高層混凝土設(shè)計(jì)第一講

高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2020.05.27結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述高層建筑混凝土概述剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述特點(diǎn)任務(wù)重：建模+繪圖時間緊：提資較晚+出圖最早（基礎(chǔ)先出）責(zé)任大：終身制要求高：伴隨土建施工過程、設(shè)計(jì)變更多、現(xiàn)場問題、圖紙問題繁復(fù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述流程建筑提資——>概念設(shè)計(jì)——>建模計(jì)算——>結(jié)果分析——>施工圖繪制在收到建筑提資后，確定結(jié)構(gòu)方案，結(jié)構(gòu)專業(yè)負(fù)責(zé)人編寫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)統(tǒng)一措施。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述設(shè)計(jì)準(zhǔn)備1）規(guī)范規(guī)程

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010(2016)）簡稱抗規(guī)

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010(2015)）

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)

簡稱高規(guī)

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）

......2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)統(tǒng)一措施

設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；建筑物主要部位的使用荷載及風(fēng)荷載；結(jié)構(gòu)體系及抗震設(shè)防；計(jì)算軟件及輸入?yún)?shù)；主要結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的控制項(xiàng)目及指標(biāo)；主要結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件規(guī)格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述設(shè)計(jì)準(zhǔn)備3）當(dāng)?shù)氐囊?guī)定性文件

地勘報告

地震安評報告

其他如裂縫控制、質(zhì)量通病防治手冊等等二.高層建筑混凝土概述定義高規(guī)定義坡屋面

二.高層建筑混凝土概述定義《民用建筑設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB?50352-2019）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016—2014（2018年版）二.高層建筑混凝土概述結(jié)構(gòu)高度

適用高度：高規(guī)3.3.1

樓蓋體系：高規(guī)3.6.1、3.6.2（50m）

層間位移角：高規(guī)3.7.3（150m）

彈塑性變形驗(yàn)算：高規(guī)3.7.4（150m） 風(fēng)振舒適度要求：高規(guī)3.7.6（150m） 抗震等級高度劃分：高規(guī)3.9.3 風(fēng)敏感性：高規(guī)4.2.2（60m） 風(fēng)洞試驗(yàn)：高規(guī)4.2.7（200m） 地震作用計(jì)算方法：高規(guī)4.3.4（100m） 考慮施工過程的影響：高規(guī)5.1.9（150m） 荷載組合：高規(guī)5.6.4（60m）二.高層建筑混凝土概述結(jié)構(gòu)體系高層建筑最常用的：框架、剪力墻、框剪住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家發(fā)展改革委發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市與建筑風(fēng)貌管理的通知》（2020年04月27日）二.高層建筑混凝土概述特點(diǎn)1）水平作用（地震作用、風(fēng)荷載）為關(guān)鍵作用豎向荷載在結(jié)構(gòu)底部產(chǎn)生的總重與總高度（總層數(shù)）成正比；均布水平作用在結(jié)構(gòu)底部產(chǎn)生的傾復(fù)彎矩與樓層總高度（總層數(shù)）的平方成正比；倒三角形水平作用在結(jié)構(gòu)底部產(chǎn)生的傾復(fù)彎矩與樓層總高度（總層數(shù)）的三次方成正比；結(jié)構(gòu)頂部位移與樓層總高度（總層數(shù)）的四次方成正比。二.高層建筑混凝土概述特點(diǎn)2）增大豎向構(gòu)件側(cè)向剛度是改善結(jié)構(gòu)受力性能的重要措施3）抗震設(shè)計(jì)下對結(jié)構(gòu)的延性有更嚴(yán)格要求三.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)布置樓板——承受豎向荷載，傳遞水平荷載；梁——承受由梁、板傳來的豎向荷載、自重；承受和傳遞水平荷載；剪力墻——承受由梁板傳來的豎向荷載和水平作用、自重。豎向荷載的傳遞路徑：樓面荷載——>樓板——>梁——>剪力墻——>基礎(chǔ)——>地基。剪力墻應(yīng)雙向布置，均勻?qū)ΨQ地布置在建筑物的周邊、樓電梯間三.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理受力分析要點(diǎn)（經(jīng)典力學(xué)）1）計(jì)算基本假定平面結(jié)構(gòu)假設(shè)

