1、 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 第第 4 4 章章 设设 计计 要要 求求 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 强度问题强度问题构件截面承载力验算构件截面承载力验算 刚度问题刚度问题正常使用条件下结构水平正常使用条件下结构水平位移验算和风振舒适度验算位移验算和风振舒适度验算 延性和耗能问题延性和耗能问题抗震结构的延性和抗震结构的延性和耗能要求耗能要求 稳定问题稳定问题结构稳定与抗倾覆验算结构稳定与抗倾覆验算高层建筑结构设计要点高层建筑结构设计要点 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 建筑形体包括建筑的平面形状和立面、建筑形
2、体包括建筑的平面形状和立面、竖向剖面的变化；结构布置包括结构竖向剖面的变化；结构布置包括结构构件的平面布置和竖向布置构件的平面布置和竖向布置 。结构的规则性对结构的抗震能力有决结构的规则性对结构的抗震能力有决定性的作用。定性的作用。4.14.1建筑形体及结构布置的规则性建筑形体及结构布置的规则性 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 1972年尼加拉瓜的马拉瓜市发生地震，年尼加拉瓜的马拉瓜市发生地震，6.5级，烈度约为级，烈度约为 8度度4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一马那瓜中央银行大
3、厦马那瓜美洲银行大厦十五层高的中央银行大厦，十五层高的中央银行大厦，1818层高的美洲银行层高的美洲银行大厦，震害截然不同。一幢破坏严重，震后拆大厦，震害截然不同。一幢破坏严重，震后拆除；另一幢轻微损坏，稍加修理便恢复使用。除；另一幢轻微损坏，稍加修理便恢复使用。4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一平面不规则平面不规则4 4个楼梯间偏置塔楼西端，导致了个楼梯间偏置塔楼西端，导致了西端刚西端刚度小，东端刚度大度小，东端刚度大。中央银行大厦中央银行大厦4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设
4、计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一平面不规则平面不规则平面刚度分布不均导致严重的平面刚度分布不均导致严重的扭转效应扭转效应中央银行大厦中央银行大厦4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一美洲银行美洲银行 结构是结构是均匀对称均匀对称的，基本的抗侧力体系包括的，基本的抗侧力体系包括4 4个个L L形的筒体，对称的由连梁连接起来形的筒体，对称的由连梁连接起来。4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一美洲银行美洲
5、银行 对称的结构布置对称的结构布置及相对刚强的联肢墙及相对刚强的联肢墙，有效地限制了侧向位移，并防止了明显的有效地限制了侧向位移，并防止了明显的扭转效应；扭转效应；4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一美洲银行美洲银行 连梁剪切破坏是主要震害：连梁剪切破坏是主要震害：当连梁剪切破坏后，结构体系的位移虽有明当连梁剪切破坏后，结构体系的位移虽有明显增加，但由于抗震墙提供了较大的侧向刚度，显增加，但由于抗震墙提供了较大的侧向刚度，位移量得到控制。位移量得到控制。连梁的开裂耗散了能量，降低了地震作用。连梁的开裂耗散了能
6、量，降低了地震作用。4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 美国加州奥立弗医疗中心主楼美国加州奥立弗医疗中心主楼 竖向布置不合理：底层薄弱竖向布置不合理：底层薄弱4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 1971年美国圣费南多年美国圣费南多地震中，该建筑破坏地震中，该建筑破坏严重，首层非弹性残严重，首层非弹性残余位移达余位移达600mm。地震后该建筑拆除。地震后该建筑拆除。4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概
7、念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 首层侧向刚度小，承载力低，成为首层侧向刚度小，承载力低，成为软弱层软弱层和和薄弱层薄弱层，地震时，地震时塑性变形集中塑性变形集中，以致严重破，以致严重破坏坏4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 竖向布置不合理：顶部薄弱、鞭梢效应竖向布置不合理：顶部薄弱、鞭梢效应天津南开大学主楼，天津南开大学主楼，1976年唐山地震破坏年唐山地震破坏4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木
