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文檔簡介

第一章概述1學習高層建筑結構設計的內容及目的:內容:本課程在專業(yè)培養(yǎng)目標中的定位與課程目標“高層建筑結構設計”是土木工程專業(yè)的一門十分重要的專業(yè)課,它的內容包括高層建筑結構體系的受力與變形特點,內力和位移計算,結構構件設計方法等。學好這門課程需要學生具備理論力學、材料力學、結構力學、土力學與基礎工程、鋼筋混凝土結構設計原理、鋼結構、工程結構抗震等前期課程的基本理論知識,所以它是這些知識綜合應用的一門課程,并將為畢業(yè)設計和未來的工程設計工作打下必要的基礎。2目的:是對土木工程專業(yè)多門專業(yè)基礎課和專業(yè)課的綜合應用和檢驗對學生將來從事高層建筑結構學科學術研究提供系統(tǒng)的基礎訓練也是工程基礎的綜合應用平臺和工程實踐的交匯點對學生的科研能力和工程能力培養(yǎng)具有不可替代的作用對培養(yǎng)學生成為具有社會責任感的工程類研究型人才具有不可替代的作用3通過本課程學習,要求學生掌握高層建筑結構的基本理論和基本知識,能夠進行一般高層建筑結構的方案設計、結構布置掌握對高層建筑結構進行建模和內力分析的方法,并能按國家相關規(guī)范正確進行構件設計和構造處理,掌握整個房屋的結構設計掌握高層建筑結構的抗震設計原理及方法初步掌握國內主流高層建筑結構計算機輔助設計軟件的使用方法及特點建立初步的工程經(jīng)驗,培養(yǎng)解決和處理工程實際問題的能力,培養(yǎng)實事求是、獨立思考、勇于創(chuàng)造的科學精神。41.1高層建筑和高層建筑結構1.2高層建筑結構的功能1.3高層建筑的結構型式1.4高層建筑結構的發(fā)展與展望51.1高層建筑和高層建筑結構高層建筑的定義,不同國家、不同時期高層建筑的定義不同各國的規(guī)定:2.聯(lián)合國教科文組織所屬的世界高層建筑委員會建議:第一類高層建筑:9~16層(高度≤50m)

第二類高層建筑:17~25層(高度≤75m)

第三類高層建筑:26~40層(高度≤100m)

第四類高層建筑:41層以上(高度超過100m,即超高層建筑)3.我國規(guī)定JGJ3-2010《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》規(guī)定:層數(shù)≥10層或高度≥28m的混凝土結構GB50045-1995<<高層民用建筑設計防火規(guī)范>>和JGJ99-1998《高層民用結構鋼結構技術規(guī)程》規(guī)定:層數(shù)≥10層的居住建筑,和高度≥24m的其他建筑德國英國美國法國日本前蘇聯(lián)≥22m≥24.3m≥24.6m≥7層居住建筑≥50m其他建筑≥28m≥8層≥31m≥9層6從受力理論上講,高層建筑與多層建筑之間的界限應按房屋受力特性劃分(按對水平荷載的敏感程度);但不同的結構形式,受力特點不同,沒有統(tǒng)一的標準。綜上所述:層數(shù)≥10層的居住建筑,和高度≥24m的其他建筑為高層建筑,高度40層或超過100m,為超高層建筑,7-9層為中高層建筑,4-6層為多層建筑,不超過3層為低層建筑高層建筑結構—用于高層建筑的結構形式或體系,如框架結構、剪力墻結構、框架—剪力墻結構、筒體結構等等。1.2高層建筑結構的功能在規(guī)定的設計基準期(一般50年,特別重要建筑100年)內,在承受其上的各種荷載和作用下,完成預期的承載力(安全性)、正常使用(適用性)、耐久性以及突發(fā)事件中的整體穩(wěn)定功能(穩(wěn)定性)。建筑結構同時承擔豎向荷載和水平作用及其他作用,在低層建筑結構中,豎向荷載起控制作用,水平作用通??梢院雎?;而在高層建筑結構中,水平作用成為控制因素7高層建筑結構內力和位移與結構高度的關系:

如均布荷載作用下的懸臂結構,可見,在高層建筑設計中除了保證結構有足夠的承載能力以外,還要使結構有足夠的剛度來抵抗結構過大的側向變形81.3高層建筑的結構型式1.3.1按功能材料分:1.鋼筋混凝土結構

優(yōu)點:材料來源豐富、造價低,易成形,防火性好,剛度大。缺點:自重大,結構截面大,影響使用2.鋼結構

優(yōu)點:截面小,強度高,自重輕,抗震性能好,易于加工,施工方便,計算可靠;缺點:造價高,耐火性能不好3.混合結構

如鋼骨(型鋼)混凝土結構,鋼管混凝土,部分用鋼結構,部分用鋼筋混凝土結構的結構體系91.3.2按結構體系分結構體系:結構抵抗外部作用構件的組成方式1.框架結構體系:由梁和柱組成,承受水平和豎向作用荷載(力)的傳遞路線:荷載→板→梁→柱→基礎→地基缺點:抗側移剛度小,水平荷載作用下產(chǎn)生較大側移,適用于層數(shù)不多、水平荷載較小的高層建筑優(yōu)點:建筑平面布置靈活,可以做成有較大空間的會議室、餐廳、車間、營業(yè)室、教室等。需要時,可用隔斷分隔成小房間,或拆除隔斷改成大房間,因而使用靈活。外墻用非承重構件,可使立面設計靈活多變。如果采用輕質隔墻和外墻,就可大大降低房屋自重,節(jié)省材料。

102.剪力墻結構體系:利用建筑物墻體作為承受豎向荷載、抵抗水平荷載的結構,稱為剪力墻結構體系。墻體同時也作為維護及房間分隔構件。荷載→板→墻→基礎→地基優(yōu)點:整體性好、剛度大,水平力作用下結構側移很小,適用于層數(shù)較多,水平荷載較大的高層建筑結構。剪力墻結構的缺點和局限性也是很明顯的。主要是剪力墻間距不能太大,平面布置不靈活,不能滿足公共建筑的使用要求。此外,結構自重往往也較大。為了克服上述弱點,減輕自重,并盡量擴大剪力墻結構的使用范圍,應當改進樓板做法,加大剪力墻間距,做成大開間剪力墻結構。下述兩種結構是剪力墻結構體系的發(fā)展,可使其應用范圍擴大。1.底部大空間剪力墻結構2.跳層剪力墻結構

