结构设计一般原则

1、3.1 基本假定基本假定 钢筋混凝土高层建筑工作行为并不体现为弹性均质性质。要对其进行精确的模型计算十分困难，事实上，由于构件性能的复杂性及作用的随机性，进行精确的模型计算亦非十分必要。在设计中，为简化计算，同时又能充分反映实际结构的受力状况和满足设计要求，常作出一些基本假定，并相应提出一些限制要求。常采用以下三个基本假定：1、弹性变形假定 高层建筑结构的内力与位移采用弹性方法计算。考虑到实际结构中，某些构件体现了较为明显的弹塑性性质，因此，在截面设计时需充分考虑材料的这种性质，对框架梁及连梁等构件可考虑局部塑性变形引起的内力重分布。2、刚性楼板假定 高层建筑结构空间体能整体协同工作的原因是由

2、于各抗侧力结构之间通过楼板联系，进行高层建筑内力与位移计算时，假定联系各抗侧力结构的楼板在其自身平面内有无限大的刚度，而在其平面外的刚度很小，可忽略不计。3、平面抗侧力假定 任何一片抗侧力结构（一榀框架或一片剪力墙等）在其平面外的刚度可忽略不计，它只承受在其平面内的侧向力。 根据第2条假定，在水平荷载作用下，高层建筑各楼层水平位移相等，各抗侧力结构所各自承担各抗侧力结构所各自承担的水平力大小可根据水平位移协调的原则进行分配，的水平力大小可根据水平位移协调的原则进行分配，抗侧力结构刚度越大，所分配得到的水平力也越大。抗侧力结构刚度越大，所分配得到的水平力也越大。根据第根据第3条假定，我们可将高层

3、建筑这一空间结构条假定，我们可将高层建筑这一空间结构简分为若干片平面结构，两主轴方向的水平力分别简分为若干片平面结构，两主轴方向的水平力分别由该方向的所有平面结构承担，与之垂直的另一个由该方向的所有平面结构承担，与之垂直的另一个主轴方向的平面结构不参加工作。在求得各抗侧力主轴方向的平面结构不参加工作。在求得各抗侧力结构分配得到的水平力后，再按假定结构分配得到的水平力后，再按假定1求得其内力求得其内力和位移。和位移。 对于平面及立面布置不规则的高层建筑，其内力和变形难以满足上述第2、3条假定，对其计算宜按空间整体工作计算按空间整体工作计算，并且要考虑下列变形：梁，弯曲、剪切、扭转变形，当考虑楼板

4、面内变形时，还要考虑轴向变形；柱及墙，弯曲、剪切、轴向、扭转变形。 高层建筑结构荷载效应及地震作用效应组合是根据现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009和建筑抗震设计规范GB50011的有关规定，结合高层建筑的自身特点制定的。 对抗震设计而言，组合之前的地震作用效应标准值，尚应按照规程的有关规定进行适当放大、调整，如结构薄弱层剪力放大。抗震设计时，除四级抗震等级的结构构件外计算的组合内力设计值，尚应按照规程的有关规定进行调整后再进行构件截面设计，如强柱弱梁时组合内力设计值还应乘有关组合内力的增大系数。 1、无地震作用效应组合时，荷载效应组合的设计值 基本上同多层，但楼（屋）面活载不进行不利布

5、置，为 式中S荷载效应组合设计值； 永久荷载分项系数； 楼（屋）面活荷载分项系数； 风荷载的分项系数； 永久荷载效应标准值； 楼面活荷载效应标准值； 风荷载效应标准值；WKWWQKQQGKGSSSSGQWGkSQkSWkS 1、 无地震作用效应组合时，荷载效应组合的设计值基本上同多层，但楼（屋）面活载不进行不利布置，为 分别为楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数，当永久荷载效应起控制作用时分别取0.7和0.0；当可变荷载效应起控制作用时应分别取1.0和0.6或0.7和1.0，对书库、档案库、通风机房和电梯机房，楼面活荷载组合系数取0.7的场合应取为0.9。 荷载分项系数 应按下列规定采用：（

