力學(xué)與結(jié)構(gòu)課件幻燈片T16

第16章

混凝土多高層建筑結(jié)構(gòu)

目錄.ppt多高層建筑結(jié)構(gòu)的特點和結(jié)構(gòu)類型多高層建筑結(jié)構(gòu)體系的總體布置原則多高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計算多高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點本章內(nèi)容教學(xué)要求：本章要求學(xué)生掌握多高層建筑結(jié)構(gòu)的特點、總體布置原則、結(jié)構(gòu)類型及適用范圍；各種荷載的計算方法；抗震設(shè)計要點及構(gòu)造措施。重點掌握底部剪力法。本節(jié)重點介紹多高層建筑的概念、結(jié)構(gòu)類型、特點、適用范圍以及選型原則。隨著社會生產(chǎn)力和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在一定條件下出現(xiàn)了高層建筑。從20世紀(jì)90年代到21世紀(jì)初，我國高層建筑有了很大的發(fā)展，一批現(xiàn)代高層建筑以全新的面貌呈現(xiàn)在人們面前。由于高層建筑具有占地面積小、節(jié)約市政工程費用、節(jié)省拆遷費、改變城市面貌等優(yōu)點，為了改善城市居民的居住條件，在大城市和某些中等城市中，多高層住宅發(fā)展十分迅速，主要用于住宅、旅館以及辦公樓等建筑。但是對于多少層數(shù)、多大高度的建筑才算高層建筑，目前世界各國尚沒有統(tǒng)一劃分標(biāo)準(zhǔn)和界限。我國《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》(JGJ3—2002)(簡稱《高規(guī)》)規(guī)定了高層建筑的范圍即10層及10層以上或房屋高度超過28m的非抗震設(shè)計和抗震設(shè)防烈度為6至9度抗震設(shè)計的高層民用建筑結(jié)構(gòu)(其適用的房屋最大高度和結(jié)構(gòu)類型應(yīng)符合規(guī)程的有關(guān)規(guī)定)。隨著社會主義經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展，全國各地高層建筑似雨后春筍般拔地而起，大大改變了我國一些大城市的面貌。同時人們不斷地追求著建筑造型的新穎、建筑的多功能以及多用途，使得多高層建筑不再單一化，出現(xiàn)了很多體型復(fù)雜以及內(nèi)部空間多變的多高層建筑，除矩形、一字形以外，還出現(xiàn)了“Z”、“Y”等復(fù)雜體型。多高層建筑結(jié)構(gòu)的特點和結(jié)構(gòu)類型在我國內(nèi)地具有代表性的高層建筑是：1976年在廣州建成33層的白云賓館，其中地下室1層，總高度為m，鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，是20世紀(jì)70年代國內(nèi)的最高建筑；1985年建成的深圳國際貿(mào)易中心大廈共53層，其中地下室3層，高m，鋼筋混凝土筒中筒結(jié)構(gòu)，這是我國20世紀(jì)80年代最高的建筑，如圖16.1所示；1996年建成的深圳地王商業(yè)大廈共81層，高m，是當(dāng)時全國最高的建筑，如圖16.2所示；1998年建成的上海金茂大廈共88層，高m，是目前全國第一、亞洲第二、世界第三的摩天大樓，如圖16.3所示。圖16.1深圳國際貿(mào)易中心大廈多高層建筑結(jié)構(gòu)的特點和結(jié)構(gòu)類型圖16.2深圳地王商業(yè)大廈多高層建筑結(jié)構(gòu)的特點和結(jié)構(gòu)類型圖16.3上海金茂大廈多高層建筑結(jié)構(gòu)的特點和結(jié)構(gòu)類型我國高層建筑的迅速發(fā)展，建筑高度的不斷增加，建筑類型和功能愈來愈復(fù)雜，結(jié)構(gòu)體系更加多樣化，所有這些都顯示我國多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工技術(shù)水平有了很大的提高。一、多高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(1)從受力角度出發(fā)，多高層建筑結(jié)構(gòu)的主要特點是：隨著建筑層數(shù)的增高，建筑物承受的水平側(cè)向荷載將逐漸成為結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制因素。一般結(jié)構(gòu)通常同時承受垂直荷載、水平荷載(風(fēng)荷載和地震作用)。在低層結(jié)構(gòu)中，垂直荷載起控制作用，而水平荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力和位移都很小，一般可以忽略；在多高層結(jié)構(gòu)中，水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和位移逐漸增大；隨著建筑層數(shù)的增加，水平荷載的影響比垂直荷載的影響增加得快，因此在高層建筑中，風(fēng)荷載和水平地震作用將成為控制因素。正確認(rèn)識多高層建筑的這一特點，對設(shè)計好多高層建筑影響頗大，在高層建筑結(jié)構(gòu)體系中，必須采用可靠的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系來有效抵抗水平荷載的作用。(2)高層建筑對變形要求高。高層建筑在水平荷載作用下將會產(chǎn)生較大的側(cè)向位移，如這種位移過大，勢必將影響結(jié)構(gòu)的強度、穩(wěn)定性和建筑的使用條件。因此，對于高層建筑的水平位移必須加以限制，使其具有足夠的建筑剛度。(3)從材料的應(yīng)用及施工角度出發(fā)，多高層建筑結(jié)構(gòu)宜選用輕質(zhì)、高強的材料，并應(yīng)采用更先進的施工技術(shù)和機具。(4)從設(shè)計角度出發(fā)，多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計除計算設(shè)計、構(gòu)造設(shè)計外，應(yīng)特別重視“概念設(shè)計”。因為對高層建筑而言，一些復(fù)雜部位或不確定因素的作用是無法通過計算分析來進行設(shè)計的，這就需要通過概念設(shè)計的方法來解決問題，即正確確定建筑結(jié)構(gòu)方案、進行合理的結(jié)構(gòu)布置、選擇對抗震有利的地段、選用整體性較好的基礎(chǔ)形式等。多高層建筑結(jié)構(gòu)的特點和結(jié)構(gòu)類型在多高層建筑結(jié)構(gòu)中，風(fēng)荷載和水平地震作用所產(chǎn)生的側(cè)向力成為其主要控制，因此多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵問題就是應(yīng)設(shè)置合理形式的抗側(cè)力構(gòu)件及有效的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，使結(jié)構(gòu)具有相應(yīng)的剛度來抵抗側(cè)向力。多高層建筑結(jié)構(gòu)中基本的抗側(cè)力單元是：框架、剪力墻、井筒、框筒及支撐。在確定高層建筑結(jié)構(gòu)體系時應(yīng)遵守以下原則：(1)應(yīng)具有明確的計算簡圖和合理的水平地震作用傳遞途徑。(2)應(yīng)具有多道抗震防線，避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)體系喪失抗震能力。(3)應(yīng)具有必要的強度和剛度、良好的變形能力和能量吸收能力，結(jié)構(gòu)體系的抗震能力表現(xiàn)在強度、剛度和延性恰當(dāng)?shù)仄ヅ洹?4)具有合理的剛度和強度分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中。(5)宜選用有利于抗風(fēng)作用的高層建筑體型；即選用風(fēng)壓較小的建筑體型形狀。(6)高層建筑的開間、進深尺寸和選用的構(gòu)件類型應(yīng)減少規(guī)格，符合建筑模數(shù)。高層建筑的建筑平面宜選用風(fēng)壓較小的形狀，并考慮鄰近建筑對其風(fēng)壓分布的影響。二、多高層建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型多高層建筑結(jié)構(gòu)的特點和結(jié)構(gòu)類型(7)高層建筑結(jié)構(gòu)的平面布置宜簡單、規(guī)則、對稱，減少偏心；平面長度L及結(jié)構(gòu)平面外伸部分長度均不宜過長；豎向體型應(yīng)力求規(guī)則、均勻，避免有過大的外挑和內(nèi)收使豎向剛度突變以致在一些樓層形成變形集中而最終導(dǎo)致嚴(yán)重的震害。多層建筑結(jié)構(gòu)多采用砌體結(jié)構(gòu)或框架結(jié)構(gòu)，高層結(jié)構(gòu)常采用的結(jié)構(gòu)類型有如下幾種。