113.框架—剪力墻結構體系由梁、柱和鋼筋混凝土墻組成,鋼筋混凝土墻承受大部分水平作用,框架承受豎向作用水平荷載通過板、梁等水平構件→墻(柱)→基礎→地基豎向荷載→板→梁→柱→基礎→地基特點:保留了框架結構和剪力墻結構的優(yōu)點,克服了兩種結構的缺點,通過框架和剪力墻協(xié)同工作、協(xié)調變形,即增大了結構的總體剛度從而減小側移,又改善了純框架和純剪力墻中上部和下部層間變形較大的缺點,因而可減少地震作用下非結構構件的破壞。124.筒體結構體系框筒結構、筒中筒結構、多筒結構、成束筒結構筒中筒結構

筒體的基本形式有三種:實腹筒、框筒及桁架筒。上面提到的用剪力墻圍成的筒體稱為實腹筒。在實腹筒的墻體上開出許多規(guī)則排列的窗洞所形成的開孔筒體稱為框筒,它實際上是由密排柱和剛度很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架圍成的筒體。如果筒體的四壁是由豎桿和斜桿形成的桁架組成,則稱為桁架筒。筒體最主要的特點是它的空間受力性能。無論哪一種筒體,在水平力作用下都可看成固定于基礎上的箱形懸臂構件,它比單片平面結構具有更大的抗側剛度和承載力,并具有很好的抗扭剛度。這里將著重通過對框筒受力特點的分析,了解筒體的特點。13多筒體系——成束筒及巨形框架結構

當采用多個簡體共同抵抗側向力時,成為多筒結構,多筒結構可以有兩種方式:

1).成束筒

兩個以上框筒(或其他筒體)排列在一起成束狀,稱為成束筒。

2).巨形框架利用筒體作為柱子,在各筒體之間每隔數(shù)層用巨形梁相連,筒體和巨形梁即形成巨形框架

5.懸掛結構體系6.巨型框架結構體系14框架結構體系15

框架結構典型平面

16圖1-6a北京長城飯店(22層)17剪力墻結構體系18圖1-10a北京國際飯店19框架-剪力墻結構體系20圖1-12a北京西苑飯店(29層,93.06m)

21框架-筒體結構體系22筒中筒結構體系23成束筒結構體系24(a)實腹筒(b)框筒(c)桁架筒(d)筒中筒圖1-9筒體類型25

希爾斯大樓

26懸掛結構體系27巨型框架結構體系28各種結構體系適用高度

291.4高層建筑結構的發(fā)展與展望(1)建筑高度不斷增加;(2)建筑功能和用途越來越多;(3)各種新型的建筑結構類型和結構體系日趨多樣化;301.4高層建筑結構的發(fā)展與展望高層建筑起源于19世紀中期至19世紀末期。19世紀隨著工業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟的繁榮,人口向城市集中,造成用地緊張,迫使建筑物向高層發(fā)展。世界第一幢現(xiàn)代高層建筑為美國芝加哥家庭保險公司大樓,10層,高55m,建于1884-1886年;而世界第一幢采用全鋼框架承重的高層建筑為1889年在美國建造的9層SecondRandMenally大樓。這一時期,1851年電梯系統(tǒng)的發(fā)明和1857年第一臺自控客用電梯的出現(xiàn),解決了高層建筑的豎向運輸問題,也為建造更高的建筑創(chuàng)造了條件。19世紀末,高層建筑已突破了100m大關,1898年在紐約建造了30層、高118m的ParkRow大廈,為19世紀世界上最高的建筑。

311.4高層建筑結構的發(fā)展與展望

19世紀末至20世紀50年代初為高層建筑的發(fā)展期。由于鋼鐵工業(yè)的發(fā)展和鋼結構設計技術的進步,使高層建筑逐步向上發(fā)展,并在結構理論方面有所突破,提出在框架結構中設置豎向支撐或剪力墻,來增加高層建筑的側向剛度。1905年建造了50層的Metrop

Litann大樓;1907年在紐約建造了辛爾大樓,47層,高187m,為第一幢超過金字塔高度的高層建筑;1913年紐約建造了60層、高242m的Woolworth大樓;1923年建造了高319m的Charysler大廈;至1931年,在紐約曼哈頓建造了著名的帝國大廈,102層、高381m,它保持世界最高建筑達41年之久,現(xiàn)今仍為世界上的10幢最高建筑之一。同時,混凝土作為一種結構材料開始進入高層建筑的領域,1902年在美國的辛辛那提市建造了16層、高64m的Ingalls大樓,為世界第一幢鋼筋混凝土高層建筑。30年代開始的世界經(jīng)濟大蕭條和第二次世界大戰(zhàn)的爆發(fā),使高層建筑的發(fā)展一度趨于停頓。3220世紀50年代初至目前為高層建筑的繁榮期。隨著戰(zhàn)后世界經(jīng)濟的復蘇和繁榮,再一次興起高層建筑的建設和研究熱潮。首先,鋼筋混凝土高層建筑得到了空前的發(fā)展,至1962年,采用鋼筋混凝土結構建造的紐約美洲旅館高達50層。20世紀60年代中期,筒體結構設計概念的出現(xiàn),使結構體系發(fā)展到了一個新的水平。20世紀60年代末至70年代初,使美國的高層建筑發(fā)展到了頂峰時期,建成了一批這一時期的代表性建筑物,有些至今仍為世界最高建筑物之列。如建成于1968年的芝加哥JohnHancock中心,100層,高344m;建成于1973年的紐約世界貿易中心(WorldTradeCenter)雙塔樓,北樓高417m,南樓高415m,均110層,該工程當時在規(guī)模和技術進行了多項創(chuàng)新,然而不幸的是,2001年9月11日突遭恐怖分子毀滅性襲擊,造成兩座大樓先后豎向逐層座塌,對全世界高層建筑的發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響。還有建成于1974年的芝加哥Sears大廈,110層,高443m,曾保持世界最高建筑達20多年。33在這一時期,由于在輕質高強材料、抗震抗風結構體系、新的設計理論、計算機在設計中的應用、施工技術和施工機械等方面都取得了較大的進步,使得高層建筑在歐洲、亞洲、澳洲等世界上其他國家也得到了迅速發(fā)展,陸續(xù)建造了許多高層建筑。90年代以后,由于亞洲經(jīng)濟的崛起,西太平洋沿岸的日本、朝鮮、韓國、中國大陸、香港、臺灣、新加坡和馬來西亞等國家和地區(qū),陸續(xù)建造了高度超過200m、300m、400m的高層建筑,成為繼美國之后新的高層建筑中心,如1998年在馬來西亞吉隆坡建成的Petronas大廈,88層,高452m,為當時世界最高的建筑;1992年在香港建成的中環(huán)大廈,78層,高374m;2001年在臺灣高雄建成的T&C大廈,85層,高348m;2003年建成的臺北市國際金融中心,塔尖高度達508m,目前已成為世界最高建筑;1997年在我國廣州建成的中天大廈,80層,322m等。目前,世界各地還有一些高層建筑正在醞釀中,相信不久還有可能出現(xiàn)更高的高層建筑。截至2002年,根據(jù)世界高層建筑與城市住宅委員會公布的結果,我國已有5幢建筑進入世界最高建筑的前10名。通過對世界100幢最高的高層建筑的統(tǒng)計,中國已居世界第二位。34我國高層建筑發(fā)展相對較晚,我國自行設計建造的高層建筑開始于20世紀50年代。1958-1959年,北京的十大建筑工程推動了我國高層建筑的發(fā)展,如1959年建成的北京民族飯店,12層,高47.4m。到20世紀60年代,我國高層建筑有了新的發(fā)展,1964年建成了北京民航大樓,15層,高60.8m;1966年建成了廣州人民大廈,18層,高63m;1968年建成了廣州賓館,27層,高88m。20世紀70年代,我國高層建筑有了較大的發(fā)展,1973年在北京建成了16層的外交公寓;1974年建成的北京飯店東樓,19層,高87.15m;1976年在廣州建成的白云賓館,33層,高114.05m,它標志著我國的高層建筑已突破100m大關。在此時期,北京、上海建成了一批12~16層的鋼筋混凝土剪力墻結構住宅(北京前三門住宅一條街,上海漕溪路)。3520世紀80年代是我國高層建筑發(fā)展的繁榮期,建筑層數(shù)和高度不斷地突破,功能和造型越來越復雜,分布地區(qū)越來越廣泛,結構體系日趨多樣化。據(jù)統(tǒng)計,僅1980—1983年所建的高層建筑就相當于1949年以來30多年中所建造高層建筑的總和。這一時期,北京、廣州、深圳、上海等30多個大中城市建造了一大批高層建筑,如1987年建造的北京彩色電視中心,27層,高112.7m;1988年建成的上海錦江飯店分館,43層,153.52m;1988年建造的深圳發(fā)展中心大廈,43層,高165.3m。進入20世紀90年代以后,隨著我國經(jīng)濟實力的增強,高層建筑在我國得到了前所未有的發(fā)展。正在建設中的上海環(huán)球金融中心,101層,高度492m,建成后將成為我國最高的高層建筑。據(jù)不完全統(tǒng)計,僅上海擁有16層以上的高層建筑4000多幢,排名世界第一;深圳、廣州、北京等城市也有數(shù)量可觀的高層建筑;我國目前高度超過150m的高層建筑有100多幢,高度超過200m的高層建筑已達到20多幢。36第一名:阿聯(lián)酋迪拜塔

