湖南大學(xué)-高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件

高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures吳方伯伯教教授授電話：-mail：wfbprof@163.com湖南大大學(xué)土土木工工程學(xué)學(xué)院Page2高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures緒論一、本本課程程講授授的主主要內(nèi)內(nèi)容高層建建筑的的一般般知識(shí)識(shí)高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的的體系系與布布置高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的的荷載載與設(shè)設(shè)計(jì)要要求框架結(jié)結(jié)構(gòu)的的計(jì)算算剪力墻墻的計(jì)計(jì)算框架—剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)的內(nèi)內(nèi)力和和位移移計(jì)算算扭轉(zhuǎn)近近似計(jì)計(jì)算Page3高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures二、本本課程程的學(xué)學(xué)習(xí)重重點(diǎn)以現(xiàn)行行鋼筋筋混凝凝土高高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范、、規(guī)程程為重重點(diǎn)，，介紹紹高層層鋼筋筋混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的的設(shè)計(jì)計(jì)原理理與方方法;能夠進(jìn)進(jìn)行高高層鋼鋼筋混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)，特特別是是高層層框架架結(jié)構(gòu)構(gòu)、高高層剪剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)和高高層框框架—剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)的設(shè)設(shè)計(jì)。。Page4高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures三、本本課程程的學(xué)學(xué)習(xí)方方式課堂講講授與與自學(xué)學(xué)相結(jié)結(jié)合．．講課與與作業(yè)業(yè)相結(jié)結(jié)合．．四、主主要參參考文文獻(xiàn)1.建筑結(jié)結(jié)構(gòu)荷荷載規(guī)規(guī)范（（GB50009-2012）2.高層建建筑混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)技術(shù)術(shù)規(guī)程程(JGJ3-2010)3.建筑抗抗震設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范(GB50011-2010)4.混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范范（GB50010-2010）5.現(xiàn)行地地基與與樁基基設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范范6.趙西安安，《現(xiàn)代高高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)》，1999年7.沈蒲生生，《高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)》，20068.傅學(xué)怡怡，《實(shí)用高高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)》，2010年P(guān)age5高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures第一章章高高層層建筑筑的一一般知知識(shí)Page6高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingstructures一、高層層建筑筑的定定義（世界各各國(guó)無(wú)無(wú)統(tǒng)一一的定定義））表1-1一部分分國(guó)家家和組組織對(duì)對(duì)高層層建筑筑起始始高度度的規(guī)規(guī)定國(guó)家和組織名稱高層建筑起始高度聯(lián)合國(guó)≥9層，分為四類：第一類：9~16層（最高50m）；第二類：17~25層（最高75m）；第三類：26~40層（最高100m）；第四類：40層以上（高度在100m以上，為超高層建筑）。前蘇聯(lián)住宅在10層及10層以上，其它建筑為7層及7層以上美國(guó)22~25m，或7層以上法國(guó)住宅為8層及8層以上，或≥31m英國(guó)24.3m日本11層，31m德國(guó)≥22m（從室內(nèi)地面起）比利時(shí)25m（從室內(nèi)地面起）我國(guó)《防火規(guī)范》GBK45-82：≥10層或≥24m《民用建筑設(shè)計(jì)通則》JGJ37-87：同上面?！陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010：≥10層，或≥28m住宅。高度等于和大于100m的建筑為超高層建筑。Page7高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingstructures二、發(fā)展展高層層建筑筑的意意義圖1-1世界人人口變變化圖圖節(jié)約用用地節(jié)省城城市基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)施費(fèi)費(fèi)用改善城城市市市容Page8高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingstructures金茂大大廈JinmaoBuilding【竣工日日期】：1999年3月18日【占地面面積】：2.3公頃【建筑面面積】：29萬(wàn)平方方米【建筑層層數(shù)】：地上上88層，地下3層【建筑高高度】：420.5米【結(jié)構(gòu)形形式】：鋼筋筋混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)三、典型工工程（（已建建成））Page9高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingstructures上海環(huán)環(huán)球金金融中中心ShanghaiWorldFinancialCenter【竣工日日期】：2008年8月29日【用地面面積】：30,000m2【占地面面積】：14,400m2【建筑面面積】：381,600m2【建筑層層數(shù)】：地地上101層、地下3層【建筑高高度】：492米【結(jié)構(gòu)形形式】：鋼鋼筋混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)（SRC結(jié)構(gòu)））、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)（S結(jié)構(gòu)））Page10高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingstructures臺(tái)北101TAIPEI101【竣工日期期】：2003年10月。【建筑層層數(shù)】：地上上101層、地下5層。?！窘ㄖ吒叨取浚?08米?！窘Y(jié)構(gòu)形形式】：鋼筋筋混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)新型的的巨型型結(jié)構(gòu)構(gòu)Page11高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingstructures吉隆坡坡石油油雙塔塔ThePetronasTwinTowers【開(kāi)工時(shí)時(shí)間】：1993年12月27日【竣工時(shí)時(shí)間】：1996年2月13日【占地面面積】：40公頃【建筑面面積】：28.95萬(wàn)平方方米【建筑高高度】：452米【建筑層層數(shù)】：88層Page12高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingstructures廣州塔塔（小蠻蠻腰））CantonTower【竣工時(shí)時(shí)間】：2009年9月【占地面面積】：17.546萬(wàn)平方方米【建筑面面積】：11.4054萬(wàn)平方方米【建筑高高度】：塔身身主體體454米，天線桅桅桿156米，總高度度610米?！窘ㄖ訉訑?shù)】：108層，最細(xì)處處在66層【結(jié)構(gòu)形形式】：鋼筋筋混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)Page13高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingstructures迪拜塔塔BurjDubai【開(kāi)工時(shí)時(shí)間】：2004年9月21日【竣工時(shí)時(shí)間】：2010年1月4日【建筑面面積】：344,000萬(wàn)平方方米【建筑高高度】：總高高度828米。當(dāng)前世界第第一高高樓?！窘ㄖ訉訑?shù)】：162層【結(jié)構(gòu)形形式】：鋼筋筋混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)Page14高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingstructures四、典型工工程（（未建建成））上海中中心大大廈ShanghaiCenterTower【開(kāi)工時(shí)時(shí)間】：2008年11月29日【竣工時(shí)時(shí)間】：2015年投入入使用用【建筑高高度】：結(jié)構(gòu)構(gòu)高度度580米總高度度632米【建筑層層數(shù)】：127層【結(jié)構(gòu)形形式】：鋼筋筋混凝凝土核心筒筒-外框架架結(jié)構(gòu)Page15高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingstructures深圳證證券交交易所所營(yíng)運(yùn)運(yùn)中心心ShenzhenInternationalTradeCenter深圳證證券交交易所所營(yíng)運(yùn)運(yùn)中心心營(yíng)運(yùn)運(yùn)中心心占地地面積積3.91萬(wàn)平方方米，，建筑筑總高高度245.8米，建建設(shè)規(guī)規(guī)模約約26.7萬(wàn)平方方米，，其中中地上上部分分約為為18.3萬(wàn)平方方米，，地下下部分分約為為8.4萬(wàn)平方方米。。深圳證證券交交易所所營(yíng)運(yùn)運(yùn)中心心營(yíng)運(yùn)運(yùn)中心心大樓樓外觀觀為立立柱形形，大大廈底底座被被抬升升至30多米形成一一個(gè)巨巨大的的“漂漂浮平平臺(tái)””，平平臺(tái)的的“腰腰部””由一一條鮮鮮亮的的紅色色光帶帶“纏纏繞””，整整體造造型猶猶如一一個(gè)漂漂亮的的燭臺(tái)臺(tái)。Page16高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingstructures深圳平平安國(guó)國(guó)際金金融中中心PingAnInternationalFinanceCenter“平安安國(guó)際際金融融中心心”共共115層，1～8層為裙裙房，，用作作商業(yè)業(yè)，8～115層是辦辦公區(qū)區(qū)。