一片剪力墻在其自身平面外的剛度為零。任何一個建筑物都是空間結(jié)構(gòu)，都應(yīng)該能承受來自不同方向的力的作用，因此每個構(gòu)件都與不在同一平面內(nèi)的其它構(gòu)件相聯(lián)系，形成三維傳力體系。但是，經(jīng)常將結(jié)構(gòu)簡化為平面結(jié)構(gòu)分析，平面結(jié)構(gòu)是一種簡化假定，假定結(jié)構(gòu)只能在它自身平面內(nèi)具有有限剛度樓板平面內(nèi)無限剛性假設(shè)

大多數(shù)情況下，都可假定樓板在其自身平面內(nèi)無限剛性(不變形)，在平面外則剛度為零。根據(jù)這個假定，樓板經(jīng)常作為若干個平面結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，使這些平面結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下同一樓層處的側(cè)移都相等(無扭轉(zhuǎn)時)，或側(cè)移分布成直線關(guān)系(有扭轉(zhuǎn)時)。樓板的這種作用稱為“水平位移協(xié)調(diào)“注意：這些平面結(jié)構(gòu)的豎向變形獨(dú)立，互不相關(guān)。三.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理受力分析要點(diǎn)2）剪力墻受力性能的兩個主要指標(biāo)整體性系數(shù)a

衡量連梁與剪力墻墻肢相對強(qiáng)弱的系數(shù)，它用連梁總的轉(zhuǎn)角剛度和剪力墻墻肢總線剛度比值來表達(dá)。整體性系數(shù)大時，連梁剛度相對大，對墻肢約束也大、整體性強(qiáng)。整體性系數(shù)小時，連梁剛度相對小，對墻肢約束也小、整體性差。(連梁)(墻肢1)(墻肢2)三.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理受力分析要點(diǎn)2）剪力墻受力性能的兩個主要指標(biāo)肢強(qiáng)系數(shù)

式中，為組合截面慣性矩，，為各墻肢截面慣性矩之和

洞口寬度大，墻肢越弱，肢強(qiáng)系數(shù)大；洞口寬度小，墻肢越強(qiáng)，肢強(qiáng)系數(shù)小。在水平力作用下，大多數(shù)樓層墻肢是否出現(xiàn)反彎點(diǎn)是剪力墻與框架的判別標(biāo)準(zhǔn)。判別方法為肢強(qiáng)系數(shù)小于某一限值時，為剪力墻；大于時為壁式框架或框架三.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理受力分析要點(diǎn)3）近似計(jì)算方法

1、根據(jù)動力計(jì)算模型得到每層的外力

2、各片墻承受的外力按剛度分配

3、按計(jì)算假定的結(jié)果分片計(jì)算各墻的內(nèi)力。

各片墻剪力之和就是層間剪力＝上部全部側(cè)向外力之和。計(jì)算內(nèi)容包括：各墻肢的彎矩、剪力和軸力。

整截面墻和整體小開口墻——材料力學(xué)方法

聯(lián)肢墻(雙肢墻)——連續(xù)化方法

壁式框架——帶剛域D值法三.剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理受力分析要點(diǎn)4）內(nèi)力變形特征 整截面墻和整體小開口墻

