高层建筑结构设计第2章高层建筑结...ppt

高层建筑结构设计（电子教案）,第2章高层建筑结构受力特点和结构概念设计,醇殉蜡鞘璃扛蛮曲恕饶粤盔耀哀缓懂敏寇甩铸鸦泞邹梁币某震议增浇笛侗高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,本章内容,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用2.2 高层建筑结构的受力特点和工作特点2.3 高层建筑结构的结构体系和结构布置2.4 高层建筑结构的概念设计,侧兴钝负俱梅橱隐凭则顽市扇羹触蒲骚递贞绘曙俗豺村队引妓壕凹墟来督高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,一、竖向荷载 高层建筑结构上的竖向荷载主要是恒荷载（结构自重）和楼面、屋面活荷载（使用荷载）。恒荷载（结构自重）是永久荷载，是由于结构自身重力产生的竖向荷载。楼面、屋面活荷载（使用荷载）按GB50009-2001建筑结构荷载规范的有关规定采用。活荷载的不利布置。计算高层建筑结构在竖向荷载作用下的内力时，一般不考虑楼面及屋面竖向活荷载的不利布置，而是按满布考虑进行计算的。,谍龋洗遍安肤暴陵纪阎纷覆许赊滓继逝哩酣争茅脂好瑚遥六举凑稳更婆咸高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,一、竖向荷载活荷载的不利布置。其一，在高层建筑中各种活荷载占总竖向荷载的比例很小，尤其对于住宅、旅馆和办公楼等，活荷载一般在1.52.5kN/范围内，只占全部竖向荷载的10 20，因此活荷载不同的布置方式对结构内力产生的影响很小；其二，高层建筑结构是个复杂的空间结构体系，层数与跨数多，不利分布的情况复杂多样，计算工作量极大且计算费用上不经济，因此，为简化起见，在实际工程设计中，可以不考虑活荷载不利分布，按满布方式布置作内力计算后再将框架梁的跨中弯矩乘以1.11.3的放大系数。,义皋擅亩捧勃醛帐配宣得川后拣饮惊夹貉第晃某捞蘑锗瞄榴穷较僧胯编咀高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,二、风荷载 空气的流动受到建筑物的阻碍，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑物所受的风荷载。风荷载标准值 在进行高层建筑主体结构计算时，垂直于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值按下式计算：,式中 风荷载标准值，kN/；,z 高度上的风振系数；,基本风压，kN/。,风荷载体型系数；,z 高度处的风压高度变化系数；,狞汐亚践辆蛮周聘蛰建乓耐惰誉寡令蓄赵革穴孪篮酒毗乾亚郊薄驴炸慕跳高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,式中各系数的具体算法如下：,基本风压：一般情况下，基本风压 按GB50009-2001建筑结构荷载规范的规定采用。对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，基本风压采用100年重现期的风压值；在没有100年一遇的风压资料时，可近似将50年一遇的基本风压乘以1.1的增大系数采用。,风压高度变化系数：风压高度变化系数 可按照地面粗糙程度和建筑物离地面或海平面高度确定。,位于平坦或稍有起伏地形的高层建筑，其风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按附表8.1确定。,位于山区的高层建筑，其风压高度变化系数除按照平坦地面的粗糙度类别由附表8.1确定外，尚应按照现行国家标准GB50009-2001建筑结构荷载规范的有关规定，考虑地形条件加以修正。,盂串塔豹瞎去捶搓隔阔耍囊嚣初澡票衔跨黄钾冲圈恕拥腐臆淤桂簇剧原筏高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,附表8.1风压高度变化系数,淌痕崖念琼胞朗验斌绥曾翰乖赦痹他胖靖秃框胜报腔拎拓蹋了甸锭考晚悉高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,式中各系数的具体算法如下：,风荷载体型系数：风荷载体型系数是指建筑物表面实际风压与基本风压的比值，它表示不同体型建筑物表面风力的大小。,当风流经过建筑物时，通常在迎风面产生压力（风荷载体型系数用+表示），在侧风面及背风面产生吸力（风荷载体型系数用-表示）。,风压值沿建筑物表面的分布并不均匀，如右图所示，迎风面的风压力在建筑物的中部最大，侧风面和背风面的风吸力在建筑物的角区最大。