1.框架結(jié)構(gòu)體系由承擔(dān)荷載的梁、柱構(gòu)件組成的稱為框架結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點：建筑平面布置靈活，可以形成較大的空間，平、立面布置設(shè)計靈活多變(如圖16.4所示)。多高層建筑結(jié)構(gòu)的特點和結(jié)構(gòu)類型圖16.4框架結(jié)構(gòu)體系典型平面圖多高高層層建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的特特點點和和結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)類類型型框架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的缺缺點點：：框框架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的抗抗側(cè)側(cè)剛剛度度較較小小，，水水平平位位移移大大，，從從而而限限制制了了框框架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的使使用用高高度度。。同同時時高高層層框框架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)在在地地震震區(qū)區(qū)，，容容易易發(fā)發(fā)生生非非結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件的的破破壞壞。。但但可可以以選選用用重重量量輕輕且且又又能能承承受受較較大大變變形形的的隔隔墻墻材材料料，，并并通通過過合合理理的的設(shè)設(shè)計計，，使使鋼鋼筋筋混混凝凝土土框框架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)獲獲得得良良好好的的延延性性，，提提高高其其抗抗震震性性能能。。在高高度度不不大大的的高高層層建建筑筑中中，，框框架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系是是一一種種較較好好的的體體系系。。在在我我國國目目前前的的情情況況下下，，框框架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)以以建建造造15層以以下下為為宜宜。。2.剪力力墻墻結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系由鋼鋼筋筋混混凝凝土土墻墻體體互互相相連連接接構(gòu)構(gòu)成成的的用用以以承承擔(dān)擔(dān)重重力力荷荷載載及及抵抵抗抗水水平平荷荷載載的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)稱稱為為剪剪力力墻墻結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系，，剪剪力力墻墻又又稱稱為為抗抗震震墻墻或或結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)墻墻，，同同時時也也作作為為圍圍護護及及內(nèi)內(nèi)部部房房間間的的分分隔隔構(gòu)構(gòu)件件(如圖圖16.5所示示)。剪力力墻墻結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的優(yōu)優(yōu)點點：：現(xiàn)現(xiàn)澆澆鋼鋼筋筋混混凝凝土土剪剪力力墻墻結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的整整體體性性好好、、施施工工速速度度快快、、抗抗側(cè)側(cè)剛剛度度大大，，在在水水平平荷荷載載下下側(cè)側(cè)向向變變形形小小，，承承載載力力容容易易滿滿足足，，適適于于建建造造較較高高的的建建筑筑，，具具有有良良好好的的抗抗震震性性能能，，用用鋼鋼量量較較省省。。與與框框架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系相相比比，，施施工工相相對對簡簡便便與與快快速速。。剪力力墻墻結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的缺缺點點：：由由于于剪剪力力墻墻間間距距較較小小，，不不能能形形成成較較大大的的空空間間，，平平面面布布置置不不靈靈活活，，不不能能滿滿足足公公共共建建筑筑的的使使用用要要求求，，較較適適用用于于建建造造12～30層的的高高層層住住宅宅或或高高層層公公寓寓等等。。此此外外，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)自自重重較較大大，，且且抗抗側(cè)側(cè)剛剛度度較較大大，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)自自振振周周期期較較短短，，導(dǎo)導(dǎo)致致較較大大的的地地震震作作用用。。3.框架架-剪力力墻墻結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)在框框架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系中中的的一一定定位位置置，，設(shè)設(shè)置置一一定定數(shù)數(shù)量量的的剪剪力力墻墻，，使使框框架架和和剪剪力力墻墻兩兩者者結(jié)結(jié)合合起起來來，，共共同同抵抵抗抗水水平平荷荷載載，，稱稱為為框框架架-剪力力墻墻結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系。。他他使使得得框框架架和和剪剪力力墻墻這這兩兩種種結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)可可互互相相取取長長補補短短，，既既能能提提供供較較大大較較靈靈活活布布置置的的建建筑筑空空間間，，又又具具有有良良好好的的抗抗震震性性能能，，因因此此此此種種結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系已已得得到到廣廣泛泛應(yīng)應(yīng)用用(如圖圖16.6所示示)?？蚣芗?剪力力墻墻結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系的的優(yōu)優(yōu)點點：：綜綜合合了了框框架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和剪剪力力墻墻結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的優(yōu)優(yōu)點點，，其其剛剛度度和和承承載載力力比比框框架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)都都大大大大提提高高，，減減小小了了結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)在在地地震震作作用用下下的的層層間間變變形形，，使使此此種種結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式可可用用于于較較高高(10～20層)的高高層層建建筑筑。。圖16.5剪力力墻墻結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)平平面面布布置置多高高層層建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的特特點點和和結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)類類型型圖16.6框架-剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)平面面布置由于剪力力墻承擔(dān)擔(dān)了大部部分水平平力，是是主要的的抗側(cè)力力單元，，因此在在剪力墻墻的布置置時，應(yīng)應(yīng)注意對對稱、周周邊、均均勻、分分散及上上下貫通通、水平平對齊的的原則。。過多增增加剪力力墻的數(shù)數(shù)量是不不經(jīng)濟的的，因此此，在一一般工程程中，以以滿足位位移限制制作為設(shè)設(shè)置剪力力墻數(shù)量量的依據(jù)據(jù)。4.筒體結(jié)構(gòu)構(gòu)由剪力墻墻組成的的封閉墻墻體(允許開洞洞)稱為筒體體。基本本形式有有三種：：框筒、、筒中筒筒及成束束筒(如圖16.7所示)。解得圖16.7筒體結(jié)構(gòu)構(gòu)的多種種形式多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的特點點和結(jié)構(gòu)構(gòu)類型筒體結(jié)構(gòu)構(gòu)的優(yōu)點點：筒體體結(jié)構(gòu)具具有空間間受力的的性能，，因此比比單片平平面結(jié)構(gòu)構(gòu)具有更更大的抗抗側(cè)剛度度和承載載力以及及很好的的抗扭剛剛度。