高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件(雙學(xué)位)

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1臺(tái)北101大樓是當(dāng)今第一高樓，高508米2正在建造中的迪拜樓，高度已達(dá)688米3紐約帝國(guó)大廈，高381米4吉隆坡雙子塔樓高452米5上海金茂大廈，高420米6先續(xù)課程：結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)、材料力學(xué)計(jì)算軟件：TCH、PKPM、TBSA、ABAQUS、ANSYS、SAP2000、ETABS本課程的最新發(fā)展概況：第一棟高層建筑結(jié)構(gòu)——美國(guó)芝加哥保險(xiǎn)公司大樓，10層，55米；現(xiàn)代高層建筑的標(biāo)志——1931年美國(guó)帝國(guó)大廈，102層，381米；迄今為止最高的建筑——臺(tái)北101大廈，509米，2004年11月，101層。設(shè)計(jì)程序：建筑設(shè)計(jì)（建筑平面、立面、剖面）—結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（截面尺寸、配筋計(jì)算）—設(shè)備（給排水、暖通、電氣）高層建筑結(jié)構(gòu)7第一章概述1.1.1.高層建筑的定義1.1.高層建筑的特點(diǎn)理論劃分：按結(jié)構(gòu)的受力特性來劃分，即按水平作用對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響程度來劃分；《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045-95)：10層及10層以上的居住建筑以及建筑物高度超過24m的公共建筑《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)：10層及10層以上或房屋高度超過28m的建筑物；8§1-1高層建筑的范圍

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)化、城市化進(jìn)程的不斷加快，以及土木工程和相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)水平的提高，不僅使得高層、超高層建筑的建造成為可能，而且發(fā)展速度也越來越快。自從1885年建成10層高的家庭生命保險(xiǎn)大廈（鋼結(jié)構(gòu)，詹尼設(shè)計(jì)，1931年被拆除，通常被認(rèn)為是世界第一棟高層建筑）以后，高層建筑在世界各國(guó)都得到了迅速的發(fā)展，許多高層建筑已成為了城市的標(biāo)志性建筑。目前世界上高度超過300m的超高層建筑已達(dá)幾十幢，其中，位于臺(tái)北的臺(tái)北101大廈，高度達(dá)到了509m，是目前世界上已建成并投入使用的最高建筑。近二十年來，高層建筑、超高層建筑在我國(guó)的發(fā)展速度完全可以用“突飛猛進(jìn)”來形容，僅上海市目前的高層、超高層建筑已達(dá)到了2100幢，高度在100m以上的超高層建筑就有140余幢。其中，上海環(huán)球金融中心高度為492m，是我國(guó)目前最高的建筑，世界排名第二位。§1.1高層建筑的范圍9高層建筑的出現(xiàn)，不僅改變了城市的建筑布局，而且為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展起到了巨大的帶動(dòng)作用。高層建筑的發(fā)展，得益于新材料的不斷出現(xiàn)、力學(xué)分析方法和分析手段的發(fā)展、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的進(jìn)步以及現(xiàn)代化機(jī)械和電子技術(shù)的飛躍。隨著高性能材料的不斷研制和開發(fā)，結(jié)構(gòu)形式合理性的進(jìn)一步研究，可以預(yù)見，在今后的土木工程領(lǐng)域，高層建筑仍將是世界各國(guó)在城市建設(shè)中的主要形式，扮演重要的角色。因此，掌握高層建筑的設(shè)計(jì)知識(shí)，是對(duì)土木工程領(lǐng)域技術(shù)人員的基本要求。§1.1高層建筑的范圍10高層建筑有什么特點(diǎn)？或者說什么樣的建筑算作高層建筑？對(duì)于這一問題，世界各國(guó)有不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)，或者說不同的國(guó)家有不同的規(guī)定。1972年召開的國(guó)際高層建筑會(huì)議制訂了如下的劃分標(biāo)準(zhǔn)：1.國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（總高度H——基礎(chǔ)頂面到檐口的總高度；h——層高）第一類高層：9～16層（Hmax＝50米）第二類高層：17～25層（Hmax＝75米）第三類高層：26～40層（Hmax＝100米）第四類高層（超高層）：>40層（Hmax>100米）§1.1高層建筑的范圍112.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：10層及以上或H≥28米稱為高層。

1～2層：低層3～9層：多層我國(guó)《民用建筑設(shè)計(jì)通則》規(guī)定，10層及10層以上的住宅建筑以及高度超過24ｍ的公共建筑和綜合性建筑為高層建筑，而高度超過100m時(shí)，不論是住宅建筑還是公共建筑，一律稱為超高層建筑3.日本則將5層到15層的建筑稱為高層建筑，超過15層的建筑均為超高層建筑。事實(shí)上，究竟什么樣的建筑算作高層建筑，應(yīng)該視建筑的結(jié)構(gòu)體系受力特點(diǎn)而定。如果建筑的結(jié)構(gòu)體系，在側(cè)向力的作用下，表現(xiàn)出了高層建筑的受力特點(diǎn)，則不論其高度如何，應(yīng)該按照高層建筑來對(duì)待。§1.1高層建筑的范圍12電梯、消防樓梯是高層建筑的必備裝置。4.適用的規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010

建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2010

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010

高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ3-2010§1.1高層建筑的范圍13§1-2高層建筑的特點(diǎn)一般而論，高層建筑具有占地面積少、建筑面積大、造型特殊、集中化程度高的特點(diǎn)。正是這一特點(diǎn)，使得高層建筑在現(xiàn)代化大都市中得到了迅速的發(fā)展。在現(xiàn)代化大都市中，過度的人口和建筑密度，城市用地日趨緊張，真可謂寸土寸金，使得人們不得不向空間發(fā)展。高層建筑占地面積少，不僅可以大量的節(jié)省土地的投資，而且有較好的日照、采光和通風(fēng)效果。但是，隨著建筑高度的增加，建筑的防火、防災(zāi)、熱島效應(yīng)等已成為人們急待解決的難題?！?.2高層建筑的特點(diǎn)

14從受力角度來看，隨著高層建筑高度的增加，水平荷載（風(fēng)載及地震作用）對(duì)結(jié)構(gòu)起的作用將越來越大。除了結(jié)構(gòu)的內(nèi)力將明顯加大外，結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移增加更快。圖1-1是結(jié)構(gòu)內(nèi)力（N，M）、位移（△）與高度的關(guān)系，其中彎矩和位移均成指數(shù)曲線上升。由此可見，高層建筑不僅需要較大的承載能力，而且需要較大的剛度，從而使水平荷載產(chǎn)生的側(cè)向變形限制在一定的范圍內(nèi)，滿足有關(guān)規(guī)范的要求。本節(jié)著重從受力方面談。§1.2高層建筑的特點(diǎn)

15§1.2高層建筑的特點(diǎn)

1.荷載效應(yīng)：（1）整體軸向力N：僅僅由豎向荷載qv產(chǎn)生，（2）傾覆力矩M：僅由水平荷載qH產(chǎn)生，（3）頂點(diǎn)水平位移△：由水平荷載qH引起，懸臂梁在均布荷載作用下自由端的撓度由材料力學(xué)可知162.高層建筑的特點(diǎn)：（1）水平荷載往往起決定作用；（2）側(cè)移（水平位移）不可忽略；（3）高層建筑必須有較大的抗側(cè)剛度?！?.2高層建筑的特點(diǎn)

171.1.2高層建筑結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

1水平荷載（風(fēng)荷載與地震作用）效應(yīng)大

182動(dòng)力效應(yīng)大

★地震的動(dòng)力效應(yīng)；

★風(fēng)的動(dòng)力作用（風(fēng)振）；3側(cè)移成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制目標(biāo)之一★重力二階效應(yīng)（P-△效應(yīng)）影響較大；