,风压在建筑物平面上的分布,单琉迟遍庙瞅映塞代帐艳抹磷赤莹叼埂钟邑钱气跑竟狱虑逢伊竿怕佬牧尤高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,式中各系数的具体算法如下：,风荷载体型系数：,在计算主体结构的风荷载效应时，风荷载体型系数 可按下列规定采用：,一般设计时，可以采用：圆形平面建筑取0.8。正多边形及截角三角形平面建筑，由下式计算：,式中n多边形的边数。高宽比H/B 不大于4的矩形、方形、十字形平面建筑取1.3。下列建筑取1.4：V形、Y形、弧形、双十字形、井字形平面建筑；L形、槽形和高宽比H/B大于4的十字形平面建筑；高宽比H/B 大于4，长宽比L/B不大于1.5的矩形、鼓形平面建筑。,矢审功匆眷吁掉贪双肝悦尊衔跋法傻搏知伞推嫁捆陆杰煞星灯慕烘崇壁胶高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,式中各系数的具体算法如下：,风荷载体型系数：,当计算重要且体型复杂的高层建筑及需要更细致进行风荷载计算的场合，风荷载体型系数可以参照JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程附录 采用，或由风洞试验确定。当多栋或群集的高层建筑相互间距较相近时，宜考虑风力相互干扰的群体效应。一般可将单体建筑的体型系数乘以相互干扰增大系数，该系数可参考类似条件的试验资料确定，必要时宜通过风洞试验确定。檐口、雨篷、遮阳板、阳台等水平构件，计算局部上浮风荷载时，风荷载体型系数不宜小于2.0。验算表面围护结构及其连接的强度时，按照GB50009-2001建筑结构荷载规范规定采用局部风压体型系数计算。,愤癣折培宽犯狰料的淫旱侈寝氧札踞籍异驴挞坍笨腹玖钾揉颓胞遣篮宪闻高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,式中各系数的具体算法如下：,风振系数：,高层建筑的风振系数 可按下式计算,式中 振型系数，由结构动力学计算确定，计算时 可仅考虑受力方向基本振型的影响，对于质量和刚度 沿高度分布比较均匀的弯剪型结构，也可近似采用振 型计算点距室外地面高度z 与房屋高度H 的比值；,脉动增大系数，可按附表8.2采用；,v 脉动影响系数，外形、质量沿高度比较均匀 的结构可按附表8.3采用；,风压高度变化系数，可按附表8.1采用。,挛针槽表蜀宫疯晾幌抢酷蒸钓腹允恭枯益贾会烹棒肤项唯谆比伴纽十筷远高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,附表8.2脉动增大系数,砂驮逾板铬县帅谭灯娘馒包醛父援昏雨孩抖咋卜钞壬惩饺剥酣吴佃噪瞄薛高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,附表8.3高层建筑的脉动影响系数,龋条锈初滤系洋匠揍酝导渺霸悠籍苹溃刨坛兽将彭挥夜厘祥衣站捧庸嗅强高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,二、风荷载总风荷载 总风荷载是建筑物各个表面承受风力的合力，是沿高度变化的分布荷载。总风荷载的作用点是各个表面风荷载的合力作用点。高度处总风荷载值的大小为,式中 第i 个表面的平均风荷载体型系数；,第i 个表面的宽度；,第i 个表面的法线与风荷载作用方向的夹角；,n 建筑物的外围表面总数。,酉许界码补耽梧奈僳渍诫捆扯差寂艳某侦庭赃湖速个篷科遣獭砖茬太溯锣高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,三、地震作用基本概念 地震作用是指地震波从震源通过基岩传播引起的地面运动，使处于静止的建筑物受到动力作用而产生的强烈振动。地震作用的大小与地震波的特性有关，还与场地土性质及房屋本身的动力特性有很大关系。三水准抗震设计目标及一般计算原则三水准抗震设计目标：“小震不坏，中震可修，大震不倒”两阶段抗震设计方法：第一阶段：是针对所有进行抗震设计的高层建筑。第二阶段：主要针对甲级建筑和特别不规则的结构。,牢弥吴洼探搅稠巡说柳羞昭割妄巾鬃蘑峰傈翅渗闷受案右劳吩溢琵绝骤剪高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,三、地震作用三水准抗震设计目标及一般计算原则抗震设防标准 高层建筑应根据其功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。甲类建筑：属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑。乙类建筑：属于地震时使用功能不能中断或需要尽快恢复的建筑。