高层建筑结构、高耸结构及横向作用ppt课件

1、高层建筑结构、高耸结构及横向作用注册结构工程师专业考试高层建筑结构、高耸结构及横向作用注册结构工程师专业考试 考试大纲、题量及分值 内容复习 例题解析考试大纲、题量及分值 考试大纲了解熟悉掌握内容q 结构极限状态设计原理q 竖向荷载、风荷载和地震作用对高层建筑结构和高耸结构的影响q 概念设计的内容及原则，并能运用于高层建筑结构的设计q 高层建筑结构内力与位移计算原理q 高耸结构选型要求、荷载计算、设计原理及主要构造q荷载分类和组合q风荷载和地震作用的取值标准和计算方法q荷载效应组合方法q常用高层建筑结构的受力性能及适用范围q常用钢筋混凝土高层建筑结构的近似计算方法、截面设计方法和构造措施 题量

2、及分值二级一级一级注册结构工程师考试大纲了解熟悉掌握内容结构极限状态设计基本概念竖向荷载、风荷载和地震作用对高层建筑结构和高耸结构的影响q概念设计的内容及原则，并能运用于高层建筑结构的体系选择、结构布置和抗风抗震设计q高层建筑结构内力与位移计算原理q钢结构高层民用建筑设计方法q高耸结构选型要求、荷载计算、设计原理及主要构造q荷载分类和组合q风荷载和地震作用的取值标准和计算方法q荷载效应组合方法q常用高层建筑结构的受力性能及适用范围q常用钢筋混凝土高层建筑结构的近似计算方法、截面设计方法和构造措施注册结构工程师考试题量及分值科目一级二级钢筋混凝土结构15题/15分20题/20分钢结构14题/14

3、分8题/8分砌体结构与木结构14题/14分20题/20分地基与基础14题/14分16题/16分高层建筑、高耸结构与横向作用15题/15分16题/16分桥梁结构8题/8分内容复习 结构极限状态、荷载及地震作用 高层建筑结构 高耸结构结构极限状态、荷载及地震作用建筑结构设计统一标准（GBJ68-84）建筑结构荷载规范（GBJ9-87）建筑抗震设计规范（GBJ11-89） 结构极限状态设计的基本原理 作用及其分类 荷载效应组合 风荷载 地震作用back结构极限状态设计的基本原理 结构功能要求能承受正常施工和正常使用是可能出现的各种作用在正常使用时具有良好的工作性能在正常维护下具有足够的耐久性能在偶然

4、事件发生时及发生后仍能保持必需的整体稳定性 结构可靠度在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率在规定的时间内设计基准期50年）在规定的条件下正常设计、正常施工、正常使用预定功能四项结构功能 极限状态设计 可靠指标失效概率可靠指标backZ=ZZZfZ(Z)0Z=R-S0= Z/ Z Z= R- S Z2= R2+ S2极限状态设计 定义 整个或部分结构超过某特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求 两类极限状态 承载能力极限状态结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形如倾覆、疲劳、机构、失稳等） 正常使用极限状态结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值如影响正常使用或外

5、观的变形、局部损坏、振动或其它特定状态） 极限状态方程 g(X1,X2,Xn)=0 极限状态设计表达式 g(X1,X2,Xn)0 Z=R-S0back作用及其分类直接作用荷载）施加在结构上的集中或分布荷载GBJ68-84间接作用作用）引起结构外加变形或约束变形的原因温度变化、焊接、基础沉降、地震、混凝土收缩等）back时间变异位置变异结构反应q永久作用 自重、土压力、预应力、基础沉降、焊接q可变作用 安装荷载、楼面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载、温度变化、地震q偶然作用 地震、爆炸、撞击q固定作用 自重、固定设备荷载q可动作用 吊车荷载、人员荷载q静态作用 自重、楼面活荷载 q动态作用 地震