8、系结构一 结构的规则性结构的规则性对结对结构的抗震能力有决构的抗震能力有决定性的作用。定性的作用。4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一结结 构构结构的抗震计算设计：结构的抗震计算设计：结构的分析计算、构件的设计计算结构的分析计算、构件的设计计算 结构的结构的材料性能，质量、刚材料性能，质量、刚度的实际分布不确定，度的实际分布不确定，即即结结构的动力特性无法精确描述构的动力特性无法精确描述地震动地震动地震反应及地震反应及作用效应作用效应 地震动的地震动的不确定不确定和和不可预知不可预知 计算的计算的简化导致简化
9、导致与真实反应与真实反应 的的误差误差4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一R抗震概念设计抗震概念设计：基于基于震害经验震害经验和和工程抗震基本理论工程抗震基本理论建立建立的的抗震基本原则和思想抗震基本原则和思想。强调从工程设计一开始就把握好强调从工程设计一开始就把握好“场地场地条件、房屋体型、结构体系、刚度分布、构条件、房屋体型、结构体系、刚度分布、构件延性件延性”等几个主要方面，控制地震能量的等几个主要方面，控制地震能量的输入，从根本上消除结构中的抗震薄弱环节。输入，从根本上消除结构中的抗震薄弱环节。再结合
10、必要的再结合必要的计算计算（计算设计计算设计）和）和构造构造措施措施（构造设计构造设计），就有可能设计出具有良），就有可能设计出具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度的结构。好的抗震性能和足够的抗震可靠度的结构。4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 抗震概念设计的基本原则抗震概念设计的基本原则 采用规则建筑，不应采用严重采用规则建筑，不应采用严重不规则的建筑。不规则的建筑。建筑形体：建筑形体：平面对称、立面简单平面对称、立面简单结构布置（抗侧力构件的布置）：结构布置（抗侧力构件的布置）：平面质量、刚度分布对称、
11、均匀平面质量、刚度分布对称、均匀 竖向质量、刚度、承载力下大上竖向质量、刚度、承载力下大上小，均匀变化小，均匀变化4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 抗震概念设计的基本原则抗震概念设计的基本原则 具有明确的计算简图，具有合理具有明确的计算简图，具有合理的、不间断的传力路线。的、不间断的传力路线。4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 抗震概念设计的基本原则抗震概念设计的基本原则 具备具备足够大的刚度和承载力足够大的刚度和承载
12、力，良好的弹塑性变形能力和消耗地震良好的弹塑性变形能力和消耗地震能量的能力能量的能力，且，且刚度、承载力与延刚度、承载力与延性性之间需之间需匹配匹配。4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 具有整体牢固性和尽量多的冗余具有整体牢固性和尽量多的冗余度度，超静定次数越多越好，使其具备，超静定次数越多越好，使其具备部分构件屈服或破坏后，结构具备内部分构件屈服或破坏后，结构具备内力重分布的功能，避免因部分结构或力重分布的功能，避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构倒塌。构件破坏而导致整个结构倒塌。牢固连接或彻底分离牢固
13、连接或彻底分离 抗震概念设计的基本原则抗震概念设计的基本原则4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 设置多道抗震防线设置多道抗震防线。抗震概念设计的基本原则抗震概念设计的基本原则（1 1）一抗震结构体系，应有若干个延性较）一抗震结构体系，应有若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作。件连接起来协同工作。框墙、框撑体系、框框墙、框撑体系、框筒、筒中筒结构筒、筒中筒结构 第一道防线的破坏不能对结构的竖向第一道防线的破坏不能对结构的竖向承载力有很大的影响承
14、载力有很大的影响，最后一道防线要能最后一道防线要能提供一定的强度和大变形的可能提供一定的强度和大变形的可能。4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 设置多道抗震防线设置多道抗震防线。抗震概念设计的基本原则抗震概念设计的基本原则（2 2）抗震结构体系应有最大可能数量的内）抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘余度，有意识地建立一系列分部、外部赘余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，以使结构能够吸收和耗散大布的屈服区，以使结构能够吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复量的地震能量，一旦破坏也易于修复4.1
