結(jié)構(gòu)選型4-高層建筑結(jié)構(gòu)

1、 高層建筑結(jié)構(gòu) 1 高層建筑的定義及發(fā)展歷史 2 高層建筑結(jié)構(gòu)的受力與變形特點 3 高層建筑結(jié)構(gòu)體系及其選擇 4 高層建筑結(jié)構(gòu)的布置原則與要求 5 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求 6 世界知名高層建筑簡析 1.1 高層建筑的定義 高層建筑并不以高度或樓層數(shù)為其定義。重要的準(zhǔn)則在于它的設(shè)計是否受到“高度”的影響。 就結(jié)構(gòu)特性而論，高層建筑可以定義為必須著重考慮側(cè)向荷載和重力荷載組合影響的建筑物。 設(shè)計高層建筑時，它的結(jié)構(gòu)除在上述荷載組合下的強度、剛度和穩(wěn)定性應(yīng)該予以確保外，還必須控制風(fēng)荷載造成頂部樓層的加速度反應(yīng)，以使用戶對擺動的感受和不適感降到最低程度。 低層建筑所有重力荷載就是決定其結(jié)構(gòu)體系的設(shè)

2、計荷載，風(fēng)荷載對結(jié)構(gòu)體系的影響忽略不計； 中層建筑有規(guī)律設(shè)置的樓蓋和柱網(wǎng)、墻體形成的結(jié)構(gòu)體系，可以提供足夠的抗側(cè)力強度和側(cè)向剛度，來承受因風(fēng)荷載和重力荷載組合所引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形； 高層建筑需要一個經(jīng)過精心設(shè)計的明確而有效的承受風(fēng)荷載的結(jié)構(gòu)體系。隨著建筑高度增加，風(fēng)荷載對整個建筑結(jié)構(gòu)的影響（傾覆力矩和水平剪力）更在大幅度增加。 1.2 高層建筑的發(fā)展歷史 從結(jié)構(gòu)觀點看，高層建筑的發(fā)展與人們對其結(jié)構(gòu)體系認(rèn)識的不斷深化密切相關(guān)。 世界公認(rèn)的第一幢現(xiàn)代高層建筑1885年建于美國的10層高的家庭保險大樓鋼框架結(jié)構(gòu)（抗側(cè)移能力弱） 高層建筑高度增加拉壓桿軸向變形遠(yuǎn)小于梁柱彎曲變形兩個傳力體系： 豎向荷

3、載側(cè)向剛度小的框架結(jié)構(gòu)體系 水平荷載側(cè)向剛度大的斜撐桁架體系，作為建筑物的內(nèi)核心部分外框內(nèi)筒結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系筒體結(jié)構(gòu)體系束筒結(jié)構(gòu)體系空間桁架結(jié)構(gòu)體系雖然多層和高層建筑所受的荷載和作用無差別，但所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)效應(yīng)卻有明顯差別。 q u V M H u=f(H4)M=f(H2)V=f(H) 1. 在水平荷載作用下，其主要承重構(gòu)件承受著較大的軸力、彎矩（即傾覆力矩）和水平剪力，其頂端有較大的側(cè)移，其層間有較大相對位移，地基也承受巨大壓力和巨大的水平剪力； 2. 決定高層建筑結(jié)構(gòu)主要受力和變形性能的，是它的主要承重豎向結(jié)構(gòu)體系中的構(gòu)件（受到水平荷載與豎向重力荷載），材料用量大大

4、增加； 3. 每層樓蓋都應(yīng)起到水平剛性隔板的作用，使得在水平力作用下各層豎向承重構(gòu)件都能共同工作而不是單獨工作。 從有效性和經(jīng)濟性方面而言： 1.設(shè)置能有效抵抗水平力的結(jié)構(gòu)體系剪力墻體系、框筒體系、對角支撐筒體體系、巨型柱-核心墻體系； 2. 將樓蓋做得經(jīng)濟合理，因為樓蓋要重復(fù)n次（n為高層建筑的層數(shù)）； 3. 采用適宜的基礎(chǔ)和地下室結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等。設(shè)置地下室（一般為1/15-1/10建筑總高度），利用其側(cè)壁對土壓力的側(cè)向抗力和其基底的抗剪力，來承受高層建筑傳給地基土層的側(cè)向荷載，減少建筑物的整體傾斜。3.1 常用的結(jié)構(gòu)體系3.2 豎向結(jié)構(gòu)體系（抗側(cè)力體系）的選擇3.3 水平承重體系（

5、樓蓋體系）及其選擇框 架 結(jié) 構(gòu)剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)框 架 -筒 體 結(jié) 構(gòu)筒 中 筒 結(jié) 構(gòu)成 束 筒 結(jié) 構(gòu)筒 體 結(jié) 構(gòu)懸 掛 結(jié) 構(gòu)巨 型 框 架 結(jié) 構(gòu)應(yīng) 力 蒙 皮 結(jié) 構(gòu)鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu)框架筒體結(jié)構(gòu)組合筒體結(jié)構(gòu)剪力桁架與框橋架結(jié)構(gòu)交錯鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)建筑使用功能建筑平面建筑尺度建筑高度側(cè)向設(shè)計荷載使用標(biāo)準(zhǔn)抗震等級地質(zhì)條件施工技術(shù)材料選擇用途50m50m住宅剪力墻、框架-剪力墻剪力墻、框架-剪力墻旅館剪力墻、框架-剪力墻、框架剪力墻、框架-剪力墻、筒體公共框架-剪力墻、框架框架-剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)類型非抗震6度7度8度9度框架現(xiàn)澆60605545255

6、0503525框架-抗震墻現(xiàn)澆130130120100501001009070剪力墻抗震墻全部落地14014012010060部分框支12012010080筒體筒中筒18018015012070適用的房屋最大高度（m）注： （表內(nèi)數(shù)據(jù)分別引自高規(guī)JGJ3-91和建筑抗震設(shè)計規(guī)范（修訂）1 房屋高度指室外地面至檐口獲屋面頂板的高度（不計局部突出）；2 框架-核心筒結(jié)構(gòu)指周邊稀柱框架與核心筒組成的結(jié)構(gòu)；3 部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)指底層獲底部兩層框支抗震墻結(jié)構(gòu)；4 超過表內(nèi)高度的房屋，應(yīng)進(jìn)行專門研究，采取必要的加強措施。 高層建筑的基本抗側(cè)力單元有框架、剪力墻、高層建筑的基本抗側(cè)力單元有框架、剪力墻、框

7、剪、筒體等，由它們可以組成多種結(jié)構(gòu)體系?？蚣?、筒體等，由它們可以組成多種結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)帶加強層的高層建筑結(jié)構(gòu)帶加強層的高層建筑結(jié)構(gòu) 框架框架- -核心筒結(jié)構(gòu)核心筒結(jié)構(gòu) 框架框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu) 3.2.1 框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系 1、定義：、定義：房屋結(jié)構(gòu)均由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點連接而構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)均由梁、柱構(gòu)件通過節(jié)點連接而構(gòu)成。成。橫向主梁柱縱向連系梁 注：由形、形、形或十字形截面柱構(gòu)成的注：由形、形、形或十字形截面柱構(gòu)成的異形異形柱框架結(jié)構(gòu)柱框架結(jié)構(gòu)，截面各肢的肢高肢后比不大于，截面各肢的肢高肢后比不大于4。 2、分類：、分類：按施工

8、方法不同，框架結(jié)構(gòu)可分為按施工方法不同，框架結(jié)構(gòu)可分為現(xiàn)澆式、裝配式和裝配整體式三種。在地現(xiàn)澆式、裝配式和裝配整體式三種。在地震區(qū)，多采用梁、柱、板全現(xiàn)澆或梁柱現(xiàn)震區(qū)，多采用梁、柱、板全現(xiàn)澆或梁柱現(xiàn)澆、板預(yù)制的方案；在非地震區(qū)，有時可澆、板預(yù)制的方案；在非地震區(qū)，有時可采用梁、柱、板均預(yù)制的方案。采用梁、柱、板均預(yù)制的方案。 3、受力變形特點：、受力變形特點： 框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移一般由兩部分組成：框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移一般由兩部分組成： 1）水平力引起的樓層剪力，使梁、柱構(gòu)件產(chǎn)）水平力引起的樓層剪力，使梁、柱構(gòu)件產(chǎn)生彎曲變形，形成框架結(jié)構(gòu)的整體剪切變形生彎曲變形，形成框架結(jié)構(gòu)的整體剪切變形Us； 2）由水