★側(cè)移過大會(huì)引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞；194結(jié)構(gòu)的豎向變形影響大對(duì)高層結(jié)構(gòu)來說，豎向變形差可能達(dá)到厘米級(jí)的程度，特別是在施工速度比較快、建筑比較高的情況。此時(shí)典型的有如中柱和邊柱的軸力N相差較大、豎向壓縮量相差較大導(dǎo)致的類似“地基不均勻沉降”，梁的跨中彎矩和邊支座負(fù)彎矩增大，在水平分體系和豎向分體系中引起很大的內(nèi)應(yīng)力。205扭轉(zhuǎn)效應(yīng)增大一般都要考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)對(duì)內(nèi)力的影響。計(jì)算方法一般是在對(duì)不考慮扭轉(zhuǎn)影響時(shí)的抗側(cè)力構(gòu)件剪力計(jì)算值進(jìn)行修正；6當(dāng)H較大時(shí)，溫度內(nèi)力和溫度位移的影響增大7結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定和抗傾覆問題相對(duì)較突出211.2高層建筑的發(fā)展概況1.2.1發(fā)展歷史我國(guó)的許多寺塔是古代多層和高層建筑的典型代表高層建筑的發(fā)展是人類活動(dòng)商業(yè)化、工業(yè)化、城市化的結(jié)果；滿足使用功能、節(jié)省材料、美觀等要求；科技進(jìn)步促進(jìn)其發(fā)展：輕質(zhì)高強(qiáng)材料、設(shè)計(jì)計(jì)算理論、施工技術(shù)、機(jī)械化、電氣化和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用；22建筑名稱建成年份地點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式層數(shù)高度（m）家庭保險(xiǎn)大廈1885芝加哥鑄鐵鋼框架1155帝國(guó)大廈1931紐約鋼結(jié)構(gòu)（190kg/m2）102381世貿(mào)中心雙塔1972紐約鋼結(jié)構(gòu)（160kg/m2）110402西爾斯大廈1974芝加哥鋼結(jié)構(gòu)110441Nauki大廈七十年代華沙鋼結(jié)構(gòu)47241柳京飯店七十年代平壤混凝土結(jié)構(gòu)105319.8香港和合中心七十年代香港混凝土結(jié)構(gòu)65218馬來西亞石油雙塔1998吉隆坡鋼結(jié)構(gòu)88452金茂大廈1998上海鋼結(jié)構(gòu)88420101大廈2003臺(tái)北鋼結(jié)構(gòu)101508環(huán)球金融中心2008上海鋼-混97（101）492迪拜塔2009迪拜鋼結(jié)構(gòu)160828現(xiàn)代高層建筑典型代表23日本于1964年廢除了31m高度限制，1968年東京霞關(guān)大廈36層，七十年代東京陽光大廈（60層，220m）；美國(guó)R.C高層建筑始建于20世紀(jì)初，1903年第一棟R.C高層建筑建于美國(guó)，16層，64m高；我國(guó)解放前很少，解放后分為五六十年代、七十年代、八十年代及九十年代至今幾個(gè)發(fā)展階段；據(jù)美國(guó)高層建筑協(xié)會(huì)2002年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，世界最高的10棟建筑我國(guó)（含香港）占了5棟。24建筑名稱建成年份層數(shù)高度（m）設(shè)防烈度基本地震加速度北京民族飯店19591247.480.20g廣州賓館1968278870.10g北京飯店東樓19741987.1580.20g廣州白云賓館197633114.0570.10g深圳國(guó)貿(mào)大廈198550158.6570.10g廣州國(guó)際大廈19876320070.10g深圳帝王大廈19968132570.10g上海金茂大廈199888+342070.10g環(huán)球金融中心20099749270.10g南京紫峰大廈2009381（450）70.10g武漢中心擬建8842860.05g武漢.綠地中心擬建60660.05g我國(guó)高層建筑典型代表25世界高層建筑典型代表（一）26世界高層建筑典型代表（二）27武漢近期高層建設(shè)計(jì)劃1棟606米；3棟400米以上；6棟200以上。在長(zhǎng)江兩岸一橋和二橋之間擬建10棟超高層建筑另王家墩428米1棟28武漢中心方案一武漢中心方案二29華中第一高樓名稱：武漢中心地址：漢口王家墩層數(shù)：88高度：428米占地面積：2.81公頃總建筑面積：32.14萬其中地上：25.64萬地下：6.5萬國(guó)際級(jí)商業(yè)區(qū)（地下1至地上3層）世界級(jí)會(huì)議中心（2至4層）智能化辦公區(qū)（6至34層）酒店式公寓（36至61層）白金五星級(jí)酒店（64至84層）360°高空觀景臺(tái)（87至88層）項(xiàng)目概況功能分區(qū)30武漢.綠地中心地址：武昌江邊高度：606米總建筑面積：30萬方項(xiàng)目總況1萬平方米摩天觀光層5萬平方米服務(wù)式公寓4萬平方米超五星級(jí)寫字樓20萬平方米甲級(jí)寫字樓功能分區(qū)AS+GG311.2.1發(fā)展特點(diǎn)1數(shù)量迅速增加，尤其在我國(guó)的發(fā)展最快；2層數(shù)、總高度大幅度突破；3結(jié)構(gòu)體系不斷發(fā)展

★框架結(jié)構(gòu)

★剪力墻結(jié)構(gòu)，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)

★筒體結(jié)構(gòu)：框筒、筒中筒、束筒結(jié)構(gòu)

★巨型結(jié)構(gòu)：懸掛結(jié)構(gòu)，巨型框架321.3高層建筑豎向承重單體與水平抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件→單體→結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)構(gòu)件：梁、板、柱、墻、筒體、支撐豎向承重單體：框架、墻、筒體水平抗側(cè)力結(jié)構(gòu)：框架、墻、筒體（支撐）331.4高層建筑結(jié)構(gòu)分析方法簡(jiǎn)介

1）以手算為基礎(chǔ)的近似計(jì)算方法

20世紀(jì)50年代至20世紀(jì)70年代后期由于計(jì)算機(jī)條件所限，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本上是手算。三大常規(guī)結(jié)構(gòu)的是當(dāng)時(shí)的主要結(jié)構(gòu)形式，不同的結(jié)構(gòu)體系決定了不同的計(jì)算方法。34隨著高層建筑層數(shù)和總高度的增加,在風(fēng)力大的沿海地區(qū)，或地震設(shè)防烈度較高地區(qū)，水平力在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中會(huì)上升為起控制作用的因素。由于框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度小，當(dāng)建筑物高度大時(shí)框架結(jié)構(gòu)不易滿足變形要求，因此在工程設(shè)計(jì)中框架結(jié)構(gòu)受到高度限制。35★剪力墻結(jié)構(gòu)體系理論分析與試驗(yàn)研究表明，剪力墻的工作特點(diǎn)取決于開孔的大小?！陡咭?guī)》給出了各類剪力墻的劃分判別式。當(dāng)墻整體系數(shù)>10，墻肢一般不會(huì)出現(xiàn)反彎點(diǎn)，可按整體小開口墻算法計(jì)算；當(dāng)<10，墻肢不（或很少）出現(xiàn)反彎點(diǎn)時(shí)，按多肢墻算法計(jì)算；當(dāng)>10，較多墻肢出現(xiàn)反彎點(diǎn)時(shí)，按壁式框架法計(jì)算。有關(guān)的定義詳見第4章。36中國(guó)建筑科學(xué)研究院趙西安教授在引入在同一高度上各墻肢側(cè)向位移相等，且在同一標(biāo)高處各墻肢轉(zhuǎn)角和曲率也相等的假設(shè)條件后，把多肢墻的微分方程組合并為一個(gè)方程求解。華南理工大學(xué)梁?jiǎn)⒅墙淌诎呀馕⒎址匠探M的方法應(yīng)用于多肢墻，并把此方法推廣到空間剪力墻結(jié)構(gòu)；37

土地少、人口多節(jié)約土地、保證吃飯、基本建設(shè)

發(fā)展高層建筑結(jié)構(gòu)

掌握高層建筑的優(yōu)、缺點(diǎn)本課程對(duì)此類結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討38目錄

緒論1

結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置2荷載與地震作用3

高層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5設(shè)計(jì)計(jì)算的基本規(guī)定4

高層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6高層框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)739高層建筑：指層數(shù)較多、高度較高的建筑。國(guó)際：1972年國(guó)際高層建筑會(huì)議，建議把高層劃分為四類：①9～16層（H≤50M）②17～25層（H≤75M）③26～40層（H≤100M）④40層以上超高層（H﹥100M）美國(guó)：30或40層以上日本：大于20層住宅或大于30層的旅館、辦公樓我國(guó)：高層混凝土規(guī)范（JGJ3-2002）規(guī)定：住宅10層及10層以上或28米以上的高層民用建筑為高層建筑；建筑高度超過100m的建筑均為超高層建筑。防火規(guī)范（GB50045-95）規(guī)定：10層以上或總高度超過24米以上建筑為高層建筑。注：高度指室外地面到主樓屋面不包括突出屋面的電梯機(jī)房等民用住宅電梯要求≥8層，如南京地區(qū)≥7層§1.1高層建筑的定義40序號(hào)名稱地點(diǎn)總高度（M）層數(shù)動(dòng)土—竣工年月結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)體系用途①迪拜塔（又稱迪拜大廈或比斯迪拜塔）阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)迪拜828地上:160地下:22004.9—2010.1鋼+砼單式結(jié)構(gòu)（由連為一體的管狀多塔組成）多用途②臺(tái)北國(guó)際金融中心(101大樓)中國(guó)臺(tái)北508(448+60)地上:101地下:31999.7—2003.10鋼+砼內(nèi)筒+井字型巨型框架辦公③上海環(huán)球金融中心中國(guó)上海492地上:101地下:32003.2—2008.8鋼+砼成組筒辦公④石油大樓(雙峰塔)馬來西亞.吉隆坡451.9(377.9+74)地上:94地下:31993.12—1996.2鋼+砼砼內(nèi)筒+砼巨型外圓柱+鋼梁組合樓蓋多用途⑤西爾斯大樓美國(guó)芝加哥520（443+77）地上:110地下:31972—1974鋼成組筒辦公⑥金茂大廈中國(guó)上海420.5地上:88地下:31994.5—1999.3鋼+砼核心砼筒+復(fù)合巨型柱+外伸鋼桁架多用途⑦紐約世貿(mào)中心（被毀）美國(guó)紐約北樓:417南樓:415地上:110地下:61962—1976鋼筒中筒辦公41

