高层建筑结构总复习资料课件.ppt

1、高层建筑结构-总结高层建筑结构设计高层建筑结构设计学习辅导学习辅导高层建筑结构-总结1.混凝土结构的概念及其优缺点混凝土结构的概念及其优缺点2.多层与高层建筑的定义及其受力变形特点多层与高层建筑的定义及其受力变形特点3.结构体系的定义及其要素结构体系的定义及其要素4.说明主要的混凝土房屋结构体系说明主要的混凝土房屋结构体系5.结构布置的一般原则结构布置的一般原则6.结构布置中结构布置中“三缝三缝”的设置及特点的设置及特点 第第 一一 章章 绪绪 论论第二章第二章 高层建筑结构体系与结构布置高层建筑结构体系与结构布置高层建筑结构-总结强调强调“概念设计概念设计”，注重内力分析及其结果判注重内力分

2、析及其结果判断断一个建筑结构方案的确定，要涉及到安全可靠、一个建筑结构方案的确定，要涉及到安全可靠、使用要求、经济投入、施工技术和建筑美观等诸使用要求、经济投入、施工技术和建筑美观等诸多方方面面的问题。要求设计者综合运用力学概多方方面面的问题。要求设计者综合运用力学概念、结构破坏机理的概念、地震对建筑物造成破念、结构破坏机理的概念、地震对建筑物造成破坏的经验教训、结构试验结论和计算结果的分析坏的经验教训、结构试验结论和计算结果的分析判断等进行设计，这在工程设计中被称为判断等进行设计，这在工程设计中被称为“概念概念设计设计”。高层建筑结构-总结1 1、结构布置原则、结构布置原则合理选择结构体系合

3、理选择结构体系结构和构件的传力路径合理、明确结构和构件的传力路径合理、明确体系拥有多道抗力防线体系拥有多道抗力防线结构具有合理的刚度结构具有合理的刚度结构应有足够的承载力结构应有足够的承载力对可能出现的薄弱部位采取加强措施对可能出现的薄弱部位采取加强措施延性设计强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件延性设计强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件结构在两个主轴方向的动力特性宜相近结构在两个主轴方向的动力特性宜相近本节讨论的结构总体布置原则，就是高层建筑设计中属于概念设本节讨论的结构总体布置原则，就是高层建筑设计中属于概念设计的一些基本原则。计的一些基本原则。高层建筑结构-总结1 1、结构布置原则、结构布置原

4、则合理选择结构体系合理选择结构体系结构和构件的传力路径合理、明确结构和构件的传力路径合理、明确体系拥有多道抗力防线体系拥有多道抗力防线结构具有合理的刚度结构具有合理的刚度结构应有足够的承载力结构应有足够的承载力对可能出现的薄弱部位采取加强措施对可能出现的薄弱部位采取加强措施延性设计强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件延性设计强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件结构在两个主轴方向的动力特性宜相近结构在两个主轴方向的动力特性宜相近本节讨论的结构总体布置原则，就是高层建筑设计中属于概念设本节讨论的结构总体布置原则，就是高层建筑设计中属于概念设计的一些基本原则。计的一些基本原则。高层建筑结构-总结 1 1）受

5、力明确、传力合理、传力路线不间断、抗震分析与受力明确、传力合理、传力路线不间断、抗震分析与实际表现相符合。实际表现相符合。高层建筑结构-总结 2 2）应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧）应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。失抗震能力或对重力荷载的承载能力。由于柱子的数量较少或承载能力较由于柱子的数量较少或承载能力较弱，部分柱子退出工作后，整个结构系弱，部分柱子退出工作后，整个结构系统丧失了对竖向荷载的承载能力。统丧失了对竖向荷载的承载能力。抗震设计的一个重要原则是结构应抗震设计的一个重要原则是结构应有必要的赘余度和内力重分配的功能。有必要的赘余度

6、和内力重分配的功能。高层建筑结构-总结 3 3）结构体系应具备必要的承载能力，良好的变形能力）结构体系应具备必要的承载能力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。和消耗地震能量的能力。足够的承载力和变形能力是需要同时满足的。足够的承载力和变形能力是需要同时满足的。有较大的有较大的变形能力而缺变形能力而缺少较高的抗侧少较高的抗侧向力的能力如向力的能力如钢或钢筋混凝钢或钢筋混凝土纯框架，由土纯框架，由于在不大的地于在不大的地震作用下会产震作用下会产生较大的变形，生较大的变形，导致非结构构导致非结构构件的破坏或结件的破坏或结构本身的失稳。构本身的失稳。高层建筑结构-总结 有较高有较高的承载能力的承载能

7、力而缺少较大而缺少较大变形能力如变形能力如不加约束的不加约束的砌体结构，砌体结构，很容易引起很容易引起脆性破坏而脆性破坏而倒塌。倒塌。必要的承载能力和良好的变形能力的结合便是结构在地必要的承载能力和良好的变形能力的结合便是结构在地震作用下具有的耗能能力。震作用下具有的耗能能力。足够的承载力和变形能力是需要同时满足的。足够的承载力和变形能力是需要同时满足的。高层建筑结构-总结2、结构平面布置、结构平面布置1）平面宜简单、对称、规则、减少偏心；）平面宜简单、对称、规则、减少偏心；DLBC2）平面长度）平面长度L不宜过长，突出部分的长度不宜过长，突出部分的长度C宜减小，凹角宜减小，凹角处宜采用加强措