當(dāng)當(dāng)建筑物物的層數(shù)數(shù)多、高高度大、、抗震設(shè)設(shè)防烈度度高時，，采用前前幾種結(jié)結(jié)構(gòu)體系系往往難難以滿足足要求，，此時就就可以采采用筒體體結(jié)構(gòu)體體系。5.新型材料料和結(jié)構(gòu)構(gòu)體系隨著高層層建筑的的迅速發(fā)發(fā)展，層層數(shù)越來來越高，，結(jié)構(gòu)體體系越來來越新穎穎，建筑筑造型越越來越豐豐富多樣樣，因此此有限的的結(jié)構(gòu)體體系已經(jīng)經(jīng)不能適適應(yīng)新的的要求。。為了滿滿足當(dāng)今今高層建建筑的要要求，必必須要求求設(shè)計者者在材料料和結(jié)構(gòu)構(gòu)體系上上不斷地地創(chuàng)新。。1)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)“輕型型化”目前我國國高層建建筑采用用的普通通鋼筋混混凝土材材料總的的來講自自重偏大大，因此此減輕建建筑物的的自重是是非常有有必要的的。減輕輕自重有有利于減減小構(gòu)件件截面，，節(jié)約建建筑材料料；有利利于減小小基礎(chǔ)投投資；有有利于改改善結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震性性能等。。我們除了了可以通通過選用用合理的的樓蓋形形式、盡盡量減輕輕墻體的的重量等等措施外外，還可可以對承承重構(gòu)件件采用輕輕質(zhì)高強強的結(jié)構(gòu)構(gòu)材料。。如鋼材材、輕骨骨料混凝凝土以及及高強混混凝土等等。2)柱網(wǎng)、開開間擴大大化為了使高高層建筑筑能充分分利用建建筑空間間、降低低造價，，我們應(yīng)應(yīng)從建筑筑和結(jié)構(gòu)構(gòu)兩個方方面著手手?jǐn)U大空空間利用用率。不不但從建建筑上布布置大柱柱網(wǎng)，而而且從結(jié)結(jié)構(gòu)功能能出發(fā)，，盡量滿滿足大空空間的要要求。當(dāng)當(dāng)然，柱柱網(wǎng)、開開間的尺尺寸并不不是越大大越好，，而是以以滿足建建筑使用用功能為為度，并并同時以以滿足結(jié)結(jié)構(gòu)承載載力與側(cè)側(cè)移控制制為原則則。多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的特點點和結(jié)構(gòu)構(gòu)類型3)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換換層集吃、住住、辦公公、娛樂樂、購物物、停車車等為一一體的多多功能綜綜合性高高層建筑筑，已經(jīng)經(jīng)成為現(xiàn)現(xiàn)代高層層建筑的的一大趨趨勢。其其結(jié)構(gòu)特特點是：：下層部部分是大大柱網(wǎng)，，而較小小柱網(wǎng)多多設(shè)于中中、上層層部分。。由于不不同建筑筑使用功功能要求求不同的的空間劃劃分布置置，相應(yīng)應(yīng)地，要要求不同同的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式之之間通過過合理地地轉(zhuǎn)換過過渡，沿沿豎向組組合在一一起，就就成為多多功能綜綜合性高高層建筑筑結(jié)構(gòu)體體系的關(guān)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)。這對對高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計提提出了新新的問題題，需要要設(shè)置一一種稱為為“轉(zhuǎn)換換層”的的結(jié)構(gòu)型型式，來來完成上上下不同同柱網(wǎng)、、不同開開間、不不同結(jié)構(gòu)構(gòu)形式的的轉(zhuǎn)換，，這種轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換層廣廣泛應(yīng)用用于剪力力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)及框架架-剪力墻等等結(jié)構(gòu)體體系中。。4)結(jié)構(gòu)體系系巨型化化當(dāng)前無論論國內(nèi)、、國外，，高層建建筑的高高度大幅幅度增長長，趨勢勢是越來來越高，，面對這這種情況況，一般般傳統(tǒng)的的三種結(jié)結(jié)構(gòu)體系系框架、、剪力墻墻、框架架-剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)體系系已經(jīng)難難以滿足足要求，，需要能能適應(yīng)超超高、更更加經(jīng)濟濟有效的的抗風(fēng)、、抗震結(jié)結(jié)構(gòu)體系系。近年年來，為為適應(yīng)發(fā)發(fā)展需要要，在一一些超高高層建筑筑工程實實踐中，，已成功功應(yīng)用了了一些新新型的結(jié)結(jié)構(gòu)體系系，如巨巨型框架架結(jié)構(gòu)體體系、巨巨型支撐撐結(jié)構(gòu)體體系等，，根據(jù)其其主要特特點，可可歸結(jié)為為“結(jié)構(gòu)構(gòu)巨型化化”。5)型鋼混凝凝土的應(yīng)應(yīng)用型鋼混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)又稱鋼鋼骨混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)。它是是指梁、、柱、墻墻等桿件件和構(gòu)件件以型鋼鋼為骨架架，外包包鋼筋混混凝土所所形成的的組合結(jié)結(jié)構(gòu)。在在這種結(jié)結(jié)構(gòu)體系系中，鋼鋼筋混凝凝土與型型鋼形成成整體，，共同受受力；而而包裹在在型鋼外外面的鋼鋼筋混凝凝土，不不僅在剛剛度和強強度上發(fā)發(fā)揮作用用，且可可以取代代型鋼外外涂的防防銹和防防火材料料，使材材料更耐耐久(如圖16.8所示)。多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的特點點和結(jié)構(gòu)構(gòu)類型隨著我國國鋼產(chǎn)量量迅速增增加，高高層建筑筑層數(shù)增增多，高高度加大大，要求求更為復(fù)復(fù)雜，加加之型鋼鋼混凝土土截面小小、重量量輕、抗抗震性能能好，因因而已從從局部應(yīng)應(yīng)用發(fā)展展到在多多個樓層層，甚至至整座建建筑的主主要結(jié)構(gòu)構(gòu)均采用用型鋼混混凝土。。對于型型鋼混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)，可供供選擇的的結(jié)構(gòu)體體系更加加廣泛。。凡是適適用于全全鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)和混凝凝土與鋼鋼的混合合結(jié)構(gòu)的的各種結(jié)結(jié)構(gòu)體系系，均可可采用型型鋼混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)。圖16.8型鋼混凝凝土梁斷斷面圖多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的特點點和結(jié)構(gòu)構(gòu)類型多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)體系的的總體布布置原則則本節(jié)重點點介紹多多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)總體布布置的原原則和減減少側(cè)移移的措施施。在進行高高層結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計時時，應(yīng)注注重概念念設(shè)計的的重要性性，宜采采用規(guī)則則的結(jié)構(gòu)構(gòu)，不應(yīng)應(yīng)采用嚴(yán)嚴(yán)重不規(guī)規(guī)則的結(jié)結(jié)構(gòu)。所謂規(guī)則則結(jié)構(gòu)一一般指：：體型(平面和立立面)規(guī)則，結(jié)結(jié)構(gòu)平面面布置均均勻、對對稱并具具有較好好的抗扭扭剛度；；結(jié)構(gòu)豎豎向布置置均勻，，結(jié)構(gòu)的的剛度、、承載力力和質(zhì)量量分布均均勻、無無突變。。《高規(guī)》中對高層層建筑的的結(jié)構(gòu)體體系做了了如下要要求：(1)結(jié)構(gòu)的豎豎向和水水平布置置宜具有有合理的的剛度和和承載力力分布，，避免因因局部突突變和扭扭轉(zhuǎn)效應(yīng)應(yīng)而形成成薄弱部部位。(2)宜具有多道道抗震防線線。除此之外，，高層建筑筑結(jié)構(gòu)體系系還應(yīng)注意意以下方面面。1.結(jié)構(gòu)平面形形狀平面布置簡簡單、規(guī)則則、對齊、、對稱，宜宜采用方形形、矩形、、圓形、Y形等有利于于抵抗水平平荷載的建建筑平面。。尤其對于于有抗震要要求的結(jié)構(gòu)構(gòu)，其平面面應(yīng)力求簡簡單，對于于復(fù)雜、不不規(guī)則、不不對稱的結(jié)結(jié)構(gòu)會難于于計算和處處理，在拐拐角處往往往是應(yīng)力比比較集中的的部位，因因此平面布布置不宜采采用角部重重疊的平面面圖形或腰腰形平面圖圖形。