分析总结各个类型高层建筑给水系统的的优缺点,阐述给水方式的选择方法,并分析了高层建筑室内消防给水方式及选择方法。

1高层建筑给水系统的特点

高层建筑的给水系统是高层建筑的重要组成部分,它由于高层建筑的特殊性而具有不同于一般建筑的特点:

(1)建筑高,体积大,给水设备标准高,使用人数多且集中,瞬时给水流量大,必须具有安全可靠的给水水源,以及技术先进,经济合理的系统形式,以保证供水连续和维护管理方便。

(2)建筑层数多,高度大,给水及消防等静水压力大,必须进行合理的竖向分区,并设置加压设备,以保证管道和配件不受破坏,系统使用完好。

(3)建筑标准高,功能复杂,火灾危险性大,必须设置安全可靠的室内消防给水系统,满足各类消防要求。

(4)给水排水管道及设备多,噪音源、震源多,必须严格采取隔音、防震、防水击等措施。

由于以上高层建筑给水系统的特点及高层建筑的特殊性,如层数多、高度大、功能广、结构复杂,并受各种外界条件的制约,使得其无论是在技术广度上还是在设计深度上都远远超过一般的建筑给水系统。

2高层建筑给水竖向分区

2.1高层建筑给水竖向分区的必要性

所谓给水分区是指沿建筑物的垂直方向,依序合理地将其划分为若干个供水区,每个供水区都有完整的给水系统。由于高层建筑高度较大,室外给水管网的水压通常无法满足建筑物内较高楼层用水点的水压要求。因此,必须设置升压设备和高位水箱,以满足较高楼层的水量和水压要求。另外,由于建筑物高度较大,如果给水系统不进行竖向分区,则底层卫生器具必将承受较大的静水压力,从而带来一系列问题。其主要表现在:

(1)静水压力过大,若压力超过管材和设备的额定工作压力,会造成管材和设备的损坏,必须采用耐高压管材、管件及配水器材;

(2)下层管网由于承受压力过大,造成零件磨损,寿命降低,漏水增加,检修频繁,关闭时容易产生水锤,轻则产生噪音和振动,重则使管网遭受破坏;

(3)下层给水龙头流量过大,水流呈喷溅状,不仅造成浪费,而且影响使用;

(4)上层给水龙头流量过小,甚至出现负压抽吸,有可能造成回流污染;

(5)维修管理费用和水泵运转电费增加;

因此,为减小管道系统的静水压力及管中水击压力,延长零配件的使用年限,可根据使用功能、设备材料性能、维护管理条件、建筑层数和室外给水管网压力等因素进行高层建筑给水竖向分区,实现一般管中各分区最低卫生器具配水点处静水压不宜大于0.45Mpa,特殊情况不宜大于0.55Mpa。

高层建筑给水系统实行分区给水的另一个重要意义是节约能源,如给水系统未进行竖向分区,则建筑物所需全部用水量都需经水泵提升到屋顶高位水箱,这样,对于高层建筑下部各层卫生器具来说,由于供水压力太大,反而要进行减压,从而造成一部分能量的浪费。反之,如实行分区供水,就不必将全部用水量都提升到屋顶高位水箱,而只需通过各区的专用水泵将各区的用水量提升到相应的高位水箱内。从而避免了因减压而造成的能量浪费。

2.2 高层建筑给水竖向分区压力值的确定

合理进行竖向给水分区也就是确定竖向分区给水压力值(各分区最低卫生器具承受的最大允许静水压力值),以此压力值为依据对高层建筑进行分区。

影响分区给水压力值的因素主要有:建筑物性质及卫生设备完善程度;卫生器具及阀件的允许工作压力值;供水设备及管道阀件的价格和当地电价等。对于住宅及宾馆类高层建筑,由于卫生器具及用水设备数量较多,用水量较大,用户对供水安全及隔音防振的要求较高,其分区给水压力值一般不宜太高[1]。对于办公楼等非居住建筑,由于其卫生器具和用水设备数量较少,用水量较少,其分区给水压力值允许稍高一些,我国《建筑给水排水设计规范》[2] GB50015-2003规定:分区最低卫生器具配水点处的静水压,住宅、旅馆、医院宜为300Kpa~350Kpa;办公楼宜为350Kpa~450Kpa。