9、平力引起的傾覆力矩，使框架柱產(chǎn)生）由水平力引起的傾覆力矩，使框架柱產(chǎn)生軸向變形（一側(cè)柱拉伸，另一側(cè)柱壓縮）形成框軸向變形（一側(cè)柱拉伸，另一側(cè)柱壓縮）形成框架結(jié)構(gòu)的整體彎曲變形架結(jié)構(gòu)的整體彎曲變形Ub； 3）當(dāng)框架結(jié)構(gòu)房屋的層數(shù)不多時，其側(cè)移）當(dāng)框架結(jié)構(gòu)房屋的層數(shù)不多時，其側(cè)移主要表現(xiàn)為整體剪切變形，整體彎曲變形主要表現(xiàn)為整體剪切變形，整體彎曲變形的影響很小。的影響很小。 注：框架結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)，側(cè)移主要注：框架結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)，側(cè)移主要表現(xiàn)為整體剪切變形。表現(xiàn)為整體剪切變形。4、優(yōu)缺點：、優(yōu)缺點： 1）優(yōu)點：）優(yōu)點：建筑平面布置靈活，能獲得大空間建筑平面布置靈活，能獲得大空間（特別適用于商場

10、、餐廳等）也可按需要隔成小（特別適用于商場、餐廳等）也可按需要隔成小房間；建筑立面容易處理；結(jié)構(gòu)自重較輕；計算房間；建筑立面容易處理；結(jié)構(gòu)自重較輕；計算理論比較成熟；在一定高度范圍內(nèi)造價較低。理論比較成熟；在一定高度范圍內(nèi)造價較低。 2）缺點：）缺點：側(cè)向剛度較小，水平荷載作用下側(cè)側(cè)向剛度較小，水平荷載作用下側(cè)移較大，有時會影響正常使用；如果框架移較大，有時會影響正常使用；如果框架結(jié)構(gòu)房屋的高寬比較大，則水平荷載作用結(jié)構(gòu)房屋的高寬比較大，則水平荷載作用下的側(cè)移也較大，而且引起的傾覆作用也下的側(cè)移也較大，而且引起的傾覆作用也較大。因此，設(shè)計時應(yīng)控制房屋的高度和較大。因此，設(shè)計時應(yīng)控制房屋的高度和

11、高寬比高寬比。（以。（以1520層以下為宜）層以下為宜）3.2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系 1、定義：、定義：房屋豎向承重結(jié)構(gòu)全部由剪力墻組成。房屋豎向承重結(jié)構(gòu)全部由剪力墻組成。 剪力墻結(jié)構(gòu)平面圖剪力墻結(jié)構(gòu)平面圖 2、受力變形特點：、受力變形特點：在豎向荷載作用下，剪力墻是受壓的薄壁柱；在豎向荷載作用下，剪力墻是受壓的薄壁柱；在水平荷載作用下，剪力墻則是下端固定、上端自由在水平荷載作用下，剪力墻則是下端固定、上端自由的懸臂柱。的懸臂柱。注：注：1）剪力墻結(jié)構(gòu)屬于剛性結(jié)構(gòu)，對于高寬比較大的）剪力墻結(jié)構(gòu)屬于剛性結(jié)構(gòu)，對于高寬比較大的剪力墻，側(cè)向變形呈彎曲型。剪力墻，側(cè)向變形呈彎曲型。 2）剪

12、力墻結(jié)構(gòu)水平承載力和側(cè)向剛度均很大，側(cè)）剪力墻結(jié)構(gòu)水平承載力和側(cè)向剛度均很大，側(cè)向變形較小。向變形較小。 3、優(yōu)缺點：、優(yōu)缺點： 1）優(yōu)點：剪力墻結(jié)構(gòu)水平承載力和側(cè)）優(yōu)點：剪力墻結(jié)構(gòu)水平承載力和側(cè)向剛度均很大，側(cè)向變形較?。环块g墻面向剛度均很大，側(cè)向變形較?。环块g墻面及天花板平整，層高較小，特別適用于住及天花板平整，層高較小，特別適用于住宅、賓館等建筑。（結(jié)構(gòu)高度：幾十米宅、賓館等建筑。（結(jié)構(gòu)高度：幾十米 100多米）多米） 2）缺點：結(jié)構(gòu)自重較大；建筑平面布）缺點：結(jié)構(gòu)自重較大；建筑平面布置局限性大，較難獲得大的建筑空間（一置局限性大，較難獲得大的建筑空間（一般剪力墻間距般剪力墻間距38m）

13、。）。 4. 布置原則布置原則 1). 剪力墻在平面上應(yīng)剪力墻在平面上應(yīng)沿建筑物主軸方向布置沿建筑物主軸方向布置； 2). 剪力墻片應(yīng)盡量剪力墻片應(yīng)盡量對直拉通對直拉通，否則，不能視為，否則，不能視為整體墻片；整體墻片； 3). 剪力墻結(jié)構(gòu)的平面形狀力求剪力墻結(jié)構(gòu)的平面形狀力求簡單簡單、規(guī)則規(guī)則、對對稱稱，墻體布置力求均勻，使質(zhì)量中心與剛度中，墻體布置力求均勻，使質(zhì)量中心與剛度中心盡量接近；心盡量接近； 4). 剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免豎向剛度突變避免豎向剛度突變，墻體，墻體沿豎向宜貫通全高，墻厚度沿豎向宜逐漸減薄，沿豎向宜貫通全高，墻厚度沿豎向宜逐漸減薄，在同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)宜避免錯

14、層及結(jié)構(gòu)夾層；在同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)宜避免錯層及結(jié)構(gòu)夾層； 5). 在民用建筑中，一般橫墻短而數(shù)量多，在民用建筑中，一般橫墻短而數(shù)量多，縱墻長而數(shù)量少縱墻長而數(shù)量少 橫向剪力墻的間距一般在橫向剪力墻的間距一般在6-8m 縱向剪力墻一般設(shè)為二縱向剪力墻一般設(shè)為二-四道四道 6). 剪力墻宜設(shè)置于剪力墻宜設(shè)置于建筑物兩端建筑物兩端、樓梯間樓梯間、電梯間及平面剛度有變化處電梯間及平面剛度有變化處，同時以能縱，同時以能縱橫向相互連接在一起為有利；橫向相互連接在一起為有利； 7). 當(dāng)建筑使用功能要求有底層大空間時，當(dāng)建筑使用功能要求有底層大空間時，可以使用框支剪力墻，但一般均應(yīng)有落地可以使用框支剪力墻，但一

15、般均應(yīng)有落地剪力墻協(xié)同工作。剪力墻協(xié)同工作。4、框支剪力墻結(jié)構(gòu)：、框支剪力墻結(jié)構(gòu)： 1）框支剪力墻結(jié)構(gòu)框支剪力墻結(jié)構(gòu)將剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的底層將剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的底層或底部幾層做成框架，這種結(jié)構(gòu)亦稱為帶轉(zhuǎn)換層或底部幾層做成框架，這種結(jié)構(gòu)亦稱為帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)。高層建筑結(jié)構(gòu)。 2）破壞特點：帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)在其轉(zhuǎn)）破壞特點：帶轉(zhuǎn)換層高層建筑結(jié)構(gòu)在其轉(zhuǎn)換層換層上、下層間側(cè)向剛度發(fā)生突變，形成柔性底上、下層間側(cè)向剛度發(fā)生突變，形成柔性底層或底部，層或底部，在地震作用下易遭破壞甚至倒塌。在地震作用下易遭破壞甚至倒塌。3）布置原則：在底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)中，）布置原則：在底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)中，一般應(yīng)