“迪拜塔”始建于2004年,計劃將于2008年底推遲至2009年9月。目前已超過630米,成為世界第一高建筑物。迪拜最大的地產(chǎn)開發(fā)公司艾馬爾地產(chǎn)僅向外透露說,大廈將在建至700米以上的某處時停止,而其最終高度據(jù)稱可能將達到818米。

高樓大廈就是展現(xiàn)方式之一。據(jù)“迪拜塔”官方網(wǎng)站介紹,建成的“迪拜塔”將至少有160層,56部電梯穿梭其間,速度達每秒18米,那將是世界上速度最快且運行距離最長的電梯。建成后的“迪拜塔”在距大廈95公里外的地方即可看到。

第二名:紐約世貿中心自由之塔

自由塔的主體結構高度仍然為1776英尺(541.3米),以象征美國建國的年份——1776年。據(jù)主建筑師蔡爾茲介紹,大廈的70層將作為辦公區(qū),70層以上將利用懸索結構建立一個用于觀景的公眾區(qū)域。電視天線和用來供電的風力發(fā)電機也將建在大樓的頂部。加上頂部的電視天線,自由塔總的高度將超過2000英尺(609米)。大樓將于2008年竣工。

第三名:臺北101(Taipei101)

臺北101(TAIPEI101),原名臺北國際金融中心(TaipeiFinancialCenter),設計師李祖原。為臺北市政府的BOT開發(fā)案,業(yè)主是臺北金融大樓股份有限公司。是位于臺灣臺北市信義區(qū)的一幢摩天大樓,樓高508米,地上101層,地下5層.

列入吉尼斯世界紀錄的最快速電梯,有2部,為觀景臺使用,其上行最高速率可達每分鐘1010米,相當于時速60公里,從1樓到89樓的室內觀景臺,只需39秒;從5樓到89樓的室內觀景臺,只需37秒。下行最高速率可達每分鐘600米,由89樓下行至5樓僅需46秒,至1樓僅需48秒。37

第四名:上海環(huán)球金融中心(ShanghaiWorldFinancialCenter)

上海環(huán)球金融中心是以日本的森大廈株式會社(MoriBuildingCorporation)為中心,聯(lián)合日本、美國等40多家企業(yè)投資興建的項目,總投資額超過1050億日元(逾10億美元)。原設計高460米,工程地塊面積為3萬平方米,總建筑面積達38.16萬平方米,比鄰金茂大廈。1997年年初開工后,因受亞洲金融危機影響,工程曾一度停工。2003年2月工程復工。但由于當時中國臺北和香港都已在建480米高的摩天大廈,超過環(huán)球金融中心的原設計高度。由于日本方面興建世界第一高樓的初衷不變,對原設計方案進行了修改。修改后的環(huán)球金融中心比原來增加7層,即達到地上101層,地下3層,樓層總面積約377,300平方米。

建筑主體高度達到492米,比目前已建成的中國臺北國際金融大廈主樓主體高度高出12米(臺北101大廈實體高度加天線高度為508米),仍為名符其實的世界第一高樓。按照施工計劃,工程將于2008年初,也就是北京奧運會開幕之前竣工落成。

第五名:雙峰塔(PetronasTwinTowers,或稱佩重納斯大廈、馬來西亞國家石油大廈、國家石油雙塔、雙子塔)

雙峰塔(俗稱“國營石油雙塔”)馬來西亞吉隆坡,建成于1998年是兩棟位于馬來西亞吉隆坡市區(qū)內的摩天大樓,曾經(jīng)是世界最高的摩天大樓,直到2003年10月17日被臺北101超越,但仍是目前世界最高的雙塔樓,也是世界第三高的大樓。樓高452米,共地上88層,現(xiàn)在仍排名第五!

