1、LOGO高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures吳方伯 教授電話：電話-mail：湖南大學(xué)土木工程學(xué)院LOGOPage 2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures緒論一、本課程講授的主要內(nèi)容 高層建筑的一般知識(shí) 高層建筑結(jié)構(gòu)的體系與布置 高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載與設(shè)計(jì)要求 框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算 剪力墻的計(jì)算 框架剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算 扭轉(zhuǎn)近似計(jì)算LOGOPage 3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures二、本課程的學(xué)習(xí)重點(diǎn) 以現(xiàn)行鋼筋混凝土高

2、層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程為重點(diǎn)，介紹高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理與方法 ; 能夠進(jìn)行高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，特別是高層框架結(jié)構(gòu)、高層剪力墻結(jié)構(gòu)和高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 LOGOPage 4高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures三、本課程的學(xué)習(xí)方式 課堂講授與自學(xué)相結(jié)合 講課與作業(yè)相結(jié)合 四、主要參考文獻(xiàn)1.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50009-2012）2.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ 3-2010)3.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50011-2010)4.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50010-2010）5.現(xiàn)行地基與樁基設(shè)計(jì)規(guī)范6.趙西安，現(xiàn)代高

3、層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，1999年7.沈蒲生，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，20068.傅學(xué)怡，實(shí)用高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，2010年LOGOPage 5高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures第一章 高層建筑的一般知識(shí)LOGOPage 6高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building structures一、高層建筑的定義（世界各國(guó)無(wú)統(tǒng)一的定義） 表1-1 一部分國(guó)家和組織對(duì)高層建筑起始高度的規(guī)定國(guó)家和組織名稱(chēng)國(guó)家和組織名稱(chēng)高層建筑起始高度高層建筑起始高度聯(lián)聯(lián) 合合 國(guó)國(guó)9層，分為四類(lèi)：第一類(lèi)：層，分為四類(lèi)：第一類(lèi)：916層（最高層（最高50m）；）；第第二

4、類(lèi)：二類(lèi)：1725層（最高層（最高75m）；第）；第三類(lèi)：三類(lèi)：2640層（最高層（最高100m）；）；第第四類(lèi)：四類(lèi)：40層以上（高度在層以上（高度在100m以上，為超高層建筑）。以上，為超高層建筑）。前前 蘇蘇 聯(lián)聯(lián)住宅在住宅在10層及層及10層以上，其它建筑為層以上，其它建筑為7層及層及7層以上層以上美美 國(guó)國(guó)2225m，或，或7層以上層以上法法 國(guó)國(guó)住宅為住宅為8層及層及8層以上，或?qū)右陨?，?1m英英 國(guó)國(guó)24.3m日日 本本11層，層，31m德德 國(guó)國(guó)22m（從室內(nèi)地面起）（從室內(nèi)地面起）比比 利利 時(shí)時(shí)25m（從室內(nèi)地面起）（從室內(nèi)地面起）我我 國(guó)國(guó)防火規(guī)范防火規(guī)范GBK45-8

5、2：10層或?qū)踊?4m民用建筑設(shè)計(jì)通則民用建筑設(shè)計(jì)通則JGJ37-87：同上面。：同上面。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ3-2010：10層，或?qū)樱?8m住宅。住宅。高度等于和大于高度等于和大于100m的建筑為超高層建筑。的建筑為超高層建筑。LOGOPage 7高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building structures二、發(fā)展高層建筑的意義圖1-1 世界人口變化圖 節(jié)約用地 節(jié)省城市基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用 改善城市市容 LOGOPage 8高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building structures金茂大廈Jinmao Bu

6、ilding【竣工日期】：【竣工日期】：19991999年年3 3月月1818日日【占地面積】：【占地面積】：2.32.3公頃公頃 【建筑面積】：【建筑面積】：2929萬(wàn)平方米萬(wàn)平方米 【建筑層數(shù)】：地上【建筑層數(shù)】：地上8888層層， 地下地下3 3層層【建筑高度】：【建筑高度】：420.5420.5米米【結(jié)構(gòu)形式】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)【結(jié)構(gòu)形式】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)三、典型工程（已建成）LOGOPage 9高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building structures上海環(huán)球金融中心Shanghai World Financial Center 【竣工日期】【竣工日期】 ：

7、2008 2008年年8 8月月2929日日【用地面積】【用地面積】 ： 30,000 m 30,000 m2 2 【占地面積】【占地面積】 ： 14,400 m 14,400 m2 2 【建筑面積】【建筑面積】 ： 381,600 m 381,600 m2 2 【建筑層數(shù)】【建筑層數(shù)】 ： 地上地上101101層層、 地下地下3 3層層 【建筑高度】【建筑高度】 ： 492492米米 【結(jié)構(gòu)形式】【結(jié)構(gòu)形式】 ： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) （SRCSRC結(jié)構(gòu)）、結(jié)構(gòu)）、 鋼結(jié)構(gòu)（鋼結(jié)構(gòu)（S S結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)） LOGOPage 10高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Buildin

8、g structures臺(tái)北101TAIPEI 101 【竣工日期竣工日期】 ：20032003年年1010月。月?！窘ㄖ訑?shù)】【建筑層數(shù)】 ：地上：地上101101層層、 地下地下5 5層層 。【建筑高度】【建筑高度】 ：508508米米 ?！窘Y(jié)構(gòu)形式】【結(jié)構(gòu)形式】 ：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 新型的巨型結(jié)構(gòu)新型的巨型結(jié)構(gòu)LOGOPage 11高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building structures吉隆坡石油雙塔The Petronas Twin Towers 【開(kāi)工時(shí)間開(kāi)工時(shí)間】：1993年年12月月27日日【竣工時(shí)間竣工時(shí)間】：1996年年2月月13日日

