第1講高層建筑結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)布置

第一章概述1學(xué)習(xí)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及目的：內(nèi)容：本課程在專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中的定位與課程目標(biāo)“高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”是土木工程專業(yè)的一門(mén)十分重要的專業(yè)課，它的內(nèi)容包括高層建筑結(jié)構(gòu)體系的受力與變形特點(diǎn)，內(nèi)力和位移計(jì)算，結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)方法等。學(xué)好這門(mén)課程需要學(xué)生具備理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、鋼結(jié)構(gòu)、工程結(jié)構(gòu)抗震等前期課程的基本理論知識(shí)，所以它是這些知識(shí)綜合應(yīng)用的一門(mén)課程，并將為畢業(yè)設(shè)計(jì)和未來(lái)的工程設(shè)計(jì)工作打下必要的基礎(chǔ)。2目的：是對(duì)土木工程專業(yè)多門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的綜合應(yīng)用和檢驗(yàn)對(duì)學(xué)生將來(lái)從事高層建筑結(jié)構(gòu)學(xué)科學(xué)術(shù)研究提供系統(tǒng)的基礎(chǔ)訓(xùn)練也是工程基礎(chǔ)的綜合應(yīng)用平臺(tái)和工程實(shí)踐的交匯點(diǎn)對(duì)學(xué)生的科研能力和工程能力培養(yǎng)具有不可替代的作用對(duì)培養(yǎng)學(xué)生成為具有社會(huì)責(zé)任感的工程類研究型人才具有不可替代的作用3通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握高層建筑結(jié)構(gòu)的基本理論和基本知識(shí)，能夠進(jìn)行一般高層建筑結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)布置掌握對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模和內(nèi)力分析的方法，并能按國(guó)家相關(guān)規(guī)范正確進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計(jì)和構(gòu)造處理，掌握整個(gè)房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)掌握高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)原理及方法初步掌握國(guó)內(nèi)主流高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的使用方法及特點(diǎn)建立初步的工程經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)解決和處理工程實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)實(shí)事求是、獨(dú)立思考、勇于創(chuàng)造的科學(xué)精神。41.1高層建筑和高層建筑結(jié)構(gòu)1.2高層建筑結(jié)構(gòu)的功能1.3高層建筑的結(jié)構(gòu)型式1.4高層建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展與展望51.1高層建筑和高層建筑結(jié)構(gòu)高層建筑的定義，不同國(guó)家、不同時(shí)期高層建筑的定義不同各國(guó)的規(guī)定：2.聯(lián)合國(guó)教科文組織所屬的世界高層建筑委員會(huì)建議：第一類高層建筑：9~16層（高度≤50m)

第二類高層建筑：17～25層（高度≤75m)

第三類高層建筑：26～40層（高度≤100m)

第四類高層建筑：41層以上（高度超過(guò)100m，即超高層建筑)3.我國(guó)規(guī)定JGJ3-2010《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：層數(shù)≥10層或高度≥28m的混凝土結(jié)構(gòu)GB50045-1995<<高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范>>和JGJ99-1998《高層民用結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：層數(shù)≥10層的居住建筑，和高度≥24m的其他建筑德國(guó)英國(guó)美國(guó)法國(guó)日本前蘇聯(lián)≥22m≥24.3m≥24.6m≥7層居住建筑≥50m其他建筑≥28m≥8層≥31m≥9層6從受力理論上講，高層建筑與多層建筑之間的界限應(yīng)按房屋受力特性劃分（按對(duì)水平荷載的敏感程度）；但不同的結(jié)構(gòu)形式，受力特點(diǎn)不同，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述：層數(shù)≥10層的居住建筑，和高度≥24m的其他建筑為高層建筑，高度40層或超過(guò)100m，為超高層建筑，7-9層為中高層建筑，4-6層為多層建筑，不超過(guò)3層為低層建筑高層建筑結(jié)構(gòu)—用于高層建筑的結(jié)構(gòu)形式或體系，如框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等等。1.2高層建筑結(jié)構(gòu)的功能在規(guī)定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（一般50年，特別重要建筑100年）內(nèi)，在承受其上的各種荷載和作用下，完成預(yù)期的承載力（安全性）、正常使用（適用性）、耐久性以及突發(fā)事件中的整體穩(wěn)定功能（穩(wěn)定性）。建筑結(jié)構(gòu)同時(shí)承擔(dān)豎向荷載和水平作用及其他作用，在低層建筑結(jié)構(gòu)中，豎向荷載起控制作用，水平作用通?？梢院雎?；而在高層建筑結(jié)構(gòu)中，水平作用成為控制因素7高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移與結(jié)構(gòu)高度的關(guān)系：

如均布荷載作用下的懸臂結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)，在高層建筑設(shè)計(jì)中除了保證結(jié)構(gòu)有足夠的承載能力以外，還要使結(jié)構(gòu)有足夠的剛度來(lái)抵抗結(jié)構(gòu)過(guò)大的側(cè)向變形81.3高層建筑的結(jié)構(gòu)型式1.3.1按功能材料分：1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

優(yōu)點(diǎn)：材料來(lái)源豐富、造價(jià)低，易成形，防火性好，剛度大。缺點(diǎn)：自重大，結(jié)構(gòu)截面大，影響使用2.鋼結(jié)構(gòu)

優(yōu)點(diǎn)：截面小，強(qiáng)度高，自重輕，抗震性能好，易于加工，施工方便，計(jì)算可靠；缺點(diǎn)：造價(jià)高，耐火性能不好3.混合結(jié)構(gòu)

如鋼骨（型鋼）混凝土結(jié)構(gòu)，鋼管混凝土，部分用鋼結(jié)構(gòu)，部分用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系91.3.2按結(jié)構(gòu)體系分結(jié)構(gòu)體系：結(jié)構(gòu)抵抗外部作用構(gòu)件的組成方式1.框架結(jié)構(gòu)體系：由梁和柱組成，承受水平和豎向作用荷載（力）的傳遞路線：荷載→板→梁→柱→基礎(chǔ)→地基缺點(diǎn)：抗側(cè)移剛度小，水平荷載作用下產(chǎn)生較大側(cè)移，適用于層數(shù)不多、水平荷載較小的高層建筑優(yōu)點(diǎn)：建筑平面布置靈活，可以做成有較大空間的會(huì)議室、餐廳、車間、營(yíng)業(yè)室、教室等。需要時(shí)，可用隔斷分隔成小房間，或拆除隔斷改成大房間，因而使用靈活。外墻用非承重構(gòu)件，可使立面設(shè)計(jì)靈活多變。如果采用輕質(zhì)隔墻和外墻，就可大大降低房屋自重，節(jié)省材料。

102.剪力墻結(jié)構(gòu)體系：利用建筑物墻體作為承受豎向荷載、抵抗水平荷載的結(jié)構(gòu)，稱為剪力墻結(jié)構(gòu)體系。墻體同時(shí)也作為維護(hù)及房間分隔構(gòu)件。荷載→板→墻→基礎(chǔ)→地基優(yōu)點(diǎn)：整體性好、剛度大，水平力作用下結(jié)構(gòu)側(cè)移很小，適用于層數(shù)較多，水平荷載較大的高層建筑結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)和局限性也是很明顯的。主要是剪力墻間距不能太大，平面布置不靈活，不能滿足公共建筑的使用要求。此外，結(jié)構(gòu)自重往往也較大。為了克服上述弱點(diǎn)，減輕自重，并盡量擴(kuò)大剪力墻結(jié)構(gòu)的使用范圍，應(yīng)當(dāng)改進(jìn)樓板做法，加大剪力墻間距，做成大開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)。下述兩種結(jié)構(gòu)是剪力墻結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展，可使其應(yīng)用范圍擴(kuò)大。1．底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)2．跳層剪力墻結(jié)構(gòu)

