注冊結(jié)構(gòu)工程師――高層建筑結(jié)構(gòu)、高聳結(jié)構(gòu)及橫向作用

1、高層建筑結(jié)構(gòu)、高聳結(jié)構(gòu)及橫向作用注冊結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)考試?yán)钣⒚癫┦?、教?65121430 高層建筑結(jié)構(gòu)、高聳結(jié)構(gòu)及橫向作用注冊結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)考試 考試大綱、題量及分值 內(nèi)容復(fù)習(xí) 例題解析考試大綱、題量及分值 考試大綱了解熟悉掌握內(nèi)容q 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計原理q 豎向荷載、風(fēng)荷載和地震作用對高層建筑結(jié)構(gòu)和高聳結(jié)構(gòu)的影響q 概念設(shè)計的內(nèi)容及原則，并能運用于高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計q 高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算原理q 高聳結(jié)構(gòu)選型要求、荷載計算、設(shè)計原理及主要構(gòu)造q荷載分類和組合q風(fēng)荷載和地震作用的取值標(biāo)準(zhǔn)和計算方法q荷載效應(yīng)組合方法q常用高層建筑結(jié)構(gòu)的受力性能及適用范圍q常用鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的近似計

2、算方法、截面設(shè)計方法和構(gòu)造措施 題量及分值二級一級一級注冊結(jié)構(gòu)工程師考試大綱了解熟悉掌握內(nèi)容結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計基本概念豎向荷載、風(fēng)荷載和地震作用對高層建筑結(jié)構(gòu)和高聳結(jié)構(gòu)的影響q概念設(shè)計的內(nèi)容及原則，并能運用于高層建筑結(jié)構(gòu)的體系選擇、結(jié)構(gòu)布置和抗風(fēng)抗震設(shè)計q高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算原理q鋼結(jié)構(gòu)高層民用建筑設(shè)計方法q高聳結(jié)構(gòu)選型要求、荷載計算、設(shè)計原理及主要構(gòu)造q荷載分類和組合q風(fēng)荷載和地震作用的取值標(biāo)準(zhǔn)和計算方法q荷載效應(yīng)組合方法q常用高層建筑結(jié)構(gòu)的受力性能及適用范圍q常用鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的近似計算方法、截面設(shè)計方法和構(gòu)造措施注冊結(jié)構(gòu)工程師考試題量及分值科目一級二級鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)15題/1

3、5分20題/20分鋼結(jié)構(gòu)14題/14分8題/8分砌體結(jié)構(gòu)與木結(jié)構(gòu)14題/14分20題/20分地基與基礎(chǔ)14題/14分16題/16分高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)與橫向作用15題/15分16題/16分橋梁結(jié)構(gòu)8題/8分內(nèi)容復(fù)習(xí) 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)、荷載及地震作用 高層建筑結(jié)構(gòu) 高聳結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)、荷載及地震作用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GBJ68-84）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GBJ9-87）建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GBJ11-89） 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計的基本原理 作用及其分類 荷載（效應(yīng)）組合 風(fēng)荷載 地震作用backbackback結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計的基本原理 結(jié)構(gòu)功能要求能承受正常施工和正常使用是可能出現(xiàn)的各種作用在正常使用

4、時具有良好的工作性能在正常維護(hù)下具有足夠的耐久性能在偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后仍能保持必需的整體穩(wěn)定性 結(jié)構(gòu)可靠度在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率在規(guī)定的時間內(nèi)設(shè)計基準(zhǔn)期（50年）在規(guī)定的條件下正常設(shè)計、正常施工、正常使用預(yù)定功能四項結(jié)構(gòu)功能 極限狀態(tài)設(shè)計 可靠指標(biāo)失效概率可靠指標(biāo)backbackbackZ=ZZZfZ(Z)0Z=R-S0= Z/ Z Z= R- S Z2= R2+ S2極限狀態(tài)設(shè)計 定義 整個（或部分）結(jié)構(gòu)超過某特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求 兩類極限狀態(tài) 承載能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形（如傾覆、疲勞、機構(gòu)、失穩(wěn)等）

5、正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值（如影響正常使用或外觀的變形、局部損壞、振動或其它特定狀態(tài)） 極限狀態(tài)方程 g(X1,X2,Xn)=0 極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式 g(X1,X2,Xn)0 Z=R-S0backbackback作用及其分類直接作用（荷載）施加在結(jié)構(gòu)上的集中或分布荷載GBJ68-84間接作用（作用）引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因（溫度變化、焊接、基礎(chǔ)沉降、地震、混凝土收縮等）backbackback時間變異位置變異結(jié)構(gòu)反應(yīng)q永久作用 自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力、基礎(chǔ)沉降、焊接q可變作用 安裝荷載、樓面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、吊車荷載、溫度變化、地震q偶然作用 地

6、震、爆炸、撞擊q固定作用 自重、固定設(shè)備荷載q可動作用 吊車荷載、人員荷載q靜態(tài)作用 自重、樓面活荷載 q動態(tài)作用 地震、吊車荷載、設(shè)備振動、風(fēng)荷載荷載（效應(yīng)）組合 承載能力極限狀態(tài)backbackbackRS 0niikCQQkQQkGGQCQCGCSiii2111基本組合偶然組合niikQQkGGQCGCSii1 正常使用極限狀態(tài)niikCQkQkGSQCQCGCSii211niikqQkGlQCGCSii1短期效應(yīng)組合長期效應(yīng)組合風(fēng)荷載 基本風(fēng)壓 定義：當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離地10m高統(tǒng)計所得的30年一遇10min平均最大風(fēng)速v0為標(biāo)準(zhǔn)，按v02/1600確定的風(fēng)壓值 按全國基本風(fēng)壓分