9、【占地面積占地面積】：40公頃公頃【建筑面積建筑面積】：28.95萬(wàn)平方米萬(wàn)平方米【建筑高度建筑高度】：452米米【建筑層數(shù)建筑層數(shù)】：88層層LOGOPage 12高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building structures廣州塔（小蠻腰）Canton Tower【竣工時(shí)間竣工時(shí)間】：2009年年9月月【占地面積占地面積】：17.546萬(wàn)平方米萬(wàn)平方米【建筑面積建筑面積】：11.4054萬(wàn)平方米萬(wàn)平方米【建筑高度建筑高度】：塔身主體：塔身主體454米米， 天線桅桿天線桅桿156米，米， 總高度總高度610米米?！窘ㄖ訑?shù)建筑層數(shù)】：108層，層， 最細(xì)處在最細(xì)處在66

10、層層【結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)LOGOPage 13高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building structures迪拜塔Burj Dubai【開(kāi)工時(shí)間開(kāi)工時(shí)間】：2004年年9月月21日日【竣工時(shí)間竣工時(shí)間】：2010年年1月月4日日【建筑面積建筑面積】：344,000萬(wàn)平方米萬(wàn)平方米【建筑高度建筑高度】：總高度：總高度828米米。 當(dāng)前當(dāng)前世界第一高樓世界第一高樓?！窘ㄖ訑?shù)建筑層數(shù)】：162層層【結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)LOGOPage 14高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building struct

11、ures四、典型工程（未建成）上海中心大廈Shanghai Center Tower【開(kāi)工時(shí)間開(kāi)工時(shí)間】：20082008年年1111月月2929日日【竣工時(shí)間竣工時(shí)間】：20152015年投入使用年投入使用【建筑高度建筑高度】：結(jié)構(gòu)高度：結(jié)構(gòu)高度580580米米 總高度總高度632632米米【建筑層數(shù)建筑層數(shù)】：127127層層【結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式】：鋼筋混凝土：鋼筋混凝土核心筒核心筒 - -外框架外框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)LOGOPage 15高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building structures深圳證券交易所營(yíng)運(yùn)中心Shenzhen International Trade

12、 Center 深圳證券交易所營(yíng)運(yùn)中心營(yíng)運(yùn)中深圳證券交易所營(yíng)運(yùn)中心營(yíng)運(yùn)中心占地面積心占地面積3.91萬(wàn)平方米，建筑總高度萬(wàn)平方米，建筑總高度245.8米，建設(shè)規(guī)模約米，建設(shè)規(guī)模約26.7萬(wàn)平方米，萬(wàn)平方米，其中地上部分約為其中地上部分約為18.3萬(wàn)平方米，地下萬(wàn)平方米，地下部分約為部分約為8.4萬(wàn)平方米。萬(wàn)平方米。 深圳證券交易所營(yíng)運(yùn)中心營(yíng)運(yùn)中深圳證券交易所營(yíng)運(yùn)中心營(yíng)運(yùn)中心大樓外觀為立柱形，大廈底座被抬心大樓外觀為立柱形，大廈底座被抬升至升至30多米多米形成一個(gè)巨大的形成一個(gè)巨大的“漂浮平漂浮平臺(tái)臺(tái)”，平臺(tái)的，平臺(tái)的“腰部腰部”由一條鮮亮的由一條鮮亮的紅色光帶紅色光帶“纏繞纏繞”，整體造型猶如

13、一，整體造型猶如一個(gè)漂亮的燭臺(tái)。個(gè)漂亮的燭臺(tái)。LOGOPage 16高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building structures深圳平安國(guó)際金融中心PingAn International Finance Center “平安國(guó)際金融中心平安國(guó)際金融中心”共共115層層，18層為裙房，用作商業(yè)，層為裙房，用作商業(yè)，8115層層是辦公區(qū)。是辦公區(qū)。帶外伸臂的混合結(jié)構(gòu)帶外伸臂的混合結(jié)構(gòu)。本。本工程于工程于2011年年11月月15日動(dòng)工，工期日動(dòng)工，工期45年，計(jì)劃于年，計(jì)劃于2016年年3月竣工。月竣工。 設(shè)計(jì)高度為塔頂設(shè)計(jì)高度為塔頂646米米，屋面，屋面588米米，該中心

14、將成為深圳市標(biāo)志性建筑，該中心將成為深圳市標(biāo)志性建筑物。物。 LOGOPage 17高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building structures九龍倉(cāng)長(zhǎng)沙國(guó)際金融中心Changsha International Finance Center “九龍倉(cāng)九龍倉(cāng)”位于長(zhǎng)沙市五一商位于長(zhǎng)沙市五一商圈和中央商務(wù)核心區(qū)。圈和中央商務(wù)核心區(qū)。 最高塔樓設(shè)計(jì)高度最高塔樓設(shè)計(jì)高度510米米，建，建成后將成為成后將成為湖南第一高樓湖南第一高樓，長(zhǎng)沙市，長(zhǎng)沙市的新地標(biāo)。項(xiàng)目計(jì)劃于的新地標(biāo)。項(xiàng)目計(jì)劃于2016年全部年全部建成。建成。 LOGOPage 18高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of T

15、all Building Structures第二章 結(jié)構(gòu)體系及布置LOGOPage 19高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures2-1 引言 一、高層建筑結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn) 當(dāng)建筑物高度增加時(shí)，水平荷載（風(fēng)荷載及地震作用）對(duì)結(jié)構(gòu)起的作用將愈來(lái)愈大。除了結(jié)構(gòu)內(nèi)力將明顯加大外，結(jié)構(gòu)側(cè)向位移增加更快。圖2-1是結(jié)構(gòu)內(nèi)力（N，M）、位移（）與高度的關(guān)系，彎矩和位移都成指數(shù)曲線上升。內(nèi)力或位移=f (H4)M=f (H2)N=f (H)H圖2-1 結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移與高度的關(guān)系LOGOPage 20二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注重概念設(shè)計(jì)，重視

16、結(jié)構(gòu)選型與平、立面布置的規(guī)則性，擇優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)好且經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)體系，加強(qiáng)構(gòu)造措施。在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體性能，使整個(gè)結(jié)構(gòu)具有必要的承載力、剛度和延性。結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足下列規(guī)定： 應(yīng)具有必要的承載力、剛度和變形能力； 應(yīng)避免因局部破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞； 對(duì)可能的薄弱部位要采取加強(qiáng)措施； 結(jié)構(gòu)選型與布置合理，避免局部突變和扭轉(zhuǎn)； 宜具有多道抗震防線。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building StructuresLOGOPage 21三、高層建筑結(jié)構(gòu)體系 多層和高層建筑抗側(cè)力體系在不斷的發(fā)展和改進(jìn)，建筑高度也不斷增高。 現(xiàn)在，多層和高層建筑結(jié)構(gòu)體系大約可分為四大類(lèi)型： 框