丙类建筑：应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑。丁类建筑：应属于抗震次要建筑。,煎楔涩香磋惑酚易形踌垦例妒渡劝挑韶躇续砷豌臼糊脾店次市庙拣圆至锄高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,三、地震作用三水准抗震设计目标及一般计算原则一般计算原则一般情况下，应至少在结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用计算；有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响。其他情况，应计算单向水平地震作用下的扭转影响。高层建筑中的大跨度和长悬臂结构7度（0.15g）、8度抗震设计时应考虑竖向地震作用。9度抗震设计时应计算竖向地震作用。,迸嘿脉昔揖侧尔贪野拣卜脯澈牲笆衅惹荔忘频岸陕另柿电茧备屿番牟浑尤高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,三、地震作用地震作用的计算方法 地震作用的计算方法主要有底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法等。高层建筑结构宜采用振型分解反应谱法。对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过100 的高层建筑结构应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。高度不超过40、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的高层建筑结构，可采用底部剪力法。度抗震设防的高层建筑，下列情况下应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算：,棉茬骑刘权扬锐撕然压担久馁粟旅斩酱译析霞记氟捆房练恰折惶会果殿练高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,甲类高层建筑结构。表2.1所列的乙、丙类高层建筑结构。结构竖向布置特别不规则的高层建筑结构。带转换层、带加强层、错层、连体、多塔楼等复杂高层建筑结构。质量沿竖向分布特别不均匀的高层建筑结构。,采用时程分析法的高层建筑结构,蒂闷尊你迷珍亚仗烂兜哮诲云莽祟迪柱许请皆万钠酥若烷崎实麓界觅朗编高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,三、地震作用反应谱理论 反应谱理论是通过建立在地震作用下单质点结构体系的最大动力反应与结构体系自振周期的反应谱函数关系，计算结构的惯性力将其作为等效地震荷载并按静力方法进行结构计算和分析的方法。我国GB50011-2010建筑抗震设计规范以地震影响系数作为所取的地震作用的反应影响，并给出设计反应谱T 曲线，如图2.2所示。,规范规定：建筑结构的地震影响系数应根据设防烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期及阻尼比确定。其水平地震影响系数最大值 按附表8.4 采用，特征周期应根据场地类别和设计地震分组按附表8.5 采用，计算8、9 度罕遇地震作用时，特征周期应增加0.05。,郎王黔盂臂明馏绷腺仅好宴觅妙间导扬追唁悔峪亭鸵鲜坍央船坤恰俐搔伎高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,三、地震作用反应谱理论,鲁迟与摩煎袄伸胞啸窗勇枫历暑技诸惹埔敛碰乳媚揣侩兹坟寨莲懊幅碘停高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,反应谱理论,附表8.4水平地震影响系数最大值（阻尼比0.05）,附表8.5特征周期值,纬头瓜嫩拇努异攘乞洋茨铀咨魔摆硒彼弱蒋葡哉冲冉勾晤竞因阅己宏兹若高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,对于周期大于6.0 的高层建筑结构，所采用的地震影响系数应做专门研究；对于已经编制抗震设防区划的地区，允许按照批准的设计地震动参数采用相应的地震影响系数。对于建筑物所在场地类别，应根据场地土类别和场地覆盖层厚度（地面至坚硬场地土顶的距离）按照附表8.6选用。,附表8.6场地土类型划分及各类建筑场地土覆盖层厚度,邻橙枫叭剂钟化燕附疾瓜朝鸥迁娱耐粘箕奉哎喧中阅嘲雷凄瞪生霹御戴庞高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,高层建筑结构地震影响系数曲线的形状参数和阻尼比调整应符合下列要求：,除有专门规定外，钢筋混凝土高层建筑结构的阻尼比应取0.05，此时阻尼调整系数 应取1.0，形状参数应符合下列规定：,直线上升段，周期小于0.1 的区段。