8、施；处宜采用加强措施；高层建筑结构-总结不规则类型不规则类型定义定义扭转不规则扭转不规则emax 1.2 ea 凹凸不规则凹凸不规则平面凹进尺寸平面凹进尺寸该方向总尺寸该方向总尺寸的的30%楼板局部不连续楼板局部不连续楼板的尺寸和刚度急剧变化楼板的尺寸和刚度急剧变化高层建筑结构-总结结构容易出现破坏的凹角部位结构容易出现破坏的凹角部位高层建筑结构-总结(1)简单、规则、均匀、对称。(2)承重结构应双向布置，偏心小，构件类型少。(3)平面长度和突出部分应满足规范要求，凹角处宜采用加强措施。(4)施工简便，造价省。高层建筑结构-总结3、结构竖向布置、结构竖向布置结构类型框架、板柱-剪力墙 5 4

9、3 2框架-剪力墙 5 5 4 3剪 力 墙 6 6 5 4筒中筒、框架-核心筒 6 6 5 4 非抗震设计抗震设防烈度6、7度8度9度高层结构高宽比的限值高层结构高宽比的限值高宽比高宽比 H/B 应满足表中的要求；应满足表中的要求；高层建筑结构-总结不规则类型不规则类型定义定义侧向刚度侧向刚度不规则不规则侧向刚度小于相邻上一层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于相邻，或小于相邻三个楼层侧向刚度平均值的三个楼层侧向刚度平均值的80%，除顶层外，除顶层外，局部收进尺寸大于相邻下层的局部收进尺寸大于相邻下层的25%竖向抗侧力竖向抗侧力构件不连续构件不连续竖向抗侧力构件的内力竖向抗侧力构件的内力

10、由水平转换构件向下传递由水平转换构件向下传递楼层承载力楼层承载力突变突变抗侧力结构的层间受剪承载力抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上层的小于相邻上层的80%高层建筑结构-总结4、变形缝的设置、变形缝的设置 伸缩缝伸缩缝温度温度（伸缩）缝最大间距（缝最大间距（m）结构类型装 配 式施 工 方 法 框 架框架-剪力墙 剪力墙现 浇 现 浇 装 配 式 大 板外 挂 板外墙现浇 外 挂 板外墙现浇 最大间距（m)756555706545高层建筑结构-总结沉降缝沉降缝避免地基不均匀沉降而引起上部结构避免地基不均匀沉降而引起上部结构开裂和破坏。开裂和破坏。防震缝：防震缝：在地震作用下，特别不规则结构的

11、薄弱部位在地震作用下，特别不规则结构的薄弱部位容易造成震害，为减少震害而设置将其划分为若干独立的容易造成震害，为减少震害而设置将其划分为若干独立的抗震单元，使各个结构单元成为规则结构的缝隙称为防震抗震单元，使各个结构单元成为规则结构的缝隙称为防震缝。缝。防震缝应在地面以上沿全高设置。防震缝应在地面以上沿全高设置。高层建筑结构-总结第三章第三章 风荷载及地震作用风荷载及地震作用 地面粗糙度分类地面粗糙度分类 风荷载及计算风荷载及计算 地震作用地震作用 地震影响系数曲线地震影响系数曲线 底部剪力法的适用条件及计算方法底部剪力法的适用条件及计算方法 结构抗震验算结构抗震验算1、截面抗震验算、截面抗震

12、验算 2、抗震变形验算、抗震变形验算 荷载效应组合及最不利内力荷载效应组合及最不利内力 抗震结构延性要求和抗震等级抗震结构延性要求和抗震等级高层建筑结构-总结1、建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范（GB50009-2001)中规定把中规定把地面粗糙度分为地面粗糙度分为A、B、C三类：三类：A类类指近海海面、海岛、海岸及沙漠地区；指近海海面、海岛、海岸及沙漠地区；B类类是田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的是田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的中小城镇及大城市的郊区；中小城镇及大城市的郊区；C类类指由密集建筑群的大城市市区；指由密集建筑群的大城市市区；D类类指由密集建筑群且房屋较高的城市市

13、区；指由密集建筑群且房屋较高的城市市区；高层建筑结构-总结2、风荷载、风荷载0ZsZ160020vs风荷载体形系数风荷载体形系数由空旷平坦地面，离地由空旷平坦地面，离地10m统统计的重现期为计的重现期为50年年(或或100年）的年）的10分钟平均最大风速计算所得。分钟平均最大风速计算所得。ZzZ1Z风压高度变化系数风压高度变化系数0基本风压基本风压高层建筑结构-总结3 地震作用地震作用 抗震设计时，结构所承受的抗震设计时，结构所承受的“地震力地震力”实际上是由于地震地面运动引起的动态作实际上是由于地震地面运动引起的动态作用，包括地震加速度、速度和动位移的作用，包括地震加速度、速度和动位移的作用

