考虑楼板变形计算高层建筑结构

高层建筑结构计算基本假定高层建筑结构计算的基本假定高层建筑是一个复杂的空间结构。

它不仅平面形状多变，立面体型也各种各样，而且结构形式和结构体系各不相同。

高层建筑中有框架、剪力墙和筒体等竖向抗侧力结构，又有水平放置的楼板将它们连为整体。

这样一种高次超静定、多种结构形式组合在一起的三维空间结构，要进行内力和位移计算，就必须进行计算模型的简化，引入不同程度的计算假定。

简化的程度视所用的计算工具按必要和合理的原则决定。

结构计算的基本假定为：1．计算高层建筑结构的内力和位移时，用弹性方法及取用结构的弹性刚度，并考虑各抗侧力结构的共同工作。

2．框架梁及剪力墙的连梁等构件，可按有关规定考虑局部塑性变形的内力重分布。

3．计算结构的内力和位移时，一般情况下可假定楼板在自身平面内为绝对刚性，但在设计中应采取保证楼面整体刚度的构造措施。

4．下列情况宜考虑楼板在自身平面内的变形影响：（1）楼板整体性较弱；（2）楼板有很大的开洞或缺口，宽度削弱；（3）楼板平面上有较长的外伸段；（4）作为结构转换层的楼板，对于上述情况，须考虑楼板实际刚度，对采用刚性楼面假定算得的结果进行调整。

5．结构计算中，各类构件均需考虑弯曲变形，构件其他变形按有关规定考虑。

对竖向荷载还宜考虑施工过程中逐层加载的影响。

6．构件刚度的取用。

（1）框架梁的惯性矩：现浇板边框架梁I＝1．5I↓r现浇板中部框架梁I＝2．0I↓r式中I↓r--梁截面矩形部分的惯性矩。

（2）连梁刚度。

框剪结构或剪力墙结构中的连梁刚度，可乘≥0．55的折减系数。

（3）剪力墙的有效翼缘宽度。

剪力墙可考虑纵墙或横墙的翼缘作用，其有效翼缘宽度可按有关规定取用。

（4）错位剪力墙的等效刚度。

错位剪力墙（错位值a≤2．5m，a≤8t，t为墙厚）的等效刚度应乘以折减系数0．8。

（5）折线形剪力墙的简化处理。

当折线形剪力墙的各墙段总转角≤15°时，可按平面剪力墙考虑。

（6）壁式框架的刚域长度及杆件的等效刚度，按有关规定取用。

高层住宅建筑结构设计的问题及解决办法1. 建筑设计不合理：可能存在结构分布不均匀、楼板大小不一致等问题，导致整体结构不稳定。

解决办法是通过合理的结构设计，确保结构的均匀性和稳定性，比如采用对称结构和等跨结构等。

2. 抗震设计不完善：高层住宅建筑在地震等自然灾害面前容易受到严重破坏。

解决办法是加强抗震设计，采用抗震墙、剪力墙等结构措施，增加结构的抗震能力。

3. 竖向承载能力不足：高层住宅建筑存在较大的自重荷载和使用荷载，需要具备足够的承载能力。

解决办法是合理设置柱网和采用高强度的材料，确保结构的承载能力，并进行承载能力计算和验证。

4. 梁柱布局不合理：梁柱布局对结构的稳定性和承载能力有重要影响。

解决办法是根据实际情况设计合理的梁柱布局，避免悬挑、短柱等设计缺陷。

5. 高层结构的温度变化影响：高层住宅建筑由于高度较大，会受到温度变化的影响，导致结构产生应力、变形等问题。

解决办法是通过合理的温度控制措施，如设置伸缩缝、使用隔热材料等，减小温度变化对结构的影响。

6. 施工技术问题：高层住宅建筑的施工存在一定的困难性，施工技术要求较高。

解决办法是采用先进的施工技术和设备，进行施工质量的控制和监督，确保结构的稳定和安全。

7. 管道布置和预留不合理：高层住宅建筑的水、电、气等管道布置不合理或者预留不当，会影响结构的稳定性和实用性。

解决办法是在设计阶段充分考虑管道布置和预留要求，合理安排管道的走向和通道的位置，确保结构和管道的协调。

在解决这些问题时，需要工程师和设计师充分考虑建筑的结构特点、使用功能和环境条件，并依据相关的建筑设计规范和技术标准确定解决方案，以确保高层住宅建筑的结构安全和稳定性。