且平平面長度不不宜過長，，突出部分分長度不宜宜過大(如圖16.9所示)，其值應(yīng)滿滿足表16-1的要求。圖16.9建筑平面表16-1L、l的限值多高層建筑筑結(jié)構(gòu)體系系的總體布布置原則綜上所述，，無論是哪哪一種平面面，都應(yīng)盡盡量用規(guī)則則、簡單、、對稱的形形狀，盡量量減少復(fù)雜雜受力和扭扭轉(zhuǎn)受力。。2.結(jié)構(gòu)豎向布布置沿結(jié)構(gòu)豎向向布置時應(yīng)應(yīng)注意結(jié)構(gòu)構(gòu)的剛度和和質(zhì)量分布布均勻，不不要發(fā)生過過大的突變變。盡量避避免夾層、、錯層和抽抽柱(墻)等現(xiàn)象，否否則對結(jié)構(gòu)構(gòu)的受力極極為不利。。對有抗震震設(shè)防要求求的高層建建筑，豎向向體型應(yīng)力力求規(guī)則、、均勻，避避免有過大大的外挑和和內(nèi)收，結(jié)結(jié)構(gòu)的側(cè)向向剛度宜下下大上小，，變化均勻勻。無論采用何何種結(jié)構(gòu)體體系，結(jié)構(gòu)構(gòu)的平面和和豎向布置置都應(yīng)使結(jié)結(jié)構(gòu)具有合合理的剛度度和承載力力分布，避避免因局部部突變和扭扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而而形成薄弱弱部位；對對可能出現(xiàn)現(xiàn)的薄弱部部位，在設(shè)設(shè)計中應(yīng)采采取有效措措施，增強強其抗震能能力；宜具具有多道防防線，避免免因部分結(jié)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件件的破壞而而導(dǎo)致整個個結(jié)構(gòu)喪失失承受水平平風(fēng)荷載、、地震作用用和重力荷荷載的能力力。3.控制結(jié)構(gòu)高高寬比和最最大適用高高度高層建筑的的高寬比(H/B)不宜超過表表16-2(a)、表16-2(b)的限值，其其中指建筑筑物地面到到檐口高度度，為建筑筑物平面的的短方向總總寬。控制制高寬比的的目的是控控制結(jié)構(gòu)剛剛度及側(cè)向向位移。多高層建筑筑結(jié)構(gòu)體系系的總體布布置原則多高層建筑筑結(jié)構(gòu)體系系的總體布布置原則表16-2(a)A級高度高層層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)高寬比限限值表16-2(b)B級高度高層層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)高寬比限限值《高規(guī)》還給出了各各類現(xiàn)澆鋼鋼筋混凝土土結(jié)構(gòu)的最最大適用高高度和抗震震墻的最大大間距。4.減少偏心結(jié)構(gòu)的剛心心、質(zhì)心盡盡可能地和和水平外力力合力的作作用點重合合，減少偏偏心，否則則應(yīng)考慮其其扭轉(zhuǎn)不利利影響，有有時甚至要要付出很高高的代價。。5.變形縫的合合理設(shè)置及及構(gòu)造對于一般的多多層結(jié)構(gòu)，考考慮到沉降、、溫度收縮和和體型復(fù)雜對對房屋結(jié)構(gòu)的的不利，常采采用沉降縫、、伸縮縫和防防震縫將房屋屋分成若干獨獨立的部分。。對于高層建筑筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡盡量不設(shè)或少少設(shè)縫，目前前的趨勢是避避免設(shè)縫，從從總體布置上上或構(gòu)造上采采取一些相應(yīng)應(yīng)的措施來減減少沉降、溫溫度收縮和體體型復(fù)雜引起起的問題。如如優(yōu)先采用平平面布置簡單單、長度不大大的結(jié)構(gòu)；體體型復(fù)雜時，，可以采取加加強結(jié)構(gòu)整體體性的措施(加強連接板處處樓板配筋，，避免在連接接部位的樓板板內(nèi)開洞等)。(1)當(dāng)必須設(shè)縫時時，其伸縮縫縫、沉降縫均均應(yīng)符合防震震縫寬度的要要求?！陡咭?guī)》規(guī)定，高層建建筑混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)，當(dāng)必須須設(shè)置防震縫縫時，其最小小寬度應(yīng)符合合下列要求：：①框架房屋屋，當(dāng)高度不不超過15m時可采用70mm；當(dāng)超過15m時，抗震設(shè)防防烈度為6、7、8度和9度時相應(yīng)增加加高度5m、4m、3m和2m，宜加寬20mm。多高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)體系的總總體布置原則則②框架-剪力墻房屋的的防震縫寬度度可按第一款款最后數(shù)值的的70%，剪力墻房屋屋的防震縫寬寬可按第一款款最后數(shù)值的的50%，同時均不宜宜小于70mm。③防震縫兩兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系系不同時，防防震縫寬度按按不利的體系系考慮，并按按較低高度計計算縫縫寬。④防震縫應(yīng)應(yīng)沿房屋全高高設(shè)置，地下下室、基礎(chǔ)可可不設(shè)防震縫縫，但在防震震縫處應(yīng)加強強構(gòu)造和連接接。(2)在抗震設(shè)計時時，高層建筑筑宜調(diào)整平面面形狀和結(jié)構(gòu)構(gòu)布置，避免免結(jié)構(gòu)不規(guī)則則，這時可不不設(shè)防震縫。。當(dāng)建筑物平平面形狀復(fù)雜雜而又無法調(diào)調(diào)整其平面形形狀和結(jié)構(gòu)布布置使之成為為較規(guī)則的結(jié)結(jié)構(gòu)時，宜設(shè)設(shè)置防震縫將將其劃分為較較簡單的幾個個結(jié)構(gòu)單元。。為以下情況況時宜設(shè)防震震縫(如圖16.10所示)：①平面各項項尺寸超過表表16-1的限值而無加加強措施者。。②房屋有較較大錯層者，，且樓面高差差較大處。③房屋各部部分結(jié)構(gòu)的剛剛度、高度或或荷載相差懸懸殊而又未采采取有效措施施者。圖16.10防震縫多高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)體系的總總體布置原則則多高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的荷載本節(jié)重點介紹紹恒載、樓面面活載、風(fēng)載載、水平地震震作用的選用用原則和計算算方法。多高層建筑上上的荷載作用用，主要有豎豎向荷載、水水平荷載；豎豎向荷載包括括永久荷載和和可變荷載等等，水平荷載載包括風(fēng)荷載載和地震作用用等。(1)永久荷載：結(jié)結(jié)構(gòu)自重，包包括結(jié)構(gòu)的樓樓面板自重、、梁、柱自重重、剪力墻自自重；樓地面面粉刷、吊頂頂自重、屋面面找坡、防水水、保溫層自自重以及填充充墻、門窗自自重?？筛鶕?jù)據(jù)構(gòu)件尺寸和和材料的重量量直接計算，，材料的自重重按《建筑結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范》(GB50009——2001)采用。(2)可變荷載：包包括人員、家家具、設(shè)備等等各類使用荷荷載。我國規(guī)規(guī)范給出了適適合我國國情情的各類使用用性質(zhì)的樓屋屋蓋使用活荷荷載的標(biāo)準(zhǔn)值值。根據(jù)大量的工工程統(tǒng)計，采采用普通輕質(zhì)質(zhì)填充墻的各各類鋼筋混凝凝土民用高層層建筑的總重重量按總建筑筑面積平均計計算，其范圍圍大致如下：：框架結(jié)構(gòu)(0.9～1.2)t/m2，框剪結(jié)構(gòu)(1.1～1.4)t/m2，框筒結(jié)構(gòu)(1.3～1.5)t/m2，剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)(1.4～1.7)t/m2。(3)風(fēng)荷載：其大大小主要與所所處地區(qū)、風(fēng)風(fēng)速、氣流密密度、建筑物物的高度、形形狀以及地面面粗糙度等有有關(guān)。在高層層建筑中風(fēng)是是主要荷載，，應(yīng)予以重視視。(4)地震作用：設(shè)設(shè)計時主要考考慮水平地震震作用，按《建筑抗震設(shè)計計規(guī)范》簡稱《規(guī)范》，有時要考慮慮豎向地震作作用。永久荷載和可可變荷載統(tǒng)稱稱為重力荷載載，是多高層層建筑所承受受的長期發(fā)生生作用的基本本荷載，它直直接關(guān)系到建建筑物重量、、剛度、結(jié)構(gòu)構(gòu)截面尺寸、、地基基礎(chǔ)、、地震作用及及建筑物安全全度。在設(shè)計計時，應(yīng)盡量量采用輕質(zhì)、、高強、隔聲聲、防火性能能好的建筑材材料以減輕建建筑物的自重重。一、風(fēng)荷載1.