高层建筑结构设计第四章设计要求课件.ppt

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1、第4章设计要求高层建筑结构计算的一般步骤计算各种荷载作用下的内力和位移；按不同工况的荷载，组合最不利的计算内力及位移；进行结构设计。结构设计的目标满足结构的承载力及刚度要求，即保证结构的安全和正常使用；结构抗风及抗震对承载力及位移的要求不同，较高的结构还要考虑风荷下的舒适度要求；结构要满足抗震设防的延性要求。1、平面布置缺陷：平面尺寸过于狭长——横向抗侧能力较弱，变形较大；抗侧力构件偏心严重——远离刚度中心的构件所受扭转剪力较大；平面不规则、凹凸严重——建筑阴角、阳角易首先发生破坏；2、抗侧力构件的竖向布置缺陷：抗侧力构件在竖向不连续

2、——传力受挫，易形成薄弱层(框支层、转换层等)抗侧力构件在竖向突变——刚度变化剧烈，易形成薄弱层；建筑顶部负重较大——鞭端效应严重。4.1建筑体形及结构总体布置的规则性高层建筑上部结构缺陷导致的常见震害：4.1.1地震震害及抗震概念设计抗震概念设计建筑、结构设计师们用抗震设计原则和思想，总体控制建筑体型，选择计算模型、构造设计：进行建筑结构的合理选型;确定计算模型、确定构造处理方案。具体而言，抗震概念设计就是：有意识地控制结构总体系与分体系、分体系与构件之间的受力特征，使结构各部分协同工作，从而达到即安全可靠又经济合理的效果。随建造层

3、数加多，结构材料用量也将有很大增加，但只要结构工程师和建筑师合作恰当，优化总体方案，那么材料用量是完全可以合理控制的。《高层建筑混凝土结构技术规程》规定，高层建筑设计的总体原则（抗震概念设计的原则）：不应采用严重不规则（平面和立面）的结构体系。结构应具有必要的承载能力和变形能力；应避免因部分破坏而导致整个结构丧失承载能力；对可能的薄弱部位，应采取有效措施予以加强。建筑抗震设防宜具有多道防线。竖向布置和水平布置宜采用合理的刚度和承载能力分布。应避免因刚度的局部突变和结构的扭转效应而形成薄弱部位；结构平面布置应均匀对称并具有较好的抗扭刚度

4、；竖向布置应使结构刚度均匀无突变。1）采用规则结构，不应采用严重不规则结构。平面宜简单、规则、尽量对称；——避免过度凹凸；力求刚度中心和荷载中心重合——避免不规则引起的扭转；竖向宜连续、抗侧刚度分布均衡——避免结构刚度、承载力突变；2）具有明确的计算简图和传力路径；3）具有足够的承载力和抗侧刚度；4）具备良好的弹塑性变形能力和延性耗能能力，有一定的冗余度；抗震高层建筑的建筑形体和结构布置原则6）多道设防，避免连续倒塌力求上部结构与基础的协同工作——避免不均匀沉降及地基的过度变形。尽量降低结构中心——有利于减小水平地震作用的影响，增强结

5、构自稳定能力5）构件之间、构件与主体之间连接较好；加强结点设计——避免因点及面的破坏；4.1.2建筑平面和结构平面布置一、平面形状限值：限值参数：(L/B)max、(l/Bmax)max、(l/b)max。二、楼面刚度：楼面刚度宜大，有利于荷载传递、内力重分布；三、抗侧构件：平面上对称、靠外、纵横向同时布时，有利于抗扭、抗侧；抗侧刚度中心宜与其质量中心接近，利于减小扭转效应；塔式平面较板式平面利于抗震、抗风；凸多边形有利于抗风；塔式平面各向较均衡，利于抗震、抗风；板式平面在偏心荷载下易于扭转，不利于抗震、抗风；有时应考虑设防震缝。4.

6、1.3建筑立面和结构沿高度布置竖向抗侧构件布置的原则：竖向抗侧构件应尽量连续布置；限制采用底部框架-剪力墙结构，以避免荷载传递难、应力集中、刚度突变；尽量将质量大的设备间、水箱间布置在低层，以减小地震作用的影响，避免鞭梢(端)效应。竖向抗侧构件的刚度应变化均匀，否则易产生结构薄弱层。钢筋砼高规》规定：上部内收H1/H>0.2时，宜B1/B>0.75；上部外挑时宜B/B1≥0.9，宜B1－B≤4m。底部框架-剪力墙结构中，框支层楼面应有足够的刚度，底部必须有足够的间距适宜的落地剪力墙，以保证楼面荷载的可靠传递、刚度的合理变化。4.1.4

7、建筑结构不规则1、平面不规则：扭转不规则;楼面凹凸不规则;楼板不连续。1)扭转不规则：周期比：——结构以扭转为主的第一自振周期——结构以平动为主的第一自振周期A级建筑，应≤0.9，B级建筑，应≤0.85。严重扭转不规则；一般扭转不规则2)楼面凹凸不规则：B/Bmax>0.3时3)楼板不连续：楼板处，b/B≥50%，或楼板开洞率≥30%，或有较大错层。较大错层竖向不规则：结构抗侧刚度:K=层剪力/弹性层间位移；1)Ki<0.7Ki+1，或Ki≤0.8[(Ki+1+Ki+2+Ki+3)/3]，或Bi/Bi-1≤0.25(i≠n)；2)竖向

8、抗侧力构件不连续下传，或在某层中断；3)楼层层间受剪承载力变化过大Qy,i<0.8Qy,i+11、柱、墙的轴压比应小于最大限值，以控制结构的延性；2、楼层剪力系数应大于最小限值，即楼层地震剪力设计值不低于最小限值，也称剪