高层建筑结构思考题答案—无错版1.高层建造有哪些常用结构体系？试述每种结构体系的优缺点。

1) 框架结构优点：平面布置灵便，可提供较大的室内空间。

缺点：抗侧移刚度较小，主要用在层数不多、水平荷载较小的状况。

2) 剪力墙结构优点：抗侧移刚度较大，可承受较大的水平荷载。

用于层数较多，水平荷载较大的状况。

缺点：墙体多，难于布置面积较大的房间，主要用于住所、公寓、旅馆等对室内面积要求不大的建造物。

3) 框架－剪力墙结构优点：综合了框架和剪力墙结构的优点，既具有较大的抗水平力能力，又可提供较大的室内空间和较灵便的平面布置。

4) 筒体结构优点：具有更大的抗侧移刚度。

缺点：框筒体系在水平荷载下外框筒的剪力滞后效应较大，结构的潜能和空间效应发挥较差。

2.高层建造的结构平面布置原则？结构平面外形宜容易、规章，质量、刚度和承载力分布宜匀称。

不应采纳严峻不规章的平面布置。

否则会产生过大的偏心，导致扭转过大。

3.分离讲述何时需设防震缝、伸缩缝和沉降缝？缝宽如何确定？伸缩缝：高层建造结构未实行牢靠的构造或施工措施来防止建造物在温度变化过程中产生的温度应力时，需设伸缩缝。

沉降缝：在高层建造中，当建造物相邻部位层数或荷载相差悬殊或地基土层压缩性变化过大，从而造成较大差异沉降时，宜设沉降缝将结构划分为自立单元。

防震缝：当建造物平面外形复杂而又无法调节其平面外形和结构布置使之成为较规章的结构时，宜设防震缝将其划分为较容易的几个结构单元。

伸缩缝宽度由线膨胀系数经计算求得。

沉降缝宽度由沉降转角计算后，建造顶部不接触求得。

防震缝的最小宽度是按照地震中缝两侧的房屋不发生碰撞的条件确定的。

框架，当H≤15m时，δ=100mm设防烈度为6 7 8 9度H每增强5m 4m 3m 2m防震缝宽度增强20mm框架--剪力墙，缝宽为框架的70%，剪力墙，缝宽为框架的50%，缝宽均应≥100mm两侧房屋高度不同时，按较低的房屋高度确定；当两侧结构体系不同时，按不利的不利体系确定。

构件分布情况的特殊性，上述判别条件并不能全方位、无偏差地描述出建筑结构在地震中实际的平面刚度急剧变化程度。

在实际工程实践中，楼板不连续的判断常有很大的分歧，面对同一个项目，不同的结构工程师往往也会有不同的判断结果。

因此，判别标准有必要进一步明确及完善。

文章以福建泉州地区某大型高层商业综合体项目为研究对象，运用相关结构软件比较分析项目中楼板不连续对整体结构的周期、整体侧向位移，以及结构应力的影响，结合相关文献研究成果及个人设计经验体会，提出了楼板不连续不规则项判别的方法建议，为类似项目结构设计更加经济合理提供应用参考。

2项目概况泉州某项目S3#楼位于福建省泉州南安市美林街道洋美村，项目定性为大型商业办公综合楼（见图1），地下3层，地上17层，其中地下1层至地上8层为大商业，地上9~17层为办公楼，房屋高度为87.3 m，建筑面积约为92 346.58 m 2，采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。

项目结构设计使用年限50年，所在地区的抗震设防烈度为7度（0.10 g ），设计地震分组第三组，建筑场地类别为Ⅱ类，特征周期为0.45 s。

地上8层及以下商业建筑抗震设防类别为重点设防类，结构安全等级为一级；地上9层及以上办公建筑抗震设防类别为标准设防类，结构安全等级为二级。

项目整体计算模型如图2所示，因建筑功能要求，项目地上2～5层商业中庭区域多处设置较大的结构洞口，典型楼层结构开洞位置如图3、图4所示，剪力墙布置较为分散均匀。

根据住房城乡建设部2015年颁布的《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》（建质〔2015〕67号） [2]，本工程的不规则情况判断如表1所示，开洞导致第3及第5层Y 向有效楼板宽度比超限。

因此，楼板不连续不规则项判别为本工程结构设计的技术难点之一。

摘要 楼板不连续不规则项判别条件常存在争议。

文章通过具体案例，验证高层结构仅有少量楼层楼板开洞对结构体系影响不大。

结合相关文献研究成果，提出开洞范围薄弱部位楼板应力分析结合开洞侧楼板长宽比数值判断楼板不规则项的思路。

高层建筑结构设计练习题及答案一、选择题（每题5 分，共15 分）1. 关于高层建筑考虑风荷载的概念，下列何项正确？[A] 高层建筑的风荷载是主要荷载，其基本风压值w0 的采用与多层建筑相同，按30年一遇的最大10 分钟平均风压来确定；[B] 高层建筑的风振系数，与建筑物的刚度有密切关系，一般来说，刚度越大，建筑物的风振影响就越大；[C] 高层建筑计算风振系数及风压高度变化系数时，都要考虑地面粗糙程度的影响；2. 下列高层建筑中，计算地震作用时何者宜采用时程分析法进行补充计算？[1] 建筑设防类别为乙类的高层建筑；[2] 建筑设防类别为甲类的高层建筑；[3] 高柔的高层建筑；[4] 刚度和质量沿竖向分布特别不均匀的的高层建筑。

