【正文】 使用要求，便于施工。筒體結構的平面形狀宜接近方形，長寬比不應超過 2。筒體結構中框筒的布置原則為：為了保證密排柱和窗裙梁的尺寸，門窗孔洞面積一般不大于建筑立面面積的 50%，立柱中距一般為 ∽ 米，也可擴大到 米，橫梁高度一般為 ∽ 米，寬 ∽ 米。通常將與水平力平行方向的框架稱為腹板框架，將與水平力方向垂直的框架稱為翼緣框架。開洞以后，由于橫梁變形使剪力傳遞存 在滯后現(xiàn)象，使柱中正應力分布呈拋物線狀，稱為剪力滯后現(xiàn)象。根據(jù)筒體不同的組成方式分為三種類型。 4．筒體結構體系 超出 30∽ 40 層的高層建筑最好采用筒體結構抵抗側向力。 框架和剪力墻協(xié)同工作還有利于減少層間變形，減少頂點位移，提高結構的剛度。一般情況下，剪力墻可擔負約 80%左右的水平力 ,有時甚至更多 10 些。當墻的底層做成框架時，稱為框支－剪力墻結構。這種體系在 10∽ 30 層的建筑中廣泛應用。 框架結構通過合理設計，可具有良好的延性，亦即所謂實現(xiàn)“延性框架”設計。第一部分側移是主要的，因而框架結構以剪切型變形為主?？蚣芟虏扛鲗映惺艿募袅Υ?，層間位移亦大，上部各層剪力較小，層間位移也較小。 1．框架結構體系 框架結構在水平力作用下的受力特點：其側移由兩部分組成：第一部分側移由剪力引起的柱和梁的彎曲產(chǎn)生。地震作用通過水平地震影響系數(shù)?來確定。 5 地震－地面運動的作用 地震作用是由于地震的地面運動引起的，承受地面水平加速度的激擾與承受外加作用力兩種情況所導致的結構運動微分方程是完全相同的。 任意干擾力 P(t)可看作由一列很短暫作用的沖量組成。由于阻尼的存在，準確的峰值位置為 ρ＝（ 1－ 2ξ 2） － 1 當ξ＝ 1 時由共振引起的峰值消失了，實用上可取 ρ ＝ 1 時作為峰值位置，經(jīng)計算得到產(chǎn)生共振時動力系數(shù)的實用公式： D＝ 1/2ξ 4 任意干擾力的作用 實際工程中的外加干擾力 P(t)，往往是不規(guī)則的和非周期性的。 動力系數(shù) D＝ umax/uvt 式中 umax――最大動力位移 umax =P0/[（ kmΩ 2） 2+c2Ω 2]1 uvt―― 最大的靜力 位移 uvt＝ P0/ k＝ P0/mω 2 頻率比ρ ρ＝ Ω /ω 當作用力頻率 Ω 和自振頻率 /ω 相等時，產(chǎn)生共振現(xiàn)象。 方程解的物理意義為：即使結構最初處于靜止狀態(tài)，但當外加作用力引起強迫振動時，一開始就同時激發(fā)了自由振動，結果使結構的運動狀態(tài)變?yōu)閺娖日駝雍妥杂烧駝酉嗟雍铣?，但是自由振動由于阻尼作用而衰減得很 快，往后 經(jīng)過頭若干個周期后，其振幅就小得可以忽略不計，往后就只剩下強迫振動作為結構的穩(wěn)定狀態(tài)反應。＋ｋ252。 0 逐漸衰減為零，而不產(chǎn)生振動，不產(chǎn)生振 動的最小 ξ值為ξ＝ 1，這種情況稱為臨界阻尼，臨界阻尼系數(shù) Cc＝ (km)1 ξ =C/Cc 故ξ稱為阻尼比，是衡量阻尼大小的一個無綱量比值，常用百分比來表示。 結構基本自振周期的經(jīng)驗公式 （ 1） 高聳結構：一般情況下 T1＝ (～ )H 鋼結構可取高值，鋼筋混凝土結構可取低值。 實際結構的ξ值一般很小，僅約為 左右。 0 值。