6、1）承载力计算时： 永久荷载的分项系数 ： 当其效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合应取1.2，对由永久荷载效应控制的组合应取1.35； 当其效应对结构有利时，应取1.0。WKWWQKQQGKGSSSSWQ,QG,G 荷载分项系数 应按下列规定采用：（1）承载力计算时： 楼面活载的分项系数 ： 一般情况下应取1.4。 风荷载的分项系数 应取1.4。（2）位移计算时，式中各分项系数均应取1.0。QG,QW2、有地震作用效应组合时，荷载效应和地震作用效应组合的设计值应按下式确定式中 荷载效应和地震作用效应组合的设计值； 重力荷载代表值的效应； 水平地震作用标准值效应，尚应乘以相应的增大系数

7、或调整系数或调整系数； 竖向地震作用标准值效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数或调整系数； 重力荷载分项系数； 风荷载分项系数； 水平地震作用分项系数； 竖向地震作用分项系数； 风荷载的组合值系数，一般取0.0，对60m以上的高层建筑取0.2。WKWWEvkEvEhkEhGEGSSSSSSGESEhkSEvkSGWEhEvW 荷载效应和地震作用效应的分项系数应按下列规定采用：（1）承载力计算时，分项系数应按p40表3.1采用。当重力荷载效应对结构承载力有利时，表中 不应大于1.0。（2）位移计算时，式中各分项系数均应取1.0。p40表3.1 有地震作用效应组合时荷载和作用分项系数 注：表中“

8、”表示组合中不考虑该项荷载或作用效应。 所考虑的组合说 明重力荷载及水平地震作用1.21.3 重力荷载及竖向地震作用1.21.39度抗震设计时考虑；水平长悬臂结构8度、9度抗震设计时考虑重力荷载、水平地震及竖向地震作用1.21.30.59度抗震设计时考虑；水平长悬臂结构8度、9度抗震设计时考虑重力荷载、水平地震作用及风荷载1.21.31.460m以上的高层建筑考虑重力荷载、水平地震作用、竖向地震作用及风荷载1.21.3 1.460m以上的高层建筑，9度抗震设计时考虑；水平长悬臂结构8度、9度抗震设计时考虑GEhEvWG 非抗震设计时，应按”1”进行荷载效应的组合。抗震设计时，应同时按”1”和”

9、2”进行荷载效应和地震作用效应组合。除四级抗震等级的结构构件外，式中计算的组合内力设计值，还应按有关规定进行调整。3.3.1 构件承载力计算构件承载力计算 高层建筑结构构件承载力应按下列式计算 无地震作用组合： 有地震作用组合：式中 结构重要性系数，对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件，不应小于1.1，对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，不应小于1.0； 作用效应组合的设计值； 构件承载力设计值； 构件承载力抗震调整系数RS 0RERS/0SRRE3.3.1 构件承载力计算构件承载力计算 构件承载力抗震调整系数。考虑承载力抗震调整系数的原因主要是地震作用时间很

10、短，且地震的产生具有很大的随机性，材料在快速加载下的性能与静力性能有较大的差别，因而对承载力进行调整，且在不同受力状态下，有不同程度的提高。 抗震设计时，钢筋混凝土构件的承载力抗震调整系数应按P41表3.2取用，型钢混凝土构件和钢构件的承载力抗震调整系数应按P41表3.3、表3.4采用。当仅考虑竖向地震作用组合时，各类结构构件的承载力抗震调整系数均应取为1.0。P41表3.2 钢筋混凝土构件构件承载力抗震调整系数RERS/RE构件类别梁轴压比小于0.15的柱轴压比不小于0.15的柱剪力墙 各类构件节点受力状态受弯偏压偏压偏压局部受压受剪、偏拉受剪 0.750.750.800.851.00.85

