高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件

1、1高高 層層 建建 筑筑 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 顏顏 媛媛 媛媛2 土地少、人口多土地少、人口多節(jié)約土地、保證吃飯、基本建設(shè)節(jié)約土地、保證吃飯、基本建設(shè) 發(fā)展高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展高層建筑結(jié)構(gòu) 掌握高層建筑的優(yōu)、缺點(diǎn)掌握高層建筑的優(yōu)、缺點(diǎn)本課程對(duì)此類結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討本課程對(duì)此類結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討3目錄目錄 緒論緒論1 結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置2 荷載與地震作用荷載與地震作用3 高層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5 設(shè)計(jì)計(jì)算的基本規(guī)定4 高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6 高層框架高層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)74高層建筑：指層數(shù)較多、高度較高的建筑。國(guó)際：1972年國(guó)際高層建筑會(huì)議，建

2、議把高層劃分為四類： 916層（H50M） 1725層（H 75M） 2640層（H 100M） 40層以上超高層（H 100M）美國(guó)：30或40層以上日本：大于20層住宅或大于30層的旅館、辦公樓我國(guó)：高層混凝土規(guī)范（ JGJ3- 2002）規(guī)定：住宅1010層及10層以上或 28米以上的高層民用建筑為高層建筑；建筑高度超過100m的建 筑均為超高層建筑。 防火規(guī)范（GB50045-95）規(guī)定：10層以上或 總高度超過24米以上 建筑為高層建筑。注注：高度指室外地面到主樓屋面不包括突出屋面的電梯機(jī)房等 民用住宅電梯要求8層，如南京地區(qū)7層1.1高層建筑的定義高層建筑的定義56 最高記錄第一高

3、樓：第一高樓：哈利法塔哈利法塔，原名迪拜塔原名迪拜塔，又稱迪拜大廈或比斯迪拜塔又稱迪拜大廈或比斯迪拜塔【建筑現(xiàn)況】 已完工投入使用 【動(dòng)土?xí)r間】 2004年9月21日 【封頂時(shí)間】 2009年10月 【使用時(shí)間】 2010年1月4日 【建筑高度】 總高度828米（2,684英尺） 【建筑層數(shù)】 162層 【結(jié)構(gòu)形式】 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 【抗震能力】 6.3級(jí)地震 【建筑造價(jià)】 105億（RMB） 【占地面積】 34.4公頃 【設(shè)計(jì)單位】 SOM-阿德里安史密斯 【建筑工人】 1.2萬名 【建筑溫差】 底層-頂層： -10 【開發(fā)單位】 伊瑪爾地產(chǎn) 【施工單位】 中國(guó)南通六建、韓國(guó)三星工程、 BE

4、SIX、 Arabtec7高度記錄：高度記錄：哈利法塔與其他知名的高層建筑比較：最高的建筑：828 米（2,717英尺）（先前為 美國(guó)北達(dá)科塔州高628.8 米（2,063 英尺）的KVLY 電視塔） 最高的自立建筑：828 米（3,220英尺）（先前為加拿大國(guó)家電視塔 - 553.3 米（1,815 英尺） 最多樓層數(shù)：162層（先前為已完成的西爾斯大樓110層、記錄上最多的紐約世貿(mào)中心110層） 最高混凝土結(jié)構(gòu)： 601.0 米（1,972 英尺） （先前為臺(tái)北101屋頂 - 449.2 米（1,474 英尺）8樓層用途：樓層用途：9第二高樓：中國(guó)臺(tái)北國(guó)際金融中心第二高樓：中國(guó)臺(tái)北國(guó)際金融

5、中心(也叫也叫TAIPEI101TAIPEI101大樓大樓) 【建設(shè)地點(diǎn)】：臺(tái)北市信義區(qū)西村里信義路五段7號(hào) 【開工時(shí)間】：1999年7月 【竣工時(shí)間】：2003年10月17日 【占地面積】：30278平方米 【建筑面積】：28.95萬平方米 【建筑高度】：508米 【建筑層數(shù)】：地上101層，地下3層 【結(jié)構(gòu)形式】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，新式的巨型結(jié)構(gòu) 【建筑造價(jià)】：580億元臺(tái)幣 【投資單位】：臺(tái)北金融大樓控股有限公司 【設(shè)計(jì)單位】：李祖原建筑師事務(wù)所 【建設(shè)用途】：購(gòu)物中心，辦公，觀景， 【施工單位】：KTRT 【英文名稱】：Taipei 101（隱義Technology、 Art、 Inno

6、vation、 People、 Environment、Identity） 【別稱】：臺(tái)北國(guó)際金融中心10工程結(jié)構(gòu)：工程結(jié)構(gòu)：建筑:TAIPEI 101為世界首創(chuàng)的多節(jié)式摩天大樓 第27層至第90層共64層中，每8層為一節(jié)，一共8節(jié)，每八層所組成的倒梯形方塊形狀來自中國(guó)的鼎“為了增加大樓的彈性來避免強(qiáng)震所帶來的破壞，臺(tái)北101的中心是由一個(gè)外圍8根鋼筋的巨柱所組成。 抵銷風(fēng)力所產(chǎn)生的搖晃主要設(shè)計(jì)是阻尼器，而大樓外形的鋸齒狀，經(jīng)由風(fēng)洞測(cè)試，能減少30-40%風(fēng)所產(chǎn)生的搖晃。 基樁由382根鋼筋混凝土構(gòu)成。中心的巨柱為雙管結(jié)構(gòu)，鋼外管，鋼加混凝土內(nèi)管，臺(tái)北101所使用的鋼至少有5種，依不同部位所設(shè)

7、計(jì)，特別調(diào)制的混凝土，比一般混疑土強(qiáng)度強(qiáng)60%。 11調(diào)質(zhì)阻尼器：調(diào)質(zhì)阻尼器： 為了因高空強(qiáng)風(fēng)及臺(tái)風(fēng)吹拂而造成的搖晃，大樓內(nèi)設(shè)置了諧質(zhì)塊阻尼器，是在88至92樓掛置一個(gè)重達(dá)660公噸的巨大鋼球，利用擺動(dòng)來減緩建筑物的晃動(dòng)幅度。據(jù)臺(tái)北101告示牌所言，這也是全世界唯一開放游客觀賞的巨型阻尼器，更是目前全球最大之阻尼器。12第三高樓：上海環(huán)球金融中心第三高樓：上海環(huán)球金融中心【開工日期】 ：1997年年初首次開工；后遭1997年亞洲金融危機(jī)停工，于2003年2月工程復(fù)工。 【竣工日期】 ： 2008年8月29日。 【用地面積】 ： 30,000 。 【占地面積】 ： 14,400 。 【建筑面積】

8、 ： 381,600 。 【建筑層數(shù)】 ： 地上101層、地下3層 。 【建筑高度】 ： 492米 。 【結(jié)構(gòu)形式】 ： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（SRC結(jié)構(gòu)）、鋼結(jié)構(gòu)（S結(jié)構(gòu)）。 【建筑造價(jià)】 ： 1050億日元（73億人民幣） 【投資單位】 ： 森海外株式會(huì)社（Forest Overseas Co., Ltd.） 。 【建筑設(shè)計(jì)】 ： KPF建筑師事務(wù)所 。 【結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)】 ： 籟思理羅伯遜聯(lián)合股份有限公司(LERA) 。 【設(shè)計(jì)單位】 ： 上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司、華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 。 【施工單位】 ： 中國(guó)建筑工程總公司、上海建工（集團(tuán)）總公司總承包聯(lián)合體。 【所獲榮譽(yù)】 ： 2