2.3 高层建筑竖向分区给水方式类型及特点

竖向分区的给水方式有并联、串联和减压分区等多种形式,每种方式都有其优点及使用范围。因此,可根据工程具体情况选用。

2.3.1 并联分区给水方式

各分区独立设置水箱和水泵,各区水泵集中设置在底层或地下室水泵房内。此种方式的优点是各区为独立给水系统,互不影响,供水安全可靠;水泵集中布置,便于维护管理,能源消耗少。缺点是管材耗用较多,水泵型号较多,水箱占用建筑使用面积。宜用于建筑高度≤100m的高层建筑。

2.3.2 串联分区给水方式

分区独立设置水箱和水泵,各区水泵分散设置在技术层中,低层的水箱兼作上一区的水池,自下区水箱抽水供上区用水。此种方式的优点是各层均设水泵和水箱,各分区水泵扬程按本区需要设计,水泵效率高,管道较简单,能源消耗较少;缺点是水泵分散布置,管理维修不便,各区之间相互影响,水箱总负荷大。宜用于建筑高度>100m的高层建筑。

2.3.3 减压分区给水方式

高层建筑受力特点篇6

[关键词]高层建筑;结构设计;特点

中图分类号:TU398.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)06-0195-01

导言

高层建筑物在建筑过程中遇到的问题较普通建筑更为错综复杂。因此,我们必须依据建筑过程中出现的具体问题进行具体分析,依照需求制定策略。由于高层建筑物具有更高的建筑要求和更大的生产生活价值。所以,我们更要尽可能的确保建筑的质量,和建筑的科学性。

1 高层建筑结构的分析

1.1轴向变形不容忽视

对于高层建筑结构,由于层数多,高度大,轴力值很大,沿高度积累的轴向变形很显著,轴向变形会使高层建筑结构的内力数值与分布产生显著的改变。对连续梁弯矩的影响:由于中柱和边柱的轴向压缩变形不同,往往会使连续梁中间支座处的负弯矩值及跨中正弯矩值和端支座负弯矩发生变化。对构件剪力和侧移的影响,在考虑竖向杆件轴向变形与不考虑竖杆件轴向变形相比较,各构件水平剪力和侧移都会产生很大的误差。由此可见,在进行高层建筑结构设计时,构件的轴向变形必须列入到设计考虑的范围中来。

1.2轴向变形不容忽视

建筑物中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度产生影响。

2 高层建筑结构特点

2.1抗震设计要求更高

在进行高层建筑结构设计的时候,有一项重要的设计就是抗震的设计。由于高层建筑结构的特点,本身高度就是非常的高。因此,在抗震设计方面比多层建筑抗震设计要求要更高。由于我国是出现地震比较多的国家,因而在进行建筑物设计的时候,都要对其进行抗震设计,尤其是本文所谈到的高层建筑,更是要注重对其进行抗震设计。在实际的高层建筑结构的抗震设计中,除了要充分的考虑竖向荷载以及风荷载等因素外,还必须使高层建筑的结构具有良好的抗震的性能,具体实现的目标应该做到小震不坏,(中震可修)大震不倒。

2.2尽量减轻高层建筑的自重

在高层建筑结构设计中,需要对其建筑物自身的自重应该做到尽量的减轻,在一定的程度上来讲,减轻高层建筑的自重比多层建筑减轻的意义要更高。之所以这么说主要是从地基的承载力以及桩基的承载力方面进行考虑的,如果高层建筑物与多层建筑物在同样的地基或者桩基的条件下,减轻建筑物的自重就意味着不会增加基础的造价及其相关的处理措施。并且能够增加层数。尤其是在软土土层具有非常明显的经济上的效益。

2.3轴向变形问题

高层建筑自身的一个特点就是比较高,因此,建筑自身的竖向荷载施加的作用力也比较高。进而常常会造成柱体内部轴向变形,甚至会影响到连续梁弯矩。另外,轴向变形还能够影响到整个高层建筑建筑预制构件下料的长度。在进行构件的预制的时候,应该根据轴向变形的情况,进行系统和全面的计算,并且将结果作为下料的依据,对下料的长度进行及时的调整。