6、、吊车荷载、设备振动、风荷载荷载效应组合 承载能力极限状态backRS 0niikCQQkQQkGGQCQCGCSiii2111基本组合偶然组合niikQQkGGQCGCSii1 正常使用极限状态niikCQkQkGSQCQCGCSii211niikqQkGlQCGCSii1短期效应组合长期效应组合风荷载 基本风压 定义：当地比较空旷平坦地面上离地10m高统计所得的30年一遇10min平均最大风速v0为标准，按v02/1600确定的风压值 按全国基本风压分布图采用，=0.25kN/m2 调整系数略）back0zszk 风压高度变化系数 风荷载体型系数 风振系数 考虑范围 房屋结构 H30m &

7、amp; H/B1.5 高耸结构 T10.25s 考虑方法zzz 1脉动增大系数),(210ZoneTypeTf脉动影响系数),/,(ZoneTypeBHHf振型系数HHTypeHHfiiz/),(地震作用 建筑抗震设防目标与标准 抗震设防及其思想 设防依据 设防目标及其实现 建筑类别与设防标准 建筑结构抗震验算 地震作用计算 结构抗震验算back抗震设防及其思想 抗震设防 对建筑物进行抗震设计并采取抗震措施 指导思想 预防为主 减轻结构震害 避免人员伤亡 减少经济损失 使地震时不可缺少的紧急活动得以维持和进行 趋势 使用寿命期内对不同频度和强度的地震具有不同的抵抗能力设防依据抗震设防烈度 定

8、义：按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度 确定：必须按国家规定的权限审批、颁发的文件图件确定 一般情况下，可采用中国地震烈度区划图的地震基本烈度度或与本规范设计地震基本加速度值对应的烈度值） 对做过抗震防灾规划的城市，可按批准的抗震设防区划抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防 设防范围 6-9度设防目标及其实现 三水准要求水准涵义要 求第一水准小震不坏当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理仍可继续使用第二水准中震可修当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用第三水准大震不倒当遭受高于本地区抗震设防烈度的

9、预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏 两阶段设计三水准地震作用的标定 基本假定 地震强度呈极值分布 烈度符合极值III型地震影响50年超越概率地震重现期多遇地震对应的烈度众值烈度小震63.2%50年设防烈度中震10%475年罕遇地震对应的烈度大震2-3%1642-2475年 计算 F(I)=exp-(12-I)k/(12-Im)k，RT=-T/ln(1-F(I) If(I)ImI0Is 一般关系 烈度：Im=I0-1.55, Is80m，7、8度I、II类场地乙、丙类建筑H60m，8度III、IV类场地和9度乙、丙类建筑弹塑性简化方法（略）时程分析法（略）竖向弹性底部轴力法需

10、考虑竖向地震作用的结构计算模型集中质量模型 多高层房屋 无扭转 有扭转 单层厂房 横向 纵向基本计算数据 重力荷载代表值 结构自振周期 设计反应谱重力荷载代表值 重力荷载代表值 永久荷载建筑结构构配件自重标准值+可变荷载雪、灰、楼面活荷载组合值niikQikEQGG1永久荷载标准值组合值系数可变荷载标准值设计反应谱 水平地震影响系数 水平地震影响系数曲线 水平地震影响系数曲线GkGgPGAPGASgmmSFaa 水平地震影响系数最大值T(s)max0.45max0 0.1Tg特征周期）3.0=(Tg/T)0.9 max =0.2 max场地类别IIIIIIIV近震0.200.300.400.6

11、5远震0.250.400.550.85烈度6789多遇地震183672144罕遇地震-225405630烈度6789多遇地震0.040.080.160.32罕遇地震-0.500.901.40设计近远震场地类别场地类别的划分场地覆盖层厚度(m)场地土类型0 3 9 80巩固中硬中软脆弱IIIIIIIV水平地震作用的计算 振型分解反应谱法 底部剪力法 时程分析法 楼层水平地震剪力的分配 扭转问题 地基结构动力相互作用振型分解反应谱法 gxIMxKxCxM ijijjjiGaF2jSS计算振型计算地震影响系数和振型参与系数计算振型地震作用计算振型地震效应振型组合xg(t)xi(t)njijinnii