113.框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系由梁、柱和鋼筋混凝土墻組成，鋼筋混凝土墻承受大部分水平作用，框架承受豎向作用水平荷載通過(guò)板、梁等水平構(gòu)件→墻（柱）→基礎(chǔ)→地基豎向荷載→板→梁→柱→基礎(chǔ)→地基特點(diǎn)：保留了框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，克服了兩種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，通過(guò)框架和剪力墻協(xié)同工作、協(xié)調(diào)變形，即增大了結(jié)構(gòu)的總體剛度從而減小側(cè)移，又改善了純框架和純剪力墻中上部和下部層間變形較大的缺點(diǎn)，因而可減少地震作用下非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。124.筒體結(jié)構(gòu)體系框筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、多筒結(jié)構(gòu)、成束筒結(jié)構(gòu)筒中筒結(jié)構(gòu)

筒體的基本形式有三種：實(shí)腹筒、框筒及桁架筒。上面提到的用剪力墻圍成的筒體稱為實(shí)腹筒。在實(shí)腹筒的墻體上開(kāi)出許多規(guī)則排列的窗洞所形成的開(kāi)孔筒體稱為框筒，它實(shí)際上是由密排柱和剛度很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架圍成的筒體。如果筒體的四壁是由豎桿和斜桿形成的桁架組成，則稱為桁架筒。筒體最主要的特點(diǎn)是它的空間受力性能。無(wú)論哪一種筒體，在水平力作用下都可看成固定于基礎(chǔ)上的箱形懸臂構(gòu)件，它比單片平面結(jié)構(gòu)具有更大的抗側(cè)剛度和承載力，并具有很好的抗扭剛度。這里將著重通過(guò)對(duì)框筒受力特點(diǎn)的分析，了解筒體的特點(diǎn)。13多筒體系——成束筒及巨形框架結(jié)構(gòu)

當(dāng)采用多個(gè)簡(jiǎn)體共同抵抗側(cè)向力時(shí)，成為多筒結(jié)構(gòu)，多筒結(jié)構(gòu)可以有兩種方式：

1）．成束筒

兩個(gè)以上框筒(或其他筒體)排列在一起成束狀，稱為成束筒。

2）．巨形框架利用筒體作為柱子，在各筒體之間每隔數(shù)層用巨形梁相連，筒體和巨形梁即形成巨形框架

5.懸掛結(jié)構(gòu)體系6.巨型框架結(jié)構(gòu)體系14框架結(jié)構(gòu)體系15

框架結(jié)構(gòu)典型平面

16圖1-6a北京長(zhǎng)城飯店（22層）17剪力墻結(jié)構(gòu)體系18圖1-10a北京國(guó)際飯店19框架－剪力墻結(jié)構(gòu)體系20圖1-12a北京西苑飯店（29層，93.06m）

21框架－筒體結(jié)構(gòu)體系22筒中筒結(jié)構(gòu)體系23成束筒結(jié)構(gòu)體系24(a)實(shí)腹筒(b)框筒(c)桁架筒(d)筒中筒圖1-9筒體類型25

希爾斯大樓

26懸掛結(jié)構(gòu)體系27巨型框架結(jié)構(gòu)體系28各種結(jié)構(gòu)體系適用高度

291.4高層建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展與展望（1）建筑高度不斷增加；（2）建筑功能和用途越來(lái)越多；（3）各種新型的建筑結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化；301.4高層建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展與展望高層建筑起源于19世紀(jì)中期至19世紀(jì)末期。19世紀(jì)隨著工業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的繁榮，人口向城市集中，造成用地緊張，迫使建筑物向高層發(fā)展。世界第一幢現(xiàn)代高層建筑為美國(guó)芝加哥家庭保險(xiǎn)公司大樓，10層，高55m，建于1884-1886年；而世界第一幢采用全鋼框架承重的高層建筑為1889年在美國(guó)建造的9層SecondRandMenally大樓。這一時(shí)期，1851年電梯系統(tǒng)的發(fā)明和1857年第一臺(tái)自控客用電梯的出現(xiàn)，解決了高層建筑的豎向運(yùn)輸問(wèn)題，也為建造更高的建筑創(chuàng)造了條件。19世紀(jì)末，高層建筑已突破了100m大關(guān)，1898年在紐約建造了30層、高118m的ParkRow大廈，為19世紀(jì)世界上最高的建筑。

311.4高層建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展與展望

19世紀(jì)末至20世紀(jì)50年代初為高層建筑的發(fā)展期。由于鋼鐵工業(yè)的發(fā)展和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步，使高層建筑逐步向上發(fā)展，并在結(jié)構(gòu)理論方面有所突破，提出在框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置豎向支撐或剪力墻，來(lái)增加高層建筑的側(cè)向剛度。1905年建造了50層的Metrop

