高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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山東土建和水利薛云;互

目錄

第一章高層建筑結(jié)構(gòu)體系及布置.......................................7

1.1.概述......................................................7

1.1.1.高層建筑的界定....................................10

1.1.2.高層建筑的特點(diǎn)....................................11

1.1.3.高層建筑的結(jié)構(gòu)材料................................12

1.1.4.高層建筑的發(fā)展簡介................................14

1.2.高層建筑的結(jié)構(gòu)體系.......................................18

1.2.1.框架,結(jié)構(gòu)體系..............18

1.2.2.剪力墻結(jié)構(gòu)體系....................................19

1.2.3.框架一剪力墻(框架一筒體)結(jié)構(gòu)體系................20

1.2.4.簡中簡結(jié)構(gòu)體系....................................22

1.2.5.多簡體系——成束筒和巨型框架......................22

1.3.結(jié)構(gòu)總體布置原則........................................23

1.3.1.控制結(jié)構(gòu)的高寬比H/B................................................................24

1.3.2.結(jié)構(gòu)的平面形狀...................................25

1.3.3.對(duì)抗震有利的結(jié)構(gòu)布置形式..........................26

1.3.4.有關(guān)縫的設(shè)置......................................26

1.3.5.溫度差對(duì)房屋豎向的影響............................27

1?3.6??可)JUL.???*???????*??(????*???(?*?*?***(??*??27

1.3.7.基礎(chǔ)埋置深度及基礎(chǔ)形式...........................27

第二章荷載及設(shè)計(jì)要求..............................................30

2.1.風(fēng)荷載..................................................30

2.1.1.風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值......................................31

2.1.2.總風(fēng)荷載與局部風(fēng)荷載..............................33

2.2.地震作用.................................................34

2.3.荷載效應(yīng)組合及設(shè)計(jì)要求...................................34

2.3.1.荷載效應(yīng)組合......................................34

2.3.2.設(shè)計(jì)要求..........................................35

第三章框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算....................................39

3.1.框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的近似計(jì)算一一分層法.............40

3.2.框架在水平荷載作用下的近似計(jì)算(一)-一反彎點(diǎn)法........40

3.2.1.反彎點(diǎn)法的假定及適用范圍..........................41

3.2.2.柱子的抗側(cè)移(抗推)剛度d...........................42

3.2.3.反彎點(diǎn)法的計(jì)算步驟................................42

3.3.框架在水平荷載作用下的近似計(jì)算(二)一一改進(jìn)反彎點(diǎn)(D值)法43

3.3.1.基本假定..........................................43

3.3.2.柱子的抗推剛度D......................................44

3.3.3.反彎點(diǎn)高度........................................44

3.3.4.柱子的"串、并聯(lián)"..................................46

3.4.框架在水平荷載作用下側(cè)移的近似計(jì)算.......................47

3.4.1.框架結(jié)構(gòu)在水平荷載下的側(cè)移特點(diǎn)....................47

3.4.2.梁、柱彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移..........................50

3.4.3.柱軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移..............................51

第四章剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算..................................53

4.1.剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法.....................................53

4.1.1.基本假定..........................................53

4.1.2.剪力墻的類別和計(jì)算方法............................55

4?N體,E?的計(jì)算*******((?*(?(((??*(??????*(?((**?*?***((?*?(58

4.2.1.整體墻的界定......................................58

4.2.2.整體墻的內(nèi)力、位移計(jì)算............................58

4.3.雙肢墻的計(jì)算.............................................60

4.3.1.連續(xù)連桿法的基本假定..............................60

4.3.2.力法方程的建立....................................61

4.3.3.基本方程的解......................................66

4.3.4.雙肢墻的內(nèi)力計(jì)算..................................67

4.3.5.雙肢墻的位移與等效剛度............................69

4.4.關(guān)于墻肢剪切變形和軸向變形的影響以及各類剪力墻劃分判別式的

討論..........................................................70

4.4.1.關(guān)于墻肢剪切變形和軸向變形的影響.................70

4.4.2.關(guān)于各類剪力墻劃分判別式的討論...................70

4.5.小開口整體墻的計(jì)算......................................72

1、墻肢彎矩.............................................72

2、墻肢軸力..............................................73

3、墻肢剪力..............................................73

4.6.多肢墻和壁式框架的近似計(jì)算...............................74

4.6.1.多肢墻的計(jì)算.....................................74

4.6.2.壁式框架.........................................74

第五章框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算............................77

5.1.框架一剪力墻的協(xié)同工作..................................77

5.1.1.協(xié)同工作原理......................................77

5.1.2.基本假定與計(jì)算簡圖................................78

5.1.3.計(jì)算方法..........................................80

5.2.總框架的剪切剛度計(jì)算.....................................80

5.3.框一剪結(jié)構(gòu)較結(jié)體系在水平荷載下的計(jì)算.....................81

5.3.1.基本方程及其一般解................................81

5.3.2.框一剪結(jié)構(gòu)較結(jié)體系的內(nèi)力計(jì)算......................82

5.4.框一剪結(jié)構(gòu)剛結(jié)體系在水平荷載下內(nèi)力計(jì)算..................84

5.4.1.剛結(jié)連梁的端部約束彎矩系數(shù).......................84

5.4.2.基本方程及其解...................................86

5.4.3.框一剪結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算...............................87

5.4.4.剛結(jié)連梁內(nèi)力計(jì)算.................................89

5.5.框架一剪力墻的受力和位移特征以及計(jì)算方法應(yīng)用條件的說明...90

5.5.1.框一剪結(jié)構(gòu)的受力和位移特征........................90

5.5.2.關(guān)于計(jì)算方法的說明................................91

5.6.結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的近似計(jì)算.......................................92

