【文章內(nèi)容簡介】 又有撓曲，在風力作用下，也會出現(xiàn)因風力不均勻及風向紊亂變化而引起的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)，樓板平面撓曲等現(xiàn)象，因此對L/B加以限制。? 閱讀 1415頁()難點補充解釋一般將結(jié)構(gòu)高寬比H/B控制在5～6以下，8度以上抗震時H/B限制應(yīng)該更嚴。結(jié)構(gòu)的承載力和剛度宜自下而上逐漸減小，變化宜均勻、連續(xù)不要突變。實際工程中，往往沿豎向是分段改變構(gòu)件截面尺寸和混凝土強度等級，這種改變使剛度發(fā)生變化，也應(yīng)自下而上遞減。每次改變，梁、柱尺寸減小100～150mm，墻厚減小50mm，混凝土強度降低一個等級為宜，最好尺寸減小與強度降低錯開樓層，避免同層同時改變。結(jié)構(gòu)高寬比的要求：從整體上看，建筑物好比一個頂部自由、底部嵌固于地基上的懸臂柱，承受豎向荷載和側(cè)向荷載的共同作用。在抗震設(shè)計中，該懸臂柱的長細比對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移有較大的影響，建筑物的高寬比可能比它的絕對尺寸更重要。建筑物越細長，地震的傾覆作用越厲害，外側(cè)柱子的內(nèi)力也越大，建筑物的側(cè)向位移也越大。因此應(yīng)對建筑物的高寬比進行限制。豎向布置的連續(xù)性：連續(xù)性是結(jié)構(gòu)布置中的重要方面，而又常與建筑布置相矛盾。建筑師往往希望從平面到立面都豐富多變，而合理的結(jié)構(gòu)布置卻應(yīng)該是連續(xù)的、均勻的，不應(yīng)使剛度發(fā)生突變。、沉降縫和防震縫布置的原則? 閱讀 1517頁()難點補充解釋概述：（1）高層建筑設(shè)置“三縫”，可以解決產(chǎn)生過大內(nèi)力和變形的問題。但又產(chǎn)生許多新問題：由于縫兩側(cè)均需布置剪力墻或框架，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜和使用不便，“三縫”使建筑立面處理困難，地下部分容易滲漏，防水困難等。更加突出的是，地震中縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)進入彈塑性狀態(tài)，位移急劇增大而發(fā)生相互碰撞，產(chǎn)生嚴重的震害。（2）高層建筑應(yīng)當調(diào)整平面尺寸和結(jié)構(gòu)布置，采取構(gòu)造措施和施工措施，能不設(shè)縫就不設(shè)縫，能少設(shè)就少設(shè)，如果沒有采取措施或必須設(shè)縫時，必須保證必要的縫寬以防止震害。伸縮縫及減小溫度收縮影響的措施：已建成的結(jié)構(gòu)受熱要膨脹，受冷則收縮。當這種變形受到約束時，就在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，這種由溫度變化而引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力稱為溫度應(yīng)力。新澆混凝土在硬結(jié)過程中會收縮，其硬結(jié)收縮的大部分將在施工后的頭1～2月完成。在高層建筑中，溫度應(yīng)力的危害在房屋的底部數(shù)層和頂部數(shù)層比較明顯。為消除溫度和收縮對結(jié)構(gòu)造成危害，砼結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定了結(jié)構(gòu)溫度區(qū)段的長度。伸縮縫將結(jié)構(gòu)從頂?shù)交A(chǔ)頂面斷開，分成獨立的溫度區(qū)段。一旦設(shè)縫，如前一樣，會造成許多困難，因此應(yīng)采取措施盡量少設(shè)或不設(shè)。沉降縫? 沉降縫是為減少不均勻沉降引起的內(nèi)力而設(shè)置的變形縫。? 