12、jiiiiyayayayayax12211a1iajiani nijiinijiijTjTjjamamaMaIMa121两点注意：计算步骤塔楼底部剪力法 计算方法 底部剪力的计算 地震作用沿高度的分配eqniiiniiiniiniiEkGGmHGaFFF11111111111EkniiiiiiFHGHGF1mHiHiFiFEkFnn1EknnFFniminiFFV 顶部附加地震作用 突出屋面小建筑物 适用条件Geq结构等效重力荷载代表值SDOF：Geq=G1MDOF： Geq=Sum(Gi)*0.85楼层水平地震剪力的分配 现浇和装配整体式混凝土楼屋盖等刚性楼盖建筑，宜按抗侧力构件等效刚度的比

13、例分配 木楼屋盖等柔性楼盖建筑，宜按抗侧力构件从属面积上重力荷载代表值的比例分配 普通预制板的装配式混凝土楼屋盖等半刚性楼盖建筑，可取上述两种分配结果的平均值 考虑空间作用、楼盖变形、墙体弹塑性变形和扭转的影响时，可按各有关规定对上述分配结果作适当调整竖向地震作用的计算 高层房屋9度） 地震作用标准值FviHiFviFEvk 楼屋盖的竖向地震作用效应分配 按各构件承受的重力荷载代表值的比例分配 平板型网架屋盖和跨度大于24m的屋架8、9度） eqeqveqvEvkGGGFmaxmax165. 0EvkniiiiiviFHGHGF1niieqGG175. 0 长悬臂和其它大跨结构8、9度）ivi

14、GF)2.0, 1.0(iviGF结构抗震验算 一般规定 地震作用下的作用效应组合 截面抗震验算 抗震变形验算结构抗震验算的一般规定 验算范围 除6度建筑IV类场地上的较高层除外和规定可不进行验算的结构外，均应验算 验算内容 截面抗震验算 抗震变形验算 多遇地震作用下的弹性变形验算非结构构件的破坏 罕遇地震作用下的弹塑性变形验算抗倒塌地震作用下的作用效应组合组合类型地震作用用途多遇地震作用下作用效应的基本组合多遇地震截面抗震验算多遇地震作用下短期效应多遇地震弹性变形验算罕遇地震作用下短期效应罕遇地震弹塑性变形验算kwwwvkEvEvhkEhEhEGGwCECECGCShkEhsECS hkEh

15、sECS截面抗震验算RERS内力基本组合设计值抗震承载力设计值承载力调整系数抗震变形验算 弹性变形验算 目的：防止非结构构件出现过重破坏 范围：框架、框架抗震墙、框支抗震墙多高层钢筋砼房屋 表达式： huee弹性层间位移弹性层间位移角限值层高 薄弱层弹塑性变形验算 目的：防止倒塌或严重破坏 范围： 薄弱层弹塑性变形计算方法 薄弱层位置的确定： 表达式： hupp弹塑性层间位移弹塑性层间位移角限值高层建筑结构设计 1 高层建筑结构的受力与变形特点 2 高层建筑结构体系及其选择 3 高层建筑结构的布置原则与要求 4 高层建筑结构设计的基本要求 5 高层建筑结构计算原则与一般规定 6 各类高层建筑结

16、构设计 7 高层建筑结构基础设计概要back1 高层建筑结构的受力与变形特点虽则多层和高层建筑所受的荷载和作用无差别，但所产生的结构效应却有明显差别。 q u V M H u=f(H4)M=f(H2)V=f(H)2 高层建筑结构体系及其选择2.1 常用的结构体系2.2 竖向结构体系抗侧力体系的选择2.3 水平承重体系楼盖体系及其选择2.1 常用的结构体系back框 架 结 构剪 力 墙 结 构框 架 -剪 力 墙 结 构框 架 -筒 体 结 构筒 中 筒 结 构成 束 筒 结 构筒 体 结 构悬 挂 结 构巨 型 框 架 结 构应 力 蒙 皮 结 构钢 筋 混 凝 土 结 构框架筒体结构组合筒