11、0.85REP41表3.3 型钢混凝土构件承载力抗震调整系数 注：对轴压比小于0.15的偏心受压柱，其承载力抗震调整系数取0.75P41表3.4 钢构件承载力抗震调整系数正截面承载力计算 斜截面承载力计算连接梁柱剪力墙支撑各类构件及节点焊缝及高强螺栓0.750.800.850.850.850.90钢梁钢柱钢支撑节点及连接螺栓连接焊缝0.750.750.800.850.903.3.2 结构稳定和抗倾覆验算结构稳定和抗倾覆验算 分析表明，高层建筑在竖向重力荷载下产生整体失稳的可能性很小。高层建筑结构稳定问题是重力二阶效应问题。重力二阶效应一般包括两部分：一是由于构件自身挠曲引起的附加重力效应，即P

12、-效应，二阶內力与构件挠曲形态有关，一般中段大、端部为零；二是结构在水平荷载或水平地震作用下产生侧移变位后，重力荷载由于该侧移而引起的附加重力效应，即重力P-效应。分析表明，对一般高层建筑而言，由于构构件的长细比不大，其挠曲二阶效应的影响相对很小，一般可以忽略不计；由于结构侧移和重力荷载引起的效应相对较为明显，可使结构的位移和内力增加，当位移较大时甚至导致结构失稳。因此，高层建筑混凝土结构的稳定设计，主要是控制、验算结构在风或地震作用下，重力荷载产生的效应对结构性能降低的影响以及由此可能引起的结构失稳。 高层建筑结构只要有水平侧移，就会引起重力荷载作用下的侧移二阶效应（效应），其大小与结构侧移

13、和重力荷载自身大小直接相关，而结构侧移又与结构侧向刚度和水平作用大小密切相关。控制结构有足够的侧向刚度，宏观上有两个容易判断的指标：一是结构侧移应满足规程的位移限制条件，二是结构的楼层剪力与该层及其以上各层重力荷载代表值的比值（即楼层剪重比）应满足最小值规定。一般情况下，满足了这些规定，可基本保证结构的整体稳定性，且重力二阶效应的影响较小。 考虑到二阶效应分析的复杂性，可只考虑结构的刚度与重力荷载之比（刚重比）对二阶效应的影响。1、高层建筑结构的稳定 为使结构的稳定应具有适宜的安全储备，高层建筑结构的稳定应满足： 1）剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构 2）框架结构 式中 结构一个主轴方向的

14、弹性等效侧向刚度，可按倒三角形分布荷载作用下结构顶点位移相等的原则，将结构的侧向刚度折算为竖向悬臂受弯构件的等效侧向刚度； H房层总高度； 分别为第i、j楼层重力荷载设计值niidGHEI124 . 1), 2 , 1(/10nihGDnijijidEIjiGG , 第i楼层层高； 第i楼层的弹性等效侧向刚度，可取该层剪力与层间位移的比值； n结构计算总层数。2、高层建筑的抗倾覆控制 为使高层建筑在水平荷载和竖向荷载作用下，其基底压力不致过于集中，规程对基础底面压应力较小一端作了限制： 高宽比大于4的高层建筑，基础底面不宜出现零应力区；高宽比不大于4的高层建筑，基础底面与地基之间零应力区面积不

15、应超过基础底面面积的15%。计算时，质量偏心较大的裙楼与主楼可分开考虑。 满足该规定时，高层建筑结构的抗倾覆能力具有足够的安全储备，不需再验算结构的倾覆问题。),2, 1(/10nihGDnijijiihiD3、在水平力作用下，当高层建筑结构满足下列规定时，可不考虑重力二阶效应的不利影响。 1）剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构： 2）框架结构：niidGHEI127 . 2), 2 , 1(/20nihGDnijiji4、高层建筑结构如果不满足“3”的规定时，应考虑重力二阶效应对水平力作用下结构内力和位移的不利影响 高层建筑结构重力二阶效应，可采用弹性方法进行计算，也可采用对未考虑重力二阶