Litann大樓；1907年在紐約建造了辛爾大樓，47層，高187m，為第一幢超過(guò)金字塔高度的高層建筑；1913年紐約建造了60層、高242m的Woolworth大樓；1923年建造了高319m的Charysler大廈；至1931年，在紐約曼哈頓建造了著名的帝國(guó)大廈，102層、高381m，它保持世界最高建筑達(dá)41年之久，現(xiàn)今仍為世界上的10幢最高建筑之一。同時(shí)，混凝土作為一種結(jié)構(gòu)材料開(kāi)始進(jìn)入高層建筑的領(lǐng)域，1902年在美國(guó)的辛辛那提市建造了16層、高64m的Ingalls大樓，為世界第一幢鋼筋混凝土高層建筑。30年代開(kāi)始的世界經(jīng)濟(jì)大蕭條和第二次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，使高層建筑的發(fā)展一度趨于停頓。3220世紀(jì)50年代初至目前為高層建筑的繁榮期。隨著戰(zhàn)后世界經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇和繁榮，再一次興起高層建筑的建設(shè)和研究熱潮。首先，鋼筋混凝土高層建筑得到了空前的發(fā)展，至1962年，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建造的紐約美洲旅館高達(dá)50層。20世紀(jì)60年代中期，筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念的出現(xiàn)，使結(jié)構(gòu)體系發(fā)展到了一個(gè)新的水平。20世紀(jì)60年代末至70年代初，使美國(guó)的高層建筑發(fā)展到了頂峰時(shí)期，建成了一批這一時(shí)期的代表性建筑物，有些至今仍為世界最高建筑物之列。如建成于1968年的芝加哥JohnHancock中心，100層，高344m；建成于1973年的紐約世界貿(mào)易中心（WorldTradeCenter）雙塔樓，北樓高417m，南樓高415m，均110層，該工程當(dāng)時(shí)在規(guī)模和技術(shù)進(jìn)行了多項(xiàng)創(chuàng)新，然而不幸的是，2001年9月11日突遭恐怖分子毀滅性襲擊，造成兩座大樓先后豎向逐層座塌，對(duì)全世界高層建筑的發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響。還有建成于1974年的芝加哥Sears大廈，110層，高443m，曾保持世界最高建筑達(dá)20多年。33在這一時(shí)期，由于在輕質(zhì)高強(qiáng)材料、抗震抗風(fēng)結(jié)構(gòu)體系、新的設(shè)計(jì)理論、計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用、施工技術(shù)和施工機(jī)械等方面都取得了較大的進(jìn)步，使得高層建筑在歐洲、亞洲、澳洲等世界上其他國(guó)家也得到了迅速發(fā)展，陸續(xù)建造了許多高層建筑。90年代以后，由于亞洲經(jīng)濟(jì)的崛起，西太平洋沿岸的日本、朝鮮、韓國(guó)、中國(guó)大陸、香港、臺(tái)灣、新加坡和馬來(lái)西亞等國(guó)家和地區(qū)，陸續(xù)建造了高度超過(guò)200m、300m、400m的高層建筑，成為繼美國(guó)之后新的高層建筑中心，如1998年在馬來(lái)西亞吉隆坡建成的Petronas大廈，88層，高452m，為當(dāng)時(shí)世界最高的建筑；1992年在香港建成的中環(huán)大廈，78層，高374m；2001年在臺(tái)灣高雄建成的T&C大廈，85層，高348m；2003年建成的臺(tái)北市國(guó)際金融中心，塔尖高度達(dá)508m，目前已成為世界最高建筑；1997年在我國(guó)廣州建成的中天大廈，80層，322m等。目前，世界各地還有一些高層建筑正在醞釀中，相信不久還有可能出現(xiàn)更高的高層建筑。截至2002年，根據(jù)世界高層建筑與城市住宅委員會(huì)公布的結(jié)果，我國(guó)已有5幢建筑進(jìn)入世界最高建筑的前10名。通過(guò)對(duì)世界100幢最高的高層建筑的統(tǒng)計(jì)，中國(guó)已居世界第二位。34我國(guó)高層建筑發(fā)展相對(duì)較晚，我國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的高層建筑開(kāi)始于20世紀(jì)50年代。1958-1959年，北京的十大建筑工程推動(dòng)了我國(guó)高層建筑的發(fā)展，如1959年建成的北京民族飯店，12層，高47.4m。到20世紀(jì)60年代，我國(guó)高層建筑有了新的發(fā)展，1964年建成了北京民航大樓，15層，高60.8m；1966年建成了廣州人民大廈，18層，高63m；1968年建成了廣州賓館，27層，高88m。20世紀(jì)70年代，我國(guó)高層建筑有了較大的發(fā)展，1973年在北京建成了16層的外交公寓；1974年建成的北京飯店?yáng)|樓，19層，高87.15m；1976年在廣州建成的白云賓館，33層，高114.05m，它標(biāo)志著我國(guó)的高層建筑已突破100m大關(guān)。在此時(shí)期，北京、上海建成了一批12~16層的鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)住宅（北京前三門(mén)住宅一條街，上海漕溪路）。3520世紀(jì)80年代是我國(guó)高層建筑發(fā)展的繁榮期，建筑層數(shù)和高度不斷地突破，功能和造型越來(lái)越復(fù)雜，分布地區(qū)越來(lái)越廣泛，結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅1980—1983年所建的高層建筑就相當(dāng)于1949年以來(lái)30多年中所建造高層建筑的總和。這一時(shí)期，北京、廣州、深圳、上海等30多個(gè)大中城市建造了一大批高層建筑，如1987年建造的北京彩色電視中心，27層，高112.7m；1988年建成的上海錦江飯店分館，43層，153.52m；1988年建造的深圳發(fā)展中心大廈，43層，高165.3m。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)，高層建筑在我國(guó)得到了前所未有的發(fā)展。正在建設(shè)中的上海環(huán)球金融中心，101層，高度492m，建成后將成為我國(guó)最高的高層建筑。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅上海擁有16層以上的高層建筑4000多幢，排名世界第一；深圳、廣州、北京等城市也有數(shù)量可觀的高層建筑；我國(guó)目前高度超過(guò)150m的高層建筑有100多幢，高度超過(guò)200m的高層建筑已達(dá)到20多幢。36第一名：阿聯(lián)酋迪拜塔

“迪拜塔”始建于2004年，計(jì)劃將于2008年底推遲至2009年9月。目前已超過(guò)630米，成為世界第一高建筑物。迪拜最大的地產(chǎn)開(kāi)發(fā)公司艾馬爾地產(chǎn)僅向外透露說(shuō)，大廈將在建至700米以上的某處時(shí)停止，而其最終高度據(jù)稱可能將達(dá)到818米。

高樓大廈就是展現(xiàn)方式之一。據(jù)“迪拜塔”官方網(wǎng)站介紹，建成的“迪拜塔”將至少有160層，56部電梯穿梭其間，速度達(dá)每秒18米，那將是世界上速度最快且運(yùn)行距離最長(zhǎng)的電梯。建成后的“迪拜塔”在距大廈95公里外的地方即可看到。

第二名：紐約世貿(mào)中心自由之塔

自由塔的主體結(jié)構(gòu)高度仍然為1776英尺（541．3米），以象征美國(guó)建國(guó)的年份——1776年。據(jù)主建筑師蔡爾茲介紹，大廈的70層將作為辦公區(qū)，70層以上將利用懸索結(jié)構(gòu)建立一個(gè)用于觀景的公眾區(qū)域。電視天線和用來(lái)供電的風(fēng)力發(fā)電機(jī)也將建在大樓的頂部。加上頂部的電視天線，自由塔總的高度將超過(guò)2000英尺（609米）。大樓將于2008年竣工。

第三名：臺(tái)北101(Taipei101)

臺(tái)北101（TAIPEI101），原名臺(tái)北國(guó)際金融中心（TaipeiFinancialCenter），設(shè)計(jì)師李祖原。為臺(tái)北市政府的BOT開(kāi)發(fā)案，業(yè)主是臺(tái)北金融大樓股份有限公司。是位于臺(tái)灣臺(tái)北市信義區(qū)的一幢摩天大樓，樓高508米，地上101層，地下5層.

列入吉尼斯世界紀(jì)錄的最快速電梯，有2部，為觀景臺(tái)使用，其上行最高速率可達(dá)每分鐘1010米，相當(dāng)于時(shí)速60公里，從1樓到89樓的室內(nèi)觀景臺(tái)，只需39秒；從5樓到89樓的室內(nèi)觀景臺(tái)，只需37秒。下行最高速率可達(dá)每分鐘600米，由89樓下行至5樓僅需46秒，至1樓僅需48秒。37

第四名：上海環(huán)球金融中心(ShanghaiWorldFinancialCenter)

上海環(huán)球金融中心是以日本的森大廈株式會(huì)社（MoriBuildingCorporation）為中心，聯(lián)合日本、美國(guó)等40多家企業(yè)投資興建的項(xiàng)目，總投資額超過(guò)1050億日元（逾10億美元）。原設(shè)計(jì)高460米，工程地塊面積為3萬(wàn)平方米，總建筑面積達(dá)38.16萬(wàn)平方米，比鄰金茂大廈。1997年年初開(kāi)工后，因受亞洲金融危機(jī)影響，工程曾一度停工。2003年2月工程復(fù)工。但由于當(dāng)時(shí)中國(guó)臺(tái)北和香港都已在建480米高的摩天大廈，超過(guò)環(huán)球金融中心的原設(shè)計(jì)高度。由于日本方面興建世界第一高樓的初衷不變，對(duì)原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了修改。修改后的環(huán)球金融中心比原來(lái)增加7層，即達(dá)到地上101層，地下3層，樓層總面積約377,300平方米。

建筑主體高度達(dá)到492米，比目前已建成的中國(guó)臺(tái)北國(guó)際金融大廈主樓主體高度高出12米（臺(tái)北101大廈實(shí)體高度加天線高度為508米），仍為名符其實(shí)的世界第一高樓。按照施工計(jì)劃，工程將于2008年初，也就是北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕之前竣工落成。

第五名：雙峰塔（PetronasTwinTowers，或稱佩重納斯大廈、馬來(lái)西亞國(guó)家石油大廈、國(guó)家石油雙塔、雙子塔）

雙峰塔（俗稱“國(guó)營(yíng)石油雙塔”）馬來(lái)西亞吉隆坡，建成于1998年是兩棟位于馬來(lái)西亞吉隆坡市區(qū)內(nèi)的摩天大樓，曾經(jīng)是世界最高的摩天大樓，直到2003年10月17日被臺(tái)北101超越，但仍是目前世界最高的雙塔樓，也是世界第三高的大樓。樓高452米，共地上88層，現(xiàn)在仍排名第五！

