2019年高层建筑结构设计规范.doc

1、高层建筑结构设计规范高层建筑结序号术语涵义1高层建筑10层及10层以上或房屋高度大于28M的建筑物。2房屋高度自室外地面至房屋主要屋面的高度。3框架结构由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。4剪力墙结构由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。5框架-剪力墙结构由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。6板柱-剪力墙结构由无梁楼板与柱组成的板柱框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。7筒体结构由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的高层建筑结构。筒体结构的筒体分剪力墙围成的薄壁筒和由密柱框架或壁式框架围成的框筒等。本规程涉及的筒体结构主要包含以下两种：1框架-核心筒结构：由核心筒

2、与外围的稀柱框架组成的高层建筑结构。2筒中筒结构：由核心筒与外围框筒组成的高层建筑结构。8混合结构本规程涉及的混合结构是指由钢框架或型钢混凝土框架与钢筋混凝土筒体（或剪力墙）所组成的共同承受竖向和水平作用的高层建筑结构。9转换结构构件完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件，包括转换梁、转换桁架、转换板等。10转换层转换结构构件所在的楼层。11加强层设置连接内筒与外围结构的水平外伸臂（梁或桁架）结构的楼层，必要时还可沿该楼层外围结构周边设置带状水平梁或桁架。高规2.2符号高规3荷载和地震作用高规3.1竖向荷载极限状态：当整个结构或结构的一部分超过某一

3、特定状态，而不能满足设计规定的某一功能要求时，则称此特定状态为结构对该功能的极限状态。设计中的极限状态往往以结构的某种荷载效应，如内力、应力、变形、裂缝等超过相应规定的标志为依据。极限状态分类：结构的极限状态在总体上可分为两大类，即承载能力极限状态和正常使用极限状态。对承载能力极限状态，一般是以结构的内力超过其承载能力为依据；对正常使用极限状态，一般是以结构的变形、裂缝、振动参数超过设计允许的限值为依据。对正常使用极限状态在当前的设计中，有时也通过结构应力的控制来保证结构满足正常使用的要求，例如地基承载力的控制。对正常使用极限状态的设计，当考虑短期效应时，可根据不同的设计要求，分别采用荷载的标

4、准组合或频遇组合，当考虑长期效应时，可采用准永久组合。增加的频遇组合系指永久荷载标准值、主导可变荷载的频遇值与伴随可变荷载的准永久值的效应组合。结构上的作用：可按随时间或空间的变异分类，还可按结构的反应性质分类，其中最基本的是按随时间的变异分类。永久荷载：即以往规范的恒荷载，它包括结构或非承重构件自重、土压力、预应力等；在建筑结构设计中,有时也会遇到有水压力的情况，水位不变的水压力按永久荷载考虑，而水位变化的水压力按可变荷载考虑。可变荷载：即以往规范的活荷载。偶然荷载：包括地震力、撞击、爆炸、火灾事故等。荷载代表值：规范给出荷载的四种代表值：即标准值、组合值、频遇值和准永久值，荷载标准值是荷载

5、的基本代表值，而其他代表值都可在标准值的基础上乘以相应的系数得出。荷载标准值：是指其在结构的使用期间可能出现的最大荷载值。若荷载标准值不属于强制性条款，则应由业主认可后采用，并在设计文件中注明。停车庫及车道的活载：可直接按车轮局部荷载计算楼板内力，对小轿车、吉普车、小型旅行车(载人少于9人)的局部荷载取4.5KN，分布在0.2X0.2的局部面积上。对于2030t的消防车，可按最大轮压为60KN，作用在0.6X0.2的局部面积上的条件确定。该局部荷载也可作为验算结构局部效应的依据(如抗冲切等)。民用建筑楼面活荷载：规范根据在楼面上活动的人和设施的不同状况，将其标准值的取值分成七个档次：(1) 活

6、动的人较少LK=2.0KN/mm2；(2) 活动的人较多且有设备LK=2.5KN/mm2；(3) 活动的人很多且有较重的设备LK=3.0KN/mm2；(4) 活动的人很集中，有时很挤或有较重的设备LK=3.5KN/mm2；(5) 活动的性质比较剧烈LK=4.0KN/mm2；(6) 储存物品的仓库LK=5.0KN/mm2；(7) 有大型的机械设备LK=67.5KN/mm2。非固定隔墙的荷载：应按活荷载考虑，可采用每延长米长度的墙重(KN/m2)的1/3作为楼面活荷载的附加值(KN/m2)，该附加值建议不小于1.0KN/m2，但对于楼面活荷载大于4.0KN/m2的情况，不小于0.5KN/m2。空气

7、密度P=1.25kg/m3高层分析(梁启智编著的高层建筑结构分析与设计简称，以下同)高层建筑结构的竖向荷载包括结构自重和楼面活荷载两种。高层建筑结构的楼面活荷载，以及楼面活荷载折减系数，一般均按荷载规范规定采用，该规范中无规定者，按下表米用。高层民用建筑楼面活荷载及其准永久值系数的补高层建筑结构的楼面活荷载项目活荷载标准值(kN/m2)准永久值系数屮q附注酒巴间、舞厅、展销厅3.04.00.5荷载较大时按实际情况屋面花园4.05.00.8贮藏室5.08.00.8饭店厨房、洗衣房4.05.00.5健身房、娱乐室3.04.50.5目前我国钢筋混凝土高层建筑单位面积的重量（恒载与活载）大约如下：框架