7、布圖采用，=0.25kN/m2 調(diào)整系數(shù)（略）backbackback0zszk 風(fēng)壓高度變化系數(shù) 風(fēng)荷載體型系數(shù) 風(fēng)振系數(shù) 考慮范圍 房屋結(jié)構(gòu) H30m & H/B1.5 高聳結(jié)構(gòu) T10.25s 考慮方法zzz 1脈動增大系數(shù)),(210ZoneTypeTf脈動影響系數(shù)),/,(ZoneTypeBHHf振型系數(shù)HHTypeHHfiiz/),(地震作用 建筑抗震設(shè)防目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn) 抗震設(shè)防及其思想 設(shè)防依據(jù) 設(shè)防目標(biāo)及其實現(xiàn) 建筑類別與設(shè)防標(biāo)準(zhǔn) 建筑結(jié)構(gòu)抗震驗算 地震作用計算 結(jié)構(gòu)抗震驗算backbackback抗震設(shè)防及其思想 抗震設(shè)防 對建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計并采取抗震措施 指導(dǎo)思想 預(yù)防為主

8、減輕結(jié)構(gòu)震害 避免人員傷亡 減少經(jīng)濟損失 使地震時不可缺少的緊急活動得以維持和進(jìn)行 趨勢 使用壽命期內(nèi)對不同頻度和強度的地震具有不同的抵抗能力設(shè)防依據(jù)抗震設(shè)防烈度 定義：按國家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度 確定：必須按國家規(guī)定的權(quán)限審批、頒發(fā)的文件（圖件）確定 一般情況下，可采用中國地震烈度區(qū)劃圖的地震基本烈度度（或與本規(guī)范設(shè)計地震基本加速度值對應(yīng)的烈度值） 對做過抗震防災(zāi)規(guī)劃的城市，可按批準(zhǔn)的抗震設(shè)防區(qū)劃（抗震設(shè)防烈度或設(shè)計地震動參數(shù)）進(jìn)行抗震設(shè)防 設(shè)防范圍 6-9度設(shè)防目標(biāo)及其實現(xiàn) 三水準(zhǔn)要求水準(zhǔn)涵義要 求第一水準(zhǔn)小震不壞當(dāng)遭受低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震影響時，一般不

9、受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用第二水準(zhǔn)中震可修當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時，可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用第三水準(zhǔn)大震不倒當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的預(yù)估的罕遇地震影響時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞 兩階段設(shè)計三水準(zhǔn)地震作用的標(biāo)定 基本假定 地震強度呈極值分布 烈度符合極值III型地震影響50年超越概率地震重現(xiàn)期多遇地震對應(yīng)的烈度眾值烈度小震63.2%50年設(shè)防烈度中震10%475年罕遇地震對應(yīng)的烈度大震2-3%1642-2475年 計算 F(I)=exp-(12-I)k/(12-Im)k，RT=-T/ln(1-F(I) If(I)ImI0Is 一般關(guān)系 烈度：

10、Im=I0-1.55, Is80m，7、8度I、II類場地乙、丙類建筑H60m，8度III、IV類場地和9度乙、丙類建筑彈塑性簡化方法（略）時程分析法（略）豎向彈性底部軸力法需考慮豎向地震作用的結(jié)構(gòu)計算模型集中質(zhì)量模型 多高層房屋 無扭轉(zhuǎn) 有扭轉(zhuǎn) 單層廠房 橫向 縱向基本計算數(shù)據(jù) 重力荷載代表值 結(jié)構(gòu)自振周期 設(shè)計反應(yīng)譜重力荷載代表值 重力荷載代表值 永久荷載（建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)配件自重）標(biāo)準(zhǔn)值+可變荷載（雪、灰、樓面活荷載）組合值niikQikEQGG1永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合值系數(shù)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計反應(yīng)譜 水平地震影響系數(shù) 水平地震影響系數(shù)曲線 水平地震影響系數(shù)曲線GkGgPGAPGASgmmSFaa

11、水平地震影響系數(shù)最大值T(s)max0.45max0 0.1Tg（特征周期）3.0=(Tg/T)0.9 max =0.2 max場地類別IIIIIIIV近震0.200.300.400.65遠(yuǎn)震0.250.400.550.85烈度6789多遇地震183672144罕遇地震-225405630烈度6789多遇地震0.040.080.160.32罕遇地震-0.500.901.40設(shè)計近遠(yuǎn)震場地類別場地類別的劃分場地覆蓋層厚度(m)場地土類型0 3 9 80堅硬中硬中軟軟弱IIIIIIIV水平地震作用的計算 振型分解反應(yīng)譜法 底部剪力法 時程分析法 樓層水平地震剪力的分配 扭轉(zhuǎn)問題 地基結(jié)構(gòu)動力相互作

12、用振型分解反應(yīng)譜法 gxIMxKxCxM ijijjjiGaF2jSS計算振型計算地震影響系數(shù)和振型參與系數(shù)計算振型地震作用計算振型地震效應(yīng)振型組合xg(t)xi(t)njijinniijiiiiyayayayayax12211a1iajiani nijiinijiijTjTjjamamaMaIMa121兩點注意：計算步驟塔樓底部剪力法 計算方法 底部剪力的計算 地震作用沿高度的分配eqniiiniiiniiniiEkGGmHGaFFF11111111111EkniiiiiiFHGHGF1mHiHiFiFEkFnn1EknnFFniminiFFV 頂部附加地震作用 突出屋面小建筑物 適用條件G