15、.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 利用赘余杆件增多抗震防线利用赘余杆件增多抗震防线 一方面利用赘余杆件的屈服和变一方面利用赘余杆件的屈服和变形，来形，来耗散地震能量耗散地震能量；另一方面利用赘余杆件的破坏和另一方面利用赘余杆件的破坏和退出，使整个结构从一种稳定体系过退出，使整个结构从一种稳定体系过渡到另一种稳定体系，实现渡到另一种稳定体系，实现周期的变周期的变化化，以，以避免避免地震动持续作用引起的地震动持续作用引起的共共振效应振效应。4.1.14.1.1地震震害及抗震概念设计地震震害及抗震概念设计 高层建筑结
16、构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 建筑平面形状建筑平面形状 对抗风有利对抗风有利的建筑平面形状：的建筑平面形状：凸平面凸平面圆形、正多边形、椭圆形、正多边形、椭圆形等。圆形等。对抗风不利对抗风不利的建筑平面形状：的建筑平面形状：有较多凹凸的复杂形状平面有较多凹凸的复杂形状平面V V形、形、Y Y形、形、H H形等。形等。4.1.24.1.2建筑平面和结构平面布置建筑平面和结构平面布置 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 对抗震有利对抗震有利的平面形状：的平面形状：简单，规则，对称。简单，规则，对称。建筑平面形状建筑平面形状4.1.24.1.2建筑平面和结构平
17、面布置建筑平面和结构平面布置 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 对抗震不利对抗震不利的平面形状：的平面形状：长宽比过大，过于狭长，突长宽比过大，过于狭长，突出部分的长度过大、宽度过小，出部分的长度过大、宽度过小，角部重叠，细腰形。角部重叠，细腰形。建筑平面形状建筑平面形状4.1.24.1.2建筑平面和结构平面布置建筑平面和结构平面布置 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一设防烈度设防烈度L/B l/Bmax l/b 6度,7度6.00.352.08度,9度5.00.31.54.1.24.1.2建筑平面和结构平面布置建筑平面和结构平面布置 高层建筑结构
18、设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 长度过长长度过长可能引起可能引起两端地震波输入相位两端地震波输入相位差，差，引起引起不规则震动不规则震动4.1.24.1.2建筑平面和结构平面布置建筑平面和结构平面布置 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 平面突出部分的长度平面突出部分的长度l不宜过大，宽度不宜过大，宽度b b不宜过小不宜过小4.1.24.1.2建筑平面和结构平面布置建筑平面和结构平面布置 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一设防烈度设防烈度L/B l/Bmax l/b 6度,7度6.00.352.08度,9度5.00.31.54.1.24
19、.1.2建筑平面和结构平面布置建筑平面和结构平面布置 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 较长的突出部分，凹角处应力集中，容较长的突出部分，凹角处应力集中，容易发生震害易发生震害4.1.24.1.2建筑平面和结构平面布置建筑平面和结构平面布置 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 角部重叠角部重叠和和细腰形细腰形在在重叠部分和细腰部分重叠部分和细腰部分平面变窄平面变窄，形成，形成薄弱薄弱部位部位，凹角，凹角应力集中应力集中引起引起楼板开裂楼板开裂细腰形细腰形4.1.24.1.2建筑平面和结构平面布置建筑平面和结构平面布置 高层建筑结构设计高层建筑结构设
20、计土木系结构一土木系结构一结构构件的平面布置结构构件的平面布置 原则：减小扭转，增大抗扭刚度原则：减小扭转，增大抗扭刚度。承载力、刚度、质量分布对称、均承载力、刚度、质量分布对称、均匀，使刚度中心和质量中心尽可能匀，使刚度中心和质量中心尽可能重合重合减小扭转；减小扭转；墙（筒）布置墙（筒）布置增大抗扭刚度。增大抗扭刚度。4.1.24.1.2建筑平面和结构平面布置建筑平面和结构平面布置 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一建筑立面形状建筑立面形状对抗震有利对抗震有利的建筑立面形状：的建筑立面形状：规则、均匀，从上到下外规则、均匀，从上到下外形不变或变化不大，没有过大形不变或变
21、化不大，没有过大的内收或外挑的内收或外挑。4.1.34.1.3建筑立面和结构沿高度布置建筑立面和结构沿高度布置 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一内收：内收：H1/H0.2，B10.75B外挑：外挑：B1 1.1B，a 4m4.1.34.1.3建筑立面和结构沿高度布置建筑立面和结构沿高度布置 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一对抗震不利的建筑立面对抗震不利的建筑立面 （a）高宽比大）高宽比大 (b)高位悬高位悬挑挑 （c）上部收进）上部收进 （e）大底盘多塔楼连体）大底盘多塔楼连体（d）连体）连体4.1.34.1.3建筑立面和结构沿高度布置建筑立面和