最高記錄第一高樓：哈利法塔，原名迪拜塔，又稱迪拜大廈或比斯迪拜塔【建筑現(xiàn)況】已完工投入使用【動(dòng)土?xí)r間】2004年9月21日【封頂時(shí)間】2009年10月【使用時(shí)間】2010年1月4日【建筑高度】總高度828米（2,684英尺）【建筑層數(shù)】162層【結(jié)構(gòu)形式】鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)【抗震能力】6.3級(jí)地震【建筑造價(jià)】105億（RMB）【占地面積】34.4公頃【設(shè)計(jì)單位】SOM--阿德里安·史密斯【建筑工人】1.2萬名【建筑溫差】底層-頂層：-10℃【開發(fā)單位】伊瑪爾地產(chǎn)【施工單位】中國(guó)南通六建、韓國(guó)三星工程、BESIX、Arabtec42高度記錄：哈利法塔與其他知名的高層建筑比較：①最高的建筑：828米（2,717英尺）（先前為美國(guó)北達(dá)科塔州高628.8米（2,063英尺）的KVLY電視塔）②最高的自立建筑：828米（3,220英尺）（先前為加拿大國(guó)家電視塔-553.3米（1,815英尺））③最多樓層數(shù)：162層（先前為已完成的西爾斯大樓—110層、記錄上最多的紐約世貿(mào)中心—110層）④最高混凝土結(jié)構(gòu)：601.0米（1,972英尺）（先前為臺(tái)北101屋頂-449.2米（1,474英尺）43樓層用途：44第二高樓：中國(guó)臺(tái)北國(guó)際金融中心(也叫TAIPEI101大樓)

【建設(shè)地點(diǎn)】：臺(tái)北市信義區(qū)西村里信義路五段7號(hào)【開工時(shí)間】：1999年7月【竣工時(shí)間】：2003年10月17日【占地面積】：30278平方米【建筑面積】：28.95萬平方米【建筑高度】：508米【建筑層數(shù)】：地上101層，地下3層【結(jié)構(gòu)形式】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，新式的「巨型結(jié)構(gòu)」【建筑造價(jià)】：580億元臺(tái)幣【投資單位】：臺(tái)北金融大樓控股有限公司【設(shè)計(jì)單位】：李祖原建筑師事務(wù)所【建設(shè)用途】：購物中心，辦公，觀景，【施工單位】：KTRT【英文名稱】：Taipei101（隱義Technology、Art、Innovation、People、Environment、Identity）【別稱】：臺(tái)北國(guó)際金融中心45工程結(jié)構(gòu)：①建筑:TAIPEI101為世界首創(chuàng)的多節(jié)式摩天大樓②第27層至第90層共64層中，每8層為一節(jié)，一共8節(jié)，每八層所組成的倒梯形方塊形狀來自中國(guó)的"鼎“③為了增加大樓的彈性來避免強(qiáng)震所帶來的破壞，臺(tái)北101的中心是由一個(gè)外圍8根鋼筋的巨柱所組成。④抵銷風(fēng)力所產(chǎn)生的搖晃主要設(shè)計(jì)是阻尼器，而大樓外形的鋸齒狀，經(jīng)由風(fēng)洞測(cè)試，能減少30-40%風(fēng)所產(chǎn)生的搖晃。⑤基樁由382根鋼筋混凝土構(gòu)成。中心的巨柱為雙管結(jié)構(gòu)，鋼外管，鋼加混凝土內(nèi)管，臺(tái)北101所使用的鋼至少有5種，依不同部位所設(shè)計(jì)，特別調(diào)制的混凝土，比一般混疑土強(qiáng)度強(qiáng)60%。46調(diào)質(zhì)阻尼器：為了因高空強(qiáng)風(fēng)及臺(tái)風(fēng)吹拂而造成的搖晃，大樓內(nèi)設(shè)置了「諧質(zhì)塊阻尼器」，是在88至92樓掛置一個(gè)重達(dá)660公噸的巨大鋼球，利用擺動(dòng)來減緩建筑物的晃動(dòng)幅度。據(jù)臺(tái)北101告示牌所言，這也是全世界唯一開放游客觀賞的巨型阻尼器，更是目前全球最大之阻尼器。47第三高樓：上海環(huán)球金融中心【開工日期】：1997年年初首次開工；后遭1997年亞洲金融危機(jī)停工，于2003年2月工程復(fù)工?！究⒐と掌凇浚?008年8月29日。

【用地面積】：30,000㎡?！菊嫉孛娣e】：14,400㎡?！窘ㄖ娣e】：381,600㎡?！窘ㄖ訑?shù)】：地上101層、地下3層。【建筑高度】：492米?！窘Y(jié)構(gòu)形式】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（SRC結(jié)構(gòu)）、鋼結(jié)構(gòu)（S結(jié)構(gòu)）?！窘ㄖ靸r(jià)】：1050億日元（73億人民幣）【投資單位】：森海外株式會(huì)社（ForestOverseasCo.,Ltd.）?！窘ㄖO(shè)計(jì)】：KPF建筑師事務(wù)所?！窘Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)】：籟思理·羅伯遜聯(lián)合股份有限公司(LERA)?！驹O(shè)計(jì)單位】：上海現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司、華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司?！臼┕挝弧浚褐袊?guó)建筑工程總公司、上海建工（集團(tuán)）總公司總承包聯(lián)合體。【所獲榮譽(yù)】：2008年竣工的最佳高層建筑（美國(guó)芝加哥“高層建筑和城市住宅委員會(huì)”評(píng)選）。

48上海環(huán)球金融中心建筑平面圖：LowerFloorMax.12TenantsHigherFloorMax.14Tenants49上海環(huán)球金融中心五大之最：①屋頂高度世界第一：492米，超過了之前屋頂高度世界第一的臺(tái)北101大樓（480米）。②人可達(dá)到高度世界第一：474米，大樓100層的觀光天閣是世界上人能到達(dá)的最高觀景平臺(tái)。③世界最高中餐廳：416米，設(shè)在93層的中餐廳，將成為全球最高中餐廳。④世界最高游泳池：366米，設(shè)在85層的游泳池，將奪得“世界最高游泳池”稱號(hào)。⑤世界最高酒店：設(shè)在大樓79至93層的柏悅酒店，將成為世界最高酒店。50第四高樓：馬來西亞吉隆坡石油大樓

【建設(shè)地點(diǎn)】：吉隆坡市中市KLCC計(jì)劃區(qū)的西北角【開工時(shí)間】：1993年12月27日【竣工時(shí)間】：1996年2月13日【占地面積】：40公頃【建筑面積】：28.95萬平方米【建筑高度】：452米【建筑層數(shù)】：88層【結(jié)構(gòu)形式】：高軋制鋼梁支托的金屬板，鋼筋混凝土【建筑造價(jià)】：20億馬幣【投資單位】：馬來西亞石油公司

【設(shè)計(jì)單位】：凱撒培禮建筑事務(wù)所·西澤配利【建設(shè)用途】：辦公【英文名稱】：ThePetronasTwinTowers.【別稱】：佩重納斯大廈、馬來西亞國(guó)家石油大廈、國(guó)家石油雙塔、雙子塔

51外部構(gòu)造：①雙塔的外檐為152英尺（46．36m）直徑的混凝土外筒，中心部位是74．8英尺×75．4英尺高強(qiáng)鋼筋混凝土內(nèi)筒，18英寸高軋制鋼梁支托的金屬板與混凝土復(fù)合樓板將內(nèi)外筒連系在一起。4架鋼筋混凝土空腹格梁在第38層內(nèi)筒四角處與外筒結(jié)合。②塔樓由一個(gè)筏式基礎(chǔ)和長(zhǎng)達(dá)340英尺但達(dá)不到基巖層之4英尺×9尺截面長(zhǎng)方形摩擦樁，或稱作發(fā)卡樁承托。位于圓形與正方形重送交接點(diǎn)位置處的16根混凝土柱子支承上部結(jié)構(gòu)荷載。52世界之最：連接雙子塔的空中走廊是目前世界上最高的過街橋。站在這里，可以俯瞰馬來西亞最繁華的景象。雙子塔內(nèi)有全馬來西亞最高檔的商店，銷售的都是品牌商品，當(dāng)然價(jià)格也是最高的。塔內(nèi)有東南亞最大的古典交響音樂廳——Dewan古典交響音樂廳。53

第五高樓：美國(guó)芝加哥西爾斯大樓【建設(shè)地點(diǎn)】：美國(guó)伊利諾伊州芝加哥【現(xiàn)名】：韋萊集團(tuán)大廈（2009年7月16日改名）【開工時(shí)間】：1972年【竣工時(shí)間】：1974年【建筑面積】：418000平方米【建筑高度】：443米（527.3米含天線）【建筑層數(shù)】：地上110層，地下3層【結(jié)構(gòu)形式】：高層建筑抗風(fēng)結(jié)構(gòu)【建筑造價(jià)】：39億【投資單位】：西爾斯百貨公司【設(shè)計(jì)單位】：SOM建筑師事務(wù)所【建設(shè)用途】：辦公【英文名稱】：SearsTower【別稱】：希爾斯大廈54西爾斯大樓結(jié)構(gòu)：

①整幢大廈被當(dāng)作一個(gè)懸挑的束筒空間結(jié)構(gòu)，離地面越遠(yuǎn)剪力越小，大廈頂部由風(fēng)壓引起的振動(dòng)也明顯減輕。