13、eq結(jié)構(gòu)等效重力荷載代表值SDOF：Geq=G1MDOF： Geq=Sum(Gi)*0.85樓層水平地震剪力的分配 現(xiàn)澆和裝配整體式混凝土樓屋蓋等剛性樓蓋建筑，宜按抗側(cè)力構(gòu)件等效剛度的比例分配 木樓屋蓋等柔性樓蓋建筑，宜按抗側(cè)力構(gòu)件從屬面積上重力荷載代表值的比例分配 普通預(yù)制板的裝配式混凝土樓屋蓋等半剛性樓蓋建筑，可取上述兩種分配結(jié)果的平均值 考慮空間作用、樓蓋變形、墻體彈塑性變形和扭轉(zhuǎn)的影響時，可按各有關(guān)規(guī)定對上述分配結(jié)果作適當(dāng)調(diào)整豎向地震作用的計算 高層房屋（9度） 地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FviHiFviFEvk 樓屋蓋的豎向地震作用效應(yīng)分配 按各構(gòu)件承受的重力荷載代表值的比例分配 平板型網(wǎng)架屋蓋

14、和跨度大于24m的屋架（8、9度） eqeqveqvEvkGGGFmaxmax165. 0EvkniiiiiviFHGHGF1niieqGG175. 0 長懸臂和其它大跨結(jié)構(gòu)（8、9度）iviGF)2.0, 1.0(iviGF結(jié)構(gòu)抗震驗算 一般規(guī)定 地震作用下的作用效應(yīng)組合 截面抗震驗算 抗震變形驗算結(jié)構(gòu)抗震驗算的一般規(guī)定 驗算范圍 除6度建筑（IV類場地上的較高層除外）和規(guī)定可不進(jìn)行驗算的結(jié)構(gòu)外，均應(yīng)驗算 驗算內(nèi)容 截面抗震驗算 抗震變形驗算 多遇地震作用下的彈性變形驗算非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞 罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算抗倒塌地震作用下的作用效應(yīng)組合組合類型地震作用用途多遇地震作用下作用效應(yīng)的

15、基本組合多遇地震截面抗震驗算多遇地震作用下短期效應(yīng)多遇地震彈性變形驗算罕遇地震作用下短期效應(yīng)罕遇地震彈塑性變形驗算kwwwvkEvEvhkEhEhEGGwCECECGCShkEhsECS hkEhsECS截面抗震驗算RERS內(nèi)力基本組合設(shè)計值抗震承載力設(shè)計值承載力調(diào)整系數(shù)抗震變形驗算 彈性變形驗算 目的：防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)過重破壞 范圍：框架、框架抗震墻、框支抗震墻多高層鋼筋砼房屋 表達(dá)式： huee彈性層間位移彈性層間位移角限值層高 薄弱層彈塑性變形驗算 目的：防止倒塌或嚴(yán)重破壞 范圍： 薄弱層彈塑性變形計算方法 薄弱層位置的確定： 表達(dá)式： hupp彈塑性層間位移彈塑性層間位移角限值高層建

16、筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 1 高層建筑結(jié)構(gòu)的受力與變形特點 2 高層建筑結(jié)構(gòu)體系及其選擇 3 高層建筑結(jié)構(gòu)的布置原則與要求 4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求 5 高層建筑結(jié)構(gòu)計算原則與一般規(guī)定 6 各類高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 7 高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計概要backbackback1 高層建筑結(jié)構(gòu)的受力與變形特點雖則多層和高層建筑所受的荷載和作用無差別，但所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)效應(yīng)卻有明顯差別。 q u V M H u=f(H4)M=f(H2)V=f(H)2 高層建筑結(jié)構(gòu)體系及其選擇2.1 常用的結(jié)構(gòu)體系2.2 豎向結(jié)構(gòu)體系（抗側(cè)力體系）的選擇2.3 水平承重體系（樓蓋體系）及其選擇2.1 常用的結(jié)構(gòu)體系backbackback

17、框 架 結(jié) 構(gòu)剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)框 架 -筒 體 結(jié) 構(gòu)筒 中 筒 結(jié) 構(gòu)成 束 筒 結(jié) 構(gòu)筒 體 結(jié) 構(gòu)懸 掛 結(jié) 構(gòu)巨 型 框 架 結(jié) 構(gòu)應(yīng) 力 蒙 皮 結(jié) 構(gòu)鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu)框架筒體結(jié)構(gòu)組合筒體結(jié)構(gòu)剪力桁架與框橋架結(jié)構(gòu)交錯鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)2.2 豎向結(jié)構(gòu)體系（抗側(cè)力體系）的選擇建筑使用功能建筑平面建筑高度抗震等級地質(zhì)條件施工技術(shù)用途50m50m住宅剪力墻、框架-剪力墻剪力墻、框架-剪力墻旅館剪力墻、框架-剪力墻、框架剪力墻、框架-剪力墻、筒體公共框架-剪力墻、框架框架-剪力墻、筒體backbackback結(jié)構(gòu)類型非抗震6度7度8度9度框架現(xiàn)澆606055