16、效应的计算结果乘以增大系数的方法近似考虑。结构位移增大系数 以及结构构件弯矩和剪力增大系数 可分别按下列规定近似计算，位移计算结果仍应满足本规程的规定。 1） 框架结构 2） 剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构 iFF11,iFF22,), 2 , 1()/(111nihDGFnijiiji), 2 , 1()/(2112nihDGFnijiijinidiEIGHF121)/(14. 011nidiEIGHF122)/(28. 0113.4 高层建筑结构水平位移限值高层建筑结构水平位移限值 按弹性方法计的楼层层间最大位移与层高之比应满足： 1、 的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比 不宜

17、大于表3.5的限值： P42表3.5 楼层层间最大位移与层高之比的限值 2、 高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比不宜大于1/500； 3、 高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比的限值按以上第1和第2条的限值线性插入取用。 值得注意的是，楼层层间最大位移是以楼层最大的水平位移差计算，不扣除整体弯曲变形，直接采用内力位移计算的位移值。抗震设计时，这里楼层的位移计算时不考虑偶然偏心影响。结构类型 限值框架1/550框架剪力墙、框架核心筒、板柱剪力墙1/800筒中筒、剪力墙1/1000框支层1/1000mH150hu /hu /mH250mHm250150 4、舒适度要求 的高层建筑结构应具有良

18、好的使用条件，满足舒适度要求，按现行建筑结构荷载规范GB50009规定的10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向结构顶点最大加速度 不应超过表3.1的限制。必要时，可通过风洞试验结果计算确定顺风向与横风向结构顶点最大加速度 ，且不应超过表3.1的限值。 表3.1 结构顶点最大加速度Hm 150使用功能 住宅、公寓0.15办公、旅馆0.25maxa)/(2maxsma 按建筑抗震设计规范，抗震设防是按三个水准的要求，其目的是实现建筑结构小震不坏、中震可修、大震不倒，即保证当建筑物遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可以继续使用，当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕

19、遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。对三个水准的抗震设防要求，采用二阶段设计方法来实现。第一阶段设计，指在“小震和中震”作用下的抗震设计，要达到预期目的，可通过计算，并采用若干构造措施来实现。大量的震害表明，建筑中如果存在薄弱层或薄弱部位，在强烈地震作用下，结构薄弱部位将产生弹塑性变形，结构构件严重破坏甚至引起结构倒塌。对于生命线工程而言，工程关键部位一旦遭受破坏将带来严重的后果。因此，在第二阶段设计中，为达到“大震不倒”的目的，必须对高层建筑结构在罕遇地震作用下进行薄弱的弹塑性变形验算。1、计算范围（1）应进行弹塑性变形验算的结构 1）79度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝

20、土框架结构。 2）高度大于150m的钢结构。 3）甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构。 4）内采用隔震和消能减震设计的结构。（2）下列结构宜进行弹塑性变形验算 1）采用时程分析的房屋且竖向不规则类型的高层建筑结构。 2）7度、类场地和8度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构。 3）板柱抗震樯结构和底部框架砖房。 4）高度不大于150m的高层钢结构。 所谓楼层屈服强度系数 是指： 对以上2条变形验算的要求是不一样的，第1条是针对应进行弹塑性变形验算的结构，第2条是针对必要时宜进行弹塑性变形验算的结构，这样做的目的主要是考虑到高层建筑结构弹塑性变形计算的复杂性和目前尚缺乏较为成熟的

21、实用计算软件。yeyyuu震剪力准值计算的楼层弹性地按罕遇地震作用强度标受剪承载力强度标准值计算的楼层按构件实际配筋和材料2、验算要求 结构薄弱层（部位）层间弹塑性位移应符合式中 层间弹塑性位移； 层间弹塑性位移角限值，按P44表3.6采用，对框架结构，当柱的轴压比小于0.40时，可提高10%，当柱全高的箍筋构造采用比框架柱箍筋最小含箍特征值大30%时，可提高20%，但累计不超过25%； h薄弱层层高。 P44表3.6 弹塑性层间位移角限值hupppup结构类别 框架1/50框架剪力墙、板柱剪力墙、框架核心筒1/100剪力墙、筒中筒1/120框支层1/120p3、计算方法 对7、8、9度抗震设