第六名：西爾斯大廈(SearsTower)

直至2004年臺(tái)北101塔建成以前，西爾斯大廈一直保持著“世界最高屋頂”和“世界最高居住層”的桂冠。它由著名的SOM建筑師事務(wù)所設(shè)計(jì)，整個(gè)施工工期不到兩年半時(shí)間，工程于1974年竣工。它的高度為442米（1,450英尺），共108層，內(nèi)部總共有450萬(wàn)平方英尺的辦公室和商業(yè)空間。在西爾斯大廈開(kāi)工建設(shè)前，大廈的場(chǎng)址被西昆西街（WestQuincyStreet）一分為二，西爾斯公司為此支付給芝加哥市270萬(wàn)美元實(shí)現(xiàn)了街道分割。

西爾斯大廈有110層，一度是世界上最高的辦公樓。每天約的1.65萬(wàn)人到這里上班。在第103層有一個(gè)供觀光者俯瞰全市用的觀望臺(tái)。它距地面412米，天氣晴朗時(shí)可以看到美國(guó)的4個(gè)州。

38第七名:南京紫峰大廈

綠地集團(tuán)在南京投資開(kāi)發(fā)建設(shè)的世界第七高樓、江蘇第一高樓--高達(dá)450米的綠地廣場(chǎng)·紫峰大廈正式結(jié)構(gòu)封頂。

由專業(yè)設(shè)計(jì)公司美國(guó)SOM建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)的紫峰大廈地下4層、地上到燈塔是381米、89層，而從燈塔底部到塔尖則有69米。樓頂下月樹(shù)起69米的燈塔，將一舉攀上450米的最高點(diǎn)。這是江蘇第一高樓，也是世界第七高樓。

看玄武湖也就是一個(gè)洗腳盆那么大，比紫金山頭陀嶺448.9米還要高1.1米

第八名：金茂大廈(JinMaoTower)

1999年初，上海市又一座標(biāo)志性建筑傲然屹立黃浦江畔，人們期待已久的世界第三、亞洲第二、中國(guó)內(nèi)地第一的88層金茂大廈（JinmaoTower）終于推向市場(chǎng)。

金茂大廈于1992年12月17日被批準(zhǔn)立項(xiàng)，1994年5月10日動(dòng)工，1997年8月28日結(jié)構(gòu)封頂，至1999年3月18日開(kāi)張營(yíng)業(yè)，當(dāng)年8月28日全面營(yíng)業(yè)。金茂大廈占地2.3公頃，塔樓高420.5米，總建筑面積29萬(wàn)平方米。

第九名：香港國(guó)際金融中心二期(TwoInternationalFinanceCentre)

金融中心二期（簡(jiǎn)稱“國(guó)金二期”），是一項(xiàng)商業(yè)建設(shè)工程項(xiàng)目，是總投資共30億美元的國(guó)際金融中心發(fā)展計(jì)劃的重要工程項(xiàng)目之一。1996年香港地鐵公司將項(xiàng)目發(fā)展權(quán)授予由多家建設(shè)及項(xiàng)目投資單位所組成的建設(shè)聯(lián)合體，并隨即開(kāi)展設(shè)計(jì)優(yōu)化工作。項(xiàng)目的原設(shè)計(jì)是兩座46層建筑物，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化后的國(guó)金二期是一座樓高420m，總層數(shù)88層，位列世界第四高的建筑物，另設(shè)6層地下室，埋深38m。

第十名：中信廣場(chǎng)大廈

廣州中信大廈，樓高83層，391米，在全球十大高樓之中排名第十。

中信大廈位于廣州天河區(qū)天河北路，地處市區(qū)東面商業(yè)、金融、文化、娛樂(lè)、高檔辦公樓新發(fā)展集中地。其北為廣州火車站東站，南與天河體育中心相對(duì)，并毗鄰廣州地鐵總站，交通便利，位置優(yōu)越。39全球第一高樓迪拜塔(828m)廣州新電視塔(610m))40第2章高層建筑結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)2.1高層建筑結(jié)構(gòu)上的荷載與作用2.2高層建筑結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和工作特點(diǎn)2.3高層建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布置2.4高層建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)412.1高層建筑結(jié)構(gòu)上的荷載與作用使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)力和變形的外界因素，均稱為作用。包括直接作用（荷載）和間接作用（地基變形、材料收縮、地震等），分為豎向、水平和其他作用2.1.1豎向荷載1.恒荷載（自重）重力密度按GB50009-2006《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》查取2.樓面、屋面活荷載（使用荷載）按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》查取,特殊情況特殊處理。施工中采用附墻塔、爬塔等對(duì)結(jié)構(gòu)受力有影響的起重機(jī)械或其他施工設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況驗(yàn)算施工荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。旋轉(zhuǎn)餐廳軌道和驅(qū)動(dòng)設(shè)備的自重應(yīng)按實(shí)際情況確定。擦窗機(jī)等清洗設(shè)備應(yīng)按其實(shí)際情況確定其自重的大小和作用位置。

42直升機(jī)平臺(tái)的活荷載應(yīng)采用下列兩款中能使平臺(tái)產(chǎn)生最大內(nèi)力的荷載：直升機(jī)總重量引起的局部荷載，按由實(shí)際最大起飛重量決定的局部荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以動(dòng)力系數(shù)確定。對(duì)具有液壓輪胎起落架的直升機(jī)，動(dòng)力系數(shù)可取1.4；當(dāng)沒(méi)有機(jī)型技術(shù)資料時(shí)，局部荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其作用面積可根據(jù)直升機(jī)類型以下取用：一輕型，最大起飛重量2t，局部荷載標(biāo)準(zhǔn)值取20kN，作用面積0.20m×0.20m；

—中型，最大起飛重量4t，局部荷載標(biāo)準(zhǔn)值取40kN，作用面積0.25m×0.25m；

—重型，最大起飛重量6t，局部荷載標(biāo)準(zhǔn)值取60kN，作用面積0.30m×0.30m。

荷載的組合值系數(shù)應(yīng)取O.7，頻遇值系數(shù)應(yīng)取0.6，準(zhǔn)永久值系數(shù)應(yīng)取0。同時(shí)其等效均布荷載不低于5.0kN／m2。

433.豎向地震作用（p37，表3.1）4.活荷載的不利布置除當(dāng)樓面活荷載大于4.0KN/m2時(shí)（如儲(chǔ)藏室、書(shū)庫(kù)），高層建筑結(jié)構(gòu)一般不考慮，因?yàn)椋海?）活荷載占豎向荷載的比例很?。?0%-20%）（2）復(fù)雜，計(jì)算工作量大簡(jiǎn)化做法：按滿布方式布置活荷載計(jì)算內(nèi)力后，將框架梁的跨中彎距乘以1.1——1.3的放大系數(shù)。5、豎向荷載估算框架結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)按12-14KN/m*m，剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)按14-16KN/m*m計(jì)算；在河北省地方標(biāo)準(zhǔn)中高層建筑底層還應(yīng)考慮施工堆料荷載10-20KN/m*m.442.1.2風(fēng)荷載水平荷載包括風(fēng)荷載和地震作用1.風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值KN/m2風(fēng)荷載作用面積取垂直于風(fēng)向的最大投影面積

—z高度上的風(fēng)振系數(shù)

—z高度處的風(fēng)壓高度變化系數(shù)

—風(fēng)荷載體形系數(shù)

—基本風(fēng)壓（KN/m2

）（1）基本風(fēng)壓

50年一遇的基本風(fēng)壓按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》查取，不小于0.3KN/m2100年一遇的基本風(fēng)壓可近似取50年一遇的基本風(fēng)壓*1.145（2）風(fēng)壓高度變化系數(shù)位于平坦或稍有起伏地形的高層建筑，按照地面粗糙程度和建筑物高度確定（附表8.1)地面粗糙程度：