9、008年竣工的最佳高層建筑（美國(guó)芝加哥“高層建筑和城市住宅委員會(huì)”評(píng)選）。 13上海環(huán)球金融中心建筑平面圖：上海環(huán)球金融中心建筑平面圖：Lower Floor Max. 12 TenantsHigher Floor Max. 14 Tenants14上海環(huán)球金融中心五大之最：上海環(huán)球金融中心五大之最：屋頂高度世界第一：492米，超過了之前屋頂高度世界第一的臺(tái)北101大樓（480米）。 人可達(dá)到高度世界第一：474米，大樓100層的觀光天閣是世界上人能到達(dá)的最高觀景平臺(tái)。 世界最高中餐廳：416米，設(shè)在93層的中餐廳，將成為全球最高中餐廳。 世界最高游泳池：366米，設(shè)在85層的游泳池，將奪得“

10、世界最高游泳池”稱號(hào)。 世界最高酒店：設(shè)在大樓79至93層的柏悅酒店，將成為世界最高酒店。 15第四高樓：馬來西亞吉第四高樓：馬來西亞吉 隆坡石油大樓隆坡石油大樓 【建設(shè)地點(diǎn)】：吉隆坡市中市KLCC 計(jì)劃區(qū)的西北角 【開工時(shí)間】：1993年12月27日 【竣工時(shí)間】：1996年2月13日 【占地面積】：40公頃 【建筑面積】：28.95萬平方米 【建筑高度】：452米 【建筑層數(shù)】：88層 【結(jié)構(gòu)形式】：高軋制鋼梁支托的金 屬板，鋼筋混凝土 【建筑造價(jià)】：20億馬幣 【投資單位】：馬來西亞石油公司 【設(shè)計(jì)單位】：凱撒培禮建筑事務(wù) 所西澤配利 【建設(shè)用途】：辦公 【英文名稱】：The Petro

11、nas Twin Towers. 【別稱】：佩重納斯大廈、馬來西亞 國(guó)家石油大廈、國(guó)家石油 雙塔、雙子塔 16外部構(gòu)造：外部構(gòu)造：雙塔的外檐為152英尺（4636m）直徑的混凝土外筒，中心部位是748英尺754英尺高強(qiáng)鋼筋混凝土內(nèi)筒，18英寸高軋制鋼梁支托的金屬板與混凝土復(fù)合樓板將內(nèi)外筒連系在一起。4架鋼筋混凝土空腹格梁在第38層內(nèi)筒四角處與外筒結(jié)合。塔樓由一個(gè)筏式基礎(chǔ)和長(zhǎng)達(dá)340英尺但達(dá)不到基巖層之4英尺9尺截面長(zhǎng)方形摩擦樁，或稱作發(fā)卡樁承托。位于圓形與正方形重送交接點(diǎn)位置處的16根混凝土柱子支承上部結(jié)構(gòu)荷載。 17世界之最：世界之最： 連接雙子塔的空中走廊是目前世界上最高的過街橋。站在這里

12、，可以俯瞰馬來西亞最繁華的景象。雙子塔內(nèi)有全馬來西亞最高檔的商店，銷售的都是品牌商品，當(dāng)然價(jià)格也是最高的。塔內(nèi)有東南亞最大的古典交響音樂廳Dewan古典交響音樂廳。 18 第五高樓：美國(guó)芝加哥西爾斯第五高樓：美國(guó)芝加哥西爾斯大樓大樓【建設(shè)地點(diǎn)】：美國(guó)伊利諾伊州芝加哥 【現(xiàn)名】：韋萊集團(tuán)大廈（2009年7月16 日改名） 【開工時(shí)間】：1972年 【竣工時(shí)間】：1974年 【建筑面積】：418000平方米 【建筑高度】：443米（527.3米含天線） 【建筑層數(shù)】：地上110層，地下3層 【結(jié)構(gòu)形式】：高層建筑抗風(fēng)結(jié)構(gòu) 【建筑造價(jià)】：39億 【投資單位】：西爾斯百貨公司 【設(shè)計(jì)單位】：SOM建筑

13、師事務(wù)所 【建設(shè)用途】：辦公 【英文名稱】：Sears Tower 【別稱】：希爾斯大廈19西爾斯大樓結(jié)構(gòu)：西爾斯大樓結(jié)構(gòu)：整幢大廈被當(dāng)作一個(gè)懸挑的束筒空間結(jié)構(gòu)，離地面越遠(yuǎn)剪力越小，大廈頂部由風(fēng)壓引起的振動(dòng)也明顯減輕。大廈采用由鋼框架構(gòu)成的成束筒結(jié)構(gòu)體系，外部用黑鋁和鍍層玻璃幕墻圍護(hù)。其外形的特點(diǎn)是逐漸上收的，即150層為9個(gè)寬度為23.86米的方形筒組成的正方形平面；5166層截去一對(duì)對(duì)角方筒單元；6790層再截去另一對(duì)對(duì)角方筒單元，形成十字形；91110層由兩個(gè)方筒單元直升到頂。2021第六高樓：上海金茂大廈第六高樓：上海金茂大廈【建設(shè)地點(diǎn)】：中國(guó)上海浦東新區(qū)世 紀(jì)大道88號(hào)【開工日期】：

14、1994年5月10日 【竣工日期】：1999年3月18日 【占地面積】：2.3公頃 【建筑面積】：29萬平方米 【建筑層數(shù)】：地上88層，地下3層 【建筑高度】：420.5米 【結(jié)構(gòu)形式】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 【建筑造價(jià)】：50億 【投資單位】：中國(guó)金茂（集團(tuán)）股 份有限公司 【建筑設(shè)計(jì)】：美國(guó)芝加哥SOM設(shè)計(jì) 事務(wù)所,、主創(chuàng)建筑師 Adrian Smith 【英文名稱】：Jinmao Building 22結(jié)構(gòu)平面立面圖：結(jié)構(gòu)平面立面圖：2324最新結(jié)構(gòu)技術(shù)：最新結(jié)構(gòu)技術(shù)：商品砼和散裝水泥應(yīng)用技術(shù) 粗直徑鋼筋連接技術(shù) 新型模板與腳手架應(yīng)用技術(shù) 高強(qiáng)混凝土技術(shù) 建筑節(jié)能技術(shù) 硬聚氯乙烯塑料管的應(yīng)用

15、技術(shù) 粉煤灰綜合利用技術(shù) 建筑防水工程新技術(shù) 現(xiàn)代管理技術(shù)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用 25第七高樓：美國(guó)紐約世第七高樓：美國(guó)紐約世貿(mào)中心姐妹樓貿(mào)中心姐妹樓【建設(shè)地點(diǎn)】：美國(guó)的紐約州 紐約市 曼 哈頓島西南端 【開工日期】：1962年 【竣工日期】：1976年 【占地面積】：6.5公頃 【建筑面積】：每幢摩天樓面積46.6萬 平方米 【建筑層數(shù)】：地上110層，地下6層 【建筑高度】：北樓:417米，南樓:415米【結(jié)構(gòu)形式】：鋼結(jié)構(gòu) 【建筑造價(jià)】：7億美元 【投資單位】：紐約州和新澤西州的港 務(wù)局 【建筑設(shè)計(jì)】：美籍日裔建筑師M雅馬 薩基26世界貿(mào)易中心遭撞擊示意圖：世界貿(mào)易中心遭撞擊示意圖：27世界貿(mào)易中

16、心南塔樓倒塌后：世界貿(mào)易中心南塔樓倒塌后：28世界貿(mào)易中心北塔樓倒塌后：世界貿(mào)易中心北塔樓倒塌后：29夕陽(yáng)下的世貿(mào)夕陽(yáng)下的世貿(mào)追思：追思：3031 南京紫峰大廈南京紫峰大廈【建設(shè)地點(diǎn)】：位于南京鼓樓區(qū)鼓樓廣場(chǎng)，東至中央路，西至北京西路?！鹃_工日期】：2005年5月底 【竣工日期】：2008年9月28日 【占地面積】：18721m2 【建筑面積】：260000 m2 【建筑層數(shù)】：地上89層，地下3層 【建筑高度】：381米+69米， 【施工單位】：上海建工 【建筑造價(jià)】：40億 【投資單位】：南京國(guó)資集團(tuán)、上海綠地集團(tuán) 【建筑設(shè)計(jì)】：由美國(guó)著名設(shè)計(jì)單位SOM與華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司合作設(shè)計(jì)

