注冊(cè)結(jié)構(gòu)師專業(yè)高層講義

3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則是什么？多高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)符合安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、方便施工的原則。建筑物首先是為了使用，因此對(duì)于不同類型建筑物必須滿足使用功能的要求。住宅、辦公樓、商場(chǎng)、賓館、劇院、車站、機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院、學(xué)校等各種類型的建筑，他們的使用功能有著很大的區(qū)別。如果建筑物不能或不能很好滿足他們的使用功能，則建造起來(lái)的建筑將是廢品或者次品。建筑同時(shí)又體現(xiàn)出社會(huì)的文化藝術(shù)。建筑設(shè)計(jì)中往往采用許多建筑藝術(shù)手法，體現(xiàn)出社會(huì)與時(shí)代的藝術(shù)氣息。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)配合與保證建筑設(shè)計(jì)的很好實(shí)現(xiàn)，能夠準(zhǔn)確反映出建筑設(shè)計(jì)師所要表現(xiàn)的建筑藝術(shù)要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須確保使用者在正常使用的安全，而且在遇到可能預(yù)料的各種災(zāi)難時(shí)，使生命財(cái)產(chǎn)的損失減少到最小程度。為此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案應(yīng)當(dāng)盡量做到受力明確、利于計(jì)算、便利計(jì)算、減小作用效應(yīng)、增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力，利于非結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠連接，不易破壞、脫落與坍塌。建筑物的使用尚有采光、通風(fēng)、采暖、溫濕度調(diào)節(jié)、供水、排水、照明、通信以及提供動(dòng)力等要求，因此建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)和相關(guān)專業(yè)密切配合，便于多種管線，設(shè)備及設(shè)施的設(shè)計(jì)與施工安裝。多高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)有先進(jìn)性，盡量采用先進(jìn)的、高科技的材料、設(shè)備的施工安裝方法。3．2結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限和安全等級(jí)是怎樣確定的？《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2001規(guī)定：1.0.5結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)按表1.0.5采用。（一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限為50年，若建設(shè)單位提出更高的要求，也可以按建設(shè)單位的要求確定。）1.0.6結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)應(yīng)具有足夠的可靠度。結(jié)構(gòu)可靠度可采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法分析確定。1.0.7結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)應(yīng)滿足下列功能要求：1在正常施工和正常使用時(shí)，能承受可能出現(xiàn)的各種作用。2在正常使用時(shí)具有良好的工作性能；3在正常維護(hù)下具有足夠的HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=耐久性"耐久性能；4在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。1.0.8建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果（危及人的生命、造成經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生社會(huì)影響等）的嚴(yán)重性，采用不同的安全等級(jí)。建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)的劃分應(yīng)符合表1.0.8的要求表1.0.81．0．9建筑物中各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級(jí)，宜與整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)相同。對(duì)其中部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級(jí)可進(jìn)行調(diào)整，但不得低于三級(jí)。3．3對(duì)于設(shè)計(jì)使用年限為100年及其以上的丙類建筑，設(shè)計(jì)基本地震加速度、抗震措施和抗震HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=構(gòu)造"構(gòu)造措施應(yīng)如何確定？首先要明確建筑壽命、設(shè)計(jì)使用年限和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的關(guān)系。建筑壽命指從規(guī)劃、實(shí)施到使用的總時(shí)間，即從確認(rèn)需要建造開始直到建筑毀壞的全部時(shí)間。設(shè)計(jì)使用年限指設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)不需進(jìn)行大修即可達(dá)到其預(yù)定的使用年限，即HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=房屋建筑"房屋建筑在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和一般維護(hù)下所應(yīng)達(dá)到的使用年限。當(dāng)HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=房屋建筑"房屋建筑達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限后，經(jīng)過鑒定和HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=維修"維修，可繼續(xù)使用。因而設(shè)計(jì)使用年限不同于建筑壽命同一建筑中不同專業(yè)的設(shè)計(jì)使用年限可以不同，例如，外HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=保溫"保溫、給排水管道、室內(nèi)外裝修、電氣管線、結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)，均可有不同的設(shè)計(jì)使用年限。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期是指為確定可變作用及與時(shí)間有關(guān)的材料性能等取值而選用的時(shí)間參數(shù)，它不等同于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限，也不等同于建筑結(jié)構(gòu)的壽命。一般設(shè)計(jì)規(guī)范所采用的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年，即設(shè)計(jì)時(shí)所考慮HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=荷載"荷載、作用的統(tǒng)計(jì)參數(shù)均是按此基準(zhǔn)期確定的。對(duì)于設(shè)計(jì)使用年限為100年及其以上的丙類建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)另行確定在其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的活HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=荷載"荷載、雪HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=荷載"荷載、風(fēng)荷載、地震等荷載和作用的取值，確定結(jié)構(gòu)的可靠度指標(biāo)以及確定包括鋼筋HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=保護(hù)層"保護(hù)層厚度等構(gòu)件的有關(guān)參數(shù)的取值。其中結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)所采用的基本地震加速度、抗震措施和HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=構(gòu)造"構(gòu)造措施，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計(jì)使用年限、原設(shè)計(jì)基本地震加速度等條件專門研究后確定?；镜卣鸺铀俣却_定的一種方法，可參閱《建筑結(jié)構(gòu)》雜志2002年第1期的文章《估計(jì)不同服役期結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防水準(zhǔn)的簡(jiǎn)單方法》（周錫元、曾德民、高曉安）。3.4建筑抗震設(shè)防分類是怎樣確定的？《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-95規(guī)定：3.0.2建筑抗震設(shè)防類別，應(yīng)根據(jù)其使用功能的重要性可分為甲類、乙類、丙類、丁類四個(gè)類別，其劃分應(yīng)符合下列要求。甲類建筑，地震破壞后對(duì)社會(huì)有嚴(yán)重影響，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有巨大損失或有特殊要求的建筑。3．0．2．2乙類建筑，主要指使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)，且地震破壞會(huì)造成社會(huì)重大影響和國(guó)民經(jīng)濟(jì)重大損失的建筑。3．0．2．3丙類建筑，地震破壞后一般影響及其他不屬于甲、乙、丙、丁類的建筑。3．0．2．4丁類建筑，地震破壞或倒塌不會(huì)影響甲、乙、丙類建筑，且社會(huì)影響、經(jīng)濟(jì)損失輕微的建筑。一般為儲(chǔ)存物品價(jià)值低、人員活動(dòng)少的單層倉(cāng)庫(kù)等建筑。3．0．3各類建筑的抗震設(shè)計(jì)防標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)符合下列要求。3．0．3．1甲類建筑，應(yīng)按提高設(shè)防烈度一度設(shè)計(jì)（包括地震作用和抗震措施）。3．0．3．2乙類建筑，地震作用應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度計(jì)算?？拐鸫胧?，當(dāng)設(shè)防烈度為6~8度時(shí)應(yīng)提高一度設(shè)計(jì)，當(dāng)為9度時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)抗震措施。對(duì)較小的乙類建筑，可采用抗震性能好、經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系，并按本地區(qū)的抗震設(shè)防烈度采取抗震措施。已類建筑的地基基礎(chǔ)可不提高抗震措施。3．2．3．3丙類建筑，地震作用和抗震措施應(yīng)按本地區(qū)設(shè)防烈度設(shè)計(jì)。3．2．3．4丁類建筑，一般情況下，地震作用可不降低，當(dāng)設(shè)防烈度為7~9度時(shí)，抗震措施可按本地區(qū)設(shè)防烈度降低一度設(shè)計(jì)，當(dāng)為6度時(shí)可不降低。3．0．3．5本標(biāo)準(zhǔn)僅列出部分行業(yè)的甲、乙類建筑和少數(shù)丙類建筑，丁類建筑按本標(biāo)準(zhǔn)第款的規(guī)定確定，除甲、乙丁類以外，本標(biāo)準(zhǔn)未列出的宜劃為丙類建筑。9．0．