以下情況應(yīng)設(shè)沉降縫：當建筑物兩部分高差懸殊時；當建筑物兩部分荷載相差懸殊時；建筑物先后建造且先后間隔時間較長時；地基土壓縮性有顯著差異處；上部結(jié)構(gòu)采用兩種不同結(jié)構(gòu)體系時。沉降縫應(yīng)將建筑物從基礎(chǔ)至屋頂全部斷開，并有足夠的寬度。? 沉降縫應(yīng)將建筑物從基礎(chǔ)至屋頂全部斷開，并有足夠的寬度。? 沉降縫及其減少沉降危害的措施：（三種方法）（1）“放”——設(shè)沉降縫。讓各部分自由沉降，互不影響，避免出現(xiàn)不均勻沉降時產(chǎn)生的內(nèi)力。此法似乎省事，但如前所述，困難不少，有抗震要求時，縫寬還要考慮防震縫的寬度要求。（2）“抗”——采用壓縮性小的地基，減少總沉降量及沉降差（采用端承樁或利用剛度很大的基礎(chǔ)）。前者用堅硬的基巖或砂卵石層來盡可能避免顯著的沉降差，后者用基礎(chǔ)本身的剛度來抵抗沉降差。采用無沉降端承樁只能在有堅硬基巖的條件下，而且樁基造價高。用設(shè)剛度很大的基礎(chǔ)來抵抗沉降差而不設(shè)縫的做法，雖然在一些情況下能“抗”住，但基礎(chǔ)材料用量多，不經(jīng)濟。（3）“調(diào)”——在設(shè)計與施工中采取措施，調(diào)整各部分沉降，減少其差異，降低由沉降差產(chǎn)生的內(nèi)力。在施工過程中留后澆段作為臨時沉降縫或后澆施工縫，等到沉降基本穩(wěn)定后再連為整體，不設(shè)永久性沉降縫抗震縫當房屋平面復(fù)雜、不對稱或房屋各部分剛度、高度和重量相差懸殊時，在地震力作用下，會造成扭轉(zhuǎn)及復(fù)雜的振動狀態(tài)，在連接薄弱部位會造成震害。防震縫就是為了避免這種震害而設(shè)置的。因此，抗震設(shè)防的建筑平、立面形狀宜簡單、規(guī)則、對稱，建筑的質(zhì)量分布宜均勻，避免有過大的外挑和內(nèi)收，結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度沿豎向應(yīng)均勻變化，樓層不宜錯層，構(gòu)件的截面由下至上逐漸減小，不突變，以減少震害。? 閱讀 1718頁()難點補充解釋柱截面尺寸的估計：由軸壓比控制，式中 為柱軸軸向設(shè)計值； 為柱截面面積； 為混凝土抗壓強度設(shè)計值。? 閱讀 1820頁()難點補充解釋樓蓋作用：將各豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)（剪力墻、框架和筒體）連為空間整體；水平力通過樓板平面進行傳遞和分配，故樓板在自身平面內(nèi)應(yīng)有足夠大的剛度。對高層建筑樓蓋的要求：結(jié)構(gòu)高度小，整體性好；剛度好，重量輕，滿足使用要求，便于施工；總的趨勢是：現(xiàn)澆樓蓋（常用扁梁或密肋梁以降低結(jié)構(gòu)高度）和采用預(yù)制與現(xiàn)澆結(jié)合的疊合板。? 閱讀 2021頁難點補充解釋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)布置應(yīng)考慮的因素：上部結(jié)構(gòu)型式；荷載特點；工程地質(zhì)條件；施工條件?；A(chǔ)類型1）柱下獨立基礎(chǔ)－層數(shù)不多，土質(zhì)較好的框架。2）交叉梁基礎(chǔ)－層數(shù)不多，土質(zhì)一般的框架、剪力墻、框架－剪力墻。3）伐形基礎(chǔ)－層數(shù)不多，土質(zhì)較弱或?qū)訑?shù)較多，土質(zhì)較好。4）箱形基礎(chǔ)－層數(shù)較多，土質(zhì)較弱。5）樁基礎(chǔ)－地基持力層較深。6）復(fù)合基礎(chǔ) －層數(shù)較多，土質(zhì)較弱。 ? 閱讀 2122頁難點補充解釋水平位移限值：根據(jù)建筑的特征采用彈性方法計算與彈塑性變形驗算，主要限制層間位移與層高的比值。舒適度要求：以10年一遇的風載計算的順風向與橫風向結(jié)構(gòu)頂點加速度不超限值。習題一、填空題1．