17、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)。各有不同的適用的高度和優(yōu)缺點(diǎn)。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building StructuresLOGOPage 222-2 常用結(jié)構(gòu)體系 框架、剪力墻、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系是多層及高層建筑中傳統(tǒng)的、廣為應(yīng)用的抗側(cè)力體系； 在高度較大的高層建筑中，利用結(jié)構(gòu)空間作用，又發(fā)展了：框架-筒體結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)及多筒結(jié)構(gòu)等多種抗側(cè)力很好的結(jié)構(gòu)體系。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building StructuresLOGOPage 23一、框架結(jié)構(gòu) 梁、柱、板構(gòu)成 當(dāng)采用梁、柱組成的結(jié)構(gòu)體系作為建筑豎向承重結(jié)

18、構(gòu)，并同承受水平荷載時(shí)，稱(chēng)其為框架結(jié)構(gòu)體系。1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 建筑平面布置靈活； 可形成大空間； 施工簡(jiǎn)便，較經(jīng)濟(jì)； 抗側(cè)剛度小，側(cè)移大； 對(duì)支座不均勻沉降敏感； 宜用于15層以下，最大 適用高度70m。圖2-2 框架結(jié)構(gòu)示例高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building StructuresLOGOPage 24 2、類(lèi)別: 整體式框架整體現(xiàn)澆； 裝配式框架構(gòu)件預(yù)制； 裝配整體式框架部分現(xiàn)澆、部分預(yù)制（采用疊合梁）。 3、承重分類(lèi)： 橫向框架承重； 縱向框架承重； 縱橫向框架承重。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building StructuresLOGOPag

19、e 25二、剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻、梁、板構(gòu)成 利用建筑物的墻體作為豎向承重和抵抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為剪力墻結(jié)構(gòu)體系。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 抗側(cè)剛度大； 整體性、抗震性好； 平面布置不靈活。 最大適用高度150-180m。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures圖2-3 剪力墻結(jié)構(gòu)示例LOGOPage 26高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures三、框架-剪力墻結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 剪力墻承受大部分水平荷載， 框架主要承受豎向荷載。 一般用于140-170m。圖2-4 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)示例LOGOPage 27高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)D

20、esign of Tall Building Structures四、筒體結(jié)構(gòu)1、框架-核心筒結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 類(lèi)似框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。 最大適用高度160-220m。 圖2-5 框架-核心筒結(jié)構(gòu)示例LOGOPage 28高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures2、筒中筒結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 剛度大、空間整體性好。 最大適用高度200-300m。 圖2-6 筒中筒結(jié)構(gòu)示例LOGOPage 29高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures3、多筒體結(jié)構(gòu)圖2-7 多筒體結(jié)構(gòu)示例 當(dāng)建筑物高度大，受到的水平荷載較大，筒中筒

21、結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度不能滿足要求時(shí)，可以采用多重筒結(jié)構(gòu)。 即：在建筑平面內(nèi)也布置多個(gè)筒體，形成如圖2-7所示的多筒體結(jié)構(gòu)。 LOGOPage 30高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures五、其他結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 分兩級(jí)結(jié)構(gòu)，第二級(jí)為一般框架，只承受豎向荷載，并將其傳遞給第一級(jí)。第一級(jí)結(jié)構(gòu)承受全部水平荷載和豎向荷載。 適用于超高層建筑。 圖2-8 新的豎向承重結(jié)構(gòu)體系 巨型框架結(jié)構(gòu)、巨型桁架結(jié)構(gòu)、懸掛結(jié)構(gòu)等。LOGOPage 31高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures2-3 結(jié)構(gòu)布置 1、柱網(wǎng)、層高按300mm

22、進(jìn)級(jí)，一般3m、3.3m、3.6m、3.9m、4.2m等。 2、主體結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用鉸接。 3、抗震不宜采用單跨框架。 4、填充墻宜用輕質(zhì)墻，抗震設(shè)計(jì)如采用砌體填充墻應(yīng)符合如下要求: （1）上、下層剛度不宜變化過(guò)大; （2）減小抗側(cè)移剛度偏心； （3）避免形成短柱。 5、抗震不應(yīng)采用砌體墻與框架梁混合承重。 6、抗震框架結(jié)構(gòu)少量剪力墻位置產(chǎn)生較大剛度偏心時(shí)，宜將剪力墻減 薄，開(kāi)豎縫等措施減小剪力墻的作用。一、框架結(jié)構(gòu)LOGOPage 32高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures1、非抗震時(shí)宜雙向布置剪力墻，抗震時(shí)避免單向布置剪力墻，抗側(cè)移 剛度不宜過(guò)大。

23、2、不應(yīng)采用全短肢剪力墻（h/b8）結(jié)構(gòu)，其中，h為剪力墻墻肢截面高 度，b為剪力墻墻肢截面厚度。3、剪力墻門(mén)窗洞口宜上下對(duì)齊，成列布置，形成明確的墻肢和連梁。4、H/B應(yīng)大于2，防止地震力太大和受剪破壞，其中，H為剪力墻高 度，B為剪力墻寬度。二、剪力墻結(jié)構(gòu)LOGOPage 33高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures1、剪力墻布置力求對(duì)稱(chēng)、均勻。2、各層剛度中心位置力求一致。3、剪力墻盡可能離開(kāi)房屋重心，提高抗扭能力。4、沿高度剛度不宜發(fā)生突變，避免產(chǎn)生局部擺動(dòng)。5、盡可能增加剪力墻承擔(dān)的豎向荷載，從而可以減少鋼筋的用量。6、每道剪力墻承擔(dān)的水平

