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《高层建筑结构设计》课程大纲课程代码CV410课程名称中文名：高层建筑结构设计英文名：Structural Design of High-rise Buildings课程类别专业课修读类别选修学分 2 学时32 开课学期第7学期开课单位船舶海洋与建筑工程学院土木工程系适用专业土木工程专业先修课程结构力学、建筑结构抗震、混凝土结构基本原理、钢结构基本原理、土力学与基础工程教材及主要参考书1.钱稼如，高层建筑结构设计（第2版），中国建筑工业出版社，20122.包世华，高层建筑结构设计（第2版），清华大学出版社，20133.陈忠范，高层建筑结构设计，东南大学出版社，2016一课程简介高层建筑是当前建筑发展的一个主要方向。
本课程讲解高层结构的体系、荷载、受力特点，讲授高层结构经典计算理论，介绍现代基于电算的设计方法，介绍相关规范的内容。
本课程运用已经学习的结构力学、结构抗震、混凝土结构、钢结构等专业基础知识，面向解决实际工程问题，是一门综合性课程，是专业基础知识和实际工程应用之间的纽带。
通过本课程的学习，全面了解高层结构的基本知识，初步掌握高层结构的设计方法，学习利用专业知识解决工程问题，为学生毕业后从事结构设计工作奠定基础。
二本课程所支撑的毕业要求本课程支撑的毕业要求及比重如下：序号毕业要求指标点毕业要求指标点具体内容支撑比重1 毕业要求3.1 具有完成土木工程结构构件、节点和单体的设计能力。
90%2 毕业要求7.1 能够广泛了解土木工程建设与环境保护和社会可持续发展的关系。
10%1. 本课程内容与毕业要求指标点的对应关系教学内容毕业要求指标点理论教学第一章高层结构体系及荷载毕业要求3.1、7.1 第二章框架结构内力和位移计算毕业要求3.1第三章剪力墙结构内力与位移计算毕业要求3.1第四章框架-剪力墙结构内力和位移毕业要求3.1计算第五章筒体结构的内力和位移计算毕业要求3.1第六章高层结构电算毕业要求3.1第七章高层结构的构件设计和构造毕业要求3.1、7.12. 毕业要求指标点在本课程中的实现路径本课程通过设立若干课程目标来实现对毕业要求指标点的支撑。
结构总体信息1、结构体系：按实际情况填写。
1）框架结构：框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成，构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。
结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。
2）框剪结构：框架-剪力墙结构，俗称为框剪结构。
主要结构是框架，由梁柱构成，小部分是剪力墙。
墙体全部采用填充墙体，由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成，在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件。
适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。
3）框筒结构：如果把框剪结构剪力墙布置成筒体，围成的竖向箱形截面的薄臂筒和密柱框架组成的竖向箱形截面，可称为框架－筒体结构体系。
具有较高的抗侧移刚度，被广泛应用于超高层建筑。
4）筒中筒结构：筒中筒结构由心腹筒、框筒及桁架筒组合，一般心腹筒在内，框筒或桁架筒在外，由内外筒共同抵抗水平力作用。
由剪力墙围成的筒体称为实腹筒，在实腹筒墙体上开有规则排列的窗洞形成的开孔筒体称为框筒;筒体四壁由竖杆和斜杆形成的桁架组成则称为桁架筒。
5）剪力墙结构：剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。
这种结构在高层房屋中被大量运用。
6）部分框支剪力墙结构：框支剪力墙指的是结构中的局部，部分剪力墙因建筑要求不能落地，直接落在下层框架梁上，再由框架梁将荷载传至框架柱上，这样的梁就叫框支梁，柱就叫框支柱，上面的墙就叫框支剪力墙。
这是一个局部的概念，因为结构中一般只有部分剪力墙会是框支剪力墙，大部分剪力墙一般都会落地的。
7）板柱-剪力墙结构：柱-剪力墙结构(slab-column shearwall structure)，是由无梁楼板与柱组成的板柱框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。
3．2 材料3．2．1 高层建筑混凝土结构宜采用高强高性能混凝土和高强钢筋；构件内力较大或抗震性能有较高要求时，宜采用型钢混凝土、钢管混凝土构件。
3．2．2 各类结构用混凝土的强度等级均不应低于C20，并应符合下列规定：1 抗震设计时，一级抗震等级框架梁、柱及其节点的混凝土强度等级不应低于C30；2 筒体结构的混凝土强度等级不宜低于C30；3 作为上部结构嵌固部位的地下室楼盖的混凝土强度等级不宜低于C30；4 转换层楼板、转换梁、转换柱、箱形转换结构以及转换厚板的混凝土强度等级均不应低于C30；5 预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40、不应低于C306 型钢混凝土梁、柱的混凝土强度等级不宜低于C30；7 现浇非预应力混凝土楼盖结构的混凝土强度等级不宜高于C408 抗震设计时，框架柱的混凝土强度等级，9度时不宜高于C60，8度时不宜高于C70；剪力墙的混凝土强度等级不宜高于C60。
3．2．3 高层建筑混凝土结构的受力钢筋及其性能应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。