3 高层建筑的结构体系设计

3.1框架结构体系

框架结构主要承重结构,由梁、柱。板、构成平面框架。对于框架柱而言,轴压比越小在往复水平上荷载下的滞回曲线也会越丰满,即耗能能力越大,延性就愈好。其优点:建筑平面布置灵活,可以依据自身的要求设计。其缺点:框架结构本身刚度不大,抗侧力能力差,水平荷载作用下会产生较大的位移,地震荷载作用下较易破坏。不高于巧层宜采用框架结构,可以达到比较好的经济平衡点。框架体系中,角柱的受力应该比别的柱差,为了防止角柱遭遇扭转变形或是弯压变形吗,柱截面不宜过小,同时还要加密箍筋,起到增加受压区混凝土约束的作用。注意事项:在框架结构体系中,一定要考虑高层建筑的底部柱,柱截面的大小要注意:在高层建筑中,应该尽量的三排柱结构设计方案;采用钢管混凝土柱、劲钢混凝土柱或是高强混凝土柱;通过增加体积配箍率或是沿着柱身增加箍筋达到提高延性。

3.2剪力墙结构体系

当建筑结构的框架体系强度和刚度不能满足设计要求时,往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架,从而形成了框架一剪力墙体系。在承受水平力时,框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平剪力。当墙体受力主体全部由剪力构成的话,就会是剪力墙体机构,剪力墙结构体系是把建筑物墙体当作承受荷载的结构体系。剪力墙间距要满足最大横墙间距限制,6、7、8度设防区最大横墙间距分别为21m、18m、和1 5m。墙体同时作为维护及房间分隔构件。其优点:其刚度、强度都比较高,传力直接均匀,有一定的延性,整体性好,抗倒塌能力强,结构体系特征明显。现浇钢筋混凝土剪力墙结构整体性好,刚度大,承载力要求容易满足,适于建造较高的高层建筑。抗震性能力强,承受力好。其缺点:剪力结构墙间距设计方面不能太大,空间平面布局不太灵活,自重大,开洞宜小等。

3.3筒结构体系

以筒体为抗侧力构件的结构体系统都称为筒结构体系,它包含单筒,多筒,复合筒等,它是由由一个或者几个简体为主抵抗水平力。也有把简体结构分为实腹筒、框筒及析架筒的说法。其优点:筒体结构体系能使整个建筑犹如一个固定于基础上的封闭空心的筒式悬臂梁来抵抗水平力,其是以空间受力为主,具有较大的刚度、强度、整体性,各构件受力比较合理,抗风、抗震能力强,往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。其缺点延展性能有问题,并且全部此阿勇成本高,造价高。

3.4抗风结构优化设计

在基础设计上,要使用配比较高的砂石来保证地基的密实度,同时还要设置抗拔锚杆,以此来提高建筑基础的抗拔强度。在减振系统设计上,要多利用耗能支撑、剪力墙、楼板等组成的耗能减振系统来减少风荷载对高层建筑的影响。对于风荷载与水平力的问题,要对高风压区进行加固。这主要是从水平压力、水平荷载内力等方面进行综合考虑,来为高层建筑进行加固设计。

3.5抗震结构优化设计

①提高结构设计的整体规则性,以此确保承载力体系分布的合理性。②改善地基的抗震设计,即在简化建筑平面、提高地基的强度与高度的同时,将上部结构的重点和群桩设置在同一直线之上。③在剪力墙的设计方面,要提高高层建筑承重结构的抗侧力,以此来满足承载力的耗能与延续性,这样可以有效地提高高层建筑的抗震能力。

4 结语

高层设计中,建筑和结构是关系最密切的专业。建筑师往往根据建筑的使用功能和美学要求处理建筑体型,包括平面和立面;而结构师则根据受力的合理性进行结构设计,其中结构形式和结构体系的选择,结构总体布置等对结构的受力性能优劣性起决定性作用。结构的总体布置与结构体型密切相关,简单的体型易于得到规则和受力合理的结构总体布置,可使结构具有良好的抗震性能。

参考文献

[1] 吴雪丹.对高层建筑结构设计特点的分析J].建筑知识:学术刊,2013 (7):109-110.

[2] 韩宝秋.高层建筑结构设计特点及相关问题探讨J]. 建材与装饰,2013 (18):8-9.