②大廈采用由鋼框架構(gòu)成的成束筒結(jié)構(gòu)體系，外部用黑鋁和鍍層玻璃幕墻圍護(hù)。

③其外形的特點(diǎn)是逐漸上收的，即1～50層為9個(gè)寬度為23.86米的方形筒組成的正方形平面；51～66層截去一對(duì)對(duì)角方筒單元；67～90層再截去另一對(duì)對(duì)角方筒單元，形成十字形；91～110層由兩個(gè)方筒單元直升到頂。5556第六高樓：上海金茂大廈【建設(shè)地點(diǎn)】：中國(guó)上海浦東新區(qū)世紀(jì)大道88號(hào)【開工日期】：1994年5月10日【竣工日期】：1999年3月18日【占地面積】：2.3公頃【建筑面積】：29萬平方米【建筑層數(shù)】：地上88層，地下3層【建筑高度】：420.5米【結(jié)構(gòu)形式】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)【建筑造價(jià)】：50億【投資單位】：中國(guó)金茂（集團(tuán)）股份有限公司【建筑設(shè)計(jì)】：美國(guó)芝加哥SOM設(shè)計(jì)事務(wù)所,、主創(chuàng)建筑師AdrianSmith【英文名稱】：JinmaoBuilding57結(jié)構(gòu)平面立面圖：5859最新結(jié)構(gòu)技術(shù)：①商品砼和散裝水泥應(yīng)用技術(shù)②粗直徑鋼筋連接技術(shù)③新型模板與腳手架應(yīng)用技術(shù)④高強(qiáng)混凝土技術(shù)⑤建筑節(jié)能技術(shù)⑥硬聚氯乙烯塑料管的應(yīng)用技術(shù)⑦粉煤灰綜合利用技術(shù)⑧建筑防水工程新技術(shù)⑨現(xiàn)代管理技術(shù)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用60第七高樓：美國(guó)紐約世貿(mào)中心姐妹樓【建設(shè)地點(diǎn)】：美國(guó)的紐約州紐約市曼哈頓島西南端【開工日期】：1962年【竣工日期】：1976年【占地面積】：6.5公頃【建筑面積】：每幢摩天樓面積46.6萬平方米【建筑層數(shù)】：地上110層，地下6層【建筑高度】：北樓:417米，南樓:415米【結(jié)構(gòu)形式】：鋼結(jié)構(gòu)【建筑造價(jià)】：7億美元【投資單位】：紐約州和新澤西州的港務(wù)局【建筑設(shè)計(jì)】：美籍日裔建筑師M·雅馬薩基61世界貿(mào)易中心遭撞擊示意圖：62世界貿(mào)易中心南塔樓倒塌后：63世界貿(mào)易中心北塔樓倒塌后：64夕陽下的世貿(mào)●追思：6566南京紫峰大廈【建設(shè)地點(diǎn)】：位于南京鼓樓區(qū)鼓樓廣場(chǎng)，東至中央路，西至北京西路。【開工日期】：2005年5月底【竣工日期】：2008年9月28日【占地面積】：18721m2【建筑面積】：260000m2

【建筑層數(shù)】：地上89層，地下3層【建筑高度】：381米+69米，【施工單位】：上海建工【建筑造價(jià)】：40億【投資單位】：南京國(guó)資集團(tuán)、上海綠地集團(tuán)

【建筑設(shè)計(jì)】：由美國(guó)著名設(shè)計(jì)單位SOM與華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司合作設(shè)計(jì)67

§1.2發(fā)展高層建筑的意義在現(xiàn)代化大都市中，過度的人口和建筑密度，城市用地日趨緊張，真可謂寸土千金，使得人們不得不向空間發(fā)展。

意義：（1）節(jié)約用地；（2）節(jié)省城市基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用；（3）改善城市市容。

高層建筑的出現(xiàn)，不僅改變了城市的建筑布局，而且為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展起到了巨大的帶動(dòng)作用。

隨著高性能材料的不斷研制和開發(fā)，結(jié)構(gòu)形式合理性的進(jìn)一步研究，可以預(yù)見，在今后的土木工程領(lǐng)域，高層建筑仍將是世界各國(guó)在城市建設(shè)中的主要形式，扮演重要的角色。因此，掌握高層建筑的設(shè)計(jì)知識(shí)，是對(duì)土木工程領(lǐng)域技術(shù)人員的基本要求。68§1.3高層建筑的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：高層建筑具有占地面積少、建筑面積大、造型特殊、集中化程度高、有較好的日照、采光和通風(fēng)效果等優(yōu)點(diǎn)。正是這些優(yōu)點(diǎn)，使得高層建筑在現(xiàn)代化大都市中得到了迅速的發(fā)展。

缺點(diǎn)：隨著建筑高度的增加，建筑的防火、防災(zāi)、熱島效應(yīng)等已成為人們急待解決的難題。

此外，從受力角度來看，隨著高層建筑高度的增加，水平荷載（風(fēng)載及地震作用）對(duì)結(jié)構(gòu)起的作用將越來越大。

69§1.4高層建筑的材料

現(xiàn)代高層建筑所采用的材料，主要是鋼材和混凝土兩種。不同國(guó)家、不同地區(qū)、不同結(jié)構(gòu)形式所采用的結(jié)構(gòu)材料不同，大致有以下幾種形式：1、鋼結(jié)構(gòu)鋼材強(qiáng)度高、韌性大、易于加工。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以在工廠加工，縮短了現(xiàn)場(chǎng)施工工期，施工方便。高層鋼結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)斷面小、自重輕、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。但是，高層鋼結(jié)構(gòu)用鋼量大，造價(jià)高，而且鋼材的防火、防腐性能不好，需要大量的防火涂料和防腐處理，增加了工程工期和造價(jià)。702、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)造價(jià)低，材料來源豐富，可以澆注成各種復(fù)雜的斷面形式，節(jié)省鋼材，承載能力也不低。經(jīng)過合理的設(shè)計(jì)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有較好的整體性和抗震性能。尤其是在防火和耐久性能方面，更是有著鋼結(jié)構(gòu)無法比的優(yōu)勢(shì)。缺點(diǎn)是自重較大，抗震性能不如鋼結(jié)構(gòu)，建造高度也不如鋼結(jié)構(gòu)。713、鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)將型鋼布置在構(gòu)件內(nèi)部，外部由鋼筋混凝土做成，或者是在鋼管內(nèi)部填充混凝土，做成鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)。此種形式使上述兩種結(jié)構(gòu)材料優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，結(jié)構(gòu)具有很好的抗震性能，建造高度可與鋼結(jié)構(gòu)相當(dāng)。經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)性能優(yōu)良的鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)，是目前的發(fā)展趨勢(shì)。目前世界最高建筑——吉隆坡的石油大廈，就是這種結(jié)構(gòu)形式。72§1.5本課程學(xué)習(xí)要求

1、計(jì)算高層上的荷載與地震作用。2、掌握高層建筑結(jié)構(gòu)的選型與布置原則，并能夠正確地進(jìn)行造型選擇與結(jié)構(gòu)布置。

3、掌握各類高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形的計(jì)算方法。4、掌握各類高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)的配筋計(jì)算方法及構(gòu)造要求。73第二章高層建筑的結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)布置§2.1.1受力特點(diǎn)

底部軸力底部彎矩（均）（倒三角形）頂部位移△（均）（倒三角形）74

隨著高度H的增加，起控制作用的底部彎矩和頂部側(cè)移隨之成平方和4次方增長(zhǎng)。由此可知：

低層主要承受豎載；

多層時(shí)同時(shí)考慮水平力（風(fēng)載、地震力）但不很突出；

高層時(shí)水平力影響成為主要控制因素?！?.1設(shè)計(jì)基本原則一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)方案的確定，要涉及到安全可靠、使用要求、經(jīng)濟(jì)投入、施工技術(shù)和建筑美觀等諸多方方面面的問題。

原則：注重概念設(shè)計(jì)，重視結(jié)構(gòu)選型和平、立面布置的規(guī)則性，擇優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)好且經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)體系加強(qiáng)構(gòu)造措施。簡(jiǎn)而言之，應(yīng)符合安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、方便施工。75§2.2.1結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系-是指結(jié)構(gòu)抵抗外部作用的構(gòu)件類型和組成方式,是建筑物的受力（傳力）（傳載）構(gòu)件系統(tǒng)。主要分為：豎向結(jié)構(gòu)體系和水平結(jié)構(gòu)體系及基礎(chǔ)。水平結(jié)構(gòu)體系：主要由梁、板等組成的樓板、屋蓋等，承擔(dān)豎向荷載。水平結(jié)構(gòu)除承受作用于樓面或屋面的豎載外，另一個(gè)重要作用是：連接各豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件，形成一個(gè)空間整體結(jié)構(gòu)。風(fēng)、地震等水平力首先通過樓屋蓋等水平構(gòu)件傳給各豎向抗側(cè)構(gòu)件。由于整個(gè)建筑中，各個(gè)豎向抗側(cè)構(gòu)件能力（抗側(cè)剛度）不盡相同，則按能力分配外力，這時(shí)會(huì)形成內(nèi)合力和外力不重合，形成扭轉(zhuǎn)，則水平結(jié)構(gòu)在其中起到了扁擔(dān)梁的作用，使各豎向構(gòu)件側(cè)移變形協(xié)調(diào)，共同工作，即空間協(xié)調(diào)工作。76圖例：各水平結(jié)構(gòu)體系77

房屋建筑中不僅有此類水平構(gòu)件，更重要的是：豎向結(jié)構(gòu)體系：主要由柱、剪力墻、筒體等構(gòu)件組成。主要傳遞（承受）水平力。隨高度H的增加水平力越來越大，因此要給建筑物設(shè)計(jì)一個(gè)強(qiáng)大的抵抗水平力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)，如剪力墻結(jié)構(gòu)體系等。基礎(chǔ)：承托房屋全部重量及外部作用力，并將它們傳到地基；另一方面，它又直接受到地震波的作用，并將地震作用傳到上部結(jié)構(gòu)?？梢哉f，基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)安全的第一道防線?；A(chǔ)的形式，取決于上部結(jié)構(gòu)的形式、重量、作用力以及地基土的性質(zhì)。78§2.2.2常用結(jié)構(gòu)體系

79一、框架：

組成構(gòu)件：由橫梁和立柱通過節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)體系，如果整幢結(jié)構(gòu)都由框架作為抗側(cè)向力單元，就稱為框架結(jié)構(gòu)體系。