我國《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JCJ3—2002)規(guī)定：把或房屋高度大于m的建筑物稱為高層建筑，此處房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。、和。；水平向承重體系有、和。4．高層結(jié)構(gòu)平面布置時，應(yīng)使其平面的和盡可能靠近，以減小。二、選擇題 [ ]。a．結(jié)構(gòu)有較多錯層； b．質(zhì)量分布不均勻；c．抗扭剛度低； d．剛度、承載力，質(zhì)量分布均勻，無突變。2．高層建筑結(jié)構(gòu)的受力特點是[ ]。a． 豎向荷載為主要荷載，水平荷載為次要荷載； b．水平荷載為主要荷載，豎向荷載為次要荷載； ； d．不一定。三、判斷題1．高層結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)房屋的高度、高寬比、抗震設(shè)防類別、場地類別、結(jié)構(gòu)材料、施工技術(shù)等因素，選用適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)體系。[ ] 2．我國《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，高層建筑不應(yīng)采用嚴重不規(guī)則的各種結(jié)構(gòu)體系。[ ] 3．高層建筑宜選用對抵抗風荷載有利的平面形狀，如圓形、橢圓形、方形、正多邊形等。[ ] 4．高層結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計很重要，它直接影響到結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟性。[ ]四、簡答題1．高層建筑側(cè)向位移如何控制？2．高層建筑結(jié)構(gòu)的豎向承重體系和水平向承重體系各有哪些？ 3．簡述高層建筑結(jié)構(gòu)布置的一般原則？ 答 案一、填空題1．10層及10層以上；28 2．帶轉(zhuǎn)換層的高層結(jié)構(gòu)，帶加強層的高層結(jié)構(gòu)，錯層結(jié)構(gòu)，多塔樓結(jié)構(gòu)3．框架結(jié)構(gòu)體系，剪力墻結(jié)構(gòu)體系，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系，筒體結(jié)構(gòu)體系，板柱一剪力墻結(jié)構(gòu)體系；現(xiàn)澆樓蓋體系，疊合樓蓋體系，預(yù)制板樓蓋體系，組合樓蓋體系 4．質(zhì)量中心；剛度中心；扭轉(zhuǎn)效應(yīng)二、選擇題1..[d] 2.[c]三、判斷題1.[√] 2．[√] 3.[√] 4.[√]四、簡答題高層建筑側(cè)向位移如何控制？答：高層建筑應(yīng)具有足夠的剛度，避免產(chǎn)生過大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和使用要求。(1)彈性方法計算的樓層層間最大位移與層高之比 宜符合以下規(guī)定：1)高度不大于150m的高層建筑，比值不宜大于規(guī)范所述規(guī)定。2)高度等于或大于250m的高層建筑，不宜大于1／500。3)高度在150—200m之間時，在第一條和第二條之間線性內(nèi)插。(2)高層結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下薄弱層彈塑性變形驗算，應(yīng)符合下列規(guī)定：1)下列結(jié)構(gòu)應(yīng)進行彈塑性變形驗算：7～；甲類建筑和9度設(shè)防的乙類建筑；采用隔震和消能技術(shù)的建筑。2)下列結(jié)構(gòu)宜進行彈塑性變形驗算：7度設(shè)防的Ⅲ、Ⅳ類場地和8度設(shè)防的乙類建筑；板柱一剪力墻結(jié)構(gòu)；滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》～。