8、、框架-剪力墙结构体系1214kN/m2剪力墙、筒体结构体系1316kN/m2其中活荷载平均约23kN/m2，仅占全部竖向荷载的15%20%。因此，活载不利布置所产生的影响较小。另一方面，高层建筑层数和跨数都很多，不利布置的方式繁多，难以一一计算，所以在工程设计中，一般将恒载与活载合并计算，按满跨考虑，不再逐一按活载不利布置计算。如果活荷载较大，可将按满布荷载计算所得的框架梁跨中弯矩乘以1.11.2的系数加以放大，以考虑活荷载的不利分布所产生的影响。高层建筑施工中采用附墙塔，爬塔等对结构受力有影响的起重机械或其他施工设备时，在结构设计中应根据具体情况验算施工荷载的影响。楼面活荷载补充（见结构技

9、术措施P13页）序号楼面用途均布活荷载标准值（KN/m2）准永久值系数屮q组合值系数屮C表2.1.2-2商业仓库库房楼（地）面均布活荷载项次类别标准值（KN/m2）准永久值系数屮q组合值系数屮C备注1储存容重较大商品的楼面200.8考虑起重量1000kg以内的叉车作业2储存容重较轻商品的楼面150.83储存轻泡商品的楼面8100.84综合商品仓库的楼面150.80.9考虑起重量1000kg以内的叉车作业5各类庫房的底层地面20300.86单层五金原材料庫的庫房地面60800.8考虑载货汽车入7单层包装糖庫的庫房地面40450.88穿堂、走道、收发整理间楼面100.50.7150.5考虑起重量1

10、000kg以内的叉车作业9楼梯3.50.50.7储存商品的商品包装容重可按以下分类： 笨重商品（大于1000kg/m3）:如五金原材料、工具、圆钉、铁丝等； 容重较大商品（5001000kg/m3）:如小五金、纸张、包装食糖、肥皀、食品罐头、电线、电工器材等; 容重较轻商品（200500kg/m3）:如针棉织品、纺织品、文化用品、搪瓷玻璃制品、塑料制品等； 轻泡商品（小于200kg/m3）:如胶鞋、铝制品、灯泡、电视机、洗衣机、电冰箱等； 综合仓库儲存商品的包装容重一般可采用400500kg/m3。活荷载的不利布置（见结构技术措施P14页）2.8.1对楼面活荷载标准值大于2.0KN/m2或跨度

11、相差较大的房屋建筑，按弹性方法计算框架的連续梁（板）的内力时，应考虑活荷载的不利布置。2.8.2考虑活荷载不利组合的房屋，不应将連续梁支座左右剪力的最大值相加传至主梁，又将主梁支座左右剪力的最大值相加传至框架柱，致使主梁、柱、桩基荷载不必要的增大。高规3.2风荷载高层分析高层建筑的抗风设计要考虑多方面的因素，主要在下列五个方面：（1）承重结构构件的承载能力和变形能力；（2）非承重构件和管道设备的正常工作；（3）精密仪表（例如电子计算机等）的正常运行；（4）居住和使用者的舒适感；（5）建筑物四周的风候环境。第（1）（2）两个方面，一般把风的动力效应通过风振系数转化成结构的拟静力计算。第（3）（4

12、）两个方面则往往需要进行结构动力分析，以便设计时对建筑物的最大振幅、振动速度和振动加速度等控制在容许范围内。第（5）方面通常通过模型的风洞试验或专门计算给予校核。一、风的动力特性及其拟静力计算1风压沿高度的变化规律一一风压高度变化系数卩Z在离地球表面很高的地方，风和地面间的摩擦影响可忽略不计，空气受到大气层中压力梯度的驱动。而压力梯度则是地球受热不均的热动力后果。这种高空风速称为梯度风速。在接近地面处，风速受到空气和区域地面间的摩擦的影响。风速在地面处几乎为零，向上逐渐增大，到达所谓“梯度高度”时，风速达到梯度风速。由地面到梯度高度这一范围的大气层，称为边界层。边界层的厚度，取决于该区域地球表

13、面的状况，在5003000m范围内变动，在大城市中心区域，其梯度高度比海面上的梯度高度大得多。这是因为前者的地面粗糙程度远大于后者所致。2基本风压303风载体型系数US4风振与风振系数BZ建筑物所受的风力，可分解为两个分量：一为不随时间变化的平均风压30,二为随时间变化的动力分量3d（t）。建筑物在3d（t）作用下产生风振。任意一层楼盖的风载动力反应，与下列三方面因素有关:（1）风载的大小、随时间变动的规律及其沿高度分布的情况（受地面粗糙程度的影响）；（2）建筑结构的动力特性，包括自振频率、阻尼等；（3）所论楼盖无量纲高度坐标Ei=zi/H。将楼层的动力反应加上平均风压所引起的静力反应，便得到

14、风载的总反应。5风的等效静力荷载通过分析设计计算时可把风载视作静力荷载，其荷载集度3就是风的等效静力荷载，或简称风荷载。二、风载作用下高层建筑的振幅、振动速度和振动加速度的控制人对振动的不舒适感觉程度加速度（g）0.50.5至1.51.5至55至1515不舒适程度无感觉开始感觉感觉烦恼很烦恼不可忍受三、建筑物四周的风候环境建筑物和建筑群对其周围气流的特性产生影响。路上行人易感受到这种影响，特别是这种影响降低了环境的舒适程度。风速越大，对行人舒适性的损害越严重。为了从定量方面描述这种影响的程度，引入舒适参数巾。巾=1则表示开始有不适感受。巾值越大，不舒适感受越强烈。高层建筑由于高度大，对气流产生