帶外伸伸臂的的混合合結(jié)構(gòu)構(gòu)。本工工程于于2011年11月15日動(dòng)工工，工工期4～5年，計(jì)計(jì)劃于于2016年3月竣工工。設(shè)計(jì)高高度為為塔頂頂646米，屋面面588米，該中中心將將成為為深圳圳市標(biāo)標(biāo)志性性建筑筑物。。Page17高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingstructures九龍倉(cāng)倉(cāng)長(zhǎng)沙沙國(guó)際際金融融中心心ChangshaInternationalFinanceCenter“九龍龍倉(cāng)””位于于長(zhǎng)沙沙市五五一商商圈和和中央央商務(wù)務(wù)核心心區(qū)。。最高塔塔樓設(shè)設(shè)計(jì)高高度510米，建成成后將將成為為湖南第第一高高樓，長(zhǎng)沙沙市的的新地地標(biāo)。。項(xiàng)目目計(jì)劃劃于2016年全部部建成成。Page18高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures第二章章結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系及布布置Page19高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures§2-1引言一、高高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的的受力力特點(diǎn)點(diǎn)當(dāng)建筑筑物高高度增增加時(shí)時(shí)，水水平荷荷載（（風(fēng)荷荷載及及地震震作用用）對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)起的的作用用將愈愈來(lái)愈愈大。。除了了結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)力力將明明顯加加大外外，結(jié)結(jié)構(gòu)側(cè)側(cè)向位位移增增加更更快。。圖2-1是結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)力力（N，M）、位位移（（△）與高高度的的關(guān)系系，彎彎矩和和位移移都成成指數(shù)數(shù)曲線線上升升。內(nèi)力或位移△=f(H4)M=f(H2)N=f(H)H圖2-1結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)力、、位移移與高高度的的關(guān)系系Page20二、高高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)的的一般般規(guī)定定高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)應(yīng)應(yīng)注重重概念設(shè)設(shè)計(jì)，重視視結(jié)構(gòu)構(gòu)選型型與平平、立立面布布置的的規(guī)則性性，擇優(yōu)優(yōu)選用用抗震震和抗抗風(fēng)好好且經(jīng)經(jīng)濟(jì)的的結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系，加加強(qiáng)構(gòu)構(gòu)造措措施。。在抗抗震設(shè)設(shè)計(jì)中中，應(yīng)應(yīng)保證證結(jié)構(gòu)構(gòu)的整整體性性能，，使整整個(gè)結(jié)結(jié)構(gòu)具具有必必要的的承載載力、、剛度度和延延性。。結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)滿滿足下下列規(guī)規(guī)定：：應(yīng)具有有必要要的承承載力力、剛剛度和和變形形能力力；應(yīng)避免因因局部破破壞而導(dǎo)導(dǎo)致整個(gè)個(gè)結(jié)構(gòu)破破壞；對(duì)可能的的薄弱部部位要采采取加強(qiáng)強(qiáng)措施；；結(jié)構(gòu)選型型與布置置合理，，避免局局部突變變和扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)；宜具有多多道抗震震防線。。高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructuresPage21三、高層層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)體系系多層和高高層建筑筑抗側(cè)力力體系在在不斷的的發(fā)展和和改進(jìn)，，建筑高高度也不不斷增高高。現(xiàn)在，多多層和高高層建筑筑結(jié)構(gòu)體體系大約約可分為為四大類類型：框架結(jié)構(gòu)構(gòu)；剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)；框架剪力力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)；筒體結(jié)構(gòu)構(gòu)。各有不同同的適用用的高度度和優(yōu)缺缺點(diǎn)。高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructuresPage22§2-2常用結(jié)構(gòu)構(gòu)體系框架、剪剪力墻、、框架-剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)體系系是多層層及高層層建筑中中傳統(tǒng)的的、廣為為應(yīng)用的的抗側(cè)力力體系；；在高度較較大的高高層建筑筑中，利利用結(jié)構(gòu)構(gòu)空間作作用，又又發(fā)展了了：框架架-筒體結(jié)構(gòu)構(gòu)、框筒筒結(jié)構(gòu)、、筒中筒筒結(jié)構(gòu)及及多筒結(jié)結(jié)構(gòu)等多多種抗側(cè)側(cè)力很好好的結(jié)構(gòu)構(gòu)體系。。高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructuresPage23一、框架架結(jié)構(gòu)——梁、柱、、板構(gòu)成成當(dāng)采用梁梁、柱組組成的結(jié)結(jié)構(gòu)體系系作為建建筑豎向向承重結(jié)結(jié)構(gòu)，并并同承受受水平荷荷載時(shí)，，稱其為為框架結(jié)結(jié)構(gòu)體系系。1、結(jié)構(gòu)特特點(diǎn)：建筑平面面布置靈靈活；可形成大大空間；；施工簡(jiǎn)便便，較經(jīng)經(jīng)濟(jì)；抗側(cè)剛度度小，側(cè)側(cè)移大；；對(duì)支座不不均勻沉沉降敏感感；宜用于15層以下，，最大適適用高高度70m。圖2-2框架結(jié)構(gòu)構(gòu)示例高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructuresPage242、類別:①整體式框框架——整體現(xiàn)澆澆；②裝配式式框架——構(gòu)件預(yù)制制；③裝配整整體式框框架——部分現(xiàn)澆澆、部分分預(yù)制（（采用疊疊合梁））。3、承重分分類：①橫向框框架承重重；②縱向框框架承重重；③縱橫向向框架承承重。高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructuresPage25二、剪力力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)——剪力墻、、梁、板板構(gòu)成利用建筑筑物的墻墻體作為為豎向承承重和抵抵抗側(cè)力力的結(jié)構(gòu)構(gòu)，稱為為剪力墻墻結(jié)構(gòu)體體系。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)：抗側(cè)剛度度大；整體性、、抗震性性好；平面布置置不靈活活。最大適用用高度150-180m。高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures圖2-3剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)示例例Page26高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures三、框架架-剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)：剪力墻承承受大部部分水平平荷載，，框架主要要承受豎豎向荷載載。一般用于于140-170m。圖2-4框架-剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)示例例Page27高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures四、筒體體結(jié)構(gòu)1、框架-核心筒結(jié)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)：類似框架架-剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)。最大適用用高度160-220m。圖2-5框架-核心筒結(jié)構(gòu)示例例Page28高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures2、筒中筒筒結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)：剛度大、、空間整整體性好好。最大適用用高度200-300m。圖2-6筒中筒結(jié)構(gòu)示例例Page29高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures3、多筒體體結(jié)構(gòu)圖2-7多筒體結(jié)構(gòu)示例例當(dāng)建筑物物高度大大，受到到的水平平荷載較較大，筒筒中筒結(jié)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)強(qiáng)度和剛剛度不能能滿足要要求時(shí)，，可以采采用多重重筒結(jié)構(gòu)構(gòu)。即：在建建筑平面面內(nèi)也布布置多個(gè)個(gè)筒體，，形成如如圖2-7所示的多多筒體結(jié)結(jié)構(gòu)。Page30高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures五、其他他結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)：分兩級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)，第第二級(jí)為為一般框框架，只只承受豎豎向荷載載，并將將其傳遞遞給第一一級(jí)。第第一級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)承受受全部水水平荷載載和豎向向荷載。。適用于超超高層建建筑。圖2-8新的豎向向承重結(jié)結(jié)構(gòu)體系系巨型框架架結(jié)構(gòu)、、巨型桁桁架結(jié)構(gòu)構(gòu)、懸掛掛結(jié)構(gòu)等等。Page31高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures§2-3結(jié)構(gòu)布置置1、柱網(wǎng)、、層高按按300mm進(jìn)級(jí)，一一般3m、3.3m、3.6m、3.9m、4.2m等。