14、，属于间接作用，称为用，属于间接作用，称为“地震作用地震作用”。不可称为不可称为“荷载荷载”。高层建筑结构-总结)(sTmax2max45.0s 1.0gT5gTmax2)(TTgmax12)5(2.0gTTs6地震影响系数曲线地震影响系数曲线4、地震影响系数曲线、地震影响系数曲线？建筑物重量、刚度、自振周期与所产生地震作用的关系建筑物重量、刚度、自振周期与所产生地震作用的关系kmT 2:单质点单质点高层建筑结构-总结 高层建筑结构应按不同情况分别采用相应的地震作用计算方法：高度不超过40m，以剪切变形为主，刚度与质量沿高度分布比较均匀的建筑物，可采用底部剪力法。高层建筑物宜采用振型分解反应谱

15、方法。79 度抗设防的高层建筑，有些情况应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算。高层建筑结构-总结、底部剪力法、底部剪力法 对于对于重量重量、刚度刚度沿高度分布沿高度分布比较均匀比较均匀、高度高度不超过不超过40m，以，以剪切变形为主剪切变形为主的多层和的多层和高层建筑结构，采用此法计算水平地震作用。高层建筑结构，采用此法计算水平地震作用。这时这时各楼层各楼层仅取仅取一个自由度一个自由度。高层建筑结构-总结 结构的总水平地震作用标准值结构的总水平地震作用标准值eqEkGF11相应于结构基本自振周相应于结构基本自振周期的水平地震影响数值期的水平地震影响数值jGiGnGEkFiFnnFFjH

16、iHeqG结构等效总重力荷载：结构等效总重力荷载：单质点取总重力荷单质点取总重力荷载代表值；载代表值；多质点取总重力荷多质点取总重力荷载代表值的载代表值的85%。高层建筑结构-总结总重力荷载代表值：总重力荷载代表值：njjEGG1建筑的总重力荷载代表值应按下列规定采用：建筑的总重力荷载代表值应按下列规定采用：1、恒荷载、恒荷载取取100%2、雪荷载、雪荷载取取50%3、楼面活荷载、楼面活荷载按实际情况计算时取按实际情况计算时取100%；按；按等效均布活荷载计算时，藏书库、档案室、库房取等效均布活荷载计算时，藏书库、档案室、库房取80%，一般民用建筑取，一般民用建筑取50%。4、屋面活荷载、屋面

17、活荷载不考虑不考虑结构等效总重力荷载：结构等效总重力荷载：EeqGG85.0高层建筑结构-总结例例1：某三层框架的结构计算简图及恒载图、活载图如图所示。：某三层框架的结构计算简图及恒载图、活载图如图所示。按按8度设防，第一组，度设防，第一组，类场地土。两跨梁的总长为类场地土。两跨梁的总长为12m。均。均布荷载的单位为布荷载的单位为 ，集中荷载的单位为，集中荷载的单位为要求：计算总重力荷载代表值及等效总重力荷载代表值。要求：计算总重力荷载代表值及等效总重力荷载代表值。mkN/kN5090高层建筑结构-总结解：解：1、计算各层重力荷载代表值、计算各层重力荷载代表值kNG670)603100125(

18、5.080502100212101kNGG67012kNG441)6025090124(0.0100502658012832、计算总重力荷载代表值、计算总重力荷载代表值 及等效总重力荷载代表值及等效总重力荷载代表值EGeqGkNGGniiE17814416706701kNGGEeq85.1513178185.085.0高层建筑结构-总结 各楼层的水平地震作用标准值为：各楼层的水平地震作用标准值为：)1(1nEknjjjiiiFHGHGF),.2,1(nj 顶部附加水平地震作用标准值为：顶部附加水平地震作用标准值为：EknnFF高层建筑结构-总结n顶部附加地震作用系数顶部附加地震作用系数顶部附加

19、地震作用系数顶部附加地震作用系数)(sTg35.055.035.055.0gTT4.1107.008.01T01.008.01T02.008.01TgTT4.110.01T结构基本自振周期结构基本自振周期高层建筑结构-总结 设计要求及荷载效应组合设计要求及荷载效应组合什么是荷载？什么是荷载？什么是荷载效应？什么是荷载效应？高层建筑结构-总结无地震作用组合时：无地震作用组合时：RS 有地震作用组合时：有地震作用组合时：REEERSS无地震作用组合时构件内力设计值无地震作用组合时构件内力设计值R不考虑地震作用时构件的承载能力设计值不考虑地震作用时构件的承载能力设计值ES有地震作用组合时构件内力设计

20、值有地震作用组合时构件内力设计值ER考虑地震作用时构件的承载能力设计值考虑地震作用时构件的承载能力设计值RE承载力抗震调整系数承载力抗震调整系数一、一、承载力验算承载力验算高层建筑结构-总结 地震作用属于地震作用属于可变作用或偶然作用可变作用或偶然作用，其可靠指标的取值，其可靠指标的取值应低于静力作用下的可靠指标。因而，从理论上说，抗震设应低于静力作用下的可靠指标。因而，从理论上说，抗震设计中采用的材料强度设计值应高于静力作用时的材料强度设计中采用的材料强度设计值应高于静力作用时的材料强度设计值。但设计规范为了使用方便，便于将地震作用效应与静计值。但设计规范为了使用方便，便于将地震作用效应与静