18、452550503525框架-抗震墻現(xiàn)澆130130120100501001009070剪力墻抗震墻全部落地14014012010060部分框支12012010080筒體筒中筒18018015012070適用的房屋最大高度（m）注： （表內(nèi)數(shù)據(jù)分別引自高規(guī)JGJ3-91和建筑抗震設(shè)計規(guī)范（修訂）1 房屋高度指室外地面至檐口獲屋面頂板的高度（不計局部突出）；2 框架-核心筒結(jié)構(gòu)指周邊稀柱框架與核心筒組成的結(jié)構(gòu)；3 部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)指底層獲底部兩層框支抗震墻結(jié)構(gòu)；4 超過表內(nèi)高度的房屋，應(yīng)進(jìn)行專門研究，采取必要的加強措施。backbackback2.3 水平承重體系（樓蓋體系）及其選擇 樓（屋）

19、蓋體系的作用 承受豎向荷載 連接抗側(cè)力構(gòu)件，承受其傳來的剪力和軸力 選擇原則 結(jié)構(gòu)整體性、面內(nèi)剛度 結(jié)構(gòu)高度小、質(zhì)量輕 建筑使用功能、裝飾要求、設(shè)備安裝、施工技術(shù)等 常用樓蓋體系及其適用性 現(xiàn)澆樓蓋 預(yù)制板樓蓋 預(yù)應(yīng)力疊合板樓蓋 組合樓蓋backbackback常用樓蓋體系及其適用性 現(xiàn)澆樓蓋S 肋梁樓蓋 普通、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)好；結(jié)構(gòu)高度大、不便管線安裝 寬扁梁（用于層高受限時）S 密肋樓蓋省材料、自重輕、高度大、適用于大跨且梁高受限時、當(dāng)使用 荷載較大時可有較好技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)好；不美觀、吊頂處理S 無梁樓蓋適用于大跨且梁高受限、或升層法施工時；沖切問題S 非預(yù)應(yīng)力平板樓蓋廣泛用于剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)

20、、可降低層高、平整； 跨度大時自重大、不經(jīng)濟現(xiàn)澆非預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋S 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板樓蓋適用于大跨且梁高受限時、平面布置靈活 預(yù)制板樓蓋S 預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋適用于高度50m以下時，但要求嚴(yán)格（縫內(nèi)設(shè)鋼筋、 設(shè)現(xiàn)澆 面層、加強板端連接）S 預(yù)應(yīng)力大樓板樓蓋與房間同尺寸，雙向先張法預(yù)應(yīng)力筋，板邊齒槽；吊裝問題 預(yù)應(yīng)力疊合板樓蓋預(yù)制RC薄板（50-60mm），上現(xiàn)澆RC。省模板、剛度大、整體性好 組合樓蓋 壓型鋼板上現(xiàn)澆RC。省模板、自重小、厚度??；用鋼量大backbackback3 高層建筑結(jié)構(gòu)的布置原則與要求3.1 高層建筑結(jié)構(gòu)平面布置 原則原則：有利于抵抗水平和豎向荷載，受力明確，傳力直接，

21、減少扭轉(zhuǎn) 宜宜：簡單、規(guī)則、對稱、均勻；避免過大內(nèi)收和外伸（凹角處應(yīng)力集中）； 質(zhì)心于剛心宜接近 平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)：平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)：類型、內(nèi)力計算調(diào)整、構(gòu)造措施3.2 高層建筑結(jié)構(gòu)立面布置 高寬比高寬比H/B限值限值 宜宜：沿高度之剛度、強度、質(zhì)量分布均勻、連續(xù)；避免薄弱層 立面不規(guī)則結(jié)構(gòu)：立面不規(guī)則結(jié)構(gòu)：類型、內(nèi)力計算調(diào)整、構(gòu)造措施3.3 變形縫設(shè)置適用的房屋最大高寬比結(jié)構(gòu)類型非抗震6度7度8度9度框架、55542框架-抗震墻55543剪力墻66654筒體66654注：（表內(nèi)數(shù)據(jù)分別引自高規(guī)JGJ3-91和建筑抗震設(shè)計規(guī)范（修訂）1 當(dāng)有大底盤時，計算高寬比的高度從大底盤頂部算起；2 超過表內(nèi)

22、高寬比和體型復(fù)雜的房屋，應(yīng)進(jìn)行專門研究。backbackback3.3 變形縫設(shè)置原則考慮到立面效果、防水處理、施工難度、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、使用方便性等，宜：（切忌：“分不徹底，連而不牢”、“藕斷絲連”）伸縮縫一般不計算溫度或收縮應(yīng)力（溫度場、收縮參數(shù)；混凝土非彈性） 滿足間距要求 提高溫度影響較大部位（如頂層、底層、山墻等）的配筋 采用有效隔熱措施（如保溫層、架空層等） 使用混凝土添加劑減小收縮 局部（如屋頂）設(shè)縫 設(shè)置施工后澆帶沉降縫 放設(shè)縫 抗端承樁或剛度大的基礎(chǔ) 調(diào)（不同基礎(chǔ)形式）調(diào)壓力差、（施工順序）調(diào)時間差、（計算預(yù)留）調(diào)標(biāo)高差防震縫盡量采取加強措施而不設(shè)縫。（另詳）backbackb