5.6.1.質(zhì)量中心、剛度中心和扭轉(zhuǎn)偏心矩...................92

5.6.2.扭轉(zhuǎn)的近似計(jì)算...................................94

第六章框架截面設(shè)計(jì)及構(gòu)造..........................................97

6.1.框架延性設(shè)計(jì)的概念......................................97

6.1.1.延性框架的概念....................................97

6.1.2.延性框架的設(shè)計(jì)方法................................98

6.2.框架截面的設(shè)計(jì)內(nèi)力......................................100

6.2.1.控制截面及最不利內(nèi)力.............................100

6.2.2.荷載的布置.......................................101

6.2.3.內(nèi)力調(diào)整.........................................101

6.3.框架梁設(shè)計(jì)..............................................103

6.3.1.影響梁的延性的因素...............................103

6.3.2.梁的抗彎設(shè)計(jì).....................................104

6.3.3.梁的抗剪設(shè)計(jì).....................................105

6.3.4.塑性較區(qū)的配筋構(gòu)造要求...........................107

6.4.框架柱的設(shè)計(jì)............................................109

6.4.1.柱子的破壞形態(tài)...................................109

6.4.2.影響柱子延性的幾個(gè)因素...........................110

6.4.3.鋼箍的作用.......................................113

6.4.4.柱子設(shè)計(jì).........................................115

6.4.5.柱中鋼筋構(gòu)造要求.................................120

6.5.框架節(jié)點(diǎn)區(qū)抗震設(shè)計(jì)......................................121

6.5.1.強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固...................................121

6.5.2.節(jié)點(diǎn)區(qū)設(shè)計(jì)剪力...................................122

6.5.3.節(jié)點(diǎn)區(qū)抗剪計(jì)算及箍筋構(gòu)造.........................123

第七章剪力墻截面設(shè)計(jì)及構(gòu)造.......................................125

7.1.墻肢截面承載力計(jì)算......................................126

7.1.1.正截面承載力計(jì)算.................................126

7.1.2.斜截面抗剪承載力計(jì)算.............................129

7.1.3.剪力墻的加強(qiáng)部位.................................133

7.2.連梁的設(shè)計(jì)..............................................134

7.2.1.抗彎承載力.......................................134

7.2.2.抗剪承載力.......................................134

第一章高層建筑結(jié)構(gòu)體系及布置

本章重點(diǎn)：

匚高層結(jié)構(gòu)體系的受力特點(diǎn)；

□高層結(jié)構(gòu)體系的種類及應(yīng)用范圍；

□高層結(jié)構(gòu)體系的總體布置原則。

計(jì)劃學(xué)時(shí)：5學(xué)時(shí)

1.1.概述

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)化、城市化進(jìn)程的不斷加快，以

及土木工程和相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)水平的提高，不僅使得高層、超高層

建筑的建造成為可能，而且發(fā)展速度也越來越快。自從1885年建成

10層高的家庭生命保險(xiǎn)大廈（鋼結(jié)構(gòu)，詹尼設(shè)計(jì)，1931年被拆除，

通常被認(rèn)為是世界第一棟高層建筑）以后，高層建筑在世界各國都得

到了迅速的發(fā)展，許多高層建筑已成為了城市的標(biāo)志性建筑。目

前世界上高度超過300m的超高層建筑已達(dá)幾十幢，其中，位于馬

來西亞首都吉隆坡的石油大廈，高度達(dá)到了451.9m,是目前世界上

已建成并投入使用的最高建筑。

馬來西亞石油大廈

近二十年來，高層建筑、超高層建筑在我國的發(fā)展速度完全可以

用"突飛猛進(jìn)”來形容，僅上海市目前的高層、超高層建筑已達(dá)到了

2100幢，高度在100m以上的超高層建筑就有140余幢。其中，

上海金茂大廈高度為420.5m,是我國目前最高的建筑，世界排名第

三位。目前世界最高十大建筑和我國內(nèi)地最高十大建筑見表1-1和表

1-2

世界最高卜大建筑表1-1

建筑名稱M市健成年份層敷高度(m)結(jié)構(gòu)忖料用途

1石油大及吉碟城1996SS451.9當(dāng)用途

2西爾斯大展芝加哥1974110443例辦公

1

3金改大鼠hM1998器420.3折合多用途

4世界貿(mào)晝中心鈕約1972110417惘辦公

5帝國大底黜的1931102381供辦公

6中環(huán)大反香港199278374?*±辦公

7中械大量香港19X970369合辦公

8T&C大廈2"IW7as548多用途

9義莫科大及芝加舒1973K0M6辦公

1

10漢考克大廈芝加哥100344

超國內(nèi)投戰(zhàn)高十方建里衰1-2

持名城市it成年份層數(shù)M(m)結(jié)構(gòu)材料用途

1金茂大度上卸19988S420.5鼠介辦公，熊餡

一.

一

2地上大.濯圳199681325M合辦公

3中天(中信)廣場1廣州199780322混凝上辦公

__

4東格廣場深圳199872292帆合辦公

5中銀大廈才島199658246混凝土辦公

6明天大廈h?|199860238混款上辦公

7上海交限金■大廈一北樓h*199855230混凝土辦公

8置漢世界貿(mào)易大反武漢199858229混凝土辦公

11

9浦東國際金融大量匕雨I99X56226組合辦公

110

彭年廣場深圳199858222?*±賓tn

高層建筑的出現(xiàn)，不僅改變了城市的建筑布局，而且為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)

濟(jì)發(fā)展起到了巨大的帶動(dòng)作用。高層建筑的發(fā)展，得益于新材料的不

斷出現(xiàn)、力學(xué)分析方法和分析手段的發(fā)展、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的進(jìn)

步以及現(xiàn)代化機(jī)械和電子技術(shù)的飛躍。隨著高性能材料的不斷研制和

開發(fā)，結(jié)構(gòu)形式合理性的進(jìn)一步研究，可以預(yù)見，在今后的土木工程

領(lǐng)域，高層建筑仍將是世界各國在城市建設(shè)中的主要形式，扮演重要

的角色。因此，掌握高層建筑的設(shè)計(jì)知識(shí)，是對(duì)土木工程領(lǐng)域技術(shù)人

員的基本要求。

1.1.1.高層建筑的界定

高層建筑有什么特點(diǎn)？

或者說什么樣的建筑算作高層建筑？

對(duì)于這一問題，世界各國有不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)，或者說不同的國家