ω ， ＝ 2л /T＝ 2л f 則稱為圓頻率，表示 2л秒時間內的振 動次數(shù)， 結構每振動一次振 幅衰減的大小，完全取決于ξ值。＝ 0 式中 ω 2＝ k/m ξ =c/2 ω m 用時間 t 作橫坐標，結構水平位移 u 作縱坐標 ，上式解的曲線圖是一 條衰減振 動曲線，其振 幅隨時墻剪力長而逐漸衰減，但周期 T＝ 2л /ω ， 卻保持定值。（ｔ） －建筑的水平位移速度 ǖ（ｔ）－建筑的水平位移加速度 1 自由振 動 當沒有外加水平力，即 P(t)＝ 0 時，體系可以產(chǎn)生自由振 動，其運動方程可寫為： ǖ＋ξω249。（ｔ）－結構（樓層）恢 復力 ｃ－結構的阻尼系數(shù) ｃ249。（ｔ）＋ｋ252。 高層分析： 結構動力學 基本 原理 ： 一、單層 建筑結構的動力性態(tài)：在外加水平力的作用下，其結構體系運動方程為 。 高規(guī) 條 當非承重墻 體為填充磚墻時，高層 建筑 結構的計算自振周期折減系數(shù) ψ t 可按下列規(guī)定取值： 1 框架結構可取 ～ ； 2 框架－剪力墻結構可取 ～ ； 3 剪力墻結構可取 ～ 。 高規(guī) 水平地震作計算時，結構各樓層對應于地震作 用標準值的剪力應符合下式要求： n V Eki≥ λ Σ Gj j＝ i 8 式中 V Eki――― 第 i層對應于水平地震作用標準值的剪力； λ―― 水平地震剪力系數(shù)，不應小于表 . 13 規(guī)定的值；對于豎向不規(guī)則結構的薄弱層，尚應乘以 增大系數(shù)； Gj――第 j 層的重力荷載代表值 N――結構計算總層數(shù) 表 . 13 樓層最小地震剪力系數(shù)值 類別 7 度 8 度 9 度 扭轉效應明顯或 基本周期小于 的結構 () () 基本周期大于 的結構 () () 注： 1 基本周期介于 和 之間的結構，應允許線性插入取值； 2 8 度時括號內數(shù)值分別用于設計基本地震加速度為 和 的地區(qū)。 底部剪力法的計算 范圍： 底部剪力法是最簡單的一種實用方法。 高規(guī) 高層建筑的場地類別應按現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》 GB50011 的規(guī)定確定。 建筑結構的地震影響系數(shù)應根據(jù)烈度、圽地類別、設計 地震分組和結構自振 周 期以及阻尼比確定。設計規(guī)范根據(jù)國內、外強震觀測記錄，通過求最大反應分析的結果（反應譜），然后再加以分析處埋，最后給出水平地震影響系數(shù) ?作為設計指標。第二類因素不但取決于地震烈度、 建筑物所在場地的類別和震中的遠近等因素，而且還與實際地震加速度隨時間變化的規(guī)律有關。 表 — 1（ 高規(guī) 表 － 1） 水平地震影響系數(shù)最大值 ? max 地震影響 6 度 7 度 8 度 9 度 多遇地震 () () 罕遇地震 () () 注： 8 度時括號內數(shù)值分別用于設計基本地 震加速度為 和 的地區(qū)。其水平地震影響系數(shù)最大值? max 應按表 采用；特征周期應根據(jù)場地類別和設計地震分組按表 采用，計算 9 度罕遇地震作用時，特征周期應增加 ?？