優(yōu)點(diǎn)：①建筑平面布置靈活，分隔方便；②整體性、抗震性能好，設(shè)計(jì)合理時(shí)結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形能力；③外墻采用輕質(zhì)填充材料時(shí)，結(jié)構(gòu)自重小。

缺點(diǎn)：梁、柱較柔，節(jié)點(diǎn)弱，側(cè)向變形大，剛度小，正是這一點(diǎn)，限制了框架結(jié)構(gòu)的建造高度。8081受力變形特點(diǎn)：每根桿系彎曲積累，合成以后呈總體剪切形變形特征。使用范圍：高度不大的高層建筑，以15~20層以下為宜，適用于工業(yè)、民用建筑高度≤60米圖例：北京民航辦公大樓北京長(zhǎng)城飯店82二、剪力墻：

組成構(gòu)件：就是一片巨大的鋼筋混凝土墻體，相當(dāng)于固定在底部的懸臂深梁。

優(yōu)點(diǎn)：①整體性好、剛度大，抵抗側(cè)向變形能力強(qiáng)；②抗震性能較好，設(shè)計(jì)合理時(shí)結(jié)構(gòu)具有較好的塑性變形能力。因而剪力墻結(jié)構(gòu)適宜的建造高度比框架結(jié)構(gòu)要高。

缺點(diǎn)：平面布置不靈活，建筑空間分隔不自由，不能提供大空間。結(jié)構(gòu)自重大。

受力變形特點(diǎn)：總體彎曲型（開孔較大時(shí)趨于剪切形）

適用范圍：適用于住宅、辦公樓。

8384圖例：某剪力墻結(jié)構(gòu)廣州白天鵝賓館85不同形式剪力墻86三、框架-剪力墻：

組成構(gòu)件：將框架、剪力墻兩種抗側(cè)力結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起使用，或者將剪力墻圍成封閉的筒體，再與框架結(jié)合起來使用，就形成了框架－剪力墻（框架－筒體）結(jié)構(gòu)體系。

優(yōu)點(diǎn)：能獲得大空間，房間布置靈活，比全框架增大了側(cè)向剛度，抗震性能好。

缺點(diǎn)：由于建筑功能要求，剪力墻位置往往受到限制，造成剛心、質(zhì)心不重合，在水平力下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，另外，超高層不適用。

適用范圍：一般廣泛用于辦公樓、教學(xué)樓、病房、旅館、公寓等。

受力變形特點(diǎn)：側(cè)向變形呈總體彎剪型，上下各層層間變形趨于均勻，頂點(diǎn)側(cè)移減小。87圖例：（a）上海交大包兆龍圖書館（b）甘肅省圖書館（c）深圳西麗大廈（d）廣州遠(yuǎn)洋大廈8889四：筒體：1.實(shí)腹筒組成構(gòu)件:由剪力墻圍合而成的固定在基礎(chǔ)上的懸臂箱形梁2.框筒組成構(gòu)件:由密排柱和剛度很大的窗群梁形成的密柱深梁框架圍合而成的筒體

903.桁架筒組成構(gòu)件:由筒的四壁做成桁架,就形成桁架筒圖例：香港中銀大廈91淮南廣播電視中心（下）由此有機(jī)組合:

1.框架-筒體組成構(gòu)件:由核心砼內(nèi)筒與外框架通過樓蓋組成上海虹橋賓館（下）92上海雁蕩大廈香港大寶閣住宅932.筒中筒組成構(gòu)件:由實(shí)腹筒組成內(nèi)部核心筒,外框筒或桁架筒組成外筒通過樓蓋組成。圖例：深圳國(guó)貿(mào)中心大廈94圖例：廣州國(guó)際大廈953成束筒:組成構(gòu)件:兩個(gè)以上框筒（或其他筒體）排成一起成束狀，稱為成束筒.圖例：西爾斯大樓96

優(yōu)點(diǎn)：具有很好的空間

整體作用和抗風(fēng)抗震性

能，建筑布置靈活，能

提供較大的可自由分隔

的空間，適用于超高層

（30層以上或100米以上）

的辦公樓、旅館、綜合樓

等建筑。

97§2.2.3

其他結(jié)構(gòu)體系（由于此類結(jié)構(gòu)工程實(shí)例及研究較少，尚不具備推廣條件《規(guī)范》未列入。

高層建筑日新月異，空間和平面布置較為復(fù)雜靈活，因此，對(duì)給定的建筑方案，可對(duì)現(xiàn)有的基本結(jié)構(gòu)形式靈活組合或創(chuàng)新形成新的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系（主要是抵抗水平力）介紹幾種較典型的新型結(jié)構(gòu)體系方案：981、巨型框架結(jié)構(gòu)圖例：深圳亞洲大酒店992、懸掛式結(jié)構(gòu)1003、豎向桁架結(jié)構(gòu)1014、核心筒加復(fù)合巨型柱。圖例：上海金茂大廈1025、混合結(jié)構(gòu)體系

有多種不同材料構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)體系稱為混合結(jié)構(gòu)體系，采用不同材料構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)體系實(shí)際上是各種構(gòu)件的優(yōu)化組合。鋼管混凝土用于高層建筑的柱子、高聳結(jié)構(gòu)的受壓弦桿型鋼混凝土可制作成柱、梁、剪力墻、筒體等，可與鋼結(jié)構(gòu)（用于上部）混合使用。也可與混凝土（用于上部）混合使用。《高規(guī)》列出了鋼框-砼筒、型鋼混凝土框-砼筒兩種混合結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)原則與方法。103§2.2.4結(jié)構(gòu)布置的基本規(guī)定§2.2.4.1不同結(jié)構(gòu)體系建筑的適用高度。

不同結(jié)構(gòu)體系有不同的抗水平力的能力，如超過了某一規(guī)定的高度（限值），常規(guī)設(shè)計(jì)很難達(dá)到各相關(guān)規(guī)程的要求,即使勉強(qiáng)去設(shè)計(jì)達(dá)到了，也難免在經(jīng)濟(jì)上付出較大的代價(jià)，顯然是不經(jīng)濟(jì)的。

《高規(guī)》將高層分為A、B兩類。A類:是指目前數(shù)量、范圍最廣泛的建筑（乙、丙類），見課本表2.4(P20),凡超過表2.4(如建筑方案要求)則最大高度限制見表2.5（P21），對(duì)B類:高層建筑總高度盡量放寬，但其抗震等級(jí)及有關(guān)計(jì)算、構(gòu)造措施均相應(yīng)加嚴(yán)，另外為保證B級(jí)房屋建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量，還需按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行超限高層建筑的抗震審查復(fù)核。104§2.2.4.2不同結(jié)構(gòu)體系建筑的高寬比限制。對(duì)高層建筑最大高寬比限制是概念設(shè)計(jì)的又一重要體現(xiàn),高寬比實(shí)際上反映了建筑物的“苗條”程度。其目的是對(duì)結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定、承載能力和經(jīng)濟(jì)合理性的宏觀控制。高層建筑結(jié)構(gòu)可近似的看作固定于基礎(chǔ)上的懸臂構(gòu)件。因此增加建筑的平面尺寸對(duì)減少其側(cè)移十分有效。《高規(guī)》對(duì)A級(jí)與B級(jí)建筑的限制見表2.6（P21）、2.7（P21).注：當(dāng)主體結(jié)構(gòu)與群房相連時(shí)，高寬比按群房以上的結(jié)構(gòu)的高度與寬度設(shè)計(jì)。105§2.2.5水平承重結(jié)構(gòu)的選型特點(diǎn)：對(duì)保證建筑物的整體穩(wěn)定和傳遞水平力有重要作用。結(jié)構(gòu)計(jì)算中一般假設(shè)樓板平面內(nèi)剛度為無窮大，使空間問題變?yōu)槠矫鎲栴}，大大簡(jiǎn)化了計(jì)算。實(shí)際結(jié)構(gòu)中也要求樓板應(yīng)具有足夠的平面內(nèi)剛度以保持建筑物的空間整體穩(wěn)定性及有效傳遞水平力?！陡咭?guī)》規(guī)定：H＞50M的框-剪、筒體及復(fù)雜高層均應(yīng)現(xiàn)澆樓蓋；剪力墻、框架也宜用現(xiàn)澆樓蓋。砼等級(jí)不易低于C20，不宜高于C40。

H≤50M時(shí)，8、9度框-剪結(jié)構(gòu)也宜用現(xiàn)澆樓蓋6、7度框-剪結(jié)構(gòu)可用裝配整體式樓蓋，但應(yīng)符合一定構(gòu)造要求。106H≤50M時(shí)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)可用裝配式樓蓋但應(yīng)符合一定構(gòu)造要求，見《高規(guī)》第4.5.4房屋的頂層、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層、平面復(fù)雜或開洞過大的樓層、作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層應(yīng)采用現(xiàn)澆樓蓋結(jié)構(gòu)且符合一定構(gòu)造要求，見《高規(guī)》第4.5.5現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土樓板厚度可按跨度的1/45~1/50采用,且不宜小于150MM，并應(yīng)采取措施防止或減少主體結(jié)構(gòu)對(duì)樓板施加預(yù)應(yīng)力的阻礙作用。107樓蓋的主要形式：現(xiàn)澆樓蓋：肋梁樓蓋——板薄，混凝土用量少，自重輕，施工方便，較經(jīng)濟(jì)。但板底不平，可能影響美觀和使用，普通，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好；密肋樓蓋——省材料、自重輕、高度大、適用于大跨且梁高受限時(shí)、當(dāng)使用荷載較大時(shí)可有較好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好；無梁樓蓋——適用于大跨且梁高受限、或升層法施工時(shí)；沖切問題平板樓蓋——廣泛用于剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)、可降低層高，平整；跨度大時(shí)自重大、不經(jīng)濟(jì)?現(xiàn)澆非預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋108預(yù)制板樓蓋預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋——適用于高度50m以下時(shí)，但要求嚴(yán)格（縫內(nèi)設(shè)鋼筋、設(shè)現(xiàn)澆面層、加強(qiáng)板端連接）預(yù)應(yīng)力大樓板樓蓋——與房間同尺寸，雙向先張法預(yù)應(yīng)力筋，板邊齒槽；吊裝問題預(yù)應(yīng)力疊合板樓蓋預(yù)制RC薄板（50-60mm），上現(xiàn)澆RC。省模板、剛大、整體性好組合樓蓋