A類—近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；

B類—田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)

C類—有密集建筑群的城市市區(qū)；

D類—有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)；位于山區(qū)的高層建筑，按附表8.1確定后再乘以地形條件修正系數(shù)

K=3.2（山峰）或1.4（山坡）46離地面或海平面高度（m）地面粗糙度類別ABCD510152030405060708090100150200250300350400≥4501.171.381.521.631.801.922.032.122.202.272.342.402.642.832.993.123.123.123.121.001.001.141.251.421.561.671.771.867.952.022.092.382.612.802.973.123.123.120.740.740.740.841.001.131.251.351.451.541.621.702.032.302.542.752.943.123.120.620.620.620.620.620.840.730.931.021.111.191.271.611.922.192.452.682.913.12表2.1風(fēng)壓高度變化系數(shù)

μz

47（3）風(fēng)荷載體型系數(shù)μs

：

指建筑物表面實(shí)際風(fēng)壓與基本風(fēng)壓的比值，它表示不同體型建筑物表面風(fēng)力的大小。與建筑物的體型、平面尺寸、表面狀況和房屋高寬比有關(guān)。48風(fēng)荷載體型系數(shù)μs

：①一般設(shè)計(jì)時(shí)，可采用：（a）圓形平面建筑0.8（b）正多邊形及截角三角形平面建筑

n—多邊形的邊數(shù)（c）高寬比H/B≤4的矩形、方形、十字形平面建筑1.3（d）下列建筑1.4V形、Y形、弧形、雙十字形、井字形平面建筑：L形、槽形和高寬比H/B＞4的十字形平面建筑；高寬比H/B＞4,長(zhǎng)寬比L/B≤1.5的矩形、鼓形平面建筑；49（3）風(fēng)荷載體型系數(shù)μs

：②計(jì)算重要且體型復(fù)雜的高層建筑及需要更細(xì)致進(jìn)行風(fēng)荷載計(jì)算的場(chǎng)合，可以參照《高層規(guī)程》附錄A采用，或由風(fēng)洞試驗(yàn)確定。

H＞200m宜采用風(fēng)洞試驗(yàn)確定風(fēng)荷載；

H＞150m,有下列情況之一時(shí)，宜采用風(fēng)洞試驗(yàn)確定風(fēng)荷載：

a.平面形狀不規(guī)則，立面形狀復(fù)雜；

b.立面開(kāi)洞或連體建筑；

c.周圍地形和環(huán)境較復(fù)雜50（3）風(fēng)荷載體型系數(shù)μs

：③當(dāng)群集的高層建筑相互間距較近時(shí)，宜考慮風(fēng)力相互干擾的群體效應(yīng)，單體建筑的體型系數(shù)乘以相互干擾增大系數(shù)。系數(shù)由實(shí)驗(yàn)確定。④檐口、雨棚、遮陽(yáng)板、陽(yáng)臺(tái)等水平構(gòu)件，計(jì)算局部上浮風(fēng)荷載時(shí)，μs不宜小于2.0.⑤驗(yàn)算表面圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其連接的強(qiáng)度時(shí)，按《荷載規(guī)范》采用局部風(fēng)壓體型系數(shù)計(jì)算。正壓區(qū)：同建筑物負(fù)壓區(qū)：墻角邊-1.8，大于10度的坡屋面-2.2，以上兩部位作用寬度取0.1B或0.4H,取小值，但不小于1.5米；墻面-1.0，對(duì)于檐口、雨蓬、遮陽(yáng)板等突出構(gòu)件-2.051（4）風(fēng)振系數(shù)

平均風(fēng)壓（穩(wěn)定風(fēng)壓）+波動(dòng)風(fēng)壓（2.3)

Ψz—振型系數(shù)，可僅考慮受力方向基本振型的影響，對(duì)于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的彎剪型結(jié)構(gòu)，近似取振型計(jì)算點(diǎn)距室外地面高度z與房屋高度H的比值(z/H)。

ξ—脈動(dòng)增大系數(shù)，查附表8.2;v—脈動(dòng)影響系數(shù)，外形、質(zhì)量沿高度比較均勻的結(jié)構(gòu)按附表8.3采用；

μz—風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按附表8.1采用；

522.總風(fēng)荷載（力的大小、方向、作用點(diǎn)）

z高度處總風(fēng)荷載值的大小為：

KN/m

μsi—第i個(gè)表面的平均風(fēng)荷載體型系數(shù)（帶正負(fù)號(hào)）

Bi—第i個(gè)表面的寬度

αi

—第i個(gè)表面的法線與風(fēng)荷載作用方向的夾角

n—建筑物的外圍表面總數(shù)53風(fēng)荷載計(jì)算例題計(jì)算如圖平面的框架－剪力墻結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載及合力作用位置。18層房屋總高58米，地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓為0.64KN/m2，風(fēng)向?yàn)閳D中箭頭所示方向。54552.1.3地震作用1.基本概念地殼運(yùn)動(dòng)擠壓地殼巖層，使其薄弱部位發(fā)生斷裂、錯(cuò)動(dòng)而引起地震。地震波地面運(yùn)動(dòng)建筑物振動(dòng)地震作用：地震時(shí)使原來(lái)靜止的建筑物產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的慣性力地震作用的大小與以下因素有關(guān)：地震波的特性、場(chǎng)地土的性質(zhì)、建筑物的動(dòng)力特性56地震震級(jí)—地震產(chǎn)生的能量大小地震烈度—某一地區(qū)受到一次地震影響的強(qiáng)烈程度基本烈度—某一地區(qū)今后一定時(shí)期內(nèi)，在一般場(chǎng)地條件下，可能遭受的最大烈度設(shè)防烈度—一般取基本烈度，重要的建筑經(jīng)報(bào)批可適當(dāng)提高。57地震烈度的概率分布582.三水準(zhǔn)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)及一般設(shè)計(jì)原則三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)小震不壞不損壞或不需修理可使用中震可修局部進(jìn)入塑性，結(jié)構(gòu)不破壞，一般修復(fù)可繼續(xù)用大震不倒不倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞59兩階段抗震設(shè)計(jì)方法

第一階段設(shè)計(jì)針對(duì)所有進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的高層建筑小震作用下承載力驗(yàn)算、結(jié)構(gòu)彈性變形驗(yàn)算、保證結(jié)構(gòu)延性的抗震構(gòu)造措施第二階段設(shè)計(jì)對(duì)甲類建筑和特別不規(guī)則的建筑大震作用下薄弱部位的塑性變形驗(yàn)算60高層建筑按其使用功能的重要性(根據(jù)建筑遭遇地震破壞后，可能造成人員傷亡、直接和間接經(jīng)濟(jì)損失、社會(huì)影響的程度及其在抗震救災(zāi)中的作用等因素)，對(duì)各類建筑所做的設(shè)防類別劃分。建筑抗震設(shè)防類別劃分，應(yīng)根據(jù)下列因素的綜合分析確定：

1建筑破壞造成的人員傷亡、直接和間接經(jīng)濟(jì)損失及社會(huì)影響的大小。

2城鎮(zhèn)的大小、行業(yè)的特點(diǎn)、工礦企業(yè)的規(guī)模。

3建筑使用功能失效后，對(duì)全局的影響范圍大小、抗震救災(zāi)影響及恢復(fù)的難易程度。

4建筑各區(qū)段的重要性有顯著不同時(shí)，可按區(qū)段劃分抗震設(shè)防類別。下部區(qū)段的類別不應(yīng)低于上部區(qū)段。

5不同行業(yè)的相同建筑，當(dāng)所處地位及地震破壞所產(chǎn)生的后果和影響不同時(shí)，其抗震設(shè)防類別可不相同。注：區(qū)段指由防震縫分開(kāi)的結(jié)構(gòu)單元、平面內(nèi)使用功能不同的部分、或上下使用功能不同的部分。61建筑工程應(yīng)分為以下四個(gè)抗震設(shè)防類別：1特殊設(shè)防類：指使用上有特殊設(shè)施，涉及國(guó)家公共安全的重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果，需要進(jìn)行特殊設(shè)防的建筑。簡(jiǎn)稱甲類。2重點(diǎn)設(shè)防類：指地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑，以及地震時(shí)可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果，需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑。簡(jiǎn)稱乙類。3標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類：指大量的除1、2、4款以外按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)防的建筑。簡(jiǎn)稱丙類。4適度設(shè)防類：指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害，允許在一定條件下適度降低要求的建筑。簡(jiǎn)稱丁類。62各抗震設(shè)防類別建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)符合下列要求：（地震力的大小）（抗震措施見(jiàn)p48）