17、 321.2發(fā)展高層建筑的意義高層建筑的意義 在現(xiàn)代化大都市中，過度的人口和建筑密度，城市用地日趨緊張，真可謂寸土千金，使得人們不得不向空間發(fā)展。 意義：（1）節(jié)約用地； （2）節(jié)省城市基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用； （3）改善城市市容。 高層建筑的出現(xiàn)，不僅改變了城市的建筑布局，而且為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展起到了巨大的帶動(dòng)作用。 隨著高性能材料的不斷研制和開發(fā)，結(jié)構(gòu)形式合理性的進(jìn)一步研究，可以預(yù)見，在今后的土木工程領(lǐng)域，高層建筑仍將是世界各國(guó)在城市建設(shè)中的主要形式，扮演重要的角色。因此，掌握高層建筑的設(shè)計(jì)知識(shí)，是對(duì)土木工程領(lǐng)域技術(shù)人員的基本要求。331.3 高層建筑的特點(diǎn)高層建筑的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：高層建筑具有占地面積少

18、、建筑面積大、造型特殊、集中化程度高、有較好的日照、采光和通風(fēng)效果等優(yōu)點(diǎn)。正是這些優(yōu)點(diǎn)，使得高層建筑在現(xiàn)代化大都市中得到了迅速的發(fā)展。 缺點(diǎn)：隨著建筑高度的增加，建筑的防火、防災(zāi)、熱島效應(yīng)等已成為人們急待解決的難題。 此外，從受力角度來看，隨著高層建筑高度的增加，水平荷載（風(fēng)載及地震作用）對(duì)結(jié)構(gòu)起的作用將越來越大。 341.4 高層建筑的材料高層建筑的材料 現(xiàn)代高層建筑所采用的材料，主要是鋼材和混凝土兩種。不同國(guó)家、不同地區(qū)、不同結(jié)構(gòu)形式所采用的結(jié)構(gòu)材料不同，大致有以下幾種形式：1、鋼結(jié)構(gòu) 鋼材強(qiáng)度高、韌性大、易于加工。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以在工廠加工，縮短了現(xiàn)場(chǎng)施工工期，施工方便。高層鋼結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)

19、斷面小、自重輕、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。但是，高層鋼結(jié)構(gòu)用鋼量大，造價(jià)高，而且鋼材的防火、防腐性能不好，需要大量的防火涂料和防腐處理，增加了工程工期和造價(jià)。352、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造價(jià)低，材料來源豐富，可以澆注成各種復(fù)雜的斷面形式，節(jié)省鋼材，承載能力也不低。經(jīng)過合理的設(shè)計(jì)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有較好的整體性和抗震性能。尤其是在防火和耐久性能方面，更是有著鋼結(jié)構(gòu)無法比的優(yōu)勢(shì)。 缺點(diǎn)是自重較大，抗震性能不如鋼結(jié)構(gòu)，建造高度也不如鋼結(jié)構(gòu)。 363、鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)將型鋼布置在構(gòu)件內(nèi)部，外部由鋼筋混凝土做成，或者是在鋼管內(nèi)部填充混凝土，做成鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。此種形式使上述兩種結(jié)構(gòu)材料優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，

20、結(jié)構(gòu)具有很好的抗震性能，建造高度可與鋼結(jié)構(gòu)相當(dāng)。經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)性能優(yōu)良的鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，是目前的發(fā)展趨勢(shì)。目前世界最高建筑吉隆坡的石油大廈，就是這種結(jié)構(gòu)形式。371.5 本課程學(xué)習(xí)要求本課程學(xué)習(xí)要求 1、計(jì)算高層上的荷載與地震作用。 2、掌握高層建筑結(jié)構(gòu)的選型與布置原則，并能夠正確地進(jìn)行造型選擇與結(jié)構(gòu)布置。 3、掌握各類高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形的計(jì)算方法。 4、掌握各類高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)的配筋計(jì)算方法及構(gòu)造要求。38第二章第二章 高層建筑的結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)布置高層建筑的結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)布置2.1.1受力特點(diǎn)受力特點(diǎn) 底部軸力底部彎矩 （均） （倒三角形） 頂部位移 （均） （倒三角形）PHNm

21、ax2max1MqH231 qH38EIqH4max511120qHEI39 隨著高度H的增加，起控制作用的底部彎矩和頂部側(cè)移隨之成平方和4次方增長(zhǎng)。 由此可知： 低層低層主要承受豎載； 多層多層時(shí)同時(shí)考慮水平力（風(fēng)載、地震力）但不很突出； 高層高層時(shí)水平力影響成為主要控制因素。2.12.1設(shè)計(jì)基本原則設(shè)計(jì)基本原則 一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)方案的確定，要涉及到安全可靠、使用要求、經(jīng)濟(jì)投入、施工技術(shù)和建筑美觀等諸多方方面面的問題。 原則： 注重概念設(shè)計(jì)，重視結(jié)構(gòu)選型和平、立面布置的規(guī)則性，擇優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)好且經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)體系加強(qiáng)構(gòu)造措施。 簡(jiǎn)而言之，應(yīng)符合安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、方便施工。402.2.

22、12.2.1結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系-是指結(jié)構(gòu)抵抗外部作用的構(gòu)件類型和組成方式,是建筑物的受力（傳力）（傳載）構(gòu)件系統(tǒng)。主要分為：豎向結(jié)構(gòu)體系和水平結(jié)構(gòu)體系及基礎(chǔ)。水平結(jié)構(gòu)體系水平結(jié)構(gòu)體系：主要由梁、板等組成的樓板、屋蓋等，承擔(dān)豎向荷載。水平結(jié)構(gòu)除承受作用于樓面或屋面的豎載外，另一個(gè)重要作用是：連接各豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件，形成一個(gè)空間整體結(jié)構(gòu)。風(fēng)、地震等水平力首先通過樓屋蓋等水平構(gòu)件傳給各豎向抗側(cè)構(gòu)件。由于整個(gè)建筑中，各個(gè)豎向抗側(cè)構(gòu)件能力（抗側(cè)剛度）不盡相同，則按能力分配外力，這時(shí)會(huì)形成內(nèi)合力和外力不重合，形成扭轉(zhuǎn)，則水平結(jié)構(gòu)在其中起到了扁擔(dān)梁的作用，使各豎向構(gòu)件側(cè)移變形協(xié)調(diào)，共同工作，即空間

23、協(xié)調(diào)工作。41圖例：各水平結(jié)構(gòu) 體系42 房屋建筑中不僅有此類水平構(gòu)件，更重要的是：豎向結(jié)構(gòu)體系豎向結(jié)構(gòu)體系：主要由柱、剪力墻、筒體等構(gòu)件組成。主要傳遞（承受）水平力。隨高度H的增加水平力越來越大，因此要給建筑物設(shè)計(jì)一個(gè)強(qiáng)大的抵抗水平力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)，如剪力墻結(jié)構(gòu)體系等?；A(chǔ)：基礎(chǔ)：承托房屋全部重量及外部作用力，并將它們傳到地基；另一方面，它又直接受到地震波的作用，并將地震作用傳到上部結(jié)構(gòu)?？梢哉f，基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)安全的第一道防線?；A(chǔ)的形式，取決于上部結(jié)構(gòu)的形式、重量、作用力以及地基土的性質(zhì)。 432.2.2常用結(jié)構(gòu)體系常用結(jié)構(gòu)體系框架結(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)

24、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(cuò)鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)44一、框架一、框架： 組成構(gòu)件組成構(gòu)件：由橫梁和立柱通過節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)體系，如果整幢結(jié)構(gòu)都由框架作為抗側(cè)向力單元，就稱為框架結(jié)構(gòu)體系。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：建筑平面布置靈活，分隔方便； 整體性、抗震性能好，設(shè)計(jì)合理時(shí)結(jié)構(gòu)具有 較好的塑性變形能力； 外墻采用輕質(zhì)填充材料時(shí)，結(jié)構(gòu)自重小。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：梁、柱較柔，節(jié)點(diǎn)弱，側(cè)向變形大，剛度小，正是這一點(diǎn)，限制了框架結(jié)構(gòu)的建造高度。4546受力變形特點(diǎn)受力變形特點(diǎn)：每根桿系彎曲積累，合成以后呈總體剪切形變形特征。使用范圍使用范圍：高度不大的