有不同的規(guī)定。1972年召開的國際高層建筑會(huì)議制訂了如下的劃分

標(biāo)準(zhǔn)：

①多層建筑W8層

/，第一類9T6層高度W50m

②高層建筑J第二類17-25層高度W75m

\、第三類25-40層高度W100m

③超高層建筑>40層高度>100m

我國《民用建筑設(shè)計(jì)通則》則規(guī)定，10層及10層以上的住宅

建筑以及高度超過24m的公共建筑和綜合性建筑為高層建筑，而高

度超過100m時(shí)，不論是住宅建筑還是公共建筑，一律稱為超高層建

筑。日本則將5層到15層的建筑稱為高層建筑，超過15層的建

筑均為超高層建筑。

事實(shí)上，究竟什么樣的建筑算作高層建筑，應(yīng)該視建筑的結(jié)構(gòu)體

系受力特點(diǎn)而定。如果建筑的結(jié)構(gòu)體系，在側(cè)向力的作用下，表現(xiàn)出

了高層建筑的受力特點(diǎn)，則不論其高度如何，應(yīng)該按照高層建筑來對(duì)

待。

1.1.2.高層建筑的特點(diǎn)

一般而論，高層建筑具有占地面積少、建筑面積大、造型特殊、

集中化程度高的特點(diǎn)。正是這一特點(diǎn)，使得高層建筑在現(xiàn)代化大都市

中得到了迅速的發(fā)展。在現(xiàn)代化大都市中，過度的人口和建筑密度，

城市用地日趨緊張，真可謂寸土千金，使得人們不得不向空間發(fā)展。

高層建筑占地面積少，不僅可以大量的節(jié)省土地的投資，而且有較好

的日照、采光和通風(fēng)效果。但是，隨著建筑高度的增加，建筑的防火、

防災(zāi)、熱島效應(yīng)等已成為人們急待解決的難題。

從受力角度來看，隨著高層建筑高度的增加，水平荷載（風(fēng)載及

地震作用）對(duì)結(jié)構(gòu)起的作用將越來越大。除了結(jié)構(gòu)的內(nèi)力將明顯加大

外，結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移增加更快。圖1-1是結(jié)構(gòu)內(nèi)力（N,M）、位移

（口）與高度的關(guān)系，其中彎矩和位移均成指數(shù)曲線上升。由此可見,

高層建筑不僅需要較大的承載能力，而且需要較大的剛度，從而使水

平荷載產(chǎn)生的側(cè)向變形限制在一定的范圍內(nèi)，滿足有關(guān)規(guī)范的要求。

上海金茂大廈

1.1.3.高層建筑的結(jié)構(gòu)材料

現(xiàn)代高層建筑所采用的材料，主要是鋼材和混凝土兩種。不同國

家、不同地區(qū)、不同結(jié)構(gòu)形式所采用的結(jié)構(gòu)材料不同，大致有以下幾

種形式：

1、鋼結(jié)構(gòu)

鋼材強(qiáng)度高、韌性大、易于加工。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以在工廠加工,

縮短了現(xiàn)場施工工期，施工方便。高層鋼結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)斷面小、自重

輕、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。

但是，高層鋼結(jié)構(gòu)用鋼量大，造價(jià)高，而且鋼材的防火、防腐性

能不好，需要大量的防火涂料和防腐處理，增加了工程工期和造價(jià)。

下圖為美國芝加哥的西爾斯大廈，是目前世界上最高的鋼結(jié)構(gòu)高

層建筑。

西爾斯大廈

2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造價(jià)低，材料來源豐富，可以澆注成各種復(fù)雜的

斷面形式，節(jié)省鋼材，承載能力也不低。經(jīng)過合理的設(shè)計(jì)，現(xiàn)澆鋼筋

混凝土結(jié)構(gòu)具有較好的整體性和抗震性能。尤其是在防火和耐久性能

方面，更是有著鋼結(jié)構(gòu)無法比的優(yōu)勢。其缺點(diǎn)是自重較大，抗震性能

不如鋼結(jié)構(gòu)，建造高度也不如鋼結(jié)構(gòu)。香港的中環(huán)廣場大廈，是目前

最高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其次是朝鮮平壤市的柳京板店，101層，

高度319.8m0

3、鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)

將型鋼布置在構(gòu)件內(nèi)部，外部由鋼筋混凝土做成，或者是在鋼管

內(nèi)部填充混凝土，做成鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)。此種形式使上述兩種結(jié)

構(gòu)材料優(yōu)勢互補(bǔ)，結(jié)構(gòu)具有很好的抗震性能，建造高度可與鋼結(jié)構(gòu)相

當(dāng)。經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)性能優(yōu)良的鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)，是目前的發(fā)展

趨勢。目前世界最高建筑——吉隆坡的石油大廈，就是這種結(jié)構(gòu)形式。

1.1.4.高層建筑的發(fā)展簡介

高層建筑的發(fā)展大致可以分成古代高層建筑和現(xiàn)代高層建筑兩

部分。在古代，高層建筑主要是寺廟或紀(jì)念性建筑，結(jié)構(gòu)形式大都是

木結(jié)構(gòu)或磚石結(jié)構(gòu)。如磚塔，許多磚塔經(jīng)受了上千年的風(fēng)吹雨打和地

震的搖撼而屹立至今，足見其設(shè)計(jì)和施工的高超技術(shù)。

河北定縣開元寺塔

但是，真正意義上的高層建筑，卻是自從1885年美國芝加哥市

建成10層高的家庭生命保險(xiǎn)大廈開始的。此后10年中，在芝加

格和紐約相繼建成了30幢類似的高層建筑，尤其是1895年奧提斯

(Otis)安全電梯的投入應(yīng)用，對(duì)高層建筑的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)

作用。20世紀(jì)30年代，是現(xiàn)代高層建筑發(fā)展的第一個(gè)高潮。1931

年建成的紐約帝國大廈，102層，高度381m,保持了世界最高建筑

記錄長達(dá)41年之久。該建筑為鋼結(jié)構(gòu)，采用了框架結(jié)構(gòu)體系。

1929—1933年美國經(jīng)濟(jì)發(fā)生嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)危機(jī)，1939年第二次世