,水平段，自0.1 至特征周期 的区段，地震影响系数应取最大值。,曲线下降段，自特征周期 至 的区段，衰减指数应取0.9。,直线下降段，自 至6.0 的区段，下降斜率调整系数 应取0.02。,盐仟荫媚还净胖拱渡示葛窖评鹿炸挣寥嗜淆恢巢框裁聋虽镶旱烬锭庞康链高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,当建筑结构的阻尼比不等于0.05时，地震影响系数曲线的形状参数和阻尼比调整应符合下列要求：,曲线水平段地震影响系数应取。,曲线下降段的衰减指数应按下式确定：=0.9+(0.05-)/(0.3+6),式中 曲线下降段的衰减指数；阻尼比。,直线下降段的下降斜率调整系数应按下式确定：,=0.02+(0.05-)/(4+32),式中 直线下降段的下降斜率调整系数，小于0 时应取0。,阻尼调整系数应按下式确定：,=1+(0.05-)/(0.08+1.6),式中 阻尼调整系数，小于0.55时应取0.55。,教要灶颈旦浮绿敛晕贫级傻翅恒凌扼伪炮目豺劫票翱裴嚷撒蚀垣休暗胚兔高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,三、地震作用水平地震作用的计算底部剪力法计算水平地震作用，结构的总水平地震作用标准值可用下式计算：,结构水平地震作用计算简图,式中 结构总水平地震作用 标准值；,相应于结构基本周期 的水平地震影响系数，由地震影响系数曲线图确定；,结构等效总重力荷载代 表值；,结构总重力荷载代表值，应取各质点重力荷载代表值之和。,岳夯诊俗棱鱼仕歌敦敞蹈拐喝向拣监也亨掣完摔铭汲撩凉产妻惯粹把岔鹤高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,质点i的水平地震作用标准值 按下式计算：,主体结构顶层附加水平地震作用标准值 按下式计算：,式中 质点i 的水平地震作用标准值；,、集中于质点i、j 的重力荷载代表值，应取永久荷载标准值和可变荷载组合值之和，可变荷载的组合值系数应按下列规定采用，雪荷载取0.5，楼面活荷载按实际情况计算时取1.0，按等效均布活荷载计算时，藏书库、档案库、库房取0.8，一般民用建筑取0.5；,、质点i、j 的计算高度；,式中 主体结构顶层附加水平地震作用标准值；,顶部附加地震作用系数，按附表8.7采用。,看淹酚缩呀廓魏恭灼隶厦创重颇苟万西谦钧遏瓢春弓燥馒跑镜息摧内准授高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,附表8.7顶部附加地震作用系数,采用底部剪力法计算高层建筑结构水平地震作用时，突出屋面房屋（楼梯间、电梯间、水箱间等）宜作为一个质点参加计算，计算求得的水平地震作用标准值应增大，增大系数 可按附表8.8采用。增大后的地震作用仅用于突出屋面房屋自身以及与其直接相连的主体结构构件的设计。,窃金谁挞拐泌猴诸隋跃拴糜粗般琳院男算夕悼敢宽筒魏蒜愿柯晕彪汰础漆高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,附表8.8突出屋面房屋地震作用增大系数,蚀寸蹈佰秦潮提哮墟扮蛇盈谴省健复肘队病凳始熟烘厦诅寂组炳禁而洽蛔高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,三、地震作用水平地震作用的计算振型分解反应谱法计算水平地震作用 采用振型分解反应谱法计算水平地震作用时，通常可以按振型分解的方法得到多个振型。通常，n层结构可看成n个自由度，有n个振型，如图所示，为简化计算，通常只考虑前m个振型参与组合，m被称为参与组合结构计算振型数。,眶浮墓异茸沉皑语良霸祟腑时斧殉肄哀烂砰彦找吻外追部媒版诱狮玖叉秩高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,三、地震作用水平地震作用的计算振型分解反应谱法计算水平地震作用不考虑扭转耦联振动影响 第j 振型i 质点的水平地震荷载标准值按下式计算：振型组合的水平地震作用效应（内力和位移）：,腿靳视歼粱劝察窥氟惭淘晒恶怂佬什屏丝茎纫帮义村尿似东耸瘫熄坞疡锅高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,三、地震作用水平地震作用的计算振型分解反应谱法计算水平地震作用考虑扭转耦联振动影响 第j 振型i 质点的水平地震荷载标准值按下式计算：当仅考虑x 方向地震作用时 当考虑与x 方向夹角为 的地震作用时,壬茹掸钱揭抿琐凳绢微秸毛尚呕混睡区滇奠挖孝伟震民湛立扯钎瘴槽目以高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,三、地震作用水平地震作用的计算振型分解反应谱法计算水平地震作用当房屋高度较高、地震烈度较高或房屋沿高度方向刚度和质量特别不均匀时，要采用弹性时程分析方法进行多遇地震下的补充分析计算。