25、高層建筑，以1520層以下為宜，適用于工業(yè)、民用建筑 高度60米圖例：北京民航辦公大樓 北京長(zhǎng)城飯店47二、剪力墻二、剪力墻： 組成構(gòu)件組成構(gòu)件：就是一片巨大的鋼筋混凝土墻體，相當(dāng)于固定 在底部的懸臂深梁。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：整體性好、剛度大，抵抗側(cè)向變形能力強(qiáng)； 抗震性能較好，設(shè)計(jì)合理時(shí)結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形能力。 因而剪力墻結(jié)構(gòu)適宜的建造高度比框架結(jié)構(gòu)要高。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：平面布置不靈活，建筑空間分隔不自由，不能提供 大空間。 結(jié)構(gòu)自重大。 受力變形特點(diǎn)受力變形特點(diǎn)：總體彎曲型（開孔較大時(shí)趨于剪切形） 適用范圍適用范圍：適用于住宅、辦公樓。 4849圖例：某剪力墻結(jié)構(gòu)廣州白天鵝賓館50不同形式剪力墻

26、51三、框架三、框架-剪力墻剪力墻： 組成構(gòu)件組成構(gòu)件：將框架、剪力墻兩種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起使用，或者將剪力墻圍成封閉的筒體，再與框架結(jié)合起來使用，就形成了框架剪力墻（框架筒體）結(jié)構(gòu)體系。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：能獲得大空間，房間布置靈活，比全框架增大了側(cè)向剛度，抗震性能好。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：由于建筑功能要求，剪力墻位置往往受到限制，造成剛心、質(zhì)心不重合，在水平力下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，另外，超高層不適用。 適用范圍適用范圍：一般廣泛用于辦公樓、教學(xué)樓、病房、 旅館、公寓等。 受力變形特點(diǎn)受力變形特點(diǎn)：側(cè)向變形呈總體彎剪型，上下各層層間變形趨于均勻，頂點(diǎn)側(cè)移減小。52圖例：（a）上海交大包兆龍圖書館 （b）甘肅省圖書館（

27、c）深圳西麗大廈（d）廣州遠(yuǎn)洋大廈5354四：筒體四：筒體：1. 實(shí)腹筒實(shí)腹筒 組成構(gòu)件:由剪力墻圍合而成的固定在基礎(chǔ)上的懸臂箱形梁2. 框筒框筒 組成構(gòu)件:由密排柱和剛度很大的窗群梁形成的密柱深梁框架圍合而成 的筒體 553.桁架筒桁架筒組成構(gòu)件:由筒的四壁做成桁架,就 形成桁架筒圖例：香港中銀大廈56淮南廣播電視中心（下）由此有機(jī)組合: 1.框架框架-筒體筒體組成構(gòu)件:由核心砼內(nèi)筒與外框架通過樓蓋組成上海虹橋賓館（下）57上海雁蕩大廈香港大寶閣住宅582 2.筒中筒筒中筒 組成構(gòu)件:由實(shí)腹筒組成內(nèi)部核心筒,外框筒或桁架筒組成外筒通過樓蓋組成。圖例：深圳國(guó)貿(mào)中心大廈 59圖例：廣州國(guó)際大廈

28、603 3成束筒成束筒: 組成構(gòu)件:兩個(gè)以上框筒（或其他筒體）排成一起成束狀，稱為成束筒. 圖例：西爾斯大樓61優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：具有很好的空間整體作用和抗風(fēng)抗震性能，建筑布置靈活，能提供較大的可自由分隔的空間，適用于超高層（30層以上或100米以上）的辦公樓、旅館、綜合樓等建筑。622.2.32.2.3 其他結(jié)構(gòu)體系其他結(jié)構(gòu)體系（由于此類結(jié)構(gòu)工程實(shí)例及研究較少，尚不具備推廣條件規(guī)范未列入。 高層建筑日新月異，空間和平面布置較為復(fù)雜靈活，因此，對(duì)給定的建筑方案，可對(duì)現(xiàn)有的基本結(jié)構(gòu)形式靈活組合或創(chuàng)新形成新的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系（主要是抵抗水平力）介紹幾種較典型的新型結(jié)構(gòu)體系方案：631 1、巨型框架結(jié)構(gòu)、巨型

29、框架結(jié)構(gòu)圖例：深圳亞洲大酒店642 2、懸掛式結(jié)構(gòu)、懸掛式結(jié)構(gòu)653 3、豎向桁架結(jié)構(gòu)、豎向桁架結(jié)構(gòu)664 4、核心筒加復(fù)合巨型柱。、核心筒加復(fù)合巨型柱。圖例：上海金茂大廈675、混合結(jié)構(gòu)體系、混合結(jié)構(gòu)體系 有多種不同材料構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)體系稱為混合結(jié)構(gòu)體系，采用不同材料構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)體系實(shí)際上是各種構(gòu)件的優(yōu)化組合。鋼管混凝土用于高層建筑的柱子、高聳結(jié)構(gòu)的受壓弦桿型鋼混凝土可制作成柱、梁、剪力墻、筒體等，可與鋼結(jié)構(gòu)（用于上部）混合使用。也可與混凝土（用于上部）混合使用。高規(guī)列出了鋼框-砼筒、型鋼混凝土框-砼筒兩種混合結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)原則與方法。682.2.4 2.2.4 結(jié)構(gòu)布置的基本規(guī)定結(jié)構(gòu)布置

30、的基本規(guī)定2.2.4.1 2.2.4.1 不同結(jié)構(gòu)體系建筑的適用高度不同結(jié)構(gòu)體系建筑的適用高度。 不同結(jié)構(gòu)體系有不同的抗水平力的能力，如超過了某一規(guī)定的高度（限值），常規(guī)設(shè)計(jì)很難達(dá)到各相關(guān)規(guī)程的要求,即使勉強(qiáng)去設(shè)計(jì)達(dá)到了，也難免在經(jīng)濟(jì)上付出較大的代價(jià)，顯然是不經(jīng)濟(jì)的。 高規(guī)高規(guī)將高層分為將高層分為A A、B B兩類。兩類。A A類類: :是指目前數(shù)量、范圍最廣泛的建筑（乙、丙類），見課本表2.4(P20),凡超過表2.4(如建筑方案要求)則最大高度限制見表2.5（P21），對(duì)B B類類: :高層建筑總高度盡量放寬，但其抗震等級(jí)及有關(guān)計(jì)算、構(gòu)造措施均相應(yīng)加嚴(yán)，另外為保證B級(jí)房屋建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量，還

31、需按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行超限高層建筑的抗震審查復(fù)核。692.2.4.22.2.4.2不同結(jié)構(gòu)體系建筑的高寬比限制。不同結(jié)構(gòu)體系建筑的高寬比限制。 對(duì)高層建筑最大高寬比限制是概念設(shè)計(jì)的又一重要體現(xiàn)最大高寬比限制是概念設(shè)計(jì)的又一重要體現(xiàn), ,高寬比實(shí)際上反映了建筑物的“苗條”程度。 其目的是對(duì)結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定、承載能力和經(jīng)濟(jì)合理性的宏觀控制。 高層建筑結(jié)構(gòu)可近似的看作固定于基礎(chǔ)上的懸臂構(gòu)件。因此增加建筑的平面尺寸對(duì)減少其側(cè)移十分有效。高規(guī)對(duì)A級(jí)與B級(jí)建筑的限制見表2.6（P21）、2.7（P21).注：當(dāng)主體結(jié)構(gòu)與群房相連時(shí)，高寬比按群房以上的結(jié)構(gòu)的 高度與寬度設(shè)計(jì)。702.2.5 2.2.5 水平承重