界大戰(zhàn)全面爆發(fā)，使得高層建筑的發(fā)展幾乎處于停頓狀態(tài)。二戰(zhàn)后，

隨著鋼材焊接技術(shù)的成熟和發(fā)展，尤其是60年代美國人坎恩

(FazlerKhan)提出的框筒體系，為建造超高層建筑提供了理想的

結(jié)構(gòu)形式。

紐約帝國大廈

從框筒體系中衍生出來的筒中筒、成束筒等結(jié)構(gòu)體系，將高層建

筑的發(fā)展推向了第二個(gè)高潮。在美國出現(xiàn)了一批100層以上的超高

層建筑。如1969年芝加哥建成了100層、高344m的漢考克大

廈；1972年紐約建成了110層、高417m的世界貿(mào)易中心；1974

年芝加哥又建成了110層、高443m的西爾斯大廈。其中，西爾斯

大廈作為新的世界最高建筑，享譽(yù)22年之久。

日本是一個(gè)地震多發(fā)生國家，從抗震防災(zāi)角度出發(fā)，政府曾規(guī)定

房屋高度不得超過31m。自從1965年取消此項(xiàng)規(guī)定后，高層建筑

在日本也得到了充分的發(fā)展。

我國的高層建筑的真正發(fā)展是在新中國成立以后。在50?60

年代，受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件的限制，高層建筑規(guī)模小，發(fā)展速度也慢。1968

年建成的廣州賓館，27層，高88m,采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻

結(jié)構(gòu)，是60年代我國建成的最高建筑。70年代以后，高層建筑在

我國的發(fā)展速度逐漸加快。1974年建成的北京倪店東樓，19層，

高87.15m,采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，是當(dāng)時(shí)北京市

最高的建筑。尤其是改革開放以后，國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為高層建筑的發(fā)

展創(chuàng)造了充分的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展又提供了技術(shù)條件，高層

建筑，甚至是超高層建筑在全國各地像雨后春筍般地矗立了起來。

1985年，深圳建成了63層、高158.65m的國際貿(mào)易中心大廈；

兩年后，63層、高200m的廣州國際大廈和57層、高208m的

北京京廣中心大廈又相繼開工。直到1998年，88.層、高420.5m

的上海金茂大廈的建成，標(biāo)志著我國高層建筑的建設(shè)水平已經(jīng)達(dá)到了

世界先進(jìn)水平。

紐約世界貿(mào)易中心

但是，高層建筑在向人們展示它的美麗和優(yōu)勢的同時(shí)，也逐漸暴

露出了一些急需解決的問題，如防火、防災(zāi)、熱島效應(yīng)、交通、污染

等。特別是2001年9月11日，恐怖分子劫機(jī)撞毀紐約世界貿(mào)易中

心大樓，大樓徹底坍塌，造成了巨大的生命和財(cái)產(chǎn)損失，使上述問題

受到社會(huì)各界的普遍關(guān)注。相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們會(huì)找到解

決辦法，使高層建筑、尤其是超高層建筑更好地為人類服務(wù)。

紐約世界貿(mào)易中心被毀

1.2.高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

所謂高層建筑的結(jié)構(gòu)體系，是指結(jié)構(gòu)抵抗外部作用的構(gòu)件類型和

組成方式。在高層建筑中，隨高度增加，抵抗水平力作用下的側(cè)向變

形是主要問題。因此，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的合理選擇和布置，就成為高

層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。高層建筑的基本抗側(cè)力單元有框架、剪力墻、

實(shí)腹筒、框筒等，由此組成的結(jié)構(gòu)體系有以下幾種。

1.2.1.框架結(jié)構(gòu)體系

框架是由梁和柱剛結(jié)而成的平面結(jié)構(gòu)體系。如果整幢結(jié)構(gòu)都由框

架作為抗側(cè)向力單元，就稱為框架結(jié)構(gòu)體系。

其優(yōu)點(diǎn)是:

□建筑平面布置靈活，分隔方便;

□整體性、抗震性能好，設(shè)計(jì)合理時(shí)結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形能

力；

匚外墻采用輕質(zhì)填充材料時(shí)，結(jié)構(gòu)自重小。

其缺點(diǎn)是：

側(cè)向剛度小，抵抗側(cè)向變形能力差。正是這一點(diǎn)，限制了框架結(jié)

構(gòu)的建造高度。

其典型布置如圖所示。

1.2.2.剪力墻結(jié)構(gòu)體系

一般是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，用實(shí)心的鋼筋混凝土墻片作為抗側(cè)

力單元，同時(shí)由墻片承擔(dān)豎向荷載。

其優(yōu)點(diǎn)是：

口整體性好、剛度大，抵抗側(cè)向變形能力強(qiáng)；

□抗震性能較好，設(shè)計(jì)合理時(shí)結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形能力。因

而剪力墻結(jié)構(gòu)適宜的建造高度比框架結(jié)構(gòu)要高。

其缺點(diǎn)是:

受樓板跨度的限制（一般為3?8m）,剪力墻間距不能太大,

建筑平面布置不夠靈活。

其典型布置如圖所示。

特殊情況下，為了在建筑底部做成較大空間，有時(shí)將剪力墻底部

做成為框架柱，形成框支剪力墻。

但是這種墻體上、下剛度形成突變，對(duì)抗震極為不利。故在地震

區(qū)不允許采用框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系?？梢圆捎貌考袅Ψ致涞?、部分

剪力墻框支的結(jié)構(gòu)體系，并且在構(gòu)造上：

匚落地墻布置在兩端或中部，縱、橫向連接圍成筒體；

□落地墻間距不能過大；

匚落地剪力墻的厚度和混凝土的等級(jí)要適當(dāng)提高，使整體結(jié)構(gòu)

上、下剛度相近；

匚應(yīng)加強(qiáng)過渡層樓板的整體性和剛度。

1.2.3.框架一剪力墻（框架一筒體）結(jié)構(gòu)體系

將框架、剪力墻兩種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起使用，或者將剪力墻

圍成封閉的筒體，再與框架結(jié)合起來使用，就形成了框架一剪力墻（框

架一筒體）結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)形式具備了純框架結(jié)構(gòu)和純剪力墻結(jié)

構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了純框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度小和純剪力墻結(jié)構(gòu)平面

布置不夠靈活的缺點(diǎn)。

其典型布置如圖所示。

在框架一剪力墻（框架一筒體）結(jié)構(gòu)體系中，剪力墻的布置應(yīng)注

意以下幾點(diǎn)：

□剪力墻以對(duì)稱布置為好，可減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。這一點(diǎn)在地震區(qū)

