高层建筑结构设计(第一章)

高层建筑结构课程习题解答土木工程学院二0一二年秋Chap11、高层建筑定义JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》将10层及10层以上或高度超过28ｍ的住宅建筑结构和房屋高度大于24ｍ的其他民用建筑，划为高层民用建筑。

1）层数大于10层；2）高度大于28m；3）水平荷载为主要设计因素；4）侧移成为控制指标；5）轴向变形和剪切变形不可忽略；2、建筑的功能建筑结构是建筑中的主要承重骨架。

其功能为在规定的设计基准期内，在承受其上的各种荷载和作用下，完成预期的承载力、正常使用、耐久性以及突发事件中的整体稳定功能。

3、高层按结构体系分类结构体系是指结构抵抗外部作用构件的组成方式。

从结构体系上来分，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、悬挂结构及巨型框架结构等。

Chap 21、为什么活荷载的不考虑不利布置？计算高层建筑结构在竖向荷载作用下的内力时，一般不考虑楼面及屋面竖向活荷载的不利布置，而是按满布考虑进行计算的。

其一，在高层建筑中各种活荷载占总竖向荷载的比例很小，尤其对于住宅、旅馆和办公楼等，活荷载一般在1.5～2.5kN/㎡范围内，只占全部竖向荷载的10％～20％，因此活荷载不同的布置方式对结构内力产生的影响很小；其二，高层建筑结构是个复杂的空间结构体系，层数与跨数多，不利分布的情况复杂多样，计算工作量极大且计算费用上不经济，因此，为简化起见，在实际工程设计中，可以不考虑活荷载不利分布，按满布方式布置作内力计算后再将框架梁的跨中弯矩乘以1.1～1.3的放大系数。

2、高层建筑结构抵抗水平力的构件有哪几种？各种构件有哪些类型（1）有：梁、柱、支撑、墙和筒组成；（2）梁：钢梁、钢筋混凝土梁、钢骨（型钢）混凝土梁；柱：钢柱、钢筋混凝土柱、钢骨（型钢）混凝土柱；钢管混凝土柱等；支撑有：中心支撑和偏心支撑等；墙：实体墙、桁架剪力墙；钢骨混凝土剪力墙等；筒有：框筒、实腹筒、桁架筒、筒中筒、束筒等；3、如何确定高层建筑的结构方案（1）、结构体系的确定：按：高度、风荷载、地震作用；功能、场地特征；经济因素、体型等因素确定采用以下结构体系；（2）、构件的布置（3）、对构件截面进行初选；4、如何确定高层建筑的风荷载和地震作用；1、风荷载的确定：大多数建筑（300m 以下）可按荷载规范规定的方法计算；少数建筑（高度大、对风荷载敏感或有特殊情况者）还要通过风洞试验）；规范规定的方法：0k z s z w βμμω=z β--基本风压；s μ--风载体型系数；z μ--风压高度变化系数；z β--z 高度处的风振系数；2、地震荷载分为：反应谱法和时程分析法；《抗震规范》要求在设计阶段按照反应谱方法计算地震作用，少数情况需要采用时程分析进行补充；5、减少高层建筑温差影响的措施是什么？减少温差影响的综合技术措施主要有：（1）采取合理的平面和立面设计，避免截面的突变。

钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规定时间: 2003-12-29 10:43:27 |[<<][>>]钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规定JGJ3-79主编单位：中国建筑科学研究院批准单位：中华人民共和国国家建筑工程总局试行日期：1980年 10月 1日通知(79)建工科字第155号根据国家建委《一九七七年全国工程建设抗震科技重点项目计划》和《一九七七年全国工程建设抗震科技重点项目计划》中关于编制高层建筑结构设计与施工规定的要求，由中国建筑科学研究院会同有关单位编制的《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规定》(JGJ3-79)，经有善门会审完毕，现批准自一九八０年十月一日起试行。