22、计的高层建筑结构，在罕遇地震作用下，薄弱层（部位）弹塑性变形的计算，可采用以下方法：（1）不超过12层且层侧向刚度无突变的框架结构，可采用以下简化方法求得。 结构薄弱层（部位）层间弹塑性位移的简化计算，须符合： 1）结构薄弱层（部位）的位置 楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构，取底层。 楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结构，取该系数最小的楼层（部位）及相对较小的楼层，一般不超过23处。 2）层间弹塑性位移计算式为 式中 层间弹塑性位移； 层间屈服位移； 楼层延性系数； 罕遇地震作用下按弹性分析的层间位移。此时，水平地震影响系数最大值 按P44表3.7采用。P44表3.7 水平地震影响系数最

23、大值 注：括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。yypyppepyypeyyeppuuuuuuuuuuu或puyueumaxmax地震影响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0.50(0.72)0.90(1.20)1.40 弹塑性层间位移增大系数，当薄弱层（部位）的屈服强度系数不小于相邻层（部位）该系数平均值的0.80时，可按P44表3.8采用，当不大于该平均值的0.5时，可按表内相应数据的1.5倍采用；其余情况采用内插法取值。 P44表3.8 结构弹塑性层间位移增大系数 （2）除（1）以外的建筑结构可采用弹塑性

24、分析方法。 可采用弹塑性动力分析方法计算结构薄弱层层间弹塑性位移。弹塑性动力分析方法是利用计算机和数值求解方法直接对接运动方程进行分步计算的方法，故有时也叫分步积分法或时程分析方法。p0.50.40.31.82.02.2py采用时程分析法时，宜符合以下要求：1）应按建筑场地类别和所处地震动参数区划的特征周期选用不少于两条实际地震波和一条人工模拟的地震波的加速度时程曲线。2）地震波持时不少于12s，时距可取为0.01s或0.02s。3）输入地震波的最大加速度，可按P45表3.9采用。P45表3.9 弹塑性时程分析时输入地震加速度的峰值 注：括号内数值分别对应于设计基本加速度为0.15g和0.30

25、g地区。4、重力二阶效应 结构的弹塑性位移比弹性位移更大，在弹性分析时需要考虑重力二阶效应的结构，在计算弹塑性位移时也应考虑重力二阶效应的不利影响。当需要考虑重力二阶效应而结构计算时未考虑的，作为近似考虑，可将计算的弹塑性变形乘以增大系数1.2。抗震设防烈度7度8度9度 加速度峰值220（310）400（510）620)/(2scm 结构设计的目的是保证结构构件在各种作用下，具有足够的承载力和良好的变形性能；保证结构具有足够的整体稳定性，尽可能避免局部破坏而导致整体的破坏。为达此目的，在结构设计中，有以下设计要点值得注意：3.6.1 结构设计方案的选取结构设计方案的选取 一个优秀的结构设计方案

26、，能使结构的受力特性良好，并且具有较好的经济性及长远的效益。对于同一建筑设计方案，可有多个不同的结构设计方案，如选用不同的结构形式，不同的建筑材料，不同结构单元体的划分；伸缩缝、沉降缝和抗震缝的不同设置位置和处理方式；抗侧力结构的不同布置方式和位置，主楼与裙房的关系，转换层的布置及采用的形式等。这些内容一般须在方案阶段与初步设计阶段解决。一个优秀的设计必须选择一个经济合理的结构方案，即要选择一个切实可行的结构形式和结构体系，在结构的可靠性与经济性之间取得最佳平衡。3.6.1 结构设计方案的选取结构设计方案的选取 一个成功的方案，应做到结构受力体系明确，传力一个成功的方案，应做到结构受力体系明确