23、ack4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求4.1 強度問題構(gòu)件截面承載力驗算4.2 剛度問題正常使用條件下結(jié)構(gòu)水平 位移驗算4.3 穩(wěn)定問題結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與抗傾覆驗算4.4 延性問題抗震結(jié)構(gòu)的延性要求4.5 經(jīng)驗問題抗震結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計要求4.1 強度問題構(gòu)件截面承載力驗算 要求 荷載效應(yīng)組合構(gòu)件最不利內(nèi)力承載力極限狀態(tài)設(shè)計 表達(dá)式 無地震作用組合 0SR 有地震作用組合 SR/RE 關(guān)于S 抗震結(jié)構(gòu)與有無地震作用組合 高層建筑結(jié)構(gòu)荷載組合表達(dá)式 關(guān)于R 抗震結(jié)構(gòu)抗彎承載能力 = 非抗震結(jié)構(gòu)抗彎承載能力 抗震結(jié)構(gòu)抗剪承載能力 = 非抗震結(jié)構(gòu)抗剪承載能力*80%backbackback多高層建筑結(jié)構(gòu)承載能力極

24、限狀態(tài)設(shè)計荷載組合表達(dá)式注：1 、僅8、9度時的大跨和長懸臂結(jié)構(gòu)及9度抗震結(jié)構(gòu)考慮； 2 僅60m以上的高層結(jié)構(gòu)考慮； 3 僅60m以上的9度抗震結(jié)構(gòu)和60m以上8、9度時的長懸臂結(jié)構(gòu)考慮。backbackback組合類別多層（8層以下）高層（8層及其以上）非抗震抗震結(jié)構(gòu)非抗震抗震結(jié)構(gòu)重力荷載 S=CGGk+CQQk 效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時 不利時 一般 Q4.0kN/m2時 重力荷載+風(fēng)荷載 S=GCGGk+ (QCQQk +CWWk ) S=GCGGk+QCQQk +WCWWk ) 重力荷載+地震作用 S=GCG+CEhEhkS=GCGGE+CEhEhk +CEvEvk S=GCGGE+CEhE

25、hk S=GCGGE+CEvEvk S=GCGGE+CEhEhk +CEvEvk重力荷載+地震作用+風(fēng)荷載S=GCGGE+EhCEhEhk +EvCEvEvk +WCWWk S=GCGGE+CEhEhk+WCWWk S=GCGGE+CEhEhk+CEvEvk+WCWWk4.2 剛度問題正常使用條件下結(jié)構(gòu)水平位移驗算 目的 防止主要結(jié)構(gòu)開裂、損壞 防止填充、裝修開裂、損壞 防止過大側(cè)移，以引發(fā)人的不適、影響正常使用、產(chǎn)生附加內(nèi)力 表達(dá)式雙控（彈性位移） 層間位移 u/hu/h 頂點位移 u/H u/H 荷載組合 不考慮重力荷載引起的側(cè)移 各水平荷載單獨作用 荷載分項系數(shù)取1.0 位移限值 地震作

26、用下的位移限值略寬松 新規(guī)范的兩點修正取消與“裝修標(biāo)準(zhǔn)”有關(guān)的提法限值略偏嚴(yán)格backbackback4.3 穩(wěn)定問題結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與抗傾覆驗算 一般不需驗算 H/B5時宜驗算 抗傾覆驗算表達(dá)式 MMM穩(wěn)定力矩=豎向荷載（ 50%樓面活載+90%恒載）對基礎(chǔ)邊緣取矩M傾覆力矩=由風(fēng)荷載或地震作用（或二者組合）計算的基礎(chǔ)頂面 處的最大傾覆力矩 整體穩(wěn)定性驗算表達(dá)式 GteEIeq/(8H2)Gte頂端等效重力荷載設(shè)計值= GiHi2 /H2EIeq驗算方向的抗側(cè)力構(gòu)件等效剛度和Gi第i層重力荷載設(shè)計值 Gte HGi EIeqHibackbackback4.4 延性問題抗震結(jié)構(gòu)的延性要求 結(jié)構(gòu)抗震等級

27、 確定方法根據(jù)確定抗震等級的設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)高度確定 延性結(jié)構(gòu)設(shè)計原則 四項措施提高構(gòu)件延性強柱（墻）弱梁強剪弱彎強節(jié)點（錨固）弱構(gòu)件 罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算 一般不驗算，但須采取構(gòu)造措施 驗算需驗算結(jié)構(gòu)的界定（范圍）表達(dá)式單控（彈塑性）up/hup/h 驗算方法簡化方法或時程分析法backbackback4.5 經(jīng)驗問題抗震結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計要求 概念設(shè)計 要點 選擇有利場地和地基 選擇延性好結(jié)構(gòu)體系與材料 規(guī)則結(jié)構(gòu) 延性結(jié)構(gòu) 減輕自重 避開地震動反應(yīng)譜特征周期 避免薄弱層 減少扭轉(zhuǎn) 協(xié)調(diào)承載能力與延性的關(guān)系 設(shè)置多道抗震防線 實現(xiàn)合理屈服耗能機制 提高整體性backbackba

28、ck概念設(shè)計 意義 “計算設(shè)計”很難有效控制結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，不能完全解決問題 地震作用的不確定性 結(jié)構(gòu)計算假定與實際情況的差異（計算模型、材料、阻尼變化等） 經(jīng)驗總結(jié)、定性判斷 含義 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先著眼于結(jié)構(gòu)的總體地震反應(yīng)，按照結(jié)構(gòu)的破壞機制和破壞過程，靈活運用抗震設(shè)計準(zhǔn)則，全面合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本問題，既注意總體布置上的大原則，又顧及到關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)，從根本上提高結(jié)構(gòu)的抗震能力；有時需要運用工程判斷解決或處理具體問題。5 高層建筑結(jié)構(gòu)計算原則與一般規(guī)定5.1 計算基本假定5.2 水平力作用方向5.3 分析方法5.1 計算基本假定 彈性與彈塑性假定 平面結(jié)構(gòu)假定與空間結(jié)構(gòu) 樓板平