第六名:西爾斯大廈(SearsTower)

直至2004年臺北101塔建成以前,西爾斯大廈一直保持著“世界最高屋頂”和“世界最高居住層”的桂冠。它由著名的SOM建筑師事務所設計,整個施工工期不到兩年半時間,工程于1974年竣工。它的高度為442米(1,450英尺),共108層,內部總共有450萬平方英尺的辦公室和商業(yè)空間。在西爾斯大廈開工建設前,大廈的場址被西昆西街(WestQuincyStreet)一分為二,西爾斯公司為此支付給芝加哥市270萬美元實現(xiàn)了街道分割。

西爾斯大廈有110層,一度是世界上最高的辦公樓。每天約的1.65萬人到這里上班。在第103層有一個供觀光者俯瞰全市用的觀望臺。它距地面412米,天氣晴朗時可以看到美國的4個州。

38第七名:南京紫峰大廈

綠地集團在南京投資開發(fā)建設的世界第七高樓、江蘇第一高樓--高達450米的綠地廣場·紫峰大廈正式結構封頂。

由專業(yè)設計公司美國SOM建筑事務所設計的紫峰大廈地下4層、地上到燈塔是381米、89層,而從燈塔底部到塔尖則有69米。樓頂下月樹起69米的燈塔,將一舉攀上450米的最高點。這是江蘇第一高樓,也是世界第七高樓。

看玄武湖也就是一個洗腳盆那么大,比紫金山頭陀嶺448.9米還要高1.1米

第八名:金茂大廈(JinMaoTower)

1999年初,上海市又一座標志性建筑傲然屹立黃浦江畔,人們期待已久的世界第三、亞洲第二、中國內地第一的88層金茂大廈(JinmaoTower)終于推向市場。

金茂大廈于1992年12月17日被批準立項,1994年5月10日動工,1997年8月28日結構封頂,至1999年3月18日開張營業(yè),當年8月28日全面營業(yè)。金茂大廈占地2.3公頃,塔樓高420.5米,總建筑面積29萬平方米。

第九名:香港國際金融中心二期(TwoInternationalFinanceCentre)

金融中心二期(簡稱“國金二期”),是一項商業(yè)建設工程項目,是總投資共30億美元的國際金融中心發(fā)展計劃的重要工程項目之一。1996年香港地鐵公司將項目發(fā)展權授予由多家建設及項目投資單位所組成的建設聯(lián)合體,并隨即開展設計優(yōu)化工作。項目的原設計是兩座46層建筑物,經(jīng)過設計優(yōu)化后的國金二期是一座樓高420m,總層數(shù)88層,位列世界第四高的建筑物,另設6層地下室,埋深38m。

第十名:中信廣場大廈

廣州中信大廈,樓高83層,391米,在全球十大高樓之中排名第十。

中信大廈位于廣州天河區(qū)天河北路,地處市區(qū)東面商業(yè)、金融、文化、娛樂、高檔辦公樓新發(fā)展集中地。其北為廣州火車站東站,南與天河體育中心相對,并毗鄰廣州地鐵總站,交通便利,位置優(yōu)越。39全球第一高樓迪拜塔(828m)廣州新電視塔(610m))40第2章高層建筑結構受力特點和結構概念設計2.1高層建筑結構上的荷載與作用2.2高層建筑結構的受力特點和工作特點2.3高層建筑結構的結構體系和結構布置2.4高層建筑結構的概念設計412.1高層建筑結構上的荷載與作用使結構或構件產(chǎn)生內力和變形的外界因素,均稱為作用。包括直接作用(荷載)和間接作用(地基變形、材料收縮、地震等),分為豎向、水平和其他作用2.1.1豎向荷載1.恒荷載(自重)重力密度按GB50009-2006《建筑結構荷載規(guī)范》查取2.樓面、屋面活荷載(使用荷載)按《建筑結構荷載規(guī)范》查取,特殊情況特殊處理。施工中采用附墻塔、爬塔等對結構受力有影響的起重機械或其他施工設備時,應根據(jù)具體情況驗算施工荷載對結構的影響。旋轉餐廳軌道和驅動設備的自重應按實際情況確定。擦窗機等清洗設備應按其實際情況確定其自重的大小和作用位置。

42直升機平臺的活荷載應采用下列兩款中能使平臺產(chǎn)生最大內力的荷載:直升機總重量引起的局部荷載,按由實際最大起飛重量決定的局部荷載標準值乘以動力系數(shù)確定。對具有液壓輪胎起落架的直升機,動力系數(shù)可取1.4;當沒有機型技術資料時,局部荷載標準值及其作用面積可根據(jù)直升機類型以下取用:一輕型,最大起飛重量2t,局部荷載標準值取20kN,作用面積0.20m×0.20m;

—中型,最大起飛重量4t,局部荷載標準值取40kN,作用面積0.25m×0.25m;

—重型,最大起飛重量6t,局部荷載標準值取60kN,作用面積0.30m×0.30m。

荷載的組合值系數(shù)應取O.7,頻遇值系數(shù)應取0.6,準永久值系數(shù)應取0。同時其等效均布荷載不低于5.0kN/m2。

433.豎向地震作用(p37,表3.1)4.活荷載的不利布置除當樓面活荷載大于4.0KN/m2時(如儲藏室、書庫),高層建筑結構一般不考慮,因為:(1)活荷載占豎向荷載的比例很?。?0%-20%)(2)復雜,計算工作量大簡化做法:按滿布方式布置活荷載計算內力后,將框架梁的跨中彎距乘以1.1——1.3的放大系數(shù)。5、豎向荷載估算框架結構和框剪結構按12-14KN/m*m,剪力墻結構和筒體結構按14-16KN/m*m計算;在河北省地方標準中高層建筑底層還應考慮施工堆料荷載10-20KN/m*m.442.1.2風荷載水平荷載包括風荷載和地震作用1.風荷載的標準值KN/m2風荷載作用面積取垂直于風向的最大投影面積

—z高度上的風振系數(shù)

—z高度處的風壓高度變化系數(shù)

—風荷載體形系數(shù)

—基本風壓(KN/m2

)(1)基本風壓

50年一遇的基本風壓按《建筑結構荷載規(guī)范》查取,不小于0.3KN/m2100年一遇的基本風壓可近似取50年一遇的基本風壓*1.145(2)風壓高度變化系數(shù)位于平坦或稍有起伏地形的高層建筑,按照地面粗糙程度和建筑物高度確定(附表8.1)地面粗糙程度:

A類—近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū);

B類—田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)

C類—有密集建筑群的城市市區(qū);

D類—有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū);位于山區(qū)的高層建筑,按附表8.1確定后再乘以地形條件修正系數(shù)

