高层建筑钢筋结构设计论文提纲

论文题目：某超高层建筑结构的选型研究

摘要：改革开放以来,随着我国经济实力的提升以及城市化进程的发展,我国的超高层建筑得以蓬勃发展。超高层建筑的建设所需投资巨大,故而在保证建筑使用功能的前提下,如何选择出合理的建筑结构方案,是超高层建筑结构设计过程中的关键问题。对于超高层建筑的结构选型,提高其结构性能和经济性最为有效的两种方法就是降低结构所受的水平荷载和提高结构的抗侧效率,前者可通过降低结构自重来实现,后者可通过提高构件材料性能以及结构抗侧力构件的周边化、支撑化等措施来实现。本文以钢筋混凝土框架—核心筒结构（局部为型钢混凝土柱）的超高层建筑工程实例为背景,对其中的一幢塔楼进行结构选型研究,该工程地上部分共36层,结构总高144.6m。利用结构选型的两种方法,结合现行国家的产业发展政策,在不改变建筑功能和平面尺寸的前提下,利用钢框架、钢筋混凝土的密柱深梁来替代原结构钢筋混凝土的稀柱框架,内部仍为混凝土核心筒结构,仅改变其厚度,形成“钢框架—混凝土核心筒结构”与“钢筋混凝土框筒结构”的分析模型。进一步将内部的混凝土核心筒用钢框架替代,形成“钢框架—支撑结构（全钢结构）”和“外部为钢筋混凝土柱与内部为钢框架的框筒结构”的分析模型。为提高钢框架柱的抗火能力,其中的钢框架柱均采用钢管混凝土柱。利用PKPM2010软件对该工程按实际受荷情况分别建立结构分析模型,进行结构计算分析、弹性时程分析以及静力弹塑性分析,在满足结构设计要求的前提下,对上述结构及原结构的设计性能进行较为详细的比较和分析,考察了结构在罕遇地震作用下的抗震性能表现,从而得出结构性能较优的方案。同时,还从材料用量、施工工期、工程造价等方面进一步分析了不同结构形式对建筑经济性的影响。本文主要研究成果及建议:对于此类建设条件的超高层建筑,可利用钢结构提高结构延性及抗扭能力,同时有效地降低结构自重,从而将低地震作用对结构的影响,达到节省建筑材料及提高结构抗震性能的作用;外框架采用钢框架或者钢筋混凝土的密柱深梁均可提高结构抗震性能,采用钢框架时结构性能更为优良,在罕遇地震作用下,结构损坏部位明显减少;“钢框架—中心支撑结构”利用钢材的高强度来减低结构自重和通过抗侧构件的边缘化及支撑化来提高结构的抗侧效率,在罕遇地震作用下,抗震性能优于其他方案;通过对各方案的经济性进行对比分析,无论从结构性能、经济性还是产业政策方面的角度出发,对于此类建设条件的超高层建筑,当建设场地土质较好时,建议采用“钢框架—混凝土核心筒结构”,场地土质较差时,建议采用“钢框架—中心支撑结构”。本文的研究结果可为类似超高层建筑的结构设计方案选型提供参考。

关键词：超高层建筑;结构方案选型;静力弹塑性分析;经济性分析

学科专业：建筑与土木工程（专业学位）

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 超高层建筑的定义及其诞生的背景

1.2 国内外超高层建筑的发展概况

1.2.1 国外的发展概况

1.2.2 国内的发展概况

1.2.3 我国建筑产业的相关政策

1.3 超高层建筑结构选型研究概况

1.3.1 结构选型的涵义

1.3.2 超高层建筑结构选型的必要性和意义

1.3.3 超高层建筑结构选型的影响因素

1.3.4 超高层建筑结构选型的研究现状

1.4 本文的研究目的及内容

1.4.1 研究目的

1.4.2 研究内容

2 超高层建筑结构概述

2.1 超高层建筑结构的受力特点

2.2 超高层建筑结构体系的分类

2.2.1 按构件的组成材料分类

2.2.2 按结构的抗侧力体系分类

2.3 本文结构计算软件及结构体系的选择

2.3.1 结构计算软件

2.3.2 建筑结构体系的选择

3 工程概况及模型的建立

3.1 工程基本信息

3.2 基本设计参数及设计荷载

3.2.1 基本设计参数

3.2.2 主要设计荷载

3.2.3 材料

3.3 模型结构构件尺寸确定的依据

3.4 模型的建立

3.4.1 方案一：钢筋混凝土框架—核心筒结构（局部为型钢混凝土柱）

3.4.2 方案二：钢管混凝土结构（钢框架—混凝土核心筒）

3.4.3 方案三：全钢结构（钢框架—中心支撑结构）

3.4.4 方案四：钢筋混凝土框筒结构（内核心筒）

3.4.5 方案五：钢筋混凝土框筒结构（内钢框架）

3.5 本章小结

4 结构模型的计算分析

4.1 结构计算指标要求

4.1.1 结构周期及振型

4.1.2 位移比

4.1.3 层间位移角

4.1.4 地震作用下的基底剪力

4.1.5 层间受剪承载力之比

4.1.6 刚重比

4.1.7 剪重比

4.2 结构抗震性能目标及水准

4.3 多遇地震下的弹性时程分析

4.3.1 分析软件及参数选取

4.3.2 弹性时程分析结果

4.4 结构静力弹塑性分析

4.4.1 静力弹塑性分析程序PUSH简介

4.4.2 静力弹塑性分析的目的

4.4.3 静力弹塑性分析的相关计算结果

4.5 本章小结

5 经济性对比分析

5.1 建筑材料对结构经济性的影响

5.2 结构占用面积对结构经济性的影响

5.3 施工工期对结构经济性的影响

5.3.1 施工工期对租金收入的影响

5.3.2 施工工期对利息的影响

5.4 各方案上部结构整体成本分析

5.5 结构自重对基础造价影响

5.6 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