21、力荷载作用效应直接比较，力荷载作用效应直接比较，在抗震设计中仍采用静力设计时在抗震设计中仍采用静力设计时的材料强度设计值的材料强度设计值。但通过引入承载力抗震调整系数来提高。但通过引入承载力抗震调整系数来提高其承载力。其承载力。抗震承载力调整系数抗震承载力调整系数材料钢筋混凝土结构构件RE 梁轴压比小于0.15的柱轴压比不小于0.15的柱剪力墙各类受剪、偏拉构件0.750.750.800.850.85高层建筑结构-总结二、荷载效应组合及最不利内力二、荷载效应组合及最不利内力1、无地震作用时的荷载效应组合、无地震作用时的荷载效应组合 无地震作用组合应用于非抗震设计及无地震作用组合应用于非抗震设计

22、及6度抗震设防、度抗震设防、但不要求作地震作用计算的结构但不要求作地震作用计算的结构:wkwwkQQQGkGSSSS111wkkQGkSSS、1分别为恒荷载、活荷载和风荷载标准值分别为恒荷载、活荷载和风荷载标准值计算的荷载效应；计算的荷载效应；kQk、1分别为恒荷载、活荷载和风荷载标准值分别为恒荷载、活荷载和风荷载标准值的分项系数；的分项系数；wQ、1分别为活荷载和风荷载的组合系数；分别为活荷载和风荷载的组合系数；高层建筑结构-总结2、有地震作用时的荷载效应组合、有地震作用时的荷载效应组合 所有要求进行地震作用计算的结构要进行有地所有要求进行地震作用计算的结构要进行有地震作用的荷载组合：震作用

23、的荷载组合：wkwwEvkEvEhkEhGEGSSSSSwkEvkEhkGESSSS、分别为地震荷载代表值、水平地震分别为地震荷载代表值、水平地震作用标准值、竖向地震作用标准值、作用标准值、竖向地震作用标准值、风荷载标准值的荷载效应；风荷载标准值的荷载效应；wEvEhG、分别为上述各种荷载作用的分项系数；分别为上述各种荷载作用的分项系数；w荷载的组合系数，取荷载的组合系数，取0.2。高层建筑结构-总结3、高层建筑中竖向活荷载的布置高层建筑中竖向活荷载的布置 高层结构中，由于活荷载与恒载相比不大，它产生高层结构中，由于活荷载与恒载相比不大，它产生的内力所占比重较小。因此规范规定，活荷载不考虑最不

24、的内力所占比重较小。因此规范规定，活荷载不考虑最不利布置，而用满布活荷载计算内力。一般对梁跨中弯矩乘利布置，而用满布活荷载计算内力。一般对梁跨中弯矩乘以以1.11.2的放大系数来考虑活荷载的不利影响。的放大系数来考虑活荷载的不利影响。高层建筑结构-总结1、使用阶段层间位移限制（风荷载和小震作用下）、使用阶段层间位移限制（风荷载和小震作用下）三、侧移限制三、侧移限制/)/(maxhuhu1/300多高层钢结构1/1000钢筋混凝土框支层1/1000钢筋混凝土剪力墙、筒中筒1/800钢筋混凝土框架-剪力墙、板柱-剪力墙、框架-核心筒1/550钢筋混凝土框架结构类型e正常使用情况下的/hu的限制值高

25、层建筑结构-总结2、防止倒塌层间位移限制（大震作用下）、防止倒塌层间位移限制（大震作用下）1/50多高层钢结构1/120钢筋混凝土框支层1/120钢筋混凝土剪力墙、筒中筒1/100钢筋混凝土框架-剪力墙、板柱-剪力墙、框架-核心筒1/50钢筋混凝土框架结构类型e罕遇地震作用下的弹塑性层间位移/hu的限制值高层建筑结构-总结 延性结构的概念延性结构的概念延性延性是指构件和结构屈服后，具有承载是指构件和结构屈服后，具有承载能力不降低、且有足够塑性变形能力的一种性能力不降低、且有足够塑性变形能力的一种性能，一般用能，一般用延性比延性比表示延性，即塑性变形能力表示延性，即塑性变形能力的大小。塑性变形和

26、耗散地震能量，大部分抗的大小。塑性变形和耗散地震能量，大部分抗震结构在中震作用下都进入塑性状态而耗能。震结构在中震作用下都进入塑性状态而耗能。高层建筑结构-总结 划分结构抗震等级的意义划分结构抗震等级的意义 建筑的重要性、场地的类别、设防烈度、建筑的重要性、场地的类别、设防烈度、建筑高度、结构类型、构件在结构中的重要建筑高度、结构类型、构件在结构中的重要程度的不同，对抗震提出不同的要求。程度的不同，对抗震提出不同的要求。抗抗规规将各类情况分为四个抗震等级，以体现将各类情况分为四个抗震等级，以体现在计算中和采取抗震措施上的不同要求。在计算中和采取抗震措施上的不同要求。（高层规程高层规程中增加特一