32、結(jié)構(gòu)的選型水平承重結(jié)構(gòu)的選型特點(diǎn)：對(duì)保證建筑物的整體穩(wěn)定和傳遞水平力有重要作用。 結(jié)構(gòu)計(jì)算中一般假設(shè)樓板平面內(nèi)剛度為無窮大，使空間問題變?yōu)槠矫鎲栴}，大大簡(jiǎn)化了計(jì)算。實(shí)際結(jié)構(gòu)中也要求樓板應(yīng)具有足夠的平面內(nèi)剛度以保持建筑物的空間整體穩(wěn)定性及有效傳遞水平力。 高規(guī)規(guī)定：H H50M50M的框-剪、筒體及復(fù)雜高層均應(yīng)現(xiàn) 澆樓蓋；剪力墻、框架也宜用現(xiàn)澆樓蓋。砼等級(jí)不易低于 C20，不宜高于C40。 H50MH50M時(shí)，8、9度框-剪結(jié)構(gòu)也宜用現(xiàn)澆樓蓋 6、7度框-剪結(jié)構(gòu)可用裝配整體式樓蓋，但 應(yīng)符合一定構(gòu)造要求。71H50M時(shí)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)可用裝配式樓蓋但應(yīng)符合一定構(gòu)造要求，見高規(guī)第4.5.4 房屋的

33、頂層、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層、平面復(fù)雜或開洞過大的樓 層、作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層應(yīng)采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)且符合一定構(gòu)造要求，見高規(guī)第4.5.5 現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土樓板厚度可按跨度的1/451/50采用,且不宜小于150MM，并應(yīng)采取措施防止或減少主體結(jié)構(gòu)對(duì)樓板施加預(yù)應(yīng)力的阻礙作用。72樓蓋的主要形式：現(xiàn)澆樓蓋：肋梁樓蓋板薄，混凝土用量少，自重輕，施工方便，較經(jīng)濟(jì)。但板 底不平，可能影響美觀和使用，普通，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好；密肋樓蓋省材料、自重輕、高度大、適用于大跨且梁高受限時(shí)、當(dāng) 使用荷載較大時(shí)可有較好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好；無梁樓蓋適用于大跨且梁高受限、或升層法施工時(shí)；沖切問題平板樓蓋廣泛用于剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)、可

34、降低層高，平整； 跨度大時(shí)自重大、不經(jīng)濟(jì)現(xiàn)澆非預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋73預(yù)制板樓蓋預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋適用于高度50m以下時(shí)，但要求嚴(yán)格（縫內(nèi)設(shè)鋼 筋、設(shè)現(xiàn)澆面層、加強(qiáng)板端連接）預(yù)應(yīng)力大樓板樓蓋與房間同尺寸，雙向先張法預(yù)應(yīng)力筋，板邊齒槽；吊裝問題預(yù)應(yīng)力疊合板樓蓋預(yù)制RC薄板（50-60mm），上現(xiàn)澆RC。省模板、剛大、整體性好組合樓蓋 壓型鋼板上現(xiàn)澆RC。省模板、自重小、厚度??；用鋼量大。 水平承重結(jié)構(gòu)選擇的基本要求及構(gòu)造要求見書P22、P23.742.2.6 2.2.6 下部結(jié)構(gòu)的選型下部結(jié)構(gòu)的選型基礎(chǔ)形式有以下幾種： 1、柱下獨(dú)立基礎(chǔ) 適用于層數(shù)不多、地基承載力較好的框架結(jié)構(gòu)。當(dāng)抗震要求較高或土質(zhì)不

35、均勻時(shí)，可在單柱基礎(chǔ)之間設(shè)置拉梁，以增加整體性。2、條形基礎(chǔ) 條形基礎(chǔ)、交叉條形基礎(chǔ)比柱下獨(dú)立基礎(chǔ)整體性要好，可增加上部結(jié)構(gòu)的整體性。3、鋼筋混凝土筏形基礎(chǔ) 當(dāng)高層建筑層數(shù)不多、地基土較好、上部結(jié)構(gòu)軸線間距較小且荷載不大時(shí)，可以采用鋼筋混凝土筏形基礎(chǔ)。754、箱形基礎(chǔ) 是高層建筑廣泛采用的一種基礎(chǔ)類型。它具有剛度大、整體性好的特點(diǎn)，適用于上部結(jié)構(gòu)荷載大而基礎(chǔ)土質(zhì)較軟弱的情況。它既能夠抵抗和協(xié)調(diào)地基的不均勻變形，又能擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積，將上部荷載均勻傳遞到地基上，同時(shí)，又使部分土體重量得到置換，降低了土壓力。5、樁基 也是高層建筑廣泛采用的一種基礎(chǔ)類型。樁基具有承載力可靠、沉降小的優(yōu)點(diǎn)，適用于軟弱土

36、壤。震害調(diào)查表明，采用樁基常?？梢詼p少震害。但是必須注意，在地震區(qū)，應(yīng)避免采用摩擦樁，因?yàn)樵诘卣饡r(shí)土壤會(huì)因震動(dòng)而喪失摩擦力。6、復(fù)合基礎(chǔ) 層數(shù)較多時(shí)或土質(zhì)較弱時(shí)采用。76 2.3.1 2.3.1 結(jié)構(gòu)平面布置結(jié)構(gòu)平面布置 平面形狀宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、均勻。結(jié)構(gòu)平面上剛度、質(zhì)量、豎向荷載宜分布均勻，并盡量使結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度中心、平面形心、質(zhì)量中心三心合一以減少扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。 可設(shè)計(jì)成 和Y、L、十十、H 等，其中 風(fēng)載較小，A級(jí)建筑平面形狀不宜采用重疊 或細(xì)腰 H形，因凹處易應(yīng)力集中。平面布置基本要求： 77 對(duì)有抗震要求的B級(jí)混合結(jié)構(gòu)及復(fù)雜高層建筑，更應(yīng)簡(jiǎn)單規(guī)則，減少偏心。 平面布置時(shí)應(yīng)盡量減少偏心、

37、扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的產(chǎn)生，因?yàn)楦邔訉?duì)扭轉(zhuǎn)影響特別敏感，且靠增加構(gòu)件承載力抵抗效果不明顯。 樓層平面削弱過大對(duì)高層結(jié)構(gòu)非常不利。高規(guī)4.3.6對(duì)樓板平面較狹長(zhǎng)（L/B有限定）,有較大凹入和開洞(如樓、電梯間）要求開洞尺寸不宜大于樓寬的一半，開洞面積不宜30%樓面。78 對(duì)艸和井字等外伸較大的建筑，如中央樓板有較大削弱時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)樓板以及連接部位的墻體的構(gòu)造措施，必要時(shí)還可對(duì)外伸凹槽處設(shè)立連接梁或板。 凡開大洞削弱均應(yīng)采取構(gòu)造措施。1、加厚洞口附近樓板，提高樓板的配筋率；采用雙層雙向配筋，或加配斜向鋼筋；2、洞口邊緣設(shè)置邊梁、暗梁；3、在樓板洞口角部集中配置斜向鋼筋。79規(guī)則結(jié)構(gòu)：指體型規(guī)則、平面布置均勻、對(duì)

38、稱，并具有很好的抗扭剛度；豎向質(zhì)量和剛度無突變的結(jié)構(gòu)。三種平面不規(guī)則的類型： 1、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則（見P28 圖2.25） 樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移），大于該樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值的1.2倍。 2、凹凸不規(guī)則（見P28 圖2.26） 結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%。 3、樓板局部不聯(lián)系（見P28 圖2.27） 樓板的尺寸和平面剛度急劇變化。802.3.22.3.2結(jié)構(gòu)豎向布置結(jié)構(gòu)豎向布置 豎向體型宜規(guī)則、均勻，避免過大的外挑和內(nèi)收，剛度沿高宜下大上小，逐漸勻變。不應(yīng)采取嚴(yán)重不規(guī)則結(jié)構(gòu).本層樓層側(cè)剛不宜小于相鄰上部樓層側(cè)剛的70%或其上相鄰三層側(cè)剛平