17、体结构剪力桁架与框桥架结构交错钢结构钢结构2.2 竖向结构体系抗侧力体系的选择建筑使用功能建筑平面建筑高度抗震等级地质条件施工技术用途50m50m住宅剪力墙、框架-剪力墙剪力墙、框架-剪力墙旅馆剪力墙、框架-剪力墙、框架剪力墙、框架-剪力墙、筒体公共框架-剪力墙、框架框架-剪力墙、筒体back结构类型非抗震6度7度8度9度框架现浇606055452550503525框架-抗震墙现浇130130120100501001009070剪力墙抗震墙全部落地14014012010060部分框支12012010080筒体筒中筒18018015012070适用的房屋最大高度m）注： （表内数据分别引自和建筑

18、抗震设计规范（修订）1 房屋高度指室外地面至檐口获屋面顶板的高度不计局部突出）；2 框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构；3 部分框支抗震墙结构指底层获底部两层框支抗震墙结构；4 超过表内高度的房屋，应进行专门研究，采取必要的加强措施。back2.3 水平承重体系楼盖体系及其选择 楼屋盖体系的作用 承受竖向荷载 连接抗侧力构件，承受其传来的剪力和轴力 选择原则 结构整体性、面内刚度 结构高度小、质量轻 建筑使用功能、装饰要求、设备安装、施工技术等 常用楼盖体系及其适用性 现浇楼盖 预制板楼盖 预应力叠合板楼盖 组合楼盖back常用楼盖体系及其适用性 现浇楼盖 肋梁楼盖 普通、技术经

19、济指标好；结构高度大、不便管线安装 宽扁梁用于层高受限时） 密肋楼盖省材料、自重轻、高度大、适用于大跨且梁高受限时、当使用 荷载较大时可有较好技术经济指标好；不美观、吊顶处理 无梁楼盖适用于大跨且梁高受限、或升层法施工时；冲切问题 非预应力平板楼盖广泛用于剪力墙、筒体结构、可降低层高、平整； 跨度大时自重大、不经济现浇非预应力空心板楼盖 无粘结预应力平板楼盖适用于大跨且梁高受限时、平面布置灵活 预制板楼盖 预应力空心板楼盖适用于高度50m以下时，但要求严格缝内设钢筋、 设现浇 面层、加强板端连接） 预应力大楼板楼盖与房间同尺寸，双向先张法预应力筋，板边齿槽；吊装问题 预应力叠合板楼盖 预制RC

20、薄板50-60mm），上现浇RC。省模板、刚度大、整体性好 组合楼盖 压型钢板上现浇RC。省模板、自重小、厚度小；用钢量大back3 高层建筑结构的布置原则与要求3.1 高层建筑结构平面布置 准绳：有利于抵抗水平和竖向荷载，受力明确，传力直接，减少扭转 宜：简单、规则、对称、均匀；避免过大内收和外伸凹角处应力集中）； 质心于刚心宜接近 平面不规则结构：类型、内力计算调整、构造措施3.2 高层建筑结构立面布置 高宽比H/B限值 宜：沿高度之刚度、强度、质量分布均匀、延续；避免薄弱层 立面不规则结构：类型、内力计算调整、构造措施3.3 变形缝设置适用的房屋最大高宽比结构类型非抗震6度7度8度9度框