15、障碍从而恶化周围的风候环境比较严重，规划设计时对此应给予足夠的考虑。建筑物对周围风候环境的影响及其参数巾值现象描述不适位置巾障碍效应气流被迫越过长建筑物（长约等于8倍高度）在背风处1.4文杜里管效应气流经过低建筑物间的风筒，风筒宽为建筑物高的2至3倍在通风筒内1.3至2.0压力連通效应气流正交地冲击平行排列的建筑物，部分气流在建筑物间流向低压区建筑物之间；当间距小于建筑物高度1.2至1.6，对塔式建筑可达1.8缝隙效应气流必须通过突然缩窄的断面（地道、走廊等）在断面收窄处1.2至1.5,与向风面和断面积之比有关角效应气流正交向风面，在压力区和吸力区间的角部产生的效应建筑物角部或间距lW2d的建

16、筑物之间，d为建筑物沿风向尺寸1.2,对塔式建筑可达2.2尾流效应跟着建筑物后面的气流类分离点及其下游1.4至2.2，随建筑高度而增加向下冲刷效应气流冲击高层建筑的向风面，部分气流沿向风面下冲至街道水平并形成向下冲刷旋涡，特别当高层建筑前面有一平行布置的低建筑物时在高层建筑底部附近1.5至1.8,竖向气流增加不愉快感觉高规3.3地震作用地震时，由于地震波的作用产生地面运动，通过房屋基础影响上部结构，使结构产生振动，房屋振动时产生的惯性力就是地震荷载。地震波可能使房屋产生垂直振动与水平振动，但一般对房屋的破坏主要是由水平振动引起，因此，设计中主要考虑水平地震力。地震荷载是惯性力，因此它的大小除了

17、和结构的质量有关外，还和结构的运动状态有关，通常把结构的运动状态(各质点的位移、速度、加速度)称为地震反应。地面运动情况可以由地面加速度波形来描述，不同的地震、不同的场地、不同的震中距都会产生不同的地面运动。据观测，在岩石等坚硬地基中，地震波的卓越周期大约是O.lsO.3秒左右，而在深层软土地基中，其卓越周期可能达到1.5s2秒。这样的周期与一般的建筑物周期(0.3s3秒)相当接近，因而一般建筑物的地震反应比较明显，在达到一定震动强度时，很容易引起震害。一般情况下，结构较柔，周期加长时，地震力减小。高层建筑具有较长的自振周期，容易跟地震波中的长周期分量发生共振。且地震波在土中传播时，短周期分量

18、衰减迅速，长周期分量则传播较远。大量震害表明：与低层建筑相比，高层建筑受地震影响的范围更广一些，振害后果也更严重一些，特别在软土地基上，更是如此。所以较确切地估计高层建筑的地震作用，是十分必要的。当根据动力学理论计算结构自振周期时，由于所取的计算简图及结构刚度很难与实际完全相符，如平面布置、质量分布、材料实际性能、施工质量、空间整体工作、地基基础情况等都难以准确确定，而它们对自振周期都有影响，特别是在框架结构中，一般不计算填充墙的刚度，但实际上影响很大。忽略填充墙的刚度影响，常常使计算周期偏长。高层建筑结构设计中用于计算地震作用的方法，有底部剪力法、反应谱振型分析法和时程分析法三种。底部剪力法

19、是上述三种方法中最简单的一种实用方法。当高度不超过40m，以剪切变形为主且刚度和质量沿高度分布比较均匀的建筑，可采用底部剪力法计算地震作用。1雪荷载取0.5；2楼面活荷载按实际情况计算时取1.0;按等效均布活荷载计算时，藏书庫、档案庫、庫房取0.8，般民用建筑取0.5。高规3.3.7条建筑结构的地震影响系数应根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自掁周期及阻尼比确定。其水平地震影响系数最大值amax应按表3.3.7-1采用；特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表3.3.7-2采用，计算8、9度罕遇地震作用时，特征周期应增加0.05s。注：1周期大于6.0S的高层建筑结构所采用的地震影响系数应

20、做专门研究；3巳编制抗震设防区划的地区，应允许按批准的设计地震动参数采用相应的地震影响系数。表5.1.4-1(高规表3.3.7-1)水平地震影响系数最大值amax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注：7、8度时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。高规表3.3.7-2特征周期值Ts(s)设计地震分组场地类别I IIIIIIV第一组0.250.350.450.65第二组0.300.400.550.75第三组0.350.450.650.90解释：水平地震影响系

21、数a水平地震荷载可以表示为：P=Ga式中G=mg建筑物总质量m的重力；g重力加速度a水平地震影响系数水平地震影响系数a跟两类因素有关：第一类为结构固有的动力特性一自掁频率和阻尼比；第二类为地面运动水平加速度的大小及随时间变化的规律。第二类因素不但取决于地震烈度、建筑物所在场地的类别和震中的远近等因素，而且还与实际地震加速度随时间变化的规律有关。但是，每次地震，甚至同一次地震在不同地方所记录得到的加速度都有不同的变化规律。设计规范根据国内、外强震观测记录，通过求最大反应分析的结果(反应谱)，然后再加以分析处埋，最后给出水平地震影响系数a作为设计指标。设计规范所给出的a值，与结构的自掁周期、地震烈

