1、高層結構的設計要求高層結構的設計要求2荷載效應組合荷載效應組合1主主 要要 內內 容容荷載效應組合荷載效應組合1無地震作用無地震作用有地震作用有地震作用荷載標準值荷載標準值：風荷載、地震等效荷載。分項系數分項系數：考慮各種荷載可能出現超過標準值的情況而確定的荷載效應增大系數。組合系數組合系數：考慮到某些荷載同時作用的概率較小，在疊加其效應時要乘以小于1的系數。幾個概念：幾個概念： 工程結構設計時應區分下列設計狀況（）： 持久設計狀況：適用于結構使用時的正常情況； 短暫設計狀況：適用于結構出現的臨時情況，包括結構施工和維修時的情況等； 偶然設計狀況：適用于結構出現的異常情況，包括結構遭受火災、爆

2、炸、撞擊時的情況等； 地震設計狀況：適用于結構遭受地震時的情況，在抗震設防地區必須考慮地震設計狀況。WKWWQKQQLGKGdSSSS dS 當荷載與荷載效應按線性關系考慮時，按下式：、WKQKGKSSS分項系數；荷載組合的效應設計值；永久荷載、樓面活荷載、風荷載標準值；、WQGL考慮結構設計使用年限的荷載調整系數，設計使用年限為50 年時取1.0，設計使用年限為100 年時取1.1；W、Q樓面活荷載和風荷載組合系數。 SGE重力荷載代表值的效應，1.0自重+0.5雪荷載+（）活荷載當作用與作用效應按線性關系考慮時，荷載效應組合按下式確定：WkWWEVkEVEhkEhGEGdSSSSS SEh

3、k水平地震作用標準值的效應，尚應乘以相應的增大系數、調整系數； SEvk豎向地震作用標準值的效應，尚應乘以相應的增大系數、調整系數；分項系數；、WEvEhGW風荷載組合系數。高層結構的設計要求高層結構的設計要求2承載力要求承載力要求側移要求側移要求舒適度要求舒適度要求穩定性和抗傾覆穩定性和抗傾覆延性要求延性要求 高層建筑結構構件的承載力應按下列公式驗算： 持久設計狀況、短暫設計狀況 （無地震作用） 0SdRd 地震設計狀況 SdRd/rRE2.1、承載力要求、承載力要求考慮地震作用的偶然性與短時性。鋼筋混凝土構件的承載力抗震調整系數鋼筋混凝土構件的承載力抗震調整系數 RE型鋼（鋼管）混凝土構件

4、的承載力抗震調整系數型鋼（鋼管）混凝土構件的承載力抗震調整系數 RE鋼構件承載力抗震調整系數鋼構件承載力抗震調整系數 RE 當僅考慮豎向地震作用組合時，各類結構構件承載力抗震調整系數rRE均應取1.0。 高層建筑應具備必要的剛度，在正常使用條件下，避免產生過大的位移而影響結構的承載力、穩定性和使用要求。2.2、側移限制、側移限制1、使用階段層間位移限制、使用階段層間位移限制 在風荷載或多遇地震標準值作用下，結構按彈性計算的樓層層間最大水平層位移與層高之比u/h應滿足：高度150m的高層建筑，其樓層層間最大位移與層高之比，不宜大于下表的限值：結構體系框架1/550框架剪力墻、框架核心筒、板柱剪力

5、墻1/800筒中筒、剪力墻1/1000除框架結構外的轉換層1/1000hu/樓層層間最大位移與層高之比的限值高度250m的高層建筑，其樓層層間最大位移與層高之比u/h不宜大于1/500； 高度在150250m之間的高層建筑，其樓層層間最大位移與層高之比u/h的限值，按上述限值線性插值取用。 ： 防止主體結構開裂、破壞； 防止填充墻和裝修開裂、破壞； 過大的變形會使電梯等無法正常工作；并使人有不舒適感； 過大的側移還會使結構產生附加應力。2、罕遇地震作用下的彈塑性層間位移限制、罕遇地震作用下的彈塑性層間位移限制大震不倒大震不倒在罕遇地震作用下，為防止倒塌，高層建筑要限制結構的最大彈塑性層間側移即

6、薄弱層的彈塑性變形驗算。 79度時樓層屈服強度系數y0.5的框架結構； 79度甲類建筑和9度抗震設防的乙類建筑結構； 采用隔震和消能減震技術的建筑結構。 房屋高度大于150m的結構。ykiyieiVV 樓層屈服強度系數，為按構件實際配筋和材料強度標準值計算的樓層受剪承載力，與按罕遇地震作用計算的樓層彈性地震剪力的比值。 計算結構樓層或構件的受剪承載力標準值，取決于實際結構的破壞機制。由于地震作用的隨機性，結構在強震下的破壞機制很難預估。因此，一般只能假設在一定破壞機制條件下估計其樓層受剪承載力。較簡化的實用計算方法有“擬弱柱化法”、“節點失效法”、“節點平衡法”等。 符合下表所列范圍且豎向不規