29、面內(nèi)無窮剛性假定與協(xié)同計算 構(gòu)件剛度與變形backbackback彈性與彈塑性假定彈性假定豎向荷載、風(fēng)荷載及多遇地震作用下的內(nèi)力和位移計算彈塑性假定罕遇地震作用下的位移驗算塑性內(nèi)力重分布backbackback塑性內(nèi)力重分布 考慮原因彈性內(nèi)力與實際不符（構(gòu)件內(nèi)力與剛度有關(guān)，開裂后則產(chǎn)生重分布）；有意識地減少或增大某些部位配筋，以利于合理破壞機構(gòu)和施工 考慮方法內(nèi)力調(diào)幅（調(diào)整）彈性計算內(nèi)力乘以系數(shù) 框架梁（連續(xù)梁）在豎向荷載下的調(diào)幅 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中框架的內(nèi)力調(diào)整 聯(lián)肢剪力墻中連梁的調(diào)幅彈性內(nèi)力計算時降低構(gòu)件剛度 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中框架與剪力墻間的連系梁的調(diào)幅 聯(lián)肢剪力墻中連梁的調(diào)幅backb

30、ackback平面結(jié)構(gòu)假定與空間結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)假定A結(jié)構(gòu)面外剛度為零（二維，每個節(jié)點3自由度）平面框架、剪力墻空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)面外有相互傳力關(guān)系（三維，每個節(jié)點6自由度）框筒角柱、空間框架、空間桁架backbackback樓板平面內(nèi)無窮剛性假定與協(xié)同計算樓板平面內(nèi)無窮剛性假定B多數(shù)情況下，樓板平面內(nèi)無窮剛性 水平位移協(xié)調(diào)（豎向位移獨立） A+B：不考慮扭轉(zhuǎn)平面協(xié)同計算（正交方向抗側(cè)力單元不參加工作）考慮扭轉(zhuǎn)空間協(xié)同計算（正交方向抗側(cè)力單元參加抵抗扭矩） 樓板滿足一定要求樓板不滿足要求，樓板有變形 樓板有限剛性計算 樓板剛性計算，適當(dāng)調(diào)整內(nèi)力 空間計算空間計算backbackback構(gòu)件剛度與變形構(gòu)件

31、剛度彈性剛度構(gòu)件變形構(gòu)件的變形與剛度軸向EA彎曲EI剪切GA構(gòu)件變形的考慮忽略梁的軸向變形高度50m及H/B4：考慮柱、墻的軸向變形長細(xì)比4：忽略剪切變形backbackback5.2 水平力作用方向 只考慮兩個正交（主軸）方向的水平力，各方向水平力全部由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān) 新修訂：某些結(jié)構(gòu)須考慮兩個正交（主軸）方向的水平力同時作用backbackback5.3 分析方法 簡化方法 平面結(jié)構(gòu)協(xié)同分析 程序方法 桿件有限元方法 空間協(xié)同分析方法 廣泛用于框架、框剪、剪力墻結(jié)構(gòu)等由平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成、布置較為規(guī)則的結(jié)構(gòu) 三維桿件薄壁桿件空間分析方法 應(yīng)用廣泛，特別是平面不規(guī)則、體型復(fù)雜的結(jié)構(gòu) 有

32、限元或有限條方法backbackback6 各類高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計6.1 框架結(jié)構(gòu)6.2 剪力墻結(jié)構(gòu)6.3 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)6.4 筒體結(jié)構(gòu)6.1 框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置計算模型計算模型計算模型荷載分析荷載分析荷載分析內(nèi)力計算內(nèi)力計算內(nèi)力計算截面設(shè)計截面設(shè)計截面設(shè)計構(gòu)造要求構(gòu)造要求構(gòu)造要求變形驗算變形驗算變形驗算框架結(jié)構(gòu)的布置 框架結(jié)構(gòu)類型 按材料劃分：RC、鋼、型鋼、組合 按施工方法劃分：全現(xiàn)澆、半現(xiàn)澆、裝配式、裝配整體式 結(jié)構(gòu)布置原則 柱網(wǎng)布置建筑（功能）、結(jié)構(gòu)（合理）、施工（方便） 框架承重方案橫向、縱向、縱橫向 梁柱尺寸估算 梁 剛度要求：承重（1/8-1/12）；非承重（1/

33、12-1/16） 柱 非抗震框架：A=N/fc，N=1.05-1.10Nv（Nv自重+活荷載效應(yīng)） 抗震框架： A=N/(afc) ，N=1.1-1.2Nv（a軸壓比）backbackback計算模型的確定 空間模型 平面模型 計算單元的確定 節(jié)點處理 計算跨度 層高 抗彎剛度backbackbackWk荷載分析 豎向荷載 恒載Gk 可變荷載（活載） Qk 考慮負(fù)荷面積的折減問題 最不利布置 水平荷載 風(fēng)載Wk 地震作用（偶然作用） EkbackbackbackGkQkQkEk平面框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的簡化計算方法 豎向荷載作用下的內(nèi)力分析方法 水平荷載作用下的內(nèi)力分析方法backbackbac