27、，传力简捷，并力求平面和立面规则，这一点在地震区尤为重简捷，并力求平面和立面规则，这一点在地震区尤为重要。设计者必须对工程的设计要求有深刻的理解，应对要。设计者必须对工程的设计要求有深刻的理解，应对地理环境、材料供应及施工条件等情况进行综合分析，地理环境、材料供应及施工条件等情况进行综合分析，并充分注重与建筑、水、电、暖等相关专业的协调。在并充分注重与建筑、水、电、暖等相关专业的协调。在此基础上进行结构的选型和结构方案的确定。对较为复此基础上进行结构的选型和结构方案的确定。对较为复杂的工程，宜进行多方案的比较，择优选用。在方案的杂的工程，宜进行多方案的比较，择优选用。在方案的选择及确定过程中，

28、光靠规范是远远不够的，必须充分选择及确定过程中，光靠规范是远远不够的，必须充分发挥结构工程师的智慧与大量的实践经验。发挥结构工程师的智慧与大量的实践经验。 3.6.2 结构计算结构计算 结构计算包括计算模型的采用、荷载的取值和特殊构件及结构特殊部位的计算等内容。1、计算模型的采用： 所谓计算模型，就是指将实际结构简化成的理论计算模型，计算模型不仅要反映结构的真实受力性能，与结构实际受力情况一致，而且又要尽可能地简化，以便于计算。结构计算是在计算模型的基础上进行的，计算模型选用不当而导致结构安全事故的情况屡有发生，因此选择恰当的计算模型是保证结构安全的重要条件。对体型复杂、结构布置复杂的高层建筑

29、应至少用两个不对体型复杂、结构布置复杂的高层建筑应至少用两个不同力学模型的结构分析软件进行整体计算。对高规同力学模型的结构分析软件进行整体计算。对高规规定的复杂高层建筑结构，应采用弹性时程分析法进行规定的复杂高层建筑结构，应采用弹性时程分析法进行补充计算，并宜采用弹塑性静力或动力分析方法验算薄补充计算，并宜采用弹塑性静力或动力分析方法验算薄弱层弹塑性变形。弱层弹塑性变形。 对于平面和立面布置简单规则的框架结构、框架剪力墙结构宜采用空间分析模型，可采用平面框架空间协同模型；对剪力墙结构、筒体结构和复杂布置的框架结构、框架剪力墙结构应采用空间分析模型。1、计算模型的采用 目前国内商品化的结构分析软

30、件所采用的力学模型主要有：空间杆系模型、空间杆薄壁杆系模型、空间杆墙板元模型及其他组合有限元模型。 计算模型还应有相应的构造措施来保证，实际结构的节点不可能是纯粹的刚结构或铰结点，但与计算模型的误差应在设计允许范围之内。2、荷载取值 荷载取值的大小，直接影响计算结果的准确与否，所以不能马虎，如建筑师决定的楼面、屋面的做法，结构工程师必须在计算楼、屋面荷载时与之统一。高层建筑结构的荷载应按国家标准GB50009-2001建筑结构荷载规范采用。3、计算软件的选取 在计算模型及荷载取值确定后，就可进行结构的计算。当前，对多数建筑而言，均有程序进行结构计算。在采用软件时，须特别注意软件的适用范围及通用

31、性，输入数据间的相互协调。计算完毕后，还要校核结果的真实性。如大多数程序在计算梁构件时，一般都未考虑轴力对其性能的影响，但如果其轴向拉力达到一定值时，拉力对其性能的影响可能起主要作用，如梁构件上方为一拱结构就是使梁承受拉力的一典型实例，框支剪力墙的托梁也属此情形。此外，当进行结构时程分析时，还须明确地震波的特性，并尽可能采用与场地性能一致的地震波。 对计算结果，不能采用一味认同的态度，对计算结果，不能采用一味认同的态度，须对电算成果进行认真分析与判断，如结构须对电算成果进行认真分析与判断，如结构的自振周期、振型、位移曲线、层间位移值、的自振周期、振型、位移曲线、层间位移值、顶点位移值、底部总剪