3廣播、通信、交通運(yùn)輸建筑抗震設(shè)防類別，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)章節(jié)的規(guī)定采用，醫(yī)療、城市動(dòng)力系統(tǒng)、消防建筑的抗震設(shè)防類別，應(yīng)符合表9.0.3的規(guī)定。10．0．1本章適用于住宅、旅館、辦公樓、教學(xué)樓、資料室、計(jì)算站、博物館、幼兒園、HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=公共建筑"公共建筑（影劇院、大會(huì)堂、體育館）、商業(yè)建筑等的建筑抗震。10．0．2民用及其他建筑，應(yīng)主要以其社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失的大小劃分抗震設(shè)防類別。10．0．3民用及其他建筑抗震設(shè)防類別，應(yīng)符合表10.0.3的規(guī)定。11．0．1本章適用于工業(yè)與民用的倉(cāng)庫(kù)類建筑抗震設(shè)防。11．0．2倉(cāng)庫(kù)類建筑，應(yīng)根據(jù)其存放物品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和損壞后次生災(zāi)害的大小劃分抗震設(shè)防類別。11．0．3倉(cāng)庫(kù)類建筑抗震設(shè)防類別，應(yīng)符合表11.0.3的規(guī)定。注：以上條文號(hào)均為《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》的編號(hào)。3.5抗震設(shè)計(jì)的基本原則有哪些？為了使用高層建筑有足夠的抗震能力，達(dá)到小震不壞，中震可修，大震不倒的要求，應(yīng)考慮下述的抗震設(shè)計(jì)基本原則。（1）合理選擇結(jié)構(gòu)體系。對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一般來(lái)說(shuō)純框架結(jié)構(gòu)抗震能力較差，框架-HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=剪力墻"剪力墻結(jié)構(gòu)性能較好，HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=剪力墻"剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)具有良好的空間整體性，剛度也較大，歷次地震中震害都較小。（2）平面布置力求簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱，避免HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=應(yīng)力集中"應(yīng)力集中的凹角和狹長(zhǎng)的縮頸部位，避免在凹角和端部設(shè)置樓電梯間；避免樓電梯間偏置，以免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的影響。（3）豎向體型盡量避免外挑，內(nèi)收也不宜過多、過急、力求剛度均勻漸變，避免產(chǎn)生變形集中。（4）結(jié)構(gòu)的承載力、變形能力和剛度要均勻連續(xù)分布，適應(yīng)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)要求。某一部位過強(qiáng)、過剛也會(huì)使其他樓層形成相對(duì)薄弱環(huán)節(jié)而導(dǎo)致破壞。頂層、中間樓層取消部分墻柱形成大空間層后，要調(diào)整剛度并采取HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=構(gòu)造"構(gòu)造加強(qiáng)措施。底層部分HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=剪力墻"剪力墻變?yōu)榭蛑е蛉∠糠种雍?，比上層剛度消弱更為不利，?yīng)專門考慮抗震措施。不僅主體結(jié)構(gòu)，而且非HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=結(jié)構(gòu)墻"結(jié)構(gòu)墻體（特別是磚HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=砌體"砌體填充墻）的不規(guī)則、不連續(xù)布置也可能引起剛度的突變。（5）高層建筑突出屋面的塔樓必須具有足夠的承載力和延性，以承受高振型產(chǎn)生的鞭梢效應(yīng)影響。必要時(shí)可以采用鋼結(jié)構(gòu)或型鋼混凝土結(jié)構(gòu)。（6）在設(shè)計(jì)上的構(gòu)造上實(shí)現(xiàn)HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=多道"多道設(shè)防。如框架結(jié)構(gòu)采用強(qiáng)弱梁設(shè)計(jì)，梁屈服后柱仍能保持穩(wěn)定，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成連梁首先屈服，然后是墻肢，框架作為第三道防線，剪力墻結(jié)構(gòu)通過構(gòu)造措施保證連梁先屈服，并通過空間整體性形成高次超靜定等。（7）合理設(shè)置防震縫。一般情況下宜采取高速平面形狀與尺寸，加強(qiáng)構(gòu)造措施，設(shè)置后澆帶等方法盡量不設(shè)縫、少設(shè)縫。必須設(shè)縫時(shí)必須保證有足夠的寬度。（8）HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=節(jié)點(diǎn)"節(jié)點(diǎn)的承載力和剛度要與構(gòu)件的承載力與剛度相適應(yīng)。HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=節(jié)點(diǎn)"節(jié)點(diǎn)的承載力應(yīng)大于構(gòu)件的承載力。要從構(gòu)造上采取措施防止反復(fù)荷載作用下承載力和剛度過早退化。裝配式框架和大板結(jié)構(gòu)必須加強(qiáng)HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=節(jié)點(diǎn)"節(jié)點(diǎn)的連接結(jié)構(gòu)。（9）保證結(jié)構(gòu)有足夠剛度，限制頂點(diǎn)和HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=層間位移"層間位移。在小震時(shí)，應(yīng)防止過大位移使結(jié)構(gòu)開烈、影響正常使用、中震時(shí)，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)不到于嚴(yán)重破壞，可以修復(fù)；在強(qiáng)震下，結(jié)構(gòu)不應(yīng)發(fā)生倒塌，也不能因?yàn)槲灰七^大而使主體結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定或基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)過大而傾覆。(10)構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)采取有效措施防止脆性破壞，保證構(gòu)件有足夠的延性。脆性破壞指剪切、錨固和壓碎等突然而無(wú)事先警告的破壞形式。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證抗剪承載力大于抗彎承載力，按“強(qiáng)剪弱彎”的方針進(jìn)行配筋。為提高構(gòu)件的抗剪和抗壓能力，加強(qiáng)約束HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=箍筋"箍筋是有效措施。（11)保證地基基礎(chǔ)的承載力、剛度和有足夠的抗滑移、抗轉(zhuǎn)動(dòng)能力，使整個(gè)高層建筑成為一個(gè)穩(wěn)定的體系，防止產(chǎn)生過大的差異沉降和傾覆。(12)減輕結(jié)構(gòu)自重，最大限度的降低地震的作用。3.6抗震設(shè)計(jì)的多高層建筑對(duì)建筑場(chǎng)地有哪些規(guī)定?表1（1）選擇建筑場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)按表3-1劃分對(duì)建筑抗震有利、不利和危險(xiǎn)的地段。(2)建筑場(chǎng)地的類別劃分，應(yīng)以土層等效HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=剪切波"剪切波速和場(chǎng)地HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=覆蓋層"覆蓋層厚度為準(zhǔn)。(3)土層HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=剪切波"剪切波速的測(cè)量，應(yīng)符合下列要求:1)在場(chǎng)地初步勘察階段，對(duì)大面積的同一地質(zhì)單元，測(cè)量土層HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=剪切波"剪切波速的鉆孔數(shù)量，應(yīng)為控制性鉆孔數(shù)量的1/3一1/5，山間河谷地區(qū)可適量減少，但不宜少于3個(gè);2)在場(chǎng)地詳細(xì)勘察階段，對(duì)單幢建筑，測(cè)量土層剪切波速的鉆孔數(shù)量不宜少于2個(gè)，數(shù)據(jù)變化較大時(shí)，可適量增加;對(duì)小區(qū)中處于同一地質(zhì)單元的密集高層建筑群，側(cè)量土層剪切波速的鉆孔數(shù)量可適量減少，但每幢高層建筑下不得少于一個(gè);3)對(duì)丁類建筑及層數(shù)不超過10層且高度不超過30M的丙類建筑，當(dāng)無(wú)實(shí)測(cè)剪切波速時(shí)，可根據(jù)巖土名稱和性狀，按表3-2劃分土的類型，再利用當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)在表3-2的剪切波速范圍內(nèi)估計(jì)各土層的剪切波速。表3-2(4)建筑場(chǎng)地夜蓋層厚度的確定，應(yīng)符合下列要求:1)一般情況下，應(yīng)按地面至剪切波速大于500M/G的土層頂面的距離確定;2)當(dāng)?shù)孛?M以下存在剪切波速大于相鄰上層土剪切波速2.5倍的土層，且其下臥巖土的剪切波速均不小于400M/G。時(shí)，可按地面至該土層頂面的距離確定3)剪切波速大于500M/S，的孤石、透鏡體，應(yīng)視同周圍土層;4)十層中的火山巖硬夾層，應(yīng)視為HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=剛體"剛體，其厚度應(yīng)從覆蓋土層中扣除。(5)土層的等效剪切波速，應(yīng)按下列公式計(jì)算;`V_ΘE=D_O`/I(3一1)`I=∑_(I-1)^N``D_I`/`Ν_ΔI`(3一2)式中:`V_ΘE`—土層等效剪切波速(M/S);DO—計(jì)算深度(M)，取HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=覆蓋層"覆蓋層厚度和2DM二者的較小值;L—剪切波在地面至計(jì)算深度之間的傳播時(shí)間;`D_I`—計(jì)算深度范圍內(nèi)第I土層的厚度(M);`Ν_ΔI`—計(jì)算深度范圍內(nèi)第D土層的剪切波速(M/S)N—計(jì)算深度范圍內(nèi)土層的分層數(shù)。(6)建筑的HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=場(chǎng)地類別"場(chǎng)地類別，應(yīng)根據(jù)土層等效剪切波速和場(chǎng)地HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=覆蓋層"覆蓋層厚度按表3-3劃分為四類。當(dāng)有可靠的剪切波速和覆蓋層厚度且其值處于表3-3所列HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=場(chǎng)地類別"場(chǎng)地類別的分界線附近時(shí)，應(yīng)允許按插值方法確定地震作用計(jì)算所用的設(shè)計(jì)特征周期。;(7)場(chǎng)地內(nèi)存在發(fā)震HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=斷裂"斷裂時(shí)，應(yīng)對(duì)HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=斷裂"斷裂的工程影響進(jìn)行評(píng)價(jià)，并應(yīng)符合下列要求:1)對(duì)符合下列規(guī)定之一的情況，可忽略發(fā)震HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=斷裂"斷裂錯(cuò)動(dòng)對(duì)地面建筑的影響:

①抗震設(shè)防烈度小于8度;

②非全新世活動(dòng)斷裂;

③抗震設(shè)防烈度為8度和9度時(shí)，前第四紀(jì)HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=基巖"基巖隱伏斷裂的土層覆蓋厚度分別大于60M和90M.2)對(duì)不符合本條1款規(guī)定的情況，應(yīng)避開主斷裂帶。其避讓距離不宜小子表3-4對(duì)發(fā)震斷裂最小避讓距離的規(guī)定。3.7多高層建筑的適用高度和高寬比的房屋高度應(yīng)怎樣確定?根據(jù)《高規(guī)》規(guī)定，房屋高度指室外地面至主要屋面，不包括局部突出屋面的電梯機(jī)房、水箱間、構(gòu)架等高度。部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的層數(shù)指地面以上有部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的層數(shù)。3.8較復(fù)雜體型的高層建筑高寬比如何確定?在復(fù)雜體型的高層建筑中，如何計(jì)算高寬比是比較難以確定的問題。一般場(chǎng)合，可按所考慮方向的最小投影寬度計(jì)算高寬比，但對(duì)突出建筑物平面很小的局部結(jié)構(gòu)(如樓梯間飛電梯間等)，一般不應(yīng)包含在計(jì)算寬度內(nèi);對(duì)于不宜采用最小投影寬度計(jì)算高寬比的情況，應(yīng)由設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況確定合理的計(jì)算方法;對(duì)帶有裙房的高層建筑，當(dāng)裙房的面積和剛度相對(duì)于其上部塔樓的面積和剛度較大時(shí)，計(jì)算高寬比的房屋高度和寬度可按裙房以上部分考慮。3.9多高層建筑結(jié)構(gòu)平面布置有哪些規(guī)定?(1)結(jié)構(gòu)平面布置必須考慮有利于抵抗水平和豎向荷載，受力明確，傳力直接，力爭(zhēng)均勻?qū)ΨQ，減少扭轉(zhuǎn)的影響。在地震作用下，建筑平面要力求簡(jiǎn)單規(guī)則，風(fēng)力作用下則可適當(dāng)放寬。1976年7月28日唐山地震中，L形平面和其他不規(guī)則平面的建筑物因扭轉(zhuǎn)而破壞的很多。天津人民印刷廠(6層L形平面框架結(jié)構(gòu))的角柱多處破壞便是一例。1985年9月墨西哥城地震中，相當(dāng)多的框架結(jié)構(gòu)由于平面不規(guī)則、不對(duì)稱而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)破壞。因此，抗震設(shè)防的高層建筑，平面形狀宜簡(jiǎn)單、對(duì)稱、規(guī)則，以減少震害。一般建筑平面如圖3-1所示，其中C,D,H三個(gè)平面比較不規(guī)則、不對(duì)稱，選用后各方面應(yīng)予以加強(qiáng)。圖3-1除平面形狀外，各部分尺寸都有一定的要求。首先，平面的長(zhǎng)度比不宜過大，L/B一般宜小于6,以避免兩端相距太遠(yuǎn)，震動(dòng)不同步，由于復(fù)雜的振動(dòng)形態(tài)而使結(jié)構(gòu)受到損害。長(zhǎng)矩形平面的尺寸目前一般在70-80M以內(nèi)，但最長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)單元長(zhǎng)度已達(dá)114M(北京昆侖飯店)和138M(北京京倫飯店)。為了保證樓板在平面內(nèi)有很大的剛度，也為了防止或減輕建筑物各部分之間振動(dòng)不同步，建筑平面的外伸段長(zhǎng)度C應(yīng)盡可能小。平面凹人后，樓板的寬度應(yīng)予保證，Z形平面(圖3-1F〕的重疊部分應(yīng)有足夠長(zhǎng)度。另外，由于在凹角附近，樓板容易產(chǎn)生HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=應(yīng)力集中"應(yīng)力集中，要加強(qiáng)樓板的配筋。在設(shè)汁中，L/R的數(shù)值7度設(shè)防時(shí)最好不超過4;8度設(shè)防時(shí)最好不超過3,C/D的數(shù)值最好不超過1.0.當(dāng)平面突出部分長(zhǎng)度C/D≤1且C/B≤3時(shí)，如果質(zhì)量和剛度比較均勻?qū)ΨQ，可以按規(guī)則結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì):在規(guī)則平面中，如果結(jié)構(gòu)剛度不對(duì)稱，仍然會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。所以，在布置抗側(cè)力結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)使結(jié)構(gòu)均勻分布，令荷載合力作用線通過結(jié)構(gòu)剛度中心，以減少扭轉(zhuǎn)的影響。尤其是布置樓電梯間更要注意，樓電梯井筒往往有較大的剛度，它對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的對(duì)稱性有顯著的影響?？蚣芤煌搀w結(jié)構(gòu)和筒中筒結(jié)構(gòu)更應(yīng)選取雙向?qū)ΨQ的規(guī)則平面，如矩形、正方形、正多邊形、圓形。當(dāng)采用矩形平面時(shí)，L/B不宜大于2。(2)為了防止樓板削弱后產(chǎn)生過大的HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=應(yīng)力集中"應(yīng)力集中，樓電梯間不宜設(shè)在平面凹角部位和端部角區(qū)，但建筑布置上，從功能考慮，往往在上述部位設(shè)樓電梯間。如果確實(shí)非設(shè)不可,則應(yīng)采用剪力墻筒體予以加強(qiáng)。如果采用了復(fù)雜的平面而又不能滿足《高層規(guī)程》表4.3.3的要求，則應(yīng)進(jìn)行更細(xì)致的抗震驗(yàn)算并采取加強(qiáng)措施:如圖3-2所示的井字形平面建筑，由于立面陰影的要求，平面凹人很探，中央設(shè)置樓電梯間后，樓板四邊所剩無(wú)幾，很容易發(fā)生震害，二必須予以加強(qiáng)。在不妨礙建筑使用的原則下，可以采用下面兩種措施之一:(1)如圖中所示，設(shè)置拉梁A，為美觀也可以設(shè)置拉板(板厚可為250一300MM。拉梁、拉板內(nèi)配置受拉鋼筋;(2)或如圖中所示，增設(shè)不上人的外挑板或可以使用的陽(yáng)臺(tái)B,在板內(nèi)雙層雙向配鋼筋，每層、每向配筋率O.25%。圖3-2圖3-3的不規(guī)則平面中，圖(A))重疊長(zhǎng)度太小，應(yīng)力集中十分顯著，宜增設(shè)斜角板增強(qiáng)，斜角板宜加厚并設(shè)邊梁，梁內(nèi)配置1%以上的拉筋。圖(B)中的啞鈴形平面中，狹窄的樓板連接部分是薄弱部位。經(jīng)動(dòng)力分析表明:板中剪力在兩側(cè)反向振動(dòng)時(shí)可能達(dá)到很大的數(shù)值。因此，連接部位板厚應(yīng)增大;板內(nèi)設(shè)置雙層雙向鋼筋網(wǎng)，每層、每向配筋率不小于0.25%.邊梁內(nèi)配置1%以上的受拉鋼筋。圖3-3位于凹角處的樓板宜配置加強(qiáng)筋(如4Φ16的45斜向筋)，自凹角頂點(diǎn)延伸人樓板內(nèi)的長(zhǎng)度不小于`L_AK`(受拉鋼筋抗震錨固長(zhǎng)度)。(3)在高層建筑周邊設(shè)置低層裙房時(shí)，裙房可以單邊、兩邊和三邊圍合設(shè)置(圖3_4A-C)，甚至高層主樓置于裙房?jī)?nèi)(圖3-4D).當(dāng)裙房面積較小，與主樓相比其剛度也不大時(shí)，上、下層剛度中心不一致而產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)影響較小，可以采用圖A-C的偏置形式;當(dāng)裙房面積較大，裙房邊長(zhǎng)與主樓邊長(zhǎng)之比R/B,L/L大于1.5時(shí)，宜采用圖D的內(nèi)置式，井且裙房剛度中心O‘與主樓剛度中心0的偏心不宜大于裙房相應(yīng)邊長(zhǎng)的20}}P實(shí)際操作時(shí)可按質(zhì)量中心進(jìn)行控制。(4)高層建筑物設(shè)置了伸縮縫、沉降縫或防震縫后，獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元就是由這些縫劃分出來(lái)的各個(gè)部分。各獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元平面形狀和剛度對(duì)稱，有利于減少地震時(shí)由于扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的震害。唐山地震、墨西哥城地震和阪神地震都明顯看出:平面不規(guī)則、剛度偏心的建筑物，在地震中容易受到較嚴(yán)重的破壞。因此，在設(shè)計(jì)中宜盡量減小剛度的偏心。如果建筑物平面不規(guī)則、剛度明顯偏心，則應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)用較精確的內(nèi)力分析方法考慮偏心的影響，并在配筋構(gòu)造上對(duì)邊、角部位予以加強(qiáng)。(5)平面過于狹長(zhǎng)的建筑物在地震時(shí)由于兩端地震波輸人有位相差而容易產(chǎn)生不規(guī)則振動(dòng)，產(chǎn)生較大的震害，平面有較長(zhǎng)的外伸時(shí)。外伸段容易產(chǎn)生局部振動(dòng)而引發(fā)凹角處破壞。需要抗震設(shè)防的A級(jí)高度鋼筋混凝上高層建筑，其平面布置宜符合下列要求:1)平面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、減少偏心，否則應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)不利影響;2)平面長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)，突出部分長(zhǎng)度L不宜過大，凹角處宜采取加強(qiáng)措施(圖3-5);L,L等值宜滿足表3-5的要求;(圖略)(6)抗震設(shè)計(jì)的B級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑，其平面布置應(yīng)簡(jiǎn)單、規(guī)則，減少偏心。(7)角部重疊和細(xì)腰形的平面圖形(圖3-6)，在中央部位形成狹窄部分，在地震中容易產(chǎn)生震害，尤其在凹角部位，因?yàn)閼?yīng)力集中容易使樓板開裂、破壞。這些部位應(yīng)采用加大樓板厚度，增加板內(nèi)配筋設(shè)置集中配筋的邊梁，配置45°斜向鋼筋等方法予以加強(qiáng)。圖3-6當(dāng)樓板平面過于狹長(zhǎng)、有較大的凹人和開洞而使樓板有過大削弱時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)中考慮樓板變形產(chǎn)牛的不利影響。樓面凹人和開洞尺寸不宜大于樓面寬度的一半，樓板開洞總面積不宜超過樓面面積的30%;在扣除凹人和開洞后，樓板在任一方向的最小凈寬度不宜小于5M。且開洞后每一邊的樓板凈寬度不應(yīng)小于2M.如圖3-7所示屬不規(guī)則平面圖3-7(A)當(dāng)房屋底部?jī)H為門廳、共享大廳通高2-3層的情況在工程中是常見的，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意分析和加強(qiáng)構(gòu)造。(8)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)建筑物平面形狀復(fù)雜而又無(wú)法調(diào)整其平面形狀和結(jié)構(gòu)布置使之成為較規(guī)則的結(jié)構(gòu)時(shí)，宜設(shè)置防震縫將其劃分為較簡(jiǎn)單的幾個(gè)結(jié)構(gòu)單元。