風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值垂直作用在建建筑物表面單單位面積上的的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值可按下式式?jīng)Q定：多高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的荷載(16-1)式中，W0——基本風(fēng)壓值，，單位（KN/m2）；——高度處的風(fēng)壓壓高度變化系系數(shù)；——風(fēng)載體型系數(shù)數(shù)；——高度處的風(fēng)振振系數(shù)。1)基本本風(fēng)風(fēng)壓壓基本本風(fēng)風(fēng)壓壓是是指指以以該該地地空空曠曠平平坦坦地地面面以以上上10m高度度處處統(tǒng)統(tǒng)計計所所得得在在規(guī)規(guī)定定重重現(xiàn)現(xiàn)期期內(nèi)內(nèi)10min平均均最最大大風(fēng)風(fēng)速速()為基基本本風(fēng)風(fēng)速速，，由由基基本本風(fēng)風(fēng)速速計計算算得得出出基基本本風(fēng)風(fēng)壓壓。?！督ㄖY(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)荷荷載載規(guī)規(guī)范范》(GB50009——2001)給出出了了中中國國全全國國各各地地基基本本風(fēng)風(fēng)壓壓分分布布圖圖。?？煽砂窗创舜藞D圖查查取取，，但但不不得得小小于于。。2)風(fēng)壓壓高高度度變變化化系系數(shù)數(shù)一一般般風(fēng)風(fēng)速速大大小小與與高高度度有有關(guān)關(guān)，，隨隨著著高高度度的的增增加加，，風(fēng)風(fēng)速速受受地地面面影影響響較較小小，，風(fēng)風(fēng)速速逐逐漸漸加加大大，，風(fēng)風(fēng)壓壓值值增增加加。。風(fēng)風(fēng)速速還還與與地地面面粗粗糙糙度度、、風(fēng)風(fēng)的的阻阻力力等等因因素素有有關(guān)關(guān)。?！督ㄖY(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)荷荷載載規(guī)規(guī)范范》(GB50009——2001)把地地面面粗粗糙糙度度分分為為四四類類。。A類：：指指近近海海海海面面和和海海島島、、海海岸岸、、湖湖岸岸及及沙沙漠漠地地區(qū)區(qū)；；B類：：指指田田野野、、鄉(xiāng)鄉(xiāng)村村、、叢叢林林、、丘丘陵陵以以及及房房屋屋比比較較稀稀疏疏的的鄉(xiāng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)和和城城市市郊郊區(qū)區(qū)；；C類：：指指有有密密集集建建筑筑物物的的大大城城市市市市區(qū)區(qū)；；D類：：指指有有密密集集建建筑筑群群且且房房屋屋較較高高的的城城市市市市區(qū)區(qū)。。表16-3給出出了了各各種種情情況況下下的的風(fēng)風(fēng)壓壓高高度度變變化化系系數(shù)數(shù)。。3)風(fēng)載載體體型型系系數(shù)數(shù)風(fēng)風(fēng)載載體體型型系系數(shù)數(shù)是是指指實實際際風(fēng)風(fēng)壓壓與與平平均均風(fēng)風(fēng)壓壓的的比比值值，，反反映映作作用用于于建建筑筑物物表表面面的的風(fēng)風(fēng)壓壓分分布布規(guī)規(guī)律律。。其其大大小小主主要要與與建建筑筑物物的的體體型型、、尺尺寸寸等等幾幾何何性性質(zhì)質(zhì)有有關(guān)關(guān)，，高高層層建建筑筑的的體體型型變變化化大大且且復(fù)復(fù)雜雜，，一一般般都都通通過過實實測測或或風(fēng)風(fēng)洞洞模模擬擬試試驗驗得得到到。。在計計算算風(fēng)風(fēng)荷荷載載對對建建筑筑物物的的整整體體作作用用時時，，只只需需按按各各個個表表面面的的平平均均風(fēng)風(fēng)壓壓計計算算，，即即采采用用各各個個表表面面的的平平均均風(fēng)風(fēng)載載體體型型系系數(shù)數(shù)計計算算。。各各類類高高層層建建筑筑物物平平面面體體型型的的整整體體風(fēng)風(fēng)載載體體型型系系數(shù)數(shù)見見表表16-4。多高高層層建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的荷荷載載表16-3風(fēng)壓壓高高度度變變化化系系數(shù)數(shù)多高高層層建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的荷荷載載離地面或海平面高度/m地面粗糙度類別ABCD510152030405060708090100150200250300350400≥4501.171.181.521.631.801.922.032.122.202.272.342.402.642.832.993.123.123.123.121.001.001.141.251.421.561.671.771.861.952.022.092.382.612.802.973.123.123.120.740.740.740.841.001.131.251.351.451.541.621.702.032.302.542.752.943.123.120.620.620.620.620.620.730.840.931.021.111.191.271.611.922.192.452.682.913.12多高高層層建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的荷荷載載表16-4風(fēng)載載體體型型系系數(shù)數(shù)4)風(fēng)振振系系數(shù)數(shù)《高層層規(guī)規(guī)程程》規(guī)定定，，風(fēng)風(fēng)振振系系數(shù)數(shù)可可按按下下式式計計算算：：表16-5結(jié)構(gòu)構(gòu)振振型型參參與與系系數(shù)數(shù)多高高層層建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的荷荷載載(16-2)式中中，，———高度度處處的的風(fēng)風(fēng)壓壓高高度度變變化化系系數(shù)數(shù)；；———結(jié)構(gòu)構(gòu)振振型型參參與與系系數(shù)數(shù)，，可可由由結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)動動力力學(xué)學(xué)計計算算得得出出，，可可查查表表16-5得到到；；———風(fēng)壓壓脈脈動動增增大大系系數(shù)數(shù)，，按按表表16-6采用用；；———風(fēng)壓壓脈脈動動影影響響系系數(shù)數(shù)，，按按表表16-7采用用。。表16-6風(fēng)壓壓脈脈動動增增大大系系數(shù)數(shù)多高高層層建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的荷荷載載6-7高層層建建筑筑的的風(fēng)風(fēng)壓壓脈脈動動影影響響系系數(shù)數(shù)多高高層層建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的荷荷載載H/B粗糙度類別房屋總高度H/m30501001502002503003503.0ABCD0.530.510.480.430.510.500.490.460.490.490.490.490.450.450.480.490.420.430.460.480.380.400.430.460.380.400.430.460.360.380.410.455.0ABCD0.520.500.470.430.530.530.500.480.510.520.520.520.490.500.520.530.460.480.500.530.440.450.480.520.420.440.470.510.390.420.450.508.0ABCD0.530.510.480.430.540.530.510.480.530.540.540.540.510.520.530.530.480.500.520.550.460.490.520.550.430.460.500.510.420.440.480.532.總風(fēng)風(fēng)荷荷載載計算算總總風(fēng)風(fēng)荷荷載載，，是是建建筑筑物物各各表表面面承承受受風(fēng)風(fēng)力力的的合合力力，，沿沿建建筑筑物物高高度度變變化化的的線線荷荷載載。。迎迎風(fēng)風(fēng)面面積積取取垂垂直直于于風(fēng)風(fēng)向向的的最最大大投投影影面面積積，，z高度度處處的的總總風(fēng)風(fēng)荷荷載載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值可可按按下下式式計計算算：：多高高層層建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的荷荷載載(16-3)式中中，，n————建筑筑物物外外圍圍表表面面數(shù)數(shù)，，每每一一個個平平面面作作為為一一個個表表面面；；———各個個表表面面的的寬寬度度；；———各個個表表面面的的平平均均風(fēng)風(fēng)載載體體型型系系數(shù)數(shù)；；———各個個表表面面法法線線與與風(fēng)風(fēng)作作用用方方向向的的夾夾角角。。