1標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用，達(dá)到在遭遇高于當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度的預(yù)估罕遇地震影響時(shí)不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴(yán)重破壞的抗震設(shè)防目標(biāo)。2重點(diǎn)設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強(qiáng)其抗震措施；但抗震設(shè)防烈度為9度時(shí)應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基礎(chǔ)的抗震措施，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。同時(shí)，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。3特殊設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強(qiáng)其抗震措施；但抗震設(shè)防烈度為9度時(shí)應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施。同時(shí)，應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)的結(jié)果且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作用。4適度設(shè)防類，允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低其抗震措施，但抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)不應(yīng)降低。一般情況下，仍應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。注：對(duì)于劃為重點(diǎn)設(shè)防類而規(guī)模很小的工業(yè)建筑，當(dāng)改用抗震性能較好的材料且符合抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)體系的要求時(shí)，允許按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類設(shè)防。

63高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)按下列原則考慮地震作用（地震力的方向）：一般情況下，應(yīng)允許在結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向分別考慮水平地震作用計(jì)算；有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，當(dāng)相交角度大于15°時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用；質(zhì)量與剛度分布明顯不對(duì)稱、不均勻的結(jié)構(gòu)，應(yīng)計(jì)算雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響；其他情況，應(yīng)計(jì)算單向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響；

7度、8度、9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)，高層建筑中的大跨度（24米）、轉(zhuǎn)換構(gòu)件和長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)（大于2米）應(yīng)考慮豎向地震作用；

9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)計(jì)算豎向地震作用。

643.地震作用的計(jì)算方法地震作用計(jì)算方法有：底部剪力法、振型分解反應(yīng)譜法、時(shí)程分析法。規(guī)范規(guī)定，根據(jù)不同情況，分別按下列方法計(jì)算地震作用：1

高層建筑結(jié)構(gòu)宜采用振型分解反應(yīng)譜法。對(duì)質(zhì)量和剛度不對(duì)稱、不均勻的結(jié)構(gòu)以及高度超過(guò)100m的高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動(dòng)影響的振型分解反應(yīng)譜法；2高度不超過(guò)40m、以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的高層建筑結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法；

653.7～9度抗震設(shè)防的高層建筑，下列情況應(yīng)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算1）甲類高層建筑結(jié)構(gòu)；2）表2.4所列的乙、丙類高層建筑結(jié)構(gòu)；3）結(jié)構(gòu)豎向布置特別不規(guī)則的高層建筑結(jié)構(gòu)；4）帶轉(zhuǎn)換層、帶加強(qiáng)層、錯(cuò)層、連體、多塔樓等復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)；5）質(zhì)量沿豎向分布特別不均勻的高層建筑結(jié)構(gòu)66表2.4采用時(shí)程分析法的高層建筑結(jié)構(gòu)

設(shè)防烈度、場(chǎng)地類別建筑高度范圍8度Ⅰ、Ⅱ類場(chǎng)地和7度＞100m8度Ⅲ、Ⅳ類場(chǎng)地 ＞80m9度 ＞60m674.反應(yīng)譜理論定義：建立在地震作用下單質(zhì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)體系的最大動(dòng)力反應(yīng)與結(jié)構(gòu)體系自振周期的反應(yīng)譜函數(shù)關(guān)系，計(jì)算結(jié)構(gòu)的慣性力，將其作為等效地震荷載，按靜力方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析的方法。規(guī)范給出地震影響系數(shù)與結(jié)構(gòu)自振周期的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜曲線（圖2.2)

建筑結(jié)構(gòu)的地震影響系數(shù)應(yīng)根據(jù)烈度、場(chǎng)地類別、設(shè)計(jì)地震分組和結(jié)構(gòu)自振周期以及阻尼比確定。

68圖2.2地震影響系數(shù)曲線

—地震影響系數(shù)；max—地震影響系數(shù)最大值；1—直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù)；—衰減指數(shù)；Tg—特征周期；2—阻尼調(diào)整系數(shù)；T—結(jié)構(gòu)自振周期。6989規(guī)范的地震影響系數(shù)70一、單自由度體系的水平地震作用對(duì)于單自由度體系，把慣性力看作反映地震對(duì)結(jié)構(gòu)體系影響的等效力，用它對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震驗(yàn)算。結(jié)構(gòu)在地震持續(xù)過(guò)程中經(jīng)受的最大地震作用為---集中于質(zhì)點(diǎn)處的重力荷載代表值；---重力加速度---動(dòng)力系數(shù)---地震系數(shù)---水平地震影響系數(shù)---質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加速度最大絕對(duì)值71二、抗震設(shè)計(jì)反應(yīng)譜規(guī)范規(guī)定：計(jì)算時(shí)max，取2.25，k小震時(shí)取基本烈度加速度的1/3，大震時(shí)取基本烈度加速度的1.5-2.2倍72---地震影響系數(shù)；---地震影響系數(shù)最大值；地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.05）1.400.90(1.20)0.50(0.72)-----罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震

9

8

7

6地震影響烈度括號(hào)數(shù)字分別對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)基本加速度0.15g和0.30g地區(qū)的地震影響系數(shù)---結(jié)構(gòu)周期；73---特征周期；地震特征周期分組的特征周期值（s）0.90

0.65

0.450.35第三組0.75

0.55

0.400.30第二組0.65

0.45

0.35

0.25第一組

Ⅳ

Ⅲ

Ⅱ

Ⅰ場(chǎng)地類別---曲線下降段的衰減指數(shù)；---直線下降段的斜率調(diào)整系數(shù)；---阻尼調(diào)整系數(shù)，小于

0.55時(shí)，應(yīng)取0.55。74高層建筑結(jié)構(gòu)地震影響系數(shù)曲線的形狀參數(shù)和阻尼比調(diào)整應(yīng)符合下列要求：1除有專門(mén)規(guī)定外，鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比應(yīng)取0.05，此時(shí)阻尼調(diào)整系數(shù)η2應(yīng)取1.0，形狀參數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）直線上升段，周期小于0.1S區(qū)段（2）水平段，0.1S至Tg段，地震影響系數(shù)取αmax（3）曲線下降段Tg-5Tg

，衰減指數(shù)γ應(yīng)取0.9，直線下降段，5Tg-6.0S段，下降斜率調(diào)整系數(shù)η1應(yīng)取0.02752當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比不等于0.05時(shí)，其形狀參數(shù)和阻尼調(diào)整系數(shù)η2應(yīng)符合下列規(guī)定：1）曲線水平段地震影響系數(shù)應(yīng)取η2αmax；

2）曲線下降段的衰減指數(shù)γ：

γ=0.9+（0.05-ξ）/（0.05+5ξ）

----------（2.5）

ζ——阻尼比。763）直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù)η1：

η1=0.02＋（0.05-ζ）/8----------（2.6）

η1小于0時(shí)應(yīng)取0。

4）阻尼調(diào)整系數(shù)η2：η2=1＋（0.05-ζ）/（0.06+1.7ζ）（2.7)當(dāng)η2小于0.55時(shí)，應(yīng)取0.55。77表2.5水平地震影響系數(shù)最大值αｍａｘ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