勺兒奢d的組合值系數(shù)應按下列規(guī)定采用； 1 雪荷載取 ； 2 樓面活荷載按實際情況計算時取 ；按等效 均布活荷載計算時，藏書庫、檔案庫、庫房取 ，一般民用建筑取 。 4 結構自振 作用效應可取多條時程曲線計算結果的平均值與掁型分解反應譜法計算結果 的較大值。對質量和剛度不對稱、不均勻的結構以及高度超過100m 的高層建筑結構應采用考慮 扭轉耦聯(lián)振動影響的振 型分解反應譜法； 2 高度不超過 40m、以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的高層建筑結構，可采用底部剪力法； 3 7－ 9 度抗震設防的高層建筑，下列情況應采用彈性時程分析法進行多遇地震下的補充計算： 1） 甲類高層建筑結構 ； 2） 表 所列的乙、丙類高層建筑結構； 3） 不滿足本規(guī)程第 ～ 條規(guī)定的 高層建筑結構； 4） 本規(guī)程第 10 章規(guī)定的復雜高層建筑結構； 5） 質量沿豎向分布特別不均勻的高層建筑結構。每層質心沿垂直于地震作用方向的偏移值可按下式采用： ei=＋ 式中 ei―― 第 i 層質心偏移值（ m），各樓層 質心偏移方向相 同； Li――第 i 層 垂直于地震作用方向的建筑物總長度（ m）。 高規(guī) 條 高層建筑結構應按下列原則考慮地震作用 ： 1 一般情況下，應允許在結構兩個主軸方向分別考慮水平地震作用計算；有斜交抗側力構件的結構，當相交角度大于 150 時，應分別計算各抗側力構件方向的水平地震作用； 2 質量和剛度分布明顯不對稱、不均勻的結構，應計算雙向水平地震作用下的扭轉影響；其他情況，應 計算單向水平地震作用下的扭轉影響； 3 8 度、 9 度抗震設計時，高層建筑中的大跨度和長懸臂結構應考 慮豎向地震作用； 4 9 度抗震設計時應計算豎向地震作用。當高度不超過 40m，以剪切變形為主且剛度和質量沿高度分布比較均勻的建筑，可采用底部剪力法計算地震作用。 高層建筑結構設計中用于計算地震作用的方法， 有底部剪力法、反應譜振型分析法和時程分析法三種。 當根據(jù)動力學理論計算結構自振周期時，由于所取的計算簡圖及結構剛度很難與實際完全相符，如平面布置、質量分布、材料實際性能、施工質 量、空間整體工作、地基基礎情況等都難以準確確定，而它們對自振周期都有影響，特別是在框架結構中，一般不計算填充墻的剛度，但實際上影響很大。大量震害表明：與低層建筑相比，高層建筑受地震影響的范圍更廣一些，振害后果也更嚴重一些，特別在軟土地基上，更是如此。 高層建筑具有較長的自振周期，容易跟地震波中的長周期分量發(fā)生共振。這樣的周期與一般的 建筑物 周期 (∽ 3 秒 )相當接近，因而一般建筑物的地震反應比 較明顯，在達到一定震動強度時，很容易引起震害。地面運動情況可以由地面加速度波形來描述，不同的地震、不同的場地、不同的震中距都會產(chǎn)生不同的地面運動。地震波可能使房屋產(chǎn)生垂直振動與水平振動，但一般對 房屋的破壞主要是由水平振動引起，因此，設計中主要考慮水平地震力。 高層建筑由于高度大，對氣流產(chǎn)生障礙從而惡化周圍的風候環(huán)境 比較嚴重，規(guī)劃設計時對此應給予足夠的考慮。ψ＝ 1 則表示開始有不適感受。風速越大，對行人舒適性的損害越嚴重。 