尤為重要；

匚剪力墻應(yīng)上下貫通，使結(jié)構(gòu)剛度連續(xù)而且變化均勻；

□剪力墻宜布置成筒體，建筑層數(shù)較少時(shí)，也應(yīng)將剪力墻布置成

T型、L型、匚型等。便于剪力墻更好地發(fā)揮作用；

□剪力墻應(yīng)布置在結(jié)構(gòu)的外圍，可以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗扭作用。但是

考慮溫度應(yīng)力的影響和樓板平面內(nèi)的變形，剪力墻的間距不應(yīng)過大。

剪力墻間距應(yīng)符合表1-3的要求。

橫向剪力墻的最大間距表1-3

1

抗震設(shè)計(jì)設(shè)防烈度

樓蔽形式非抗震設(shè)計(jì)

6-7度8度9度

現(xiàn)澆W5BW4BW3BW2B

W60mW50mW40mW30m

裝配粘體W3.5BW3BW2.5B

W50mW40n4301n

*B為樓板寬度

1.2.4.筒中筒結(jié)構(gòu)體系

筒中筒結(jié)構(gòu)體系是由內(nèi)筒和外筒兩個(gè)簡體組成的結(jié)構(gòu)體系。內(nèi)筒

通常是由剪力墻圍成的實(shí)腹筒，而外筒一般采用框筒或桁架筒。其中

框筒是指由密柱深梁框架圍成的筒體，桁架筒則是筒體的四壁采用桁

架做成。與框筒相比，桁架筒具有更大的抗側(cè)移剛度。

筒體最主要的特點(diǎn)是它的空間受力性能。無論那一種簡體，在水

平力的作用下都可以看成是固定于基礎(chǔ)上的懸臂結(jié)構(gòu)，比單片平面結(jié)

構(gòu)具有更大的抗側(cè)移剛度和承載能力，因而適宜建造高度更高的超高

層建筑。同時(shí)，由于筒體的對(duì)稱性，簡體結(jié)構(gòu)具有很好的抗扭剛度。

其典型布置如圖所示。

1.2.5.多筒體系一一成束筒和巨型框架

當(dāng)采用多個(gè)筒體共同抵抗側(cè)向力時(shí)，就成為多簡體系。有以下兩

種形式：

(1)成束筒

兩個(gè)以上的筒體排列在一起成束狀，成為成束筒。成束筒的抗側(cè)

移剛度比筒中筒結(jié)構(gòu)還要高，適宜的建造高度也更高。

(2)巨型框架

利用簡體作為柱子，在各筒體之間每隔數(shù)層用巨型大梁相連，由

筒體和巨型梁形成巨型框架。雖然仍是框架形式，由于梁和柱子的斷

面尺寸很大，巨型框架的抗側(cè)移剛度比一般框架要大的多，因而適宜

建造的建筑物高度比框架結(jié)構(gòu)要大的多。

其典型布置形式如圖所示。

由此可見，不同的結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)形式不同，抗側(cè)移剛度差別也較

大，適宜的建筑物高度也不相同。表1-4是我國《鋼筋混凝土高層

建筑設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》給出的不同結(jié)構(gòu)體系適宜的建筑物最大高度。

建筑物最大高度（m）表1?4

抗震設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)體系茸抗震設(shè)計(jì)

6度7度8度9度

框架6060554525

框架-剪力培13013012010050

部分也支12012010080/

剪力墻

無框支14014012010060

筒中筒及成束筒18018015012070

1.3.結(jié)構(gòu)總體布置原則

一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)方案的確定，要涉及到安全可靠、使用要求、經(jīng)濟(jì)

投入、施工技術(shù)和建筑美觀等諸多方方面面的問題。要求設(shè)計(jì)者綜合

運(yùn)用力學(xué)概念、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理的概念、地震對(duì)建筑物造成破壞的經(jīng)驗(yàn)

教訓(xùn)、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)結(jié)論和計(jì)算結(jié)果的分析判斷等進(jìn)行設(shè)計(jì)，這在工程設(shè)

計(jì)中被稱為"概念設(shè)計(jì)"。概念設(shè)計(jì)雖然帶有一定的經(jīng)驗(yàn)性，涉及的范

圍十分豐富，但是它的基本原則是明確的。事實(shí)證明概念設(shè)計(jì)是十分

有效的。高層建筑由于體形龐大，一些復(fù)雜部位難以進(jìn)行精確計(jì)算，

特別是對(duì)需要進(jìn)行抗震設(shè)防的建筑，因?yàn)榈卣鹱饔糜绊懸蛩睾芏?，?/p>

進(jìn)行精確計(jì)算更是困難。因此，在高層建筑設(shè)計(jì)中，除了要根據(jù)建筑

高度選擇合理的結(jié)構(gòu)體系外，必須運(yùn)用概念設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。本節(jié)討論

的結(jié)構(gòu)總體布置原則，就是高層建筑設(shè)計(jì)中屬于概念設(shè)計(jì)的一些基本

原則。

131.控制結(jié)構(gòu)的高寬比H/B

高寬比實(shí)際上反映了建筑物的"苗條"程度。在高層建筑的設(shè)計(jì)

中，控制側(cè)向位移是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要問題。隨著高寬比的增大，結(jié)構(gòu)

的側(cè)向變形能力也相對(duì)越強(qiáng)，傾覆力矩也越大。因此，建造寬度很小

的高層建筑是不合適的，應(yīng)對(duì)建筑物的高寬比加以限制，見表1-5所

不O

高寬比限值（H/B）表1-5

抗震設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)類型非抗震設(shè)計(jì)

、度8度度

11679

I框架5542

框架一剪刀墻5543

剪力墻6654

箭中筒、成束筒6654

表1-5是《鋼筋混凝土高層建筑設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》的規(guī)定，是

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得到的，可供初步設(shè)計(jì)時(shí)參考。如果體系合理、布置恰當(dāng)，

經(jīng)過驗(yàn)算結(jié)構(gòu)側(cè)向位移、自振周期、地震反應(yīng)和風(fēng)振下的動(dòng)力效應(yīng)在

理想的范圍內(nèi)，則H/B值可以適當(dāng)放寬。

1.3.2.結(jié)構(gòu)的平面形狀

建筑物的平面形狀一般可以分為以下兩類：

1、板式

板式是指建筑物寬度較小、長度較大的平面形狀。在板式結(jié)構(gòu)中，

因?yàn)閷挾容^小，平面短邊方向抗側(cè)移剛度較弱。當(dāng)長度較大時(shí)，在地

震或風(fēng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)、樓板平面翹曲等現(xiàn)象。因此，