—0.5(0.72)0.9(1.2)1.478表2.6特征周期值Tｇ（s）設(shè)計(jì)地震分組

場(chǎng)地類別ⅠⅡⅢⅣ第一組0.250.350.450.65第二組0.300.400.550.75第三組0.350.450.650.9079表2.7場(chǎng)地類別的選用等效剪切波速(m/s)場(chǎng)地類別ⅠⅡⅢⅣvs>5000

500≥vs

＞250＜5≥5

250≥vs＞

140＜33~50＞50

vs

≤140＜33~15＞15~80＞80805.水平地震作用的計(jì)算（１）底部剪力法（２）振型分解反應(yīng)譜法①不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動(dòng)影響②考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動(dòng)影響（３）彈性時(shí)程分析法81（１）底部剪力法

(2.8)

Geq=0.85GE(2.9)(2.10)(2.11)82

表2.8頂部附加地震作用系數(shù)δn

T1為結(jié)構(gòu)基本自振周期

Tg

(s)T1＞1.4TgT1≤1.4Tg≤

0.35

0.08T1+0.07

0.00.35～0.550.08T1+0.01≥0.550.08T1-0.0283突出屋面的房屋（樓梯間、電梯間、水箱間）的處理宜作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)參加計(jì)算其水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值乘以增大系數(shù)βｎ，僅用于突出屋面房屋及與其直接相連的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)84表2.9突出屋面房屋地震作用增大系數(shù)βn

注：1Kn、Gn分別為突出屋面房屋的側(cè)向剛度和重力荷載代表值；K、G分別為主體結(jié)構(gòu)層側(cè)向剛度和重力荷載代表值，可取各層的平均值；2樓層側(cè)向剛度可由樓層剪力除以樓層層間位移計(jì)算。

85（２）振型分解反應(yīng)譜法

①不考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動(dòng)影響1結(jié)構(gòu)j振型i質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下列公式確定（n層有n個(gè)自由度）：

(i=1,2,…n,j=1,2,…m)

（2.12)

（2.13)

（2.14)86式中Fji－j振型i質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；

αj－相應(yīng)于j振型自振周期的地震影響系數(shù)；

Xji－j振型i質(zhì)點(diǎn)的水平相對(duì)位移；γj

－j振型的參與系數(shù)。n－結(jié)構(gòu)計(jì)算總質(zhì)點(diǎn)數(shù)，小塔樓宜每層作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)參與計(jì)算；

m－結(jié)構(gòu)計(jì)算振型數(shù)。規(guī)則結(jié)構(gòu)可取3，當(dāng)建筑較高、結(jié)構(gòu)沿豎向剛度不均勻時(shí)可取5～6。S－水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；Sj

－j振型的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)（彎矩、剪力、軸向力和位移等）87②考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動(dòng)影響（n層有3n個(gè)自由度）

j振型i質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：

(質(zhì)點(diǎn)i=1,2,…n,

振型j=1,2,…m)

（2.15)88Fxji、Fyji、Ftji－分別為j振型i層的x方向、y方向和轉(zhuǎn)角方向的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；Xji、Yji－分別為j振型I層質(zhì)心在x、y方向的水平相對(duì)位移；

ji－j振型i層的相對(duì)扭轉(zhuǎn)角；ri－i層轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，可取i層繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量除以該層質(zhì)量的商的正二次方根；γtj－計(jì)入扭轉(zhuǎn)的j振型的參與系數(shù)；

m－結(jié)構(gòu)計(jì)算振型數(shù)。一般情況可取9-15，多塔樓建筑每個(gè)塔樓的振型數(shù)不易小于９。89振型參與系數(shù)計(jì)算當(dāng)僅取x方向地震作用時(shí)（2.16)當(dāng)僅取y方向地震作用時(shí)（2.17)當(dāng)取與x方向斜交的地震作用時(shí)，

（2.18)90單向水平地震作用下，考慮扭轉(zhuǎn)偶聯(lián)振動(dòng)的地震效應(yīng)

（2.19)

（2.20)S－考慮扭轉(zhuǎn)地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；

Sj、Sk－分別為j、k振型地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)，可取前9～15個(gè)振型；ρjk－j振型與k振型的耦聯(lián)系數(shù)；

ζj

ζk－分別為j、k振型的阻尼比；

λT－k振型與j振型的自振周期比。91雙向水平地震作用的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)

（2.21)

（2.22)

Sx、Sy分別為x向、y向單向水平地震作用按式(2.19)計(jì)算的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)

92（３）彈性時(shí)程分析法對(duì)工程的基本運(yùn)動(dòng)方程，輸入對(duì)應(yīng)于工程場(chǎng)地的若干條地震加速度記錄或人工加速度時(shí)程曲線，通過(guò)積分運(yùn)算求得在地面加速度隨時(shí)間變化期間結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形狀態(tài)隨時(shí)間變化的全過(guò)程，并以此進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面抗震承載力驗(yàn)算和變形驗(yàn)算

地震烈度較高或房屋沿高度剛度和質(zhì)量特別不均勻時(shí)，應(yīng)進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充分析計(jì)算936.豎向地震作用的計(jì)算對(duì)9度時(shí)的高層建筑：

(2.23）

（2.24)

（2.25)質(zhì)點(diǎn)i的豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值:

（2.26)94第i層豎向總軸力為：樓層的豎向總軸力可按各構(gòu)件承受的重力荷載代表值的比例分配給各構(gòu)件，并宜乘以增大系數(shù)1.5；95長(zhǎng)懸臂和其它大跨度結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)上部樓層外挑部分的豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：

8度設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.30g9度該結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受的重力荷載代表值967.結(jié)構(gòu)基本自振周期的近似計(jì)算（１）頂點(diǎn)位移法（框架結(jié)構(gòu)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)）。ＵＴ－假想把集中在各樓層處的重力荷載代表值Ｇｉ作為該樓層的水平荷載，計(jì)算出的頂點(diǎn)彈性水平位移（ｍ）ψＴ—考慮非承重墻剛度對(duì)結(jié)構(gòu)自振周期的折減系數(shù)：框架結(jié)構(gòu)0.6-0.7框架—剪力墻結(jié)構(gòu)0.7-0.8剪力墻結(jié)構(gòu)0.9-1.097（２）能量法（以剪切變形為主的框架結(jié)構(gòu)）Δｉ—假想把集中在各樓層處的重力荷載代表值Ｇｉ作為該樓層的水平荷載，計(jì)算出的各樓層彈性水平位移98（３）微分方程簡(jiǎn)化公式（框—剪結(jié)構(gòu)）

（2.30)

（2.31)ψJ

—由附圖8.1查出的系數(shù)；99100

—框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度特征值

—框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中所有框架的總抗剪剛度

—框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中所有剪力墻的總抗彎剛度101（４）經(jīng)驗(yàn)公式與結(jié)構(gòu)層數(shù)ｎ有關(guān)：