22、度、场地类别、震中远近等四个因素有关。建筑结构的地震影响系数应根据烈度、圽地类别、设计地震分组和结构自振周期以及阻尼比确定。抗震规范规定，其水平地震影响系数最大值应按表5.1.4-1采用。高规3.3.9高层建筑的场地类别应按现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011的规定确定。高规3.3.12采用底部剪力法计算结构的水平地震作用时，可按本规程附录B进行。底部剪力法的计算范围：底部剪力法是最简单的一种实用方法。当高度不超过40m,以剪切变形为主且刚度和质量沿高度分布比较均匀的建筑，可采用底部剪力法计算结构的水平地震作用。高规3.3.13水平地震作计算时，结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力应符合

23、下式要求：nVEki三入艺Gjj=i式中VEki第i层对应于水平地震作用标准值的剪力；入一一水平地震剪力系数，不应小于表3.3.13规定的值；对于竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15增大系数；Gj第j层的重力荷载代表值N结构计算总层数表3.3.13楼层最小地震剪力系数值类别7度8度9度扭转效应明显或基本周期小于3.5S的结构0.016(0.024)0.032(0.048)0.064基本周期大于5.0S的结构0.012(0.018)0.024(0.032)0.040注：1基本周期介于3.5S和5.0S之间的结构，应允许线性插入取值；2 7、8度时括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15

24、g和0.30g的地区。高规3.3.16条计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减。高规3.3.17条当非承重墙体为填充砖墙时，高层建筑结构的计算自振周期折减系数巾t可按下列规定取值：1框架结构可取0.60.7；2框架一剪力墙结构可取0.70.8；3剪力墙结构可取0.91.0。对于其他结构体系或采用其他非承重墙体时，可根据工程情况确定周期折减系数。高层分析：结构动力学基本原理：一、单层建筑结构的动力性态：在外加水平力的作用下，其结构体系运动方程为；mU(t)+cu(t)+ku(t)=P(t)式中m建筑物总质量mU(t)建筑物的惯性力k楼层的侧移刚度ku(t)结

25、构(楼层)恢复力c结构的阻尼系数cu(t)建筑物的阻尼力P外加作用力U(t)建筑的水平位移速度U(t)建筑的水平位移加速度1自由振动当没有外加水平力，即P(t)=0时，体系可以产生自由振动，其运动方程可写为：B+gaU+32U=0式中32=k/mE=c/23m用时间t作横坐标，结构水平位移u作纵坐标，上式解的曲线图是一条衰减振动曲线，其振幅随时墙剪力长而逐渐衰减，但周期T=2”/3，却保持定值。而频率f则表示为f=1/T=3，/2”，周期T通常用秒(s)作单位，则频率f的单位为赫芝(Hz)，表示每秒振动次数°3，=2n/T=2“f则称为圆频率，表示2门秒时间内的振动次数，结构每振动一

26、次振幅衰减的大小，完全取决于g值。当不考虑阻尼的影响，即把结构视作无阻尼的理想结构时，g=0，则振幅永远保持为自由振动开始(t=0)时的位移U0值。由此可知，结构的自振圆频率为a=(k/m)-13称为无阻尼时的自振圆频率。实际结构的g值一般很小，仅约为0.05左右。由此可知，结构的自振(圆)频率和周期等，只是结构本身固有的属性(决定于侧向刚度k和质量m)，而与外加的作用干扰力无关，所以，自振(圆)频率和自振周期，又称为固有(圆)频率和固有周期。结构基本自振周期的经验公式(1) 高耸结构：一般情况下Tl=(0.0070.013)H钢结构可取高值，钢筋混凝土结构可取低值。(2) 高层建筑：1)一般

27、情况A：钢结构Tl=(0.10.15)nB：钢筋混凝土结构Tl=(0.050.10)n2)具体结构A：钢筋混凝土框架和框剪结构Tl=0.25+0.53X10-3H2/B-3式中H-房屋总高度(m)B-房屋宽度(m)2阻尼若(正常结构不可能具有这样大的阻尼)，水平位移由初始值U0逐渐衰减为零，而不产生振动，不产生振动的最小E值为C=1,这种情况称为临界阻尼，临界阻尼系数Cc=(km)-1E=C/Cc故E称为阻尼比，是衡量阻尼大小的一个无纲量比值，常用百分比来表示。衡量阻尼大小的另一量值为对数衰减率5,它的定义为：相邻振幅比的自然对数82C3周期性干扰力的作用设外加水平干扰力为周期性函数，即P(t

28、)=POsinQt式中Q作用力的圆频率其振动微分方程：mB+cd+ku=P0sinQt此时结构将以和干扰力同样的频率振动。方程解的物理意义为：即使结构最初处于静止状态，但当外加作用力引起强迫振动时，一开始就同时激发了自由振动，结果使结构的运动状态变为强迫振动和自由振动相迭加合成，但是自由振动由于阻尼作用而衰减得很快，往后经过头若干个周期后，其振幅就小得可以忽略不计，往后就只剩下强迫振动作为结构的稳定状态反应。然而，也有这样的情况：结构的最大动力反应发生在头若干个周期内，这时叠加上自由振动项就不能被忽略了。动力系数D=umax/uvt式中umax最大动力位移umax=P0/(k-mQ2)2+c2