34、k平面框架豎向荷載作用下的內(nèi)力分析方法 基本假定 無側(cè)移框架 相鄰層彎矩分配 方法 兩點修正 柱剛度（1.0;0.9） 彎矩傳遞系數(shù)（1/2;1/3） 步驟backbackback分層法梁固端彎矩節(jié)點分配彎矩傳遞彎矩疊加節(jié)點平衡構(gòu)件平衡梁柱剪力節(jié)點平衡柱軸力平面框架水平荷載作用下的內(nèi)力分析方法 定性分析backbackback 反彎點法 修正反彎點法D值法反彎點法 基本假定 梁柱線剛度比無窮大(=3) 不考慮梁軸向變形，同層柱頂位移相等 柱上下端轉(zhuǎn)角相等(底層除外) 中間層：反彎點居中 底 層：反彎點2/3h 梁端彎矩由節(jié)點平衡確定且按剛度分配backbackback 方法及步驟水平力平衡剛度

35、分配柱剪力柱平衡求柱端彎矩節(jié)點平衡求梁端彎矩節(jié)點平衡柱軸力梁平衡求梁剪力 例子Vi1 Vi2 Vi3u=1K=12i/h2Sum(Fi-n)=Sum(Vij) Vi1/Ki1=Vi2/Ki2 =Vij=Sum(Fi-n) Kij / Sum(Kij)修正反彎點法D值法 D值backbackback 反彎點高度212hiKD3210yyyyy與梁柱剛度比有關(guān)的系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度（梁柱線剛度比、總層數(shù)、層次、側(cè)向荷載形式）上、下層梁柱線剛度不同時的反彎點高度修正值上層層高與本層不同時的反彎點高度修正值下層層高與本層不同時的反彎點高度修正值框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面設(shè)計backbackback 設(shè)計表達(dá)式 荷

36、載效應(yīng)組合 組合前豎向荷載調(diào)幅RERSRS/0抗震非抗震 內(nèi)力組合 控制截面（梁、柱） 最不利內(nèi)力組合 截面設(shè)計 柱計算高度 控制內(nèi)力確定 內(nèi)力調(diào)整（抗震框架） 節(jié)點抗剪驗算（約束梁問題）抗震框架構(gòu)件內(nèi)力調(diào)整backbackback強柱弱梁梁柱彎剪彎剪 強剪弱彎1.11.05底層調(diào)整1.5/1.25角柱調(diào)整1.3剪1.051.1強節(jié)點弱構(gòu)件節(jié)點框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求backbackback 延性問題 截面延性 構(gòu)件延性 結(jié)構(gòu)延性cucuucyyyxxh/0 提高構(gòu)件延性 梁：與截面延性有關(guān))(0sscmyffhx 與構(gòu)件延性有關(guān)剪壓比、跨高比、配箍率 柱：剪跨比、軸壓比、縱筋配筋率、配箍率 節(jié)點：軸

37、壓比、梁筋粘結(jié)、配箍率6.2 剪力墻結(jié)構(gòu) 剪力墻結(jié)構(gòu)的布置 剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的簡化計算方法 剪力墻截面設(shè)計 剪力墻構(gòu)造要求剪力墻結(jié)構(gòu)的布置 平面布置 正交 剛度不宜過大（？） 間距 6-8m 長度 H/L=2, L=8m 立面布置 門窗洞口宜上下對齊，成列布置 剛度避免突變，上下連續(xù) 樓板與墻連接剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的簡化計算方法 剪力墻的類型 計算原則與假定 各類剪力墻的簡化計算方法 剪力墻內(nèi)力及變形規(guī)律剪力墻的類型 剪力墻的受力特點 剪力墻的類型 分類原則（指標(biāo)） 整體性系數(shù)連梁總抗彎線剛度與墻肢總抗彎線剛度比 凈慣性矩/總慣性矩墻肢截面與洞口寬窄的關(guān)系 洞口面積、位置 分類 整截面剪

38、力墻 整體小開口剪力墻 聯(lián)肢剪力墻 壁式框架 不規(guī)則開洞剪力墻計算原則與假定 假定 樓板剛度 墻剛度 翼緣寬度min6*厚度，墻間距/2，總高度/20 總原則 荷載在各片剪力墻之間的分配 豎向荷載按受荷面積 水平荷載按等效抗彎剛度 各片剪力墻在分配得的荷載作用下的內(nèi)力和位移計算各類剪力墻的簡化計算方法 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值法整截面墻和整體小開口墻材料力學(xué)方法 內(nèi)力計算 彎矩 Mj=0.85MpIj/I+0.15MpIj/(sumIj) 軸力 Nj=0.85MpAjyj/I 剪力 Vj=VpAj/(sumAj)+Ij/(sumIj)/

39、2 側(cè)移計算 總側(cè)移=彎曲部分+剪切部分=彎曲部分(1+a) 不同荷載： 均布 V0H3/(8EIW)+ uV0H/(GAW) 倒三角 11V0H3/(60EIW)+ uV0H/(2GAW) 頂點集中力 V0H3/(3EIW) + 2uV0H/(3GAW) MpNjV0=uV0H/GAW聯(lián)肢墻（雙肢墻）連續(xù)化方法 基本假定 樓蓋平面內(nèi)剛度無窮大 連梁連續(xù)化假定 連梁反彎點位于跨中 構(gòu)件沿豎向分布均勻 方法概要 基本思路位移協(xié)調(diào) 連梁跨中位移=墻肢彎曲變形部分+墻肢軸向變形部分+連梁彎曲和剪切變形部分=0 二階常系數(shù)微分方程 內(nèi)力計算 位移計算壁式框架帶剛域D值法 剛域及其長度 原因 剛臂長度