27、级抗震等级）中增加特一级抗震等级）结构抗震等级结构抗震等级 一级对抗震要求最高，以下逐渐降低。一级对抗震要求最高，以下逐渐降低。高层建筑结构-总结现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级结构类型结构类型烈度烈度6度度7度度8度度9度度框架框架结构结构高度（高度（m)3030 3030 3030 25框架框架四四三三三三二二二二一一一一剧场、体育馆等大剧场、体育馆等大跨度公共建筑跨度公共建筑三三二二一一一一框架框架-抗抗震墙结震墙结构构高度高度(m)6060 6060 6060 50框架框架四四三三三三二二二二一一一一抗震墙抗震墙三三二二一一一一一一抗震墙抗震墙结构结构高度高度(

28、m)8080 8080 8080 60抗震墙抗震墙四四三三三三二二二二一一一一部分框部分框支抗震支抗震墙结构墙结构抗震墙抗震墙三三二二二二一一框支层框架框支层框架二二二二一一一一（此表摘自（此表摘自抗震规范抗震规范中对部分结构形式的规定，未含全部）中对部分结构形式的规定，未含全部）高层建筑结构-总结第第 四四 章章 框架结构的组成、优缺点及施工方法框架结构的组成、优缺点及施工方法 框架梁的截面抗弯刚度框架梁的截面抗弯刚度 框架结构计算基本假定框架结构计算基本假定 分层法的计算假定、计算方法、注意事项分层法的计算假定、计算方法、注意事项 反弯点法的计算假定、计算方法反弯点法的计算假定、计算方法

29、D值法对反弯点法的改进内容值法对反弯点法的改进内容 延性框架的概念延性框架的概念 框架截面设计与构造要求框架截面设计与构造要求高层建筑结构-总结框架梁的截面抗弯刚度框架梁的截面抗弯刚度 由于现浇楼板可作为框架的有效翼缘，为了简由于现浇楼板可作为框架的有效翼缘，为了简便，设计时采用如下方法计算框架梁的截面抗弯刚便，设计时采用如下方法计算框架梁的截面抗弯刚度。度。边框架梁边框架梁05.1 II 05.1IEIEcc中框架梁中框架梁00.2 II 00.2IEIEcc 整体装配式框架整体装配式框架边框架梁边框架梁中框架梁中框架梁02.1 II 05.1 II 02.1IEIEcc05.1IEIEcc

30、装配式框架装配式框架00.1 II 00.1IEIEcc0I框架梁截面矩形部分的惯性矩框架梁截面矩形部分的惯性矩 现浇框架现浇框架高层建筑结构-总结计算简图计算简图 计算假定计算假定 一榀框架可以抵抗一榀框架可以抵抗平面内平面内的水平荷载，而在的水平荷载，而在平平面外面外的刚度很小，可以忽略。的刚度很小，可以忽略。各个平面框架之间通过楼板连接，楼板在其自各个平面框架之间通过楼板连接，楼板在其自身平面内刚度很大，可视为刚性无限大的平板，身平面内刚度很大，可视为刚性无限大的平板，但在平面外的刚度很小，可以忽略。但在平面外的刚度很小，可以忽略。高层建筑结构-总结 竖向荷载作用下的近似计算竖向荷载作用

31、下的近似计算分层法分层法1、基本假定、基本假定 在竖向荷载作用下，可忽略框架的侧移；在竖向荷载作用下，可忽略框架的侧移；忽略本层上的荷载对其他各层梁内力的影响。忽略本层上的荷载对其他各层梁内力的影响。高层建筑结构-总结2、计算方法、计算方法 除底层柱外，其他各层柱的线刚度均应乘以除底层柱外，其他各层柱的线刚度均应乘以0.9的折减系数；的折减系数；除底层柱外，其他各层柱的传递系数为除底层柱外，其他各层柱的传递系数为1/3，底层柱仍为，底层柱仍为1/2；节点上的弯矩不平衡时，可再进行一次分配，但不再传递；节点上的弯矩不平衡时，可再进行一次分配，但不再传递；对侧移较大的框架及不规则框架不宜采用分层法

32、。对侧移较大的框架及不规则框架不宜采用分层法。高层建筑结构-总结水平荷载作用下的近似计算水平荷载作用下的近似计算1、反弯点法、反弯点法 水平荷载在计算时将转化为框架节点荷载；水平荷载在计算时将转化为框架节点荷载；框架在水平荷载作用下，将产生节点水平位移和节框架在水平荷载作用下，将产生节点水平位移和节点角位移。点角位移。反弯点反弯点反弯点的位置和剪反弯点的位置和剪力确定后，梁、柱力确定后，梁、柱的弯矩即可求出。的弯矩即可求出。u节点水平位移节点水平位移A节点角位移节点角位移高层建筑结构-总结 基本假定：基本假定：框架梁的刚度为无限大；框架梁的刚度为无限大；各柱上下两端只发生线位移，不发生角位移；

