第4章 设计要求及荷载效应组合

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1、第第4章章高层建筑结构设计要求高层建筑结构设计要求4.1 建筑体型和结构总体布置建筑体型和结构总体布置4.2 高层建筑结构的概念设计高层建筑结构的概念设计4.3楼层最小地震剪力系数及楼层地震剪力调整楼层最小地震剪力系数及楼层地震剪力调整4.4 荷载效应组合及最不利内力荷载效应组合及最不利内力4.5 承载力验算承载力验算4.6 侧移限值侧移限值4.7 舒适度要求舒适度要求4.8 稳定和抗倾覆稳定和抗倾覆4.9 抗震结构延性要求和抗震等级抗震结构延性要求和抗震等级4.10 结构抗震性能设计结构抗震性能设计*4.11 抗连续倒塌设计基本要求抗连续倒塌设计基本要求*4.1 4.1 建筑体型和结构总体布

2、置建筑体型和结构总体布置4.1.1 4.1.1 结构总体布置原则结构总体布置原则(1)(1)满足使用要求，便于施工满足使用要求，便于施工(2)(2)控制结构高宽比控制结构高宽比H/BH/B(3)(3)选择合理的结构平面形状选择合理的结构平面形状(4)(4)在地震区，尽可能采用对抗震有利的结构布置形式在地震区，尽可能采用对抗震有利的结构布置形式(5)(5)合理设缝合理设缝（6）高层建筑的结构体系尚宜符合下列规定：高层建筑的结构体系尚宜符合下列规定： v 结构的竖向和水平布置宜使结构具有合理的刚度和承载力分布，避免因刚度和承载力局部突变或结构扭转效应而形成薄弱部位；v 抗震设计时宜具有多道防线。4

3、.1.2 4.1.2 结构平面布置要求结构平面布置要求(1)(1)平面布置简单、规则、对称对抗震有利。平面布置简单、规则、对称对抗震有利。(2)(2)要使结构的刚度中心和质量中心尽量重合，以减少扭转，要使结构的刚度中心和质量中心尽量重合，以减少扭转，通常偏心距通常偏心距e e不宜超过垂直于外力作用线边长的不宜超过垂直于外力作用线边长的5。(3)(3)刚度要均匀对称，要注意钢筋混凝土剪力墙的位置，也要刚度要均匀对称，要注意钢筋混凝土剪力墙的位置，也要注意砖填充墙的位置。注意砖填充墙的位置。(4)(4)凸出部分的尺寸不宜太大凸出部分的尺寸不宜太大（pp9495 图图4-4、表、表4-1）。(5)(

4、5)应避免在拐角、端部等处布置楼电梯间。应避免在拐角、端部等处布置楼电梯间。4.1.3 4.1.3 结构竖向布置要求结构竖向布置要求(1)(1)结构竖向布置应注意刚度均匀而连续，无突变。结构竖向布置应注意刚度均匀而连续，无突变。(2)(2)抗震设计时，结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯抗震设计时，结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。通。(3)(3)抗震设防的高层建筑，竖向体型应力求规则、均匀，避免抗震设防的高层建筑，竖向体型应力求规则、均匀，避免有过大的外挑和内收有过大的外挑和内收（pp95图图4-5） 。(4)(4)结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化( (

5、框架结构框架结构当某当某楼层侧向刚度小于上层时，不宜小于相邻上部楼层的楼层侧向刚度小于上层时，不宜小于相邻上部楼层的70，不不宜小于相邻上部三层平均值的宜小于相邻上部三层平均值的80) )。(5) A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的小于其相邻上一层受剪承载力的80，不应小于其相邻上一层，不应小于其相邻上一层受剪承载力的受剪承载力的65；B级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的间受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75。(

6、6)高层建筑结构宜设置地下室。高层建筑结构宜设置地下室。(7)上下层结构轴线布置或者结构形式发生变化时，要设置结构上下层结构轴线布置或者结构形式发生变化时，要设置结构转换层。转换层。v高层建筑结构的概念设计是指结构设计人员运用所掌握的理高层建筑结构的概念设计是指结构设计人员运用所掌握的理论知识和工程经验，在方案阶段及初步设计阶段，从宏观上、论知识和工程经验，在方案阶段及初步设计阶段，从宏观上、总体上和原则上去决策和确定高层建筑结构设计中的一些最基总体上和原则上去决策和确定高层建筑结构设计中的一些最基本、最本质也是最关键的问题：本、最本质也是最关键的问题：4.2 4.2 高层建筑结构的概念设计高