K=3.2(山峰)或1.4(山坡)46離地面或海平面高度(m)地面粗糙度類別ABCD510152030405060708090100150200250300350400≥4501.171.381.521.631.801.922.032.122.202.272.342.402.642.832.993.123.123.123.121.001.001.141.251.421.561.671.771.867.952.022.092.382.612.802.973.123.123.120.740.740.740.841.001.131.251.351.451.541.621.702.032.302.542.752.943.123.120.620.620.620.620.620.840.730.931.021.111.191.271.611.922.192.452.682.913.12表2.1風壓高度變化系數(shù)

μz

47(3)風荷載體型系數(shù)μs

指建筑物表面實際風壓與基本風壓的比值,它表示不同體型建筑物表面風力的大小。與建筑物的體型、平面尺寸、表面狀況和房屋高寬比有關。48風荷載體型系數(shù)μs

:①一般設計時,可采用:(a)圓形平面建筑0.8(b)正多邊形及截角三角形平面建筑

n—多邊形的邊數(shù)(c)高寬比H/B≤4的矩形、方形、十字形平面建筑1.3(d)下列建筑1.4V形、Y形、弧形、雙十字形、井字形平面建筑:L形、槽形和高寬比H/B>4的十字形平面建筑;高寬比H/B>4,長寬比L/B≤1.5的矩形、鼓形平面建筑;49(3)風荷載體型系數(shù)μs

:②計算重要且體型復雜的高層建筑及需要更細致進行風荷載計算的場合,可以參照《高層規(guī)程》附錄A采用,或由風洞試驗確定。

H>200m宜采用風洞試驗確定風荷載;

H>150m,有下列情況之一時,宜采用風洞試驗確定風荷載:

a.平面形狀不規(guī)則,立面形狀復雜;

b.立面開洞或連體建筑;

c.周圍地形和環(huán)境較復雜50(3)風荷載體型系數(shù)μs

:③當群集的高層建筑相互間距較近時,宜考慮風力相互干擾的群體效應,單體建筑的體型系數(shù)乘以相互干擾增大系數(shù)。系數(shù)由實驗確定。④檐口、雨棚、遮陽板、陽臺等水平構件,計算局部上浮風荷載時,μs不宜小于2.0.⑤驗算表面圍護結構及其連接的強度時,按《荷載規(guī)范》采用局部風壓體型系數(shù)計算。正壓區(qū):同建筑物負壓區(qū):墻角邊-1.8,大于10度的坡屋面-2.2,以上兩部位作用寬度取0.1B或0.4H,取小值,但不小于1.5米;墻面-1.0,對于檐口、雨蓬、遮陽板等突出構件-2.051(4)風振系數(shù)

平均風壓(穩(wěn)定風壓)+波動風壓(2.3)

Ψz—振型系數(shù),可僅考慮受力方向基本振型的影響,對于質量和剛度沿高度分布比較均勻的彎剪型結構,近似取振型計算點距室外地面高度z與房屋高度H的比值(z/H)。

ξ—脈動增大系數(shù),查附表8.2;v—脈動影響系數(shù),外形、質量沿高度比較均勻的結構按附表8.3采用;

μz—風壓高度變化系數(shù),按附表8.1采用;

522.總風荷載(力的大小、方向、作用點)

z高度處總風荷載值的大小為:

KN/m

μsi—第i個表面的平均風荷載體型系數(shù)(帶正負號)

Bi—第i個表面的寬度

αi

—第i個表面的法線與風荷載作用方向的夾角

n—建筑物的外圍表面總數(shù)53風荷載計算例題計算如圖平面的框架-剪力墻結構的風荷載及合力作用位置。18層房屋總高58米,地區(qū)標準風壓為0.64KN/m2,風向為圖中箭頭所示方向。54552.1.3地震作用1.基本概念地殼運動擠壓地殼巖層,使其薄弱部位發(fā)生斷裂、錯動而引起地震。地震波地面運動建筑物振動地震作用:地震時使原來靜止的建筑物產(chǎn)生振動,振動過程中產(chǎn)生的慣性力地震作用的大小與以下因素有關:地震波的特性、場地土的性質、建筑物的動力特性56地震震級—地震產(chǎn)生的能量大小地震烈度—某一地區(qū)受到一次地震影響的強烈程度基本烈度—某一地區(qū)今后一定時期內,在一般場地條件下,可能遭受的最大烈度設防烈度—一般取基本烈度,重要的建筑經(jīng)報批可適當提高。57地震烈度的概率分布582.三水準抗震設計目標及一般設計原則三水準抗震設防目標小震不壞不損壞或不需修理可使用中震可修局部進入塑性,結構不破壞,一般修復可繼續(xù)用大震不倒不倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞59兩階段抗震設計方法

第一階段設計針對所有進行抗震設計的高層建筑小震作用下承載力驗算、結構彈性變形驗算、保證結構延性的抗震構造措施第二階段設計對甲類建筑和特別不規(guī)則的建筑大震作用下薄弱部位的塑性變形驗算60高層建筑按其使用功能的重要性(根據(jù)建筑遭遇地震破壞后,可能造成人員傷亡、直接和間接經(jīng)濟損失、社會影響的程度及其在抗震救災中的作用等因素),對各類建筑所做的設防類別劃分。建筑抗震設防類別劃分,應根據(jù)下列因素的綜合分析確定:

1建筑破壞造成的人員傷亡、直接和間接經(jīng)濟損失及社會影響的大小。

2城鎮(zhèn)的大小、行業(yè)的特點、工礦企業(yè)的規(guī)模。

3建筑使用功能失效后,對全局的影響范圍大小、抗震救災影響及恢復的難易程度。

4建筑各區(qū)段的重要性有顯著不同時,可按區(qū)段劃分抗震設防類別。下部區(qū)段的類別不應低于上部區(qū)段。

5不同行業(yè)的相同建筑,當所處地位及地震破壞所產(chǎn)生的后果和影響不同時,其抗震設防類別可不相同。注:區(qū)段指由防震縫分開的結構單元、平面內使用功能不同的部分、或上下使用功能不同的部分。61建筑工程應分為以下四個抗震設防類別:1特殊設防類:指使用上有特殊設施,涉及國家公共安全的重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴重次生災害等特別重大災害后果,需要進行特殊設防的建筑。簡稱甲類。2重點設防類:指地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復的生命線相關建筑,以及地震時可能導致大量人員傷亡等重大災害后果,需要提高設防標準的建筑。簡稱乙類。3標準設防類:指大量的除1、2、4款以外按標準要求進行設防的建筑。簡稱丙類。4適度設防類:指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災害,允許在一定條件下適度降低要求的建筑。簡稱丁類。62各抗震設防類別建筑的抗震設防標準,應符合下列要求:(地震力的大?。拐鸫胧┮妏48)