3)結(jié)構(gòu)薄弱層層間彈塑性位移與層高之比 應(yīng)符合規(guī)范所列要求。2．高層建筑結(jié)構(gòu)的豎向承重體系和水平向承重體系各有哪些？答：高層建筑結(jié)構(gòu)的豎向承重體系有框架、剪力墻、框架－剪力墻、筒體、板柱－剪力墻以及一些其他形式如：懸掛式結(jié)構(gòu)，巨型框架結(jié)構(gòu)和豎向桁架結(jié)構(gòu)。高層建筑結(jié)構(gòu)的水平向承重體系有現(xiàn)澆樓蓋體系(包括肋梁樓蓋體系、密肋樓蓋體系、平板式樓蓋體系、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆平板)、疊合樓蓋體系、預(yù)制板樓蓋體系和組合樓蓋體系。3．簡述高層建筑結(jié)構(gòu)布置的一般原則？答：高層房屋平面宜簡單、規(guī)則、對稱，盡量減少復(fù)雜受力和扭轉(zhuǎn)受力，盡量使結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度中心、建筑平面形心、建筑物質(zhì)量中心重合，以減少扭轉(zhuǎn)。高層建筑，其平面形狀可以是方形、矩形和圓形，也可以采用L形、T形、十字形和Y形。但平面尺寸要滿足有關(guān)規(guī)范要求。高層結(jié)構(gòu)房屋豎向的強度和剛度宜均勻、連續(xù)，無突變。避免有過大的外挑和內(nèi)收，避免錯層和局部夾層，同一樓層樓面標高盡量統(tǒng)一，豎向結(jié)構(gòu)層間剛度上下均勻，加強樓蓋剛度，以加強連接和力的傳遞。同時，建筑物高寬比要滿足有關(guān)規(guī)定，并按要求設(shè)置變形縫。第三章 高層建筑結(jié)構(gòu)荷載作用與設(shè)計原則學習本章的意義和內(nèi)容：高層建筑主要承受豎向荷載、風荷載和地震作用等。與多層建筑有所不同，由于高層建筑結(jié)構(gòu)的豎向力遠大于多層建筑，在結(jié)構(gòu)內(nèi)可引起相當大的內(nèi)力，同時由于高層建筑結(jié)構(gòu)的特點，水平荷載的影響顯著。因此本章的主要內(nèi)容是豎向荷載、風荷載和地震作用的計算。通過本章的學習為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。本章習題內(nèi)容主要涉及：高層建筑結(jié)構(gòu)的豎向荷載取值，風荷載的影響因素及計算，計算地震作用的方法，作用組合原則，結(jié)構(gòu)簡化計算原則，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的簡化計算以及抗震設(shè)計的一般原則。 恒載及樓面活荷載的計算 ? 類型：結(jié)構(gòu)本身的自重及附加于結(jié)構(gòu)上的各種永久荷載。? 主要包括:非承重構(gòu)件的自重；可移動的隔墻重；玻璃幕墻及其附件重；各種外飾面的材料重；樓面的找平層重；吊在樓面下的各種管道重等。? 計算：由構(gòu)件和裝修的尺寸和材料的重量直接計算。《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50092001）取值。釋義P37 ? 注意：不要漏項 ? 活荷載：使用荷載（活荷載）應(yīng)按《荷載規(guī)范》取值，規(guī)范中未規(guī)定的樓面均布荷載可按相關(guān)規(guī)定取值。? 難點補充解釋活荷載僅占全部豎向荷載的10%~15%，因此活荷載不利不止所產(chǎn)生的影響較小，另一方面，高層建筑層數(shù)和跨數(shù)都很多，不利布置方式繁多，難以一一計算。所以在工程設(shè)計中，一般將恒荷載與活 合并計算，按滿載考慮，不再一一考慮荷載的不利布置計算。如果活荷載較大，~，以考慮活荷載不利分布所產(chǎn)生的影響。 風荷載的計算? 閱讀 2630頁（1學時）難點補充解釋風荷載特點：具有靜力和動力作用的雙重特點，其靜力部分稱為穩(wěn)定風，動力部分稱為脈動風。脈動風的作用會引起高層建筑的振動（簡稱風振）這在高層建筑結(jié)構(gòu)抗風設(shè)計中必須加以考慮的。