應(yīng)對(duì)板式結(jié)構(gòu)的長寬比L/B加以限制，一般情況下L/B不宜超過

4；當(dāng)抗震設(shè)防烈度等于或大于8時(shí)，限制應(yīng)更加嚴(yán)格。同時(shí)，板

式結(jié)構(gòu)的高寬比也需控制的更嚴(yán)格一些。

2、塔式

塔式是指建筑物的長度和寬度相近的平面形狀。塔式平面形狀不

局限于方形或圓形，可以是多邊形、長寬相近的矩形、Y形、井字形、

三角形等。在塔式結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)方向抗側(cè)移剛度相近。尤其是平面形

狀對(duì)稱時(shí)，扭轉(zhuǎn)相對(duì)要小的多。在高層建筑、尤其是超高層建筑中，

多采用塔式平面形狀。

無論采用那一種平面形狀，都應(yīng)遵循平面規(guī)則、對(duì)稱、簡單的原

則，盡量減少因平面形狀不規(guī)則而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的可能性。

1.3.3.對(duì)抗震有利的結(jié)構(gòu)布置形式

大量地震震害調(diào)查說明，建筑物平面布置不合理、剛度不均勻，

高低錯(cuò)層連接、屋頂局部突出、高度方向剛度突變等，都容易造成震

害。在抗震設(shè)計(jì)中，必須遵循以下兩點(diǎn)使結(jié)構(gòu)形式對(duì)抗震有利。

1、選擇有利于抗震的結(jié)構(gòu)平面

平面形狀復(fù)雜、不規(guī)則、不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，不僅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度大，

而且在地震作用的影響下，結(jié)構(gòu)要出現(xiàn)明顯的扭轉(zhuǎn)和應(yīng)力集中，這對(duì)

抗震是非常不利的。另外，各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度在平面內(nèi)的布置也必

須做到均勻，盡可能對(duì)稱。避免剛度中心和水平力作用點(diǎn)出現(xiàn)過大偏

心距。故平面布置簡單、規(guī)則、對(duì)稱是應(yīng)遵循的原則。

2、選擇有利于抗震的豎向布置

結(jié)構(gòu)豎向布置的原則是剛度均勻連續(xù)，避免剛度突變。在結(jié)構(gòu)豎

向剛度有變化時(shí)要做到由上到下剛度逐漸變化，盡量避免在結(jié)構(gòu)的某

個(gè)部位出現(xiàn)薄弱層。對(duì)結(jié)構(gòu)頂部的局部突起的"鞭梢效應(yīng)"，應(yīng)有足夠

的重視。震害分析表明，這些部位往往是震害最嚴(yán)重的地方。

1.3.4.有關(guān)縫的設(shè)置

在一般房屋結(jié)構(gòu)的總體布置中，考慮到沉降、溫度收縮和體型復(fù)

雜對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的不利影響，常常采用沉降縫、伸縮縫或防震縫將房屋

分成若干個(gè)獨(dú)立的部分，以消除沉降差、溫度應(yīng)力和體型復(fù)雜對(duì)結(jié)構(gòu)

的危害。對(duì)這三種縫，有關(guān)規(guī)范都作了原則性的規(guī)定。

但是，在高層建筑中常常由于建筑使用要求和立面效果的考慮，

以及防水處理困難等，希望少設(shè)縫或不設(shè)縫。目前在高層建筑中，總

的趨勢是避免設(shè)縫。并從總體布置上或構(gòu)造上采取相應(yīng)措施來減少沉

降、溫度和體型復(fù)雜引起的問題。

1.3.5,溫度差對(duì)房屋豎向的影響

季節(jié)溫差、室內(nèi)外溫差和日照溫差對(duì)房屋豎向結(jié)構(gòu)亦是有影響

的。當(dāng)建筑物高度在30?40層以上時(shí)，就應(yīng)考慮這種溫度作用。

1.3.6.高層建筑樓蓋

在高層建筑中，樓蓋不再是簡單的豎向分割和平面支撐。在高層

結(jié)構(gòu)側(cè)向變形時(shí)，要求樓蓋應(yīng)具備必要的整體性和平面內(nèi)剛度。同時(shí)。

考慮到高層建筑平面較為復(fù)雜、盡量減少樓蓋的結(jié)構(gòu)高度和重量，裝

配式樓蓋已不再適用，一般應(yīng)采用現(xiàn)澆整體式或裝配整體式樓蓋。

1.3.7.基礎(chǔ)埋置深度及基礎(chǔ)形式

1、基礎(chǔ)埋置深度

高層建筑由于高度大、重量大，受到的地震作用和風(fēng)荷載值較大,

因而傾覆力矩和剪力都比較大。為了防止傾覆和滑移，高層建筑的基

礎(chǔ)埋置深度要深一些，使高層建筑基礎(chǔ)周圍所受到的嵌固作用較大，

減小地震反應(yīng)?！朵摻罨炷粮邔咏ㄖO(shè)計(jì)與施工規(guī)程》規(guī)定:

□在天然地基上基礎(chǔ)埋置深度不小于建筑物總高度的1/12。

L采用樁基時(shí)，樁基承臺(tái)的埋置深度不宜小于建筑物總高度的

1/150

□當(dāng)?shù)鼗鶠閹r石時(shí)，基礎(chǔ)埋置深度可減小一些，但應(yīng)采用地錨等

措施。

2、基礎(chǔ)形式

基礎(chǔ)承托房屋全部重量及外部作用力，并將它們傳到地基；另一

方面，它又直接受到地震波的作用，并將地震作用傳到上部結(jié)構(gòu)?？?/p>

以說，基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)安全的第一道防線?；A(chǔ)的形式，取決于上部結(jié)構(gòu)

的形式、重量、作用力以及地基土的性質(zhì)。基礎(chǔ)形式有以下幾種：

匚柱下獨(dú)立基礎(chǔ)

適用于層數(shù)不多、地基承載力較好的框架結(jié)構(gòu)。當(dāng)抗震要求較高

或土質(zhì)不均勻時(shí)，可在單柱基礎(chǔ)之間設(shè)置拉梁，以增加整體性。

匚條形基礎(chǔ)