壓型鋼板上現(xiàn)澆RC。省模板、自重小、厚度??；用鋼量大。

水平承重結(jié)構(gòu)選擇的基本要求及構(gòu)造要求見書P22、P23.109§2.2.6下部結(jié)構(gòu)的選型基礎(chǔ)形式有以下幾種：

1、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)適用于層數(shù)不多、地基承載力較好的框架結(jié)構(gòu)。當(dāng)抗震要求較高或土質(zhì)不均勻時(shí)，可在單柱基礎(chǔ)之間設(shè)置拉梁，以增加整體性。2、條形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)、交叉條形基礎(chǔ)比柱下獨(dú)立基礎(chǔ)整體性要好，可增加上部結(jié)構(gòu)的整體性。3、鋼筋混凝土筏形基礎(chǔ)當(dāng)高層建筑層數(shù)不多、地基土較好、上部結(jié)構(gòu)軸線間距較小且荷載不大時(shí)，可以采用鋼筋混凝土筏形基礎(chǔ)。1104、箱形基礎(chǔ)是高層建筑廣泛采用的一種基礎(chǔ)類型。它具有剛度大、整體性好的特點(diǎn)，適用于上部結(jié)構(gòu)荷載大而基礎(chǔ)土質(zhì)較軟弱的情況。它既能夠抵抗和協(xié)調(diào)地基的不均勻變形，又能擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積，將上部荷載均勻傳遞到地基上，同時(shí)，又使部分土體重量得到置換，降低了土壓力。5、樁基也是高層建筑廣泛采用的一種基礎(chǔ)類型。樁基具有承載力可靠、沉降小的優(yōu)點(diǎn)，適用于軟弱土壤。震害調(diào)查表明，采用樁基常?？梢詼p少震害。但是必須注意，在地震區(qū)，應(yīng)避免采用摩擦樁，因?yàn)樵诘卣饡r(shí)土壤會(huì)因震動(dòng)而喪失摩擦力。6、復(fù)合基礎(chǔ)層數(shù)較多時(shí)或土質(zhì)較弱時(shí)采用。111

§2.3.1結(jié)構(gòu)平面布置

平面形狀宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱、均勻。結(jié)構(gòu)平面上剛度、質(zhì)量、豎向荷載宜分布均勻，并盡量使結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度中心、平面形心、質(zhì)量中心三心合一以減少扭轉(zhuǎn)效應(yīng)?？稍O(shè)計(jì)成和Y、L、十、H等，其中風(fēng)載較小，A級(jí)建筑平面形狀不宜采用重疊或細(xì)腰H形，因凹處易應(yīng)力集中。平面布置基本要求：

112對(duì)有抗震要求的B級(jí)混合結(jié)構(gòu)及復(fù)雜高層建筑，更應(yīng)簡(jiǎn)單規(guī)則，減少偏心。平面布置時(shí)應(yīng)盡量減少偏心、扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的產(chǎn)生，因?yàn)楦邔訉?duì)扭轉(zhuǎn)影響特別敏感，且靠增加構(gòu)件承載力抵抗效果不明顯。樓層平面削弱過大對(duì)高層結(jié)構(gòu)非常不利。《高規(guī)》4.3.6對(duì)樓板平面較狹長(zhǎng)（L/B有限定）,有較大凹入和開洞(如樓、電梯間）要求開洞尺寸不宜大于樓寬的一半，開洞面積不宜＞30%樓面。113對(duì)艸和井字等外伸較大的建筑，如中央樓板有較大削弱時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)樓板以及連接部位的墻體的構(gòu)造措施，必要時(shí)還可對(duì)外伸凹槽處設(shè)立連接梁或板。凡開大洞削弱均應(yīng)采取構(gòu)造措施。1、加厚洞口附近樓板，提高樓板的配筋率；采用雙層雙向配筋，或加配斜向鋼筋；2、洞口邊緣設(shè)置邊梁、暗梁；3、在樓板洞口角部集中配置斜向鋼筋。114規(guī)則結(jié)構(gòu)：指體型規(guī)則、平面布置均勻、對(duì)稱，并具有很好的抗扭剛度；豎向質(zhì)量和剛度無突變的結(jié)構(gòu)。三種平面不規(guī)則的類型：1、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則（見P28圖2.25）樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移），大于該樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值的1.2倍。2、凹凸不規(guī)則（見P28圖2.26）結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%。3、樓板局部不聯(lián)系（見P28圖2.27）樓板的尺寸和平面剛度急劇變化。115§2.3.2結(jié)構(gòu)豎向布置

豎向體型宜規(guī)則、均勻，避免過大的外挑和內(nèi)收，剛度沿高宜下大上小，逐漸勻變。不應(yīng)采取嚴(yán)重不規(guī)則結(jié)構(gòu).本層樓層側(cè)剛不宜小于相鄰上部樓層側(cè)剛的70%或其上相鄰三層側(cè)剛平均值的80%.A級(jí)建筑的樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不宜小于80%上一層受剪承載力，不應(yīng)小于65%上一層受剪承載力；B級(jí)不應(yīng)小于75%上一層受剪承載力。豎向抗側(cè)構(gòu)件宜上下貫通，否則按部分框支剪力墻、框支核心筒及復(fù)雜結(jié)構(gòu)處理。對(duì)結(jié)構(gòu)上下有收進(jìn)或挑出時(shí)，其尺寸要求見P28要求5。116上部收進(jìn)且H1/H＞0.2時(shí)，

應(yīng)B1/B≥0.75上部外挑應(yīng)B/B1≥0.9，

且a≤4M

結(jié)構(gòu)頂部取消部分墻、柱形成空曠房屋時(shí)，應(yīng)進(jìn)行彈性動(dòng)力時(shí)程分析計(jì)算并采取有效構(gòu)造措施。高層建筑宜設(shè)地下室。117三種豎向不規(guī)則類型：1、側(cè)向剛度不規(guī)則（見P29圖2.30）該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%2、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連接（見P29圖2.31）豎向抗側(cè)力構(gòu)件的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件向下傳遞3、樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一層的80%118基礎(chǔ)埋置深度：高層建筑由于高度大、重量大，受到的地震作用和風(fēng)荷載值較大，因而傾覆力矩和剪力都比較大。為了防止傾覆和滑移，高層建筑的基礎(chǔ)埋置深度要深一些，使高層建筑基礎(chǔ)周圍所受到的嵌固作用較大，減小地震反應(yīng)。具體見書P30。119結(jié)論：結(jié)構(gòu)布置盡可能做到簡(jiǎn)單、規(guī)則、均勻、對(duì)稱，使結(jié)構(gòu)具有足夠的承載力、剛度和變形能力，避免因局部破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞，避免局部突變和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)而形成薄弱部位，使結(jié)構(gòu)具有多道抗震防線。120§2.3.3變形縫變形縫是伸縮縫、沉降縫、防震縫的總稱。