2、主體結(jié)結(jié)構(gòu)不應(yīng)應(yīng)采用鉸鉸接。3、抗震不不宜采用用單跨框框架。4、填充墻墻宜用輕輕質(zhì)墻，，抗震設(shè)設(shè)計(jì)如采采用砌體體填充墻墻應(yīng)符合合如下要要求:（1）上、下下層剛度度不宜變變化過(guò)大大;（2）減小抗抗側(cè)移剛剛度偏心心；（3）避免形形成短柱柱。5、抗震不不應(yīng)采用用砌體墻墻與框架架梁混合合承重。。6、抗震框框架結(jié)構(gòu)構(gòu)少量剪剪力墻位位置產(chǎn)生生較大剛剛度偏心心時(shí)，宜宜將剪力力墻減薄，開(kāi)豎豎縫等措措施減小小剪力墻墻的作用用。一、框架架結(jié)構(gòu)Page32高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures1、非抗震震時(shí)宜雙雙向布置置剪力墻墻，抗震震時(shí)避免免單向布布置剪力力墻，抗抗側(cè)移剛度不宜宜過(guò)大。。2、不應(yīng)采采用全短短肢剪力力墻（h/b≤≤8）結(jié)構(gòu)，其其中，h為剪力墻墻墻肢截截面高度，b為剪力墻墻墻肢截截面厚度度。3、剪力墻墻門窗洞洞口宜上上下對(duì)齊齊，成列列布置，，形成明明確的墻墻肢和連連梁。4、H/B應(yīng)大于2，防止地地震力太太大和受受剪破壞壞，其中中，H為剪力墻墻高度，B為剪力墻墻寬度。。二、剪力力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)Page33高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures1、剪力墻墻布置力力求對(duì)稱稱、均勻勻。2、各層剛剛度中心心位置力力求一致致。3、剪力墻墻盡可能能離開(kāi)房房屋重心心，提高高抗扭能能力。4、沿高度度剛度不不宜發(fā)生生突變，，避免產(chǎn)產(chǎn)生局部部擺動(dòng)。。5、盡可能能增加剪剪力墻承承擔(dān)的豎豎向荷載載，從而而可以減減少鋼筋筋的用量量。6、每道剪剪力墻承承擔(dān)的水水平剪力力不宜超超過(guò)總水水平剪力力的40%。三、框架架—剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)Page34高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures§2-4變形縫的的設(shè)置1、伸縮縫縫減小溫度度變化和和混凝土土收縮對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)的的影響而而設(shè)置的的縫，縫縫寬t≥5cm。表2-1伸縮縫最最大間距距結(jié)構(gòu)體系施工方法最大間距（m）框架結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆55剪力墻結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆45采用后澆澆帶可適適當(dāng)放寬寬伸縮縫縫間距：：后澆帶帶每30~40m一道，帶帶寬800~1000mm；鋼筋采采用搭接接，宜在在2個(gè)月后澆澆筑。Page35高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures3、防震縫縫避免地震震附加力力對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)的影響響而設(shè)置置的縫，，縫寬按按規(guī)范要要求設(shè)置置。防震縫最最小縫寬寬應(yīng)符合合下列規(guī)規(guī)定：（1）框架房房屋，高高度不超超過(guò)15m的部分，，可取70mm；高度超超過(guò)15m的部分，，6度、7度、8度、9度相應(yīng)每每增加5m、4m、3m、2m，宜加寬寬20mm。（2）框架-剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)房屋屋可按第第一項(xiàng)規(guī)規(guī)定的70%采用，剪剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)房屋屋可按第第一項(xiàng)規(guī)規(guī)定的50%采用，但但二者均均不宜小小于70mm。2、沉降縫縫避免不均均勻沉降降對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)的影響響而設(shè)置置的縫，，縫寬t≥5cm。沉降縫不不但上部部結(jié)構(gòu)要要斷開(kāi)，，基礎(chǔ)也也要斷開(kāi)開(kāi)。Page36高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures§2-5結(jié)構(gòu)高寬寬比控制制結(jié)構(gòu)高寬寬比應(yīng)控控制在相相應(yīng)的范范圍內(nèi)，，保證抗抗側(cè)移剛剛度和抗抗傾覆能能力。表2-2A級(jí)高度鋼鋼筋混凝凝土高層層建筑適適用的最最大高寬寬比結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度6度、7度8度9度框架、板柱-剪力墻5432框架-剪力墻5543剪力墻6654筒中筒、框架-核心筒6654Page37高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures§2-6結(jié)構(gòu)平面面和豎向向布置原原則二、豎向向布置體型規(guī)則則、均勻勻、避免免過(guò)大的的外挑和和內(nèi)收；；側(cè)移剛剛度下大大上小，，逐漸均均勻變化化。一、平面面布置結(jié)構(gòu)平面面應(yīng)盡量量設(shè)計(jì)成成規(guī)則、、對(duì)稱而而簡(jiǎn)單的的平面形形狀，盡盡量減少少因形狀狀不規(guī)則則產(chǎn)生結(jié)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的可能能性。Page38高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures§2-7樓蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)1、房屋高高度超過(guò)過(guò)50m時(shí)宜采用用現(xiàn)澆樓樓蓋；2、高度不不超過(guò)50m時(shí)，8、9度抗震設(shè)設(shè)計(jì)的框框架-剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)宜采采用現(xiàn)澆澆樓蓋，，6、7度抗震設(shè)設(shè)計(jì)的框框架或剪剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)可采采用裝配配式樓蓋蓋。3、樓蓋結(jié)結(jié)構(gòu)型式式：普通通肋形樓樓蓋、無(wú)無(wú)梁樓蓋蓋、組合合式樓蓋蓋等。Page39高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures§2-8高層建筑筑的地基基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)高層建筑筑地基基基礎(chǔ)的設(shè)設(shè)計(jì)應(yīng)該該因地制宜宜，主要取取決于具具體工程程及所在在地的工工程地質(zhì)質(zhì)狀況和和施工條條件。一、具有有共性的的三個(gè)必必須遵循循的設(shè)計(jì)計(jì)原則：：1、適宜的的地基（（樁基））剛度，，保證高高層建筑筑的穩(wěn)定定和嵌固固；2、地基（（樁基））的承載載力控制制，避免免高層建建筑在重重力荷載載、水平平荷載等等作用下下發(fā)生地地基破壞壞（主要要是剪切切破壞））。3、重力荷荷載合力力中心與與基礎(chǔ)（（樁基））平面形形心的重重合，保保證高層層建筑的的穩(wěn)定和和抗傾覆覆。Page40高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures二、基礎(chǔ)礎(chǔ)型式及及選擇1、柱下獨(dú)獨(dú)立基礎(chǔ)礎(chǔ)適用：層數(shù)不不多、土土質(zhì)較好好的框架架結(jié)構(gòu)。。2、交叉梁梁基礎(chǔ)雙向?yàn)闂l條形基礎(chǔ)礎(chǔ)適用：層數(shù)不不多、層層數(shù)不多多、土質(zhì)質(zhì)一般的的框架、、剪力墻墻、框架架—剪力力墻結(jié)結(jié)構(gòu)。圖2-9交叉梁基基礎(chǔ)Page41高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures3、片筏基基礎(chǔ)適用：層數(shù)不不多土質(zhì)質(zhì)較弱或或?qū)訑?shù)較較多土質(zhì)質(zhì)較好時(shí)時(shí)用。圖2-10帶墩基的的片筏基基礎(chǔ)圖2-11梁板式片片筏基礎(chǔ)礎(chǔ)Page42高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures4、箱形基基礎(chǔ)適用：層數(shù)較較多、土土質(zhì)較弱弱的高層層建筑。。圖2-12箱形梁基基礎(chǔ)剖面面圖Page43高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures5、樁基礎(chǔ)礎(chǔ)適用：地基持持力層較較深時(shí)采采用。圖2-13樁基礎(chǔ)圖2-14樁筏基礎(chǔ)礎(chǔ)圖2-15樁箱基礎(chǔ)礎(chǔ)6、復(fù)合基基礎(chǔ)適用：層數(shù)較較多或土土質(zhì)較弱弱時(shí)采用用。Page44高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures第三章高高層層建筑的的荷載及及設(shè)計(jì)要要求Page45高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures高層建筑筑結(jié)構(gòu)主主要承受受豎向荷載載和水平荷載載。1）豎向荷載2）水平荷載恒荷載活荷載風(fēng)荷載地震作用與多層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)有所不不同，高高層建筑筑結(jié)構(gòu)：：1）豎向荷荷載效應(yīng)應(yīng)遠(yuǎn)大于于多層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)；2）水平荷荷載的影影響顯著著增加，，成為其其設(shè)計(jì)的的主要因因素；3）對(duì)高層層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)尚應(yīng)應(yīng)考慮豎豎向地震震的作用用。Page46高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures§3-1豎向荷載載二、樓面面活荷載載見(jiàn)表3-1一、恒載載為結(jié)構(gòu)自自重，裝裝飾層重重等。結(jié)構(gòu)自重重=構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)尺寸×材料單位位體積自自重Page47高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures表3-1民用建筑樓樓面均布活活荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值及其組組合值、頻遇值和準(zhǔn)準(zhǔn)永久值系系數(shù)項(xiàng)次類別標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)組合值系數(shù)