條形基礎(chǔ)、交叉條形基礎(chǔ)比柱下獨(dú)立基礎(chǔ)整體性要好，可增加上

部結(jié)構(gòu)的整體性。

匚鋼筋混凝土筏形基礎(chǔ)

當(dāng)高層建筑層數(shù)不多、地基土較好、上部結(jié)構(gòu)軸線間距較小且荷

載不大時(shí)，可以采用鋼筋混凝土筏形基礎(chǔ)。

□箱形基礎(chǔ)

是高層建筑廣泛采用的一種基礎(chǔ)類型。它具有剛度大、整體性好

的特點(diǎn)，適用于上部結(jié)構(gòu)荷載大而基礎(chǔ)土質(zhì)較軟弱的情況。它既能夠

抵抗和協(xié)調(diào)地基的不均勻變形，又能擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積，將上部荷載均

勻傳遞到地基上，同時(shí)，又使部分土體重量得到置換，降低了土壓力。

□樁基

也是高層建筑廣泛采用的一種基礎(chǔ)類型。樁基具有承載力可靠、

沉降小的優(yōu)點(diǎn)，適用于軟弱土壤。震害調(diào)查表明，采用樁基常常可以

減少震害。但是必須注意，在地震區(qū)，應(yīng)避免采用摩擦樁，因?yàn)樵诘?/p>

震時(shí)土壤會(huì)因震動(dòng)而喪失摩擦力。

第二章荷載及設(shè)計(jì)要求

本章重點(diǎn)：

匚風(fēng)荷載的計(jì)算；

□荷載效應(yīng)組合；

匚高層建筑設(shè)計(jì)要求。

計(jì)劃學(xué)時(shí)：3學(xué)時(shí)

高層建筑所承受的荷載可分為豎向荷載和水平荷載兩部分。豎向

荷載中重力荷載和樓面活荷載與一般結(jié)構(gòu)相同，在此不再重復(fù)。水平

荷載包括風(fēng)荷載和水平地震作用。

設(shè)計(jì)要求包括荷載效應(yīng)組合方法和承載力、變形的要求。

2.1.風(fēng)荷載

空氣流動(dòng)形成的風(fēng)遇到建筑物時(shí)，就在建筑物的表面產(chǎn)生壓力或

吸力，這種風(fēng)力作用稱為風(fēng)荷載。

2.1.1.風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值

風(fēng)對(duì)建筑物表面的作用力大小，與建筑物體型、高度、建筑物所

處位置、結(jié)構(gòu)特性有關(guān)。垂直于建筑物表面的單位面積上的風(fēng)荷載標(biāo)

準(zhǔn)值WK(KN/m2)可按下式計(jì)算。

式中，

Wo——高層建筑基本風(fēng)壓值；

Uz——風(fēng)壓高度變化系數(shù)；

Ms----------載體型系數(shù)；

Ps——風(fēng)振系數(shù)。

1、高層建筑基本風(fēng)壓值W。

我國《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》給出了各地的基本風(fēng)壓值。是用各地

區(qū)空曠平坦地面上離地10m高、統(tǒng)計(jì)30年重現(xiàn)期的10分鐘平均風(fēng)

速Vo(m/s)計(jì)算得到的。

W=-^-(KNIm2)

基本風(fēng)壓°1600

對(duì)于高層建筑，需要考慮重現(xiàn)期為50年的大風(fēng)，對(duì)于特別重要

或者有特殊要求的高層建筑，需要考慮重現(xiàn)期為100年的強(qiáng)風(fēng)。因

此要用基本風(fēng)壓值Wo乘以系數(shù)1.1或1.2后，作為一般高層建筑

及特別重要的高層建筑的基本風(fēng)壓值Woo

2、風(fēng)壓高度變化系數(shù)也

風(fēng)速大小不僅與高度有關(guān)，一般越靠近地面風(fēng)速越小，愈向上風(fēng)

速越大，而且風(fēng)速的變化與地貌及周圍環(huán)境有直接關(guān)系。我國《建筑

結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》將地面情況分為A、B、C三類：

A類地面粗糙度：指海岸、湖岸、海島及沙漠地區(qū)；

B類地面粗糙度：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀

疏的中小城鎮(zhèn)和大城市的郊區(qū)；

C類地面粗糙度：指平均建筑高度在15m以上、有密集建筑

群的大城市市區(qū)。風(fēng)壓高度變化系數(shù)出反應(yīng)了不同高度處和不同地

面情況下的風(fēng)速情況，具體見表2-1。

風(fēng)壓高度變化系數(shù)表2-1

離地面高

5102030405060708090100150200

度(■)

地面A1.171.381.631.81.922.032.122.22.272.342.402.642.83

粗描［B0.81.01.251.421.561.671.771.861.952.022.092.382.61

度IC0SI0.710.941.111.241.361.461.551.611.721.792.112.36

3、風(fēng)載體型系數(shù)陽

風(fēng)載體型系數(shù)內(nèi)是指建筑物表面所受實(shí)際風(fēng)壓與基本風(fēng)壓的比

值。通過實(shí)測可以看出，風(fēng)壓在建筑物表面的分布不是均勻的，如教

材41頁圖2-2所示。在風(fēng)荷載計(jì)算時(shí)，為簡化計(jì)算，一般將建筑

物各個(gè)表面的風(fēng)壓看成是均勻分布的。風(fēng)載體型系數(shù)的取值見教材表

2-2o

4、風(fēng)振系數(shù)也

空氣在流動(dòng)時(shí)，風(fēng)速、風(fēng)向都在不停地改變。建筑物所受到的風(fēng)

荷載是不斷波動(dòng)的。風(fēng)壓的波動(dòng)周期一般較長，對(duì)一般建筑物影響不

大，可以按靜載來對(duì)待。但是，對(duì)于高度較大或剛度相對(duì)較小的高層

建筑來講，就不能忽視風(fēng)壓的動(dòng)力效應(yīng)。在設(shè)計(jì)中，用風(fēng)振系數(shù)囪,

來考慮。

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定，對(duì)于高度大于30m,且高寬比大

于1.5的房屋建筑均需考慮風(fēng)振系數(shù)?！陡邔右?guī)程》規(guī)定了有關(guān)風(fēng)