16、把落地剪力墻布置在兩端或中部，一般應(yīng)把落地剪力墻布置在兩端或中部，并將縱、橫向墻圍成筒體；另外，還應(yīng)采并將縱、橫向墻圍成筒體；另外，還應(yīng)采取增大墻體厚度、提高混凝土強度等措施取增大墻體厚度、提高混凝土強度等措施加大落地墻體的側(cè)向剛度，使上、下部側(cè)加大落地墻體的側(cè)向剛度，使上、下部側(cè)向剛度差別盡量小。向剛度差別盡量小。（上部可采用短肢剪（上部可采用短肢剪力墻）力墻） 5、短肢剪力墻結(jié)構(gòu)、短肢剪力墻結(jié)構(gòu) ： 這種結(jié)構(gòu)體系一般是在電梯、樓梯部位布置這種結(jié)構(gòu)體系一般是在電梯、樓梯部位布置剪力墻形成筒體，其他部位則根據(jù)需要，在縱橫剪力墻形成筒體，其他部位則根據(jù)需要，在縱橫墻交接處設(shè)置截面高度為墻交接處設(shè)

17、置截面高度為左右的、十、左右的、十、形截面短肢剪力墻，墻肢之間在樓面處用梁連接，形截面短肢剪力墻，墻肢之間在樓面處用梁連接，并用輕質(zhì)材料填充，形成使用功能及受力均較合并用輕質(zhì)材料填充，形成使用功能及受力均較合理的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系。理的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)體系。（在小高層中應(yīng)用很（在小高層中應(yīng)用很廣）廣）3.2.3 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系 1、定義：、定義： 為了充分發(fā)揮框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活和剪力為了充分發(fā)揮框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活和剪力墻結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度大的特點，當(dāng)建筑物需要有較墻結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度大的特點，當(dāng)建筑物需要有較大空間，且高度超過了框架結(jié)構(gòu)的合理高度時，大空間，且高度超過了框架結(jié)構(gòu)的

18、合理高度時，可采用可采用框架和剪力墻共同工作框架和剪力墻共同工作的結(jié)構(gòu)體系。的結(jié)構(gòu)體系。 剪力墻剪力墻剪力墻剪力墻框架梁框架梁框架梁框架梁框架梁框架梁剪力墻剪力墻剪力墻剪力墻2、受力變形特點：、受力變形特點： 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系以框架為主，并布置一剪力墻結(jié)構(gòu)體系以框架為主，并布置一定數(shù)量的剪力墻，通過水平剛度很大的樓蓋將定數(shù)量的剪力墻，通過水平剛度很大的樓蓋將二者聯(lián)系在一起共同抵抗水平荷載。其中剪力二者聯(lián)系在一起共同抵抗水平荷載。其中剪力墻承擔(dān)大部分水平荷載，框架只承擔(dān)較小的一墻承擔(dān)大部分水平荷載，框架只承擔(dān)較小的一部分。部分。 注：在水平荷載作用下，注：在水平荷載作用下，框架的側(cè)向變形

19、屬框架的側(cè)向變形屬剪切型剪切型，層間側(cè)移自上而下逐層增大；剪，層間側(cè)移自上而下逐層增大；剪力墻的力墻的側(cè)向變形一般是彎曲型側(cè)向變形一般是彎曲型，其層間側(cè)，其層間側(cè)移自上而下逐層減小。當(dāng)框架與剪力墻通移自上而下逐層減小。當(dāng)框架與剪力墻通過樓蓋形成框架過樓蓋形成框架-剪力墻結(jié)構(gòu)時，各層樓蓋剪力墻結(jié)構(gòu)時，各層樓蓋因其巨大的水平剛度使框架與剪力墻的變因其巨大的水平剛度使框架與剪力墻的變形協(xié)調(diào)一致，其側(cè)向變形介于剪切型與彎形協(xié)調(diào)一致，其側(cè)向變形介于剪切型與彎曲型之間，曲型之間，一般屬于彎剪型一般屬于彎剪型。3、優(yōu)點：、優(yōu)點： 兼有框架和剪力墻的優(yōu)點，比框架結(jié)構(gòu)的水兼有框架和剪力墻的優(yōu)點，比框架結(jié)構(gòu)的水平

20、承載力和側(cè)向剛度都有很大提高，比剪力墻結(jié)平承載力和側(cè)向剛度都有很大提高，比剪力墻結(jié)構(gòu)布置靈活，可應(yīng)用于構(gòu)布置靈活，可應(yīng)用于 1020 層的辦公樓、教學(xué)層的辦公樓、教學(xué)樓、醫(yī)院和賓館等建筑中。樓、醫(yī)院和賓館等建筑中。 4、框架、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量和布剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量和布置：置： 1）剪力墻的數(shù)量：不宜過多，以滿足）剪力墻的數(shù)量：不宜過多，以滿足位移限值為宜。位移限值為宜。 2）剪力墻的布置：不宜過長；不宜少）剪力墻的布置：不宜過長；不宜少于于3道，最好作成筒體；對稱布置；在縱橫道，最好作成筒體；對稱布置；在縱橫向數(shù)量接近；應(yīng)貫通全高，上下剛度連貫向數(shù)量接近；應(yīng)貫通全高，上下剛

21、度連貫而均勻。而均勻。3.2.4 筒體結(jié)構(gòu)體系筒體結(jié)構(gòu)體系 1、定義：、定義：是指由一個或幾個筒體作為豎向承重是指由一個或幾個筒體作為豎向承重結(jié)構(gòu)的高層建筑結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)的高層建筑結(jié)構(gòu)體系筒體結(jié)構(gòu)平面圖筒體結(jié)構(gòu)平面圖2、分類：、分類：實腹筒、框筒和桁架筒。實腹筒、框筒和桁架筒。 1）實腹筒：鋼筋混凝土剪力墻圍成的筒）實腹筒：鋼筋混凝土剪力墻圍成的筒體。體。 2）框筒：布置在房屋四周、由密排柱和）框筒：布置在房屋四周、由密排柱和高跨比很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架圍成高跨比很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架圍成的筒體。的筒體。 3）桁架筒：將）桁架筒：將 筒體的筒體的 四壁四壁 做成桁做成桁 架，架，

22、就形成就形成 桁架筒。桁架筒。3、受力變形特點：、受力變形特點： 筒體最主要的受力特點是它的空間性能，在筒體最主要的受力特點是它的空間性能，在水平荷載作用下，筒體可視為下端固定、頂端自水平荷載作用下，筒體可視為下端固定、頂端自由的懸臂構(gòu)件。由的懸臂構(gòu)件。注：注：1）空間性能：按材料力學(xué)計算其應(yīng)力分布）空間性能：按材料力學(xué)計算其應(yīng)力分布特點。特點。 2）剪力滯后現(xiàn)象：剪力滯后現(xiàn)象：對于框筒結(jié)構(gòu)，在翼緣框?qū)τ诳蛲步Y(jié)構(gòu)，在翼緣框架中，遠(yuǎn)離腹板框架的各柱軸力愈來愈小；架中，遠(yuǎn)離腹板框架的各柱軸力愈來愈??；在腹板框架中，遠(yuǎn)離翼緣框架各柱軸力的在腹板框架中，遠(yuǎn)離翼緣框架各柱軸力的遞減速度比按直線規(guī)律遞減的

23、要快。上述遞減速度比按直線規(guī)律遞減的要快。上述現(xiàn)象稱為現(xiàn)象稱為剪力滯后剪力滯后。 實際應(yīng)力分布實際應(yīng)力分布翼緣框架翼緣框架腹腹板板框框架架腹腹板板框框架架翼緣框架翼緣框架荷載作用方向荷載作用方向材料力學(xué)解答材料力學(xué)解答實際應(yīng)力分布實際應(yīng)力分布材料力學(xué)解答材料力學(xué)解答角柱處應(yīng)力較角柱處應(yīng)力較大大中部應(yīng)力較小中部應(yīng)力較小 3）產(chǎn)生剪力滯后現(xiàn)象的原因：框筒中各柱）產(chǎn)生剪力滯后現(xiàn)象的原因：框筒中各柱之間存在剪力，剪力使聯(lián)系柱子的窗裙梁產(chǎn)生之間存在剪力，剪力使聯(lián)系柱子的窗裙梁產(chǎn)生剪切變形，從而使柱之間的軸力傳遞減弱。剪切變形，從而使柱之間的軸力傳遞減弱。 4）框筒中剪力滯后現(xiàn)象愈嚴(yán)重，參與受力）框筒中剪