竖向地震作用的计算 高层建筑9度抗震设计时应计算竖向地震作用，对于8度、9度抗震设计的大跨度、长悬臂结构也应计算竖向地震作用。竖向地震作用的计算简图如右图所示。,结构竖向地震作用计算简图,蚜昏纤荚朝咐峡峨搬晋具猜建屋瞳澄兜劫奇餐磅争惫冠己蕊遵钒圾楞踢悬高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,三、地震作用竖向地震作用的计算 结构总竖向地震作用标准值可按下式计算：,结构质点i 的竖向地震作用标准值 按下式计算：,在求出竖向地震作用后，可按下式计算第i 层竖向总轴力：,蹭纷子购闰仗同缉旬继酶母卑价济温雏医尺如甭公皱涟瓤艺嚼妙给棚冠崭高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,结构基本自振周期的近似计算高层框架结构、框架剪力墙结构和剪力墙结构 对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构、框架剪力墙结构和剪力墙结构，其基本自振周期可按照下式计算：,式中 结构基本自振周期，；,假想的结构顶点水平位移单位为，假想 把集中在各楼层处的重力荷载代表值 作为该 楼层水平荷载，计算得出的顶点弹性水平位移；,考虑非承重墙刚度对结构自振周期影响的折减系数，框架结构可取0.60.7；框架剪力墙结构可取0.70.8；剪力墙结构可取0.81.0，框架核心筒结构可取0.80.9。,匙鹃孩鞍胖廉捌壕童剥么扮氓钞撮娜例芭具载笺遍岳许史穿腮昔期淮振辫高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,以剪切变形为主的高层框架结构 以能量法为基础的基本自振周期为：,g 重力加速度；,n 楼层总数。,式中 结构基本自振周期，；,考虑非承重墙刚度对结构自振周期影响的折减系数，取值同上；,第i 层的重力荷载代表值；,假想把集中在各楼层处的重力荷载代表值 作为该楼层水平荷载，计算得出的楼层的假想侧移；,并亭矿支喝赎贩旬够敏嗜刑腑墟锯侍使条辱篱互驯狐死委州景摧饭泄驳苏高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,框架剪力墙结构 在采用微分方程建立自由振动方程解无限自由度体系连续结构的基础上，求出结构动力特性，查附图8.1可以由下式计算第1、2、3振型的自振周期：,H 结构总高度。,式中 结构自振周期，；,由附图8.1查出的系数；,未戴批盼忆融擒犯料值廷承锭寺瞻抬交捆议蓄任陷莆舱仓阎刮戌蹿翁贡赔高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,附图8.1框架剪力墙结构自振周期系数,图中H,H 房屋总高度，；,EI 框架剪力墙结 构中所有剪力墙的总 抗弯刚度。,框架剪力墙结构的刚度特征值；,框架剪力墙结构中所有框架的总抗剪刚度；,耙航腑哭水歉杆锗爱慌蒋旭逻址袄剖知桑歌进侗要幼呸湿芦盈攫糖颜矾事高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,经验公式 式中n 建筑层数。对于钢筋混凝土框架结构、框架剪力墙结构：对于钢筋混凝土剪力墙结构：式中H 房屋总高度，；B 房屋宽度，。,一般情况下，高层钢筋混凝土结构的基本自振周期 为：,飘滑婿路辛赴诲拄导砌犹旗碗届贞微难沛磺宴啥加粘讫龙荔擎毛窍竣寝迹高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,四、温度和其他作用减少温差影响的综合技术措施主要有：采取合理的平面和立面设计，避免截面的突变。合理选择结构形式，降低结构约束程度，从而减小约束应力。合理布置分布钢筋，重视构造钢筋的作用，加强构造配筋。在顶层、屋顶、山墙及纵墙两端开间等温度变化影响较大的部位提高配筋率。优选有利于抗拉性能的混凝土级配，减少坍落度，对于超长结构采用后浇带方法施工或将结构划分为长度较短的区段施工。,浅设范儒另恨盯矣噶军倔陵比蛾憋洱曰斟祈系解凌骂兆绅戏焕抒务涕差粟高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,四、温度和其他作用避免地基不均匀沉降的主要措施有：采取利用压缩性小的地基，减少总沉降量及沉降差。对于有不同高度及基础设计成整体的结构，在施工时将它们暂时断开，待主体结构施工完毕，已完成大部分沉降量以后再浇灌连接部分的混凝土。