24、剪力不宜超過(guò)總水平剪力的40%。三、框架剪力墻結(jié)構(gòu)LOGOPage 34高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures2-4 變形縫的設(shè)置 1、伸縮縫 減小溫度變化和混凝土收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響而設(shè)置的縫，縫寬 t5cm。表2-1 伸縮縫最大間距結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系施工方法施工方法最大間距（最大間距（m）框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆現(xiàn)澆55剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆現(xiàn)澆45 采用后澆帶可適當(dāng)放寬伸縮縫間距：后澆帶每3040m一道，帶寬8001000mm；鋼筋采用搭接，宜在2個(gè)月后澆筑。LOGOPage 35高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Str

25、uctures3、防震縫 避免地震附加力對(duì)結(jié)構(gòu)的影響而設(shè)置的縫，縫寬按規(guī)范要求設(shè)置。防震縫最小縫寬應(yīng)符合下列規(guī)定： （1）框架房屋，高度不超過(guò)15m 的部分，可取70mm；高度超過(guò)15m的部分，6度、7度、8度、9度相應(yīng)每增加5m、4m、3m、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)定的70%采用，剪力墻結(jié)構(gòu)房屋可按第一項(xiàng)規(guī)定的50%采用，但二者均不宜小于70mm。2、沉降縫 避免不均勻沉降對(duì)結(jié)構(gòu)的影響而設(shè)置的縫，縫寬t5cm。 沉降縫不但上部結(jié)構(gòu)要斷開(kāi)，基礎(chǔ)也要斷開(kāi)。LOGOPage 36高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structure

26、s2-5 結(jié)構(gòu)高寬比控制 結(jié)構(gòu)高寬比應(yīng)控制在相應(yīng)的范圍內(nèi)，保證抗側(cè)移剛度和抗傾覆能力。表2-2 A級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑適用的最大高寬比結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)非抗震設(shè)計(jì)計(jì) 抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度6度、度、7度度8度度9度度框架、板柱框架、板柱-剪力墻剪力墻5432框架框架-剪力墻剪力墻5543剪力墻剪力墻6654筒中筒、框架筒中筒、框架-核心筒核心筒6654LOGOPage 37高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures2-6 結(jié)構(gòu)平面和豎向布置原則 二、豎向布置 體型規(guī)則、均勻、避免過(guò)大的外挑和內(nèi)收；側(cè)移剛度下大上小，逐漸均勻變化。一、平面布置

27、 結(jié)構(gòu)平面應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成規(guī)則、對(duì)稱(chēng)而簡(jiǎn)單的平面形狀，盡量減少因形狀不規(guī)則產(chǎn)生結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)的可能性。LOGOPage 38高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures2-7 樓蓋結(jié)構(gòu) 1、房屋高度超過(guò)50m時(shí)宜采用現(xiàn)澆樓蓋； 2、高度不超過(guò)50m時(shí)，8、9度抗震設(shè)計(jì)的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆樓蓋，6、7度抗震設(shè)計(jì)的框架或剪力墻結(jié)構(gòu)可采用裝配式樓蓋。 3、樓蓋結(jié)構(gòu)型式：普通肋形樓蓋、無(wú)梁樓蓋、組合式樓蓋等。LOGOPage 39高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures2-8 高層建筑的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 高層建筑地基基礎(chǔ)的設(shè)

28、計(jì)應(yīng)該因地制宜，主要取決于具體工程及所在地的工程地質(zhì)狀況和施工條件。 一、具有共性的三個(gè)必須遵循的設(shè)計(jì)原則： 1、適宜的地基（樁基）剛度，保證高層建筑的穩(wěn)定和嵌固； 2、地基（樁基）的承載力控制，避免高層建筑在重力荷載、水平荷載等作用下發(fā)生地基破壞（主要是剪切破壞）。 3、重力荷載合力中心與基礎(chǔ)（樁基）平面形心的重合，保證高層建筑的穩(wěn)定和抗傾覆。LOGOPage 40高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures二、基礎(chǔ)型式及選擇1、柱下獨(dú)立基礎(chǔ) 適用：層數(shù)不多、土質(zhì)較好的框架結(jié)構(gòu)。 2、交叉梁基礎(chǔ) 雙向?yàn)闂l形基礎(chǔ) 適用：層數(shù)不多、層數(shù)不多、土質(zhì)一般的框架

29、、剪力墻、框架剪 力墻結(jié)構(gòu)。 圖2-9 交叉梁基礎(chǔ)LOGOPage 41高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures3、片筏基礎(chǔ) 適用：層數(shù)不多土質(zhì)較弱或?qū)訑?shù)較多土質(zhì)較好時(shí)用。 圖2-10 帶墩基的片筏基礎(chǔ)圖2-11 梁板式片筏基礎(chǔ)LOGOPage 42高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures4、箱形基礎(chǔ) 適用：層數(shù)較多、土質(zhì)較弱的高層建筑。 圖2-12 箱形梁基礎(chǔ)剖面圖( a )( b )( c )圖2-14箱形基礎(chǔ)橫剖面LOGOPage 43高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building S

30、tructures5、樁基礎(chǔ) 適用：地基持力層較深時(shí)采用。 圖2-13 樁基礎(chǔ)樁 承 臺(tái)樁圖 2 - 1 5 樁 基 礎(chǔ)圖 2-16 樁 筏 基 礎(chǔ)樁圖 2-17 樁 箱 基 礎(chǔ)樁圖2-14 樁筏基礎(chǔ)圖2-15 樁箱基礎(chǔ)6、復(fù)合基礎(chǔ) 適用：層數(shù)較多或土質(zhì)較弱時(shí)采用。 LOGOPage 44高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures第三章 高層建筑的荷載及設(shè)計(jì)要求LOGOPage 45高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures高層建筑結(jié)構(gòu)主要承受豎向荷載和水平荷載。1）豎向荷載2）水平荷載恒荷載活荷載風(fēng)荷載地震作