設(shè)置防震縫時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定:1)房屋高度不超過15M時(shí)防震縫最小寬度為70MM,當(dāng)高度超過15M時(shí)，各結(jié)構(gòu)類型按表3-6確定;2)防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系不同時(shí)，防震縫寬度按不利的體系考慮，并按較低一側(cè)的高度計(jì)算確定縫寬;3)防震縫應(yīng)沿房屋全高設(shè)置，基礎(chǔ)及地下室可不設(shè)防震縫，但在防震縫處應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造和連接;4)當(dāng)相鄰結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)存在較大沉降差時(shí)，宜增大防震縫的寬度;5)8,9度框架結(jié)構(gòu)房屋防震縫兩側(cè)HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=結(jié)構(gòu)高度"結(jié)構(gòu)高度、剛度或HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=層高"層高相差較大時(shí)，可在縫兩側(cè)房屋的盡端沿全高設(shè)置垂直于防震縫的抗撞墻，每一側(cè)抗撞墻的數(shù)量不應(yīng)少于兩道，宜分別對(duì)稱布置，墻肢長(zhǎng)度可不大于一個(gè)柱距，框架和抗撞墻的內(nèi)力應(yīng)按考慮和不考慮抗撞墻兩種情況分別進(jìn)行分析，并按不利情況取值?？棺矇υ诜勒鹂p一端的邊柱，HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=箍筋"箍筋應(yīng)沿房屋全高加密(圖3-8)。9)在有抗震設(shè)防要求的情況下，建筑物各部分之間的關(guān)系應(yīng)明確;如分開，則徹底分開，如相連，則連接牢固。不宜采用似分不分、似連不連的結(jié)構(gòu)方案。天津友誼賓館主樓(8層框架)與單層餐廳采用了餐廳層屋面梁支承在主框架牛腿上加以鋼筋焊接，在唐山地震中由于振動(dòng)不同步，牛腿拉斷、壓碎、產(chǎn)生嚴(yán)重震害，這種連接方式是不可取的。因此，結(jié)構(gòu)單元之間或主樓與裙房之間如無(wú)可靠措施，不應(yīng)采用牛腿托梁的做法作為防震縫處理?？紤]到目前結(jié)構(gòu)型式和體系較為復(fù)雜，例如連體結(jié)構(gòu)中連接體與主體建筑之間可能采用鉸接等情況，如采用牛腿托梁的做法，則應(yīng)采取類似HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=橋墩"橋墩支承橋面結(jié)構(gòu)的做法，在較長(zhǎng)、較寬的牛腿上設(shè)置滾軸或鉸支承，而不得采用焊接等固定連接方式。并應(yīng)能適應(yīng)地震作用下相對(duì)位移的要求。(10)在規(guī)則平面中，如果結(jié)構(gòu)剛度不對(duì)稱，在地震作用下仍然會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。所以，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)均勻分布，并使荷載合力作用線通過結(jié)構(gòu)剛度中心，以減少扭轉(zhuǎn)的影響。樓梯及電梯墻體的布置應(yīng)注意使結(jié)構(gòu)剛度對(duì)稱分布。3.10多高層建筑結(jié)構(gòu)豎向布置有哪些規(guī)定?(1)歷次地震震害表明:結(jié)構(gòu)剛度沿豎向突變、外形外挑內(nèi)收等，都會(huì)產(chǎn)生變形在某些樓層的過分集中，出現(xiàn)嚴(yán)重震害甚至倒塌。所以設(shè)計(jì)中應(yīng)力求自下而上剛度逐漸、均勻減小，體型均勻不突變。1995年阪神地震中，大阪和神戶市不少建筑產(chǎn)生中部樓層嚴(yán)重破壞的現(xiàn)象，其中一個(gè)原因就是結(jié)構(gòu)剛度在中部樓層產(chǎn)生突變。有些是柱截面尺寸和混凝土強(qiáng)度在中部樓層突然減小。有些是由于使用要求而剪力墻在中部樓層突然取消，這些都引發(fā)了樓層剛度的突變而產(chǎn)生嚴(yán)重震害。(2)抗震設(shè)計(jì)的高層建筑結(jié)構(gòu)。其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%。結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力構(gòu)件不宜不連續(xù)(圖3-9)樓層的側(cè)向剛度可取地震作用下該樓層剪力和該樓層HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=層間位移"層間位移的比值。(3)A級(jí)高度高層建筑的樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的承載力不宜小于其上一層的80%,不應(yīng)小于其上一層的565%.B級(jí)高度高層建筑的樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的承載力不應(yīng)小于其上一層的75%〔圖3-10)注:樓層層間杭側(cè)力結(jié)構(gòu)承載力是指在所考慮的水平地震作用方向上，該層全部柱及剪力墻的受剪承載力之和。(4)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)結(jié)構(gòu)上部樓層收進(jìn)部位到室外地面的高度`H_1`與房屋高度H之比大于0.2時(shí)，上部樓層收進(jìn)后的水平尺寸`B_1`，不宜小于下部樓層水平尺寸B的G.75倍(圖3-11A,B)當(dāng)上部結(jié)構(gòu)樓層相對(duì)于下部樓層外挑時(shí)，下部樓層的水平尺寸B不宜小于上部樓層水平尺寸`B_1`的0.9倍，且水平外挑尺寸A不宜大于4M.圖3-11(5)中國(guó)建筑科學(xué)研究院的計(jì)算分析和試驗(yàn)研究表明，當(dāng)結(jié)構(gòu)上部樓層相對(duì)于下部樓層收進(jìn)時(shí)，收進(jìn)的部位越高、收進(jìn)后的平面尺寸越小，結(jié)構(gòu)的高振型反應(yīng)越明顯，因此對(duì)收進(jìn)后的平面尺寸加以限制。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)樓層相對(duì)于下部樓層外挑時(shí)，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)和豎向地震作用效應(yīng)明顯，對(duì)抗震不利，因此對(duì)其外挑尺寸加以限制，設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮豎向地震作用影響。(6)歷次地震震害表明:結(jié)構(gòu)剛度沿豎向突變、外形外挑或內(nèi)收等，都會(huì)產(chǎn)生某些樓層的變形過分集中，出現(xiàn)嚴(yán)重展害甚至倒塌。所以設(shè)計(jì)中應(yīng)力求使結(jié)構(gòu)剛度自下而上逐漸均勻減小，體形均勻、不突變。1995年阪神地震中，大阪和神戶市不少建筑產(chǎn)生中部樓層嚴(yán)重破壞的現(xiàn)象，其中一個(gè)原因就是結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度在中部樓層產(chǎn)生突變。有些是柱截面尺寸和混凝土強(qiáng)度在中部樓層突然減小，有些是由于使用要求使剪力墻在中部樓層突然取消，這些都引發(fā)了樓層剛度的突變而產(chǎn)生嚴(yán)重震害。柔弱底層建筑物的嚴(yán)重破壞在國(guó)內(nèi)外的大地震中更是普遍存在。(7)頂層取消部分墻、柱而形成空曠房間時(shí)，其樓層側(cè)向剛度和承載力可能比其下部樓層相差較多，是不利于抗震的結(jié)構(gòu)，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算分析，并采取有效的構(gòu)造措施。如采用彈性時(shí)程分析進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算、柱子HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=箍筋"箍筋應(yīng)全長(zhǎng)加密配置、大跨度屋面構(gòu)件要考慮豎1)減小土的重量，降低地基的附加壓力;2)提高地基土的承載能力;3)減少地震作用對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響。唐山地震震害凋查表明:有地下室的建筑物震害明顯減輕.同一結(jié)構(gòu)單元應(yīng)全部設(shè)置地下室，不宜采用部分地下室，且地下室應(yīng)當(dāng)有相同的埋深。3.11怎樣通過計(jì)算來(lái)限制建筑結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性?結(jié)構(gòu)平面布置要限制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。國(guó)內(nèi)、外歷次大地震震害表明，平面不規(guī)則、質(zhì)量與剛度偏心和抗扭剛度太弱的結(jié)構(gòu)，在地震中受到嚴(yán)重的破壞。國(guó)內(nèi)一些振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)結(jié)果也表明，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞。對(duì)結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)需從兩個(gè)方面加以限制:(1)限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，避免產(chǎn)生過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。規(guī)定單向地震作用扭轉(zhuǎn)變形的計(jì)算應(yīng)考慮偶然偏心的影響(詳見(高規(guī)》第3.3.3條)，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=層間位移"層間位移，A級(jí)高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍(圖3-12)B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。(2)限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。關(guān)鍵是限制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期`T_1`與平動(dòng)為主的第一自振周期`T_1`之比。當(dāng)兩者接近時(shí)，由于振動(dòng)藕連的影響，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯增大。結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期T:與平動(dòng)為主的第一自振周期T，之比，A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于0.9,B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85O不滿足以上要求時(shí)，宜調(diào)整抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置，增大結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。如在滿足層間位移比的情況下，減小某些(中部)豎向構(gòu)件剛度，增大平動(dòng)周期，加大端部豎向構(gòu)件抗扭剛度，減小扭轉(zhuǎn)周期。扭轉(zhuǎn)禍聯(lián)振動(dòng)的主方向，可通過計(jì)算振型方向因子來(lái)判斷。在兩個(gè)平動(dòng)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)成的三個(gè)方向因子中，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向因子大于0.5時(shí)，則該振型可認(rèn)為是扭轉(zhuǎn)為主的振型。多高層建筑結(jié)構(gòu)，經(jīng)計(jì)算若周期比`T_1`/`T_1`.