高层建筑受力特点篇7

关键词:高层建筑 剪力墙 抗震性 设计

中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:

我国房地产行业的快速发展使许多中高层的多功能建筑工程项目不断增加,这对建筑行业的施工技术提出了更高的要求。为适应建筑功能多样化和结构复杂化的发展趋势,我国高层建筑的数量日益增多,作为新的结构形式,剪力墙被应用于此类建筑中。而四川大地震的发生使得社会对于建筑行对于高层建筑的抗震性提出了新的思考。对于高层建筑,它的抗震性是建筑设计和施工中的重点,剪力墙结构对于高层建筑的抗震性具有重要的作用,只有在高层建筑工程建设中,把握好抗震设计要点,才能保证减轻抗震灾害。本文阐述了剪力墙结构的相关概念,针对剪力墙结构的特点分析了高层建筑在抗震性方面的设计要求,希望对我建筑行业等有所帮助。

关于高层建筑剪力墙特点及受力结构分析

在现代的高层建筑结构中,主要有框架结构、剪力墙结构和框架—剪力墙结构, 框架结构的建筑主要以梁和柱作为承载体,平面布置较为灵活,但是因为刚度较小使得承载力作用下的侧向变形较大;框架—剪力墙结构是合理利用两种建筑结构的优点,最大程度的提高建筑的抗震性能,这是多功能高层建筑的发展出现的新的结构体系。

关于剪力墙的特点

从剪力墙的结构来看,它的主要作用便是实现竖向与横向力的平衡,竖向的力主要来自于建筑本身的承载力和重力,水平力包括风和地震等外力因素。这类建筑结构中,墙板与楼板组成受力体系,就如空间构架的悬梁,既要承受梁的重力,又要承受水平荷载力,并避免过大的水平位移。但是正是剪力墙的整体性特点,使得剪力墙结构建筑也具有一些缺点,由于结构延性较差,它不能被拆除和破坏,不适用于较大的空间布置,所以在应用过程中,往往会采用短肢剪力墙结构,方便室内灵活改造。

剪力墙结构受力性能分析

关于剪力墙的结构特性主要是分析该结构的受力性能,为满足建筑物的使用要求,剪力墙常常开有门窗洞口,而剪力墙的受力特性与变形情况也主要是取决于所开洞口是否合理。要分析剪力墙的受力特性,首先要针对剪力墙的不同而分清情况,依据受力特性,剪力墙又可以分为整体剪力墙、多肢墙和框壁式等类型,整体剪力墙的开洞数量有一定控制,对洞口的面积也有一定的限制,一般不超过墙整体面积的1/6,使洞口对墙体的影响控制在承载力的范围之内。多肢墙需要重点关注的是梁与墙肢组合成的结构体系要具有合理性,即墙肢刚度要比连梁的刚度大,墙肢的宽度要保持在800公分之内,在处于弯曲状态时才有足够的延性。壁式框架剪力墙是介于剪力墙与框架概念之间,壁柱与壁梁较宽,有力支撑梁柱区域的变形。

二、高层建筑抗震结构设计常见问题

对高层建筑建设的设计,最主要的便是它的抗震性能设计研究,这也是高层建筑设计中的难点,现在对抗震设计中常见问题进行分析。

复杂的地理环境使地质勘察资料不全。我国高层建筑的施工本身具有复杂性,主要表现在地域跨度较大,地形和地质环境较复杂。在建筑施工前,必须做好地质的勘察工作。但是我国高层建筑施工企业为了施工进度等原因,缺乏对地质条件的考察,缺乏勘察资料,导致抗震设计过程的不完善。

抗震设计标准掌握不当。虽然我国明确规定了高层建筑抗震设防标准,但是出于特殊情况的考虑,往往在设计中会提升设防标准,这有利于高层建筑抗震性能的提高,但同时也加大了高层建筑建设成本。所以不少建筑单位为了节约成本,降低抗震设防标准,在建筑物的实际利用中根本达不到设计过程中的抗震标准。

抗震结构布置不当。由于设防标准的降低,在施工中对抗震方面的设计也会出现布置不当的问题。比如说高层建筑下的底层没有横向的落地抗震墙,或者是南北抗震墙的刚度不平衡。纵向墙体的不足使两个方向的受力不平衡,在遇到外力时,容易产生垮塌。

三、优化高层建筑剪力墙结构抗震设计

剪力墙结构抗震优化原则

在高层建筑中,既要考虑到建筑的质量安全,又要考虑到经济成本。一般而言,建筑结构的刚度越大,抗震性能就越高,而建筑所需成本也就越大。对于剪力墙结构的抗震设计,要从定量与定型两个方面出发,分析研究质量安全与成本投入。基于此原则,剪力墙结构在抗震设计方面可以作如下的优化:一是尽量避免“一字型”的剪力墙结构,保证结构层间位移范围控制合理;二是整体上满足合理的结构要求,并基于此考虑经济性成本,做到两者的合理兼顾;三是在对剪力墙整体结构抗震的设计上,对于出现的不合理状况,通过改变剪力墙的数量和布置情况来使楼层刚度和结构更加合理。