[A] [2] [4]；[B] [1] [3]；[C] [1] [2]；[D] [3] [4]；3. 抗震设计时，超过多少高度的高层建筑应考虑风荷载效应与水平地震作用效应的组合？[A] 40m；[B] 60m；[C] 80m；[D] 100m；[D] 所有的高层建筑，都要考虑风振系数大于1.0 的风振影响。

4、高层建筑中（）在结构分析和设计中起主要作用。

A、水平作用B、竖向作用C、风荷载D、结构自重5、假设一栋住宅建筑，采用现浇钢筋混凝土结构，结构高度为80米，抗震设防烈度为7度，采用结构体系最合适。

A、框架结构B、剪力墙结构C、筒体结构D、框筒结构6、计算框架结构梁截面惯性矩I时考虑楼板影响，对现浇楼盖，中框架取I=（）。

A、2I0B、1.5I0C、1.2I0D、I0二、名词解释1、概念设计2、内力组合3、位移组合4、等效角柱发（教材p238）三、填空题1、不设或增大伸缩缝间距的措施有：、、、、留后浇带。

（教材p28）2、高层建筑结构的抗震设计是，按其重要性可分为：、、三类。

3、水平荷载下的内力计算方法有；、、4、变形缝指：、、。

（教材p30）简答题1. 框架结构和框筒结构的结构平面布置有什么区别?【标准答案】框架是平面结构，主要由于水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩。

高层建筑不规则结构设计导言在高层建筑工程设计中，结构布置不规则的情况不断增多，中央电视台、深圳发展中心、上海希尔顿饭店等高层建筑均属于其中典型，而为了保证这类高层建筑能够兼具视觉效果与较高的安全性及稳定性，不规则结构设计必须得到重点关注，本文研究具备的较高现实意义可见一斑。

高层建筑不规则结构设计类型划分结合国内外开展相关理论研究和实践探索，本文将高层建筑不规则结构设计类型归纳为平面不规则结构、竖向不规则结构以及其他不规则结构三大类。

1.平面不规则结构平面不规则结构可进一步细分为凹凸不规则、扭转不规则、楼板不连续，具体特征如下：（1）凹凸不规则。

凹凸不规则结构主要特征包括凸出过细、凹进过多、平面狭长。

凸出过细指的是一般情况下凸出部分长宽比在2.0以上，抗震设防烈度在Ⅷ度以上时该比值则在1.5以上；凹进过多指的是平面凹进一侧尺寸大于30%的相应投影方向总尺寸；平面狭长指的是平面长宽比在6.0以上，抗震设防烈度为Ⅷ度时该比值则在5.0以上。

（2）扭转不规则。

对于位移比大于1.2的高层建筑，可认为其存在平面扭转不规则。

（3）楼板不规则。

存在平面楼板不规则的高层建筑一般具备四方面特征，即楼层错层较大（如较大错层面积大于该层总面积的30%时）、采用细腰形平面、开洞面积在该层楼面面积的30%以上，以及有效楼板宽度在开洞凹入后不超过该层楼板典型宽度50%。

2.竖向不规则结构竖向不规则结构可细分为侧向刚度不规则、楼层承载力突变、竖向抗侧力构件不连续，具体特征如下：（1）侧向刚度不规则。

多种情况均可能导致高层建筑产生竖向不规则结构，如为了形成空旷房间，在结构顶部取消部分墙、柱；结构上部楼层，且上部楼层水平尺寸的90%大于下部楼层；当结构上部楼层收进部位到室外地面的高度1与房屋高度之比大于0.2时，上部楼层收进后的水平尺寸不宜小于下部楼层水平尺寸的75％；楼层侧向刚度小于其上相邻三层平均值的80%，或小于相邻上部楼层70%。

第二章2.1钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？每种结构体系举1~2例。

答：钢筋混凝土房屋建筑的抗侧力结构体系有：框架结构(如主体18层、局部22层的北京长城饭店)；框架剪力墙结构（如26层的上海宾馆）；剪力墙结构（包括全部落地剪力墙和部分框支剪力墙）；筒体结构[如芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大厦（框筒），芝加哥John Hancock大厦（桁架筒），北京中国国际贸易大厦（筒中筒）]；框架核心筒结构（如广州中信大厦）；板柱-剪力墙结构。