24、力滯后現(xiàn)象愈嚴(yán)重，參與受力的翼緣框架柱愈少，空間受力性能愈弱。的翼緣框架柱愈少，空間受力性能愈弱。 5）如何減少剪力滯后：）如何減少剪力滯后：（1）要求設(shè)計密柱深梁；）要求設(shè)計密柱深梁；（2）建筑平面應(yīng)接近方形；）建筑平面應(yīng)接近方形；（3）結(jié)構(gòu)高寬比宜大于）結(jié)構(gòu)高寬比宜大于3，高度不小，高度不小60m；（4）樓板的整體性好。）樓板的整體性好。 4、優(yōu)缺點：、優(yōu)缺點： 筒體結(jié)構(gòu)具有很大的側(cè)向剛度及水平承筒體結(jié)構(gòu)具有很大的側(cè)向剛度及水平承載力，并具有很好的抗扭剛度。載力，并具有很好的抗扭剛度。5、應(yīng)用：、應(yīng)用： 1）筒中筒結(jié)構(gòu)）筒中筒結(jié)構(gòu) 一般用實腹筒做內(nèi)筒，框筒或桁架筒做外一般用實腹筒做內(nèi)筒，框

25、筒或桁架筒做外筒。內(nèi)筒可集中布置電梯、樓梯、豎向管道等。筒。內(nèi)筒可集中布置電梯、樓梯、豎向管道等?？蛲驳膫?cè)向變形以剪切變形為主，內(nèi)筒一般以框筒的側(cè)向變形以剪切變形為主，內(nèi)筒一般以彎曲變形為主，二者通過樓板聯(lián)系，共同抵抗彎曲變形為主，二者通過樓板聯(lián)系，共同抵抗水平荷載，其協(xié)同工作原理與框架水平荷載，其協(xié)同工作原理與框架-剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)類似。類似。 2）框筒結(jié)構(gòu)）框筒結(jié)構(gòu) 框筒也可作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單獨使用。為了減框筒也可作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單獨使用。為了減小樓板和梁的跨度，在框筒中部可設(shè)置一些柱小樓板和梁的跨度，在框筒中部可設(shè)置一些柱子。這些柱子僅用來承受豎向荷載，不考慮其子。這些柱子僅用來承受豎向

26、荷載，不考慮其承受水平荷載。承受水平荷載。 3）多筒結(jié)構(gòu)成束筒）多筒結(jié)構(gòu)成束筒 成束筒是由若干單筒集成一體成束狀，形成束筒是由若干單筒集成一體成束狀，形成空間剛度極大的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。自下而上逐漸成空間剛度極大的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。自下而上逐漸減少筒體數(shù)量的處理手法，使高層建筑結(jié)構(gòu)更減少筒體數(shù)量的處理手法，使高層建筑結(jié)構(gòu)更加經(jīng)濟合理。但這些逐漸減少的筒體結(jié)構(gòu)，應(yīng)加經(jīng)濟合理。但這些逐漸減少的筒體結(jié)構(gòu)，應(yīng)對稱于建筑物的平面中心。對稱于建筑物的平面中心。 4）巨型框架）巨型框架 利用筒體作為柱子，在各筒體之間每隔數(shù)層用巨利用筒體作為柱子，在各筒體之間每隔數(shù)層用巨型梁相連，筒體和巨型梁即構(gòu)成巨型框架。型梁相連，筒

27、體和巨型梁即構(gòu)成巨型框架。巨型框巨型框架具有很大的承載能力和側(cè)向剛度。架具有很大的承載能力和側(cè)向剛度。 由于它可以看作是由兩級框架組成，由于它可以看作是由兩級框架組成，第一級為巨第一級為巨型框架，是承載的主體；第二級是位于巨型框架單型框架，是承載的主體；第二級是位于巨型框架單元內(nèi)的輔助框架（只承受豎向荷載），也起承載作元內(nèi)的輔助框架（只承受豎向荷載），也起承載作用用。因此，這種結(jié)構(gòu)是具有兩道抗震防線的抗震結(jié)。因此，這種結(jié)構(gòu)是具有兩道抗震防線的抗震結(jié)構(gòu)，具有良好的抗震性能。構(gòu)，具有良好的抗震性能。小框架小框架巨型梁巨型梁巨型柱巨型柱 上海證券交易所上海證券交易所3.2.5 框架框架-核心筒結(jié)構(gòu)體

28、系核心筒結(jié)構(gòu)體系 1、定義：、定義：由核心筒與外圍的稀柱框架組成的由核心筒與外圍的稀柱框架組成的高層建筑結(jié)構(gòu)。高層建筑結(jié)構(gòu)。 2、受力變形特點：、受力變形特點： 筒體主要承擔(dān)水平荷載，框架主要承擔(dān)豎向筒體主要承擔(dān)水平荷載，框架主要承擔(dān)豎向荷載。荷載。結(jié)構(gòu)兼有框架結(jié)構(gòu)與筒體結(jié)構(gòu)兩者的優(yōu)點，結(jié)構(gòu)兼有框架結(jié)構(gòu)與筒體結(jié)構(gòu)兩者的優(yōu)點，建筑平面布置靈活便于設(shè)置大房間，又具有較大建筑平面布置靈活便于設(shè)置大房間，又具有較大的側(cè)向剛度和水平承載力，其受力和變形特點與的側(cè)向剛度和水平承載力，其受力和變形特點與框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)類似。剪力墻結(jié)構(gòu)類似。3、與筒中筒結(jié)構(gòu)的區(qū)別：、與筒中筒結(jié)構(gòu)的區(qū)別： 1）筒中筒結(jié)構(gòu)具

29、有良好的空間性能；框架）筒中筒結(jié)構(gòu)具有良好的空間性能；框架-核心筒結(jié)構(gòu)按平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。核心筒結(jié)構(gòu)按平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。 2）框架一核心筒結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度遠(yuǎn)小于筒）框架一核心筒結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度遠(yuǎn)小于筒中筒結(jié)構(gòu)。中筒結(jié)構(gòu)。 3）筒中筒結(jié)構(gòu)中抵抗剪力以實腹筒為主，）筒中筒結(jié)構(gòu)中抵抗剪力以實腹筒為主，抵抗傾覆力矩則以外框筒為主；框架一核心筒抵抗傾覆力矩則以外框筒為主；框架一核心筒結(jié)構(gòu)中實腹筒成為主要抗側(cè)力部分。結(jié)構(gòu)中實腹筒成為主要抗側(cè)力部分。 注：注： 1）對由密柱深梁形成的框筒結(jié)構(gòu)，由于）對由密柱深梁形成的框筒結(jié)構(gòu)，由于空間作用，在水平荷載作用下其翼緣框架空間作用，在水平荷載作用下其翼緣框架柱承受很大

30、的軸力；柱承受很大的軸力； 2）當(dāng)柱距加大，裙梁的跨高比加大時，）當(dāng)柱距加大，裙梁的跨高比加大時，剪力滯后加重，柱軸力將隨著框架柱距的剪力滯后加重，柱軸力將隨著框架柱距的加大而減小，即對柱距較大的加大而減小，即對柱距較大的“稀柱筒稀柱筒體體”，翼緣框架柱仍然會產(chǎn)生一些軸力，翼緣框架柱仍然會產(chǎn)生一些軸力，存在一定的空間作用。存在一定的空間作用。 3）當(dāng)柱距增大到與普通框架相似時，）當(dāng)柱距增大到與普通框架相似時，除角柱外，其它柱的軸力將很小，由除角柱外，其它柱的軸力將很小，由量變到質(zhì)變，通常就可忽略沿翼緣框量變到質(zhì)變，通常就可忽略沿翼緣框架傳遞軸力的作用，按平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行架傳遞軸力的作用，按平面結(jié)構(gòu)