21、架、55542框架-抗震墙55543剪力墙66654筒体66654注：（表内数据分别引自和5时宜验算 抗倾覆验算 表达式 MM M稳定力矩=竖向荷载（ 50%楼面活载+90%恒载对基础边缘取矩 M倾覆力矩=由风荷载或地震作用或二者组合计算的基础顶面 处的最大倾覆力矩 整体稳定性验算 表达式 GteEIeq/(8H2) Gte顶端等效重力荷载设计值= GiHi2 /H2 EIeq验算方向的抗侧力构件等效刚度和 Gi第i层重力荷载设计值 Gte HGi EIeqHiback4.4 延性问题抗震结构的延性要求 结构抗震等级 确定方法 根据确定抗震等级的设防烈度、结构类型、结构高度确定 延性结构设计原

22、则 四项措施 提高构件延性 强柱墙弱梁 强剪弱弯 强节点锚固弱构件 罕遇地震作用下的弹塑性变形验算 一般不验算，但须采取构造措施 验算 需验算结构的界定范围） 表达式单控弹塑性up/hup/h 验算方法简化方法或时程分析法back4.5 经验问题抗震结构的概念设计要求 概念设计 要点 选择有利场地和地基 选择延性好结构体系与材料 规则结构 延性结构 减轻自重 避开地震动反应谱特征周期 避免薄弱层 减少扭转 协调承载能力与延性的关系 设置多道抗震防线 实现合理屈服耗能机制 提高整体性back概念设计 意义 “计算设计很难有效控制结构的薄弱环节，不能完全解决问题 地震作用的不确定性 结构计算假定与

23、实际情况的差异计算模型、资料、阻尼变化等） 经验总结、定性判断 含义 在进行结构设计时，首先着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏机制和破坏过程，灵活运用抗震设计准则，全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及到关键部位的细节，从根本上提高结构的抗震能力；有时需要运用工程判断解决或处理具体问题。5 高层建筑结构计算原则与一般规定5.1 计算基本假定5.2 水平力作用方向5.3 分析方法5.1 计算基本假定 弹性与弹塑性假定 平面结构假定与空间结构 楼板平面内无穷刚性假定与协同计算 构件刚度与变形back弹性与弹塑性假定弹性假定竖向荷载、风荷载及多遇地震作用下的内力和

24、位移计算弹塑性假定罕遇地震作用下的位移验算塑性内力重分布back塑性内力重分布 考虑原因 弹性内力与实际不符构件内力与刚度有关，开裂后则产生重分布）； 有意识地减少或增大某些部位配筋，以利于合理破坏机构和施工 考虑方法内力调幅调整） 弹性计算内力乘以系数 框架梁连续梁在竖向荷载下的调幅 框架-剪力墙结构中框架的内力调整 联肢剪力墙中连梁的调幅 弹性内力计算时降低构件刚度 框架-剪力墙结构中框架与剪力墙间的连系梁的调幅 联肢剪力墙中连梁的调幅back平面结构假定与空间结构平面结构假定A结构面外刚度为零二维，每个节点3自由度）平面框架、剪力墙空间结构结构面外有相互传力关系三维，每个节点6自由度）框

25、筒角柱、空间框架、空间桁架back楼板平面内无穷刚性假定与协同计算楼板平面内无穷刚性假定B多数情况下，楼板平面内无穷刚性水平位移协调竖向位移独立）A+B：不考虑扭转平面协同计算正交方向抗侧力单元不参加工作）考虑扭转空间协同计算正交方向抗侧力单元参加抵抗扭矩）楼板满足一定要求楼板不满足要求，楼板有变形楼板有限刚性计算楼板刚性计算，适当调整内力空间计算空间计算back构件刚度与变形构件刚度弹性刚度构件变形构件的变形与刚度轴向EA弯曲EI剪切GA构件变形的考虑忽略梁的轴向变形高度50m及H/B4：考虑柱、墙的轴向变形长细比4：忽略剪切变形back5.2 水平力作用方向 只考虑两个正交主轴方向的水平力

