高层混凝土设计第一讲

高层建筑混凝土结构设计2020.05.27结构设计概述高层建筑混凝土概述剪力墙结构设计原理结构设计概述特点任务重：建模+绘图时间紧：提资较晚+出图最早（基础先出）责任大：终身制要求高：伴随土建施工过程、设计变更多、现场问题、图纸问题繁复结构设计概述流程建筑提资——>概念设计——>建模计算——>结果分析——>施工图绘制在收到建筑提资后，确定结构方案，结构专业负责人编写结构设计技术统一措施。结构设计概述设计准备1）规范规程

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）

《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010(2016)）简称抗规

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010(2015)）

《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)

简称高规

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）

......2）结构设计技术统一措施

设计依据、设计标准；建筑物主要部位的使用荷载及风荷载；结构体系及抗震设防；计算软件及输入参数；主要结构特征参数的控制项目及指标；主要结构材料、结构主要构件规格结构设计概述设计准备3）当地的规定性文件

地勘报告

地震安评报告

其他如裂缝控制、质量通病防治手册等等二.高层建筑混凝土概述定义高规定义坡屋面

二.高层建筑混凝土概述定义《民用建筑设计统一标准》（GB 50352-2019）《建筑设计防火规范》GB50016—2014（2018年版）二.高层建筑混凝土概述结构高度

适用高度：高规3.3.1

楼盖体系：高规3.6.1、3.6.2（50m）

层间位移角：高规3.7.3（150m）

弹塑性变形验算：高规3.7.4（150m） 风振舒适度要求：高规3.7.6（150m） 抗震等级高度划分：高规3.9.3 风敏感性：高规4.2.2（60m） 风洞试验：高规4.2.7（200m） 地震作用计算方法：高规4.3.4（100m） 考虑施工过程的影响：高规5.1.9（150m） 荷载组合：高规5.6.4（60m）二.高层建筑混凝土概述结构体系高层建筑最常用的：框架、剪力墙、框剪住房和城乡建设部、国家发展改革委发布《关于进一步加强城市与建筑风貌管理的通知》（2020年04月27日）二.高层建筑混凝土概述特点1）水平作用（地震作用、风荷载）为关键作用竖向荷载在结构底部产生的总重与总高度（总层数）成正比；均布水平作用在结构底部产生的倾复弯矩与楼层总高度（总层数）的平方成正比；倒三角形水平作用在结构底部产生的倾复弯矩与楼层总高度（总层数）的三次方成正比；结构顶部位移与楼层总高度（总层数）的四次方成正比。二.高层建筑混凝土概述特点2）增大竖向构件侧向刚度是改善结构受力性能的重要措施3）抗震设计下对结构的延性有更严格要求三.剪力墙结构设计原理结构布置楼板——承受竖向荷载，传递水平荷载；梁——承受由梁、板传来的竖向荷载、自重；承受和传递水平荷载；剪力墙——承受由梁板传来的竖向荷载和水平作用、自重。竖向荷载的传递路径：楼面荷载——>楼板——>梁——>剪力墙——>基础——>地基。剪力墙应双向布置，均匀对称地布置在建筑物的周边、楼电梯间三.剪力墙结构设计原理受力分析要点（经典力学）1）计算基本假定平面结构假设

一片剪力墙在其自身平面外的刚度为零。任何一个建筑物都是空间结构，都应该能承受来自不同方向的力的作用，因此每个构件都与不在同一平面内的其它构件相联系，形成三维传力体系。但是，经常将结构简化为平面结构分析，平面结构是一种简化假定，假定结构只能在它自身平面内具有有限刚度楼板平面内无限刚性假设

大多数情况下，都可假定楼板在其自身平面内无限刚性(不变形)，在平面外则刚度为零。根据这个假定，楼板经常作为若干个平面结构之间的联系，使这些平面结构在水平荷载作用下同一楼层处的侧移都相等(无扭转时)，或侧移分布成直线关系(有扭转时)。楼板的这种作用称为“水平位移协调“注意：这些平面结构的竖向变形独立，互不相关。三.剪力墙结构设计原理受力分析要点2）剪力墙受力性能的两个主要指标整体性系数a

衡量连梁与剪力墙墙肢相对强弱的系数，它用连梁总的转角刚度和剪力墙墙肢总线刚度比值来表达。整体性系数大时，连梁刚度相对大，对墙肢约束也大、整体性强。整体性系数小时，连梁刚度相对小，对墙肢约束也小、整体性差。(连梁)(墙肢1)(墙肢2)三.剪力墙结构设计原理受力分析要点2）剪力墙受力性能的两个主要指标肢强系数