32、力与总质量的比值等顶点位移值、底部总剪力与总质量的比值等参数都是进行结果校核的参数。参数都是进行结果校核的参数。 4、特殊构件的计算：任何软件有其适用性，在结构整体计算中，对结构中一些重要的，较特殊的构件计算，一般不可能全面反映其真实情况，为确保这些构件的设计安全，有必要对这些构件单独取出，并模拟边界受力后重新进行复算。如中庭中的柱、框支剪力墙的托梁、大跨度梁的挠度和裂缝的宽度、不规则开洞的剪力墙等构件均属此类。 5、协同工作性能：在框架剪力墙结构计算中，应考虑剪力墙和框架两种结构类型的不同受力特点，并按协同工作条件进行内力、位移分析。框架结构中设置了电梯井、楼梯间或其他剪力墙的抗侧结构后，应

33、按框架剪力墙结构计算。有时虽然剪力墙的数量不多，但计算中若按纯框架计算，不考虑设置的剪力墙所受的剪力，则框架结构的上部计算剪力将小于实际承受的剪力，使框架计算偏不安全。 结构计算完成并确认输出结果无误后，即可进行结构的承载力的计算、侧移限制及变形验算。3.6.3 抗震措施抗震措施 1、抗震等级的划分 抗震设计时，高层建筑RC结构构件应根据设防烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。 抗震设计时，A级高度丙类建筑钢筋混凝土结构的抗震等级应按P50表3.11确定。当本地区的设防烈度为9度时，A级高度乙类建筑的抗震等级应按表中的特一级采用，甲类建筑应采取更有效的

34、抗震措施。 抗震设计时，B级高度丙类建筑钢筋混凝土结构的抗震等级应按P50表3.12确定。 抗震等级的不同，体现在对结构抗震性能要求严格与否的程度，等级越高，结构抗震性能要求就严格，当有特殊要求时则提升到特一级，其计算和构造措施比一级更加严格。相反，如抗震等级较低，则抗震要求较低。一般情况下，抗震设防烈度高，建筑物高度高，场地土较差，延性要求愈高，抗震等级也相应提高。 P50表3.11 A级高度的高层建筑结构抗震等级注：1、接近或等于高度分界时，应结合房屋不规则程度及场地、地基条件适当确定抗震等级；2、底部带转换层的筒体结构，其框支架的抗震等级应按表中框支剪力墙结构的规则采用；3、板柱剪力墙结

35、构中框架的抗震等级应与表中“板柱的柱”相同。结构类型 烈 度 6度 7度 8度 9度 框架 高度(m) 30 30 30 30 30 30 25框架 四 三三二二一一框架剪力墙 高度(m) 60 60 60 60 60 60 50 框架 四 三三二二一一剪力墙三二一一一剪力墙 高度(m) 80 80 8080 8080 60 剪力墙四 三三二二一一框支剪力墙 非底部加强部位剪力墙四 三三二二不应采用底部加强部位剪力墙三二二一框支框架二二一一筒体 框架核心筒 框架 三二一 一 核心筒 二 二 一 一 筒中筒 内筒 三 二 一 一 外筒 板柱剪力墙 板柱的柱 三 二 一 不应采用 剪力墙 二 二

36、二 结构类型 烈 度 6度7度8度 框架剪力墙 框架二一一剪力墙二一特一剪力墙 剪力墙二一一框支剪力墙 非底部加强部位剪力墙二一一底部加强部位剪力墙二一特一框支框架一特一特一框架核心筒 框架二一一筒体二一特一筒中筒 外筒二一特一内筒二一特一 底部带转换层的筒体结构，其框支框架和底部加部位筒体的抗震等级应按表中框支剪力墙结构的规定采用。 框架剪力墙结构中，由于剪力墙部分刚度远大于框架部分的刚度，因此对框架部分的抗震能力要求比纯框架结构可以适当降低。当剪力墙部分的刚度相对较少时，则框架部分的设计仍应按普通框架考虑，不应降低要求。故A级高度的高层建筑结构，按P50表3.11确定其抗震等级。乙类建筑9