高層建筑宜采用調(diào)整平面形狀和結(jié)構(gòu)布置，避免結(jié)構(gòu)不規(guī)則，亦可采用結(jié)構(gòu)措施如選擇節(jié)點(diǎn)連接、設(shè)剛性層，采取分階段施工，設(shè)后澆帶等等來解決問題，避免設(shè)變形縫。因?yàn)樵O(shè)縫將增加造價(jià)及施工難度。伸縮縫：高層由于溫度變化引起，為防止由此引起的房屋開裂等，伸縮縫最大間距見表2.12（P31），如框架現(xiàn)澆55M；剪力墻結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆45M，框-剪結(jié)構(gòu)可視具體情況按上表參照取用。有些情況下，如屋面無隔熱保溫措施、混凝土收縮較大或室內(nèi)結(jié)構(gòu)因施工外露時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，伸縮縫間距應(yīng)適當(dāng)減小。氣候干燥地區(qū)、夏季炎熱且暴雨頻繁地區(qū)的結(jié)構(gòu)，伸縮縫間距宜適當(dāng)減小。121另外：如采取了如下措施，可適當(dāng)放寬伸縮縫間距，1.頂層、底層、山墻和縱墻端開間等溫度變化影響較大的部位提高配筋率2.頂層加強(qiáng)保溫隔熱措施，外墻設(shè)置外保溫層3.每30~40M間距留出施工后澆帶，帶寬800~1000MM，鋼筋采用搭接接頭，后澆帶混凝土宜在兩個(gè)月后澆灌4.頂部樓層改用剛度較小的結(jié)構(gòu)形式或頂部設(shè)局部溫度縫，將結(jié)構(gòu)劃分為長(zhǎng)度較短的區(qū)段5.采用收縮小的水泥、減少水泥用量、在混凝土中加入適宜的外加劑6.提高每層樓板的構(gòu)造配筋率或采用部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。122沉降縫：高層建筑中主樓和裙房交接，重量相差大，常設(shè)沉降縫，但采取以下措施可不設(shè)：①基礎(chǔ)為樁基，且支承在基巖上②調(diào)整主樓與裙房的基底土壓力，使沉降量基本一致③預(yù)留沉降差，主樓先澆，裙房后澆，或在主裙間留出后澆帶，待沉降基本穩(wěn)定后再連為整體防震縫：高層建筑中如上部結(jié)構(gòu)平面形狀需要?jiǎng)澐譃閮蓚€(gè)以上單元時(shí)，各部分剛度和荷載相差大且無有效措施，另外，對(duì)于有較大錯(cuò)層時(shí)，則其間宜設(shè)防震縫，設(shè)縫宜符合《高規(guī)》第4.3.10。1、最小寬度①框架:H≤15M,可取70MM;超過15M的部分,6、7、8、9123度相應(yīng)每增加高度5M、4M、3M、2M，宜加寬20MM。②框架-剪力墻結(jié)構(gòu)房屋可按①部分規(guī)定的70%采用剪力墻結(jié)構(gòu)房屋可按①部分規(guī)定的50%采用，但兩者均不得小于70MM。2、兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系不同時(shí)，按不利的結(jié)構(gòu)類型確定，高度不同時(shí)按低的確定。3、當(dāng)相鄰結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)存在較大沉降差時(shí)，宜增大防震縫寬度。4、防震縫宜按房屋全高設(shè)置；地下室、基礎(chǔ)可不設(shè)防震縫，但在與上部防震縫對(duì)應(yīng)處應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造和連接5、結(jié)構(gòu)單元之間或主樓與裙樓之間如無可靠措施，不應(yīng)采用牛腿托梁的做法設(shè)縫。最后：如同時(shí)設(shè)有伸縮縫、沉降縫，則其寬度應(yīng)符合防震縫最小寬度要求。124作業(yè)1、

條件：擬建于8度區(qū)、II類場(chǎng)地上的高度為60m的框-剪結(jié)構(gòu)，其平面布置有四個(gè)方案。各平面示意如下圖所示；該建筑豎向體型無變化。

要求：僅從結(jié)構(gòu)布置方面考慮，比較方案的合理性？125答案：根據(jù)《高層規(guī)范》規(guī)定，8度抗震的框-剪結(jié)構(gòu)的最大高寬比為4（p21）。方案A:H/B=60/14=4.374,不可。方案B：H/B=60/15=4，可以l/b=5/3=1.67>1.5，不可。方案C:H/B=60/15=4，可以L/B=50/15=3.33<5.0,可以l/Bmax=5/20=0.25<0.3,可以l/b=5/6=0.83<1.5,可以。方案D:細(xì)腰形、不可以。綜上所述:選方案C。126作業(yè)2、條件：某一擬建于8度區(qū)，II類場(chǎng)地的框-剪結(jié)構(gòu)房屋，高度為72m，其平面為矩形，長(zhǎng)40m，在建筑物的寬度方向有3個(gè)方案，如圖所示，單位為m。要求：僅從結(jié)構(gòu)布置相對(duì)合理角度考慮，選擇最合理的方案。127答案：根據(jù)《高層規(guī)范》規(guī)定：H1/H=52/72=072>0.2方案A：H/B=72/18=4，可以B1/B=14/28=0.78>0.75,可以方案B：B1/B=12/18=0.67<0.75,不可，方案C：B/B1=17/18=0.94>0.9,a=1m<4m,但H/B=72/17=4.27>4,不可綜上所述：最合理結(jié)構(gòu)方案為方案A。128第三章荷載與地震作用高層建筑所承受的荷載可分為豎向荷載和水平荷載兩部分（見P35頁表3.1）。豎向荷載中重力荷載和樓面活荷載與一般結(jié)構(gòu)相同，與多層區(qū)別的是，這里豎載遠(yuǎn)大于多層，可能引起底層相當(dāng)大的內(nèi)力及附加內(nèi)力（如二階彎矩）。因此對(duì)高層側(cè)移限制較嚴(yán)。又由于高層的特點(diǎn)，水平力的影響已上升為主要矛盾。設(shè)計(jì)要求包括荷載效應(yīng)組合方法和承載力、變形的要求。

129

3.2恒載、3.3樓面活荷載、3.4屋面活荷載、3.5雪荷載與一般結(jié)構(gòu)相同，在此不再重復(fù)，課后回去自己看。本章主要內(nèi)容：風(fēng)荷載和地震作用。130§3.6風(fēng)載§3.6.1風(fēng)載的概念是指空氣流動(dòng)形成的風(fēng)遇到建筑物時(shí)，在建筑物表面產(chǎn)生的一種壓力和吸力。風(fēng)載的大小分布非常復(fù)雜，與風(fēng)速、風(fēng)向、建筑物高度、形狀、表面狀況以及周圍環(huán)境等因素有關(guān)。同時(shí)，風(fēng)力作用具有靜力作用與動(dòng)力作用；與地震作用相比，持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)；在建筑物表面的分布不均勻，角區(qū)和建筑物內(nèi)收的局部區(qū)域，會(huì)產(chǎn)生較大的風(fēng)力，131風(fēng)力的靜力作用與動(dòng)力作用

在空曠地面、離地10米高度處，測(cè)得建筑物上風(fēng)壓變化如圖——風(fēng)壓時(shí)程曲線?？梢?，風(fēng)壓由兩部分組成：1長(zhǎng)周期部分：周期T>10分鐘；2短周期部分：周期T約為幾秒鐘。為便于分析，常把實(shí)際風(fēng)壓分解為平均風(fēng)壓（穩(wěn)定風(fēng)壓）與脈動(dòng)風(fēng)壓（不穩(wěn)定風(fēng)壓）兩部分。因?yàn)殚L(zhǎng)周期極大于一般結(jié)構(gòu)的自振周期，132所以平均風(fēng)壓相當(dāng)于靜力作用；脈動(dòng)風(fēng)壓周期短，沿高度隨時(shí)間變化，屬動(dòng)力性質(zhì)，將引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)，因此風(fēng)本身既具有動(dòng)態(tài)、也具有靜態(tài)兩種特性。單廠及多層建筑結(jié)構(gòu)中，一般僅考慮它的靜力作用效應(yīng)，而對(duì)高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)，則必須考慮風(fēng)壓脈動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力作用與影響。實(shí)際設(shè)計(jì)中是采用加大風(fēng)載的辦法（對(duì)穩(wěn)定風(fēng)壓）來考慮這個(gè)動(dòng)力效應(yīng)，即在風(fēng)壓上乘以一個(gè)大于1的風(fēng)振系數(shù)。

1333.6.2風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)對(duì)建筑物表面的作用力大小，與建筑物體型、高度、建筑物所處位置、結(jié)構(gòu)特性有關(guān)。垂直于建筑物表面的單位面積上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算。

式中，——高層建筑基本風(fēng)壓值；——風(fēng)壓高度變化系數(shù)；——風(fēng)載體型系數(shù)；——風(fēng)振系數(shù)。134當(dāng)計(jì)算維護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)總風(fēng)荷載總風(fēng)荷載是指建筑物各個(gè)表面所受風(fēng)荷載的合力，是沿建筑物高度變化的線荷載。通常按建筑物的主軸方向進(jìn)行計(jì)算。

135Z高處建筑物各個(gè)表面上承受風(fēng)壓的合力沿高度的線荷載為:合力作用點(diǎn)即總風(fēng)載作用點(diǎn),其位置由靜力平衡條件定。

136局部風(fēng)荷載高層建筑由于高度大，高空中的局部水平構(gòu)件如檐口、雨蓬、遮陽板、陽臺(tái)所收上浮風(fēng)載較大，計(jì)算時(shí)風(fēng)載體型系數(shù)不宜小于2.0,立面有豎線條擋板引起的比平整墻面大，更為明顯，一般此類表面要增大6%~8%，此局部風(fēng)載應(yīng)進(jìn)行構(gòu)件的局部強(qiáng)度驗(yàn)算。1373.6.3

高層建筑基本風(fēng)壓值我國(guó)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》給出了各地的基本風(fēng)壓值。是用各地區(qū)空曠平坦地面上離地10m高、統(tǒng)計(jì)30年重現(xiàn)期的10分鐘平均風(fēng)速（m/s）計(jì)算得到的?；撅L(fēng)壓=對(duì)于高層建筑，需要考慮重現(xiàn)期為50年的大風(fēng)，對(duì)于特別重要或者有特殊要求的高層建筑，需要考慮重現(xiàn)期為100年的強(qiáng)風(fēng)。因此要用基本風(fēng)壓值乘以系數(shù)1.1或1.2后，作為一般高層建筑及特別重要的高層建筑的基本風(fēng)壓值。1383.6.4

風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)速大小不僅與高度有關(guān)，一般越靠近地面風(fēng)速越小，愈向上風(fēng)速越大，而且風(fēng)速的變化與地貌及周圍環(huán)境有直接關(guān)系。我國(guó)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》將地面情況分為A、B、C三類：A類地面粗糙度：指海岸、湖岸、海島及沙漠地區(qū)；B類地面粗糙度：指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的中小城鎮(zhèn)和大城市的郊區(qū)；C類地面粗糙度：指平均建筑高度在15m以上、有密集建筑群的大城市市區(qū)。139