1標準設防類,應按本地區(qū)抗震設防烈度確定其抗震措施和地震作用,達到在遭遇高于當?shù)乜拐鹪O防烈度的預估罕遇地震影響時不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴重破壞的抗震設防目標。2重點設防類,應按高于本地區(qū)抗震設防烈度一度的要求加強其抗震措施;但抗震設防烈度為9度時應按比9度更高的要求采取抗震措施;地基基礎的抗震措施,應符合有關規(guī)定。同時,應按本地區(qū)抗震設防烈度確定其地震作用。3特殊設防類,應按高于本地區(qū)抗震設防烈度提高一度的要求加強其抗震措施;但抗震設防烈度為9度時應按比9度更高的要求采取抗震措施。同時,應按批準的地震安全性評價的結果且高于本地區(qū)抗震設防烈度的要求確定其地震作用。4適度設防類,允許比本地區(qū)抗震設防烈度的要求適當降低其抗震措施,但抗震設防烈度為6度時不應降低。一般情況下,仍應按本地區(qū)抗震設防烈度確定其地震作用。注:對于劃為重點設防類而規(guī)模很小的工業(yè)建筑,當改用抗震性能較好的材料且符合抗震設計規(guī)范對結構體系的要求時,允許按標準設防類設防。

63高層建筑結構應按下列原則考慮地震作用(地震力的方向):一般情況下,應允許在結構兩個主軸方向分別考慮水平地震作用計算;有斜交抗側力構件的結構,當相交角度大于15°時,應分別計算各抗側力構件方向的水平地震作用;質量與剛度分布明顯不對稱、不均勻的結構,應計算雙向水平地震作用下的扭轉影響;其他情況,應計算單向水平地震作用下的扭轉影響;

7度、8度、9度抗震設計時,高層建筑中的大跨度(24米)、轉換構件和長懸臂結構(大于2米)應考慮豎向地震作用;

9度抗震設計時應計算豎向地震作用。

643.地震作用的計算方法地震作用計算方法有:底部剪力法、振型分解反應譜法、時程分析法。規(guī)范規(guī)定,根據(jù)不同情況,分別按下列方法計算地震作用:1

高層建筑結構宜采用振型分解反應譜法。對質量和剛度不對稱、不均勻的結構以及高度超過100m的高層建筑結構應采用考慮扭轉耦聯(lián)振動影響的振型分解反應譜法;2高度不超過40m、以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的高層建筑結構,可采用底部剪力法;

653.7~9度抗震設防的高層建筑,下列情況應采用彈性時程分析法進行多遇地震下的補充計算1)甲類高層建筑結構;2)表2.4所列的乙、丙類高層建筑結構;3)結構豎向布置特別不規(guī)則的高層建筑結構;4)帶轉換層、帶加強層、錯層、連體、多塔樓等復雜高層建筑結構;5)質量沿豎向分布特別不均勻的高層建筑結構66表2.4采用時程分析法的高層建筑結構

設防烈度、場地類別建筑高度范圍8度Ⅰ、Ⅱ類場地和7度>100m8度Ⅲ、Ⅳ類場地 >80m9度 >60m674.反應譜理論定義:建立在地震作用下單質點結構體系的最大動力反應與結構體系自振周期的反應譜函數(shù)關系,計算結構的慣性力,將其作為等效地震荷載,按靜力方法進行結構計算和分析的方法。規(guī)范給出地震影響系數(shù)與結構自振周期的設計反應譜曲線(圖2.2)

建筑結構的地震影響系數(shù)應根據(jù)烈度、場地類別、設計地震分組和結構自振周期以及阻尼比確定。

68圖2.2地震影響系數(shù)曲線

—地震影響系數(shù);max—地震影響系數(shù)最大值;1—直線下降段的下降斜率調整系數(shù);—衰減指數(shù);Tg—特征周期;2—阻尼調整系數(shù);T—結構自振周期。6989規(guī)范的地震影響系數(shù)70一、單自由度體系的水平地震作用對于單自由度體系,把慣性力看作反映地震對結構體系影響的等效力,用它對結構進行抗震驗算。結構在地震持續(xù)過程中經(jīng)受的最大地震作用為---集中于質點處的重力荷載代表值;---重力加速度---動力系數(shù)---地震系數(shù)---水平地震影響系數(shù)---質點振動加速度最大絕對值71二、抗震設計反應譜規(guī)范規(guī)定:計算時max,取2.25,k小震時取基本烈度加速度的1/3,大震時取基本烈度加速度的1.5-2.2倍72---地震影響系數(shù);---地震影響系數(shù)最大值;地震影響系數(shù)最大值(阻尼比為0.05)1.400.90(1.20)0.50(0.72)-----罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震

9

8

7

6地震影響烈度括號數(shù)字分別對應于設計基本加速度0.15g和0.30g地區(qū)的地震影響系數(shù)---結構周期;73---特征周期;地震特征周期分組的特征周期值(s)0.90

0.65

0.450.35第三組0.75

0.55

0.400.30第二組0.65

0.45

0.35

0.25第一組

Ⅰ場地類別---曲線下降段的衰減指數(shù);---直線下降段的斜率調整系數(shù);---阻尼調整系數(shù),小于

0.55時,應取0.55。74高層建筑結構地震影響系數(shù)曲線的形狀參數(shù)和阻尼比調整應符合下列要求:1除有專門規(guī)定外,鋼筋混凝土高層建筑結構的阻尼比應取0.05,此時阻尼調整系數(shù)η2應取1.0,形狀參數(shù)應符合下列規(guī)定:(1)直線上升段,周期小于0.1S區(qū)段(2)水平段,0.1S至Tg段,地震影響系數(shù)取αmax(3)曲線下降段Tg-5Tg

,衰減指數(shù)γ應取0.9,直線下降段,5Tg-6.0S段,下降斜率調整系數(shù)η1應取0.02752當建筑結構的阻尼比不等于0.05時,其形狀參數(shù)和阻尼調整系數(shù)η2應符合下列規(guī)定:1)曲線水平段地震影響系數(shù)應取η2αmax;

2)曲線下降段的衰減指數(shù)γ:

γ=0.9+(0.05-ξ)/(0.05+5ξ)

----------(2.5)

ζ——阻尼比。763)直線下降段的下降斜率調整系數(shù)η1:

η1=0.02+(0.05-ζ)/8----------(2.6)