29、Q2-1uvt最大的静力位移uvt=PO/k=P0/m32频率比pp=Q/3当作用力频率Q和自振频率/3相等时，产生共振现象。振幅(或动力系数)在这一区域达到高峰。由于阻尼的存在，准确的峰值位置为P=(12C2)1当C=1时由共振引起的峰值消失了，实用上可取p=1时作为峰值位置，经计算得到产生共振时动力系数的实用公式：D=1/2E4任意干扰力的作用实际工程中的外加干扰力P(t)，往往是不规则的和非周期性的。作用在建筑物上的风荷载和地震荷载，便属地此类。任意干扰力P(t)可看作由一列很短暂作用的冲量组成。把所有冲量引起的振动叠加起来，便得到结构的总反应。5地震一地面运动的作用地震作用是由于地震的

30、地面运动引起的，承受地面水平加速度的激扰与承受外加作用力两种情况所导致的结构运动微分方程是完全相同的。所以一m&g(t)称为等效地震力。地震作用通过水平地震影响系数a来确定。高规4结构设计的基本规定高规4.1一般规定高规4.1.1条高层建筑钢筋混凝土结构可采用框架、剪力墙、框架一剪力墙、筒体和板柱一剪力墙结构体系。1框架结构体系框架结构在水平力作用下的受力特点：其侧移由两部分组成：第一部分侧移由剪力引起的柱和梁的弯曲产生。柱和梁上有反弯点，使整个结构呈现剪切型变形。框架下部各层承受的剪力大，层间位移亦大，上部各层剪力较小，层间位移也较小。第二部分侧移由整个框架的悬臂作用在柱中产生轴向变

31、形引起。第一部分侧移是主要的，因而框架结构以剪切型变形为主。框架结构的主要缺点是侧向刚度小，变形大，这限制了框架结构的建造高度。框架结构通过合理设计，可具有良好的延性，亦即所谓实现“延性框架”设计。2剪力墙结构体系利用建筑物墙体作为建筑的竖向承重体系，并用它抵抗水平力，这种结构称为剪力墙结构体系。这种体系在10s30层的建筑中广泛应用。剪力墙能满足延性系数卩3s5的要求。当墙的底层做成框架时，称为框支一剪力墙结构。3框架一剪力墙结构体系当框架单独承受水平力时为剪切型变形，当剪力墙单独承受水平力时为弯曲型变形，两者通过楼板連在一起使变形协调一致，形成弯剪型变形。一般情况下，剪力墙可担负约80%左

32、右的水平力，有时甚至更多些。其总趋势是房屋上部，框架承担大部分水平力，而在下部大部分剪力由剪力墙承担，从而提高了整个结构的抗侧力强度。框架和剪力墙协同工作还有利于减少层间变形，减少顶点位移，提高结构的刚度。框架剪力墙结构(或称框架内筒结构)适用于20s40层的高层建筑，特别适用于塔式建筑。4筒体结构体系超出30s40层的高层建筑最好采用筒体结构抵抗侧向力。它比剪力墙或框架剪力墙结构具有更大的强度和刚度。根据筒体不同的组成方式分为三种类型。(1) 框筒结构：墙体上开洞形成的空腹筒体又称框筒。开洞以后，由于横梁变形使剪力传递存在滞后现象,使柱中正应力分布呈抛物线状，称为剪力滞后现象。剪力滞后现象使

33、框筒结构的角柱应力集中。通常将与水平力平行方向的框架称为腹板框架，将与水平力方向垂直的框架称为翼缘框架。翼缘框架承受拉压轴力可以抵抗相汉当大的倾覆力矩，腹板框架则主要通过梁柱弯曲抵抗水平剪力。筒体结构中框筒的布置原则为：为了保证密排柱和窗裙梁的尺寸，门窗孔洞面积一般不大于建筑立面面积的50%,立柱中距一般为1.2s3.0米，也可扩大到4.5米，横梁高度一般为0.6S1.2米，宽0.3s0.5米。筒中筒结构的外框筒与内筒间的距离以10s16米为宜，内筒面积占整个筒体面积的比例与结构的层数和高度有关。筒体结构的平面形状宜接近方形，长宽比不应超过2。(2) 筒中筒结构：国外一些超过50层的高层建筑一

34、般都采用这种结构形式。(3) 多筒结构：高层建筑结构布置原则1. 应满足建筑使用要求，便于施工。2. 提高结构的总体刚度减少位移。高层建筑控制位移是主要矛盾。除选择合理的结构体系外，还应从平面体型和立面变化等方面考虑有利于减少结构的侧移。在布置结构时，应加强结构的整体性，提高结构的抗侧刚度。如加强楼盖的整体性及刚度；加强构件的连接；加强基础的整体性，以减小由于基础平移或转动对结构侧移的影响。还应注意加强结构的薄弱部位和应力复杂部位。应增加结构体系抵抗倾复力矩的有效宽度。增加结构宽度，也可减小侧向位移，并且当其他条件不变时，变形与宽度的三次方成反比。宜对高宽比H/B加以限制。3 在地震区应满足抗

35、震的要求。应使结构各部分刚度对称均匀，各结构单元的平面形状应力求简单规则。复杂、不规则、不对称的结构必然会带来难于计算和处理的复杂地震应力，如应力集中和扭转等，这对抗震不利。因此，应尽量使地震力作用中心与刚度中心重合，通常偏心距e(地震力作用中心与刚度中心的距离)不宜超过垂直于外力作用线建筑物边长的5%。在拐角部位应力往往比较集中，应避免在拐角处布置楼、电梯间。立面体型应避免伸出或收进，避免结构垂直方向刚度突变等。通过对震害的分析，说明建筑物平面布置不对称、刚度不均匀、高低错层连接、屋顶局部凸出或沿高度刚度突变等，都容易造成严重震害。建筑物的平面长度不宜过长，长宽比L/B应符合高规4.3.3条