(ψc)頻遇值系數(shù)

(ψf)準(zhǔn)永久值系數(shù)

(ψq)1（1）住宅、宿舍、旅館、辦公室、醫(yī)院病房、托兒院、幼兒園（2）教室、實(shí)驗(yàn)室、閱覽室、會(huì)議室、醫(yī)院門診室2.00.40.52食堂、餐廳、一般資料檔案室0.53（1）禮堂、劇場(chǎng)、影院、有固定座位的看臺(tái)（2）公共洗衣房3.03.04（1）商店、展覽廳、車站、港口、機(jī)場(chǎng)大廳及其旅客等候室（2）無(wú)固定座位的看臺(tái)0.50.3Page48高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures項(xiàng)次類別標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)組合值系數(shù)(ψc)頻遇值系數(shù)(ψf)準(zhǔn)永久值系數(shù)(ψq)5（1）健身房、演出舞臺(tái)（2）舞廳4.04.06（1）書庫(kù)、檔案庫(kù)、貯藏室（2）密集柜書庫(kù)5.012.07通風(fēng)機(jī)房、電梯機(jī)房7.08汽車通道及停車庫(kù)：（1）單向板樓蓋（板跨不小于2m）

客車消防車（2）雙向板樓蓋和無(wú)梁樓蓋（柱網(wǎng)尺寸不小于6mx6m)

客車

消防車4.035.02.520.0Page49高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures項(xiàng)次類別標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)組合值系數(shù)