33、各柱上下两端只发生线位移，不发生角位移；同层柱的各柱水平位移相等。同层柱的各柱水平位移相等。由此得出计算方法：由此得出计算方法：当是等截面柱时，反弯点的位置在柱中央；当是等截面柱时，反弯点的位置在柱中央；212hiD 柱的抗剪刚度柱的抗剪刚度 底层柱的抗剪刚度，近似为底层柱的抗剪刚度，近似为212hiD 底层柱的反弯点在距柱顶底层柱的反弯点在距柱顶h31距柱底距柱底h32处处（因柱顶上端并非完全固定，而反弯点必定偏向刚度较小一端）（因柱顶上端并非完全固定，而反弯点必定偏向刚度较小一端）高层建筑结构-总结 修正了框架柱的抗剪刚度修正了框架柱的抗剪刚度 调整了框架柱的反弯点高度调整了框架柱的反弯点

34、高度2、D值法值法改进的反弯点法改进的反弯点法有两个方面的改进：有两个方面的改进：高层建筑结构-总结确定修正后柱的反弯点位置确定修正后柱的反弯点位置 不再是定值不再是定值，而是与柱的上下端的刚度有关，而是与柱的上下端的刚度有关，反弯点偏向刚度小的一端。反弯点偏向刚度小的一端。主要影响因素：主要影响因素：水平荷载的形式水平荷载的形式 柱与梁的线刚度比柱与梁的线刚度比 上下层梁的线刚度比上下层梁的线刚度比 上下层的层高上下层的层高 总层数及计算层所在位置总层数及计算层所在位置高层建筑结构-总结 框架结构可以对竖向荷载作框架结构可以对竖向荷载作用引起的梁端弯矩进行调幅，此用引起的梁端弯矩进行调幅，此

35、时跨中弯矩应相应增大。时跨中弯矩应相应增大。对水平荷载作用引起的梁端对水平荷载作用引起的梁端弯矩不调幅。弯矩不调幅。高层建筑结构-总结延性框架延性框架1、延性结构、延性结构结构能维持结构能维持承载能力承载能力又具有又具有较大的较大的塑性变形能力塑性变形能力。通过试验和理论分析，可得以下结论：通过试验和理论分析，可得以下结论：要保证框架结构有一定的延性；要保证框架结构有一定的延性；塑性铰出现在梁上较为有利，塑性铰出现在柱塑性铰出现在梁上较为有利，塑性铰出现在柱上不利；上不利；弯曲破坏优于剪切破坏；弯曲破坏优于剪切破坏；大偏压破坏优于小偏压破坏大偏压破坏优于小偏压破坏不允许节点区破坏和不允许纵筋在

36、节点区发生锚不允许节点区破坏和不允许纵筋在节点区发生锚固破坏。固破坏。高层建筑结构-总结2、框架结构抗震设计的要素：、框架结构抗震设计的要素：强柱弱梁强柱弱梁控制塑性铰的位置控制塑性铰的位置 强剪弱弯强剪弱弯控制构件的破坏形态控制构件的破坏形态 强节点区、强锚固强节点区、强锚固保证节点区的承载力保证节点区的承载力 局部加强局部加强提高和加强柱根部及角柱、框支提高和加强柱根部及角柱、框支柱等受力不利部位的承载力和抗震构造措施柱等受力不利部位的承载力和抗震构造措施 限制柱轴压比，加强柱箍筋对混凝土的约束限制柱轴压比，加强柱箍筋对混凝土的约束高层建筑结构-总结框架梁设计框架梁设计1、框架梁的抗弯设计

37、、框架梁的抗弯设计弯曲破坏弯曲破坏少筋破坏少筋破坏适筋破坏适筋破坏超筋破坏超筋破坏剪切破坏剪切破坏脆性、延性小、要防止（强剪弱弯）脆性、延性小、要防止（强剪弱弯）高层建筑结构-总结1）梁截面抗弯配筋与延性）梁截面抗弯配筋与延性 即防止框架梁因过高的配筋率（受压区混凝即防止框架梁因过高的配筋率（受压区混凝土的过高应变）而不能满足延性要求，土的过高应变）而不能满足延性要求，x小则有小则有利于提高延性利于提高延性。有地震作用组合时的梁端箍筋加密区：有地震作用组合时的梁端箍筋加密区：一级抗震等级：一级抗震等级：025.0hx 二、三级抗震等级：二、三级抗震等级：035.0hx 其他情况：其他情况：0h

38、x 且梁端塑性铰区上部纵向受拉钢筋的配筋率不应大于且梁端塑性铰区上部纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%高层建筑结构-总结2）正截面抗弯承载力计算）正截面抗弯承载力计算有地震作用组合时：有地震作用组合时：00max,5.01ahAfxhAAfMsyssyREb无地震作用组合时：无地震作用组合时：00max,5.0ahAfxhAAfMsyssybRE承载力抗震调整系数，取承载力抗震调整系数，取0.75高层建筑结构-总结2、框架梁的抗剪验算、框架梁的抗剪验算（1）框架梁箍筋与延性）框架梁箍筋与延性 须在梁的两端设置须在梁的两端设置箍筋加密区箍筋加密区，来保证塑性，来保证塑性区具有良好的塑性转动能力