36、的规定。选择有利于抗震的竖向布置，结构的竖向布置应注意刚度均匀而連续，要尽量避免刚度突变或结构不連续。上部刚度较小的部位有可能产生“鞭击”效应。4考虑沉降、温度收缩及房屋体型复杂等因素对建筑的影响，合理布置和处理沉降缝、伸缩缝、防震缝。在日本，习惯的做法是10层以上的建筑就不设缝。不要采用在独立沉降的两部分结构之间设置简支梁的处理方法，因为虽然这种方法可以避免沉降差造成的附加应力，但地震作用下使两部分结构互相牵扯，简支支座容易遭到破坏。缝的设置与构造，在房屋结构的总体布置中，要考虑沉降、温度收缩和体型复杂对房屋结构的不利影响，常常用沉降缝、伸缩缝或防震缝将房屋分成若干独立的部分从而消除沉降差、

37、温度应力和体型复杂对结构的危害。高层建筑的结构布置：一、框架结构的布置二、剪力墙结构的布置1. 剪力墙结构的开间及竖向荷载承重方案(1) 小开间剪力墙结构横墙承重方案(2) 大开间剪力墙结构横墙承重方案(3) 大开间纵横墙共同承重方案(4) 小开间纵横墙共同承重方案2. 底层大空间剪力墙结构的布置在布置这种结构时应注意以下几个方面：(1) 控制建筑物沿高度方向的刚度；(2) 落地剪力墙的间距，建议剪力墙间净距与建筑物宽度之比(L/B)控制在2s2.5左右。(3) 提高底层楼盖的强度和刚度(4) 注意二层以上边门洞的布置：在设计中应尽量避免在二层设置边门洞，若必须在二层布置边门洞时，则应予以特殊

38、加强，边门洞外侧的小墙肢宽度不宜小于40厘米，并从构造上保证小墙肢与外墙板的可靠連接，使小墙肢与外墙共同受力，以减小小墙肢的应力集中。3. 地震区剪力墙布置还应注意以下几点：(1) 纵横墙尽量拉通对直，以增加剪力墙的抵抗能力。(2) 门窗洞口尽量上下各层对齐，使受力明确，当开洞不整齐时，受力不明确。(3) 楼梯间一般不应布置在端开间或拐角开间，因为房屋角部扭转应力大，受力复杂。三、框架一剪力墙结构的布置1剪力墙的数量在框架一剪力墙结构中，剪力墙承受担了大部分水平荷载，并增加结构刚度，减少结构的侧向位移。日本曾通过震害调查说明框架剪力墙结构的破坏程度与剪力墙数量有关，并提出以“壁率”(剪力墙水平

39、截面长度除以楼面面积，厘米/平方米)作为剪力墙的设置标准，震害表明，壁率大于15厘米/平方米的建筑物是安全的，壁率大于12厘米/平方米的建筑物大部分安全，而当壁率小于5厘米/平方米时，发生了严重破坏。在框架一剪力墙结构中可以用多加剪力墙的方法来减少结构位移，2剪力墙的间距剪力墙间距和框架宽度的比值L/B是保证楼盖刚度的主要因素，其数量与楼盖结构类型和构造有关，与地震烈度有关，我国抗震规范规定，对现浇钢筋混凝土楼盖L/B不能大于4.0。3剪力墙的布置原则£'T£©在每个独立的结构单元，剪力墙的布置应尽量对称，刚度均匀；（2）剪力墙尽量在靠近建筑区段的两端布置

40、；（3）当楼盖水平刚度有变化时，最好在刚度变化处设置剪力墙；（4）为了取得较大的刚度，剪力墙最好連在一起；（5）剪力墙贯通全高。四筒体结构的布置高规4.1.2条高层建筑不应采用严重不规则的结构体系，并应符合下列要求：1应具有必要的承载能力、刚度和变形能力；2应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力；3对可能出现的薄弱部位，应采取有效措施予以加强。高规4.1.3条高层建筑的结构体系尚应符合下列要求：1结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位；2宜具有多道抗震防线。高规4.1.4条复杂高层建筑结构和混合结构设

41、计，除应符合本章有关规定外，尚应符合本规程第10章和第11章的有关规定。高规4.2房屋适用高度和高宽比侧向变形：高层建筑限制侧向变形包括两个方面：一是顶点位移厶/H,是层间位移Au/h，顶点位移控制建筑总变形，其值过大将影响使用。而最大层间位移Au/h往往大于A/H,为了防止墙体和装修的破坏主要要控制层间变形。在结构中各层的Au/h值不相同，剪切型变形时，底层Au/h值较大，弯曲型变形时，顶层Au/h值较大，应当限制最大的Au/h值小于允许值。高规4.2.1条钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度和高宽比应分为A级和B级。B级高度高层建筑结构的最大适用高度和高宽比可较A级适当放宽其结构抗震等级、