剪力墙结构设计方面的优化

(1)剪力墙的空间结构体系主要是以主轴为中心,向横竖两个方向布置。正是这个结构体系的特点,在抗震设计中,要避免剪力墙结构的单向布置,这与前面所讲的优化原则第一点相同,尽量不用“一字型”剪力墙。这样一来,剪力墙可以增强两个受力方向的抗侧刚度,使两各方向的力处于平衡状态。

(2)尽量合理的减小剪力墙厚度

我国对剪力墙厚度具有明确的规定,对于一、二级抗震级,剪力墙底部墙厚要大于20公分,其它部位不低于16公分。但是,剪力墙的厚度并不是越厚越好,其设计要满足最大层间位移的指标,并能满足墙肢的稳定验算,通过分析合理设计剪力墙的厚度。较厚的剪力墙虽然具有较高的抗侧刚力和抗震能力,但因为影响剪力墙抗震效果的因素复杂多样,抗侧拉力并不与整体结构的抗震能力成正比,这还要考虑抗震等级的轴压比的影响。因此,在设计剪力墙抗震时要经过分析,合理减少墙厚,保证结构之间的位移控制在允许范围内。

剪力墙连梁的抗震设计

剪力墙的连梁对调节和保证连肢体墙刚度的作用,其目的是为了避免主梁与楼板大面积的塌陷而造成变形带来的影响。对连梁的抗震设计要对其进行加强,提高连梁和腰筋的配筋率。对于不同厚度的剪力墙,连梁的跨高也有所不同。当抗震等级为一、二级的剪力墙且厚度在20过分之内时,如果连梁的跨高度在2以内,则钢筋的构造宜采用斜向交叉法。因为连梁在受到一定承载力之后会出现变形,其变形的情况与跨高密切相关。跨高越大,连梁变形的比例越高,采用斜向交叉使连梁的弯曲比例增大,从而提高连梁的变形能力。总之,连梁是高层建筑抗震设防的第一道防线,其设计要重点考虑它的变形能力及架构形式。

4、剪力墙结构抗震方面的经济性优化

虽然降低成本能够提高经济效益,但在以质量安全为重点的高层建筑的建设中,实现结构的成本效益才是现代建筑企业追求的目标。除了对建筑结构的合理布置外,还要考虑到建筑结构的经济性,在满足剪力墙结构的抗震要求基础上,如何降低建设成本也是每一建筑单位所关注的问题。

结语

高层建筑是我国城市化和现代化发展的产物,其功能和类型都较为复杂,加上巨大的投资和复杂的建设过程,必须注重对高层建筑结构的合理设计。所采用的剪力墙结构,重点在于对其抗震性能的设计上,只有结合建筑功能与地理环境,不断改进高层建筑剪力墙结构形式,才能做到结构与经济两方面的合理。

参考文献

殷飞.浅谈高层建筑中剪力墙结构抗震设计要点.《城市建设理论研究》.2012年第12期

陈锋.高层建筑剪力墙结构抗震设计的探讨.《商品与质量:建筑与发展》.2011年第7期

JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》[S] 中国建筑工业出版社

GB50011-2010《建筑抗震设计规范》[S] 中国建筑工业出版社

GB50010-2010《混凝土结构设计规范》[S] 中国建筑工业出版社

高层建筑受力特点篇8

【关键词】框架;剪力墙;框架-剪力墙;筒体

高层的特点:所谓高层建筑是指超过一定高度和层数的多层建筑。中国自2005年起规定超过10层的住宅建筑和超过24米高的其他民用建筑为高层建筑。现代设计之所越来越倾向于高层建筑:首先,使人口集中,可利用建筑内部的竖向和横向交通缩短部门之间的联系距离,从而提高效率;其次能使大面积建筑的用地大幅度缩小,有可能在城市中心地段选址;第三,可以减少市政建设投资和缩短建筑工期。那么通常设计时就会选用以下几种选型。