26、，各方向水平力全部由该方向抗侧力构件承担 新修订：某些结构须考虑两个正交主轴方向的水平力同时作用back5.3 分析方法 简化方法 平面结构协同分析 程序方法 杆件有限元方法 空间协同分析方法 广泛用于框架、框剪、剪力墙结构等由平面抗侧力结构组成、布置较为规则的结构 三维杆件薄壁杆件空间分析方法 应用广泛，特别是平面不规则、体型复杂的结构 有限元或有限条方法back6 各类高层建筑结构设计6.1 框架结构6.2 剪力墙结构6.3 框架-剪力墙结构6.4 筒体结构6.1 框架结构结构布置计算模型荷载分析内力计算截面设计构造要求变形验算框架结构的布置 框架结构类型 按材料划分：RC、钢、型钢、组合

27、 按施工方法划分：全现浇、半现浇、装配式、装配整体式 结构布置原则 柱网布置建筑功能）、构造合理）、施工方便） 框架承重方案横向、纵向、纵横向 梁柱尺寸估算 梁 刚度要求：承重1/8-1/12）；非承重1/12-1/16） 柱 非抗震框架：A=N/fc，N=1.05-1.10NvNv自重+活荷载效应） 抗震框架： A=N/(afc) ，N=1.1-1.2Nva轴压比）back计算模型的确定 空间模型 平面模型 计算单元的确定 节点处理 计算跨度 层高 抗弯刚度backWk荷载分析 竖向荷载 恒载Gk 可变荷载活载） Qk 考虑负荷面积的折减问题 最不利布置 水平荷载 风载Wk 地震作用偶然作用

28、） EkbackGkQkQkEk平面框架结构内力和位移的简化计算方法 竖向荷载作用下的内力分析方法 水平荷载作用下的内力分析方法back平面框架竖向荷载作用下的内力分析方法 基本假定 无侧移框架 相邻层弯矩分配 方法 两点修正 柱刚度1.0;0.9） 弯矩传递系数1/2;1/3） 步骤back分层法梁固端弯矩节点分配弯矩传递弯矩叠加节点平衡构件平衡梁柱剪力节点平衡柱轴力平面框架水平荷载作用下的内力分析方法 定性分析back 反弯点法 修正反弯点法D值法反弯点法 基本假定 梁柱线刚度比无穷大(=3) 不考虑梁轴向变形，同层柱顶位移相等 柱上下端转角相等(底层除外) 中间层：反弯点居中 底 层：反

29、弯点2/3h 梁端弯矩由节点平衡确定且按刚度分配back 方法及步骤水平力平衡刚度分配柱剪力柱平衡求柱端弯矩节点平衡求梁端弯矩节点平衡柱轴力梁平衡求梁剪力 例子Vi1 Vi2 Vi3u=1K=12i/h2Sum(Fi-n)=Sum(Vij)Vi1/Ki1=Vi2/Ki2 =Vij=Sum(Fi-n) Kij / Sum(Kij)修正反弯点法D值法 D值back 反弯点高度212hiKD3210yyyyy与梁柱刚度比有关的系数标准反弯点高度梁柱线刚度比、总层数、层次、侧向荷载形式）上、下层梁柱线刚度不同时的反弯点高度修正值上层层高与本层不同时的反弯点高度修正值下层层高与本层不同时的反弯点高度修正

30、值框架结构构件截面设计back 设计表达式 荷载效应组合 组合前竖向荷载调幅RERSRS/0抗震非抗震 内力组合 控制截面梁、柱） 最不利内力组合 截面设计 柱计算高度 控制内力确定 内力调整抗震框架） 节点抗剪验算约束梁问题）抗震框架构件内力调整back强柱弱梁梁柱弯剪弯剪 强剪弱弯1.11.05底层调整1.5/1.25角柱调整1.3剪1.051.1强节点弱构件节点框架结构构造要求back 延性问题 截面延性 构件延性 结构延性cucuucyyyxxh/0 提高构件延性 梁：与截面延性有关)(0sscmyffhx 与构件延性有关剪压比、跨高比、配箍率 柱：剪跨比、轴压比、纵筋配筋率、配箍率