42、有关的计算和构造措施应相应加严，并应符合本规程有关条文的规定。高规4.2.2条A级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑的最大适用高度应符合表4.2.2-1的规定，具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构的最大适用高度尚应符合本规程第7.1.2条的规定。框架一剪力墙、剪力墙和筒体结构高层建筑，其高度超过表4.2.21规定时为B级高度高层建筑。B级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑的最大适用高度应符合表4.2.22的规定表4.2.21A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m）结构体系非抗震设计抗震设防烈度6度7度8度9度框架7060554525框架一剪力墙14013012010050剪力墙全部落地剪力墙150

43分框支剪力应采用筒体框架一核心筒16015013010070筒中筒20018015012080板柱一剪力墙70403530不应采用注：1房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度；2表中框架不含异形柱框架结构；3部分框支剪力墙结构指地面以上有部分框支剪力墙的剪力墙结构；4平面和竖向均不规则的结构或iv类场地上的结构，最大适用高度应适当降低；5甲类建筑，6、7、8度时宜按本地区抗震设防烈度提高一度后符合本表的要求9度时应专门研究;69度抗震设防、房屋高度超过本表数值时，结构设计应有可靠依据，并采取有效措施。表

44、4.2.22B级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m）结构体系非抗震设计抗震设防烈度6度7度8度框架一剪力墙170160140120剪力墙全部落地剪力墙180170150130部分框支剪力墙150140120100筒体框架一核心筒220210180140筒中筒300280230170注：1房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度；2部分框支剪力墙结构指地面以上有部分框支剪力墙的剪力墙结构；3平面和竖向均不规则的结构或V类场地上的结构，最大适用高度应适当降低；4平面和竖向均不规则的结构或V类场地上的结构，最大适用高度应适当降低；5当房屋高度超过本表数值

45、时，结构设计应有可靠依据，并采取有效措施。高规4.2.3条：A级高度钢筋混凝土高层建筑结构的高宽比不宜超过表4.2.31的数值；B级高度钢筋混凝土高层建筑结构的高宽比不宜超过表4.2.32的数值；表4.2.31A级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比结构体系非抗震设计抗震设防烈度6度、7度8度9度框架、板柱一剪力墙5432框架一剪力墙5543剪力墙6654筒中筒、框架一核心筒6654表4.2.31B级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比非抗震设计抗震设防烈度6度、7度8度876高规4.3结构平面布置高规4.3.1条在高层建筑的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状间单、刚度和承载力分

46、布均匀。不应采用严重不规则的平面布置。高规4.3.2条高层建筑宜选用风作用效应较小的平面形状。高规4.3.3条抗震设计的A级高度钢筋混凝土高层建筑，其平面布置宜符合下列要求：1平面宜间单、规则、对称，减少偏心；2平面长度不宜过长，突出部分长度l不宜过大3不宜采用角部重叠的平面形状或细腰形平面图形高规4.3.4条抗震设计的B级高度钢筋混凝土高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑，其平面布置应间单、规则，减少偏心。高规4.3.5条平面布置应减少扭转的影响。在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层结构间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，

47、不应大于该楼层平均值的1.5倍；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层的1.4倍。结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比,A级高度高层建筑不应大于0.9,B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。高规4.3.6条当楼板平面比较狭长、有较大的凹入和开洞而使楼板有较大削弱时，应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响。楼面凹入或开洞尺寸不宜大于楼面宽度的一半；楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的30%；在扣除凹入或开洞后，楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于5m，且开

48、洞后每一边的楼板净宽度不应小于2m。高规4.3.7条草字头形、井字形等外伸长度较大的建筑，当中央部分楼、电梯间使楼板有较大削弱时，应加强楼板以及连接部位墙体的构造措施，必要时还可以在外伸段凹槽处设置连接梁或连接板，高规4.3.8条楼板开大洞削弱后，宜采取以下构造措施予以加强：1加厚洞口附近楼板，提高楼板的配筋率；采用双层双向配筋，或加配斜向钢筋；2洞口边缘设置边梁、暗梁；3在楼板洞口角部集中配置斜向钢筋。高规4.3.9条抗震设计时，高层建筑宜调整平面形状和结构布置，避免结构不规则，不设防震缝。当建筑物平面形状复杂而又无法调整其平面形状和结构布置使之成为较规则的结构时，宜设置防震缝将其划分为较间

49、单的几个结构单元。高规4.3.10条设置防震缝时，应符合下列规定：1防震缝最小宽度应符合下列要求：1) 框架结构房屋，高度不超过15m的部分可取70mm；超过15m的部分，6度、7度、8度和9度相应每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加宽20mm；2) 框架一剪力墙结构房屋可按第一项规定数值的70%采用，剪力墙结构房屋可按第一项规定数值的50%采用，但二者均不宜小于70mm。2防震缝两侧结构体系不同时，防震缝宽度应按不利的结构类型确定；防震缝两侧的房屋高度不同时，防震缝宽度应按较低的房屋高度确定；3当相邻结构的基础存在较大沉降差时，宜增大防震缝的宽度；4防震缝宜沿房屋全高设置；地下室、基础可不

50、设防震缝，但在与上部防震缝对应处应加强构造和连接；5结构单元之间或主楼与裙房之间如无可靠措施，不应采用牛腿托梁的做法设置防震缝。高规4.3.11条抗震设计时，伸缩缝、沉降缝的宽度均应符合本规程第4.3.10条防震缝最小宽度的要求。高规4.3.12条高层建筑结构伸缩缝的最大间距宜符合表4.3.12的规定。表4.3.12伸缩缝的最大间距结构体系施工方法最大间距(m)框架结构现浇55剪力墙结构现浇45注：1.框架一剪力墙的伸缩缝间距可根据结构的具体布置情况取表中框架结构与剪力墙结构之间的数值；2.当屋面无保温或隔热措施、混凝土的收缩较大或室内结构因施工外露时间较长时，伸缩缝间距应适当减小；3位于气候