31、用與多層建筑結(jié)構(gòu)有所不同，高層建筑結(jié)構(gòu)： 1）豎向荷載效應(yīng)遠(yuǎn)大于多層建筑結(jié)構(gòu)； 2）水平荷載的影響顯著增加，成為其設(shè)計(jì)的主要因素； 3）對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)尚應(yīng)考慮豎向地震的作用。LOGOPage 46高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures3-1 豎向荷載 二、樓面活荷載 見(jiàn)表3-1一、恒載 為結(jié)構(gòu)自重，裝飾層重等。 結(jié)構(gòu)自重=構(gòu)件設(shè)計(jì)尺寸材料單位體積自重LOGOPage 47高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures表3-1 民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、 頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù) 項(xiàng)次項(xiàng)次類(lèi)類(lèi) 別別標(biāo)準(zhǔn)

32、值標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)組合值組合值系數(shù)系數(shù) (c)頻遇值頻遇值系數(shù)系數(shù) (f)準(zhǔn)永久值準(zhǔn)永久值系數(shù)系數(shù) (q)1（1）住宅、宿舍、旅館、辦公室、醫(yī)院）住宅、宿舍、旅館、辦公室、醫(yī)院 病房、托兒院、幼兒園病房、托兒院、幼兒園（2）教室、實(shí)驗(yàn)室、閱覽室、會(huì)議室、）教室、實(shí)驗(yàn)室、閱覽室、會(huì)議室、 醫(yī)院門(mén)診室醫(yī)院門(mén)診室2.00.70.50.60.40.52食堂、餐廳、一般資料檔案室食堂、餐廳、一般資料檔案室2.50.70.60.53（1）禮堂、劇場(chǎng)、影院、有固定座位的）禮堂、劇場(chǎng)、影院、有固定座位的 看臺(tái)看臺(tái)（2）公共洗衣房）公共洗衣房3.03.00.70.70.50.60.30.54（1）商店、展覽

33、廳、車(chē)站、港口、機(jī)場(chǎng)）商店、展覽廳、車(chē)站、港口、機(jī)場(chǎng) 大廳及其旅客等候室大廳及其旅客等候室（2）無(wú)固定座位的看臺(tái)）無(wú)固定座位的看臺(tái)3.53.50.70.70.60.50.50.3LOGOPage 48高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures 項(xiàng)次項(xiàng)次類(lèi)類(lèi) 別別標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)組合值組合值系數(shù)系數(shù)(c)頻遇值頻遇值系數(shù)系數(shù)(f)準(zhǔn)永久值準(zhǔn)永久值系數(shù)系數(shù)(q)5（1）健身房、演出舞臺(tái)）健身房、演出舞臺(tái)（2）舞廳）舞廳4.04.00.70.70.60.60.50.36（1）書(shū)庫(kù)、檔案庫(kù)、貯藏室）書(shū)庫(kù)、檔案庫(kù)、貯藏室（2）密集柜書(shū)庫(kù)）密集柜書(shū)庫(kù)5.

34、012.00.90.90.87 通風(fēng)機(jī)房、電梯機(jī)房通風(fēng)機(jī)房、電梯機(jī)房7.00.90.90.88 汽車(chē)通道及停車(chē)庫(kù)：汽車(chē)通道及停車(chē)庫(kù)：（1）單向板樓蓋（板跨不小于）單向板樓蓋（板跨不小于2m） 客車(chē)客車(chē) 消防車(chē)消防車(chē)（2）雙向板樓蓋和無(wú)梁樓蓋（柱網(wǎng)尺寸）雙向板樓蓋和無(wú)梁樓蓋（柱網(wǎng)尺寸不小于不小于6m x 6m) 客車(chē)客車(chē) 消防車(chē)消防車(chē)4.035.02.520.00.70.70.70.70.70.70.70.70.60.60.60.6LOGOPage 49高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures 項(xiàng)次項(xiàng)次類(lèi)類(lèi) 別別標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)組合值組合值系

35、數(shù)系數(shù) (c)頻遇值頻遇值系數(shù)系數(shù) (f)準(zhǔn)永久值準(zhǔn)永久值系數(shù)系數(shù) (q)9 廚房（廚房（1）一般的）一般的 （2）餐廳的）餐廳的2.04.00.70.70.60.70.50.710 浴室、廁所、輿洗室：浴室、廁所、輿洗室： （1）第一項(xiàng)中的民用建筑）第一項(xiàng)中的民用建筑 （2）其他民用建筑）其他民用建筑2.02.50.70.70.50.60.40.511 走廊、門(mén)廳、樓梯：走廊、門(mén)廳、樓梯：（1）宿舍、旅館、醫(yī)院病房、托）宿舍、旅館、醫(yī)院病房、托 兒所、兒所、 幼兒園、住宅幼兒園、住宅（2）辦公樓、教室、餐廳，醫(yī)院門(mén)診部）辦公樓、教室、餐廳，醫(yī)院門(mén)診部（3）消防疏散樓梯，其他民用建筑）消防疏散

36、樓梯，其他民用建筑2.02.53.50.70.70.70.50.60.50.40.50.312 陽(yáng)臺(tái)：陽(yáng)臺(tái)：（1）一般情況：）一般情況：（2）當(dāng)人群有可能密集時(shí)）當(dāng)人群有可能密集時(shí)2.53.50.70.60.5LOGOPage 50高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures四、雪荷載式中：Sk雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值；r屋面積雪分布系數(shù)；S0基本雪壓。三、屋面均布活荷載上人的平屋頂 2.0 kN/m2不上人的平屋頂 0.5 kN/m2直升機(jī)的等效均布荷載為 5 kN/m2020.45kN/m(n50S 年）。長(zhǎng)沙：2 ,48ah m am hakr0SS圖3-1

37、屋面積雪分布系數(shù)（3-1）LOGOPage 51高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures3-2 風(fēng)荷載 式中： 高度z處建筑物表面單位面積上的風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值； 風(fēng)載體形系數(shù)； 風(fēng)壓高度變化系數(shù)； 基本風(fēng)壓值； 風(fēng)振系數(shù)。kwzzs0wkzzs0ww （3-2）LOGOPage 52高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures一、基本風(fēng)壓值020.35kN/m(n50年）長(zhǎng)沙：020.45kN/m(n100年）0w 一般高層建筑最大風(fēng)壓重現(xiàn)期為50年； 特別重要或?qū)︼L(fēng)荷載比較敏感的高層建筑，按100年重現(xiàn)期的風(fēng)壓值采