31、节点：轴压比、梁筋粘结、配箍率6.2 剪力墙结构 剪力墙结构的布置 剪力墙结构内力和位移的简化计算方法 剪力墙截面设计 剪力墙构造要求剪力墙结构的布置 平面布置 正交 刚度不宜过大（？） 间距 6-8m 长度 H/L=2, L=8m 立面布置 门窗洞口宜上下对齐，成列布置 刚度避免突变，上下连续 楼板与墙连接剪力墙结构内力和位移的简化计算方法 剪力墙的类型 计算原则与假定 各类剪力墙的简化计算方法 剪力墙内力及变形规律剪力墙的类型 剪力墙的受力特点 剪力墙的类型 分类原则目的） 整体性系数连梁总抗弯线刚度与墙肢总抗弯线刚度比 净惯性矩/总惯性矩墙肢截面与洞口宽窄的关系 洞口面积、位置 分类 整

32、截面剪力墙 整体小开口剪力墙 联肢剪力墙 壁式框架 不规则开洞剪力墙计算原则与假定 假定 楼板刚度 墙刚度 翼缘宽度min6*厚度，墙间距/2，总高度/20 总原则 荷载在各片剪力墙之间的分配 竖向荷载按受荷面积 水平荷载按等效抗弯刚度 各片剪力墙在分配得的荷载作用下的内力和位移计算各类剪力墙的简化计算方法 整截面墙和整体小开口墙材料力学方法 联肢墙双肢墙）连续化方法 壁式框架带刚域D值法整截面墙和整体小开口墙材料力学方法 内力计算 弯矩 Mj=0.85MpIj/I+0.15MpIj/(sumIj) 轴力 Nj=0.85MpAjyj/I 剪力 Vj=VpAj/(sumAj)+Ij/(sumIj

33、)/2 侧移计算 总侧移=弯曲部分+剪切部分=弯曲部分(1+a) 不同荷载： 均布 V0H3/(8EIW)+ uV0H/(GAW) 倒三角 11V0H3/(60EIW)+ uV0H/(2GAW) 顶点集中力 V0H3/(3EIW) + 2uV0H/(3GAW) MpNjV0=uV0H/GAW联肢墙双肢墙）连续化方法 基本假定 楼盖平面内刚度无穷大 连梁连续化假定 连梁反弯点位于跨中 构件沿竖向分布均匀 方法概要 基本思路位移协调 连梁跨中位移=墙肢弯曲变形部分+墙肢轴向变形部分+连梁弯曲和剪切变形部分=0 二阶常系数微分方程 内力计算 位移计算壁式框架带刚域D值法 刚域及其长度 缘由 刚臂长度

34、 带刚域D值法 带刚域杆件的抗侧刚度 转角位移方程 梁：k12=ci，k21=ci，i=EIe/l 柱：kc= (c+c)i/2 柱抗侧刚度 D值 D=(Alpha*12i/h2)= Alpha*12i/h2*(c+c)/2 带刚域杆件的反弯点高度 y=a+sy0+y1+y2+y3剪力墙内力及变形规律 整截面墙 整体小开口墙 联肢墙 壁式框架弯矩沿高度分布、水平截面正应力分布、连梁反弯点剪力墙截面设计 墙肢截面设计 连梁截面设计 延性问题墙肢截面设计 墙肢正截面受弯承载力计算 平面外承载力验算小偏压情况） N2.5 Vb=0.07fcbbhb0+fyvAsvhb0/s 跨高比=2.5 Vb=0