39、均值的80%. A級(jí)建筑的樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不宜小于80%上一層受剪承載力，不應(yīng)小于65%上一層受剪承載力；B級(jí)不應(yīng)小于75%上一層受剪承載力。 豎向抗側(cè)構(gòu)件宜上下貫通，否則按部分框支剪力墻、框支核心筒及復(fù)雜結(jié)構(gòu)處理。 對(duì)結(jié)構(gòu)上下有收進(jìn)或挑出時(shí)，其尺寸要求見P28要求5。81上部收進(jìn)且H1/H0.2時(shí)， 應(yīng)B1/B0.75上部外挑應(yīng)B/B10.9 ， 且a4M 結(jié)構(gòu)頂部取消部分墻、柱形成空曠房屋時(shí)，應(yīng)進(jìn)行彈性動(dòng)力時(shí)程分析計(jì)算并采取有效構(gòu)造措施。 高層建筑宜設(shè)地下室。82三種豎向不規(guī)則類型： 1、側(cè)向剛度不規(guī)則（見P29圖2.30）該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰

40、三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80% 2、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連接（見P29圖2.31）豎向抗側(cè)力構(gòu)件的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件向下傳遞 3、樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一層的80%83基礎(chǔ)埋置深度： 高層建筑由于高度大、重量大，受到的地震作用和風(fēng)荷載值較大，因而傾覆力矩和剪力都比較大。為了防止傾覆和滑移，高層建筑的基礎(chǔ)埋置深度要深一些，使高層建筑基礎(chǔ)周圍所受到的嵌固作用較大，減小地震反應(yīng)。具體見書P30。84結(jié)論： 結(jié)構(gòu)布置盡可能做到簡(jiǎn)單、規(guī)則、均勻、對(duì)稱，使結(jié)構(gòu)具有足夠的承載力、剛度和變形能力，避免因局部破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞，避免局部突變和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而形成薄弱部位，使結(jié)構(gòu)具有多道抗震

41、防線。852.3.32.3.3變形縫變形縫 變形縫是伸縮縫、沉降縫、防震縫的總稱。 高層建筑宜采用調(diào)整平面形狀和結(jié)構(gòu)布置，避免結(jié)構(gòu)不規(guī)則，亦可采用結(jié)構(gòu)措施如選擇節(jié)點(diǎn)連接、設(shè)剛性層，采取分階段施工，設(shè)后澆帶等等來解決問題，避免設(shè)變形縫。因?yàn)樵O(shè)縫將增加造價(jià)及施工難度。伸縮縫伸縮縫：高層由于溫度變化引起，為防止由此引起的房屋開裂等，伸縮縫最大間距見表2.12（P31），如框架現(xiàn)澆55M；剪力墻結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆45M，框-剪結(jié)構(gòu)可視具體情況按上表參照取用。有些情況下，如屋面無隔熱保溫措施、混凝土收縮較大或室內(nèi)結(jié)構(gòu)因施工外露時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，伸縮縫間距應(yīng)適當(dāng)減小。氣候干燥地區(qū)、夏季炎熱且暴雨頻繁地區(qū)的結(jié)構(gòu)，伸縮縫間距

42、宜適當(dāng)減小。86另外：如采取了如下措施，可適當(dāng)放寬伸縮縫間距，1.頂層、底層、山墻和縱墻端開間等溫度變化影響較大的部位提高配筋率2.頂層加強(qiáng)保溫隔熱措施，外墻設(shè)置外保溫層3.每3040M間距留出施工后澆帶，帶寬8001000MM，鋼筋采用搭接接頭，后澆帶混凝土宜在兩個(gè)月后澆灌4.頂部樓層改用剛度較小的結(jié)構(gòu)形式或頂部設(shè)局部溫度縫，將結(jié)構(gòu)劃分為長(zhǎng)度較短的區(qū)段5.采用收縮小的水泥、減少水泥用量、在混凝土中加入適宜的外加劑6.提高每層樓板的構(gòu)造配筋率或采用部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。87沉降縫沉降縫：高層建筑中主樓和裙房交接，重量相差大，常設(shè)沉降縫，但采取以下措施可不設(shè)： 基礎(chǔ)為樁基，且支承在基巖上 調(diào)整主樓與裙

43、房的基底土壓力，使沉降量基本一致 預(yù)留沉降差，主樓先澆，裙房后澆，或在主裙間留出 后澆帶，待沉降基本穩(wěn)定后再連為整體防震縫防震縫：高層建筑中如上部結(jié)構(gòu)平面形狀需要?jiǎng)澐譃閮蓚€(gè)以上單元時(shí)，各部分剛度和荷載相差大且無有效措施，另外，對(duì)于有較大錯(cuò)層時(shí)，則其間宜設(shè)防震縫，設(shè)縫宜符合高規(guī)第4.3.10。1、最小寬度 框架:H15M,可取70MM;超過15M的部分,6、7、8、988度相應(yīng)每增加高度5M、4M、3M、2M，宜加寬20MM。 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)房屋可按部分規(guī)定的70%采用剪力墻結(jié)構(gòu)房屋可按部分規(guī)定的50%采用，但兩者均不得小于70MM。2、兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系不同時(shí)，按不利的結(jié)構(gòu)類型確定，高度不同時(shí)按低

44、的確定。3 、當(dāng)相鄰結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)存在較大沉降差時(shí)，宜增大防震縫寬度。4、防震縫宜按房屋全高設(shè)置；地下室、基礎(chǔ)可不設(shè)防震縫，但在與上部防震縫對(duì)應(yīng)處應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造和連接5、結(jié)構(gòu)單元之間或主樓與裙樓之間如無可靠措施，不應(yīng)采用牛腿托梁的做法設(shè)縫。最后：如同時(shí)設(shè)有伸縮縫、沉降縫，則其寬度應(yīng)符合防震縫最小寬度要求。89作業(yè)1、 條件：條件：擬建于8度區(qū)、II類場(chǎng)地上的高度為60m的框-剪結(jié)構(gòu)，其平面布置有四個(gè)方案。各平面示意如下圖所示；該建筑豎向體型無變化。 要求：要求：僅從結(jié)構(gòu)布置方面考慮，比較方案的合理性？90答案：根據(jù)高層規(guī)范規(guī)定，8度抗震的框-剪結(jié)構(gòu)的最大高寬比為4（p21）。方案A: H/B=60/1

45、4=4.374,不可。方案B：H/B=60/15=4，可以 l/b=5/3=1.671.5，不可。方案C: H/B=60/15=4，可以 L/B=50/15=3.335.0,可以 l/Bmax=5/20=0.250.3,可以 l/b=5/6=0.830.2 方案A： H/B=72/18=4，可以 B1/B=14/28=0.780.75,可以 方案B：B1/B=12/18=0.670.9, a=1m4,不可綜上所述：最合理結(jié)構(gòu)方案為方案A。93第三章第三章 荷載與地震作用荷載與地震作用 高層建筑所承受的荷載可分為豎向荷載和水平荷載兩部分（見P35頁(yè)表3.1）。 豎向荷載中重力荷載和樓面活荷載與一

46、般結(jié)構(gòu)相同，與多層區(qū)別的是，這里豎載遠(yuǎn)大于多層，可能引起底層相當(dāng)大的內(nèi)力及附加內(nèi)力（如二階彎矩）。因此對(duì)高層側(cè)移限制較嚴(yán)。又由于高層的特點(diǎn)，水平力的影響已上升為主要矛盾。設(shè)計(jì)要求包括荷載效應(yīng)組合方法和承載力、變形的要求。 94 3.2 恒載、3.3 樓面活荷載、3.4 屋面活荷載、3.5 雪荷載與一般結(jié)構(gòu)相同，在此不再重復(fù)，課后回去自己看。 本章主要內(nèi)容：風(fēng)荷載和地震作用。953.63.6風(fēng)載風(fēng)載3.6.13.6.1風(fēng)載的概念風(fēng)載的概念 是指空氣流動(dòng)形成的風(fēng)遇到建筑物時(shí)，在建筑物表面產(chǎn)生的一種壓力和吸力。 風(fēng)載的大小分布非常復(fù)雜，與風(fēng)速、風(fēng)向、建筑物高度、形狀、表面狀況以及周圍環(huán)境等因素有關(guān)。