31、進(jìn)行分析。分析。3.2.6 帶加強層的高層建筑結(jié)構(gòu)體系帶加強層的高層建筑結(jié)構(gòu)體系 1、定義：、定義：可沿框架可沿框架核心筒結(jié)構(gòu)房屋的高度核心筒結(jié)構(gòu)房屋的高度方向，每隔方向，每隔 20 層左右，于設(shè)備層或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層層左右，于設(shè)備層或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層處，處，由核心筒伸出縱、橫向伸臂與結(jié)構(gòu)的外圍由核心筒伸出縱、橫向伸臂與結(jié)構(gòu)的外圍框架柱相連，并沿外圍框架設(shè)置一層樓高的帶框架柱相連，并沿外圍框架設(shè)置一層樓高的帶狀水平梁或桁架狀水平梁或桁架。 2、受力變形特點：、受力變形特點： 與框架與框架-核心筒結(jié)構(gòu)相比，伸臂核心筒結(jié)構(gòu)相比，伸臂-核心筒結(jié)構(gòu)具核心筒結(jié)構(gòu)具有更大的側(cè)向剛度和水平承載力，從而適用于更有更大的側(cè)

32、向剛度和水平承載力，從而適用于更多層數(shù)的高層建筑。多層數(shù)的高層建筑。 1）外柱參與承擔(dān)傾覆力矩引起的拉力和壓力，）外柱參與承擔(dān)傾覆力矩引起的拉力和壓力，故增大了整個結(jié)構(gòu)抗力偶矩的等效力臂；故增大了整個結(jié)構(gòu)抗力偶矩的等效力臂； 2）設(shè)置加強層相當(dāng)于在結(jié)構(gòu)上施加了反力矩，）設(shè)置加強層相當(dāng)于在結(jié)構(gòu)上施加了反力矩，它部分地抵消了水平荷載在筒體各截面所產(chǎn)生的它部分地抵消了水平荷載在筒體各截面所產(chǎn)生的力矩。力矩。3.2.7 各種結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度和適用的最各種結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度和適用的最大高寬比大高寬比 1、最大適用高度、最大適用高度 級高度的鋼筋混凝土高層建筑是指符合表級高度的鋼筋混凝土高層建筑

33、是指符合表 2.1.1 高度限值的建筑，也是目前數(shù)量最多，應(yīng)用高度限值的建筑，也是目前數(shù)量最多，應(yīng)用最廣泛的建筑；最廣泛的建筑； 級高度的高層建筑是指較高的（其高度超級高度的高層建筑是指較高的（其高度超過表過表 2.1.1 規(guī)定的高度）、設(shè)計上有嚴(yán)格要求規(guī)定的高度）、設(shè)計上有嚴(yán)格要求 高高層建筑，其最大適用高度應(yīng)符合表層建筑，其最大適用高度應(yīng)符合表 2.1.2 的規(guī)定。的規(guī)定。 2、適用的最大高寬比、適用的最大高寬比 房屋的高寬比愈大，水平荷載作用下的側(cè)移房屋的高寬比愈大，水平荷載作用下的側(cè)移愈大，抗傾覆作用的能力愈小。因此，應(yīng)控制房愈大，抗傾覆作用的能力愈小。因此，應(yīng)控制房屋的高寬比，避免設(shè)

34、計高寬比很大的建筑物。屋的高寬比，避免設(shè)計高寬比很大的建筑物。 注：按所考慮方向的最小投影寬度計算高寬比；對帶有裙房注：按所考慮方向的最小投影寬度計算高寬比；對帶有裙房的高層建筑，當(dāng)裙房的面積和剛度相對于其上部塔樓的面積和剛的高層建筑，當(dāng)裙房的面積和剛度相對于其上部塔樓的面積和剛度較大時，計算高寬比時房屋的高度和寬度可按裙房以上部分考度較大時，計算高寬比時房屋的高度和寬度可按裙房以上部分考慮。慮。4.1 結(jié)構(gòu)平面布置結(jié)構(gòu)平面布置 1、基本要求、基本要求 高層建筑的結(jié)構(gòu)平面布置，應(yīng)有利于抵抗高層建筑的結(jié)構(gòu)平面布置，應(yīng)有利于抵抗水平荷載和豎向荷載，受力明確，傳力直接，水平荷載和豎向荷載，受力明確，

35、傳力直接，力求均勻力求均勻 對稱，減少扭轉(zhuǎn)的影響。對稱，減少扭轉(zhuǎn)的影響。4. 高層建筑結(jié)構(gòu)布置原則與要求高層建筑結(jié)構(gòu)布置原則與要求1) 在高層建筑的一個獨立結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，在高層建筑的一個獨立結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，宜使宜使結(jié)構(gòu)平面形狀簡單、規(guī)則，剛度和承載力分結(jié)構(gòu)平面形狀簡單、規(guī)則，剛度和承載力分布均勻布均勻。 不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的平面布置。不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的平面布置。 2）高層建筑）高層建筑宜選用風(fēng)作用效應(yīng)較小的平面形宜選用風(fēng)作用效應(yīng)較小的平面形狀。狀。對抗風(fēng)有利的平面形狀是簡單、規(guī)則的凸平對抗風(fēng)有利的平面形狀是簡單、規(guī)則的凸平面。例如：圓形、正多邊形、橢圓形、鼓形等平面。例如：圓形、正多邊形、橢圓形、

36、鼓形等平面。對抗風(fēng)不利的平面是有較多凹、凸的復(fù)雜平面。對抗風(fēng)不利的平面是有較多凹、凸的復(fù)雜平面形狀，如形，形、形、弧形等平面。面形狀，如形，形、形、弧形等平面。 對抗風(fēng)有利的平面形狀對抗風(fēng)有利的平面形狀 3）抗震設(shè)計的級高度鋼筋混凝土高層建筑，）抗震設(shè)計的級高度鋼筋混凝土高層建筑，其平面布置宜簡單、規(guī)則、對稱，減少偏心其平面布置宜簡單、規(guī)則、對稱，減少偏心；平面長度平面長度 L 不宜過長，突出部分長度不宜過長，突出部分長度 l 不宜過大；不宜過大；不采用不采用角部重疊角部重疊或或細(xì)腰形細(xì)腰形平面圖形。平面圖形。4) 抗震設(shè)計的級高度鋼筋混凝土高層建筑、抗震設(shè)計的級高度鋼筋混凝土高層建筑、混合結(jié)

37、構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑，其平面布混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑，其平面布置應(yīng)簡單、規(guī)則，減少偏心。置應(yīng)簡單、規(guī)則，減少偏心。注：級高度鋼筋混凝土高層建筑和混合結(jié)構(gòu)注：級高度鋼筋混凝土高層建筑和混合結(jié)構(gòu)高層建筑的最大適用高度較高，復(fù)雜高層建筑高層建筑的最大適用高度較高，復(fù)雜高層建筑的豎向布置已不規(guī)則，這些結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)較的豎向布置已不規(guī)則，這些結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)較大，故對其平面布置的規(guī)則性大，故對其平面布置的規(guī)則性應(yīng)要求更嚴(yán)一些。應(yīng)要求更嚴(yán)一些。5) 結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響。結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響。平面不規(guī)平面不規(guī)則、質(zhì)量中心與剛度中心偏心較大和抗扭剛則、質(zhì)量中心與剛度中心偏心較大和抗

38、扭剛度太弱的結(jié)構(gòu)，其震害嚴(yán)重。度太弱的結(jié)構(gòu)，其震害嚴(yán)重。 注：對結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)從以下兩個方面加以注：對結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)從以下兩個方面加以限制：限制： （1）限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，避免質(zhì)）限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，避免質(zhì)心與剛心存在過大的偏心。心與剛心存在過大的偏心。 （2）結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。）結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。3 3、變形縫的設(shè)置、變形縫的設(shè)置1）縫的分類：）縫的分類：沉降縫、伸縮縫和防震縫。沉降縫、伸縮縫和防震縫。2）設(shè)縫的優(yōu)缺點：）設(shè)縫的優(yōu)缺點：優(yōu)點：用縫將復(fù)雜建筑分為規(guī)則的部分，或減優(yōu)點：用縫將復(fù)雜建筑分為規(guī)則的部分，或減小溫度應(yīng)力。小溫度應(yīng)力。缺點：影響建筑使用功能；