35、.063fcbbhb0+0.9fyvAsvhb0/s 有地震作用组合（） 严格控制截面尺寸名义剪应力） 无地震作用组合 Vb2.5 Vb=0.20fcbbhb0/GamaRE 跨高比=2.5 VbC20），钢筋分布筋、箍筋一级，其它二级） 截面尺寸厚度）： 稳定要求一级(=max(h/20，160);其它(=max(h/25，140) 抗剪要求剪压比）V=a*fcbwhw0/GamaRE, a=0.25(0.20),0.20(0.15) 配筋： 竖向钢筋：端部筋明柱、暗柱、翼柱）、分布筋 水平钢筋：端部附加筋、分布筋 洞口加强筋 连梁 截面尺寸： 抗剪要求剪压比）V=50%总倾覆力矩 不宜过多

36、 Lamda=（1-2.4） 楼板 剪力墙间距 框架外伸长度框架-剪力墙结构内力和位移的简化计算方法 基本假定 基本思路协同工作分析 集成平面化连续化分配 几个问题： 框架-剪力墙协同工作体系刚接、铰接） 方程 刚度特征值 计算步骤 确定计算简图计算刚度特征值（查表计算总剪力墙的弯矩、层剪力总框架层剪力=总层剪力-总剪力墙层剪力(广义剪力再分配)内力计算刚度特征值 抗推刚度与抗侧刚度 综合框架抗推刚度 Cf=hD 综合剪力墙抗弯刚度 EIw= EIw 综合连梁抗弯刚度 Cb=m/h= 6ci/h 刚度特征值WfEICHWbfEICCH框架-剪力墙结构构件截面设计 内力调整 连梁塑性内力重分布降

37、低刚度(0.55) VF=20%总层剪力 局部平面有限元计算 构件截面设计6.4 筒体结构 筒体结构的受力与变形特点 筒体结构的布置 筒体结构内力和位移的计算方法 筒体结构构件截面设计 筒体结构构造要求筒体结构的受力与变形特点 框筒的受力特点空间整体受力）剪力滞后 剪力腹板框架通常内筒承担大部分） 弯矩翼缘框架外筒大） 变形特点剪弯型剪力滞后影响因素及规律 窗裙梁剪切刚度与柱轴向刚度比 比值越大，剪力滞后越小 框筒平面形状 翼缘框架越长，剪力滞后越大 所处高度 底部大，顶部小负）筒体结构的布置 平面、构件及楼盖 准绳：规则、对称；尽量减小剪力滞后 框筒： 密柱1-3m深梁l/h=3-4,窗洞面

38、积50%） 平面宜接近方形、圆形；矩形时边长比宜3 内筒：面积不宜过小H/B=10，内外筒边长比=1/2-1/3） 楼盖： （作用尽量减少其弯矩传递铰接、平板式、密肋） 宜使角柱承受较大竖向荷载以平衡角柱中较大拉力斜梁） 转换层筒体结构内力和位移的计算方法 空间杆系-薄壁柱矩阵位移法 等效槽形截面估算法 等代角柱法 图表法 平面展开矩阵位移法翼缘展开法） 等效弹性连续体能量法 有限条法筒体结构构件截面设计 外框筒 柱： 角柱和弯矩较大柱双向偏压 其它柱框架平面单向偏压 窗裙梁 按连梁计算 l/h1时，可交叉斜筋、水平开缝 核心筒 剪力墙墙肢同剪力墙结构） 正截面：宜考虑翼缘 斜截面：不考虑翼缘 连梁同剪力墙结构）7 高层建筑结构基础设计概要7.1 箱形基础7.2 桩基础7.1 箱形基础 箱形基础布置 地基验算 箱形基础结构计算 箱形基础构件设计 箱形基础构造要求箱形基础布置 平面尺寸涉及地基土承载力、上部结构布置、荷载分布等） 偏心距控制：基底形心宜与结构长期竖向荷载重心重合 恒载+活载：e0.1W/A 或 B/60 恒载+活载+水平荷载：e1/16-1/18基础长度；3m 埋深满足地基强度要求、稳定性要求） 1/12-1/15建筑高度 墙体布置 外墙：沿建筑四周布置 内墙：沿上部结构柱网或剪力墙布置纵横向均匀布置 墙体长度/m20.4m，墙体截面积1/10A 墙体