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1、高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置2.9 抗侧力结构体系的适用高度及高宽比抗侧力结构体系的适用高度及高宽比2.9.1 最大适用高度每一种结构体系，有其最佳的适用高度范围。高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧
2、力结构与布置抗侧力结构与布置规范规定的各种结构体系的规范规定的各种结构体系的最大适用高度考虑因素：最大适用高度考虑因素：建筑材料（钢，混凝土，混合）是否需要抗震设防抗震设防烈度（6-9度）高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置房屋高度房屋高度室外地面到主要屋面板板顶的高度。不包括局部突出屋面的部分，如水箱、电梯机房、构架等。当房屋高度超过规定的最大高度时，结构设计应采取有效的加强措施，并且有可靠依据，或进行专门的研究和论证。高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 De
3、sign Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置表表2-2 A级高度钢筋混凝土高层建筑结构的级高度钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度（最大适用高度（m）高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置表表2-3 B级高度钢筋混凝土高层建筑结构的级高度钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度（最大适用高度（m）高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Bui
4、lding第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置备注备注1）表中高度为乙类和丙类建筑的最大适用高度；甲类建筑的最大适用高度，6、7、8度时的A级和6、7度时的B级按本地区设防烈度提高一度后符合表中的高度，9度时的A级和8度时的B级应专门研究。2）平面和竖向均不规则的结构或类场地上的结构，最大适用高度应适当降低。3）部分框支剪力墙结构的框支层的层数，7度时不超过5层，8度时不超过3层。高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置表表2-4 钢结构房屋适用的最大高度（钢
5、结构房屋适用的最大高度（m）高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置表表2-5 钢钢混凝土混合结构房屋适用的混凝土混合结构房屋适用的最大高度（最大高度（m）高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置2.9.2 高宽比限值高宽比限值 随着高宽比的增大，结构的侧向变形能力也相对越强，倾覆力矩也越大。因此，建造宽度很小的高层建筑是不合适的。高宽比计算：高度指
6、室外地面到主要屋面板板顶的高度，宽度指房屋平面轮廓边缘的最小宽度尺寸。计算复杂体形房屋建筑的高宽比时，要根据具体情况确定其高度和宽度。高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置表表2-6 A级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比的最大高宽比高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置表表2-7 B级高度钢筋混凝土高层建
7、筑结构级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比适用的最大高宽比高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置表表2-8 钢结构房屋适用的最大高宽比钢结构房屋适用的最大高宽比高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置表表2-9 钢钢混凝土混合结构房屋适用的混凝土混合结构房屋适用的最大高宽比最大高宽比高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design P
8、rinciples of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置2.10 建筑体形和结构总体布置建筑体形和结构总体布置建筑体形是指建筑的平面和立面结构总体布置是指结构构件的平面布置和竖向布置对结构的抗震性能有决定性的作用高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置2.10.1 震害及抗震概念设计震害及抗震概念设计建筑体形不合理或结构总体布置不合理而造成的地震震害平面：结构刚度严重不对称，扭转造成震害竖向：刚度和承载力不连续、突然变小，
9、成为柔软层或薄弱层高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置平面布置不合理平面布置不合理中央银行大楼和美洲银行大楼结构平面图中央银行大楼和美洲银行大楼结构平面图高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置美洲银行大楼美洲银行大楼高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章
10、 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置竖向布置不合理竖向布置不合理奥立弗医疗中心主楼奥立弗医疗中心主楼高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置日本阪神地
11、震日本阪神地震高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置结构抗震设计的不确定因素及不确知因素，使结构概念设计结构抗震设计的不确定因素及不确知因素，使结构概念设计成为十分必要。成为十分必要。高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置布置原则布置原则根据概念设计，确定抗震房屋的建筑体形和结构总体布置，应符合下列原则：采用规则结构，不应采用严重不规则的结构；具
12、有明确的计算简图和合理的传力途径；高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置布置原则（续）布置原则（续）具备必要的刚度和承载力，良好的弹塑性变形能力和消耗地震能量的能力；避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构倒塌；对可能出现的薄弱部位，采取措施提高抗震能力；设置多道抗震防线（若干延续性分体系，赘余度）。高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置2.10.