計算算時時，，應(yīng)應(yīng)注注意意區(qū)區(qū)別別是是風(fēng)風(fēng)壓壓力力還還是是風(fēng)風(fēng)吸吸力力，，以以便便作作矢矢量量相相加加。。各表表面面風(fēng)風(fēng)荷荷載載的的合合力力作作用用點點，，即即總總風(fēng)風(fēng)荷荷載載作作用用點點。。二、、地震震作作用用地震震作作用用是是多多高高層層建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)要要承承受受的的一一種種重重要要作作用用。。地震震時時由由于于地地震震波波的的作作用用產(chǎn)產(chǎn)生生地地面面運運動動，，通通過過房房屋屋基基礎(chǔ)礎(chǔ)影影響響上上部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，使使結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生生強強迫迫振振動動。。它它的的大大小小量量級級取取決決于于地地面面振振動動的的強強烈烈程程度度即即地地震震基基本本烈烈度度、、建建筑筑物物所所在在場場地地類類別別(由場場地地土土剪剪切切波波速速和和覆覆蓋蓋層層厚厚度度確確定定)、建建筑筑物物場場地地與與震震中中距距離離的的遠遠近近(設(shè)計計分分組組)，以以及及建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)自自身身的的質(zhì)質(zhì)量量、、周周期期、、振振型型、、阻阻尼尼等等動動力力特特性性。。由由于于它它是是間間接接施施加加在在結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)上上，，故故稱稱為為地地震震作作用用而而不不稱稱為為荷荷載載，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的地地震震反反應(yīng)應(yīng)包包括括速速度度、、加加速速度度和和位位移移反反應(yīng)應(yīng)。。水水平平傳傳播播的的地地震震波波使使結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生生水水平平振振動動，，豎豎向向傳傳播播的的地地震震波波使使房房屋屋產(chǎn)產(chǎn)生生豎豎向向振振動動，，設(shè)設(shè)計計中中主主要要考考慮慮水水平平地地震震作作用用。。建筑筑抗抗震震設(shè)設(shè)計計的的計計算算方方法法主主要要采采用用兩兩種種。。一一種種是是反反應(yīng)應(yīng)譜譜法法，，這這種種方方法法應(yīng)應(yīng)用用普普遍遍，，適適合合于于大大多多數(shù)數(shù)建建筑筑。。反反應(yīng)應(yīng)譜譜法法又又分分為為底底部部剪剪力力法法和和振振型型分分解解反反應(yīng)應(yīng)普普法法。。另一一種種方方法法是是時時程程分分析析法法，，屬屬于于直直接接動動力力法法。。這這種種方方法法適適用用于于特特別別重重要要、、特特別別不不規(guī)規(guī)則則的的建建筑筑及及超超高高層層建建筑筑。。高層層建建筑筑應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)不不同同情情況況，，分分別別采采用用不不同同的的地地震震作作用用計計算算方方法法。。1.抗震設(shè)計的的基本要求求1)抗震設(shè)防烈烈度基本烈度是是指該地區(qū)區(qū)在未來50年設(shè)計基準(zhǔn)準(zhǔn)期內(nèi)一般般場地條件件下可能遭遭遇超越概概率約為10%的地震烈度度?？拐鹪O(shè)防烈烈度是按國國家規(guī)定的的權(quán)限批準(zhǔn)準(zhǔn)作為一個個地區(qū)抗震震設(shè)防依據(jù)據(jù)的地震烈烈度，一般般情況下可可采用基本本烈度?！兑?guī)范》給出了中國國各地主要要城鎮(zhèn)抗震震設(shè)防烈度度及其對應(yīng)應(yīng)的設(shè)計基基本地震加加速度值和和設(shè)計地震震分組。2)建筑抗震設(shè)設(shè)防分類和和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)(1)《《規(guī)范》規(guī)定建筑應(yīng)應(yīng)根據(jù)其使使用功能的的重要性分分為甲類、、乙類、丙丙類、丁類類四個抗震震設(shè)防類別別。甲類建筑應(yīng)應(yīng)屬于重大大建筑工程程和地震時時可能發(fā)生生嚴(yán)重次生生災(zāi)害的建建筑；乙類類建筑應(yīng)屬屬于地震時時使用功能能不能中斷斷或需盡快快恢復(fù)的建建筑；丙類類建筑應(yīng)屬屬于除甲乙乙丁類以外外的一般建建筑；丁類類建筑應(yīng)屬屬于抗震次次要建筑。。多高層建筑筑結(jié)構(gòu)的荷荷載多高層建筑筑結(jié)構(gòu)的荷荷載(2)《《規(guī)范》規(guī)定了上述述四類建筑筑的抗震設(shè)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)應(yīng)符合下列列要求：甲類建筑地地震作用應(yīng)應(yīng)高于本地地區(qū)抗震設(shè)設(shè)防烈度的的要求，其其值應(yīng)按批批準(zhǔn)的地震震安全性評評價結(jié)果確確定?？拐鸫胧海寒?dāng)抗震設(shè)設(shè)防烈度為為6～8度時，應(yīng)符符合本地區(qū)區(qū)抗震設(shè)防防烈度提高高一度的要要求；當(dāng)為為9度時，應(yīng)符符合比9度抗震設(shè)防防更高的要要求。乙類建筑地地震作用應(yīng)應(yīng)符合本地地區(qū)抗震設(shè)設(shè)防烈度的的要求?？拐鸫胧海寒?dāng)抗震設(shè)設(shè)防烈度為為6～8度時，應(yīng)符符合本地區(qū)區(qū)抗震設(shè)防防烈度提高高一度的要要求；當(dāng)為為9度時應(yīng)符合合比9度抗震設(shè)防防更高的要要求；地基基基礎(chǔ)的抗抗震措施應(yīng)應(yīng)符合有關(guān)關(guān)規(guī)定。對較小的乙乙類建筑，，當(dāng)其結(jié)構(gòu)構(gòu)改用抗震震性能較好好的結(jié)構(gòu)類類型時，應(yīng)應(yīng)允許仍按按本地區(qū)抗抗震設(shè)防烈烈度的要求求采取抗震震措施。丙類建筑地地震作用和和抗震措施施均應(yīng)符合合本地區(qū)抗抗震設(shè)防烈烈度的要求求。丁類建筑地地震作用仍仍應(yīng)符合本本地區(qū)抗震震設(shè)防烈度度的要求。?？拐鸫胧?yīng)應(yīng)允許比本本地區(qū)抗震震設(shè)防烈度度的要求適適當(dāng)降低，，但抗震設(shè)設(shè)防烈度為為6度時不應(yīng)降降低?？拐鹪O(shè)防烈烈度為6度時，除有有具體規(guī)定定外，對乙乙、丙、丁丁類建筑可可不進行地地震作用計計算，但要要采取相應(yīng)應(yīng)的抗震構(gòu)構(gòu)造措施。。3)抗震設(shè)防目目標(biāo)《建筑抗震設(shè)設(shè)計規(guī)范》(GB50011—2001)規(guī)定了三水水準(zhǔn)的建筑筑抗震設(shè)防防目標(biāo)。一般情況下下，遭遇第第一水準(zhǔn)烈烈度(眾值烈度，，低于該地地區(qū)抗震設(shè)設(shè)防烈度)時，即小震震時，建筑筑物處于正正常使用狀狀態(tài)，建筑筑一般不損損壞。從結(jié)結(jié)構(gòu)抗震分分析角度，，可以視為為彈性體系系，采用彈彈性反應(yīng)譜譜進行彈性性分析。遭遇第二水水準(zhǔn)烈度(基本烈度)時，即中震震時，結(jié)構(gòu)構(gòu)進入非彈彈性工作階階段，但非非彈性變形形或結(jié)構(gòu)體體系的損壞壞控制在可可修復(fù)的范范圍，經(jīng)修修理后仍可可使用。遭遇第三水水準(zhǔn)烈度(預(yù)估的罕遇遇地震)時，即大震震時，結(jié)構(gòu)構(gòu)有較大的的非彈性變變形，但應(yīng)應(yīng)控制在規(guī)規(guī)定的范圍圍內(nèi)以免倒倒塌。歸納起來就就是，“小小震不壞、、中震可修修、大震不不倒”。4)二階段的設(shè)設(shè)計方法采用二階段段設(shè)計實現(xiàn)現(xiàn)上述三個個水準(zhǔn)的設(shè)設(shè)防目標(biāo)。。第一階段設(shè)設(shè)計是彈性性階段計算算。除了在在確定結(jié)構(gòu)構(gòu)方案和結(jié)結(jié)構(gòu)布置時時應(yīng)考慮抗抗震要求外外，還要按按設(shè)防烈度度相應(yīng)的多多遇地震(小震)進行結(jié)構(gòu)分分析和地震震內(nèi)力計算算及彈性位位移計算，，用極限狀狀態(tài)方法設(shè)設(shè)計截面配配筋，并按按延件要求求采取相應(yīng)應(yīng)的抗震措措施，使之之具有第二二水準(zhǔn)的變變形能力，，從而實現(xiàn)現(xiàn)“小震不不壞”和““中震可修修”的目標(biāo)標(biāo)。