式中，为组合截面惯性矩，，为各墙肢截面惯性矩之和

洞口宽度大，墙肢越弱，肢强系数大；洞口宽度小，墙肢越强，肢强系数小。在水平力作用下，大多数楼层墙肢是否出现反弯点是剪力墙与框架的判别标准。判别方法为肢强系数小于某一限值时，为剪力墙；大于时为壁式框架或框架三.剪力墙结构设计原理受力分析要点3）近似计算方法

1、根据动力计算模型得到每层的外力

2、各片墙承受的外力按刚度分配

3、按计算假定的结果分片计算各墙的内力。

各片墙剪力之和就是层间剪力＝上部全部侧向外力之和。计算内容包括：各墙肢的弯矩、剪力和轴力。

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值法三.剪力墙结构设计原理受力分析要点4）内力变形特征 整截面墙和整体小开口墙

整体小开口墙接近于整截面剪力墙，墙肢洞口高度方向没有反弯点出现；截面受力后基本上保持为平面，正应力大体按直线分布，各墙肢中仅有少量的局部弯矩。弯曲型变形三.剪力片墙结雨构设鹅计原龙理受力波分析垮要点4）内辅力变汪形特蹦征联肢陡剪力贸墙整体唯性系脉数越腹大，构墙的禽刚度替越大腰，侧你移越障小。姑剪力马最大奸的连站梁不弊在最北底层雾，随票整体劳性系临数加搁大，全连梁葬剪力者增大岔，最稻大剪肾力的铜连梁席下移松；墙炼肢轴趋力随庙整体李性系阻数增驳大而仍增大横；墙烛肢的固弯矩纪随整催体性抛系数部增大另而减脏小。恐弯曲压型变逢形为助主。三.剪力蹦墙结呜构设融计原蒙理受力浮分析督要点4）内莫力变滤形特奔征双肢晓剪力励墙内棍力任意摧截面难弯矩宇M由臂墙肢铜局部电弯矩带(M软1+流M2应)和男整体重弯矩斩Nx膏2c哗两部两分组贩成,隐整体萌性系旨数越农大，饮墙肢乓洞口静小，掀整体切性越养好，录局部沈弯矩海所占敢比重燥越小劝，整筒体弯希矩越乐大。村N的哀大小枪与其墓上各岂层连催梁剪再力之惜和相炸同，哥剪力弟墙整逆体性悦越好掀，连骆梁中贫剪力窄越大仓，N胸值越脊大。疤任一床截面劲整体描弯矩怠大小匹Nx允2c士与其闻上各私层连绍梁约洞束弯被矩之肿和相下同，隔所以屈整体普弯曲元是由阿连梁团提供油的。三.剪力葡墙结洗构设洒计原望理受力绵分析违要点4）内馆力变植形特拔征多肢圣剪力疲墙内珍力剪力严墙肢施中应励力(盏C)品是由旱局部集弯矩衔产生殿的应位力(竖e)嘴和整近体弯辽矩产琴生的登应力福(d剥)两店部分缠组成三.剪力咏墙结故构设结计原葬理受力杏分析梨要点4）内牲力变映形特个征大开初口剪引力墙森（壁挖式框牌架）当剪钞力墙波的洞甜口尺灭寸很搜大且充连系烫梁的险线刚核度接订近墙址肢的尸线刚快度时玻，墙尾肢的爪弯矩耳图除隔在连时系梁踢处有盆突变哀外，正几乎浓所有驱的连看系梁助之间伍的墙帅肢都斥有反讲弯点碑出现插,节唇点刚萌度大厅，连晋梁剪壁切变夕形不返容忽价视。呢剪切浇型变播形。三.剪力疗墙结奖构设下计原呆理截面择设计稿与构毒造要艺求为了厕实现培延性替剪力底墙，坡剪力桐墙的谱抗震感设计同应符栗合下号述原康则：强墙访弱梁强剪啊弱弯限制正墙肢晓的轴锦压比墙肢委设置资边缘芝构件加强托重点骨部位粘——阵设置符底部简加强项区详见贴高规惩7.渔2节三.剪力肝墙结范构设啊计原遵理截面己设计邻与构勾造要吸求1）剪看力墙劣墙肢正截段面承载引力剪力胀墙在躬水平朵和竖湿向荷携载作主用下绑属于笑偏心极受压昌和偏嗽心受玻拉构执件斜截尺面承莲载力剪力周墙受揪剪破左坏有扛斜拉循破坏输、斜谷压破矩坏