39、立面處理不便；基缺點：影響建筑使用功能；立面處理不便；基礎(chǔ)防水不易處理等。礎(chǔ)防水不易處理等。）趨勢：）趨勢：目前趨勢是避免設(shè)縫，或盡可能少設(shè)縫。目前趨勢是避免設(shè)縫，或盡可能少設(shè)縫。3 3）沉降縫）沉降縫（1）設(shè)縫：高層建筑的主體結(jié)構(gòu)周圍常設(shè)置裙房，）設(shè)縫：高層建筑的主體結(jié)構(gòu)周圍常設(shè)置裙房，它們與主體結(jié)構(gòu)的重量相差懸殊，會產(chǎn)生相當(dāng)大的沉它們與主體結(jié)構(gòu)的重量相差懸殊，會產(chǎn)生相當(dāng)大的沉降差。這時可用沉降縫將二者分成獨立的結(jié)構(gòu)單元，降差。這時可用沉降縫將二者分成獨立的結(jié)構(gòu)單元，使各部分自由沉降。使各部分自由沉降。（2）不設(shè)縫：需采取以下措施：）不設(shè)縫：需采取以下措施： A、采用樁基，樁支承在基巖上；或

40、采取減少沉降、采用樁基，樁支承在基巖上；或采取減少沉降的有效措施并經(jīng)計算，沉降差在允許范圍內(nèi)。的有效措施并經(jīng)計算，沉降差在允許范圍內(nèi)。 B、樓與裙房采用不同的基礎(chǔ)形式。、樓與裙房采用不同的基礎(chǔ)形式。 C、先施工主樓，后施工裙房，使兩者最終沉降量、先施工主樓，后施工裙房，使兩者最終沉降量一致。一致。 D、將裙房坐在懸挑基礎(chǔ)上。、將裙房坐在懸挑基礎(chǔ)上。4 4）伸縮縫）伸縮縫由溫度變化引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力稱為溫度應(yīng)力，使由溫度變化引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力稱為溫度應(yīng)力，使房屋產(chǎn)生裂縫，影響正常使用，底部數(shù)層和頂房屋產(chǎn)生裂縫，影響正常使用，底部數(shù)層和頂部數(shù)層較為明顯。伸縮縫可減少溫度應(yīng)力。部數(shù)層較為明顯。伸縮縫可減少溫

41、度應(yīng)力。高層規(guī)程高層規(guī)程規(guī)定了伸縮縫的最大間距規(guī)定了伸縮縫的最大間距增大伸縮縫間距的措施：（增大伸縮縫間距的措施：（1）增加頂層、底層、）增加頂層、底層、山墻等部位的配筋山墻等部位的配筋;（2）采用有效隔熱措施）采用有效隔熱措施 ;（3）使用混凝土添加劑等減少收縮）使用混凝土添加劑等減少收縮;（4）施工）施工中預(yù)留后澆帶；（中預(yù)留后澆帶；（5）上部改變結(jié)構(gòu)形式或局部）上部改變結(jié)構(gòu)形式或局部(頂部）設(shè)伸縮縫頂部）設(shè)伸縮縫;（）增大樓板配筋或采用預(yù)（）增大樓板配筋或采用預(yù)應(yīng)力樓板等。應(yīng)力樓板等。注：（注：（1）施工后澆帶的作用在于減小混凝土的收縮）施工后澆帶的作用在于減小混凝土的收縮應(yīng)力，提高建筑

42、物對溫度應(yīng)力的耐受能力，并不直接應(yīng)力，提高建筑物對溫度應(yīng)力的耐受能力，并不直接減少溫度應(yīng)力。減少溫度應(yīng)力。 （2）后澆帶，應(yīng)通過建筑物的整個橫截面，將全部）后澆帶，應(yīng)通過建筑物的整個橫截面，將全部墻、梁和樓板分開；在后澆帶處，板、墻鋼筋應(yīng)采用墻、梁和樓板分開；在后澆帶處，板、墻鋼筋應(yīng)采用搭接接頭（圖搭接接頭（圖 2.2.6），梁主筋可不斷開；后澆帶應(yīng)從），梁主筋可不斷開；后澆帶應(yīng)從結(jié)構(gòu)受力較小的部位曲折通過，不宜在同一平面內(nèi)通結(jié)構(gòu)受力較小的部位曲折通過，不宜在同一平面內(nèi)通過；一般情況下，后澆帶可設(shè)在框架梁和樓板的過；一般情況下，后澆帶可設(shè)在框架梁和樓板的 1/3 跨處，設(shè)在剪力墻洞口上方連梁跨

43、中或內(nèi)外墻連接處。跨處，設(shè)在剪力墻洞口上方連梁跨中或內(nèi)外墻連接處。5 5）防震縫）防震縫（1）設(shè)縫的優(yōu)點：）設(shè)縫的優(yōu)點： 地震作用下，復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)及復(fù)地震作用下，復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)及復(fù)雜的振動形式，并在房屋的連接薄弱部位造成雜的振動形式，并在房屋的連接薄弱部位造成損壞，宜通過設(shè)縫將復(fù)雜建筑分為規(guī)則建筑。損壞，宜通過設(shè)縫將復(fù)雜建筑分為規(guī)則建筑。（2）設(shè)縫的缺點：）設(shè)縫的缺點： 地震作用時，防震縫兩側(cè)的房屋很容易發(fā)生地震作用時，防震縫兩側(cè)的房屋很容易發(fā)生碰幢而造成震害。碰幢而造成震害。（）防震縫寬度（）防震縫寬度為防止縫兩側(cè)建筑的碰撞，縫必須留有足夠的為防止縫兩側(cè)建筑的碰撞，縫必須留

44、有足夠的寬度。防震縫最小寬度為：寬度。防震縫最小寬度為：框架結(jié)構(gòu)：框架結(jié)構(gòu)：15時，取時，取70mm；15時，時，每增加每增加25m，加寬，加寬20mm；框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)：取上述規(guī)定的剪力墻結(jié)構(gòu)：取上述規(guī)定的70%,但不小但不小于于70mm。 剪力墻結(jié)構(gòu)：取框架結(jié)構(gòu)的剪力墻結(jié)構(gòu)：取框架結(jié)構(gòu)的50%，但不小，但不小于于70mm。 縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系不同時，縫寬按不利的結(jié)縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系不同時，縫寬按不利的結(jié)構(gòu)類型確定。構(gòu)類型確定。 （4）抗震設(shè)防的建筑，其伸縮縫，沉降縫）抗震設(shè)防的建筑，其伸縮縫，沉降縫寬度均應(yīng)符合防震縫寬度的要求。寬度均應(yīng)符合防震縫寬度的要求。 （5）在相鄰的高、低結(jié)構(gòu)之間設(shè)置防

45、震縫）在相鄰的高、低結(jié)構(gòu)之間設(shè)置防震縫時，不應(yīng)采取牛腿托梁的做法設(shè)置防震縫。時，不應(yīng)采取牛腿托梁的做法設(shè)置防震縫。4.2 結(jié)構(gòu)豎向布置結(jié)構(gòu)豎向布置 高層建筑結(jié)構(gòu)的承載力和剛度高層建筑結(jié)構(gòu)的承載力和剛度宜自下而上逐漸宜自下而上逐漸減小，變化宜均勻、連續(xù)減小，變化宜均勻、連續(xù),不應(yīng)突變。豎向布置不應(yīng)突變。豎向布置應(yīng)符合下列要求：應(yīng)符合下列要求：1）豎向）豎向宜規(guī)則、均勻，避免有過大的外挑和內(nèi)宜規(guī)則、均勻，避免有過大的外挑和內(nèi)收收；側(cè)向剛度宜下大上小，逐漸均勻變化；側(cè)向剛度宜下大上小，逐漸均勻變化；不應(yīng)不應(yīng)采用豎向布置嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。采用豎向布置嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)。2）抗震設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層