(ψc)頻遇值系數(shù)

(ψf)準(zhǔn)永久值系數(shù)

(ψq)9廚房（1）一般的（2）餐廳的2.04.010浴室、廁所、輿洗室：（1）第一項(xiàng)中的民用建筑（2）其他民用建筑2.00.511走廊、門廳、樓梯：（1）宿舍、旅館、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園、住宅（2）辦公樓、教室、餐廳，醫(yī)院門診部（3）消防疏散樓梯，其他民用建筑2.00.50.312陽(yáng)臺(tái)：（1）一般情況：（2）當(dāng)人群有可能密集時(shí)0.60.5Page50高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures四、雪荷載載式中：Sk——雪荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值；μr——屋面積雪分分布系數(shù)；；S0——基本雪壓。。三、屋面均均布活荷載載上人的平屋屋頂2.0kN/m2不上人的平平屋頂0.5kN/m2直升機(jī)的等等效均布荷荷載為5kN/m2長(zhǎng)沙：圖3-1屋面積雪分分布系數(shù)（3-1）Page51高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures§3-2風(fēng)荷載式中：——高度z處建筑物表表面單位面面積上的風(fēng)風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值值；——風(fēng)載體形系系數(shù)；——風(fēng)壓高度變變化系數(shù)；；——基本風(fēng)壓值值；——風(fēng)振系數(shù)。。（3-2）Page52高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures一、基本風(fēng)風(fēng)壓值長(zhǎng)沙：一般高層建建筑最大風(fēng)風(fēng)壓重現(xiàn)期期為50年年；特別重要或或?qū)︼L(fēng)荷載載比較敏感感的高層建建筑，按100年重重現(xiàn)期的風(fēng)風(fēng)壓值采用用。當(dāng)沒(méi)有有100年一遇的風(fēng)風(fēng)壓資料時(shí)時(shí)，也可近近似將50年一遇的基基本風(fēng)壓值值乘以增大大系數(shù)1.1采用。對(duì)風(fēng)荷載比比較敏感的的建筑（H＞60m）,承載力設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)應(yīng)按基基本風(fēng)壓的的1.1倍采用。Page53高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures二、風(fēng)壓高高度變化系系數(shù)風(fēng)壓高度系系數(shù)為某類類地表上空空高度處的的風(fēng)壓與基基本風(fēng)壓的的比值，該該系數(shù)取決決于地面粗糙程程度指數(shù)。地面粗糙度類別地面特征A近海海面、海島、海岸、沙灘B鄉(xiāng)村田野丘陵、房屋比較稀疏的中小城市和大城市郊區(qū)C房屋密集的城市市區(qū)D房屋較高密集的大城市市區(qū)表3-2地面粗糙度度分類Page54高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures表3-3風(fēng)壓高度變變化系數(shù)離地面或海平面高度(m)地面粗糙度類別ABCD5101520304050607080901001.091.281.421.521.671.791.891.972.031.001.0091.521.621.711.791.871.932.000.650.650.650.740.881.0081.361.431.500.510.510.510.510.510.600.690.770.840.910.981.04Page55高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures續(xù)表3-3離地面或海平面高度(m)地面粗糙度類別ABCD150200250300350400450500≥5002.462.642.782.912.912.912.912.912.912.252.462.632.772.912.912.912.912.911.792.032.242.432.602.762.912.912.911.331.581.812.022.222.402.582.742.91Page56高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures三、風(fēng)荷載載體型系數(shù)數(shù)風(fēng)荷載體型型系數(shù)主要要與建筑物物的體型和和尺度有關(guān)關(guān)，也與周周圍環(huán)境和和地面粗糙糙度有關(guān)。。一般采用用相似原理理，在邊界界層風(fēng)洞內(nèi)內(nèi)對(duì)擬建的的建筑物模模型進(jìn)行測(cè)測(cè)試。房屋和構(gòu)筑筑物與表中中的體型類類同時(shí)，可可按表規(guī)定取取用；房屋和構(gòu)筑筑物與表中中的體型類類不同時(shí)，，可參考有關(guān)資資料采用；房屋和構(gòu)筑筑物與表中中的體型類類不同且無(wú)無(wú)參考資料料可借鑒時(shí)時(shí)，宜由風(fēng)洞試試驗(yàn)確定；對(duì)重要且體體型復(fù)雜的的房屋和構(gòu)構(gòu)筑物，應(yīng)由風(fēng)洞試試驗(yàn)確定。《建筑結(jié)構(gòu)荷荷載規(guī)范》（GB50009-2012）表8.3.1列出39項(xiàng)不同類型型的建筑物物和各類結(jié)結(jié)構(gòu)的體型型系數(shù)，當(dāng)當(dāng)建筑物與與表中列出出的體型類類同時(shí)可參參考應(yīng)用。Page57高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures例：矩形截截面Page58高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures四、風(fēng)振系系數(shù)式中：g——峰值因子，，可取2.5；I10——10m高度名義湍湍流，對(duì)應(yīng)應(yīng)A、B、C和D類地面粗糙糙度，可分別取0.12、0.14、0.23和0.39；R——脈動(dòng)風(fēng)荷載載的共振分分量因子；Bz——脈動(dòng)風(fēng)荷載載的背景分分量因子。。Page59高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures注意：房屋高度大大于200m時(shí)，宜采用用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)來(lái)確定建建筑物的風(fēng)風(fēng)荷載；房屋高度大大于150m，有下列情情況之一時(shí)時(shí)，宜采用用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)來(lái)確定建建筑物的風(fēng)風(fēng)荷載：——平面形狀不不規(guī)則，立立面形狀復(fù)復(fù)雜；——立面開(kāi)洞或或連體建筑筑；——周圍地形和和環(huán)境較復(fù)復(fù)雜。五、風(fēng)洞試試驗(yàn)Page60高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures§3-3地震作用地震作用——由于地面運(yùn)運(yùn)動(dòng)引起房房屋的結(jié)構(gòu)構(gòu)反應(yīng)稱為為地震。我國(guó)是一個(gè)個(gè)多地震的的國(guó)家，地地震災(zāi)害的的面積占國(guó)國(guó)土面積的的一半以上上。660個(gè)城市中，，位于地震震區(qū)的占74.5%；118個(gè)百萬(wàn)以上上的大城市市中，有85.7%位于地震區(qū)區(qū)，2/3的基本烈度度為７度及及７度以上上。Page61高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures一、建筑抗抗震設(shè)防分分類和設(shè)防防標(biāo)準(zhǔn)分類建筑類型設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)甲類重大建筑、產(chǎn)生次生災(zāi)害建筑高于本地區(qū)設(shè)防烈度乙類不能中斷或需盡快恢復(fù)建筑計(jì)算按本地區(qū)設(shè)防烈度構(gòu)造高一度丙類一般建筑計(jì)算和構(gòu)造均按本地區(qū)設(shè)防烈度丁類次要建筑計(jì)算按本地區(qū)設(shè)防烈度構(gòu)造適當(dāng)降低表3-4Page62高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures二、三水準(zhǔn)準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)標(biāo)和兩階段段設(shè)計(jì)方法法目標(biāo)地震三個(gè)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)及要求結(jié)構(gòu)狀態(tài)50年超越概率與基本烈度的關(guān)系設(shè)計(jì)階段6度7度8度9度多遇地震（小震）眾值烈度（不壞或可不修）63%低一度半0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32第一階段：承載力驗(yàn)算。取第一水準(zhǔn)參數(shù)按彈性方法計(jì)算內(nèi)力與變形并配筋偶遇地震（中震）基本烈度（可修）10%基本烈度—0.230.450.90罕遇地震（大震）大震烈度（不倒）2%~3%高一度—0.50(0.72)0.90(1.20)1.40第二階段：變形驗(yàn)算注：括號(hào)內(nèi)內(nèi)數(shù)值分別別用于設(shè)計(jì)計(jì)基本地震震加速度為為0.15g和0.30g的地區(qū)表3-5Page63高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures圖3-2框架結(jié)構(gòu)破破壞程度與與房間側(cè)移的的對(duì)應(yīng)關(guān)系系圖3-3三個(gè)水準(zhǔn)烈烈度的頻率率和對(duì)應(yīng)關(guān)系系1.55度1度不倒可修不壞眾值烈度基本烈度大震烈度Page64高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures三、設(shè)計(jì)地地震分組分組的目的的：體現(xiàn)震震級(jí)于與震震中距的影影響。分組：分第第一組、第第二組和第第三組三個(gè)個(gè)組。湖南省縣級(jí)級(jí)及縣級(jí)以以上設(shè)防城城鎮(zhèn)，設(shè)計(jì)計(jì)地震分組組均為第一一組。Page65高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures四、特征周周期值（s）設(shè)計(jì)地震分組場(chǎng)地類別IIIIIIIV第一組第二組第三組0.250.300.350.350.400.450.450.550.650.650.750.90表3-6Page66高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures五、基本地地震加速度度抗震設(shè)防烈度6789基本地震加速度值0.05g