小于0.5，則相對(duì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)ΘR/Υ。一般較小(Θ,R分別為扭轉(zhuǎn)角和結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)半徑。ΘR表示由于扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離質(zhì)心距離為回轉(zhuǎn)半徑處的位移，Υ為質(zhì)心位移)，即使結(jié)構(gòu)的剛度偏心很大，HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=偏心距"偏心距。達(dá)到0.7R，其相對(duì)扭轉(zhuǎn)變形ΘR/Υ值亦僅為0.2。而當(dāng)周期比`T_1`/`T_1`.大于0.85以后，相對(duì)扭振效應(yīng)ΘR/Υ值急劇增加。即使剛度偏心很小，HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=偏心距"偏心距E僅為0.1R，當(dāng)周期比`T_1`/`T_1`等于0.85時(shí)，相對(duì)扭轉(zhuǎn)變形ΘR/Υ值可達(dá)0.25;當(dāng)周期比`T_1`/`T_1`接近1時(shí)，相對(duì)扭轉(zhuǎn)變形ΘR/Υ值可達(dá)0.5。由此可見，抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)采取措施減小周期比`T_1`/`T_1`值，使結(jié)構(gòu)具有必要的抗扭剛度。表3-7從表中還可以看出，結(jié)構(gòu)的第一振型是以平動(dòng)為主的平動(dòng)與扭轉(zhuǎn)混合振型(其平動(dòng)振動(dòng)系數(shù)為0.90,扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系數(shù)為0.10)，結(jié)構(gòu)以扭轉(zhuǎn)振動(dòng)為主的第一自振周期T，與平動(dòng)振動(dòng)為主的第一自振周期`T_1`之比為`T_1`/`T_1`=4.929/1.210=0.768，符合《高規(guī)》第4.3.5條A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于0.9的要求。(3)目前在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用的多數(shù)計(jì)算分析方法和計(jì)算機(jī)軟件，都假定樓板在平面內(nèi)不變形，平面內(nèi)剛度為無(wú)限大，這對(duì)于大多數(shù)工程來(lái)說(shuō)是可以接受的。但當(dāng)樓板有大的凹人、大的開洞時(shí)，樓板在平面內(nèi)削弱過大，樓板產(chǎn)生顯著的變形，這時(shí)剛性樓板的假定不再適用，要采用考慮樓板變形影響的計(jì)算方法和相應(yīng)的計(jì)算程序?？紤]樓板的實(shí)際剛度可以采用將樓板等效為受彎水平梁的簡(jiǎn)化方法，也可以將樓板劃分為單元后采用HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=有限單元法"有限單元法進(jìn)行計(jì)算。(4)級(jí)高度的高層建筑結(jié)構(gòu)和《高規(guī)》第10章規(guī)定的復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)符合下列要求:1)應(yīng)采用至少兩個(gè)不同力學(xué)模型的三維空間分析軟件進(jìn)行整體內(nèi)力位移計(jì)算;2)抗震計(jì)算時(shí)，宜考慮平扭藕連計(jì)算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，振型數(shù)不應(yīng)小于15，對(duì)多塔樓結(jié)構(gòu)的振型數(shù)不應(yīng)小于塔樓數(shù)的9倍，且計(jì)算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%;3)應(yīng)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算;4)宜采用彈塑性靜力或動(dòng)力分析方法驗(yàn)算HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=薄弱層"薄弱層彈塑性變形。5)對(duì)豎向不規(guī)則的高層建筑結(jié)構(gòu)，包括某樓層抗側(cè)剛度小于其上一層的70%或小于其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%,或結(jié)構(gòu)樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的承載力小于其上一層的80%，或某樓層豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)，其HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=薄弱層"薄弱層對(duì)應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的地震剪力應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù);結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析應(yīng)符合《高規(guī)》第5.1.13條的規(guī)定，并應(yīng)對(duì)薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施。3.12多高層建筑HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=結(jié)構(gòu)水"結(jié)構(gòu)水平位移限值的目的是什么?多高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有必要的剛度，在正常使用條件下限制建筑結(jié)構(gòu)層間位移的主要目的為;第一，保證主要結(jié)構(gòu)基本處于彈性受力狀態(tài)，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要避免混凝土墻或柱出現(xiàn)裂縫;將混凝土梁等樓面構(gòu)件的裂縫數(shù)量、寬度限制在規(guī)范允許范圍之內(nèi)。第二，保證填充墻、隔墻和HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=幕墻"幕墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的完好，避免產(chǎn)生明顯損壞。因此，《高規(guī)》第4.6.3條規(guī)定了按彈性方法計(jì)算的樓層層間最大位移與HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=層高"層高之比△U/H的限值。3.13樓層層間最大位移△U是怎樣計(jì)算的?正常使用條件下的HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=結(jié)構(gòu)水"結(jié)構(gòu)水平位移是按地震小震考慮，即50年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期超越概率10%的地震加速度的多遇地震考慮，比設(shè)防烈度約低1.55度的設(shè)計(jì)基本地震加速度計(jì)算確定;風(fēng)荷載按50年或100年一遇的風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算確定。第I層的△U/H指第I層和第I-1層在樓層平面各處位移差△U=`U_1`-`U_(I-1`中的最大值與HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=層高"層高之比，不扣除整體彎曲變形。由于多高層建筑結(jié)構(gòu)在水平力(水平地震作用或風(fēng)荷載)作用下幾乎都會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，所以△U的最大值一般在結(jié)構(gòu)單元的邊角部位。高層建筑結(jié)構(gòu)的水平地震作用下最大位移，應(yīng)在單向水平地震作用時(shí)不考慮偶然偏心的影響，采用考慮扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)振動(dòng)影響的振型分解HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=反應(yīng)譜"反應(yīng)譜法進(jìn)行計(jì)算，并應(yīng)采用剛性樓板假定。3.14為什么要進(jìn)行HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=薄弱層"薄弱層彈塑性變形計(jì)算?震害表明，結(jié)構(gòu)如果存在薄弱層，在強(qiáng)烈地震作用下結(jié)構(gòu)薄弱部位將產(chǎn)生較大的彈塑性變形，會(huì)引起結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞甚至倒塌。因此。《高規(guī)》第5.5.1條規(guī)定了對(duì)某些抗震設(shè)計(jì)的高層建筑結(jié)構(gòu)，在罕遇地震作用下薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算;第4.6.5條規(guī)定了層間彈塑性位移角限值;第5.5.1條至5.5.3條規(guī)定了彈塑性變形計(jì)算方法;第5.1.13條規(guī)定，B級(jí)高度的高層建筑結(jié)構(gòu)和第10章的復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)宜采用彈塑性靜力或動(dòng)力分析方法驗(yàn)算薄弱層彈塑性變形。彈塑性動(dòng)力分析，即彈塑性時(shí)程分析，目前各有關(guān)國(guó)家還處于研究階段，尚缺乏比較成熟的實(shí)用分析軟件。彈塑性靜力分析方法，即結(jié)構(gòu)非線性計(jì)算(PUSHOVER推覆分析)，目前許多院校和研究單位都可進(jìn)行計(jì)算，中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究所的北京金土木軟件技術(shù)有限公司新推出國(guó)際建筑結(jié)構(gòu)通用軟件ETARS中文版可以進(jìn)行此項(xiàng)計(jì)算。3.15《高規(guī)》為什么規(guī)定舒適度要求?高層建筑在風(fēng)荷載作用下將產(chǎn)生振動(dòng)，過大的振動(dòng)加速度將使在高樓內(nèi)居住的人們感覺不舒適，甚至不能忍受，直接影響工作和生活，不舒適程度與建筑物的加速度關(guān)系如表3-8所示?！陡咭?guī)》第4.6.6條規(guī)定，高度超過150M的高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的使用條件、滿足舒適度要求，按10年一遇的風(fēng)荷載取值計(jì)算的順風(fēng)向與橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)最大加速度`Α_MAX`不應(yīng)超過表3-9中數(shù)值。超高層建筑風(fēng)振反應(yīng)加速度包括順風(fēng)向最大加速度、橫風(fēng)向最大加速度和扭轉(zhuǎn)角速度。順風(fēng)向和橫風(fēng)向的頂點(diǎn)最大加速度應(yīng)按下列公式計(jì)算:(1)順風(fēng)向頂點(diǎn)最大加速度`Α_W`=Ζ`(Μ_ΘΜ_RΩ_0A)/(M_TOT)`式中`Α_W`——順風(fēng)向頂點(diǎn)最大加速度（M/`S^2`）`Μ_Θ`——風(fēng)荷載體型系數(shù)；`Μ_R`——重現(xiàn)期調(diào)整系數(shù)，取重現(xiàn)期為10年時(shí)的系數(shù)0.83;`Ω_0`——基本風(fēng)壓（KN/`M2`）,按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷規(guī)范》GB50009—2001