22、结构沿高度布置 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 立面形状的突然变化立面形状的突然变化，会会引起引起质质量和抗侧移刚度量和抗侧移刚度突变突变，地震时，地震时容易容易应应力集中力集中（质量大、刚度大）或（质量大、刚度大）或塑性变塑性变形集中形集中（刚度小）而加重破坏。（刚度小）而加重破坏。建筑立面形状建筑立面形状4.1.34.1.3建筑立面和结构沿高度布置建筑立面和结构沿高度布置 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 结构沿高度布置结构沿高度布置 连续、均匀，使结构的侧向连续、均匀，使结构的侧向刚度和承载力上下相同，或下大刚度和承载力上下相同，或下大上
23、小，自下而上连续、逐渐减小，上小，自下而上连续、逐渐减小，避免有刚度或承载力突然变小的避免有刚度或承载力突然变小的楼层，避免造成薄弱层或柔软层。楼层，避免造成薄弱层或柔软层。4.1.34.1.3建筑立面和结构沿高度布置建筑立面和结构沿高度布置 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一对抗震不利的结构沿高度布置对抗震不利的结构沿高度布置 （a）传力路径中断）传力路径中断 (b)错层错层(c)设置加强层设置加强层 (d)连廊两端固接连廊两端固接 4.1.34.1.3建筑立面和结构沿高度布置建筑立面和结构沿高度布置 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一抗震规范抗震
24、规范3.4.33.4.3规定了三种规定了三种平面不规则类型平面不规则类型1 1）扭转不规则扭转不规则：楼层的最大弹性水平位移：楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）大于该楼层两端弹性水平（或层间位移）大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的位移（或层间位移）平均值的1.21.2倍。倍。4.1.44.1.4不规则建筑结构不规则建筑结构 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一1221.52即即3/12扭转严重不规则扭转严重不规则 B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，扭转位移比不应大于杂高层建筑，扭转位移比不应大于1.4。当楼
25、层的最大层间位移角不大于规定限值的当楼层的最大层间位移角不大于规定限值的40%时，可放宽至时，可放宽至1.6。高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一扭转特别不规则扭转特别不规则 由于结构抗扭刚度过小，导致结构扭转周期由于结构抗扭刚度过小，导致结构扭转周期比（以扭转为主的第一自振周期与以平动为比（以扭转为主的第一自振周期与以平动为主的第一自振周期之比）主的第一自振周期之比）A级高度高层建筑级高度高层建筑大于大于0.9，B级高度建筑、超过级高度建筑、超过A级高度的混级高度的混合结构及复杂高层建筑大于合结构及复杂高层建筑大于0.85。高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木
26、系结构一抗震规范抗震规范3.4.33.4.3规定了三种规定了三种平面不规则类型平面不规则类型2 2）凹凸不规则凹凸不规则：结构平面凹进的一侧尺寸，：结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的大于相应投影方向总尺寸的30%30%。高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一抗震规范抗震规范3.4.33.4.3规定了三种规定了三种平面不规则类型平面不规则类型3 3）楼板局部不连续楼板局部不连续：楼板的尺寸和平面刚度：楼板的尺寸和平面刚度急剧变化急剧变化 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一B0.5bBB00.3AAABll局部不连续局部不连续大开洞大开洞错层错
27、层建筑平面的局部不连续示例建筑平面的局部不连续示例 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一抗震规范抗震规范3.4.33.4.3规定了三种规定了三种平面不规则类型平面不规则类型3 3）楼板局部不连续楼板局部不连续：楼板的尺寸和平面刚度：楼板的尺寸和平面刚度急剧变化急剧变化开洞面积大于该楼层面积的开洞面积大于该楼层面积的30%30%有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%50%较大的楼层错层较大的楼层错层 扣除凹入和开洞后，楼板任一方向的最扣除凹入和开洞后，楼板任一方向的最小净宽不宜小于小净宽不宜小于5m5m，且开洞后每一边的净，且开洞后每一边的