0.10g（0.15g）

0.20g（0.30g）0.40g表3-7湖南?。撼５率锌拐鹫鹪O(shè)防烈度度為7度，設(shè)計(jì)基基本地震加加速度值0.15g；岳陽(yáng)、岳陽(yáng)陽(yáng)縣、汨羅羅、湘陰、、臨澧、澧澧縣、津市市、桃源、、安鄉(xiāng)、漢漢壽抗震設(shè)設(shè)防烈度為為7度，設(shè)計(jì)基基本地震加加速度為0.10g;長(zhǎng)沙、益陽(yáng)陽(yáng)、張家界界等抗震設(shè)設(shè)防烈度為為6度，設(shè)計(jì)基基本地震加加速度為0.05g.Page67高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures六、設(shè)計(jì)反反映譜曲線線mk單質(zhì)點(diǎn)體系系運(yùn)動(dòng)方程程為：式中:m，c，k——質(zhì)量、阻尼尼系數(shù)和剛剛度系數(shù)；；,,——質(zhì)點(diǎn)的位移移、速度、、加速度；；——地面運(yùn)動(dòng)加加速度。圖3-4（3-3-1）Page68高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures如地面運(yùn)動(dòng)動(dòng)已已知，便便可求出質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的位移移、速度、、加速度反反應(yīng)，反應(yīng)應(yīng)的最大值值分別為，，，，。。有了質(zhì)點(diǎn)最最大加速度度反應(yīng)后后，由由牛頓定律律可得最大大慣性力為為：式中：m，G——單質(zhì)點(diǎn)體系系的質(zhì)量及及重量；g，k——重力加速度度及地震系系數(shù)；β——為動(dòng)力系數(shù)數(shù)；α——地震影響系系數(shù)（3-3-2）Page69高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures注：小于0時(shí)，取0；小于0.55時(shí)，取0.55。（3-3-3）（3-3-4）（3-3-5）圖3-5地震影響系系數(shù)曲線Page70高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures七、等效地地震荷載計(jì)計(jì)算方法1、水平地震震作用計(jì)算算（1）底部剪力力法：當(dāng)結(jié)構(gòu)高度度小于40m，沿高度方方向質(zhì)量及及剛度分布布比較的均均勻，并以以剪切變形形為主的高高層建筑，，可采用底底部剪力法法計(jì)算等效效地震荷載載。采用底部剪剪力法時(shí)，，各樓層可可僅取一個(gè)個(gè)自由度，，結(jié)構(gòu)的水水平地震作作用標(biāo)準(zhǔn)值值按下列公公式計(jì)算：：Page71高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures式中：

——相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值；

——結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，對(duì)單質(zhì)點(diǎn)體系應(yīng)取總重力荷載代表值的85%；

——頂部附加地震作用系數(shù)，多層鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)房屋可按表3-8采用，多層內(nèi)框架磚房可采用0.2，其他房屋可采用0。（3-3-6）（3-3-7）（3-3-8）圖3-6Page72高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures表3-8計(jì)算式0.00.35~0.55Page73高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures結(jié)構(gòu)基本自自振周期可可按下下式計(jì)算：：式中：

——計(jì)算結(jié)構(gòu)基本自振周期用的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移（m)，即假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值作為水平荷載算得的頂點(diǎn)位移；