風載的大小的影響因素：主要和近地風的性質(zhì)、風速、風向有關(guān)；和該建筑物所在地的地貌及周圍環(huán)境有關(guān)；同時和建筑物本身的高度、形狀以及表面狀況有關(guān)。風荷載計算公式：? 例題：已知一矩形平面鋼筋混凝土高層建筑，平面沿高度保持不變。，地面粗糙度指數(shù)，基本風壓。結(jié)構(gòu)的基本自振周期。求風產(chǎn)生的建筑底部彎矩。（1）、為簡化計算，將建筑沿高度劃分為5個計算區(qū)段，每個區(qū)段20m高，取其中點位置的風載值作為該區(qū)段的平均風載值，如圖所示。（2）體型系數(shù)為：（3）本例風壓高度變化系數(shù)為：，在各區(qū)段中點高度處的風壓高度變化系數(shù)值分別為：，（4）按公式 確定風振系數(shù)。由。由 計算各區(qū)段中點高度處的第1振型相對位移：，因建筑的高寬比。將各數(shù)據(jù)代到上公式中，得各區(qū)段中點高度處的風振系數(shù)為：，（5）按公式 計算各區(qū)段中點高度處的風壓值：，（6）根據(jù)圖所示的計算圖，由風產(chǎn)生的建筑底部彎矩為： 地震作用的計算? 閱讀 3038頁（1學時）難點補充解釋抗震設(shè)防烈度：按國家規(guī)定的權(quán)限批準作為一個地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度?？拐鹪O(shè)防一般計算原則 1）、地震作用計算：6度設(shè)防時一般不必計算地震作用，只需采取必要的抗震措施；79度設(shè)防時，要計算地震作用；10度及以上地區(qū)要進行專門研究； 2）、建筑重要性的考慮：甲類建筑應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度計算，其值應(yīng)按批準的地震安全評價結(jié)果確定，并采取專門的抗震措施。乙、丙類建筑按抗震設(shè)防烈度計算地震作用。地震力計算方法 ? 底部剪力法：（1）結(jié)構(gòu)高度小于40m，沿高度方向質(zhì)量及剛度分布比較均勻，并以第一振型為主的高層建筑，可以只用基本自振周期計算總底部剪力，然后按各樓層的重力荷載和樓層標高的乘積的比例分配結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值。（2）計算公式：，公式中 ：相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期 的 值；：結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值，；：包括結(jié)構(gòu)自重、50%～80％的使用荷載及50％的雪荷載。（3）當結(jié)構(gòu)的振動為剪切形，即各樓層在振動中的水平位移近似為一直線時，各樓層的水平地震作用才按該層重力荷載代表值和樓層高度的乘積比例分配。實際工作中由于有彎曲型的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)（剪力墻或薄壁筒體），所以振動形式是彎剪型，與剪切型相比，頂部位移比下部增大很多，頂部水平作用也會加大。為了反映這一特點，首先將一部分底部剪力移至結(jié)構(gòu)頂層，其余部分按比例分配至各層。這樣，總底部剪力不變，上部樓層剪力加大，各層傾覆力矩加大，更好地符合彎剪型結(jié)構(gòu)的工作特點。? 計算公式為：? 地震力沿建筑高度分布圖? 振型分解反應(yīng)譜法（1）不符合底部剪力法條件時，應(yīng)采用振型分解反應(yīng)譜法。當結(jié)構(gòu)的平面形狀和立面體型比較簡單、規(guī)則時，兩個主軸方向的水平地震作用可以分別計算，它們與扭動振動的耦連可以不考慮。（2）每個方向均有幾個振型（n為樓層數(shù)）；每個振型都分別按反應(yīng)譜曲線計算地震影響系數(shù)，第j個振型第i個樓層處的等效地震荷載：突出屋面上塔樓的地震力（1）塔樓的底部放在屋面上，受到的是經(jīng)過主體建筑放大