38、用。當(dāng)沒(méi)有100年一遇的風(fēng)壓資料時(shí)，也可近似將50年一遇的基本風(fēng)壓值乘以增大系數(shù)1.1采用。 對(duì)風(fēng)荷載比較敏感的建筑（H60m）,承載力設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按基本風(fēng)壓的1.1倍采用。LOGOPage 53高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures二、風(fēng)壓高度變化系數(shù)z 風(fēng)壓高度系數(shù)為某類(lèi)地表上空高度處的風(fēng)壓與基本風(fēng)壓的比值，該系數(shù)取決于地面粗糙程度指數(shù)。地面粗糙度類(lèi)別地面特征A近海海面、海島、海岸、沙灘B鄉(xiāng)村田野丘陵、房屋比較稀疏的中小城市和大城市郊區(qū)C房屋密集的城市市區(qū)D房屋較高密集的大城市市區(qū)表3-2 地面粗糙度分類(lèi)LOGOPage 54高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Des

39、ign of Tall Building Structures表3-3 風(fēng)壓高度變化系數(shù)z離地面或海離地面或海平面高度平面高度(m)地面粗糙度類(lèi)別地面粗糙度類(lèi)別ABCD5101520304050607080901001.091.281.421.521.671.791.891.972.052.122.182.231.001.001.131.231.391.521.621.711.791.871.932.000.650.650.650.740.881.001.101.201.281.361.431.500.510.510.510.510.510.600.690.770.840.910.981.04

40、LOGOPage 55高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures續(xù)表3-3離地面或海離地面或海平面高度平面高度(m)地面粗糙度類(lèi)別地面粗糙度類(lèi)別ABCD1502002503003504004505005002.462.642.782.912.912.912.912.912.912.252.462.632.772.912.912.912.912.911.792.032.242.432.602.762.912.912.911.331.581.812.022.222.402.582.742.91LOGOPage 56高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tal

41、l Building Structures三、風(fēng)荷載體型系數(shù)s 風(fēng)荷載體型系數(shù)主要與建筑物的體型和尺度有關(guān)，也與周?chē)h(huán)境和地面粗糙度有關(guān)。一般采用相似原理，在邊界層風(fēng)洞內(nèi)對(duì)擬建的建筑物模型進(jìn)行測(cè)試。 房屋和構(gòu)筑物與表中的體型類(lèi)同時(shí)，可按表規(guī)定取用； 房屋和構(gòu)筑物與表中的體型類(lèi)不同時(shí)，可參考有關(guān)資料采用； 房屋和構(gòu)筑物與表中的體型類(lèi)不同且無(wú)參考資料可借鑒時(shí)，宜由風(fēng)洞試驗(yàn)確定； 對(duì)重要且體型復(fù)雜的房屋和構(gòu)筑物，應(yīng)由風(fēng)洞試驗(yàn)確定。 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）表8.3.1列出39項(xiàng)不同類(lèi)型的建筑物和各類(lèi)結(jié)構(gòu)的體型系數(shù)，當(dāng)建筑物與表中列出的體型類(lèi)同時(shí)可參考應(yīng)用。LOGOPage 57高

42、層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures 例：矩形截面sLOGOPage 58高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures四、風(fēng)振系數(shù)z2z10z121gI BR 式中：g 峰值因子，可取2.5； I1010m高度名義湍流，對(duì)應(yīng)A、B、C和D類(lèi)地面粗糙度， 可分別取0.12、0.14、0.23和0.39； R 脈動(dòng)風(fēng)荷載的共振分量因子； Bz 脈動(dòng)風(fēng)荷載的背景分量因子。LOGOPage 59高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures注意：房屋高度大于200m時(shí)，宜采用風(fēng)洞

43、實(shí)驗(yàn)來(lái)確定建筑物的風(fēng)荷載；房屋高度大于150m，有下列情況之一時(shí)，宜采用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)來(lái)確定建筑物的風(fēng)荷載：平面形狀不規(guī)則，立面形狀復(fù)雜；立面開(kāi)洞或連體建筑；周?chē)匦魏铜h(huán)境較復(fù)雜。五、風(fēng)洞試驗(yàn)LOGOPage 60高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures3-3 地震作用 地震作用由于地面運(yùn)動(dòng)引起房屋的結(jié)構(gòu)反應(yīng)稱(chēng)為地震。 我國(guó)是一個(gè)多地震的國(guó)家，地震災(zāi)害的面積占國(guó)土面積的一半以上。660個(gè)城市中，位于地震區(qū)的占74.5%；118 個(gè)百萬(wàn)以上的大城市中，有85.7%位于地震區(qū)，2/3的基本烈度為度及度以上。LOGOPage 61高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design o

44、f Tall Building Structures一、建筑抗震設(shè)防分類(lèi)和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)分分 類(lèi)類(lèi)建建 筑筑 類(lèi)類(lèi) 型型設(shè)設(shè) 防防 標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn)甲類(lèi)甲類(lèi)重大建筑、產(chǎn)生次生災(zāi)害建筑重大建筑、產(chǎn)生次生災(zāi)害建筑高于本地區(qū)設(shè)防烈度高于本地區(qū)設(shè)防烈度乙類(lèi)乙類(lèi)不能中斷或需盡快恢復(fù)建筑不能中斷或需盡快恢復(fù)建筑計(jì)算按本地區(qū)設(shè)防烈度構(gòu)造高一度計(jì)算按本地區(qū)設(shè)防烈度構(gòu)造高一度丙類(lèi)丙類(lèi)一般建筑一般建筑計(jì)算和構(gòu)造均按本地區(qū)設(shè)防烈度計(jì)算和構(gòu)造均按本地區(qū)設(shè)防烈度丁類(lèi)丁類(lèi)次要建筑次要建筑計(jì)算按本地區(qū)設(shè)防烈度構(gòu)造適當(dāng)降低計(jì)算按本地區(qū)設(shè)防烈度構(gòu)造適當(dāng)降低表3-4LOGOPage 62高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Buil

45、ding Structures二、三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)和兩階段設(shè)計(jì)方法目標(biāo)地震三個(gè)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)及要求結(jié)構(gòu)狀態(tài)50年超越概率與基本烈度的關(guān)系設(shè)計(jì)階段6度7度8度9度多遇地震（小震） 眾值烈度（不壞或可不修）63%低一度半0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32第一階段：承載力驗(yàn)算。取第一水準(zhǔn)參數(shù)按彈性方法計(jì)算內(nèi)力與變形并配筋偶遇地震（中震）基本烈度（可修）10%基本烈度0.230.450.90罕遇地震（大震）大震烈度（不倒）2%3%高一度0.50(0.72)0.90(1.20)1.40第二階段：變形驗(yàn)算注：括號(hào)內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計(jì)基本地震加速度為注：括號(hào)內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.