——結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)。

框架結(jié)構(gòu)框剪結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)（3-3-9）Page74高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures求建筑的重重力荷載時(shí)時(shí)，各荷載載的組合值值系數(shù)按表表3-9采用。可變荷載種類組合值系數(shù)雪荷載0.5屋面積灰荷載0.5屋面活荷載不考慮按實(shí)際情況考慮的樓面活載1.0按等效均布荷載考慮的樓面活載藏書庫(kù)、檔案庫(kù)0.8其它民用建筑0.5吊車懸吊重力硬鉤吊車0.3軟鉤吊車不考慮表3-9Page75高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures(2)振型分解反反應(yīng)譜法①適應(yīng)范圍除除底部剪力力法以外的的所有建筑筑，宜采用用振型分解解法。②計(jì)算方法n個(gè)自由度體體系有n個(gè)基本振型型，如：圖3-7Page76高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructuresA.第j振型i質(zhì)點(diǎn)的水平平地震作用用的標(biāo)準(zhǔn)值值式中：——相應(yīng)于第j振型周期的的地震影影響系數(shù)；；——j振型i質(zhì)點(diǎn)的水平平相對(duì)位移移；——振型的參與與系數(shù)。（3-3-10）（3-3-11）Page77高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructuresB.水平地震作作用效應(yīng)（（內(nèi)力和位位移）計(jì)算算水平地震作作用效應(yīng)先先根據(jù)各振振型的地震震作用分別別計(jì)算，然然后再采采用平方方和的平方方根方法（（SRSS法）計(jì)算：：一般情況下下可只取前前2~3個(gè)振型，當(dāng)當(dāng)基本自振振周期大于于1.5秒或房屋高寬比大大于5時(shí)，振型個(gè)個(gè)數(shù)應(yīng)適當(dāng)當(dāng)增加。為計(jì)算各振振型所用用的自振周周期也應(yīng)應(yīng)按考考慮建筑結(jié)構(gòu)估估計(jì)水平地地震作用扭扭轉(zhuǎn)影響時(shí)時(shí)，應(yīng)按規(guī)規(guī)定計(jì)算其其地震作用和作用效效應(yīng)．（3-3-12）Page78高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures(3)時(shí)程分析法法反應(yīng)譜法的的缺陷：設(shè)計(jì)反應(yīng)譜譜主要依據(jù)據(jù)的是加速速度反應(yīng)譜譜，未反映映速度與位位移及持續(xù)續(xù)時(shí)間影響響。是建立在彈彈性動(dòng)力分分析的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，未考考慮彈塑性性性能的影影響。高層建筑是是多質(zhì)點(diǎn)體體系，而反反應(yīng)譜曲線線是從單質(zhì)質(zhì)點(diǎn)體系得得到的。反應(yīng)譜方法法得到的地地震過(guò)程中中的最大慣慣性力值，，不能得到到地震過(guò)程程中的變形形及破壞過(guò)過(guò)程，無(wú)法法確定某些些薄弱部位位的各種危危險(xiǎn)狀態(tài)。。Page79高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures注：特別不規(guī)則則的建筑、、甲類建筑筑和表3-10所列高度范范圍內(nèi)高層層建筑，應(yīng)應(yīng)采用時(shí)程程分析法進(jìn)進(jìn)行多遇地地震下的補(bǔ)補(bǔ)充計(jì)算，，可取多條條時(shí)程曲線線計(jì)算結(jié)果果的平均值值與振型分分解反應(yīng)譜譜法計(jì)算結(jié)結(jié)果的較大大值。表3-10烈度、場(chǎng)地類別房屋高度范圍（m）8度Ⅰ、Ⅱ類場(chǎng)地和7度>1008度Ⅲ、Ⅳ類場(chǎng)地>809度>60Page80高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures時(shí)程分析法又又稱直接動(dòng)力力法，解動(dòng)力力方程式多自由度體系系在地面運(yùn)動(dòng)動(dòng)作用下的振振動(dòng)方程式為為：（3-3-13）圖3-8Page81高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures注：采用時(shí)程分析析法計(jì)算時(shí)：：宜輸入本地區(qū)區(qū)在設(shè)防烈度度時(shí)記錄到的的地震波進(jìn)行行分析；當(dāng)缺缺少本地區(qū)達(dá)達(dá)設(shè)防烈度的的地震記錄時(shí)時(shí)，宜按烈度度、近震、遠(yuǎn)遠(yuǎn)震和場(chǎng)地類類別，選用不不少于二組的的實(shí)際地震記記錄和一組人人工模擬的加加速度時(shí)程曲曲線計(jì)算。彈性時(shí)程分析析時(shí)，每條時(shí)時(shí)程曲線求得得的底部剪力力不小于振型型分解反應(yīng)譜譜法求得的底底部剪力的65%時(shí)，至少應(yīng)按按80%取用．多條時(shí)時(shí)程曲線計(jì)算算所得結(jié)構(gòu)底底部剪力的平平均值不應(yīng)小小于振型分解解反應(yīng)譜法計(jì)計(jì)算結(jié)果的80%。Page82高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures2、豎向地震作作用計(jì)算（1）需進(jìn)行豎向向地震作用計(jì)計(jì)算的范圍：：9度設(shè)防時(shí);水平長(zhǎng)懸臂構(gòu)構(gòu)件和大跨度度結(jié)構(gòu)。（2）豎向地震作作用計(jì)算：結(jié)構(gòu)總豎向地地震計(jì)算的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值按下式式計(jì)算：圖3-9結(jié)構(gòu)豎向地震震作用計(jì)算圖圖形（3-3-14）Page83高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures質(zhì)點(diǎn)的豎向地地震作用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值：注：各樓層的的豎向地震作作用效應(yīng)按各各構(gòu)件承受的的重力荷載代代表值比例分配。式中：——結(jié)構(gòu)總豎向地地震作用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值；——豎向地震影響響系數(shù)的最大大值。（3-3-15）（3-3-16）（3-3-17）Page84高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures3、水平長(zhǎng)懸臂臂構(gòu)件和大跨跨度結(jié)構(gòu)豎向向地震作用水平長(zhǎng)懸臂構(gòu)構(gòu)件和大跨度度結(jié)構(gòu)考慮豎豎向地震作用用時(shí)，豎向地地震作用的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值在8度和9度設(shè)防時(shí)，可可分別取該結(jié)結(jié)構(gòu)及所承受受重力荷載代代表值的10%和20%進(jìn)行計(jì)算。設(shè)計(jì)基本地震震加速度為0.3g時(shí)，可取該結(jié)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件重重力荷載代表表值的15%。Page85高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures八、地震作用用考慮原則一般情況下，，應(yīng)允許在結(jié)結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸軸方向分別考考慮水平地震震作用計(jì)算，有斜斜交抗側(cè)力構(gòu)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，，當(dāng)相交角度度大于15°時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算各抗抗側(cè)力構(gòu)件方方向的水平地地震作用。質(zhì)量與剛度分分布明顯不對(duì)對(duì)稱、不均勻勻的結(jié)構(gòu)，應(yīng)應(yīng)計(jì)算雙向水水平地震作用下下的扭轉(zhuǎn)影響響；其它情況況，應(yīng)計(jì)算單單向水平地震震作用下的扭轉(zhuǎn)影響響；8度、9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)，高層建筑筑中的大跨度度和長(zhǎng)懸臂結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮豎向地震震作用；9度抗震設(shè)計(jì)設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)計(jì)算算豎向地震作作用。Page86高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures注：計(jì)算單向向地震作用時(shí)時(shí)應(yīng)考慮偶然然偏心的影響響。各層質(zhì)心心沿垂直于地地震作用方向向的偏移值可可按下式計(jì)算算：式中：——第i層質(zhì)心偏移值值(m)，各層質(zhì)心偏移移方向相同；；——第i層垂直于地震震作用方向的的建筑物總長(zhǎng)長(zhǎng)度(m).（3-3-18）Page87高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures§3-4荷載組合及設(shè)設(shè)計(jì)要求1、無(wú)地震作用用一、荷載組合式中——永久荷載分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)，一般般?。粚?duì)由永久荷載載效應(yīng)控制的的組合，??；；當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)有利時(shí)，，取——樓面活荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取=1.4；——風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)，取=1.4；——分別為樓面活荷載組合值系數(shù)和風(fēng)荷載組合值系數(shù);