钢结构房屋建筑的抗侧力体系有：框架结构（如北京的长富宫）；框架-支撑（抗震墙板）结构（如京广中心主楼）；筒体结构[芝加哥西尔斯大厦（束筒）]；巨型结构（如香港中银大厦）。

2.2框架结构、剪力墙结构和框架----剪力墙结构在侧向力作用下的水平位移曲线各有什么特点？答：(1)框架结构在侧向力作用下，其侧移由两部分组成：梁和柱的弯曲变形产生的侧移，侧移曲线呈剪切型，自下而上层间位移减小；柱的轴向变形产生的侧移，侧移曲线为弯曲型，自下而上层间位移增大。

第一部分是主要的，所以框架在侧向力作用下的水平位移曲线以剪切型为主。

(2)剪力墙结构在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯曲型，即层间位移由下至上逐渐增大。

(3)框架-剪力墙在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯剪型, 层间位移上下趋于均匀。

2.3框架结构和框筒结构的结构构件平面布置有什么区别?答：(1)框架结构是平面结构，主要由与水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩，必须在两个正交的主轴方向设置框架，以抵抗各个方向的侧向力。

抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。

框筒结是由密柱深梁组成的空间结构，沿四周布置的框架都参与抵抗水平力，框筒结构的四榀框架位于建筑物的周边，形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒。

2.5中心支撑钢框架和偏心支撑钢框架的支撑斜杆是如何布置的？偏心支撑钢框架有哪些类型？为什么偏心支撑钢框架的抗震性能比中心支撑框架好？答：中心支撑框架的支撑斜杆的轴线交汇于框架梁柱轴线的交点。

⾼层建筑结构抗震与设计考试重点复习题（含答案）1．从结构的体系上来分，常⽤的⾼层建筑结构的抗侧⼒体系主要有：＿框架结构，剪⼒墙结构，＿框架-剪⼒墙＿结构，＿筒体＿结构，悬挂结构和巨型框架结构。

2．⼀般⾼层建筑的基本风压取＿50＿年⼀遇的基本风压。

对于特别重要或对风荷载⽐较敏感的⾼层建筑，采⽤＿100＿年⼀遇的风压值；在没有＿100＿年⼀遇的风压资料时，可近视⽤取＿50＿年⼀遇的基本风压乘以1.1的增⼤系数采⽤。

3．震级――地震的级别，说明某次地震本⾝产⽣的能量⼤⼩地震烈度――指某⼀地区地⾯及建筑物受到⼀次地震影响的强烈程度基本烈度――指某⼀地区今后⼀定时期内，在⼀般场地条件下可能遭受的最⼤烈度设防烈度――⼀般按基本烈度采⽤，对重要建筑物，报批后，提⾼⼀度采⽤4．《建筑抗震设计规范》中规定，设防烈度为＿6＿度及＿6＿度以上的地区，建筑物必须进⾏抗震设计。

5．详细说明三⽔准抗震设计⽬标。

⼩震不坏：⼩震作⽤下应维持在弹性状态，⼀般不损坏或不需修理仍可继续使⽤中震可修：中震作⽤下，局部进⼊塑性状态，可能有⼀定损坏，修复后可继续使⽤⼤震不倒：强震作⽤下，不应倒塌或发⽣危及⽣命的严重破坏6．设防烈度相当于＿B＿A、⼩震 B 、中震C、中震7．⽤《⾼层建筑结构》中介绍的框架结构、剪⼒墙结构、框架－剪⼒墙结构的内⼒和位移的近似计算⽅法，⼀般计算的是这些结构在＿＿下的内⼒和位移。

A ⼩震B 中震C⼤震8.在建筑结构抗震设计过程中，根据建筑物使⽤功能的重要性不同，采取不同的抗震设防标准。

请问建筑物分为哪⼏个抗震设防类别？甲：⾼于本地区设防烈度，属于重⼤建筑⼯程和地震时可能发⽣严重次⽣灾害的建筑⼄：按本地区设防烈度，属于地震时使⽤功能不能中断或需尽快恢复的建筑丙：除甲⼄丁外的⼀般建筑丁：属抗震次要建筑，⼀般仍按本地区的设防烈度9.下列⾼层建筑需要考虑竖向地震作⽤。

（D）A 8°抗震设计时B 跨度较⼤时C 有长悬臂构件时D 9°抗震设计10. 什么样的⾼层建筑结构须计算双向⽔平地震作⽤下的扭转影响？对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及⾼度超过100m 的⾼层建筑结构11. 结构的⾃振周期越⼤，结构的刚度越＿⼩＿，结构受到的地震作⽤越＿⼩＿。