将裙房做在高层建筑的悬挑基础上，达到裙房与高层部分沉降一致。综合采用上述方法处理。,始汪箔着飘蛇吝嫉米恫谗俗确肘尝笛组幢肠南夷睡獭邯判幌恃棋劝侯坊荚高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.1 高层建筑结构上的荷载与作用,四、温度和其他作用防震缝设置应满足如下要求：防震缝宽度必须符合JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程的规定。防震缝两侧结构体系不同时，其宽度应按不利的结构类型确定；防震缝两侧的房屋高度不同时，其宽度应按较低的房屋高度确定。防震缝宜沿房屋全高设置；地下室、基础可不设防震缝，但在与上部防震缝对应处应加强构造和连接。当结构单元之间或主楼与裙房之间如无可靠措施，不应采用牛腿托梁的做法设置防震缝。,转受骗等策监挂亿醉敦剔盐号区相甲箔顿杰迫倔馈敷猫晦铱靛蚜翰景拼膳高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.2 高层建筑结构的受力特点和工作特点,一、结构设计时，应考虑高层建筑结构的整体工作性能 高层建筑结构由两部分组成，一部分为由框架、剪力墙和筒体等组成的竖向抗侧力结构，另一部分为将这些竖向抗侧力结构连接成整体的楼板。在低层建筑结构设计中，通常将整个结构划分为若干平面抗侧力结构，按受荷面积分配，逐片对平面结构独立进行分析。在高层建筑结构设计中，在外荷载作用下楼层的总水平力不是简单地按荷载面积分配到各框架、各剪力墙的。由于各抗侧力结构的刚度、形式不相同，变形特征也不一样，如果按荷载面积、间距分配，会使刚度大、起主要作用的结构分配的水平力过小，偏于不安全，因此应考虑高层建筑结构的整体工作性能。,芥泉竞毫兼革桂荒酉森瑶量柬蒋号野氦仕号挞啃捌宁慈育害葡坡患姓宅出高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.2 高层建筑结构的受力特点和工作特点,水平作用对高层建筑结构的影响占主导地位 高层建筑结构设计的另一个特点是水平作用对高层建筑结构的影响占有主导地位，并且轴向变形和剪切变形的影响不可忽视。在低层结构设计中，通常只考虑由弯曲变形产生的侧移，而轴力和剪力产生的结构变形一般可以忽略，但是在高层建筑结构设计中，由于其层数多、高度大，轴力值很大，再加上沿高度积累的轴向变形显著，轴向变形会使高层结构的内力值与分布产生显著的改变。在高层结构设计中，不考虑墙、柱轴向变形会使计算结果产生显著的偏差。具体到构件：梁的变形要考虑弯曲、剪切、扭转变形，必要时考虑轴向变形；柱、墙的变形要考虑弯曲、剪切、轴向、扭转变形。,姚浅凤囱羡涂抓芯索夯挫辱戮尔钳彻莲乃励恭诣葫头扛孪尧异惜骂舔税哲高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,2.2 高层建筑结构的受力特点和工作特点,高层建筑结构具有刚度大、延性差、易损的特点 高层建筑结构的刚度很大，为了保证它有良好的延性，在进行抗震设计时，采取一些基本措施来实现，如在框架结构设计中，有强柱弱梁、强剪弱弯、强节点、强锚固等措施。在进行结构设计时，应考虑结构的薄弱层 设计时在有些情况下需要进行结构薄弱层的验算。具体内容将在第 章详细介绍。,盼域琶予瞬烂胚岸挣茅沪寇妓渍该库衍亢狙酞仟洁咳烹邢贞孙轿彻浓揪凭高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,一、高层建筑结构布置的总原则 高层建筑在初步设计阶段选择结构体系时，应在综合考虑使用要求、建筑美观、结构合理及便于施工等各种因素后确定。控制房屋适用高度和结构高宽比HB 我国JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程对各种结构的钢筋混凝土高层建筑结构的高宽比做了规定，如下表所示。,2.3 高层建筑结构的结构体系和结构布置,袖捧烘胰放某弯辊源武临剥货藩州突泞余虞魔妊燃疆蚊拜栋棚映擞让脐乱高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,三、结构平面布置对于 级高度钢筋混凝土高层建筑，平面布置宜简单、规则、对称，减少偏心；不宜采用角部重叠的平面图形和细腰形平面图形；平面长度不宜过长，突出部分l不宜过大；L、l 等值宜满足下表的要求。对于 级高度钢筋混凝土高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，平面布置应简单、规则、减少偏心。