28、净宽不应小于宽不应小于2m2m。高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一抗震规范抗震规范3.4.33.4.3规定了三种规定了三种竖向不规则类型竖向不规则类型1 1）侧向刚度不规则）侧向刚度不规则：该层的侧向刚度小于相邻上一层的该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%70%，或小，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的下一层的25%25%。高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一仅适用框架结构仅适用框架结构 其它结构形式其它结构形式考虑本
29、考虑本层与相邻上层的刚度层与相邻上层的刚度比比时，需引入时，需引入层高层高的影响，即采用的影响，即采用刚度层高乘刚度层高乘积之比积之比。比值不宜小于比值不宜小于0.9；当本层层高大于相邻；当本层层高大于相邻上层层高上层层高1.5倍时，不宜小于倍时，不宜小于1.1；对底部嵌固；对底部嵌固层，不宜小于层，不宜小于1.5 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一抗震规范抗震规范3.4.33.4.3规定了三种规定了三种竖向不规则类型竖向不规则类型2 2）竖向抗侧力构件不连续）竖向抗侧力构件不连续：竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件
30、（梁、桁架）支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架）向下传递。向下传递。高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件不连续 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一竖向抗侧力结构抗剪承载力不均匀竖向抗侧力结构抗剪承载力不均匀 （有薄弱层）（有薄弱层）,y iQ,1y iQ,10.8y iy iQQ抗震规范抗震规范3.4.33.4.3规定了三种规定了三种竖向不规则类型竖向不规则类型3 3）楼层承载力突变楼层承载力突变：抗侧力结构的抗侧力结构的层间受剪承载力小层间受剪承载力小于相邻上一楼层的于相邻上一楼层的80%80%。高层建筑结构设计高
31、层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一竖向抗侧力结构抗剪承载力不均匀竖向抗侧力结构抗剪承载力不均匀 （有薄弱层）（有薄弱层）,y iQ,1y iQ3 3）楼层承载力突变）楼层承载力突变：抗侧力结构的层间抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上受剪承载力小于相邻上一楼层的一楼层的65%65%，为严重，为严重不规则。不规则。B B级高度建筑级高度建筑限值为限值为75%75%。高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一抗震规范抗震规范3.4.1 3.4.1 建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的建筑形体的规则性规则性。不规则不规则的建筑应按规定采
32、取加强措施。的建筑应按规定采取加强措施。特别不规则特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，的建筑应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施。采取特别的加强措施。严重不规则严重不规则的建筑不应采用的建筑不应采用。高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 不规则结构：不规则结构：个别项目超过不规则类型的指标。个别项目超过不规则类型的指标。特别不规则结构：特别不规则结构：有多项超过不规则类型的指标，有多项超过不规则类型的指标，或某一项超过不规则指标较多。或某一项超过不规则指标较多。严重不规则结构：严重不规则结构：多个项目超过不规则的指标比较多，多个项目超过不规则的指标比较多，或某一项超过
33、了严重不规则指标的上限。或某一项超过了严重不规则指标的上限。高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 按承载力极限状态验算结构按承载力极限状态验算结构构件截面构件截面足够大的承载能力足够大的承载能力4.3 4.3 截面承载力验算截面承载力验算 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一无地震作用效应组合时无地震作用效应组合时 r0SR r r0 0 ：结构重要性系数结构重要性系数 安全等级为二级或设计使用年安全等级为二级或设计使用年限限5050年，不小于年，不小于1.01.0 安全等级为一级或设计使用年安全等级为一级或设计使用年限限100100年及以上，不小于年及
34、以上，不小于1.11.14.3 4.3 截面承载力验算截面承载力验算 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一S Sd d ：无地震作用效应组合时，构件截：无地震作用效应组合时，构件截面面内力（效应）组合的设计值内力（效应）组合的设计值（与荷（与荷载标准值和荷载效应分项系数的大小载标准值和荷载效应分项系数的大小有关）有关）R Rd d：无地震作用组合时，构件截面：无地震作用组合时，构件截面承载承载力设计值力设计值（与材料分项系数的大小有（与材料分项系数的大小有关）关）r r0 0S Sd dRRd d4.3 4.3 截面承载力验算截面承载力验算 高层建筑结构设计高层建筑结构设计