37、度设防时，抗震等级提升到特级。B级高度的高层建筑，其抗震等级应有更严格的要求，即按P50表3.12采用。特一级构件除符合一级抗震要求外，框架柱、框架梁、框支柱和筒体、剪力墙的内力及配筋等均比一级抗震有更严格的要求。 对各类不同的高层建筑结构，其抗震措施应符合以下要求：（1）甲类、乙类建筑：当抗震设防烈度为68度时，应符合抗震设防烈度提高一度的要求；当设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求。当建筑场地为I类时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。（2）丙类建筑：应符合本地区抗震设防烈度的要求。当建筑场地为I类时，除6度外，应允许按抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措

38、施。（3）建筑场地为、类时，对设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区，宜分别按抗震设防烈度8度和9度时各类建筑的要求采取抗震构造措施。 对各类不同的高层建筑结构，其抗震措施应符合以下要求：（4）当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级，地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外，不应少于地上一层对应柱每侧向钢筋面积的1.1倍；地下室中超出上部主楼范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。9度抗震设计时，地下室结构的抗震等级不应低于二级。（5）与主楼连为整体的裙楼抗震等级不应低

39、于主楼的抗震等级，主楼结构在裙房顶部上、下各一层应适当加强抗震构造措施。2、多道抗震防线 多道抗震防线含有两个方面意义，一是指一个抗震结构体系，应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件将各分体系联系起来协同工作；二是指抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘余度，有意识地建立起一系列分布的屈服区，以使结构能吸收和消耗大量地震能量，一旦遭受破坏也易于修复。 目前，我国对建筑结构抗震设计的目标是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。在强地震作用下，要做到“大震不倒”，关键问题在于地震的输入能量能否被结构耗散，就一般的抗震结构而言，地震的输入能量主要靠结构构件屈服后的变形，滞回性能来耗能

40、。2、多道抗震防线 对单一的抗震体系，如果结构缺少赘余度，某些构件可能形成足够的塑性铰，从而使结构形成可变机构，导致房屋的倒塌。即使单一的抗震体系能实现设防目标，仍有以下问题，一是震后修复集中体现在单一体系的结构构件，修复困难，且工作量巨大；二是构件的性能兼承重构件和耗能构件于一身，给结构设计带来许多困难，尤其是在构造处理方面；三是抗震体系的不明确导致结构中耗能部位和结构的破坏形式不能预先确定，设计带有一定的盲目性。 多道抗震防线的目的是通过合理的设计，在结构的适当部位（或构件）设置屈服区，在地震作用下，这些部位或构件首先屈服，形成塑性铰耗散大量的地震能量，从而减少主要承重构件的损坏程度，也即

41、利用次要构件的耗能来保护主要承重构件。地震后，结构的修复主要在次要的构件上，这样的修复位置明确，修复费用也降低。交叉的耗能支撑、耗能阻尼器等均属于多道抗震防线体系。 2、多道抗震防线 在实际建筑结构体系中，框架剪力墙体系是由延性框架和剪力墙二个系统组成，剪力墙为第一道防线，框架为第二道防线；框架筒体体系由延性框架和筒体组成，筒体为第一道防线，框架为第二道防线；筒中筒体系由内实腹筒及外空腹筒组成，内实腹筒为第一道防线，外空腹筒为第二道防线；在交叉支撑及耗能器的结构中，交叉耗能支撑和耗能阻尼器为第一道防线，结构本身为第二道防线。3.6.4 延性延性延性是结构屈服后变形能力大小的一种性质，是结构吸收能量能力的一种体现，常用延性系数来表示，所谓延性系数是结构最大变形与屈服变形的比值，即 式中 延性系数，表示结构延性的大小； 结构最大变形； 结构屈服变形。 达到三个设防水准的最后一个设防目标大震不倒，是通过验算薄弱层弹塑性变形，并采取相应