7、則的高層建筑結構； 7度、類場地和8度抗震設防的乙類建筑結構； 板柱剪力墻結構。 在罕遇地震作用下，大多數結構進入彈塑性狀態，變形較大，驗算結構層間變形是否超過限值。結構薄弱層（部位）層間彈塑性位移應符合下式要求：huppup層間彈塑性位移； h層高； 層間彈塑性位移角限值，按下表采用：結構類別框架結構1/50框架剪力墻結構、框架核心筒結構、板柱剪力墻結構1/100剪力墻結構和筒中筒結構1/120除框架外的轉換層1/120層間彈塑性位移角限值pp對框架結構，當軸壓比0.40時，可將表中數值提高10；當柱子全高的箍筋構造采用比本規程中框架柱箍筋最小配箍特征值大30時，可將表中數值提高20，但累計

8、不宜超過25。 影響高層建筑舒適度的主要兩個方面：一是結構在風的作用下，出現過于明顯的變速振動；二是樓蓋的豎向振動頻率和加速度。1、風載下結構頂點最大加速度限值、風載下結構頂點最大加速度限值 高度較大的高層建筑，在風載下易產生風振。過大的振動加速度，會使人產生不適甚至不能忍受。2.3、舒適度要求 舒適度與風振加速度的關系： 高層建筑混凝土結構技術規程規定，高度超過150m的高層建筑具有良好的使用條件，滿足舒適度的要求。在建筑結構荷載規范規定的10年一遇的風荷載標準值作用下，結構頂點的順風向和橫風向振動最大加速度不應超過下表限值。使用功能住宅、公寓0.15辦公、旅館0.25結構頂點最大加速度li

9、m(/)am s22、樓蓋豎向振動加速度限值、樓蓋豎向振動加速度限值 高層規程中規定樓蓋結構的豎向振動頻率不宜小于3Hz，豎向振動加速度不應超過下表的限值。 結構整體穩定性是高層建筑設計的基本要求。研究表明，高層建筑混凝土結構僅在豎向重力荷載作用下產生整體喪失穩定的可能性很小。穩定性設計主要是控制在風荷載或水平地震力作用下，重力荷載產生的二階效應（P-）不致過大，以免引起結構的失穩、倒塌。 P-效應：在水平荷載作用下，高層建筑出現側移后，重力荷載會產生附加彎矩，附加彎矩又會增大側移，這種二階效應稱為P-效應。 由此可見，結構整體穩定性問題，實際上是結構抗側移剛度和重力大小的問題。結構抗側移剛度

10、和重力荷載之比（簡稱剛重比）是影響重力P-效應的主要參數。2.4、穩定性與抗傾覆1、在水平力作用下，當高層建筑結構滿足下列規定時，、在水平力作用下，當高層建筑結構滿足下列規定時，可不考慮重力二階效應的不利影響。可不考慮重力二階效應的不利影響。 1）剪力墻、框架剪力墻結構、筒體結構 2）框架結構：式中：EJd結構在一個主軸方向的等效側向剛度。 H房屋高度 Gi,Gj分別為第i, j樓層的重力荷載設計值 Di第i樓層的彈性等效側向剛度，可取該層剪力與層間位移的比值。 n結構總層數。 niidGHEJ127 . 2nijijihGD/202、高層建筑結構的穩定應符合下列規定、高層建筑結構的穩定應符合

11、下列規定 1）剪力墻、框架剪力墻結構、筒體結構 2）框架結構： （i=1,2,n)niidGHEJ124 . 1nijijihGD/103、抗傾覆控制：、抗傾覆控制： 、控制高寬比H/B； 、控制基底零應力區面積，15總面積。1、延性的概念、延性的概念一般是指材料的塑性變形能力一般是指材料的塑性變形能力對于構件和構件截面來講，延性是指保持承載力情況下的塑性變形能力。以鋼筋混凝土適筋梁為例 Mou y yMuM加載至鋼筋屈服加載至極限荷載利用延性吸收地震能延性比uy2.5、延性的要求2、延性、延性塑性變形帶來的變化塑性變形帶來的變化有利方面：出現塑性變形后，結構的剛度減小、周期變長，結構所受到的

12、地震作用明顯減小。這對抵抗地震作用、尤其是大震過后的余震是非常有利的；不利方面：出現塑性變形，意味著混凝土構件要出現塑性鉸、較大的裂縫和永久變形。會影響到結構的穩定。 結構的繼續使用需要修復。 從抗震角度來看，出現超過設防烈度的地震是不可避免的，結構應該具備足夠的塑性變形能力。但是結構過早地出現塑性變形也是十分不利的。結構在小震、甚至風荷載作用下就出現塑性變形，必然導致裂縫和變形過大，將影響到建筑物的正常使用。正是基于上述原因，建筑抗震設計規范采用了“三個水準”的抗震設計原則：小震不壞結構處于彈性狀態；中震可修結構出現塑性變形；大震不倒結構應保持整體穩定。3、構件的延性控制、構件的延性控制抗震等級抗震等級 由此可見，延性是必須的，但延性的利用是有代價的。因此，重要性不同構件，應有不同的延性控制。 而且影響延性的因素是比較復雜的。以最簡單的梁端塑性鉸為例：壓區高度壓區高度材料變形能力材料變形能力塑性變形中不能剪壞塑性變形中不能剪壞計算和構造計算和構造我國規范依據設防分類、設防烈度、結構類型、房屋高度，劃分了結構的抗震等級。一級要求最高，延性很好，二級、三級次之，四級要求最低。 不同抗震等級，對應不同的延性要求。設計時采取不同的計算和構造措施。對鋼筋混凝土結構，如下表所示：甲、乙類建筑：應按本地區的抗震設防烈度提高一