51、干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构，伸缩缝的间距应适当减小。高规4.3.13条当采用下列构造措施和施工措施减少温度和混凝土收缩对结构的影响时，可适当放宽伸缩缝的间距。1顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化影响较大的部位提高配筋率；2顶层加强保温隔热措施，外墙设置外保温层；3每3040m间距留出施工后浇带，带宽8001000mm，钢筋采用搭接接头，后浇带混凝土宜在两个月后浇灌；4顶部楼层改用刚度较小的结构形式或顶部设局部温度缝，将结构划分为长度较短的区段；5采用收缩小的水泥、减少水泥用量、在混凝土中加入适宜的外加剂；6提高每层楼板的构造配筋率或采用部分预应力结构。温度应力：由温度变化引起的

52、结构内力称温度应力，它在房屋的长度方向和高度方向都会产生影响。造成温度应力的温差有三种：季节温差；(2) 内外温差，指房屋在使用期间，由于室内外不同的气温，在构件内外表面间所产生的温差；(3) 日照温差，指房屋在使用期间向阳面与背阳面之间的温差。混凝土的线胀系数为1.0X10-5，收缩值为3X10-4。在高层建筑中，由于长度引起的温度应力的危害在房屋的底部数层和顶部数层较为明显，常可在底部或顶部看到温度收缩裂缝。温度差对房屋竖向的影响，当房屋高度超过30s40层时，就应考虑温度作用。温度变化在竖向结构中形成的伸长和缩短会对相邻构件产生影响，会对外墙、隔墙等填充材料产生影响，而影响较大的是在高度

53、较大建筑物的顶部数层。控制温度变形的措施：(1) 若楼盖结构与柱之间做成铰接，变形不受约束，内应力就等于零。但这将大大削弱结构的整体刚度，一般是不允许的，若加大横梁刚度，完全限制变形，则内应力最大，为此需要增加材料用量。因此，应采取介乎两者之间的措施，考虑隔墙与房屋装修可能承受的相对变位及梁柱强度允许值，采用部分约束来调整变形和内应力的大小。这种方法在国外的工程实践中应用较为广泛。(2) 可在房屋顶部设刚性桁架，用以消除内外柱间的变位差并担负温度应力。(3) 将梁刚度减小，允许柱子有较大的伸长缩短变形，此时可以减小温度应力，而在隔断墙与梁柱的連接处留有足夠的缝隙，即使产生较大变形，也不致开裂。

54、(5) 采用保温隔热材料控制外柱和外墙的温度。高规4.4结构竖向布置高规4.4.1条高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。高规4.4.2条抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。高规4.4.3条A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%，不应小于其上一层受剪承载力的65%；B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的75%。注：楼层层间抗侧力结构受剪承载力是指在

55、所考虑的水平地震作用方向上，该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和。高规4.4.4条抗震设计时，结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。高规4.4.5条抗震设计时，当结构上部楼层收进部位到室外地面的高度H1与房屋高度H之比大于0.2时,上部楼层收进后的水平尺寸B1不宜小于下部楼层水平尺寸B的0.75倍；当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时，下部楼层的水平尺寸B不宜小于上部楼层水平尺寸B1(含外挑部分)的0.9倍，且水平外挑尺寸a不宜大于4m。高规4.4.6条结构顶层取消部分墙、柱形成空旷房间时，应进行弹性动力时程分析计算并采取有效构造措施。高规4.4.7条高层建筑宜设地下室。高规4.5楼盖结构高规4.5.

56、1条房屋高度超过50m时，框架一剪力墙结构、筒体结构及本规程第10章所指的复杂高层建筑结构应采用现浇楼盖结构，剪力墙结构和框架结构宜采用现浇楼盖结构。高规4.5.2条现浇楼盖的混凝土强度等级不宜低于C20、不宜高于C40。高规4.5.3条房屋高度不超过50m时，8、9度抗震设计的框架一剪力墙结构宜采用现浇楼盖结构；6、7度抗震设计的框架一剪力墙结构可采用装配整体式楼盖，且应符合下列要求：1楼盖每层宜设置钢筋混凝土现浇层。现浇层厚度不应小于50mm，混凝土强度等级不应低于C20,不宜高于C40，并应双向配置直径68mm、间距150200mm的钢筋网，钢筋应锚固在剪力墙内；2楼盖的预制板板缝宽度不

57、宜小于40mm，板缝大于40mm时应在板缝内配置钢筋，并宜贯通整个结构单元。预制板板缝、板缝梁的混凝土强度等级应高于预制板的混凝土强度等级，且不应低于C20。高规4.5.4条房屋高度不超过50m的框架结构或剪力墙结构，当采用装配式楼盖时，应符合下列要求：1本规程第4.5.3条第2款的规定；2预制板搁置在梁上或剪力墙上的长度分别不宜小于35mm和25mm；3预制板板端宜预留胡子筋，其长度不宜小于100mm；4预制板板孔堵头宜留出不小于50mm的空腔，并采用强度等级不低于C20混凝土浇灌密实。高规4.5.5条高规4.6.1条高规4.6.1条高规4.6水平位移限值和舒适度要求高规4.6.1条在正常使用条件下，高层建筑结构应具有足够的刚度，避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求。高规4.6.