本规定适用于八层以上高层民用建筑钢筋混凝土框架结构、框架一剪力墙结构和现浇剪力墙结构。

鉴于高层建筑的试验研究和实践经验不足，请各单位在试行中注意总结经验，提出修改和补充意见，随时函告中国建筑科学研究院。

国家建筑工程总局一九七九年七月二十八日说明根据国家建委《一九七六年至一九七七年全国工程建设科学技术发展计划》和《一九七七年全国工程建设抗震科技重点项目计划》中关于编制高层建筑结构设计与施工规定的要求，为适应目前高层建筑结构设计与施工的需要，由中国建筑科学研究院会同北京市建筑设计院、北京市第一建筑工程公司、上海市民用建筑设计院、上海市第八建筑工程公司、上海市建筑科学研究所、广东省建筑设计院、广州市住宅公司、华南工程学院、沈阳市第二建筑工程公司、湖北建筑工业学院等单位组成编写组，在总结我国高层建筑结构设计、施工的实践经逡和科研成果的基础上，编制了本《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规定》。

一九七六年五月，在“高层建筑结构设计与施工技术座谈会”上通过了本规定的编写提纲；六月份编写组起草了本规定的征求意见稿。

此后，在北京、上海、天津、广州、沈阳等地邀请有关单位座谈讨论，大家对该征求意见稿提出了许多宝贵意见。

一九七七年四～五月，编写组根据各地提出的意见和唐山地震的震害分析，并吸取一年来各协作单位新的科研成果和实践经验进行了补充和修改，写出《高层建筑结构设计与施工规定》(讨论稿)。

探析高层建筑结构设计摘要：随着城市化发展以及建筑用地的紧张，高层建筑将日益增多。

本文简要介绍了高层、超高层建筑的结构体系，为实际高层建筑结构分析与设计提供一定的参考。

关键词：高层建筑、结构、设计、原则、体系、问题一、高层建筑结构设计原则1.选用适当的计算简图：结构计算式在计算简图的基础上进行的，计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生，所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。

计算简图还应有相应的构造措施来保证。

实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点，但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。

2. 以承载力、刚度、延性为主导目标，实施多道防线、刚柔结合的结构形式。

即应具有一定大的刚度和承载力来抵御风荷载和小震，随着第一道防线破坏，结构变柔后仍有足够大的弹塑性变形能力和延性耗能能力来抵御未来可能遭遇的罕遇大震。

3.合理选择构方案：一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案，也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。

结构体系应受力明确，传力简捷。

同一结构单元不宜混用不同结构体系，地震区应力求平面和竖向规则。

总而言之，必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析，并与建筑、电、水、暖等专业充分协商，在此基础上进行结构选型，确定结构方案，必要时应进行多方案比较，择优选用。

4. .轴向变形不容忽视。

高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度产生影响,要求根据轴向变形计算值,对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。

5.正确分析计算结果：在结构设计中普遍采用计算机技术，但是由于目前软件种类繁多，不同软件往往会导致不同的计算结果。

因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。

课程名称：高层建筑结构设计课程代码：06001第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点本课程是土木工程专业专业课之一，课程的依据是《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2002），课程中的框架结构设计方法也可用于多层钢筋混凝土结构设计中，本课程主要讲述了高层建筑常用结构形式的受力特点、内力分析方法（手算），也结合高规讲述了高层建筑结构设计中的各种规定和构造要求，框架结构设计方法（抗震）是毕业设计中要用到的知识。

二、课程目标与基本要求通过本课程的学习，使学生了解高层建筑结构布置原则、结构受力特点、内力分析方法、高规中设计规定，其中框架设计方法为重点，应掌握并能应用。

了解剪力墙结构、框－剪结构计算方法。

三、与本专业其他课程的关系本课程一般在大学四年级第一学期开设，本课程是以《钢筋混凝土结构设计》为基础，钢筋混凝土基本构件设计方法在本课程中不再详加讲述，本课程的学习要求学生有一定的数学力学基础，故本课程开设前《结构力学》应已学完。

第二部分考核内容与考核目标第一章概述一．学习目的与要求了解高层建筑的定义、常见的结构形式，了解国内外高层建筑发展的现状，及未来发展的方向。

二．课程内容第一节高层建筑和高层建筑结构定义第二节高层建筑结构的功能第三节高层建筑的结构型式第四节高层建筑结构的发展与展望三．考核知识点与考核目标识记：高层建筑的结构型式，各结构类型在实际工程的应用。