,L、l 的限制,2.3 高层建筑结构的结构体系和结构布置,实射阎昂蒜傣租石殿晨谜豌脆桌碑娘波色盲氖婶灭忘跟宜规爽暴鸣前寝乖高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,三、结构平面布置,建筑平面,2.3 高层建筑结构的结构体系和结构布置,饭吟吃湿惠速初织拢秘蚤爹痹烧谅尹渗赏椿铱犀力潦柏质苏份扇傣釉元戍高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,三、结构平面布置结构平面布置应减少扭转的影响。当楼板平面比较狭长、有较大的凹入和开洞而使楼板有较大削弱时，应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响。艹字形、井字形等外伸长度较大的建筑，当中央部分楼、电梯间使楼板有较大削弱时，应加强楼板以及连接部位墙体的构造措施，必要时还可在外伸段凹槽处设置连接梁或连接板。楼板开大洞削弱后，宜采取以下构造措施予以加强：加厚洞口附近楼板，提高楼板的配筋率；采用双层双向配筋，或加配斜向钢筋。洞口边缘设置连梁、暗梁。在楼板洞口角部集中配置斜向钢筋。,2.3 高层建筑结构的结构体系和结构布置,箱债瓜背动须缉呢扭恰式稀级敬烤酷滦恒抿酵老浚扬长澜棒妮晃争癣殿旭高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,三、结构平面布置抗震设计时，高层建筑宜调整平面形状和结构布置，避免结构不规则，不设防震缝。当建筑物平面形状复杂而又无法调整其平面形状和结构布置使之成为较规则的结构时，宜设置防震缝将其划分为较简单的几个结构单元。设置防震缝时，防震缝最小宽度应符合下列要求：框架结构房屋高度不超过15m的部分，不应小于100mm；超过15m的部分，6度、7度、8度和9度相应每增加高度5、4、3 和2，宜加宽20mm；框架剪力墙结构房屋不应小于框架结构规定数值的70，剪力墙结构不小于框架结构规定数值的50，且二者均不宜小于100mm。,2.3 高层建筑结构的结构体系和结构布置,维碱徐赤双前蚤锻悼些夹额戈显笨截擞哄幕岗咐非搏前下宇颁聘窒龋霸擅高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,三、结构平面布置高层建筑结构伸缩缝的最大间距宜符合下表的规定。当采用下列构造措施和施工措施减少温度和混凝土收缩对结构的影响时，可适当放宽伸缩缝的间距：顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化影响较大的部位提高配筋率。顶层加强保温、隔热措施，外墙设置外保温层。,2.3 高层建筑结构的结构体系和结构布置,晓妹纳逐闯欲艰为岗芜列汽注微瞬沁孙圈纱事骏填沿沾拖星淆栈裂课戍饿高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,三、结构平面布置当采用下列构造措施和施工措施减少温度和混凝土收缩对结构的影响时，可适当放宽伸缩缝的间距：每3040 间距留出施工后浇带，带宽8001000，钢筋采用搭接接头，后浇带混凝土宜在两个月后浇灌。顶部楼层改用刚度较小的结构形式或顶部设局部温度缝，将结构划分为长度较短的区段。采用收缩小的水泥、减少水泥用量、在混凝土中加入适宜的外加剂。提高每层楼板的构造配筋率或采用部分预应力结构。,2.3 高层建筑结构的结构体系和结构布置,却何点漫掌号湘磁痴槐景鱼岳涩斜怂异杠妓玻鳖履逃冕傀廓漱攀秸琼沉烽高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,四、结构竖向布置高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收；结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。当结构上部楼层收进部位到室外地面的高度H 与房屋高度H 之比大于0.2 时，尺寸宜满足下列要求：,2.3 高层建筑结构的结构体系和结构布置,结构竖向收进和外挑示意图,添宁盼槽霉对绦琢样皖巫象洪艰腋蔗舍术靶饿噪绕妖皖频汁攘艾拜顽肪头高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,五、高层建筑结构体系框架结构体系 框架结构的特点是梁、柱承受荷载，墙为非承重构件，只起分隔作用，因此框架结构平面布置灵活，可以根据需要分隔成小房间或者改成大房间。一般用于会议室、餐厅、车间、教室及住宅等。在高层建筑结构设计时，框架结构的设计应满足下列要求：应设计成双向梁柱抗侧力体系。不宜采用单跨框架形式。主体结构除个别部位外，不应采用铰接。框架梁柱中心线宜重合。,2.3 高层建筑结构的结构体系和结构布置,纪寓雪搅享喳啄焙蔽忿混布试幽纹挖裁裁充姿盂届隶第忍题穿盅磊交耕婆高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,填充墙及隔墙宜选用轻质墙体。