35、土木系结构一土木系结构一有地震作用效应组合时有地震作用效应组合时 REddRS/S Sd d ：有地震作用效应组合时，构件截：有地震作用效应组合时，构件截面面内力（效应）组合的设计值内力（效应）组合的设计值R Rd d ：有地震作用组合时，构件截面：有地震作用组合时，构件截面承承载力设计值载力设计值：承载力抗震调整系数承载力抗震调整系数 RE4.3 4.3 截面承载力验算截面承载力验算 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一4.4.1 4.4.1 弹性层间位移角限值弹性层间位移角限值 目的：目的：防止风、小震作用下非结构构防止风、小震作用下非结构构件破坏件破坏方法：方法：足够
36、大的刚度足够大的刚度刚度：单位变形（位移、转角等）所刚度：单位变形（位移、转角等）所需的力，包括：侧向刚度和扭转刚度。需的力，包括：侧向刚度和扭转刚度。4.4 4.4 变形验算变形验算 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一u u：荷载标准值效应组合荷载标准值效应组合（风，地震，（风，地震，风风+地震）所得结构最大层间位移；地震）所得结构最大层间位移；h h：层高；：层高；u/h:u/h:最大层间位移角；最大层间位移角；u u/h/h：弹性层间位移角限值。：弹性层间位移角限值。u u/h/hu u/h/h 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 u u/h/
37、h：弹性层间位移角限值：弹性层间位移角限值 材料材料 结构高度结构高度 结构类型结构类型 限值限值 钢筋钢筋混凝土混凝土 结构结构不大于不大于150m150m 框架框架 1/5501/550 框架框架-剪力墙剪力墙框架框架-核心筒核心筒 1/8001/800 剪力墙剪力墙筒中筒筒中筒 1/10001/1000 框支层框支层 1/10001/1000不小于不小于250m250m 各种类型结构各种类型结构 1/5001/500钢结构钢结构 各种类型结构各种类型结构 1/3001/300 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一4.4.2 4.4.2 弹塑性层间位移角限值弹塑性层间位
38、移角限值 目的：防止罕遇地震时结构倒塌。目的：防止罕遇地震时结构倒塌。通过延性实现弹塑性变形，满足通过延性实现弹塑性变形，满足弹塑性层间位移角限值的要求。弹塑性层间位移角限值的要求。高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 弹塑性层间位移角限值弹塑性层间位移角限值 材料材料结构类型结构类型 限值限值 钢筋混凝钢筋混凝 土土结构结构 框架框架 1/501/50 框架框架-剪力墙剪力墙框架框架-核心筒核心筒 1/1001/100 剪力墙剪力墙 筒中筒筒中筒 1/1201/120 框支层框支层 1/1201/120钢结构钢结构 各种类型结构各种类型结构1/501/50 高层建筑结构设
39、计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一4.5 4.5 荷载效应组合及最不利内力荷载效应组合及最不利内力荷载效应包括：荷载效应包括：构件截面的内力（控制截面）构件截面的内力（控制截面）水平荷载作用下结构层间位移水平荷载作用下结构层间位移 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一无地震作用效应组合无地震作用效应组合 SS荷载效应组合的设计值；荷载效应组合的设计值；GkQkwkSSS，分别为永久荷载、分别为永久荷载、活荷载和风荷载效应标准值；活荷载和风荷载效应标准值；4.5.1 4.5.1 荷载效应组合荷载效应组合wKwwQKQQLGKGdSSSS 高层建筑结构设计高层建筑结构设
40、计土木系结构一土木系结构一GQ，w分别为永久荷载、分别为永久荷载、活荷载和风荷载分项系数；活荷载和风荷载分项系数；GQw可变荷载效应控制时取可变荷载效应控制时取1.21.2，永，永久荷载效应控制时取久荷载效应控制时取1.351.35，对结构，对结构有利时取有利时取1.01.0；一般取一般取1.41.4；一般取一般取1.41.4。wKwwQKQQLGKGdSSSS 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一Qw分别为楼面活荷载组合值系数和分别为楼面活荷载组合值系数和风荷载的组合值系数，风荷载的组合值系数，当永久荷载效应控制时，应分别取当永久荷载效应控制时，应分别取0.70.7和和0