二、 風載作用下高層建筑的振幅、振動速度和振動加速度的控制 人對振動的不舒適感覺程度 加速度（ %g） 〈 至 至 5 5 至 15 〉 15 不舒適程度 無感覺 開始感覺 感覺煩 惱 很煩惱 不可忍受 三、 建筑物四周的風候環(huán)境 建筑物和建筑群對其周圍氣流的特性產(chǎn)生影響。將樓層的動力反應加上平均風壓所引起的靜力反應，便得到風載的總反應。建筑物在ω d（ t）作用下產(chǎn)生風振。這是因為前者的地面粗糙程度遠大于后者所致。由地面到梯度高度這一范圍的大氣層，稱為邊界層。 在接近地面處，風速受到空氣和區(qū) 域地面間的摩擦的影響。而壓力梯度則是地球受熱不均的熱動力后果。 第（ 5）方面通常通過模型的風洞試驗或專門計算給予校核。 第（ 1）（ 2）兩個方面，一般把風的動力效應通過風振系數(shù)轉化成結構的擬靜力計算。 考慮活荷載不利組合的房屋，不應將連續(xù)梁支座左右剪力的最大值相加傳至主梁，又將主梁支座左右剪力的最大值相加傳至框架柱，致使主梁、柱、樁基荷載不必要的增大。 樓面活荷載補充 （見結構技術措施 P13 頁） 4 序號 樓面用途 均布活荷載標準值(KN/m2) 準永久值 系數(shù)Ψ q 組合值 系數(shù)Ψ C 1 階梯教室 3 2 微機電子計算機房 3 3 大中型電子計算機房 ≥ 5，或按實際 4 銀行金庫及票據(jù)倉庫 10 5 制冷機房 8 6 水泵房 10 7 變配電房 10 8 發(fā)電機房 10 9 設浴缸、坐廁的衛(wèi)生間 4 10 有分隔的蹲廁公共衛(wèi)生間（包括填料、隔墻） 8 11 管道轉換層 4 12 電梯井道下有人到達房間的頂板 ≥ 5 13 通風機平臺 ≤ 5 號通風機 6 8 號通風機 8 表 － 2 商業(yè)倉庫庫房樓（地）面均布活荷載 項次 類別 標準值 (KN/m2) 準永久值 系數(shù)Ψ q 組合值 系數(shù)Ψ C 備注 1 儲存容重較大商品的樓面 20 考慮起重量 1000kg 以內的叉車作業(yè) 2 儲存容重較輕商品的樓面 15 3 儲存輕泡商品的樓面 8～ 10 － 4 綜合商品倉庫的樓面 15 考 慮起重量 1000kg 以內的叉車作業(yè) 5 各類庫房的底層地面 20～ 30 6 單層五金原材料庫的庫房地面 60～ 80 考慮載貨汽車入 7 單層包裝糖庫的庫房地面 40～ 45 8 穿堂、走道、收發(fā)整理間樓面 10 － 15 考慮起重量 1000kg 以內的叉車作業(yè) 9 樓梯 － 儲存商品的商品包裝容重可按以下分類： ①笨重商品（大于 1000kg/m3）：如五金原材料、工具、圓釘、鐵絲等； ② 容重較大商品 （ 500～ 1000kg/m3）：如小五金、紙張、包裝食糖、肥皀、食品罐頭、電線、電工器材等； ③ 容重較輕商品 （ 200～ 500kg/m3）：如針棉織品、紡織品、文化用品、搪瓷玻璃制品、塑料制品等； ④ 輕泡商品 （小于 200kg/m3）：如膠鞋、鋁制品、燈泡、電視機、洗衣機、電冰箱等； ⑤綜合倉庫儲存商品的包裝容重一般可采用 400～ 500kg/m3。 如果活荷載較大，可將按滿布荷載計算所得的框架梁 跨 中 彎矩乘以 ～ 的系數(shù)加以放大，以考慮活荷載的不利分布所產(chǎn)生的影響。因此，活載不利布置所產(chǎn)生的影響較小。 高層建筑結構的樓面活荷載，以及樓面活荷載折減系數(shù)，一般均按荷載 規(guī)范規(guī)定采用，該規(guī)范中