1.框架结构体系

框架结构体系是利用梁、柱组成的纵、横两个方向的框架形成的结构体系。它同时承受竖向荷载和水平荷载。其主要优点是建筑平面布置灵活,可形成较大的建筑空间,建筑立面处理也比较方便;主要缺点是侧向刚度较小,当层数较多时,会产生过大的侧移,易引起非结构性构件(如隔墙、装饰等)破坏,而影响使用。在非地震区,框架结构一般不超过15层。框架结构的内力分析通常是用计算机进行精确分析。常用的手工近似法是:竖向荷载作用下用分层计算法;水平荷载作用下用反弯点法。风荷载和地震力可简化成节点上的水平集中力进行分析。

框架结构梁和柱节点的连接构造直接影响结构安全、经济及施工的方便。因此,对梁与柱节点的混凝土强度等级,梁柱纵向钢筋深入节点内的长度,梁与柱节点区域的钢筋的布置等都应符合规范的构造要求。

2.剪力墙体系

剪力墙体系是利用建筑物的墙体(内墙和外墙)做成剪力墙来抵抗水平力。剪力墙一般为钢筋混凝土墙,厚度不小于140毫米。剪力墙的间距一般为3-8米,适用于小开建的住宅和旅馆等。一般在30米高度范围内都适用。剪力墙结构的优点是侧向刚度大,水平荷载作用下测移小;缺点是剪力墙侧间距小,结构建筑平面布置不灵活,不适用于大空间的公共建筑,另外结构自重也较大。

因为剪力墙既承受垂直荷载,也承受水平荷载。对高层建筑主要荷载为水平荷载,墙体既受剪又受弯,所以称剪力墙。

剪力墙按受力特点又分为两种:

2.1整体墙和小开口整体墙

没有门窗洞口及洞口较小可以忽略其影响的墙称为整体墙,门窗洞口稍大一点的墙,可称为小开口整体墙。整体墙和小开口整体墙基本上可以采用材料力学的计算公式进行内力分析。

2.2双肢剪力墙和多肢剪力墙

开一排较大洞口的剪力墙叫双肢剪力墙。开多排较大洞口的剪力墙较多肢剪力墙。由于洞口开的较大,截面的整体性已经破坏,通常用计算机进行剪力墙的分析,精确度较高。剪力墙成片状(高度远远大于厚度),两端配置较粗钢筋并配箍筋形成暗柱,并应配置腹部分布钢筋。暗柱的竖筋和腹部的竖向分布筋共同抵抗弯矩。水平分布筋抵抗剪力。当剪力墙的厚度大于140毫米时应当用双层双向配筋,钢筋直径不应小于8毫米。

连梁的配筋非常重要,纵向钢筋厨满足配筋量外还要有足够的锚固长度。箍筋除满足配筋量以外,还有加密的要求。

3.框架-剪力墙结构

框架-剪力墙结构是在框架结构中设置适当剪力墙的结构。它具有框架结构平面布置灵活,有较大空间的优点,又具有侧向刚度较大的优点。框架-剪力墙结构中,剪力墙 水平荷载,竖向荷载主要由框架承担。框架-剪力墙结构一般宜用于10-20层的建筑。

横向剪力墙宜均匀对称布置在建筑物端部附近、平面形状变化处。纵向剪力墙宜布置在房屋两端附近。在水平荷载的作用下,剪力墙好比固定于基础上的悬臂梁,其变形为弯曲型变形,框架为剪切型变形。框架与剪力墙通过楼盖联系在一起,并通过楼盖的水平刚度使两者具有共同的变形。在一般情况下,整个建筑的全部剪力墙至少承受80%的水平荷载。

4.筒体结构

在高层建筑中,特别是超高层建筑中,水平荷载愈来愈大,起着控制作用。筒体结构便是抵抗水平荷载最有效的结构体系。它的受力特点是,整个建筑犹如一个固定于基础上的封闭空心的筒式悬臂梁来抵抗水平力,筒体结构可分为框架-核心筒结构、筒中筒和多筒结构等。框筒为密排柱和窗下裙梁组成,亦可视为开窗洞的筒体。内筒一般由电梯间、楼梯间组成。内筒与外筒由楼盖连接成整体,共同抵抗水平荷载及竖向荷载。这种结构体系适用于30-50层的房屋。多筒结构是将多个筒组合在一起,是结构具有更大的抵抗水平荷载的能力。

5.结语

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