47、 同時(shí)，風(fēng)力作用具有靜力作用與動(dòng)力作用；與地震作用相比，持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)；在建筑物表面的分布不均勻，角區(qū)和建筑物內(nèi)收的局部區(qū)域，會(huì)產(chǎn)生較大的風(fēng)力，96風(fēng)力的靜力作用 與動(dòng)力作用 在空曠地面、離地10米高度處，測(cè)得建筑物上風(fēng)壓變化如圖風(fēng)壓時(shí)程曲線。 可見，風(fēng)壓由兩部分組成：1 長(zhǎng)周期部分：周期T10分鐘；2 短周期部分：周期T約為幾秒鐘。為便于分析，常把實(shí)際風(fēng)壓分解為平均風(fēng)壓（穩(wěn)定風(fēng)壓）與脈動(dòng)風(fēng)壓（不穩(wěn)定風(fēng)壓）兩部分。因?yàn)殚L(zhǎng)周期極大于一般結(jié)構(gòu)的自振周期，97所以平均風(fēng)壓相當(dāng)于靜力作用；脈動(dòng)風(fēng)壓周期短，沿高度隨時(shí)間變化，屬動(dòng)力性質(zhì)，將引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)，因此風(fēng)本身既具有動(dòng)態(tài)、也具有靜態(tài)兩種特性。單廠及多層

48、建筑結(jié)構(gòu)中，一般僅考慮它的靜力作用效應(yīng)，而對(duì)高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)，則必須考慮風(fēng)壓脈動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力作用與影響。實(shí)際設(shè)計(jì)中是采用加大風(fēng)載的辦法（對(duì)穩(wěn)定風(fēng)壓）來考慮這個(gè)動(dòng)力效應(yīng)，即在風(fēng)壓上乘以一個(gè)大于1的風(fēng)振系數(shù)。 983.6.2風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 風(fēng)對(duì)建筑物表面的作用力大小，與建筑物體型、高度、建筑物所處位置、結(jié)構(gòu)特性有關(guān)。 垂直于建筑物表面的單位面積上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 可按下式計(jì)算。 式中， 高層建筑基本風(fēng)壓值； 風(fēng)壓高度變化系數(shù)； 風(fēng)載體型系數(shù)； 風(fēng)振系數(shù)。KW0WWSZZK0WZSZ99當(dāng)計(jì)算維護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí) 總風(fēng)荷載 總風(fēng)荷載是指建筑物各個(gè)表面所受風(fēng)荷載的合力，是沿建筑物高度變化的線荷載。通常

49、按建筑物的主軸方向進(jìn)行計(jì)算。 0WWSZgzK100Z高處建筑物各個(gè)表面上承受風(fēng)壓的合力沿高度的線荷載為:合力作用點(diǎn)即總風(fēng)載作用點(diǎn),其位置由靜力平衡條件定。 )cosB.cosBcosB(wwnnsn22s211s10zzz101局部風(fēng)荷載 高層建筑由于高度大，高空中的局部水平構(gòu)件如檐口、雨蓬、遮陽(yáng)板、陽(yáng)臺(tái)所收上浮風(fēng)載較大，計(jì)算時(shí)風(fēng)載體型系數(shù)不宜小于2.0,立面有豎線條擋板引起的比平整墻面大，更為明顯，一般此類表面要增大6%8%，此局部風(fēng)載應(yīng)進(jìn)行構(gòu)件的局部強(qiáng)度驗(yàn)算。1023.6.3 高層建筑基本風(fēng)壓值 我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范給出了各地的基本風(fēng)壓值。是用各地區(qū)空曠平坦地面上離地10m高、統(tǒng)計(jì)30年

50、重現(xiàn)期的10分鐘平均風(fēng)速 （m/s）計(jì)算得到的?；撅L(fēng)壓 = 對(duì)于高層建筑，需要考慮重現(xiàn)期為50年的大風(fēng)，對(duì)于特別重要或者有特殊要求的高層建筑，需要考慮重現(xiàn)期為100年的強(qiáng)風(fēng)。因此要用基本風(fēng)壓值乘以系數(shù)1.1或1.2后，作為一般高層建筑及特別重要的高層建筑的基本風(fēng)壓值。0W0V0W)/(1600220mKNV1033.6.4 風(fēng)壓高度變化系數(shù) 風(fēng)速大小不僅與高度有關(guān)，一般越靠近地面風(fēng)速越小，愈向上風(fēng)速越大，而且風(fēng)速的變化與地貌及周圍環(huán)境有直接關(guān)系。我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范將地面情況分為A、B、C三類：A類地面粗糙度：指海岸、湖岸、海島及沙漠地區(qū)；B類地面粗糙度：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較

51、稀疏的中小城鎮(zhèn)和大城市的郊區(qū)；C類地面粗糙度：指平均建筑高度在15m以上、有密集建筑群的大城市市區(qū)。 Z104 風(fēng)壓高度變化系數(shù)反應(yīng)了不同高度處和不同地面情況下的風(fēng)速情況，具體見表3.7。 1053.6.5 風(fēng)載體型系數(shù) 風(fēng)載體型系數(shù)是指建筑物表面所受實(shí)際風(fēng)壓與基本風(fēng)壓的比值。通過實(shí)測(cè)可以看出，風(fēng)壓在建筑物表面的分布不是均勻的，如p49圖3.7所示。在風(fēng)荷載計(jì)算時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，一般將建筑物各個(gè)表面的風(fēng)壓看成是均勻分布的。 風(fēng)荷載體型系數(shù)與高層建筑的體型、平面尺寸等有關(guān)。 各種體型的風(fēng)荷載體型系數(shù)見書P50.S1063.6.6 風(fēng)振系數(shù) 空氣在流動(dòng)時(shí)，風(fēng)速、風(fēng)向都在不停地改變。建筑物所受到的風(fēng)荷

52、載是不斷波動(dòng)的。風(fēng)壓的波動(dòng)周期一般較長(zhǎng)，對(duì)一般建筑物影響不大，可以按靜載來對(duì)待。但是，對(duì)于高度較大或剛度相對(duì)較小的高層建筑來講，就不能忽視風(fēng)壓的動(dòng)力效應(yīng)。在設(shè)計(jì)中，用風(fēng)振系數(shù)來考慮。Z107 對(duì)高度大剛度小的高層波動(dòng)逢會(huì)產(chǎn)生不可忽略的動(dòng)力變流（使建筑物在風(fēng)壓造成的側(cè)移附近振動(dòng)）,設(shè)計(jì)中采用加大風(fēng)載來來考慮這個(gè)動(dòng)力效應(yīng)，乘 ，對(duì)高度30M且高寬比1.5的高層及其基本自振周期0.25秒的高聳取 =1.0,對(duì)高度30M且高寬比 1.5的高層構(gòu)架、塔架、煙囪等高聳取 Z高處: 其中： 為脈動(dòng)增大系數(shù)，見表3.13（p53); 為脈動(dòng)影響系數(shù)，可查表3.14（p53); 為振型系數(shù)，由結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算確定，

53、可僅考慮受 方向基本振型，當(dāng)質(zhì)量與剛度沿高比較均勻時(shí)， 也可根據(jù)相對(duì)高度Z/H按荷載規(guī)范附錄F確定.zzzzz1z1083.73.7地震作用地震作用3.7.13.7.1地震的基本知識(shí)地震的基本知識(shí) 地震：地球在不停地運(yùn)動(dòng)，深部巖石的應(yīng)變超過容許值，巖層將發(fā)生斷裂、錯(cuò)動(dòng)和碰撞，從而引發(fā)地面振動(dòng)。 按成因分類：地震分為天然地震和人工地震兩大類。天然地震主要是構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震等。人工地震是指工業(yè)爆破、地下核爆炸造成的振動(dòng)，高壓注水以及大水庫(kù)蓄水也會(huì)誘發(fā)地震。其中90%以上的地震為構(gòu)造地震。109地震災(zāi)害實(shí)例地震災(zāi)害實(shí)例 1976年7月28日 唐山大地震，在唐山（烈度達(dá)10度）、天津（8度