46、側(cè)向剛抗震設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的 70%或其或其上上 相鄰三層側(cè)向剛度平均值的相鄰三層側(cè)向剛度平均值的 80%。注：樓層的側(cè)向剛度可取該樓層剪力與該樓層注：樓層的側(cè)向剛度可取該樓層剪力與該樓層層間側(cè)移的比值。層間側(cè)移的比值。3）為防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)）為防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn) 薄弱層，薄弱層，A 級高度高層建級高度高層建筑樓層層間的受剪承載力不筑樓層層間的受剪承載力不宜宜小于其上一層受小于其上一層受剪承載力的剪承載力的80%，不，不應(yīng)應(yīng)小于其上一層受剪承載小于其上一層受剪承載力的力的 65%；B 級高度高層建筑樓層層間的受剪級高度高層建筑

47、樓層層間的受剪承載力不承載力不宜宜小于其上一層受剪承載力的小于其上一層受剪承載力的 75%。4）抗震設(shè)計時，結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力構(gòu)件宜上、）抗震設(shè)計時，結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力構(gòu)件宜上、下連續(xù)貫通。下連續(xù)貫通。5）當(dāng)結(jié)構(gòu)上部樓層相對于下部樓層有收進(jìn)、或）當(dāng)結(jié)構(gòu)上部樓層相對于下部樓層有收進(jìn)、或外挑時，應(yīng)滿足：外挑時，應(yīng)滿足：（1）當(dāng)上部樓層有收進(jìn)，且）當(dāng)上部樓層有收進(jìn)，且 H1/H之比大于之比大于 0.2 時，時，B1宜小于宜小于B的的 0.75 倍；倍；（2）當(dāng)上部樓層有外挑時，）當(dāng)上部樓層有外挑時，B不宜小于上部樓不宜小于上部樓 層水平尺寸層水平尺寸B1的的 0.9 倍，且水平外挑尺寸倍，且水平外挑尺寸a不

48、宜大不宜大于于4m。6）結(jié)構(gòu)頂層取消部分墻、柱形成空曠房間時，）結(jié)構(gòu)頂層取消部分墻、柱形成空曠房間時，其樓層側(cè)向剛度和承載力與其下部樓層相其樓層側(cè)向剛度和承載力與其下部樓層相 差較差較多，形成剛度和承載力突變，此時多，形成剛度和承載力突變，此時應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的計算分析，并采取有效的構(gòu)造措施的計算分析，并采取有效的構(gòu)造措施。如用彈。如用彈性動力時程分析進(jìn)行補充計算、沿柱子全長加性動力時程分析進(jìn)行補充計算、沿柱子全長加密箍筋、大跨度屋面構(gòu)件要考慮豎向地震作用密箍筋、大跨度屋面構(gòu)件要考慮豎向地震作用效應(yīng)等。效應(yīng)等。 7）高層建筑設(shè)置地下室，可利用土體的側(cè)）高層建筑設(shè)置地下室，可利用土體的側(cè)壓力

49、壓力防止水平力作用下結(jié)構(gòu)的滑移、傾覆，防止水平力作用下結(jié)構(gòu)的滑移、傾覆，減輕地減輕地 震作用對上部結(jié)構(gòu)的影響；還可降震作用對上部結(jié)構(gòu)的影響；還可降低地基的附加壓力，提高地基的承載能力。低地基的附加壓力，提高地基的承載能力。震害經(jīng)驗也表明，有地震害經(jīng)驗也表明，有地 下室的高層建筑，下室的高層建筑，其震害明顯減輕。其震害明顯減輕。 因此，高層建筑宜設(shè)地下室，而且同一因此，高層建筑宜設(shè)地下室，而且同一結(jié)構(gòu)單元應(yīng)全部設(shè)置地下室，不宜采用部結(jié)構(gòu)單元應(yīng)全部設(shè)置地下室，不宜采用部分地下室，地下室應(yīng)有相同的埋深。分地下室，地下室應(yīng)有相同的埋深。4.3.1 樓蓋結(jié)構(gòu)選型樓蓋結(jié)構(gòu)選型 1、分類：、分類：現(xiàn)澆樓蓋、

50、裝配式樓蓋現(xiàn)澆樓蓋、裝配式樓蓋 2、選型、選型4.3 4.3 高層建筑的樓蓋結(jié)構(gòu)高層建筑的樓蓋結(jié)構(gòu) 樓（屋）蓋體系的作用樓（屋）蓋體系的作用承受豎向荷載承受豎向荷載連接抗側(cè)力構(gòu)件，承受其傳來的剪力和軸力連接抗側(cè)力構(gòu)件，承受其傳來的剪力和軸力 選擇原則選擇原則結(jié)構(gòu)整體性、面內(nèi)剛度結(jié)構(gòu)整體性、面內(nèi)剛度結(jié)構(gòu)高度小、質(zhì)量輕結(jié)構(gòu)高度小、質(zhì)量輕建筑使用功能、裝飾要求、設(shè)備安裝、施工建筑使用功能、裝飾要求、設(shè)備安裝、施工技術(shù)等技術(shù)等 常用樓蓋體系及其適用性常用樓蓋體系及其適用性現(xiàn)澆樓蓋現(xiàn)澆樓蓋預(yù)制板樓蓋預(yù)制板樓蓋預(yù)應(yīng)力疊合板樓蓋預(yù)應(yīng)力疊合板樓蓋組合樓蓋組合樓蓋現(xiàn)澆樓蓋現(xiàn)澆樓蓋肋梁樓蓋肋梁樓蓋 普通、技術(shù)經(jīng)濟

51、指標(biāo)好；結(jié)普通、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)好；結(jié)構(gòu)高度大、不便管線安裝構(gòu)高度大、不便管線安裝寬扁梁寬扁梁（用于（用于層高受限時）層高受限時）密肋樓蓋密肋樓蓋省材料、自重輕、高度大、省材料、自重輕、高度大、適用于大跨且梁高受限時、當(dāng)使用荷載較適用于大跨且梁高受限時、當(dāng)使用荷載較大時可有較好技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)好；不美觀、大時可有較好技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)好；不美觀、吊頂處理吊頂處理無梁樓蓋無梁樓蓋適用于大跨且梁高受限、或適用于大跨且梁高受限、或升層法施工時；沖切問題升層法施工時；沖切問題非預(yù)應(yīng)力平板樓蓋非預(yù)應(yīng)力平板樓蓋廣泛用于剪力墻、廣泛用于剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)、可降低層高、平整；跨度大筒體結(jié)構(gòu)、可降低層高、平整；跨度大時自重大、

52、不經(jīng)濟時自重大、不經(jīng)濟現(xiàn)澆非預(yù)應(yīng)力空心現(xiàn)澆非預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋板樓蓋無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板樓蓋無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板樓蓋適用于大跨適用于大跨且梁高受限時、平面布置靈活且梁高受限時、平面布置靈活預(yù)制板樓蓋預(yù)制板樓蓋S預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋適用于高度適用于高度50m以下時，但要求嚴(yán)格（縫內(nèi)設(shè)鋼筋、以下時，但要求嚴(yán)格（縫內(nèi)設(shè)鋼筋、設(shè)現(xiàn)澆設(shè)現(xiàn)澆 面層、加強板端連接）面層、加強板端連接）S預(yù)應(yīng)力大樓板樓蓋預(yù)應(yīng)力大樓板樓蓋與房間同尺寸，與房間同尺寸，雙向先張法預(yù)應(yīng)力筋，板邊齒槽；吊裝雙向先張法預(yù)應(yīng)力筋，板邊齒槽；吊裝問題問題預(yù)應(yīng)力疊合板樓蓋預(yù)應(yīng)力疊合板樓蓋預(yù)制預(yù)制RC薄板（薄板（50-60mm），），上現(xiàn)澆上

53、現(xiàn)澆RC。省模板、剛度大、整體性好省模板、剛度大、整體性好組合樓蓋組合樓蓋 壓型鋼板上現(xiàn)澆壓型鋼板上現(xiàn)澆RC。省模板、自重小、省模板、自重小、厚度??；用鋼量大厚度?。挥娩摿看?.1 強度問題強度問題構(gòu)件截面承載力驗算構(gòu)件截面承載力驗算5.2 剛度問題剛度問題正常使用條件下結(jié)構(gòu)水平正常使用條件下結(jié)構(gòu)水平 位移驗算位移驗算5.3 穩(wěn)定問題穩(wěn)定問題結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與抗傾覆驗算結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與抗傾覆驗算5.4 延性問題延性問題抗震結(jié)構(gòu)的延性要求抗震結(jié)構(gòu)的延性要求5.5 經(jīng)驗問題經(jīng)驗問題抗震結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計要求抗震結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計要求 要求要求荷載效應(yīng)組合荷載效應(yīng)組合構(gòu)件最不利內(nèi)力構(gòu)件最不利內(nèi)力承載力極限狀態(tài)設(shè)計承載力極