當(dāng)永久荷載效應(yīng)起控制作用時(shí)分別取0.7和0.0；當(dāng)可變荷載效應(yīng)起控制作用時(shí)分別取1.0和0.6或0.7和1.0。（3-4-1）Page88高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures2、有地震作用用1.進(jìn)行承載力計(jì)計(jì)算時(shí)，分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)按表3-11取值。當(dāng)重力荷載效效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)承承載力有利時(shí)時(shí)，取，，風(fēng)荷載組合值值系數(shù)取2.進(jìn)行位移計(jì)算算時(shí)，全部分分項(xiàng)系數(shù)?。?-4-2）Page89高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures表3-11作用分項(xiàng)系數(shù)數(shù)所考慮的組合說(shuō)明考慮重力荷載及水平地震作用1.21.3——考慮重力荷載及豎向地震作用1.2—1.3—9度抗震設(shè)防時(shí)才考慮,但水平長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)8度、9度時(shí)考慮考慮重力荷載及兩向地震作用—9度抗震設(shè)防時(shí)才考慮,但水平長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)8度、9度時(shí)考慮考慮重力荷載、水平地震作用及風(fēng)荷載1.21.3—1.460m以上的高層建筑考慮考慮重力荷載、兩向地震作用及風(fēng)荷載1.460m以上的高層建筑,9度抗震設(shè)防時(shí)才考慮,但水平長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)8度、9度時(shí)考慮注：表中“—”號(hào)表示該項(xiàng)作作用不考慮。。Page90高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures1、承載力計(jì)算算公式二、設(shè)計(jì)要求非抗震抗震震式中——結(jié)構(gòu)重要性系系數(shù)；——作用效應(yīng)組合合設(shè)計(jì)值，按按非抗震與抗抗震兩種情況況分別采用；；——結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載載力設(shè)計(jì)值，，按非抗震與與抗震兩種情情況分別采用用；——承載力抗震調(diào)調(diào)整系數(shù)，按按表3-12采用。（3-4-3）（3-4-4）Page91高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures表3-12承載力抗震調(diào)調(diào)整系數(shù)構(gòu)件類別梁軸壓比<0.15的柱軸壓比>0.15的柱剪力墻各類構(gòu)件節(jié)點(diǎn)受力狀態(tài)受彎偏壓偏壓偏壓局部承壓受剪偏拉受剪0.750.750.800.851.00.850.85當(dāng)僅考慮豎向向地震作用組組合時(shí)，各類類結(jié)構(gòu)桿件的的承載力抗震震調(diào)整系數(shù)均均取為1。Page92高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures式中C——變形、裂縫等等限值。2、正常使用極極限狀態(tài)（3-4-5）Page93高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures3、位移驗(yàn)算和和舒適度要求求（1）層間位移要求結(jié)構(gòu)具有有足夠的剛度度，避免產(chǎn)生生過(guò)大的位移移影響結(jié)構(gòu)的的承載力、穩(wěn)穩(wěn)定性和使用用要求。限制層間位移移的主要目的的：保證主體結(jié)構(gòu)構(gòu)處于彈性狀狀態(tài)；保證填充墻、、隔墻完好。。（3-4-6）Page94高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures表3-13層間位移限值值結(jié)構(gòu)類型框架框-剪、框架-筒體、板柱-墻筒中筒、剪力墻①高度不大于150m的高層建筑，，不宜大于于表3-13限值。②高度等于或大大于250m的高層建筑，，不宜大于1/500。③高度在150m~250m之間的高層建建筑，按上述述限值插值。。Page95高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures（2）舒適度要求求頂點(diǎn)最大加速速度表3-14頂點(diǎn)最大加速速度限值房屋用途頂點(diǎn)組大加速度（m/s2）住宅、公寓0.15辦公0.25（3-4-7）Page96高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures第四章框框架結(jié)構(gòu)計(jì)算算Page97高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures本章主要內(nèi)容容4.1近似計(jì)算法4.2矩陣位移法計(jì)計(jì)算Page98高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures§4-1近似計(jì)算法一、分層法假定：1、不考慮側(cè)移移影響；2、不考慮上、、下層荷載的的相互影響；；3、假定上、下下柱遠(yuǎn)端為固固端，柱子線線剛度取0.9i，傳遞系數(shù)取取1/3,底層取1/2。圖5-1圖4-1計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算時(shí)梁上活活載可滿布，，但跨中彎矩矩乘以1.1~1.2的系數(shù)。Page99高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures二、D值法1、D值法要解決的的問(wèn)題反彎點(diǎn)位置；；柱中剪力分配配。同一層各柱子子側(cè)移相同圖4-2D值法2、假定式中：Vij——每根柱子上分分配的剪力；；Vi——i層總剪力；Dij——i層j柱的側(cè)移剛度度。Page100高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures3、D值的計(jì)算式中:——與梁柱剛度比比有關(guān)的系數(shù)數(shù)，可查表。。圖4-3反彎點(diǎn)位置4、反彎點(diǎn)位置式中：y0——標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)（（不考慮層高高,上、下層梁的線剛度度不同）；y1——上、下層梁的的線剛度不同同時(shí)的修正；；y2、y3——分別為上、下下層層高不同同時(shí)的修正。。Page101高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures§4-2矩陣位移法計(jì)計(jì)算一、結(jié)構(gòu)剛度度矩陣圖4-4座標(biāo)系式中：——單元座標(biāo)系；；——結(jié)構(gòu)座標(biāo)系；；——總剛矩矩陣。。二、位位移法法的基基本方方程式中：：——節(jié)點(diǎn)位位移矩矩陣，，——節(jié)點(diǎn)荷荷載矩矩陣，，——總剛矩矩陣，，Page102高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)DesignofTallBuildingStructures三、邊邊界條條件處處理和和基本本方程程求解解