框架結(jié)構(gòu)Ｔ１＝（0.08-0.1)ｎ框架—剪力墻結(jié)構(gòu)Ｔ１＝（0.06-0.08)ｎ剪力墻結(jié)構(gòu)Ｔ１＝（0.05-0.06)ｎ102與結(jié)構(gòu)高度Ｈ、寬度Ｂ有關(guān)：框架結(jié)構(gòu)、框—剪結(jié)構(gòu)：剪力墻結(jié)構(gòu)1032.1.4溫度和其他作用對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)，溫度變化、材料收縮、結(jié)構(gòu)不均勻沉降會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)內(nèi)力；計(jì)算困難，采用構(gòu)造措施來(lái)保證。對(duì)于樓板的溫度作用，采用抗放結(jié)合的原則來(lái)保證“抗”的原則：給結(jié)構(gòu)提供完全約束，結(jié)構(gòu)應(yīng)力最大，變形為零；“放”的原則：結(jié)構(gòu)能自由變形，結(jié)構(gòu)變形最大，應(yīng)力為零；104（１）溫度作用9-30層的建筑，適當(dāng)設(shè)計(jì)、施工和選用材料，溫度影響可忽略；30層以上的超高層建筑，必須考慮溫度的影響；105減小溫差影響的綜合技術(shù)措施：（１）平面和立面設(shè)計(jì)要避免突變；（２）降低結(jié)構(gòu)的約束程度，減小約束應(yīng)力；（３）加強(qiáng)構(gòu)造鋼筋；（４）結(jié)構(gòu)局部（頂層、屋頂、山墻、縱墻兩端開(kāi)間）提高配筋率（５）優(yōu)化混凝土級(jí)配，減小塌落度，后澆帶方法施工106高層建筑結(jié)構(gòu)中盡量避免設(shè)沉降縫的方法解決不均勻沉降的影響減小不均勻沉降影響的綜合技術(shù)措施：（１）選擇壓縮性小的地基；（２）分開(kāi)施工，設(shè)后澆帶；（３）將裙房做在高層建筑的懸挑基礎(chǔ)上；（４）綜合采用上述方法；（2）不均勻沉降107防震縫避免結(jié)構(gòu)不規(guī)則，不設(shè)防震縫；當(dāng)結(jié)構(gòu)不規(guī)則要設(shè)縫時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：1防震縫最小寬度：

1）框架結(jié)構(gòu)房屋，高度不超過(guò)15m的部分，可取100mm；超過(guò)15m的部分，6度、7度、8度和9度相應(yīng)每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加寬20mm；2）框架-剪力墻結(jié)構(gòu)房屋可按第一項(xiàng)規(guī)定數(shù)值的70％采用，剪力墻結(jié)構(gòu)房屋可按第一項(xiàng)規(guī)定數(shù)值的50％采用，但二者均不宜小于100mm。1082防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系不同時(shí)，防震縫寬度應(yīng)按不利的結(jié)構(gòu)類型確定；防震縫兩側(cè)的房屋高度不同時(shí)，防震縫寬度應(yīng)按較低的房屋高度確定；3當(dāng)相鄰結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)存在較大沉降差時(shí)，宜增大防震縫的寬度；4防震縫宜沿房屋全高設(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房之間如無(wú)可靠措施，不應(yīng)采用牛腿托梁的做法設(shè)置防震縫。

1092.2高層建筑結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和工作特點(diǎn)高層建筑結(jié)構(gòu)平面、立面、體型、形式多變，為復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮其受力和工作特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算模型簡(jiǎn)化，確定科學(xué)的計(jì)算簡(jiǎn)圖。2.2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮高層建筑結(jié)構(gòu)的空間整體工作性能，涉及到水平剪力分配問(wèn)題高層建筑結(jié)構(gòu)組成：豎向抗側(cè)力構(gòu)件及將豎向抗側(cè)力構(gòu)件連成整體的水平構(gòu)件低層建筑劃分成若干個(gè)平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，按受荷面積分配總水平力高層建筑結(jié)構(gòu)：各構(gòu)件剛度不同，若按受荷面積分配總水平力，造成剛度大力小、剛度小力大。不考慮扭轉(zhuǎn)影響時(shí)，同層各構(gòu)件水平位移相同，剪力墻結(jié)構(gòu)中各片墻按其等效剛度ＥＩｅｑ分配；框架結(jié)構(gòu)按其抗側(cè)剛度Ｄ分配；框架—剪力墻結(jié)構(gòu)按空間協(xié)同工作和剛度分配；考慮扭轉(zhuǎn)影響時(shí)，情況更復(fù)雜；無(wú)論采用哪種計(jì)算方法，都要考慮高層建筑結(jié)構(gòu)的整體協(xié)同工作能力，只有這樣才能得到較為準(zhǔn)確、可靠的計(jì)算結(jié)果。1102.2.2水平荷載對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的影響占主導(dǎo)地位，且不能忽略軸向變形和剪切變形低層建筑：只考慮彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移，忽略軸力和剪力產(chǎn)生的側(cè)移高層建筑結(jié)構(gòu)：考慮彎曲變形、軸向變形、剪切變形梁彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)，必要時(shí)軸向變形柱彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)、軸向變形墻彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)、軸向變形1112.2.3高層建筑結(jié)構(gòu)具有剛度大、延性差、易損的特點(diǎn),保證結(jié)構(gòu)具有一定的延性

采取構(gòu)造措施：

框架：強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件、強(qiáng)錨固

剪力墻：控制高寬比、加邊緣構(gòu)件

框剪：控制剪力墻的合理數(shù)量2.2.4在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，有些情況下要進(jìn)行結(jié)構(gòu)薄弱層的彈塑性變形驗(yàn)算下列結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算：1）7～9度時(shí)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)小于0．5的框架結(jié)構(gòu)；2）甲類建筑和9度抗震設(shè)防的乙類建筑結(jié)構(gòu)；3）采用隔震和消能減震技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)。

112下列結(jié)構(gòu)宜進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算：

l）豎向剛度不均勻的高層建筑結(jié)構(gòu)；

2）7度Ⅲ、Ⅳ類場(chǎng)地和8度抗震設(shè)防的乙類建筑結(jié)構(gòu)；3）板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)。1132.3高層建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布置2.3.1高層建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)布置總原則選擇結(jié)構(gòu)體系綜合考慮使用、美觀、結(jié)構(gòu)合理、施工方便等因素。1、高層建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系；采用規(guī)則結(jié)構(gòu)體型（平面、立面）規(guī)則，平面均勻、對(duì)稱并具有較好的抗扭剛度；結(jié)構(gòu)的剛度、承載力和質(zhì)量沿豎向均勻分布；2、具備必要的承載力、剛度和變形能力；3、避免局部破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失承受重力荷載、風(fēng)荷載和地震作用的能力；4、加強(qiáng)薄弱部位；5、設(shè)置多道防線；1142.3.2控制房屋適用高度和結(jié)構(gòu)高寬比Ｈ／Ｂ

鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度和高寬比應(yīng)分為A級(jí)和B級(jí)。（高規(guī)3.3）（B級(jí)高度高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度和高寬比可較A級(jí)適當(dāng)放寬，其結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)、有關(guān)的計(jì)算和構(gòu)造措施應(yīng)相應(yīng)加嚴(yán)，并應(yīng)符合本規(guī)程有關(guān)條文的規(guī)定）115116高層建筑的高寬比，是對(duì)結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定、承載能力、經(jīng)濟(jì)合理性的宏觀控制。高寬比的計(jì)算：一般按考慮方向的最小投影寬度計(jì)算，對(duì)突出建筑物很少的局部建筑（樓梯間、電梯間等）不應(yīng)包含在內(nèi)；對(duì)帶有裙房的高層建筑，當(dāng)裙房的面積和剛度相對(duì)塔樓的面積和剛度較大時(shí)，計(jì)算高寬比可按塔樓部分考慮；對(duì)不宜采用最小投影寬度計(jì)算高寬比的情況，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定合理的計(jì)算方法。1171182.3.3結(jié)構(gòu)平面布置1.抗震設(shè)計(jì)的A級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑，其平面布置宜符合下列要求：

1）平面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱，減少偏心；2）平面長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，突出部分長(zhǎng)度ｌ不宜過(guò)大（圖2.7）；L、ｌ等值宜滿足表2.12的要求；3）不宜采用角部重疊的平面圖形或細(xì)腰形平面圖形。

119

圖2.7建筑平面1202.3.3結(jié)構(gòu)平面布置抗震設(shè)計(jì)的B級(jí)高