第二章高层建筑结构受力特点和结构概念设计一．学习目的与要求通过本章学习，使学生进一步了解高层建筑所受荷载种类、特点、计算方法，结构平面布置、竖向布置的注意事项，各种结构类型的特点的适用情形。

二．课程内容第一节高层建筑结构上的荷载与作用第二节高层建筑结构的受力特点和工作特点第三节高层建筑结构的结构体系和结构布置第四节高层建筑结构的概念设计三．考核知识点与考核目标识记：基本风压，风载体形系数，风压高度系数，三水准抗震设计目标，两阶段抗震设计方法，抗震设防类别，底部剪力法，反应谱曲线，特征周期，重力荷载代表值，结构基本自振周期，A级高度建筑，B级高度建筑。

高层建筑结构复习题及答案1 名词解释1. 高层建筑：10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物。

2. 房屋高度：自室外地面至房屋主要屋面的高度。

3. 框架结构：由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。

4. 剪力墙结构：由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。

6. 框架—剪力墙结构：由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。

9. 转换结构构件：完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件，包括转换梁、转换桁架、转换板等。

17. 结构转换层：不同功能的楼层需要不同的空间划分，因而上下层之间就需要结构形式和结构布置轴线的改变，这就需要在上下层之间设置一种结构楼层，以完成结构布置密集、墙柱较多的上层向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换，这种结构层就称为结构转换层。

（或说转换结构构件所在的楼层）21. 剪重比：楼层地震剪力系数，即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。

22. 刚重比：结构的刚度和重力荷载之比。

是影响重力∆-P 效应的主要参数。

23. 抗推刚度（D ）：是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。

24. 结构刚度中心：各抗侧力结构刚度的中心。

28. 主轴：抗侧力结构在平面内为斜向布置时，设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向，若结构产生的层间位移与层间剪力作用的方向一致，则这个方向称为主轴方向。

33. 剪切变形：下部层间变形（侧移）大，上部层间变形小，是由梁柱弯曲变形产生的。

框架结构的变形特征是呈剪切型的。

42. 剪力滞后：在水平力作用下，框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外，翼缘框架主要是通过承受轴力抵抗倾复力矩，同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩和剪力。

由于翼缘框架中横梁的弯曲和剪切变形，使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减，这种现象称为剪力滞后。

55. 延性结构：在中等地震作用下，允许结构某些部位进入屈服状态，形成塑性铰，这时结构进入弹塑性状态。

多高层建筑钢结构设计（一）引言：多高层建筑钢结构设计是现代建筑领域中一项重要的技术，通过使用钢材来构建高层建筑的结构，可以提供更大的建筑空间，增加建筑的安全性和稳定性，以及降低建筑的整体重量。

本文将详细介绍多高层建筑钢结构设计的概述和要点。

正文内容：一、选择合适的钢材1. 考虑抗拉强度和抗剪强度2. 考虑可焊性和可塑性3. 考虑耐候性和耐腐蚀性4. 考虑材料的价格和供应稳定性5. 考虑材料的可持续性和环保性二、确定结构荷载1. 考虑建筑的自重和附加荷载2. 考虑风荷载和地震荷载3. 考虑人员和设备的荷载4. 考虑临时荷载和安全荷载5. 考虑荷载的影响因素和计算方法三、设计结构的布置1. 确定建筑的整体布局和功能需求2. 考虑结构的平面布置和立面形式3. 考虑结构的杆系和节点连接方式4. 考虑结构的刚度和柔度，以及适当的振动控制措施5. 考虑结构的消防和疏散设计要求四、进行结构计算和分析1. 建立合适的数学模型和力学假设2. 进行静力和动力计算，包括线性和非线性分析3. 分析结构的变形、应力和稳定性4. 评估结构的可靠性和安全性5. 优化结构设计，满足设计要求五、控制施工质量和安全1. 编制施工图纸和工艺规范2. 选择合适的建筑施工设备和施工方法3. 监督施工质量和安全，进行质量检查和验收4. 加强施工过程中的质量控制和安全管理5. 完善施工记录和档案，提高后期维护管理效率总结：多高层建筑钢结构设计需要考虑钢材选择、结构荷载确定、结构布置设计、结构计算分析以及施工质量和安全控制等多个方面。