振系數(shù)B乙的計(jì)算。詳見教材P43?P44。

2.1.2.總風(fēng)荷載與局部風(fēng)荷載

1、總風(fēng)荷載

總風(fēng)荷載是指建筑物各個(gè)表面所受風(fēng)荷載的合力，是沿建筑物高

度變化的線荷載。通常按建筑物的主軸方向進(jìn)行計(jì)算。

2、局部風(fēng)荷載

局部風(fēng)荷載是指在建筑物表面某些風(fēng)壓較大的部位，考慮風(fēng)壓對(duì)

局部某些構(gòu)件的不利作用時(shí)考慮的風(fēng)荷載。考慮部位一般是建筑物的

角隅或陽臺(tái)、雨篷等懸挑構(gòu)件。

2.2.地震作用

地震作用在《房屋建筑抗震設(shè)計(jì)》課程中已有專門介紹，在此不

再重復(fù)。

2.3.荷載效應(yīng)組合及設(shè)計(jì)要求

2.3.1.荷載效應(yīng)組合

一般用途的高層建筑荷載效應(yīng)組合分為以下兩種情況：

無地震作用組合：

S=YGCGGK+3*7/°卬卬*

有地震作用組合：

SE=y<￡GGE+Y&?！?￡瓶+7d.C&ErT+"w7wCwW*

式中

s——無地震作用組合時(shí)的荷載總效應(yīng)；

SE——有地震作用組合時(shí)的荷載總效應(yīng);

CGGK---永久荷載的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；

CQIQIK---使用荷載的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；

CQ2Q2K——其他可變荷載的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；

CWWK——風(fēng)荷載的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；

九、小h——分別相應(yīng)于上述各荷載效應(yīng)的分項(xiàng)系

數(shù)；

——風(fēng)荷載的組合系數(shù)。

CGGE——重力荷載代表值產(chǎn)生的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值（包括100%

自重標(biāo)準(zhǔn)值，50%雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值，50?80%樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值）；

CEhEhK——水平地震作用的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；

CEVEVK——豎向地震作用的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；

具體組合方式見教材P71表2-15所示。其中，2、3、4是高

層建筑的基本組合情況，在抗震設(shè)防烈度為9度的地區(qū)，才考慮5、

6、7三種情況。

2.3.2.設(shè)計(jì)要求

1、極限承載能力的驗(yàn)算

極限承載能力驗(yàn)算的一般表達(dá)式為

九SW/?

不考慮地震作用的組合內(nèi)力

SEWRE/丫RE

s、sE——由荷載組合得到的構(gòu)件內(nèi)力設(shè)計(jì)值；

R、RE-----不考慮抗震及考慮抗震時(shí)構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值;

結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);

"------承載力抗震調(diào)整系數(shù)，可按下表采用

鋼筋混凝土構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)

正截而抗彎承載力驗(yàn)算斜截而抗剪及偏拉承載力驗(yàn)算

柱

構(gòu)件類別

梁軸壓比W軸壓比W剪力墻各類構(gòu)件及框架節(jié)點(diǎn)

0.150.15

YRE0.750.750.800.850.85

2、位移限制

高層建筑的位移要限制在一定范圍內(nèi)，這是因?yàn)椋?/p>

口過大的位移會(huì)使人感覺不舒服，影響使用。這一點(diǎn)主要是對(duì)風(fēng)

荷載而言的，在地震發(fā)生時(shí)，人的舒適感是次要的。

□過大的位移會(huì)使填充墻或建筑裝修出現(xiàn)裂縫或損壞，也會(huì)使電

梯軌道變形。

□過大的位移會(huì)使主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫甚至損壞。匚過大的位移會(huì)

使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，P-A效應(yīng)顯著。

高層建筑對(duì)位移的限制，實(shí)際上是對(duì)抗側(cè)移剛度的要求。衡量標(biāo)

準(zhǔn)是結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移和層間位移，《高層規(guī)程》給出了有關(guān)位移的限制。

見教材P73表2-17o

3、大震下的變形驗(yàn)算

按照我國《建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》提出的"三水準(zhǔn)"（小震不壞、中

震可修、大震不倒）及"兩階段"（彈性階段、彈塑性階段）的設(shè)計(jì)原

則，遇到下列情況時(shí)，必須進(jìn)行罕遇地震作用下的變形驗(yàn)算：

7—9度設(shè)防的、樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)4》，小于0.5的框架結(jié)

構(gòu)；

7—9度設(shè)防的、高度較大且沿高度結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量分布很

不均勻的高層建筑；

□特別重要的建筑。

其中，樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)＞按下式計(jì)算

式中，匕“——按樓層實(shí)際配筋及材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的樓層承

載力，以樓層剪力表示；

Ve——在罕遇地震作用下，由等效地震荷載按彈性計(jì)算所得的樓

層剪力。具體驗(yàn)算見教材P73和《建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》。

第三章框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算

本章重點(diǎn)：

□反彎點(diǎn)法的計(jì)算理論及適用范圍；

□D值法的基本假定和影響反彎點(diǎn)的因素;

二框架側(cè)移的特點(diǎn)及計(jì)算方法。

計(jì)劃學(xué)時(shí)：5學(xué)時(shí)

無論是本章介紹的框架結(jié)構(gòu)，還是后面要討論的剪力墻結(jié)構(gòu)、框

架一剪力墻結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力計(jì)算都比較繁瑣，一般不采用手算。尤其是

筒中筒結(jié)構(gòu)、成束筒和巨型框架結(jié)構(gòu)，更是無法用手算完成。多采用

計(jì)算軟件用計(jì)算機(jī)來完成。這就要求計(jì)算者能夠?qū)τ?jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果

作出正確的分析和判斷。這種分析判斷能力，需要一定的工作經(jīng)驗(yàn)積

累。掌握一定的手算方法，對(duì)于了解結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)是非常有利的。

本章和后面各章介紹手算方法的目的正在于此。

框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖，就是《結(jié)構(gòu)力學(xué)》中討論的剛架，因而其

內(nèi)力計(jì)算方法大家都比較熟悉。本章介紹常用的一些近似計(jì)算方法。

3.1.框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的近似計(jì)算一分

層法

框架所承受的豎向荷載一般是結(jié)構(gòu)自重和樓（屋