54、限狀態(tài)設(shè)計 表達(dá)式表達(dá)式無地震作用組合無地震作用組合 0SR有地震作用組合有地震作用組合 SR/RE 關(guān)于關(guān)于S抗震結(jié)構(gòu)與有無地震作用組合抗震結(jié)構(gòu)與有無地震作用組合高層建筑結(jié)構(gòu)荷載組合表達(dá)式高層建筑結(jié)構(gòu)荷載組合表達(dá)式 關(guān)于關(guān)于R抗震結(jié)構(gòu)抗彎承載能力抗震結(jié)構(gòu)抗彎承載能力 = 非抗震結(jié)非抗震結(jié)構(gòu)抗彎承載能力構(gòu)抗彎承載能力抗震結(jié)構(gòu)抗剪承載能力抗震結(jié)構(gòu)抗剪承載能力 = 非抗震結(jié)非抗震結(jié)構(gòu)抗剪承載能力構(gòu)抗剪承載能力*80% 目的目的防止主要結(jié)構(gòu)開裂、損壞防止主要結(jié)構(gòu)開裂、損壞防止填充、裝修開裂、損壞防止填充、裝修開裂、損壞防止過大側(cè)移，以引發(fā)人的不適、影響正防止過大側(cè)移，以引發(fā)人的不適、影響正常使用、產(chǎn)

55、生附加內(nèi)力常使用、產(chǎn)生附加內(nèi)力 表達(dá)式表達(dá)式雙控（彈性位移）雙控（彈性位移）層間位移層間位移 u/hu/h頂點位移頂點位移 u/H u/H 荷載組合荷載組合不考慮重力荷載引起的側(cè)移不考慮重力荷載引起的側(cè)移各水平荷載單獨作用各水平荷載單獨作用荷載分項系數(shù)取荷載分項系數(shù)取1.0 位移限值位移限值地震作用下的位移限值略寬松地震作用下的位移限值略寬松新規(guī)范的兩點修正新規(guī)范的兩點修正取消與取消與“裝修標(biāo)準(zhǔn)裝修標(biāo)準(zhǔn)”有關(guān)的提法有關(guān)的提法限值略偏嚴(yán)格限值略偏嚴(yán)格 一般不需驗算一般不需驗算 H/B5時宜驗算時宜驗算抗傾覆驗算抗傾覆驗算表達(dá)式表達(dá)式 MMM穩(wěn)定力矩穩(wěn)定力矩=豎向荷載（豎向荷載（ 50%樓面樓面活

56、載活載+90%恒載）對基礎(chǔ)邊緣取矩恒載）對基礎(chǔ)邊緣取矩M傾覆力矩傾覆力矩=由風(fēng)荷載或地震作用由風(fēng)荷載或地震作用（或二者組合）計算的基礎(chǔ)頂面（或二者組合）計算的基礎(chǔ)頂面 處的最大傾覆力矩處的最大傾覆力矩整體穩(wěn)定性驗算整體穩(wěn)定性驗算表達(dá)式表達(dá)式 GteEIeq/(8H2)Gte頂端等效重力荷載設(shè)計值頂端等效重力荷載設(shè)計值= GiHi2 /H2EIeq驗算方向的抗側(cè)力構(gòu)件等驗算方向的抗側(cè)力構(gòu)件等效剛度和效剛度和Gi第第i層重力荷載設(shè)計值層重力荷載設(shè)計值 結(jié)構(gòu)抗震等級結(jié)構(gòu)抗震等級確定方法確定方法根據(jù)根據(jù)確定抗震等級的設(shè)防烈度確定抗震等級的設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)高度型、結(jié)構(gòu)高度確定確定 延性結(jié)

57、構(gòu)設(shè)計原則延性結(jié)構(gòu)設(shè)計原則四項措施四項措施提高構(gòu)件延性提高構(gòu)件延性強柱（墻）弱梁強柱（墻）弱梁強剪弱彎強剪弱彎強節(jié)點（錨固）弱構(gòu)件強節(jié)點（錨固）弱構(gòu)件 罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算一般不驗算，但須采取構(gòu)造措施一般不驗算，但須采取構(gòu)造措施驗算驗算需驗算結(jié)構(gòu)的界定（范圍）需驗算結(jié)構(gòu)的界定（范圍）表達(dá)式表達(dá)式單控（彈塑性）單控（彈塑性）up/hup/h 驗算方法驗算方法簡化方法或時程分析法簡化方法或時程分析法 概念設(shè)計概念設(shè)計 要點要點選擇有利場地和地基選擇有利場地和地基選擇延性好結(jié)構(gòu)體系與材選擇延性好結(jié)構(gòu)體系與材料料規(guī)則結(jié)構(gòu)規(guī)則結(jié)構(gòu)延性結(jié)構(gòu)延性結(jié)構(gòu)減輕自重減輕自重避

58、開地震動反應(yīng)譜特征周期避開地震動反應(yīng)譜特征周期避免薄弱層避免薄弱層減少扭轉(zhuǎn)減少扭轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)承載能力與延性的關(guān)系協(xié)調(diào)承載能力與延性的關(guān)系設(shè)置多道抗震防線設(shè)置多道抗震防線實現(xiàn)合理屈服耗能機制實現(xiàn)合理屈服耗能機制提高整體性提高整體性 意義意義“計算設(shè)計計算設(shè)計”很難有效控制結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，很難有效控制結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，不能完全解決問題不能完全解決問題 地震作用的不確定性地震作用的不確定性 結(jié)構(gòu)計算假定與實際情況的差異（計算模結(jié)構(gòu)計算假定與實際情況的差異（計算模型、材料、阻尼變化等）型、材料、阻尼變化等）經(jīng)驗總結(jié)、定性判斷經(jīng)驗總結(jié)、定性判斷 含義含義在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先著眼于結(jié)構(gòu)的在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先著

59、眼于結(jié)構(gòu)的總體地震反應(yīng)，按照結(jié)構(gòu)的破壞機制和總體地震反應(yīng)，按照結(jié)構(gòu)的破壞機制和破壞過程，靈活運用抗震設(shè)計準(zhǔn)則，全破壞過程，靈活運用抗震設(shè)計準(zhǔn)則，全面合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本問題，面合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本問題，既注意總體布置上的大原則，又顧及到既注意總體布置上的大原則，又顧及到關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)，從根本上提高結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)，從根本上提高結(jié)構(gòu)的抗震能力；有時需要運用工程判斷解決抗震能力；有時需要運用工程判斷解決或處理具體問題?；蛱幚砭唧w問題。 美國紐約帝國大廈美國紐約帝國大廈 美國紐約世界貿(mào)易中心美國紐約世界貿(mào)易中心 美國芝加哥西爾斯大廈美國芝加哥西爾斯大廈 美國紐約約翰美國紐約約翰. 漢

60、考克中心漢考克中心 香港中國銀行大廈香港中國銀行大廈 深圳地王商業(yè)大廈深圳地王商業(yè)大廈 上海金茂大廈上海金茂大廈 世界上早期的標(biāo)志性高層建筑是建成世界上早期的標(biāo)志性高層建筑是建成于于1931年的美國紐約帝國大廈。它有年的美國紐約帝國大廈。它有102層，從底層到層，從底層到85層是辦公樓，層是辦公樓，86至至102層層是觀光塔樓（塔樓直徑約是觀光塔樓（塔樓直徑約10m，高約，高約61m），連同塔樓總高度），連同塔樓總高度381m。1929年始年始建，建成于建，建成于1931年，保持世界最高建筑達(dá)年，保持世界最高建筑達(dá)40年之久。該大廈的底層面積為年之久。該大廈的底層面積為130m*60m，在第，