Ζ、Ν——分別為脈動(dòng)增大系數(shù)和脈動(dòng)影響系數(shù)，按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009—2001的規(guī)定采用A——建筑物總迎風(fēng)面積（`M^2`）`M_TOT`——建筑物總質(zhì)量（T）(2)橫風(fēng)向頂點(diǎn)最大加速度`Α_W`=`(B_R)/(T_1^2)`.`(SQRT(BL))/(Γ_BSQRT(Ζ_T,CR))`(3-4)`B_R`=`2.05×10^-4(Ν_N,MT_T)/(SQRT(BL))^3.3`(KN/`M^3`)(3-5)式中`Α_TR`——橫風(fēng)向頂點(diǎn)最大加速（M/`S^2`）;`Ζ_O,M`——建筑物頂點(diǎn)平均風(fēng)速（M/S）,`Ν_OM`=`40SQRT(Μ_OΜ_ZΩ_O)``Μ_Z`——風(fēng)壓高度變化系數(shù)；`?！狟`——建筑物所受的平均重力（KN/`M^3`）;`ΖT,ER`——建筑物橫風(fēng)向的臨界阻尼比值；`T_1`——建筑物橫風(fēng)向第一自振周期（S）B、L—分別為建筑物平面的寬度和長(zhǎng)度（M）3．16多高層房屋適用高度和高寬比如何確定?(1)鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度和高寬比分為A級(jí)和B級(jí)。B級(jí)高度高層建筑站構(gòu)的最大適用高度和高寬比較A級(jí)有所放寬，其結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)和有關(guān)的計(jì)算、構(gòu)造措施應(yīng)符合本手冊(cè)相應(yīng)條文的規(guī)定。多層建筑結(jié)構(gòu)只有A級(jí)適用高度。(2)A緞高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度宜符合《高規(guī)》表4.2.2-1的規(guī)定，短肢剪力墻．筒體結(jié)構(gòu)的最大適用高度應(yīng)符合《高規(guī)》第7.1.2條的規(guī)定。框架-剪力墻、剪力墻和筒體結(jié)構(gòu)高層建筑，其高度超過表4.2.2-1規(guī)定時(shí)為B級(jí)高度高層建筑.B級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度不宜大于《高規(guī)》表4.2.2-2的規(guī)定。(3)島層建筑的高寬比，是對(duì)結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定、承載能力和經(jīng)濟(jì)臺(tái)理性的宏觀控制。A級(jí)高度高層建筑的高寬比限值見《高規(guī)》表4.2.3-1，B級(jí)高度高層建筑的高寬比限值見《高規(guī)》表4.2.3-2。在復(fù)雜體型的高層建筑中，如何計(jì)算高寬比是比較難以確定的問題。一般場(chǎng)合，可按所考慮方向的最小投影寬度計(jì)算高寬比，但對(duì)突出建筑物平面很小的局部結(jié)構(gòu)(如樓梯間、電梯間等)，一般不應(yīng)包含在計(jì)算寬度內(nèi)；對(duì)于不宜采用最小投影寬度計(jì)算高寬比的情況，應(yīng)由設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況確定合理的計(jì)算方法；對(duì)帶有裙房的高層建筑，當(dāng)裙房的面積和剛度相對(duì)于其上部塔樓的面積和剛度較大時(shí)，計(jì)算高寬比的房屋高度和寬度可按裙房以上部分考慮。目前超過B級(jí)高度高層建筑的高寬比是極個(gè)別的，例如上海金茂大廈(88層，420M)為76．深圳地王大廈(81層，320M)為88。高層建筑的高寬比在滿足限值時(shí)，可不進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算，超過限值時(shí)應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算。3．17建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)是怎樣確定的?(1)多高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震措施是根據(jù)抗震等級(jí)確定的，抗震等級(jí)的確定與建筑物的類別相關(guān)，不同的建筑物類別在考慮抗震等級(jí)時(shí)取用的抗震烈度與建筑HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=場(chǎng)地類別"場(chǎng)地類別有關(guān)，也就是考慮抗震等級(jí)時(shí)取用烈度與抗震計(jì)算時(shí)的設(shè)防烈度不一定相同。(2)建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)其使用功能的重要性分為甲、乙、丙、丁類四個(gè)抗震設(shè)防類別。建筑的抗震設(shè)防類別劃分見國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223的規(guī)定也可見《建筑抗震設(shè)計(jì)手冊(cè)》(1994年版)第一篇第二章。高層建筑沒有丁類抗震設(shè)防。各抗震設(shè)防類別的高層建筑結(jié)構(gòu)，其抗震措施應(yīng)符臺(tái)下列要求：1)甲類、乙類建筑：當(dāng)本地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為6～8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求；當(dāng)本地區(qū)的設(shè)防烈度為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。當(dāng)建筑場(chǎng)地為Ⅰ類時(shí)，應(yīng)允許仍按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震構(gòu)造措施；2)而類建筑：應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求。當(dāng)建筑場(chǎng)地為I類時(shí)，除6度外，應(yīng)允許按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度降低一度的要求采取抗震構(gòu)造措施.按建筑類別及場(chǎng)地調(diào)整后用于確定抗震等級(jí)烈度如表3-10。表中9*表示比9度一級(jí)更有效的抗震措施，主要考慮合理的建筑平面及體型、有利的結(jié)構(gòu)體系和更嚴(yán)格的抗震措施。具體要求應(yīng)進(jìn)行專門研究。(3)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，多高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)根據(jù)設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度采用不同的抗震等級(jí)，并應(yīng)符合相應(yīng)的計(jì)算和構(gòu)造措施要求。A級(jí)高度丙類建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)應(yīng)按表3.11確定。當(dāng)本地區(qū)的設(shè)防烈度為9度時(shí)，A級(jí)高度乙類建筑的抗震等級(jí)應(yīng)按本節(jié)第9條規(guī)定的特一級(jí)采用，甲類建筑應(yīng)采取更有效的抗震措施。注：本規(guī)程“特一級(jí)和一、二、三、四級(jí)”即“抗震等級(jí)為特一級(jí)和一、二、三、四級(jí)”的簡(jiǎn)稱。A級(jí)高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)表3-11(4)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，B級(jí)高度丙類建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)應(yīng)按表3-12確定。(5)建筑場(chǎng)地為Ⅲ、Ⅳ類時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)基本地震加速度為015G和O.30G的地區(qū)，宜分別按抗震設(shè)防烈度8度(0.20G)和9度(0.40G)時(shí)各類建筑的要求采取抗震構(gòu)造措施。(6)抗震設(shè)計(jì)的多高層建筑，當(dāng)?shù)叵率翼攲幼鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固端時(shí)，地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)采用，地下一層以下結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或四級(jí)，地下室柱截而每側(cè)的縱向鋼筋面積除應(yīng)符合計(jì)算要求外，不應(yīng)少于地上一層對(duì)應(yīng)柱每側(cè)縱向鋼筋面積的1.1倍；地下室中超出上部主樓范圍且無(wú)上部結(jié)構(gòu)的部分，其抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或四級(jí)。9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)．地下室結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。(7)抗震設(shè)計(jì)時(shí)、與主樓連為整體的裙樓的抗震等級(jí)不應(yīng)低于主樓的抗震等級(jí)；主樓結(jié)構(gòu)在裙房頂部上、下各一層應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)抗震構(gòu)造措施。(8)房屋高度大、柱距較大而柱中HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=軸力"軸力較大時(shí)，宜采用型鋼混凝土柱、鋼管混凝土柱，或采用高強(qiáng)度混凝土柱。B級(jí)高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)表3-12(9)高層建筑結(jié)構(gòu)中，抗震等級(jí)為特一級(jí)的鋼筋混凝土構(gòu)件，除應(yīng)符合一級(jí)抗震等級(jí)的基本要求外，尚應(yīng)符臺(tái)下列規(guī)定：1)框架柱應(yīng)符合下列要求：