按一、二、三级抗震等级设计的框架和斜撑构件，其纵向受力钢筋尚应符合下列规定：1 钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；2 钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.30；3 钢筋最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9％。
3．2．4 抗震设计时混合结构中钢材应符合下列规定；1 钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85；2 钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率不应小于20％；3 钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。
3．2．5 混合结构中的型钢混凝土竖向构件的型钢及钢管混凝土的钢管宜采用Q345和Q235等级的钢材，也可采用Q390、Q420等级或符合结构性能要求的其他钢材；型钢梁宜采用Q235和Q345等级的钢材。
3．3 房屋适用高度和高宽比3．3．1 钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度应区分为A级和B级。
第一章概述1、对于高层建筑，抵抗水平荷载成为结构设计需要解决的主要问题2、荷载效应：由荷载引起的结构内力、位移、速度、加速度等3、高层建筑结构设计，主要是抗水平力设计4、高层建筑结构的材料主要为钢、钢筋和混凝土5、按采用的材料，高层建筑的结构构件可分为钢构件、钢筋混凝土构件及组合构件，组合构件是指型钢或钢管与混凝土组合的构件6、按采用的材料，高层建筑结构的类型可分为钢结构、钢筋混凝土结构、混合结构，混合结构包括由全部构件为组合构件的结构，钢构件与钢筋混凝土组成的结构，钢构件与组合结构组成的结构，钢筋混凝土构件与组合构件组成的结构等7、钢结构以及混合结构的钢材宜采用Q235等级B、C、D的碳素结构钢及Q345等级B、C、D、E的低合金高强度结构钢8、混凝土的强度等级，框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核心区，不应低于C30；构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件，不应低于C20；剪力墙不宜超过C60；其他构件，9度时不宜超过C60，八度时不宜超过C70第二章结构体系1、高层建筑的结构体系包括框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构、巨型结构。
2、框架结构的设计要点：（1）必须在两个主轴方向上设置框架，以抵抗各自方向的水平力。
（2）抗震框架结构的梁柱不允许铰接，必须采用梁端能传递弯矩的刚接，以使结构具有良好的整体性和比较大的刚度。
（3）甲、乙类建筑以及高度大于24m的丙类建筑，不应采用单跨框架结构。
（4）承重体系主要取决于楼板布置。
（5）沿建筑高度，柱网尺寸和梁截面尺寸一般不变。
在建筑比较高的情况下，柱的截面尺寸沿建筑高度减小。
（6)侧向刚度小，总高度受到限制。
（7）框架结构的非承重墙宜采用轻质材料，减轻对结构抗震的不利影响。
（8）不应采用部分由框架承重、部分由砌体墙承重的混合承重形式。
（9）框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的的电梯机房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。
混合结构房屋设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生了解混合结构房屋的基本概念、分类及特点；2. 掌握混合结构房屋的构造原理和设计方法；3. 了解我国建筑规范中关于混合结构房屋的相关要求。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析混合结构房屋案例的能力；2. 提高学生运用设计软件进行混合结构房屋设计的实践操作能力；3. 培养学生团队协作、沟通表达及解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对建筑设计的兴趣，激发创新意识；2. 增强学生对我国建筑文化的了解和认同，培养家国情怀；3. 培养学生关注生态环境，注重绿色建筑和可持续发展。
本课程针对八年级学生，结合学生年龄特点和学科知识，注重理论与实践相结合。
通过本课程的学习，使学生能够掌握混合结构房屋设计的基本知识和技能，培养他们的创新意识和团队协作能力，为今后的建筑设计学习打下坚实基础。
同时，课程强调绿色建筑和环保意识，引导学生关注社会热点，提升他们的社会责任感。
二、教学内容1. 混合结构房屋基本概念：介绍混合结构房屋的定义、分类及特点，结合教材第二章第一节内容。
2. 混合结构房屋构造原理：讲解混合结构房屋的构造方法、受力特点及抗震性能，参照教材第二章第二节。
3. 混合结构房屋设计方法：分析设计原则、流程及注意事项，结合教材第二章第三节。
4. 建筑规范与要求：解读我国建筑规范中关于混合结构房屋的相关要求，参照教材第二章第四节。
5. 设计案例分析与实践：分析典型混合结构房屋案例，进行设计实践操作，结合教材第二章第五节。
6. 设计软件应用：教授学生运用设计软件进行混合结构房屋设计，提高实践操作能力，关联教材第六章。
本教学内容分为六个部分，共计10个课时。
第一至四部分为基础理论知识，共计6个课时；第五部分为案例分析与实践，共计2个课时；第六部分为设计软件应用，共计2个课时。
教学内容安排注重科学性和系统性，确保学生能够逐步掌握混合结构房屋设计的相关知识和技能。