46、15g0.15g和和0.30g0.30g的地區(qū)的地區(qū)表3-5LOGOPage 63高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures圖3-2 框架結(jié)構(gòu)破壞程度與 房間側(cè)移的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖3-3 三個(gè)水準(zhǔn)烈度的頻率 和對(duì)應(yīng)關(guān)系EFf/ hI1.55度度 1度度150120015500不不倒倒可可修修不不壞壞眾值眾值烈度烈度基本基本烈度烈度大震大震烈度烈度0LOGOPage 64高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures三、設(shè)計(jì)地震分組分組的目的：體現(xiàn)震級(jí)于與震中距的影響。分組：分第一組、第二組和第三組三個(gè)組。湖南省縣級(jí)及縣級(jí)

47、以上設(shè)防城鎮(zhèn)，設(shè)計(jì)地震分組均為第一組。LOGOPage 65高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures四、特征周期值 （s）Tg設(shè)計(jì)地震分組設(shè)計(jì)地震分組場(chǎng)場(chǎng) 地地 類(lèi)類(lèi) 別別IIIIIIIV第一組第一組第二組第二組第三組第三組0.250.300.350.350.400.450.450.550.650.650.750.90表3-6LOGOPage 66高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures五、基本地震加速度抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度6789基本地震加速度值基本地震加速度值0.05g 0.10g（0.15g） 0

48、.20g（0.30g）0.40g表3-7湖南省： 常德市抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.15g； 岳陽(yáng)、岳陽(yáng)縣、汨羅、湘陰、臨澧、澧縣、津市、桃源、安鄉(xiāng)、漢壽抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g; 長(zhǎng)沙、益陽(yáng)、張家界等抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g.LOGOPage 67高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures六、設(shè)計(jì)反映譜曲線mk單質(zhì)點(diǎn)體系運(yùn)動(dòng)方程為：0mckmxxxx 式中: m，c，k 質(zhì)量、阻尼系數(shù)和剛度系數(shù)； , , 質(zhì)點(diǎn)的位移、速度、加速度； 地面運(yùn)動(dòng)加速度。x xx 0 x 圖3-4（3-3

49、-1）LOGOPage 68高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures如地面運(yùn)動(dòng) 已知，便可求出質(zhì)點(diǎn)的位移、速度、加速度反應(yīng)，反應(yīng)的最大值分別為 ， ， 。有了質(zhì)點(diǎn)最大加速度反應(yīng) 后，由牛頓定律可得最大慣性力為：asdsvsas0max0maxgaaxsFmsmgk GGx 式中：m，G 單質(zhì)點(diǎn)體系的質(zhì)量及重量； g， k 重力加速度及地震系數(shù)； 為動(dòng)力系數(shù)； 地震影響系數(shù)(t)x （3-3-2）LOGOPage 69高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures0.050.90.5510.02(0.05)/820

50、.0510.06 1.7 注： 小于0時(shí)，取0 ； 小于0.55時(shí)，取0.55 。12（3-3-3）（3-3-4）（3-3-5）)(sT01 . 0gTgT50 . 6max2max45. 0max2)(TTgmax12)5(2 . 0gTT 圖3-5 地震影響系數(shù)曲線LOGOPage 70高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures七、等效地震荷載計(jì)算方法1、水平地震作用計(jì)算（1）底部剪力法： 當(dāng)結(jié)構(gòu)高度小于40m，沿高度方向質(zhì)量及剛度分布比較的均勻，并以剪切變形為主的高層建筑，可采用底部剪力法計(jì)算等效地震荷載。 采用底部剪力法時(shí)，各樓層可僅取一個(gè)自由

51、度，結(jié)構(gòu)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按下列公式計(jì)算：LOGOPage 71高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building StructuresE k1eqFGiiiE knjjj=1(1)nG HFFG HnnE kFFnnFF iFEkFnGiGjGiHjH式中： 相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值； 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載， 對(duì)單質(zhì)點(diǎn)體系應(yīng)取總重力荷載代表值的85%； 頂部附加地震作用系數(shù)，多層鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)房屋可 按表3-8采用，多層內(nèi)框架磚房可采用0.2，其他房屋可采用0。1eqGn（3-3-6）（3-3-7）（3-3-8）圖3-6LOGOPage 72高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

52、Design of Tall Building Structures表3-8 計(jì)算式n0.00.350.55g( )Ts1g1.4TT1g1.4TT0.350.5510.080.07T 10.080.01T 10.080.02T LOGOPage 73高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures結(jié)構(gòu)基本自振周期 可按下式計(jì)算：1TT1.7Tu1T式中： 計(jì)算結(jié)構(gòu)基本自振周期用的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移（m)， 即假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值作為水平荷 載算得的頂點(diǎn)位移； 結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)。TuT框架結(jié)構(gòu)框剪結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)T0