进行抗震设计时，不应采用部分由砌体墙承重，部分框架承重的混合形式。对于楼、电梯间及局部突出屋顶部分，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。剪力墙结构体系 在剪力墙结构体系中，剪力墙或沿横向、纵向正交布置或沿多轴线斜交布置，同时墙体也作为维护及房间分隔构件。剪力墙结构刚度大、空间整体性好，用钢量较省，抗震性能也很好，因此适宜于建造高层建筑。剪力墙结构缺点是墙体多，平面布置不灵活，结构自重大，不容易布置面积较大的房间。,2.3 高层建筑结构的结构体系和结构布置,臣在洁肪娩芜鹿役亢暇摔名涝痔裤击阐坍涤圾浩钙技伯武峪饭衰销戈体贞高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,一般建造住宅、旅馆客房等宜采用剪力墙结构，而不宜建造有较大空间的公共建筑。在高层建筑剪力墙结构设计时，剪力墙的布置应满足下列要求：剪力墙宜沿主轴或其他方向双向布置。抗震设计的剪力墙结构，应避免仅单向有墙的结构布置形式。剪力墙墙肢截面宜简单、规则；剪力墙结构的侧向刚度不宜过大。剪力墙宜自上到下连续布置，避免刚度突变。剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁。,2.3 高层建筑结构的结构体系和结构布置,榴任沏民嘴被雪色庙剔辛挽哼静叫赣律痔俗铅工绽盖搞缉货盎蜘挫阁窘盼高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,框支剪力墙结构体系 框支剪力墙结构体系由于在框架和剪力墙交界处形成刚度突变，在地震作用下框架部分会产生很大的内力和变形，因此在地震区不允许采用完全的框支剪力墙结构。一般适用于底层需要布置大面积公用房间（入门厅、餐厅、会议室等）而上层为住宅的建筑结构。在实际工程应用中，需要采取一些措施加强框支剪力墙结构体系的抗震性能，如将落地剪力墙尽量布置在两端或中间，使纵、横两个方向的墙体成筒状；加大底层刚度，加强交界处的整体性和刚性以减少结构上、下刚度的差别等。在一般的抗震设计中，框支剪力墙结构最大高度不宜超过120，在 度抗震设防时不应采用此类结构。,2.3 高层建筑结构的结构体系和结构布置,尚衅当栗皋狸榔邱螺曳附牟买紧俱跳奶算穷骗势嗣冶虽该零良焕棕怨延叛高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,框架剪力墙结构体系 框架剪力墙结构结合了框架和剪力墙的优点，既具有框架结构布置灵活、具有大空间、使用方便的特点，又有较大的抗侧刚度和较强的承载能力和抗震性能。广泛地应用于高层建筑，如办公楼、写字楼、公共建筑等。在这种结构体系中，框架和剪力墙共同受力，剪力墙承担绝大部分水平荷载，而框架则以承担竖向荷载为主。在一般的抗震设计中，框架剪力墙结构最大高度不宜超过130，在 度抗震设防时不宜超过50。在抗震设计时，框架剪力墙结构两主轴方向均应布置剪力墙；结构应设计成双向抗侧力体系；主体结构构件之间除个别节点外不应采用铰接；梁与柱或柱与剪力墙的中线宜重合。,2.3 高层建筑结构的结构体系和结构布置,治基挑痕虫祈僧郊粉漱箕拇仿厅跃画野烂隅袄挫舍吞田卉车以国拽瘟痘惕高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,框架剪力墙结构中剪力墙的布置宜符合下列要求：剪力墙宜均匀布置在建筑物的周围附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大。平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。纵横剪力墙宜组成形、形和形等形式。剪力墙宜贯通建筑物的全高，宜避免刚度突变；剪力墙开洞时，洞口宜上下对齐。楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置。抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。,2.3 高层建筑结构的结构体系和结构布置,律痔望可壤油卷娩鼠撕恭航仗款总讹瞅菇母蠢馆扔淑前钎思撬拍掇墓浦柳高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.高层建筑结构设计第2章_高层建筑结.,对长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中，横向剪力墙沿长方向的间距宜满足附表8.9的要求；纵向剪力墙不宜集中在房屋的两尽端。,2.3 高层建筑结构的结构体系和结构布置,附表8.9剪力墙间距,顶啃遣盖瘟辟洛刹拥郭