第二階段是是彈塑性驗驗算階段。。對抗震要要求較高的的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)(如甲類建筑筑)，要用罕遇遇地震作用用計算易損損部位(薄弱層)的彈塑性側(cè)側(cè)移變形。。如果層間間變形不超超過允許值值，應(yīng)采取取措施提高高薄弱層的的承載能力力，增加變變形能力，，加強抗震震構(gòu)造措施施；若變形形超過允許許值，應(yīng)重重新設(shè)計(修改第一階階段設(shè)計)，使薄弱層層的彈塑性性位移不超超過允許位位移，滿足足“大震不不倒”的要要求。多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的荷載載多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的荷載載抗震設(shè)計計除應(yīng)重重視抗震震計算及及抗震構(gòu)構(gòu)造外，，還應(yīng)體體現(xiàn)概念念設(shè)計的的重要性性。由于于地震是是隨機事事件對，，于建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計時，，有一些些在計算算和規(guī)范范中都難難以作出出具體規(guī)規(guī)定的問問題，必必須由工工程師運運用“概概念”進進行分析析、作出出判斷，，并結(jié)合合抗震計計算、構(gòu)構(gòu)造設(shè)計計，達到到抗震設(shè)設(shè)防目標(biāo)標(biāo)的要求求。建筑筑設(shè)計應(yīng)應(yīng)符合抗抗震概念念設(shè)計的的要求，，概念設(shè)設(shè)計是從從以往工工程結(jié)構(gòu)構(gòu)的震害害、抗震震理論和和設(shè)計經(jīng)經(jīng)驗總結(jié)結(jié)出來的的，主要要包括：：場地的的選擇、、建筑的的平立面面布置、、結(jié)構(gòu)選選型和結(jié)結(jié)構(gòu)布置置、增大大延性、、設(shè)置多多道抗震震防線和和確保結(jié)結(jié)構(gòu)的整整體性等等。2.地震作用用的計算算原則多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)按下下列原則則考慮地地震作用用：(1)一般情況況下，應(yīng)應(yīng)允許在在建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的兩兩個主軸軸方向分分別計算算水平地地震作用用并進行行抗震驗驗算，各各方向的的水平地地震作用用應(yīng)由該該方向抗抗側(cè)力構(gòu)構(gòu)件承擔(dān)擔(dān)。(2)有斜交抗抗側(cè)力構(gòu)構(gòu)件的結(jié)結(jié)構(gòu)，當(dāng)當(dāng)相交角角度大于于15°時，應(yīng)分分別計算算各抗側(cè)側(cè)力構(gòu)件件方向的的水平地地震作用用。(3)質(zhì)量和剛剛度分布布明顯不不對稱的的結(jié)構(gòu)，，應(yīng)計入入雙向水水平地震震作用下下的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)影響；；其他情情況，應(yīng)應(yīng)允許采采用調(diào)整整地震作作用效應(yīng)應(yīng)的方法法計入扭扭轉(zhuǎn)影響響。(4)設(shè)防烈度度為8、9度時的大大跨度和和長懸臂臂結(jié)構(gòu)及及9度時的高高層建筑筑，應(yīng)計計算豎向向地震作作用。計算地震震作用時時，建筑筑的重力力荷載代代表值應(yīng)應(yīng)取結(jié)構(gòu)構(gòu)和構(gòu)配配件自重重標(biāo)準(zhǔn)值值和各可可變荷載載組合值值之和。。各可變變荷載的的組合值值系數(shù)應(yīng)應(yīng)按表16-8采用。表16-8組合值系系數(shù)多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的荷載載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屋面活荷載不計入可變荷載種類組合值系數(shù)按實際情況計算的樓面活荷載1.0按等效均布荷載計算的樓面活荷載藏書庫、檔案庫0.8其他民用建筑0.5吊車懸吊物重力硬鉤吊車0.3軟鉤吊車不計入3.水平地震震作用的的計算方方法1)加速度反反應(yīng)譜《建筑抗震震設(shè)計規(guī)規(guī)范》(GB50011—2001)給出了設(shè)設(shè)計用的的地震影影響系數(shù)數(shù)曲線，，它是由由強震地地面運動動加速度度反應(yīng)譜譜平均化化、標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化整理理后得出出。如圖圖16.11所示。圖16.11地震影響響系數(shù)曲曲線多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的荷載載圖中，α——水平地震震影響系系數(shù)；αmax——水平地震震影響系系數(shù)最大大值，見見表16-9所示；；T——結(jié)構(gòu)自振振周期；；Tg——場地特征征周期，，見表16-10所示；η1———直線下降降段的下下降斜率率調(diào)整系系數(shù)；η2——阻尼調(diào)整整系數(shù)；；γ——衰減指數(shù)數(shù)。多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的荷載載表16-9水平地震震影響系系數(shù)最大大值地震影響6度7度8度9度多遇地震0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32罕遇地震—0.50(0.72)0.90(1.20)1.40表16-10場地特征征周期(S)設(shè)計地震分組場地類別ⅠⅡⅢⅣ第一組0.250.350.450.65第二組0.300.400.550.75第三組0.350.450.650.90多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的荷載載直線下降降段的下下降斜率率調(diào)整系系數(shù)η1按下式確確定：(16-4)若計算得得到的η1小于0時，應(yīng)取取0。阻尼調(diào)整整系數(shù)η2按下式確確定：(16-5)若計算得得到的η2小于0.55時，應(yīng)取取0.55。下降段的的衰減指指數(shù)γ按下式確確定：(16-6)式中，——阻尼比。。2)底部剪力力法計算算水平地地震作用用對多高層層建筑中中，高度度不超過過40m，以剪剪切變形形為主且且質(zhì)量和和剛度沿沿高度分分布比較較均勻的的結(jié)構(gòu)以以及近似似于單質(zhì)質(zhì)點體系系的結(jié)構(gòu)構(gòu)，可采采用底部部剪力法法計算水水平地震震作用，，其計算算結(jié)果安安全可靠靠。采用底部部剪力法法時，每每一樓層層可各取取為一個個質(zhì)體，，結(jié)構(gòu)的的水平地地震作用用標(biāo)準(zhǔn)值值的計算算簡圖如如圖16.12所示。并應(yīng)按下下列公式式確定：：多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的荷載載式中，——結(jié)構(gòu)總水水平地震震作用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值；；——相應(yīng)于結(jié)結(jié)構(gòu)基本本自振周周期的水水平地震震影響系系數(shù)值，，多層砌砌體房屋屋、底部部框架和和多層內(nèi)內(nèi)框架磚磚房，宜宜取水平平地震影影響系數(shù)數(shù)最大值值；對于于鋼筋混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)，(16-7)(16-8)(16-9)圖16.12結(jié)構(gòu)水平平地震作作用計算算簡圖多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的荷載載Geq——結(jié)構(gòu)等效效總重力力荷載，，單質(zhì)點點應(yīng)取總總重力荷荷載代表表值，多多質(zhì)點可可取總重重力荷載載代表值值的85%，即；Fi——質(zhì)點的水水平地震震作用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值，，沿高度度呈倒三三角形直直線分布布；Gi、Gj——分別為集集中于質(zhì)質(zhì)點、的的重力荷荷載代表表值；Hi、Hj——分別為質(zhì)質(zhì)點、的的計算高高度；δn——頂部附加加地震作作用系數(shù)數(shù)，多層層鋼筋混混凝土和和鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)房屋可可按表16-11采用，多多層內(nèi)框框架磚房房可采用用0.2，其他房房屋可采采用0.0；ΔFn——頂部附加加水平地地震作用用。