η1小于0時應取0。

4)阻尼調整系數(shù)η2:η2=1+(0.05-ζ)/(0.06+1.7ζ)(2.7)當η2小于0.55時,應取0.55。77表2.5水平地震影響系數(shù)最大值αmax地震影響

6度

7度

8度

9度

多遇地震

0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32罕遇地震

—0.5(0.72)0.9(1.2)1.478表2.6特征周期值Tg(s)設計地震分組

場地類別ⅠⅡⅢⅣ第一組0.250.350.450.65第二組0.300.400.550.75第三組0.350.450.650.9079表2.7場地類別的選用等效剪切波速(m/s)場地類別ⅠⅡⅢⅣvs>5000

500≥vs

>250<5≥5

250≥vs>

140<33~50>50

vs

≤140<33~15>15~80>80805.水平地震作用的計算(1)底部剪力法(2)振型分解反應譜法①不考慮扭轉耦聯(lián)振動影響②考慮扭轉耦聯(lián)振動影響(3)彈性時程分析法81(1)底部剪力法

(2.8)

Geq=0.85GE(2.9)(2.10)(2.11)82

表2.8頂部附加地震作用系數(shù)δn

T1為結構基本自振周期

Tg

(s)T1>1.4TgT1≤1.4Tg≤

0.35

0.08T1+0.07

0.00.35~0.550.08T1+0.01≥0.550.08T1-0.0283突出屋面的房屋(樓梯間、電梯間、水箱間)的處理宜作為一個質點參加計算其水平地震作用標準值乘以增大系數(shù)βn,僅用于突出屋面房屋及與其直接相連的主體結構構件的設計84表2.9突出屋面房屋地震作用增大系數(shù)βn

注:1Kn、Gn分別為突出屋面房屋的側向剛度和重力荷載代表值;K、G分別為主體結構層側向剛度和重力荷載代表值,可取各層的平均值;2樓層側向剛度可由樓層剪力除以樓層層間位移計算。

85(2)振型分解反應譜法

①不考慮扭轉耦聯(lián)振動影響1結構j振型i質點的水平地震作用標準值,應按下列公式確定(n層有n個自由度):

(i=1,2,…n,j=1,2,…m)

(2.12)

(2.13)

(2.14)86式中Fji-j振型i質點的水平地震作用標準值;

αj-相應于j振型自振周期的地震影響系數(shù);

Xji-j振型i質點的水平相對位移;γj

-j振型的參與系數(shù)。n-結構計算總質點數(shù),小塔樓宜每層作為一個質點參與計算;

m-結構計算振型數(shù)。規(guī)則結構可取3,當建筑較高、結構沿豎向剛度不均勻時可取5~6。S-水平地震作用標準值的效應;Sj

-j振型的水平地震作用標準值的效應(彎矩、剪力、軸向力和位移等)87②考慮扭轉耦聯(lián)振動影響(n層有3n個自由度)

j振型i質點的水平地震作用標準值:

(質點i=1,2,…n,

振型j=1,2,…m)

(2.15)88Fxji、Fyji、Ftji-分別為j振型i層的x方向、y方向和轉角方向的地震作用標準值;Xji、Yji-分別為j振型I層質心在x、y方向的水平相對位移;

ji-j振型i層的相對扭轉角;ri-i層轉動半徑,可取i層繞質心的轉動慣量除以該層質量的商的正二次方根;γtj-計入扭轉的j振型的參與系數(shù);

m-結構計算振型數(shù)。一般情況可取9-15,多塔樓建筑每個塔樓的振型數(shù)不易小于9。89振型參與系數(shù)計算當僅取x方向地震作用時(2.16)當僅取y方向地震作用時(2.17)當取與x方向斜交的地震作用時,

(2.18)90單向水平地震作用下,考慮扭轉偶聯(lián)振動的地震效應

(2.19)

(2.20)S-考慮扭轉地震作用標準值的效應;

Sj、Sk-分別為j、k振型地震作用標準值的效應,可取前9~15個振型;ρjk-j振型與k振型的耦聯(lián)系數(shù);

ζj

ζk-分別為j、k振型的阻尼比;

λT-k振型與j振型的自振周期比。91雙向水平地震作用的扭轉效應

(2.21)

(2.22)

Sx、Sy分別為x向、y向單向水平地震作用按式(2.19)計算的扭轉效應

92(3)彈性時程分析法對工程的基本運動方程,輸入對應于工程場地的若干條地震加速度記錄或人工加速度時程曲線,通過積分運算求得在地面加速度隨時間變化期間結構的內力和變形狀態(tài)隨時間變化的全過程,并以此進行結構構件的截面抗震承載力驗算和變形驗算

地震烈度較高或房屋沿高度剛度和質量特別不均勻時,應進行多遇地震下的補充分析計算936.豎向地震作用的計算對9度時的高層建筑:

(2.23)

(2.24)

(2.25)質點i的豎向地震作用標準值:

(2.26)94第i層豎向總軸力為:樓層的豎向總軸力可按各構件承受的重力荷載代表值的比例分配給各構件,并宜乘以增大系數(shù)1.5;95長懸臂和其它大跨度結構、結構上部樓層外挑部分的豎向地震作用標準值:

8度設計基本地震加速度為0.30g9度該結構或構件承受的重力荷載代表值967.結構基本自振周期的近似計算(1)頂點位移法(框架結構、框架—剪力墻結構、剪力墻結構)。UT-假想把集中在各樓層處的重力荷載代表值Gi作為該樓層的水平荷載,計算出的頂點彈性水平位移(m)ψT—考慮非承重墻剛度對結構自振周期的折減系數(shù):框架結構0.6-0.7框架—剪力墻結構0.7-0.8剪力墻結構0.9-1.097(2)能量法(以剪切變形為主的框架結構)Δi—假想把集中在各樓層處的重力荷載代表值Gi作為該樓層的水平荷載,計算出的各樓層彈性水平位移98(3)微分方程簡化公式(框—剪結構)

(2.30)

(2.31)ψJ

—由附圖8.1查出的系數(shù);99100

—框架—剪力墻結構的剛度特征值

—框架—剪力墻結構中所有框架的總抗剪剛度

—框架—剪力墻結構中所有剪力墻的總抗彎剛度101(4)經(jīng)驗公式與結構層數(shù)n有關:

