高层建筑结构设计中的若干问题研究——某工程结构设计分析

摘要

对于同一个设计，不同的结构工程师可能采用不同的结构体系，选用不同的结构材料来实现同一设计目标，使得最终的经济性能不同，甚至相差很大。因此就非常有必要对结构材料、结构体系以及基础形式等进行比选和优化，使得结构既具有足够的承载力、刚度和抗震性能等，又能提高材料的利用率，降低材料消耗，节约造价。本文以某工程设计为例对这些问题进行了研究。
　　 (1)分析高层建筑各主要建筑结构类型的结构特点、使用范围以及各结构类型之间的综合经济效益，以及影响高层建筑结构选型的主要影响因素。针对本工程实际对各种基础形式，结构体系和结构缝设置的方案比较分析，确定最安全、经济、适用的基础形式和结构体系和结构缝设置。
　　 (2)分别采用《多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE》(2007年7月版)和《复杂多、高层建筑结构分析与设计软件PMSAP(广义协调墙元模型)》软件进行结构分析，保证本工程结构布置合理、技术可行，各项设计控制指标满足规范要求。
　　 (3)采用ANSYS对楼板开洞(扶梯处的楼板和梁)和转换层梁等复杂受力部位进行研究。结果表明，PKPM的计算结果是可行的，且偏于安全。转换梁和上部剪力墙是共同工作的，但共同工作的范围大约在转换层之上6层之内，再往上共同工作的影响很小，转换层之上一至两层剪力墙的开洞部位应力集中现象很明显。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1选题的背景

1.2选题的意义

1.3本工程概况

1.4本文解决的问题

第二章 结构选型

2.1设计依据与基本要求

2.1.1结构设计(设防)标准与等级

2.1.2自然条件

2.1.3结构设计依据

2.2结构体系选型

2.2.1高层建筑按结构材料划分

2.2.2高层建筑按结构形式划分

2.2.3高层建筑结构体系的新变化及其对选型决策的影响

2.2.4高层建筑结构体系选型的影响因素

2.2.5高层建筑结构体系优化

2.2.6本工程结构体系的确定

2.3基础选型

2.3.1建筑地基基础类型

2.3.2选择地基基础类型的原则

2.3.3本工程桩基础方案的确定

2.4变形缝的设置

2.4.1沉降缝的设置

2.4.2伸缩缝的设置

2.4.3防震缝的设置

2.4.4本工程后浇带的设置

2.5小结

第三章 结构设计与分析

3.1结构设计基本思路

3.1.1结构设计的特点

3.1.2结构分析的基本假定

3.2结构分析的基本原则

3.2.1整体参数的设定

3.2.2结构体系的合理性分析

3.2.3结构构件的优化设计

3.3本工程设计依据与基本要求

3.3.1设计依据及设计等级

3.3.2结构分析软件

3.3.3参数基本信息

3.4计算结果与分析

3.4.1 SATWE计算结果与分析

3.4.2 SAP计算结果

3.5构造设计

3.6小结

第四章 受力复杂部位结构有限元分析

4.1扶梯处楼板的受力分析

4.1.1材料模型

4.1.2有限元模型

4.1.3 ANSYS计算分析

4.2扶梯处梁的受力分析

4.2.1有限元模型

4.2.2 ANSYS计算分析

4.3转换层梁的有限元分析

4.3.1单元模型的选取及参数输入

4.3.2 ANSYS计算分析

4.4小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

附图