53、.6 0.7T0.7 0.8T0.9 1.0（3-3-9）LOGOPage 74高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures求建筑的重力荷載時(shí)，各荷載的組合值系數(shù)按表3-9采用?？勺兒奢d種類(lèi)可變荷載種類(lèi)組合值系數(shù)組合值系數(shù)雪荷載雪荷載0.5屋面積灰荷載屋面積灰荷載0.5屋面活荷載屋面活荷載不考慮不考慮按實(shí)際情況考慮的樓面活載按實(shí)際情況考慮的樓面活載1.0按等效均布荷載考慮按等效均布荷載考慮 的樓面活載的樓面活載藏書(shū)庫(kù)、檔案庫(kù)藏書(shū)庫(kù)、檔案庫(kù)0.8其它民用建筑其它民用建筑0.5吊車(chē)懸吊重力吊車(chē)懸吊重力硬鉤吊車(chē)硬鉤吊車(chē)0.3軟鉤吊車(chē)軟鉤吊車(chē)不考慮不考慮表3-9

54、LOGOPage 75高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures(2)振型分解反應(yīng)譜法適應(yīng)范圍除底部剪力法以外的所有建筑，宜采用振型分解法。計(jì)算方法n個(gè)自由度體系有n個(gè)基本振型，如：圖3-7LOGOPage 76高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building StructuresA.第j振型i質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值jijjjiiFX G 式中： 相應(yīng)于第j振型周期 的地震影響系數(shù)； j振型i質(zhì)點(diǎn)的水平相對(duì)位移； 振型的參與系數(shù)。jijXjj ii1j2j ii1niniXGXGjT（3-3-10）（3-3-11）LOGOPage 7

55、7高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building StructuresB.水平地震作用效應(yīng)（內(nèi)力和位移）計(jì)算 水平地震作用效應(yīng)先根據(jù)各振型的地震作用分別計(jì)算，然后再 采用平方和的平方根方法（SRSS法）計(jì)算： 2EKj1mjSS 一般情況下可只取前23個(gè)振型，當(dāng)基本自振周期大于1.5秒或房 屋高寬比大于5時(shí)，振型個(gè)數(shù)應(yīng)適當(dāng)增加。 為計(jì)算各振型所用的自振周期也應(yīng)按 考慮 建筑結(jié)構(gòu)估計(jì)水平地震作用扭轉(zhuǎn)影響時(shí)，應(yīng)按規(guī)定計(jì)算其地震作 用和作用效應(yīng)jjTT1.7TujT（3-3-12）LOGOPage 78高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structure

56、s(3)時(shí)程分析法反應(yīng)譜法的缺陷： 設(shè)計(jì)反應(yīng)譜主要依據(jù)的是加速度反應(yīng)譜，未反映速度與位移及持續(xù)時(shí)間影響。 是建立在彈性動(dòng)力分析的基礎(chǔ)上，未考慮彈塑性性能的影響。 高層建筑是多質(zhì)點(diǎn)體系，而反應(yīng)譜曲線是從單質(zhì)點(diǎn)體系得到的。 反應(yīng)譜方法得到的地震過(guò)程中的最大慣性力值，不能得到地震過(guò)程中的變形及破壞過(guò)程，無(wú)法確定某些薄弱部位的各種危險(xiǎn)狀態(tài)。LOGOPage 79高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures注： 特別不規(guī)則的建筑、甲類(lèi)建筑和表3-10所列高度范圍內(nèi)高層建筑，應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算，可取多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法

57、計(jì)算結(jié)果的較大值。表3-10烈度、場(chǎng)地類(lèi)別房屋高度范圍（m）8 度、類(lèi)場(chǎng)地和7度1008度、類(lèi)場(chǎng)地809度60LOGOPage 80高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures 時(shí)程分析法又稱(chēng)直接動(dòng)力法，解動(dòng)力方程式多自由度體系在地面運(yùn)動(dòng)作用下的振動(dòng)方程式為： gXttTdT0 gMXCXKXMI X （3-3-13）圖3-8LOGOPage 81高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures注：采用時(shí)程分析法計(jì)算時(shí)：u 宜輸入本地區(qū)在設(shè)防烈度時(shí)記錄到的地震波進(jìn)行分析；當(dāng)缺少本地區(qū)達(dá)設(shè)防烈度的地震記錄時(shí)，宜按烈度、近

58、震、遠(yuǎn)震和場(chǎng)地類(lèi)別，選用不少于二組的實(shí)際地震記錄和一組人工模擬的加速度時(shí)程曲線計(jì)算。u 彈性時(shí)程分析時(shí)，每條時(shí)程曲線求得的底部剪力不小于振型分解反應(yīng)譜法求得的底部剪力的65%時(shí)，至少應(yīng)按80%取用多條時(shí)程曲線計(jì)算所得結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值不應(yīng)小于振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的80%。LOGOPage 82高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures2、豎向地震作用計(jì)算（1）需進(jìn)行豎向地震作用計(jì)算的范圍： 9度設(shè)防時(shí); 水平長(zhǎng)懸臂構(gòu)件和大跨度結(jié)構(gòu)。（2）豎向地震作用計(jì)算：結(jié)構(gòu)總豎向地震計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算： EvkVmaxeqFG圖3-9結(jié)構(gòu)豎向地震作用計(jì)算圖

59、形vnFviFiGnGEvkFiH（3-3-14）LOGOPage 83高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures質(zhì)點(diǎn)的豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：注：各樓層的豎向地震作用效應(yīng)按各構(gòu)件承受的重力荷載代表值 比例分配。iiviEvkjj1njG HFFG HeqE0.75GGmaxmax0.65V式中： 結(jié)構(gòu)總豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值； 豎向地震影響系數(shù)的最大值。EvkFVmax（3-3-15）（3-3-16）（3-3-17）LOGOPage 84高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures3、水平長(zhǎng)懸臂構(gòu)件和大跨度結(jié)構(gòu)豎向地震

60、作用 水平長(zhǎng)懸臂構(gòu)件和大跨度結(jié)構(gòu)考慮豎向地震作用時(shí)，豎向地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值在8 度和9度設(shè)防時(shí)，可分別取該結(jié)構(gòu)及所承受重力荷載代表值的10%和20%進(jìn)行計(jì)算。 設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.3g時(shí)，可取該結(jié)構(gòu)、構(gòu)件重力荷載代表值的15%。LOGOPage 85高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design of Tall Building Structures八、地震作用考慮原則 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(chēng)、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；其它情況，應(yīng)計(jì)