①宜采用型鋼混凝土柱或鋼管混凝土柱；

②柱端彎矩增大系數(shù)`Η_C`、柱端剪力增大系數(shù)`Η_VC`.應(yīng)增大20％；

③鋼筋混凝土柱柱端加密區(qū)最小配箍特征值`Λ_V`，應(yīng)按表5-13的數(shù)值增大O.02采用；全部縱向鋼筋最小HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=構(gòu)造配筋"構(gòu)造配筋百分率，中、邊柱取1.4％，角柱取1.6％。2)框架梁應(yīng)符合下列要求：

①梁端剪力增大系數(shù)≈“應(yīng)增大20％；

②梁端加密區(qū)箍筋構(gòu)造最小配箍率應(yīng)增大10％。3)框支柱應(yīng)符合下列要求：

①宜采用型鋼混凝士柱或鋼管混凝土柱；

②底層柱下端及與轉(zhuǎn)換層相連的柱上端的彎矩增大系數(shù)取L.8，其余層柱端彎矩增大系數(shù)`Η_R`應(yīng)增大20％；柱端剪力增大系數(shù)`Η_VR`應(yīng)增大2U％；地震作用產(chǎn)生的柱HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=軸力"軸力增大系數(shù)取1.8，但計(jì)算柱軸壓比時(shí)可不計(jì)該項(xiàng)增大；

③鋼筋混凝土柱柱端加密區(qū)最小配箍特征值`Λ_R`應(yīng)按表5-13的數(shù)值增大0.03采用，且箍筋體積配箍率不應(yīng)小于1.6％；全部縱向鋼筋最小HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=構(gòu)造配筋"構(gòu)造配筋百分率取1.6％。4)筒體、剪力墻應(yīng)符合下列要求：

①底部加強(qiáng)部位及其上一層的彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)按墻底截面組合彎矩計(jì)算值的1.L倍采用，其他部位可按墻肢組合彎矩計(jì)算值的L.3倍采用；底部加強(qiáng)部位的剪力設(shè)計(jì)值，應(yīng)按考慮地震作用組合的剪力計(jì)算值的1.9倍采用，其他部位的剪力設(shè)計(jì)值，應(yīng)按考慮地震作用組合的剪力計(jì)算值的L.2倍采用；

②一般部位的水平和豎向分布鋼筋最小配筋率應(yīng)取為0.35％，底部加強(qiáng)部位的水平和豎向分布鋼筋的最小配筋率應(yīng)取為0.4％；

③約束邊緣構(gòu)件縱向鋼筋最小HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=構(gòu)造配筋"構(gòu)造配筋率應(yīng)取為1.4％．配箍特征值宜增大20％；構(gòu)造邊緣構(gòu)件縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)小于1.2％；

①框支剪力墻結(jié)構(gòu)的落地剪力墻底部加強(qiáng)部位邊緣構(gòu)件宜配置型鋼，型鋼宜向上、下各延伸一層。5)剪力墻和簡(jiǎn)體的連梁應(yīng)符合下列要求：

①當(dāng)跨高比不大于2時(shí)，應(yīng)配置交叉暗撐；

②當(dāng)跨高比不大于1時(shí)，宜配置交叉暗撐；

③交叉暗撐的計(jì)算和構(gòu)造宜符合本書第10章10.7條的規(guī)定。3．18重力二階效應(yīng)和結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定應(yīng)怎樣考慮?(1)所謂重力二階效應(yīng)，一般包括兩部分：一是由于構(gòu)件自身?yè)锨鸬母郊又亓π?yīng)．即P-Δ效應(yīng)，二階內(nèi)力與構(gòu)件撓曲形態(tài)有關(guān)，一般中段大、端部為零；=是結(jié)構(gòu)在水平風(fēng)荷載或水平地震作用下產(chǎn)生側(cè)移變位后，重力荷載由于該側(cè)移而引起的附加效應(yīng)．即重力P-Δ效應(yīng)。分析表明，對(duì)一般高層建筑結(jié)構(gòu)而言，由于構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比不大，其撓曲二階效應(yīng)的影響相對(duì)很小，一般可以忽略不計(jì)；由于結(jié)構(gòu)側(cè)移和重力荷載引起的P-Δ被應(yīng)相對(duì)較為明顯，可使結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力增加，當(dāng)位移較太時(shí)甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。因此，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定設(shè)計(jì)，主要是控制、驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在風(fēng)或地震作用下，重力荷載產(chǎn)生的P-Δ效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)性能降低的影響以及由此可能引起的結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。高層建筑結(jié)構(gòu)只要有水平側(cè)移，就會(huì)引起重力荷載作用下的側(cè)移二階效應(yīng)(P-Δ效應(yīng))，其大小與結(jié)構(gòu)側(cè)移和重力荷載自身大小直接相關(guān)，而結(jié)構(gòu)側(cè)移叉與結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度和水平作用大小密切相關(guān)。控制結(jié)構(gòu)有足夠的側(cè)向剛度，宏觀上有兩個(gè)容易判斷的指標(biāo)：一是結(jié)構(gòu)側(cè)移應(yīng)滿足規(guī)程的位移限制條件，二是結(jié)構(gòu)的樓層剪力與該層及其以上各層重力荷載代表值的比值(即樓層剪重比)應(yīng)滿足最小值規(guī)定。一般情況下，滿足了這些規(guī)定，可基本保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，且重力二階效應(yīng)的影響較小。對(duì)抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，樓層剪重比必須滿足《高規(guī)》第3.3.13條的規(guī)定；對(duì)于非抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，雖然荷載規(guī)范規(guī)定基本風(fēng)壓的取值不得小于0.3KN／`M^2`．可保證水平風(fēng)荷載產(chǎn)生的樓層剪力不至于過小，但對(duì)樓層剪重比沒有最小值規(guī)定。因此，對(duì)非抗震設(shè)計(jì)的高層建筑結(jié)構(gòu)，當(dāng)水平荷載較小時(shí)，雖然側(cè)移滿足樓層位移限制條件，但側(cè)向剛度可能依然偏小，可能不滿足結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定要水或重力二階效應(yīng)不能忽略。(2)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(CB50011-2001)第三章第3.6.3條規(guī)定：“當(dāng)結(jié)構(gòu)在地震作用下的重力附加彎矩大于初始彎矩的10％時(shí)，應(yīng)計(jì)人重力二階效應(yīng)的影響?！背跏紡澗貫樵摌菍拥卣鸺袅εc樓層層高的乘積，即`M_1=FEH`；重力附加彎矩為任一樓層以上全部重力荷載與該樓層地震產(chǎn)生的層問位移的乘積，即`M_2`=P·△，亦稱二階彎矩(圖3-13)，總的彎矩為：M=`M_1+M_2=F_RH+P*Δ`結(jié)構(gòu)由于`M_2`又使△增加，同時(shí)又對(duì)二階彎矩進(jìn)一步增大，如此反復(fù)，對(duì)某些結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生積累性的變形增大而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)而倒塌。重力二階彎矩與初始彎矩的比值Θ稱之為穩(wěn)定系數(shù)，其值為：公式一式中`G_I`——第J層重力荷載設(shè)計(jì)值；`△`_Υ——第I層樓層質(zhì)心處的層間位移；`V_I`——第I層樓層地震剪力設(shè)計(jì)值；`H_I`——第I層樓層層高。當(dāng)樓層穩(wěn)定系數(shù)`Θ_I`≤O.1時(shí)，可不考慮重力二階效應(yīng)的不利影響。`Θ_I`也不可能很大，其上限值受到規(guī)范樓層層間(彈性或彈塑性)位移角限值控制。彈性分析時(shí)，對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因?yàn)闃菍訉油灰平窍拗递^嚴(yán)，穩(wěn)定系數(shù)一般不大于0.1，多數(shù)情況下可不考慮重力二階效應(yīng)的影響。(3)《高規(guī)》第5章5.4節(jié)對(duì)重力二階效應(yīng)作如下規(guī)定：1)在水平力作用下，當(dāng)高層建筑結(jié)構(gòu)滿足下列規(guī)定時(shí)，可不考慮重力二階效應(yīng)的不利影響。剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)：公式二框架結(jié)構(gòu)：公式三式中`EJ_D`——結(jié)構(gòu)一個(gè)主軸方向的彈性等效側(cè)向剛度，可按倒三角形分布荷載作用下結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移相等的原則，將結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度折算為豎向懸臂受彎構(gòu)件的等效側(cè)向剛度；H——房屋高度；`G_I`、`G_J`——分別為第I、J樓層重力荷載設(shè)計(jì)值；`H_I`——第I樓層層高；`D_I`——第I樓層的彈性等效側(cè)向剛度，可取該層剪力與層間位移的比值；N——結(jié)構(gòu)計(jì)算總層數(shù)。2)高層建筑結(jié)構(gòu)如果不滿足本條1)的規(guī)定時(shí)，應(yīng)考慮重力二階效應(yīng)對(duì)水平力作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的不利影響。3)高層建筑結(jié)構(gòu)重力二階效應(yīng)，可采月彈性方法進(jìn)行計(jì)算．也可采用對(duì)未考慮重力二階效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果乘以增大系數(shù)的方法近似考慮。結(jié)構(gòu)位移增大系數(shù)`F_1`、`F_11`．以及結(jié)構(gòu)構(gòu)件彎矩和剪力增大系數(shù)，`F_Z`、`F_ZI`可分別按下列規(guī)定近似計(jì)算，位移計(jì)算結(jié)果仍應(yīng)滿足《高規(guī)》第4.6.3條的規(guī)定。對(duì)框架結(jié)構(gòu)，可按下列公式計(jì)算：公式四對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)，可按下列公式計(jì)算：公式五(4)《高規(guī)》第5.4.4條規(guī)定，結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定應(yīng)符合下列規(guī)定：1)剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下式要求公式六2)框架結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下式要求：公式七高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定設(shè)計(jì)主要是控制在風(fēng)荷載或水平地震作用下，重力荷載產(chǎn)生的二階效應(yīng)(重力P-Δ效應(yīng))不致過大，以致引起結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌。如果結(jié)構(gòu)的剛重比滿足本條公式(3-12)或(3-13)的規(guī)定．則重力P-Δ效應(yīng)可控制在20％之內(nèi)，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定具有適宜的安全儲(chǔ)備。若結(jié)構(gòu)的剛重比進(jìn)一步減小，則重力P-Δ效應(yīng)將會(huì)呈非線性關(guān)系急劇增長(zhǎng)，直至引起結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)。在水平力作用下，高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定應(yīng)滿足本條的規(guī)定，不應(yīng)再放松要求。如不滿足上述規(guī)定，應(yīng)調(diào)整并增大結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度。當(dāng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平力較小，如計(jì)算的樓層剪重比過小(如小于0.02)，結(jié)構(gòu)剛度雖能滿足水平位移限值要求，但有可能不滿足穩(wěn)定要求。(5)結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度的近似計(jì)算結(jié)構(gòu)的彈性等效側(cè)向剛度`EJ_D`，可近似按倒三角形分布荷載作用下結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移相等的原則．將結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度折算為豎向懸臂受彎構(gòu)件的等效側(cè)向剛度。即：`EJ_D=(11QH^4)/(120_U)`式中`EJ_D`——