框架結構T1=(0.08-0.1)n框架—剪力墻結構T1=(0.06-0.08)n剪力墻結構T1=(0.05-0.06)n102與結構高度H、寬度B有關:框架結構、框—剪結構:剪力墻結構1032.1.4溫度和其他作用對超靜定結構,溫度變化、材料收縮、結構不均勻沉降會產(chǎn)生結構內力;計算困難,采用構造措施來保證。對于樓板的溫度作用,采用抗放結合的原則來保證“抗”的原則:給結構提供完全約束,結構應力最大,變形為零;“放”的原則:結構能自由變形,結構變形最大,應力為零;104(1)溫度作用9-30層的建筑,適當設計、施工和選用材料,溫度影響可忽略;30層以上的超高層建筑,必須考慮溫度的影響;105減小溫差影響的綜合技術措施:(1)平面和立面設計要避免突變;(2)降低結構的約束程度,減小約束應力;(3)加強構造鋼筋;(4)結構局部(頂層、屋頂、山墻、縱墻兩端開間)提高配筋率(5)優(yōu)化混凝土級配,減小塌落度,后澆帶方法施工106高層建筑結構中盡量避免設沉降縫的方法解決不均勻沉降的影響減小不均勻沉降影響的綜合技術措施:(1)選擇壓縮性小的地基;(2)分開施工,設后澆帶;(3)將裙房做在高層建筑的懸挑基礎上;(4)綜合采用上述方法;(2)不均勻沉降107防震縫避免結構不規(guī)則,不設防震縫;當結構不規(guī)則要設縫時,應符合下列規(guī)定:1防震縫最小寬度:

1)框架結構房屋,高度不超過15m的部分,可取100mm;超過15m的部分,6度、7度、8度和9度相應每增加高度5m、4m、3m和2m,宜加寬20mm;2)框架-剪力墻結構房屋可按第一項規(guī)定數(shù)值的70%采用,剪力墻結構房屋可按第一項規(guī)定數(shù)值的50%采用,但二者均不宜小于100mm。1082防震縫兩側結構體系不同時,防震縫寬度應按不利的結構類型確定;防震縫兩側的房屋高度不同時,防震縫寬度應按較低的房屋高度確定;3當相鄰結構的基礎存在較大沉降差時,宜增大防震縫的寬度;4防震縫宜沿房屋全高設置;地下室、基礎可不設防震縫,但在與上部防震縫對應處應加強構造和連接;5結構單元之間或主樓與裙房之間如無可靠措施,不應采用牛腿托梁的做法設置防震縫。

1092.2高層建筑結構的受力特點和工作特點高層建筑結構平面、立面、體型、形式多變,為復雜空間結構,結構設計時,應考慮其受力和工作特點進行計算模型簡化,確定科學的計算簡圖。2.2.1結構設計時,應考慮高層建筑結構的空間整體工作性能,涉及到水平剪力分配問題高層建筑結構組成:豎向抗側力構件及將豎向抗側力構件連成整體的水平構件低層建筑劃分成若干個平面抗側力結構,按受荷面積分配總水平力高層建筑結構:各構件剛度不同,若按受荷面積分配總水平力,造成剛度大力小、剛度小力大。不考慮扭轉影響時,同層各構件水平位移相同,剪力墻結構中各片墻按其等效剛度EIeq分配;框架結構按其抗側剛度D分配;框架—剪力墻結構按空間協(xié)同工作和剛度分配;考慮扭轉影響時,情況更復雜;無論采用哪種計算方法,都要考慮高層建筑結構的整體協(xié)同工作能力,只有這樣才能得到較為準確、可靠的計算結果。1102.2.2水平荷載對高層建筑結構的影響占主導地位,且不能忽略軸向變形和剪切變形低層建筑:只考慮彎曲變形產(chǎn)生的側移,忽略軸力和剪力產(chǎn)生的側移高層建筑結構:考慮彎曲變形、軸向變形、剪切變形梁彎曲、剪切、扭轉,必要時軸向變形柱彎曲、剪切、扭轉、軸向變形墻彎曲、剪切、扭轉、軸向變形1112.2.3高層建筑結構具有剛度大、延性差、易損的特點,保證結構具有一定的延性

采取構造措施:

框架:強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱桿件、強錨固

剪力墻:控制高寬比、加邊緣構件

框剪:控制剪力墻的合理數(shù)量2.2.4在進行結構的設計時,有些情況下要進行結構薄弱層的彈塑性變形驗算下列結構應進行彈塑性變形驗算:1)7~9度時樓層屈服強度系數(shù)小于0.5的框架結構;2)甲類建筑和9度抗震設防的乙類建筑結構;3)采用隔震和消能減震技術的建筑結構。

112下列結構宜進行彈塑性變形驗算:

l)豎向剛度不均勻的高層建筑結構;

2)7度Ⅲ、Ⅳ類場地和8度抗震設防的乙類建筑結構;3)板柱-剪力墻結構。1132.3高層建筑結構的結構體系和結構布置2.3.1高層建筑結構結構布置總原則選擇結構體系綜合考慮使用、美觀、結構合理、施工方便等因素。1、高層建筑不應采用嚴重不規(guī)則的結構體系;采用規(guī)則結構體型(平面、立面)規(guī)則,平面均勻、對稱并具有較好的抗扭剛度;結構的剛度、承載力和質量沿豎向均勻分布;2、具備必要的承載力、剛度和變形能力;3、避免局部破壞而導致整個結構喪失承受重力荷載、風荷載和地震作用的能力;4、加強薄弱部位;5、設置多道防線;1142.3.2控制房屋適用高度和結構高寬比H/B

鋼筋混凝土高層建筑結構的最大適用高度和高寬比應分為A級和B級。(高規(guī)3.3)(B級高度高層建筑結構的最大適用高度和高寬比可較A級適當放寬,其結構抗震等級、有關的計算和構造措施應相應加嚴,并應符合本規(guī)程有關條文的規(guī)定)115116高層建筑的高寬比,是對結構剛度、整體穩(wěn)定、承載能力、經(jīng)濟合理性的宏觀控制。高寬比的計算:一般按考慮方向的最小投影寬度計算,對突出建筑物很少的局部建筑(樓梯間、電梯間等)不應包含在內;對帶有裙房的高層建筑,當裙房的面積和剛度相對塔樓的面積和剛度較大時,計算高寬比可按塔樓部分考慮;對不宜采用最小投影寬度計算高寬比的情況,設計人員應根據(jù)實際情況確定合理的計算方法。1171182.3.3結構平面布置1.抗震設計的A級高度鋼筋混凝土高層建筑,其平面布置宜符合下列要求:

1)平面宜簡單、規(guī)則、對稱,減少偏心;2)平面長度不宜過長,突出部分長度l不宜過大(圖2.7);L、l等值宜滿足表2.12的要求;3)不宜采用角部重疊的平面圖形或細腰形平面圖形。

119

圖2.7建筑平面1202.3.3結構平面布置抗震設計的B級高

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