通过合理的设计和施工管理，可以确保高层建筑的结构安全稳定，并提供优质的建筑空间。

对于未来的高层建筑设计和施工，钢结构将继续发挥重要的作用。

《高层建筑结构》课程设计任务书一、设计题目：高层框架结构设计某高层办公建筑，采用全现浇框架结构，结构平面布置如图所示，质量、刚度均匀，地上12层，各层层高、跨度及竖向荷载如图所示，设计使用年限为50年。

取③轴一榀典型横向框架进行结构设计。

二、设计资料⑴基本风压：0.45kN/m2，地面粗糙度类别为B类。

⑵基本雪压：0.45 kN/m2。

⑶设防烈度：7度；设计分组：第一组；抗震设防类别：丙类。

⑷场地类别：Ⅱ类。

⑸楼面做法：楼板厚120mm，各板顶做20mm厚水泥砂浆找平，地面装修重（标准值）按0.6 kN/m2考虑，各板底粉15mm厚石灰砂浆。

⑹屋顶：不上人屋面，做法同楼面，但加做二毡三油防水层，再做40mm厚细石混凝土面层（内布细丝网）。

⑺混凝土强度等级：梁C25、柱C30。

⑻梁、柱纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋⑼梁、柱截面尺寸如下：柱：1~4层ZA：500mm*500mm ZB：600mm*600mm ZC：600mm*600mm ZD：500mm*500mm 5~12层ZA：400mm*400mm ZB：500mm*500mm ZC：500mm*500mm ZD：400mm*400mm 梁：LAB：250mm*700mm LBC：250mm*500mm LCD：250mm*600mm三、计算内容取③轴横向框架进行设计：计算书一份，要求手写，内容包括以下几项：⑴、计算简图（相对线刚度）⑵、荷载计算（竖向荷载、风荷载）⑶、结构水平位移验算⑷、内力计算4.1在竖向荷载作用下框架各杆件的内力（M、N、V）4.2在风荷载作用下的框架各杆件的内力（M、N、V）⑸、内力组合⑹、截面设计（梁、柱配筋）四、结构施工图框架梁、柱配筋图一张，要求手工绘图，2号图纸。

高层建筑结构设计涉及章节：第一章——第二章一、1.高层建筑结构设计的基本原则是什么？高层建筑结构设计的基本原则是：注重概念设计，重视结构选型与平、立面布置的规则性，择优选用抗震和抗风好且经济的结构体系，加强构造措施。

在抗震设计中，应保证结构的整体性能，使整个结构具有必要的承载力、刚度和延性。

结构应满足下列基本要求：( l ）应具有必要的承载力、刚度和变形能力。

( 2 ）应避免因局部破坏而导致整个结构破坏。

( 3 ）对可能的薄弱部位要采取加强措施。

( 4 ）结构选型与布置合理，避免局部突变和扭转效应而形成薄弱部位。

( 5 ）宜具有多道抗震防线。

2.什么是结构的概念设计？概念设计是指根据理论与试验研究结果和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构的总体布置并确定细部构造的过程。

国内外历次大地震及风灾的经验教训使人们越来越认识到建筑物概念设计阶段中结构概念设计的重要性，尤其是结构抗震概念设计对结构的抗震性能将起决定性作用。

国内外许多规范和规程都以众多条款规定了结构抗震概惑设计的主要内容。

规程JGJ--2002 在总则中强调了结构概念设计的重要性，旨在要求建筑师和结构工程师在高层建筑设计中应特别重视规程中有关结构概念设计的各条规定，设计中不能陷人只凭计算的误区，认为不管结构规则不规则，只要计算通得过就可以。

结构的规则性和整体性是概念设计的核心。

若结构严重不规则、整体性差，则仅按目前的结构设计计算水平，难以保证结构的抗震、抗风性能，尤其是抗震性能。

现有抗震设计方法的前提之一是假定整个结构能发挥耗散地震能量的作用，在此前提下，才能以多遇地震作用进行结构计算、构件设计并加以构造措施，或采用动力时程分析进行验算，达到罕遇地震作用下结构不倒塌的目标。

结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用，避免结构出现敏感的薄弱部位，地震能量的耗散仅集中在极少数薄弱部位，导致结构过早破坏。

结构概念设计是一些结构设计理念，是设计思想和设计原则。