表16-11頂部附加加地震作作用系數(shù)數(shù)結(jié)構(gòu)基本本自振周周期T1可以采用用適合于于手算的的近似計計算方法法求得。。下面介紹紹一些常常用的近近似計算算方法：：①頂點位移移法。對于質(zhì)質(zhì)量和剛度沿沿高度分布比比較均勻的框框架結(jié)構(gòu)、框框架-剪力墻結(jié)構(gòu)和和剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)，其基本自自振周期可按按下式計算：：多高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的荷載(16-10)式中，T1——結(jié)構(gòu)的基本自自振周期，單單位為s；ΔT——計算結(jié)構(gòu)基本本自振周期用用的結(jié)構(gòu)頂點點假想位移，，即把集中在在各層樓面處處的重力荷荷載代表表值看作為作作用于層樓面面的假想水平平荷載，按彈彈性剛度計算算得到的結(jié)構(gòu)構(gòu)頂點位移，，單位為m；α0——考慮填充墻后后基本周期的的折減系數(shù)。。框架結(jié)構(gòu)取取α0=0.6-0.7，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)取取α0=0.7-0.8，剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)取α0=1.0。②經(jīng)驗公式式。高層鋼筋筋混凝土剪力力墻結(jié)構(gòu)，高高度為20m～50m，剪力墻間距距為3m～6m的住宅、旅館館等類建筑：：當(dāng)橫墻間距較較密時：多高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的荷載當(dāng)橫墻間距較較疏時：式中，n——建筑物層數(shù)；；H——建筑物總高度度；B——建筑物總寬度度。鋼筋混凝土框框架、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)(16-11a)(16-11b)(16-12a)(16-12b)(16-13)(16-14a)(16-14b)多高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的荷載3)注意事項采用底部剪力力法時，突出出屋面的屋頂頂間、女兒墻墻、煙囪等的的地震作用效效應(yīng)，宜乘以以增大系數(shù)3，此增大部分分不應(yīng)往下傳傳遞，但與該該突出部分相相連的構(gòu)件應(yīng)應(yīng)予計入；采采用振型分解解法時，突出出屋面部分可可作為一個質(zhì)質(zhì)點。結(jié)構(gòu)的樓層水水平地震剪力力應(yīng)按下列原原則分配：現(xiàn)現(xiàn)澆和裝配整整體式混凝土土樓、屋蓋等等剛性樓蓋建建筑，宜按抗抗側(cè)力構(gòu)件等等效剛度的比比例分配；木木樓蓋、木屋屋蓋等柔性樓樓蓋建筑，宜宜按抗側(cè)力構(gòu)構(gòu)件從屬面積積上重力荷載載代表值的比比例分配；普普通的預(yù)制裝裝配式混凝土土樓、屋蓋等等中性樓、屋屋蓋的建筑，，可取上述兩兩種分配結(jié)果果的平均值。。4.截面抗震驗算算(1)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地地震作用效應(yīng)應(yīng)和其他荷載載效應(yīng)的基本本組合應(yīng)按下下式計算:(16-15)式中，S——結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力力組合的設(shè)計計值，如組合合的彎矩、軸軸向力和剪力力設(shè)計值；γG——重力荷載分項項系數(shù)，一般般情況應(yīng)采用用1.2，當(dāng)重力荷載載效應(yīng)對構(gòu)件件承載能力有有利時，不應(yīng)應(yīng)大于1.0；vEh、γEv——分別為水平、、豎向地震作作用分項系數(shù)數(shù)，應(yīng)按表16-12采用；γW——風(fēng)荷載分項系系數(shù)，應(yīng)采用用1.4；SGE——重力荷載代表表值的效應(yīng)，，有吊車時，，尚應(yīng)包括懸懸吊物重力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)應(yīng)；SEhK——水平地震作用用標(biāo)準(zhǔn)值的效效應(yīng)，尚應(yīng)乘乘以相應(yīng)的增增大系數(shù)或調(diào)調(diào)整系數(shù)；SEVK——豎向地震作用用標(biāo)準(zhǔn)值的效效應(yīng)，尚應(yīng)乘乘以相應(yīng)的增增大系數(shù)或調(diào)調(diào)整系數(shù)；SWK——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值值的效應(yīng)；ФW——風(fēng)荷載組合值值系數(shù)，一般般結(jié)構(gòu)取0.0，風(fēng)荷載起控控制作用的高高層建筑應(yīng)采采用0.2。表16-12地震作用分項項系數(shù)多高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的荷載(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截截面抗震驗算算應(yīng)采用下列列設(shè)計表達式式:(16-16)式中，S——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)內(nèi)力組合設(shè)計計值；γKE——承載力抗震調(diào)調(diào)整系數(shù)，除除另有規(guī)定外外應(yīng)按表16-13采用；R——結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載載力設(shè)計值。。多高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的荷載表16-13承載力抗震調(diào)調(diào)整系數(shù)5.抗震變形驗算算1)多遇地震作用用下的抗震變變形驗算表16-14所列各類結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)進行多遇遇地震作用下下的抗震變形形驗算，其樓樓層內(nèi)的彈性性層間位移應(yīng)應(yīng)符合下式要要求：(16-17)多高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的荷載表16-14彈性層間位移移角限值式中，Δμe——多遇地震作用用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生生的樓層內(nèi)最最大的彈性層層間位移。計計算時除以彎彎曲變形為主主的高層建筑筑外，可不扣扣除結(jié)構(gòu)整體體彎曲變形；；應(yīng)計入扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變形；各作作用分項系數(shù)數(shù)均應(yīng)采用1.0；鋼筋混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的的截面剛度可可采用彈性剛剛度；[θe]——彈性層間位移移角限值，按按《高規(guī)》相關(guān)規(guī)定取用用；h——計算樓層層高高。2)罕遇地震作用用下薄弱層的的彈塑性變形形驗算下列結(jié)構(gòu)應(yīng)進進行彈塑性變變形驗算：①設(shè)防烈度度為8度Ⅲ、Ⅳ類場地和9度時，高大的的單層鋼筋混混凝土柱廠房房的橫向排架架；②7～9度時樓層屈服服強度系數(shù)小小于0.5的鋼筋混凝土土框架結(jié)構(gòu)；；③高度大于于150m的鋼結(jié)構(gòu)；④④甲類建筑和和9度時乙類建筑筑中的鋼筋混混凝土結(jié)構(gòu)和和鋼結(jié)構(gòu)；⑤⑤采用隔震和和消能減震設(shè)設(shè)計的結(jié)構(gòu)。。結(jié)構(gòu)薄弱層(部位)彈塑性層間位位移的應(yīng)符合合下式為：多高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的荷載(16-18)式中，ηP——彈塑性位移增增大系數(shù)，按按規(guī)范采用。。結(jié)構(gòu)薄弱層彈彈塑性層間位位移應(yīng)符合下下式要求：(16-19)式中，[θP]——彈塑性層間位位移角限值，，按《高規(guī)》相關(guān)規(guī)定取用用。6.抗震等級和措措施結(jié)構(gòu)在進行了了多遇地震(小震)作用下的承載載力及彈性變變形驗算，以以及罕遇地震震作用下的彈彈塑性變形驗驗算后，還要要根據(jù)抗震等等級采取相應(yīng)應(yīng)的抗震構(gòu)造造措施。高層建筑設(shè)計計時，要求結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良良好的延性性性能。即在設(shè)設(shè)防烈度(中震)下，允許某些些部位進入屈屈服狀態(tài)，形形成塑性鉸，，結(jié)構(gòu)進入彈彈塑性階段，，通過結(jié)構(gòu)塑塑性變形來