整體小開口墻接近于整截面剪力墻，墻肢洞口高度方向沒有反彎點(diǎn)出現(xiàn)；截面受力后基本上保持為平面，正應(yīng)力大體按直線分布，各墻肢中僅有少量的局部彎矩。彎曲型變形三.剪力片墻結(jié)雨構(gòu)設(shè)鵝計(jì)原龍理受力波分析垮要點(diǎn)4）內(nèi)輔力變汪形特蹦征聯(lián)肢陡剪力貿(mào)墻整體唯性系脈數(shù)越腹大，構(gòu)墻的禽剛度替越大腰，側(cè)你移越障小。姑剪力馬最大奸的連站梁不弊在最北底層霧，隨票整體勞性系臨數(shù)加擱大，全連梁葬剪力者增大岔，最稻大剪腎力的銅連梁席下移松；墻煉肢軸趨力隨廟整體李性系阻數(shù)增駁大而仍增大橫；墻燭肢的固彎矩紀(jì)隨整催體性拋系數(shù)部增大另而減臟小。恐彎曲壓型變逢形為助主。三.剪力蹦墻結(jié)嗚構(gòu)設(shè)融計(jì)原蒙理受力浮分析督要點(diǎn)4）內(nèi)莫力變?yōu)V形特奔征雙肢曉剪力勵墻內(nèi)棍力任意摧截面難彎矩宇M由臂墻肢銅局部電彎矩帶(M軟1+流M2應(yīng))和男整體重彎矩?cái)豊x膏2c嘩兩部兩分組販成,隱整體萌性系旨數(shù)越農(nóng)大，飲墻肢乓洞口靜小，掀整體切性越養(yǎng)好，錄局部沈彎矩海所占敢比重燥越小勸，整筒體彎希矩越樂大。村N的哀大小槍與其墓上各豈層連催梁剪再力之惜和相炸同，哥剪力弟墻整逆體性悅越好掀，連駱梁中貧剪力窄越大倉，N胸值越脊大。疤任一床截面勁整體描彎矩怠大小匹Nx允2c士與其聞上各私層連紹梁約洞束彎被矩之腫和相下同，隔所以屈整體普彎曲元是由阿連梁團(tuán)提供油的。三.剪力葡墻結(jié)洗構(gòu)設(shè)灑計(jì)原望理受力綿分析違要點(diǎn)4）內(nèi)館力變植形特拔征多肢圣剪力疲墻內(nèi)珍力剪力嚴(yán)墻肢施中應(yīng)勵力(盞C)品是由旱局部集彎矩銜產(chǎn)生殿的應(yīng)位力(豎e)嘴和整近體彎遼矩產(chǎn)琴生的登應(yīng)力福(d剝)兩店部分纏組成三.剪力詠墻結(jié)故構(gòu)設(shè)結(jié)計(jì)原葬理受力杏分析梨要點(diǎn)4）內(nèi)牲力變映形特個征大開初口剪引力墻森（壁挖式框牌架）當(dāng)剪鈔力墻波的洞甜口尺滅寸很搜大且充連系燙梁的險線剛核度接訂近墻址肢的尸線剛快度時玻，墻尾肢的爪彎矩耳圖除隔在連時系梁踢處有盆突變哀外，正幾乎濃所有驅(qū)的連看系梁助之間伍的墻帥肢都斥有反講彎點(diǎn)碑出現(xiàn)插,節(jié)唇點(diǎn)剛萌度大廳，連晉梁剪壁切變夕形不返容忽價視。呢剪切澆型變播形。三.剪力療墻結(jié)獎構(gòu)設(shè)下計(jì)原呆理截面擇設(shè)計(jì)稿與構(gòu)毒造要藝求為了廁實(shí)現(xiàn)培延性替剪力底墻，坡剪力桐墻的譜抗震感設(shè)計(jì)同應(yīng)符栗合下號述原康則：強(qiáng)墻訪弱梁強(qiáng)剪啊弱彎限制正墻肢曉的軸錦壓比墻肢委設(shè)置資邊緣芝構(gòu)件加強(qiáng)托重點(diǎn)骨部位粘——陣設(shè)置符底部簡加強(qiáng)項(xiàng)區(qū)詳見貼高規(guī)懲7.漁2節(jié)三.剪力肝墻結(jié)范構(gòu)設(shè)啊計(jì)原遵理截面己設(shè)計(jì)鄰與構(gòu)勾造要吸求1）剪看力墻劣墻肢正截段面承載引力剪力脹墻在躬水平朵和豎濕向荷攜載作主用下綁屬于笑偏心極受壓昌和偏嗽心受玻拉構(gòu)執(zhí)件斜截尺面承蓮載力剪力周墻受揪剪破左壞有扛斜拉循破壞輸、斜谷壓破矩壞