7、层建筑结构的概念设计结构方案的选定和布置；结构方案的选定和布置；荷载和作用传递路径的设置；荷载和作用传递路径的设置；关键部位和薄弱环节的判定和加强；关键部位和薄弱环节的判定和加强；结构整体稳定性保证和耗能作用的发挥；结构整体稳定性保证和耗能作用的发挥；承载力和结构刚度在平面内和沿高度的均匀分配；承载力和结构刚度在平面内和沿高度的均匀分配；结构分析理论的基本假定结构分析理论的基本假定(如楼板平面内刚度无限大时的如楼板平面内刚度无限大时的工程实现，主体结构与连接结构的可靠连接，在地震作工程实现，主体结构与连接结构的可靠连接，在地震作用下整体结构能够发挥耗散能量作用，不会因极少数薄用下整体结构能够发

8、挥耗散能量作用，不会因极少数薄弱部位提早破坏而倒塌弱部位提早破坏而倒塌)等。等。v高层建筑结构的概念设计的要点高层建筑结构的概念设计的要点:(1)结构简单、规则、均匀；结构简单、规则、均匀；v高层建筑结构的概念设计是非常重要的。高层建筑结构的概念设计是非常重要的。(2)刚柔适度、延性好；刚柔适度、延性好；(3)加强连接，整体稳定性强；加强连接，整体稳定性强；(4)轻质高强、多道设防。轻质高强、多道设防。4.2.1 4.2.1 结构简单、规则、均匀结构简单、规则、均匀v结构简单包含有三方面的要求：结构简单包含有三方面的要求：1：结构的类别划分、计算模型清楚；：结构的类别划分、计算模型清楚；2：各

9、结构构件力学功能分工，在荷载和作用下传力路径：各结构构件力学功能分工，在荷载和作用下传力路径直接、明确；直接、明确；3：结构受力、薄弱环节及抗震性能估计把握容易，精细：结构受力、薄弱环节及抗震性能估计把握容易，精细分析程序可靠。分析程序可靠。v结构规则、均匀要求含平面和立面两部分，包括刚结构规则、均匀要求含平面和立面两部分，包括刚度、承载力和传力途径三个方面。度、承载力和传力途径三个方面。1：在竖向建筑造型和结构布置上均匀，刚度、承载力和在竖向建筑造型和结构布置上均匀，刚度、承载力和传力途径均无突变，从而限制应力集中、过大变形和敏感传力途径均无突变，从而限制应力集中、过大变形和敏感薄弱部位的出

10、现。薄弱部位的出现。2：建筑平面布置须考虑有利于抵抗水平荷载和竖向荷载，建筑平面布置须考虑有利于抵抗水平荷载和竖向荷载，做到受力明确，传力集中，尽可能减少扭转影响。宜选择做到受力明确，传力集中，尽可能减少扭转影响。宜选择简单、规则、对称、长宽比不大、平面外伸长度小的平面简单、规则、对称、长宽比不大、平面外伸长度小的平面形式；形式；4.2.2 4.2.2 刚柔适度、延性好刚柔适度、延性好v 对高层建筑结构来说，通常是地震或风等水平作用控制着结对高层建筑结构来说，通常是地震或风等水平作用控制着结构构件截面尺寸和配筋大小；构构件截面尺寸和配筋大小；v 高层建筑结构的结构性能主要指其抗震抗风能力；高层

11、建筑结构的结构性能主要指其抗震抗风能力；v 要求承载力足够、刚柔适度和延性好三个方面。要求承载力足够、刚柔适度和延性好三个方面。 (1) 高层建筑结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度、高层建筑结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度、结构承载力和结构延性。结构承载力和结构延性。 (2) 结构刚柔适度指结构刚度选择既要考虑场地特征、错开结构刚柔适度指结构刚度选择既要考虑场地特征、错开结构自振周期和地震动卓越周期，减少地震作用效应；又结构自振周期和地震动卓越周期，减少地震作用效应；又要考虑要考虑p一一效应，控制结构变形；同时更要注重结构刚度效应，控制结构变形；同时更要注重结构刚度的合理配置，以保证