41、.00.0；当可变荷载效应控制时，应分别取当可变荷载效应控制时，应分别取1.01.0和和0.60.6或或0.70.7和和1.01.0。wKwwQKQQLGKGdSSSS 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 基本荷载工况有两种基本荷载工况有两种永久（永久（恒恒）荷载荷载+活荷载活荷载 1.2永久永久荷载效应荷载效应+1.4活荷载效应活荷载效应 1.35永久永久荷载效应荷载效应+1.40.7活荷活荷载效应载效应wKwwQKQQLGKGdSSSS 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一永久永久荷载荷载+活荷载活荷载+风荷载风荷载 1.2永久永久荷载效应荷载效应
42、+1.40.7活荷载活荷载效应效应+1.41.0风荷载效应风荷载效应（高层高层建建筑筑）1.2永久荷载效应永久荷载效应+1.4活荷载效应活荷载效应+1.40.6风荷载效应（风荷载效应（多层建筑多层建筑）wKwwQKQQLGKGdSSSS 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一有有地震作用效应组合时地震作用效应组合时G GEEh EhkEv Evkw wwkSSSSS S S荷载效应和地震作用效应组合的设计值；荷载效应和地震作用效应组合的设计值；分别为重力荷载代表值、水平地震作用标分别为重力荷载代表值、水平地震作用标准值、竖向地震作用标准值、风荷载标准值准值、竖向地震作用标准值
43、、风荷载标准值的效应的效应；wkEvkEhkGESSSS，高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一分别为上述各种荷载和地震作用分别为上述各种荷载和地震作用 分项系数；分项系数；GEhEvw，风荷载的组合值系数，一般取风荷载的组合值系数，一般取0.00.0，60m60m以上的高层建筑取以上的高层建筑取0.20.2。wG GEEh EhkEv Evkw w wkSSSSS 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一高层建筑的基本工况高层建筑的基本工况所有高层建筑所有高层建筑 1.21.2重力荷载效应重力荷载效应+1.31.3水平地震作用效应水平地震作用效应60m60m
44、以上高层建筑（以上高层建筑（9 9度以外）度以外）1.21.2 重力荷载效应重力荷载效应+1.31.3水平地震作用效应水平地震作用效应+1.41.40.20.2风荷载效应风荷载效应 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一、9 9度高层建筑度高层建筑1.21.2重力荷载效应重力荷载效应+1.31.3水平地震作用效应水平地震作用效应+0.50.5竖向地震作用效应竖向地震作用效应 1.21.2重力荷载效应重力荷载效应+1.31.3竖向地震作用效应竖向地震作用效应 9 9度且度且60m60m以上高层建筑以上高层建筑1.21.2重力荷载效应重力荷载效应+1.31.3水平地震作用效应水平
45、地震作用效应+0.50.5 竖向地震作用效应竖向地震作用效应+1.41.40.20.2风荷风荷载效应载效应 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 位移计算时，所有分项系数位移计算时，所有分项系数取取1.01.04.5.1 4.5.1 荷载效应组合荷载效应组合 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 可不考虑竖向活荷载的不利可不考虑竖向活荷载的不利布置布置,用满布活荷载计算内力用满布活荷载计算内力 4.5.2 4.5.2 竖向活荷载的布置竖向活荷载的布置 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一水平荷载水平荷载 沿主轴正、反方向作用，按两个方
46、沿主轴正、反方向作用，按两个方向的较大值采用；向的较大值采用；体型复杂的高层建筑，考虑风向角体型复杂的高层建筑，考虑风向角的影响。的影响。4.5.34.5.3水平荷载的作用方向水平荷载的作用方向 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 4.5.4 控制截面及最不利内力控制截面及最不利内力 控制截面：控制截面：验算承载力的截面，通常验算承载力的截面，通常是内力最大的截面是内力最大的截面 框架梁框架梁:两端截面，跨中截面两端截面，跨中截面 连梁连梁:两端截面两端截面 框架柱、墙肢框架柱、墙肢:两端截面两端截面 高层建筑结构
47、设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一梁端截面：梁端截面：最大正弯矩，最大负弯矩，最大剪力最大正弯矩，最大负弯矩，最大剪力 梁跨中截面：梁跨中截面：最大正弯矩最大正弯矩柱、墙：柱、墙：大偏压时轴力小不利大偏压时轴力小不利 小偏压时轴力大不利小偏压时轴力大不利 最不利内力最不利内力 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一 及相应的及相应的N N 及相应的及相应的M M 及相应的及相应的M M 较大及较大及N N较大较大或或 较大及较大及N N较小较小MmaxmaxNNminM柱柱、墙墙最不利内力最不利内力M 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一端部截面端部截面，不是轴线截不是轴线截面面构件验算截面构件验算截面 高层建筑结构设计高层建筑结构设计土木系结构一土木系结构一