39、，同时为了防止混凝区具有良好的塑性转动能力，同时为了防止混凝土压溃前受压钢筋过早压屈。土压溃前受压钢筋过早压屈。高层建筑结构-总结 非抗震设计和抗震设计时梁端箍筋加密区非抗震设计和抗震设计时梁端箍筋加密区之外之外的梁截的梁截面，采用组合值；面，采用组合值；抗震设计时梁端箍筋加密区抗震设计时梁端箍筋加密区之内之内的梁截面，取下值：的梁截面，取下值：rblbMM、考虑地震组合时，框架梁左、右端的弯矩考虑地震组合时，框架梁左、右端的弯矩设计值设计值GbV梁在重力荷载代表值作用下，按简支梁分析梁在重力荷载代表值作用下，按简支梁分析的梁端截面的剪力设计值。的梁端截面的剪力设计值。V的取值，主要是保证梁的

40、抗剪能力大于其抗弯能力，的取值，主要是保证梁的抗剪能力大于其抗弯能力，不发生脆性破坏，即梁的设计要遵循不发生脆性破坏，即梁的设计要遵循“强剪弱弯强剪弱弯”的原的原则。则。GbnrblbvbVlMMV（二级抗震）（二级抗震）（三级抗震）（三级抗震）（一级抗震）（一级抗震）3.1vb2.1vb1.1vb（2）剪力设计值）剪力设计值高层建筑结构-总结0025.17.0hsAfbhfVsvyvtb（3）受剪承载力验算）受剪承载力验算无地震作用组合时：无地震作用组合时：)25.142.0(100hsAfbhfVsvyvtREb有地震作用组合时：有地震作用组合时：RE承载力抗震调整系数，取承载力抗震调整系

41、数，取0.85高层建筑结构-总结3、影响框架柱延性的因素、影响框架柱延性的因素（1）剪跨比）剪跨比cchHVhM20 当当2 为长柱，一般出现弯曲破坏为长柱，一般出现弯曲破坏当当25.1 为短柱，多数是剪切破坏，为短柱，多数是剪切破坏，当提高混凝土强当提高混凝土强度或配有足够的箍筋时度或配有足够的箍筋时，会出现具有一定延，会出现具有一定延性的剪切破坏。性的剪切破坏。当当5.1 为极短柱，会发生斜拉破坏，抗震性能不好，为极短柱，会发生斜拉破坏，抗震性能不好，设计时应避免。设计时应避免。高层建筑结构-总结（2）轴压比）轴压比cccfhbNn 抗震等级一级二级三级框架柱0.70.80.9框支层柱0.

42、60.7框架柱轴压比限制框架柱轴压比限制 当当 n 增大时，意味着混凝土受压区高度增增大时，意味着混凝土受压区高度增大，则从大偏压过渡到小偏压，小偏压的破坏大，则从大偏压过渡到小偏压，小偏压的破坏是脆性的。是脆性的。n 越大，延性越小。越大，延性越小。高层建筑结构-总结（3）箍筋）箍筋框架柱的箍筋有三个作用：框架柱的箍筋有三个作用：抵制剪力抵制剪力 对混凝土提供约束对混凝土提供约束 防止纵筋压屈防止纵筋压屈 对混凝土提供约束的约束程度是影响柱的延性的主要对混凝土提供约束的约束程度是影响柱的延性的主要因素，可以用一个综合指标因素，可以用一个综合指标配箍特征值配箍特征值来度量来度量cyvvvff

43、配箍特征值配箍特征值箍筋的体积配箍率箍筋的体积配箍率sl lAlnAlnsvsvv21222111 1l2l高层建筑结构-总结3、柱压弯承载力验算、柱压弯承载力验算（1）轴力、弯矩设计值）轴力、弯矩设计值无地震作用组合：无地震作用组合：取最不利内力组合作为轴力、弯矩设计值取最不利内力组合作为轴力、弯矩设计值 按强柱弱梁的要求调整柱端弯矩设计值按强柱弱梁的要求调整柱端弯矩设计值柱端组合的弯矩设计值应柱端组合的弯矩设计值应按下式计算确定：按下式计算确定：bccMM bcMtcMrbMlbMc 柱端弯矩增大系数，一级取柱端弯矩增大系数，一级取1.4，二级取，二级取1.2，三级取，三级取1.1有地震作

44、用组合：有地震作用组合：轴力设计值取最不利内力组合、弯矩设计轴力设计值取最不利内力组合、弯矩设计 值要根据值要根据强柱弱梁强柱弱梁及及局部加强局部加强等要求调整增大等要求调整增大高层建筑结构-总结 框架结构柱固定端弯矩增大框架结构柱固定端弯矩增大 为了推迟框架结构底层柱固定端截面屈服，一、二、为了推迟框架结构底层柱固定端截面屈服，一、二、三级框架结构的三级框架结构的底层柱固定端截面底层柱固定端截面组合的弯矩计算值，应组合的弯矩计算值，应分别乘以分别乘以增大系数增大系数1.5，1.25，1.15。框架结构底层固定端截面：框架结构底层固定端截面：无地下室时是指基础顶面的固定端；无地下室时是指基础顶