54、）、北京（6度）的高層建筑發(fā)生了嚴(yán)重的震害。 2008年5月2日14時(shí)28分據(jù)國(guó)家地震臺(tái)網(wǎng)重新核定，北京京時(shí)間5月12日日14時(shí)28分，在四川汶川縣（北緯31度，東經(jīng)103.4度)發(fā)生的地震震級(jí)為8.0級(jí)。 2010年4月14日4月14日7時(shí)49分40秒，青海省玉樹藏族自治州玉樹縣發(fā)生7.1級(jí)地震，震源深度14千米。震中位于縣城附近（緯度(33.1N)經(jīng)度(96.6E) ） ，其后發(fā)生一千多次余震，導(dǎo)致2698人遇難，270人失蹤。 110震源：地殼深處巖層發(fā)生斷裂、錯(cuò)動(dòng)和碰撞的地方。震中：震源正上方的地面。震中距：地面上某點(diǎn)至震中的距離，震中距愈遠(yuǎn)，所遭受的 地震破壞愈小。地震波：地震以波的

55、形式向四周傳播。 縱波（P波） 體波 地震波 橫波（S波） 面波（L波）對(duì)建筑物的影響較大。111 震級(jí)：衡量地震釋放能量的等級(jí)，用符號(hào)M表示。M=lgA M5的地震稱為破壞地震；M7的地震稱為強(qiáng)震或大地震；M8的地震稱為特大地震。 地震烈度：地震時(shí)在一定地點(diǎn)震動(dòng)的強(qiáng)烈程度。中國(guó)地震烈度表將地震烈度分為12度，中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖給出了全國(guó)各地地震基本烈度取值。112地震作用的特點(diǎn)地震作用的特點(diǎn) 地震波傳播產(chǎn)生地面運(yùn)動(dòng)，通過基礎(chǔ)影響上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的振動(dòng)稱為結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，包括加速度、速度和位移反應(yīng)。 大多數(shù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算主要考慮水平地震作用，原因如下： 地面水平振動(dòng)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生移動(dòng)和擺動(dòng)； 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)

56、使結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)，其對(duì)房屋破壞性很大，但目前尚無法計(jì)算，主要采用概念設(shè)計(jì)方法加大結(jié)構(gòu)的抵抗能力，以減少房屋破壞程度； 地面豎向振動(dòng)只在震中附近的高烈度區(qū)影響房屋結(jié)構(gòu)。113 地面運(yùn)動(dòng)的特性可以用三個(gè)特征量來描述：強(qiáng)度（由振幅值大小表示）、頻譜和持續(xù)時(shí)間。 強(qiáng)度、頻譜和持續(xù)時(shí)間也被稱為地震動(dòng)三要素，其原因是： 如果地震的加速度或速度幅值很大，但地震時(shí)間短，建筑的破壞可能不大; 如果地面運(yùn)動(dòng)的加速度或速度幅值不太大，但地震波的卓越周期（頻譜分析中能量占主導(dǎo)地位的頻率成分）與結(jié)構(gòu)物基本周期接近，或者振動(dòng)時(shí)間很長(zhǎng)，其將對(duì)建筑物造成嚴(yán)重影響114 建筑本身的動(dòng)力特性對(duì)建筑物是否破壞和破壞程度也很大的影響。 （

57、建筑物動(dòng)力特性是指建筑物的自振周期、振型和阻尼，它們與建筑的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的剛度有關(guān)。） 質(zhì)量大、剛度大、周期短的建筑物在地震作用下的慣性力較大； 剛度小、周期長(zhǎng)的建筑物位移較大，但慣性力較??； 當(dāng)?shù)卣鸩ǖ闹芷谂c建筑物自振周期相近時(shí)，會(huì)引起類共振，結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)加劇。115房屋破壞的直接原因房屋破壞的直接原因: 地震引起的山崩、滑坡、地陷、地面裂縫或錯(cuò)位 等地面變形，對(duì)上部建筑物的直接危害。 地震引起的砂土液化，軟土震陷等地基失效，對(duì)上部建筑物的破壞。 建筑物在地面激發(fā)下產(chǎn)生劇烈震動(dòng)過程中因結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足、 過大變形、連接破壞，結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或整體傾覆而破壞。 116震害規(guī)律震害規(guī)律房屋體形方面： L形等

58、復(fù)雜平面房屋破壞率顯著增高；有大地盤的高層建筑群房頂面與主樓相接處，樓板面積突然減小的樓層破壞程度加重 屋高寬比值較大且上面各層剛度很大的高層建筑底層框架柱因地震傾覆力矩引起的巨大壓力而發(fā)生剪壓破壞； 防震縫處多因縫的寬度太小而發(fā)生碰撞。117結(jié)構(gòu)體系方面結(jié)構(gòu)體系方面 相對(duì)框架體系而言，采用“框墻體系”（框剪體系）的房屋破壞程度輕，特別有利于保護(hù)填充墻和裝飾免遭破壞。 采用“填充墻框架”體系的房屋，在鋼筋混凝土框架平面內(nèi)嵌砌磚填充墻時(shí)，柱上部易發(fā)生剪切破壞，外墻框架柱在窗洞處因受窗下墻的約束而發(fā)生短柱型剪切破壞。 采用“鋼筋混凝土板柱體系”的房屋，或因樓板沖切破壞，或因樓層側(cè)移過大柱頂、柱腳破

59、壞，各層樓板墜落，重疊在地面上。 采用“框托墻”體系（框支剪力墻）的房屋，相對(duì)柔弱的底層，破壞程度十分嚴(yán)重。118剛度分布方面剛度分布方面 采用L形、三角形等不對(duì)稱平面的建筑，地震時(shí)發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞而使震害加重； 矩形平面建筑，電梯間豎筒等抗側(cè)力構(gòu)件布置存在偏心時(shí)，同樣因扭轉(zhuǎn)而使震害加重。 119構(gòu)件形式方面構(gòu)件形式方面 鋼筋混凝土多肢剪力墻的窗下墻（連梁）常發(fā)生斜向裂縫或交叉裂縫。 在框架結(jié)構(gòu)中，絕大多數(shù)情況下，柱的破壞程度重于梁的板。 鋼筋混凝土框架，如在同一樓層中出現(xiàn)長(zhǎng)、短柱并用的情況，短柱破壞嚴(yán)重。 配筋螺旋箍的鋼筋混凝土柱，當(dāng)層間位移角達(dá)到很大數(shù)值時(shí)，核心混凝土依然保持完好，依然具有較大

60、的豎向承載力；對(duì)于配制方形箍的鋼筋混凝土柱，箍筋繃開，核心混凝土破碎脫落。120 3.72 高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防基本烈度：該地區(qū)在未來一定時(shí)期內(nèi)（如50年）在一般場(chǎng)地 條件下可能遭遇的最大地震烈度。一般采用建筑物所在地區(qū)的基本烈度。對(duì)于重要和特別重要的建筑加以調(diào)整。建筑根據(jù)其使用功能的重要性分為：甲類建筑重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑乙類建筑地震時(shí)使用功能不能中斷或需要盡快恢復(fù)的建筑丙類建筑除甲、乙、丁類以外的一般建筑丁類建筑抗震次要的建筑121設(shè)防烈度的取值設(shè)防烈度的取值 除甲類外，其他建筑取本地區(qū)基本烈度作為計(jì)算設(shè)防烈度。 確定建筑的抗震構(gòu)造措施時(shí)，除甲類有特殊的規(guī)定外，