風(fēng)壓高度變化系數(shù)反應(yīng)了不同高度處和不同地面情況下的風(fēng)速情況，具體見表3.7。1403.6.5風(fēng)載體型系數(shù)風(fēng)載體型系數(shù)是指建筑物表面所受實(shí)際風(fēng)壓與基本風(fēng)壓的比值。通過實(shí)測(cè)可以看出，風(fēng)壓在建筑物表面的分布不是均勻的，如p49圖3.7所示。在風(fēng)荷載計(jì)算時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，一般將建筑物各個(gè)表面的風(fēng)壓看成是均勻分布的。

風(fēng)荷載體型系數(shù)與高層建筑的體型、平面尺寸等有關(guān)。

各種體型的風(fēng)荷載體型系數(shù)見書P50.1413.6.6風(fēng)振系數(shù)

空氣在流動(dòng)時(shí)，風(fēng)速、風(fēng)向都在不停地改變。建筑物所受到的風(fēng)荷載是不斷波動(dòng)的。風(fēng)壓的波動(dòng)周期一般較長(zhǎng)，對(duì)一般建筑物影響不大，可以按靜載來對(duì)待。但是，對(duì)于高度較大或剛度相對(duì)較小的高層建筑來講，就不能忽視風(fēng)壓的動(dòng)力效應(yīng)。在設(shè)計(jì)中，用風(fēng)振系數(shù)來考慮。142對(duì)高度大剛度小的高層波動(dòng)逢會(huì)產(chǎn)生不可忽略的動(dòng)力變流（使建筑物在風(fēng)壓造成的側(cè)移附近振動(dòng)）,設(shè)計(jì)中采用加大風(fēng)載來來考慮這個(gè)動(dòng)力效應(yīng)，乘，對(duì)高度≤30M且高寬比＜1.5的高層及其基本自振周期≤0.25秒的高聳取=1.0,對(duì)高度﹥30M且高寬比﹥1.5的高層構(gòu)架、塔架、煙囪等高聳取Z高處:其中：為脈動(dòng)增大系數(shù)，見表3.13（p53);為脈動(dòng)影響系數(shù)，可查表3.14（p53);為振型系數(shù)，由結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算確定，可僅考慮受方向基本振型，當(dāng)質(zhì)量與剛度沿高比較均勻時(shí)，也可根據(jù)相對(duì)高度Z/H按《荷載規(guī)范》附錄F確定.143§3.7地震作用§3.7.1地震的基本知識(shí)地震：地球在不停地運(yùn)動(dòng)，深部巖石的應(yīng)變超過容許值，巖層將發(fā)生斷裂、錯(cuò)動(dòng)和碰撞，從而引發(fā)地面振動(dòng)。按成因分類：地震分為天然地震和人工地震兩大類。天然地震主要是構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震等。人工地震是指工業(yè)爆破、地下核爆炸造成的振動(dòng)，高壓注水以及大水庫蓄水也會(huì)誘發(fā)地震。其中90%以上的地震為構(gòu)造地震。

144地震災(zāi)害實(shí)例

1976年7月28日唐山大地震，在唐山（烈度達(dá)10度）、天津（8度）、北京（6度）的高層建筑發(fā)生了嚴(yán)重的震害。

2008年5月2日14時(shí)28分據(jù)國(guó)家地震臺(tái)網(wǎng)重新核定，北京時(shí)間5月12日14時(shí)28分，在四川汶川縣（北緯31度，東經(jīng)103.4度)發(fā)生的地震震級(jí)為8.0級(jí)。2010年4月14日4月14日7時(shí)49分40秒，青海省玉樹藏族自治州玉樹縣發(fā)生7.1級(jí)地震，震源深度14千米。震中位于縣城附近（緯度(33.1°N)經(jīng)度(96.6°E)），其后發(fā)生一千多次余震，導(dǎo)致2698人遇難，270人失蹤。145震源：地殼深處巖層發(fā)生斷裂、錯(cuò)動(dòng)和碰撞的地方。震中：震源正上方的地面。震中距：地面上某點(diǎn)至震中的距離，震中距愈遠(yuǎn)，所遭受的地震破壞愈小。地震波：地震以波的形式向四周傳播?？v波（P波）體波地震波橫波（S波）

面波（L波）對(duì)建筑物的影響較大。146震級(jí)：衡量地震釋放能量的等級(jí)，用符號(hào)M表示。M=lgAM<2的地震稱為微震或無感地震；M=2~4的地震稱為有感地震，M>5的地震稱為破壞地震；M>7的地震稱為強(qiáng)震或大地震；M>8的地震稱為特大地震。

地震烈度：地震時(shí)在一定地點(diǎn)震動(dòng)的強(qiáng)烈程度?！吨袊?guó)地震烈度表》將地震烈度分為12度，《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖》給出了全國(guó)各地地震基本烈度取值。147地震作用的特點(diǎn)地震波傳播產(chǎn)生地面運(yùn)動(dòng)，通過基礎(chǔ)影響上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的振動(dòng)稱為結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，包括加速度、速度和位移反應(yīng)。

大多數(shù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算主要考慮水平地震作用，原因如下：地面水平振動(dòng)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生移動(dòng)和擺動(dòng)；扭轉(zhuǎn)振動(dòng)使結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)，其對(duì)房屋破壞性很大，但目前尚無法計(jì)算，主要采用概念設(shè)計(jì)方法加大結(jié)構(gòu)的抵抗能力，以減少房屋破壞程度；地面豎向振動(dòng)只在震中附近的高烈度區(qū)影響房屋結(jié)構(gòu)。148地面運(yùn)動(dòng)的特性可以用三個(gè)特征量來描述：強(qiáng)度（由振幅值大小表示）、頻譜和持續(xù)時(shí)間。強(qiáng)度、頻譜和持續(xù)時(shí)間也被稱為地震動(dòng)三要素，其原因是：如果地震的加速度或速度幅值很大，但地震時(shí)間短，建筑的破壞可能不大;如果地面運(yùn)動(dòng)的加速度或速度幅值不太大，但地震波的卓越周期（頻譜分析中能量占主導(dǎo)地位的頻率成分）與結(jié)構(gòu)物基本周期接近，或者振動(dòng)時(shí)間很長(zhǎng)，其將對(duì)建筑物造成嚴(yán)重影響149建筑本身的動(dòng)力特性對(duì)建筑物是否破壞和破壞程度也很大的影響。（建筑物動(dòng)力特性是指建筑物的自振周期、振型和阻尼，它們與建筑的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的剛度有關(guān)。）質(zhì)量大、剛度大、周期短的建筑物在地震作用下的慣性力較大；剛度小、周期長(zhǎng)的建筑物位移較大，但慣性力較??；當(dāng)?shù)卣鸩ǖ闹芷谂c建筑物自振周期相近時(shí)，會(huì)引起類共振，結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)加劇。150房屋破壞的直接原因:地震引起的山崩、滑坡、地陷、地面裂縫或錯(cuò)位等地面變形，對(duì)上部建筑物的直接危害。地震引起的砂土液化，軟土震陷等地基失效，對(duì)上部建筑物的破壞。建筑物在地面激發(fā)下產(chǎn)生劇烈震動(dòng)過程中因結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足、過大變形、連接破壞，結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或整體傾覆而破壞。

151震害規(guī)律房屋體形方面：L形等復(fù)雜平面房屋破壞率顯著增高；有大地盤的高層建筑群房頂面與主樓相接處，樓板面積突然減小的樓層破壞程度加重屋高寬比值較大且上面各層剛度很大的高層建筑底層框架柱因地震傾覆力矩引起的巨大壓力而發(fā)生剪壓破壞；

防震縫處多因縫的寬度太小而發(fā)生碰撞。152結(jié)構(gòu)體系方面

相對(duì)框架體系而言，采用“框－墻體系”（框剪體系）的房屋破壞程度輕，特別有利于保護(hù)填充墻和裝飾免遭破壞。采用“填充墻框架”體系的房屋，在鋼筋混凝土框架平面內(nèi)嵌砌磚填充墻時(shí)，柱上部易發(fā)生剪切破壞，外墻框架柱在窗洞處因受窗下墻的約束而發(fā)生短柱型剪切破壞。

采用“鋼筋混凝土板柱體系”的房屋，或因樓板沖切破壞，或因樓層側(cè)移過大柱頂、柱腳破壞，各層樓板墜落，重疊在地面上。采用“框托墻”體系（框支剪力墻）的房屋，相對(duì)柔弱的底層，破壞程度十分嚴(yán)重。153剛度分布方面采用L形、三角形等不對(duì)稱平面的建筑，地震時(shí)發(fā)生扭轉(zhuǎn)破壞而使震害加重；矩形平面建筑，電梯間豎筒等抗側(cè)力構(gòu)件布置存在偏心時(shí)，同樣因扭轉(zhuǎn)而使震害加重。

154構(gòu)件形式方面

鋼筋混凝土多肢剪力墻的窗下墻（連梁）常發(fā)生斜向裂縫或交叉裂縫。在框架結(jié)構(gòu)中，絕大多數(shù)情況下，柱的破壞程度重于梁的板。鋼筋混凝土框架，如在同一樓層中出現(xiàn)長(zhǎng)、短柱并用的情況，短柱破壞嚴(yán)重。配筋螺旋箍的鋼筋混凝土柱，當(dāng)層間位移角達(dá)到很大數(shù)值時(shí)，核心混凝土依然保持完好，依然具有較大的豎向承載力；對(duì)于配制方形箍的鋼筋混凝土柱，箍筋繃開，核心混凝土破碎脫