45、面的固定端；有地下室时为地下室以上的首层柱的下端截面。有地下室时为地下室以上的首层柱的下端截面。框支柱框支柱 一、二级框支柱由地震作用引起的附加轴力应分别乘一、二级框支柱由地震作用引起的附加轴力应分别乘以增大系数以增大系数1.5、1.2；一、二级框支柱的顶层柱上端和底层柱下端，其组合的弯一、二级框支柱的顶层柱上端和底层柱下端，其组合的弯矩设计值应分别乘以增大系数矩设计值应分别乘以增大系数1.5、1.2。角柱角柱 按照上述方法调整后的组合弯矩设计值再乘以不小于按照上述方法调整后的组合弯矩设计值再乘以不小于1.1的增大系数的增大系数高层建筑结构-总结 按照钢筋混凝土偏心受压柱构件进行计算按照钢筋混

46、凝土偏心受压柱构件进行计算（2）柱正截面受弯承载力验算）柱正截面受弯承载力验算 抗震设计时，框架结构的角柱应按双向偏心构件计算，抗震设计时，框架结构的角柱应按双向偏心构件计算，其弯矩、剪力设计值应乘以不小于其弯矩、剪力设计值应乘以不小于1.1的增大系数。的增大系数。高层建筑结构-总结（2）截面受剪承载力计算）截面受剪承载力计算无地震作用组合：无地震作用组合：NhsAfhbfVsvyvcctc07.0175.100 有地震作用组合：有地震作用组合：)056.0105.1(100NhsAfhbfVsvyvcctREc RE 承载力抗震调整系数，取承载力抗震调整系数，取0.854、柱受剪承载力验算、

47、柱受剪承载力验算（1）剪力设计值）剪力设计值 一、二、三级框架柱两端和框支柱两端的箍筋加密区，应一、二、三级框架柱两端和框支柱两端的箍筋加密区，应根据强剪弱弯的要求，采用剪力增大系数确定剪力设计值，根据强剪弱弯的要求，采用剪力增大系数确定剪力设计值，HMMVtcbcvcc/)(vc 柱剪力增大系数，一级取柱剪力增大系数，一级取1.4，二级取，二级取1.2，三级取，三级取1.1 箍筋加密区以外的部位，取不利内力组合剪力计算值箍筋加密区以外的部位，取不利内力组合剪力计算值作为剪力设计值。作为剪力设计值。高层建筑结构-总结第第 五五 章章 剪力墙结构的计算假定及分类剪力墙结构的计算假定及分类 剪力墙

48、的等效刚度的概念剪力墙的等效刚度的概念 小开口整体墙在水平荷载作用下的计算基本假定小开口整体墙在水平荷载作用下的计算基本假定 双肢墙在水平荷载作用下的计算基本假定双肢墙在水平荷载作用下的计算基本假定 各类剪力墙的判别方式各类剪力墙的判别方式 剪力墙的承载力计算剪力墙的承载力计算 剪力墙的构造要求剪力墙的构造要求高层建筑结构-总结一、计算假定一、计算假定 楼板在自身平面内的抗弯刚度无限大，在平面外楼板在自身平面内的抗弯刚度无限大，在平面外刚度很小；可忽略不计，水平荷载通过刚性楼板传刚度很小；可忽略不计，水平荷载通过刚性楼板传递给各片剪力墙。递给各片剪力墙。各片剪力墙在自身平面内的刚度很大，而在平

49、面各片剪力墙在自身平面内的刚度很大，而在平面外的刚度很小，即外的刚度很小，即横向剪力墙只承受横向作用的水平力横向剪力墙只承受横向作用的水平力纵向剪力墙只承受纵向作用的水平力纵向剪力墙只承受纵向作用的水平力高层建筑结构-总结 2.翼缘宽度取值翼缘宽度取值：剪力墙间距剪力墙间距 门窗洞间翼墙的宽度门窗洞间翼墙的宽度 剪力墙厚度剪力墙厚度 两侧各两侧各 6 倍翼墙厚度倍翼墙厚度 剪力墙墙肢总高度的剪力墙墙肢总高度的 10%混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范 P 142 10.5.3 hMin(b+12h,s1/2+s2/2)s1s2四者的最小值四者的最小值高层建筑结构-总结二、剪力墙的分类二、剪力

50、墙的分类单肢墙单肢墙整截面墙整截面墙 小开口整体墙小开口整体墙联肢墙联肢墙壁式框架壁式框架框架框架刚度大，故承担的地震作用也刚度大，故承担的地震作用也大，延性差，且震后不易修复大，延性差，且震后不易修复洞口虽然削弱了截面，但合理洞口虽然削弱了截面，但合理布置洞口，能提高剪力墙的延布置洞口，能提高剪力墙的延性，有利于抗震。性，有利于抗震。整体墙整体墙高层建筑结构-总结三、剪力墙类型的判别方法：三、剪力墙类型的判别方法：当当1时：忽略连梁对墙肢的约束作用，各墙肢按时：忽略连梁对墙肢的约束作用，各墙肢按 独立墙肢分别计算；独立墙肢分别计算；当当,101且且IIA时：可按联肢墙计算；时：可按联肢墙计算