結(jié)構(gòu)的彈性等效側(cè)向剛度；Q——水平作用的倒三角形分布荷載的最大值；U——在最大值為Q的倒三角形荷載作用下結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)質(zhì)心的彈性水平位移；H——房屋高度。3．19建筑結(jié)構(gòu)的整體傾覆怎樣驗(yàn)算?當(dāng)高層、超高層HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=建筑高度"建筑高度比較大，水平風(fēng)荷載或地震作用較大，地基剛度較弱時(shí)，結(jié)構(gòu)整體傾覆驗(yàn)算十分重要，直接關(guān)系到整體結(jié)構(gòu)安全度的控制。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》CB50011-2001規(guī)定：在地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合(各作用分項(xiàng)系數(shù)取1.0)下，對(duì)高寬比大于4的高層建筑，基礎(chǔ)底面不應(yīng)出現(xiàn)拉應(yīng)力(零應(yīng)力區(qū)面積為O)；其他建筑，基礎(chǔ)底面與地基土之間，零應(yīng)力區(qū)面積不大于基礎(chǔ)底面面積的15％。《高規(guī)》第12.1.6條規(guī)定：對(duì)高寬比大于4的高層建筑，基礎(chǔ)底面不宜出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū)對(duì)高寬比不大于4的高層建筑，基礎(chǔ)底面零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過基礎(chǔ)底面面積的15％。(1)傾覆力矩與抗傾覆力矩的計(jì)算(圖3-14)假定傾覆力矩計(jì)算柞用面應(yīng)為基礎(chǔ)底面，傾覆力矩計(jì)算的作用力應(yīng)為水平地震作用或水平風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，則傾覆力矩為：`M_OV=V_O`(2H/3+C)(3-15)式中`M_OV`——傾覆力矩標(biāo)準(zhǔn)值；H——建筑物地面以上高度，即房屋高度C——地下室埋深；`V_O`——總水平力標(biāo)準(zhǔn)值?？箖A覆力矩計(jì)算點(diǎn)假設(shè)為應(yīng)為基礎(chǔ)外邊緣點(diǎn)，圖3-14結(jié)構(gòu)整體傾覆計(jì)算示意圖抗傾覆力矩計(jì)算作用力為總重力荷載代表值，則抗傾覆力矩為：`M_R`=GB／2(3-16)式中`M_R`——抗傾覆力矩標(biāo)準(zhǔn)值；G——上部及地下室基礎(chǔ)總重力荷載代表值(永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值+05活荷載標(biāo)準(zhǔn))B——基礎(chǔ)地下室底面寬度(圖3-14)。(2)整體抗傾覆的控制——基礎(chǔ)底面零應(yīng)力區(qū)控制設(shè)總重力荷載合力中心與基礎(chǔ)底面形心重合，基礎(chǔ)底面反力呈線性分布(圖3-15)，水平地震或風(fēng)荷載與豎向荷載共同作用下基底反力的合力點(diǎn)到基礎(chǔ)中心的距離為`E_O`零應(yīng)力區(qū)長(zhǎng)度為B-X,零應(yīng)力區(qū)所占基底HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=面積比"面積比例為(B-X)/B,則`E_O`=`M_OV`/G`E_O`=B/2-X/3`(M_R)/(M_OV)`=`(GB/2)/(GE_O)`=`(B/2)/(B/2-X/3)`=`(1)/(1-2X/3B)`(3-17)由此得到X=3B(1-`M_OV`/`M_R`)/2(B-X)/B=(`3M_OV`/`M_R-1`)/2(3-18)根據(jù)公式(3-15)和(3-16),可得基礎(chǔ)底面零3應(yīng)力區(qū)比例與抗傾覆安全度的關(guān)系,如表3-13所列.1)寬比大于4的高層建筑的整體抗傾覆提出了更嚴(yán)格的要求，以減小和控制水平荷載作用下地基轉(zhuǎn)動(dòng)變形．避免因此產(chǎn)生過大P-Δ效應(yīng)，造成結(jié)構(gòu)破壞。2)以上計(jì)算的假定是基礎(chǔ)及地基均具有足夠剛度，基底反力呈線性分布；重力荷載合力中心與基底形心基本重合(HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=偏心距"偏心距≤B／60)。如為HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=基巖"基巖，地基足夠剮，`M_R`/`M_OV`要求可適當(dāng)減小放松；如為中軟土地基，`M_R`/`M_OV`要求還應(yīng)適當(dāng)增大從嚴(yán)。3)地震時(shí)，地基穩(wěn)定狀態(tài)受到影響，故抗震設(shè)計(jì)時(shí)，尤其抗震防烈度為8度及以上地區(qū)，`M_R`/`M_OV`要求還宜適當(dāng)從嚴(yán)；抗風(fēng)時(shí)，涉及地下室周邊被動(dòng)HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=土壓力"土壓力作用，但`M_R`/`M_OV`要求仍應(yīng)滿足規(guī)程規(guī)定，不宜放松。4)當(dāng)擴(kuò)大地下室基礎(chǔ)的剛度有限不能可靠傳力時(shí)，抗傾覆力矩計(jì)算的基礎(chǔ)底面寬度宜適當(dāng)減小，或可取塔樓基礎(chǔ)的外包寬度計(jì)算，以策安全。3．20哪些鋼筋混凝土構(gòu)件可采用考慮塑性內(nèi)力重分布的分析方法?(1)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010—2002第5章5.3節(jié)中規(guī)定：HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=房屋建筑"房屋建筑中的鋼筋混凝土連續(xù)粱和連續(xù)單向板，宜采用考慮塑性內(nèi)力重分布的分析方法，其內(nèi)力值可由彎矩調(diào)幅法確定。框架、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的梁以及雙向板等，經(jīng)過彈性分析求得內(nèi)力后，也可對(duì)HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=支座"支座或節(jié)點(diǎn)彎矩進(jìn)行調(diào)幅，并確定相應(yīng)的跨中彎矩。按考慮塑性內(nèi)力重分布的分析方法設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，尚應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的要求或采取有效的構(gòu)造措施。對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件，以及要求不出現(xiàn)裂縫或處于侵蝕環(huán)境等情況下的結(jié)構(gòu)，不應(yīng)采用考慮塑性內(nèi)力重分布的分析方法。承受HYPERLINK"/baike/detail.asp?t=均布荷載"均布荷載的周邊支承的雙向矩形板，可采用塑性鉸線法或條帶法等塑性極限分析方法進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)．同時(shí)應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的要求。(2)《高規(guī)》第5章第5.L節(jié)和5.2節(jié)中規(guī)定：高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移可按彈性方法計(jì)算?？蚣芰杭斑B梁等構(gòu)件可考慮局部塑性變形引起的內(nèi)力重分布。在豎向荷載作用下，可考慮框架梁端塑性變形內(nèi)力重分布對(duì)梁端負(fù)彎矩乘以調(diào)幅系數(shù)進(jìn)行調(diào)幅，并應(yīng)符合下列規(guī)定：1)裝配整體式框架梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)可取為O.7～0.8；現(xiàn)澆框架梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)可取為0.8—0.9：2)框架梁端負(fù)彎矩調(diào)幅后，梁跨中彎矩應(yīng)按平衡條件相應(yīng)增大；3)應(yīng)先對(duì)豎向荷載作用下框架梁的彎矩進(jìn)行調(diào)幅，再與水平作用產(chǎn)生的框架梁彎矩進(jìn)行組合；4)截面設(shè)計(jì)時(shí)，框架梁跨中截面正彎矩設(shè)計(jì)值不應(yīng)小于豎向荷載作用下按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中彎矩設(shè)計(jì)值的50％。在內(nèi)力與位移計(jì)算中，抗震設(shè)計(jì)的框架一剪力墻或剪力墻結(jié)構(gòu)中的連梁剛度可予以折減，折減系數(shù)不宜小于O.5。(3)鋼筋混凝土材料的結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有塑性變形內(nèi)力重分布的性能。連續(xù)單向