40、帶剛域D值法 帶剛域桿件的抗側(cè)剛度 轉(zhuǎn)角位移方程 梁：k12=ci，k21=ci，i=EIe/l 柱：kc= (c+c)i/2 柱抗側(cè)剛度 D值 D=(Alpha*12i/h2)= Alpha*12i/h2*(c+c)/2 帶剛域桿件的反彎點高度 y=a+sy0+y1+y2+y3剪力墻內(nèi)力及變形規(guī)律 整截面墻 整體小開口墻 聯(lián)肢墻 壁式框架彎矩沿高度分布、水平截面正應(yīng)力分布、連梁反彎點剪力墻截面設(shè)計 墻肢截面設(shè)計 連梁截面設(shè)計 延性問題墻肢截面設(shè)計 墻肢正截面（受彎）承載力計算 平面外承載力驗算（小偏壓情況） N2.5 Vb=0.07fcbbhb0+fyvAsvhb0/s 跨高比=2.5 Vb

41、=0.063fcbbhb0+0.9fyvAsvhb0/s 有地震作用組合（） 嚴(yán)格控制截面尺寸（名義剪應(yīng)力） 無地震作用組合 Vb2.5 Vb=0.20fcbbhb0/GamaRE 跨高比=2.5 VbC20），鋼筋（分布筋、箍筋一級，其它二級） 截面尺寸（厚度）： 穩(wěn)定要求一級(=max(h/20，160);其它(=max(h/25，140) 抗剪要求（剪壓比）V=a*fcbwhw0/GamaRE, a=0.25(0.20),0.20(0.15) 配筋： 豎向鋼筋：端部筋（明柱、暗柱、翼柱）、分布筋 水平鋼筋：端部附加筋、分布筋 洞口加強筋 連梁 截面尺寸： 抗剪要求（剪壓比）V=50%總傾

42、覆力矩 不宜過多 Lamda=（1-2.4） 樓板 剪力墻間距 框架外伸長度框架-剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的簡化計算方法 基本假定 基本思路協(xié)同工作分析 集成平面化連續(xù)化分配 幾個問題： 框架-剪力墻協(xié)同工作體系（剛接、鉸接） 方程 剛度特征值 計算步驟 確定計算簡圖計算剛度特征值（查表）計算總剪力墻的彎矩、層剪力總框架層剪力=總層剪力-總剪力墻層剪力(廣義剪力再分配)內(nèi)力計算剛度特征值 抗推剛度與抗側(cè)剛度 綜合框架抗推剛度 Cf=hD 綜合剪力墻抗彎剛度 EIw= EIw 綜合連梁抗彎剛度 Cb=m/h= 6ci/h 剛度特征值WfEICHWbfEICCH框架-剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面設(shè)計 內(nèi)力調(diào)整

43、連梁塑性內(nèi)力重分布降低剛度(0.55) VF=20%總層剪力 局部平面有限元計算 構(gòu)件截面設(shè)計6.4 筒體結(jié)構(gòu) 筒體結(jié)構(gòu)的受力與變形特點 筒體結(jié)構(gòu)的布置 筒體結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的計算方法 筒體結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面設(shè)計 筒體結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求筒體結(jié)構(gòu)的受力與變形特點 框筒的受力特點（空間整體受力）剪力滯后 剪力腹板框架（通常內(nèi)筒承擔(dān)大部分） 彎矩翼緣框架（外筒大） 變形特點剪彎型剪力滯后影響因素及規(guī)律 窗裙梁剪切剛度與柱軸向剛度比 比值越大，剪力滯后越小 框筒平面形狀 翼緣框架越長，剪力滯后越大 所處高度 底部大，頂部?。ㄘ?fù)）筒體結(jié)構(gòu)的布置 平面、構(gòu)件及樓蓋 原則：規(guī)則、對稱；盡量減小剪力滯后 框筒： 密柱（1-

44、3m）深梁（l/h=3-4,窗洞面積50%） 平面宜接近方形、圓形；矩形時邊長比宜3 內(nèi)筒：面積不宜過?。℉/B=10，內(nèi)外筒邊長比=1/2-1/3） 樓蓋： （作用）盡量減少其彎矩傳遞（鉸接、平板式、密肋） 宜使角柱承受較大豎向荷載以平衡角柱中較大拉力（斜梁） 轉(zhuǎn)換層筒體結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的計算方法 空間桿系-薄壁柱矩陣位移法 等效槽形截面估算法 等代角柱法 圖表法 平面展開矩陣位移法（翼緣展開法） 等效彈性連續(xù)體能量法 有限條法筒體結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面設(shè)計 外框筒 柱： 角柱和彎矩較大柱雙向偏壓 其它柱框架平面單向偏壓 窗裙梁 按連梁計算 l/h1時，可交叉斜筋、水平開縫 核心筒 剪力墻墻肢（同剪力墻結(jié)構(gòu)） 正截面：宜考慮翼緣 斜截面：不考慮翼緣 連梁（同剪力墻結(jié)構(gòu)）7 高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計概要7.1 箱形基礎(chǔ)7.2 樁基礎(chǔ)7.1 箱形基礎(chǔ) 箱形基礎(chǔ)布置 地基驗算 箱形基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)計算 箱形基礎(chǔ)構(gòu)件設(shè)計 箱形基礎(chǔ)構(gòu)造要求箱形基礎(chǔ)布置 平面尺寸（涉及地基土承載力、上部結(jié)構(gòu)布置、荷載分布等） 偏心距控制：基底形心宜與