13、2 建筑平面和结构平面布置建筑平面和结构平面布置高层建筑的外形：板式和塔式两大类建筑平面；对抗风有利的建筑平面形状： 凸平面圆形、正多边形、椭圆形等。对抗风不利的建筑平面形状： 有较多凹凸的复杂形状平面V形、 Y形；对抗震有利的平面形状： 简单，规则，对称，长宽比不大。不宜采用的平面形状：过于狭长，突出部分的长度过大，角部重叠，细腰形。高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置不宜采用的平面形状不宜采用的平面形状平面过于狭长：有可能出现楼板弯曲，可能由于地震地面运动的相位差
14、而使结构两端的振动不一致，产生震害。重叠和细腰部位:平面变窄，形成薄弱部位，容易产生震害。建筑平面有比较长的外伸（L形、H形、Y形等）: 外伸段与主体结构之间会出现相对运动的振型高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置不宜采用的平面形状（实例）不宜采用的平面形状（实例）高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置长宽比的限值和长宽比的限值和突出部分长度的
15、突出部分长度的限值限值高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置结构构件的平面布置结构构件的平面布置承载力、刚度、质量分布对称、均匀；刚度中心和质量中心尽可能重合。高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置2.10.3 建筑立面和结构沿高度布置建筑立面和结构沿高度布置对抗震有利的建筑立面：规则、均匀，从上到下外形不变或变化不大，没有过大的内收或外挑。高层
16、建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置内收：内收：H1/H0.2：B1 0.75B外挑：外挑：B 0.9B1高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置结构沿高度布置结构沿高度布置连续、均匀，使结构的侧向刚度和承载力上下相同，或下大上小，自下而上连续、逐渐减小，避免有刚度或承载力突然变小的楼层，避免造成薄弱层或柔软层。高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原
17、理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置2.10.4 不规则结构不规则结构平面不规则： 扭转不规则 楼板凹凸不规则 楼板局部不连续竖向不规则： 侧向刚度不规则 竖向抗侧力构件不连续 楼层承载力突变高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力
18、结构与布置l/Bmax 0.3： 楼板凹凸不规则楼板凹凸不规则楼板局部不连续楼板局部不连续: 有效宽度小于典型有效宽度小于典型宽度的宽度的50%开洞面积大开洞面积大于楼面面积的于楼面面积的30较大较大的楼层错层的楼层错层高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置沿竖向侧向刚度（层剪力沿竖向侧向刚度（层剪力/层间位移）不规则层间位移）不规则局部收进大于相邻下一层的25高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Build
19、ing第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、剪力墙、支撑）在某层中断，其内力由水平转换构件（梁、桁架等）向下传递。高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置楼层承载力突变（层间受剪承载力变小）楼层承载力突变（层间受剪承载力变小） Qy ,i 0.8 Qy , i +1 高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力
20、结构与布置抗侧力结构与布置不规则不规则不规则结构： 个别项目超过不规则类型的指标严重不规则结构： 多个项目超过不规则的指标比较多，或某一项超过了严重不规则指标的上限特别不规则结构： 有多项超过不规则类型的指标，或某一项超过不规则指标较多高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置允许采用不规则结构，需采取有效措施尽可能避免特别不规则结构不允许采用严重不规则结构高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第
21、第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置2.11 变形缝的设置变形缝的设置三种变形缝： 防震缝，伸缩缝，沉降缝2.11.1 防震缝作用：将特别不规则结构划分为若干独立的结构单元，使各个结构单元成为规则结构。高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置防震缝宽度要求防震缝宽度要求RC土框架结构，高度不超过15m时可为70mm，超过15m时，6度、7度、8度和9度分别每增加5m、4m、3m和2m，宜加宽20mm。框剪结构和剪力墙结构，可分别采用框架结构防震缝宽度的70和50
22、，但都不小于70mm。防震缝两侧结构类型不同时，按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。8、9度框架结构抗撞墙高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置2.11.2 伸缩缝伸缩缝作用：避免收缩裂缝和温度裂缝伸缩缝的最大间距： 现浇RC框架结构，55m 剪力墙结构，45m 框剪结构， 45m 55m 钢结构，90m缝的宽度不小于防震缝的宽度高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章
23、章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置避免设置伸缩缝措施避免设置伸缩缝措施采取措施，避免设置伸缩缝1）设后浇带 间距：30-40m 宽：0.8-1.0m 两个月后浇筑混凝土 气温较低时浇筑高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置避免设置伸缩缝措施（续）避免设置伸缩缝措施（续）2）顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化较大的部位提高配筋率。3）顶层采取隔热措施，外墙设置外保温层。4）顶部做局部伸缩缝，设置双墙或双柱。5）采用收缩小的水泥，减小水泥用量，加入适宜的外加剂。6）提
24、高每层楼板的构造配筋率或采用部分预应力结构。高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置2.11.3 沉降缝沉降缝作用：将裙房和主体结构从顶层到基础全部断开，使各部分自由沉降，避免由沉降差引起裂缝或破坏。高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置通过采取措施减小沉降差，可以不通过采取措施减小沉降差，可以不设沉降缝设沉降缝1）用压缩性小的土层作为地基；2）施
25、工时从基础到顶层设置后浇带，待大部分沉降完成后，再浇筑后浇带的混凝土；3）从主体结构的箱形基础上悬挑基础梁，承受裙房的重量。高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置2.12 基础形式基础形式基础底面积的大小、基础的形式和埋深，取决于上部结构的类型、重量、作用力和地基土的性质。高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置多层建筑基础多层建筑基础高层建筑结构
26、设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置高层建筑基础高层建筑基础 箱形基础箱形基础 筏基筏基 桩基桩基 （地下室）（地下室）高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计
27、原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与
28、布置抗侧力结构与布置高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置高层建筑结构设计原理高层建筑结构设计原理 Design Principles of Highris Building第第2 2章章 抗侧力结构与布置抗侧力结构与布置
