荷载效应和地震作用效应组合的设计值应按下式确定
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第六章 高层建筑结构荷载作用与结构 设计原则
广东工业大学建设学院
韦爱凤
1
3.1基本假定
弹性变形假定
只对某些构件（框架梁及连 梁）考虑局部塑性变形（内力调幅）
各层水平位移相等
刚性楼板假设
平面抗侧力假设
任何一片抗侧力结构只能承 受其平面内的侧向力，其平面外的刚度为零
2
3.2荷载效应及地震作用效应组合
1) 8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时，高大的单层钢 筋混凝土柱厂房的横向排架； 2) 7 ～ 9 度时楼层屈服强度系数小于 0.5 的钢 筋混凝土框架结构； 3)高度大于150m的钢结构； 4) 甲类建筑和 9 度时乙类建筑中的钢筋混凝土 结构和钢结构； 5)采用隔震和消能减震设计的结构。 13
1
不超过12层且层侧向刚度无突变的钢筋混凝 土框架结构可采用简化计算法； 除1款以外的建筑结构，可采用静力弹塑性分 析方法或弹塑性时程分析法等。
2
3 规则结构可采用弯剪层模型或平面杆系模型， 不规则结构应采用空间结构模型。
18
弹塑性变形计算的简化计算法：
up p ue
或
p up uy uy y
γ
RE
0.75
0.75
0.80
0.85
1.0
0.85
0.85
当仅考虑竖向地震作用组合时，各类结构构件
的承载力抗震调整系数均应取为1.0
8
3.3.2结构稳定验算 （刚重比）
1
2
剪力墙结构、框架-剪力墙结构、简体结构 应符合下式要求：
EId 1.4 H 2 Gi
i 1
n
（3.5)
框架结构应符合下式要求：
Di 10
j i n
Gj
hi
(i 1,2,3...n)
（3.6)
9
结构抗倾覆验算
Ms
M0
1.0
（3.7)
ＭＳ—稳定力矩，计算时，恒载取90%，楼面
活荷载取50％； Ｍ０－倾覆力矩，按风荷载或水平地震作用计 算其设计值
10
3.4高层建筑结构水平位移限值
0.6
1.0 0.0
3
荷载分项系数应按下列规定采用：
γＧ
其效应对结 构不利时 其效应对结 γＱ 构有利时
γｗ
承载 当可变荷载效应 力计 起控制作用时 算时 当永久荷载效应
起控制作用时
1.2 1.35 1.0 1.0 1.4 1.4
位移计算时
1.0
1.0
4
2.
有地震作用效应组合时，荷载效应和地震 作用效应组合的设计值应按下式确定：
4)高度不大于150m的其它高层钢结构。
15
结构薄弱层(部位)的位置：
1) 楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构， 可取底层； 2) 楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结 构，可取该系数最小的楼层(部位) 和相对较小 的楼层，一般不超过2～3处；
16
结构薄弱层(部位) 弹塑性层间位移应符合：
楼层屈服强度系数
按构件实际配筋和材料 强度标准值计算的楼层 受剪承载力 y 按罕遇地震作用标准值 计算的楼层弹性地震剪 力
14
2
下列结构宜进行弹塑性变形验算：
1)采用时程分析的房屋和竖向不规则类型的高 层建筑结构； 2) 7度Ⅲ、Ⅳ类场地和8度时乙类建筑中的钢 筋混凝土结构和钢结构； 3)板柱-抗震墙结构和底部框架砖房；
1.
高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最 大位移与层高之比△u/h不宜大于表3.5的限值
表3.5 楼层层间最大位移与层高之比的限值 结构类型 框架 框架-剪力墙、框架-核心筒、板 柱、剪力墙 筒中筒、剪力墙 框支层 △u/h限值 1/550
1/800
1/1000 1/1000
11
2.
高度等于或大于250m的高层建筑，其楼层层 间最大位移与层高之比△u/h不宜大于1／500; 高度在150～250m之间的高层建筑，其楼层 层间最大位移与层高之比△u/h的限值按本条第 1款和第2款的限值线性插入取用。
3.
12
3.5罕遇地震作用下薄弱层弹塑性变形验算
1
下列结构应进行弹塑性变形验算：
u p [ p ]h
结构类型 单层钢筋混凝土柱排架 钢筋混凝土框架 底部框架砖房中的框架-抗震墙 钢筋混凝土框架-抗震墙、板柱-抗震墙、框架-核心筒 [θp] 1/30 1/50 1/100 1/100
钢筋混凝土抗震墙、筒中筒
多、高层钢结构
1/120
1/50
17
罕遇地震作用下薄弱层(部位)弹塑性变形计算
表3.9 弹塑性时程分析时输入地震波加速度的峰值 抗震设防烈Fra Baidu bibliotek 加速度峰值（ｃｍ／ｓ２） 7度 220(310) 8度 400(510) 9度
20
620
3.7设计要点及程序框图
3.7.1结构设计方案的选取 总原则：受力体系明确，传力简捷，力求平面和立面 规则，并协调建筑、水、电、暖等相关专业的要求 具体有：结构形式的选用； 材料的选用； 结构单元体的划分； “三缝”的设置和处理； 抗侧力结构的不同布置方式和位置； 主楼和群楼的关系； 转换层的布置及采用的形式 21
表3.8 弹塑性层间位移增大系数ηＰ
ξｙ ηＰ 0.5 1.8 0.4 2.0 0.3 2.2
19
采用弹塑性时程分析法应符合：
应按建筑场地类别、所处地震动参数区划的特
征周期选用不少于两条实际地震波和一组人工 模拟的地震波的加速度时程曲线； 地震波延续时间不少于12ｓ，时间间距取0.01 或0.02s； 输入地震波的最大加速度，按表3.9采用；
（3.3) （3.4)
有地震作用组合：
S R / RE
γ 0——结构重要性系数， γ RE——构件承载力抗震调整系数。
7
γ
构件类 别 梁
RE——构件承载力抗震调整系数
轴压比 小于 0.15的 柱
轴压比 不小于 0.15柱
剪力墙
各类 构件
节点
受力 状态
受弯
偏压
偏压
偏压
局部 承压
受剪、 受剪 偏拉
1.
无地震作用效应组合时，荷载效应组合的设计 值应按下式确定： S S S S （3.1)
G Gk Q Q Qk w w wk
楼面活荷载组合值系数和风荷 ψ Q 载组合值系数
ψw
当可变荷载效应起控制作用 时
1.0 0.7（0.9) 当永久荷载效应起控制作 0.7（0.9) 用时
S G SGE Eh SEhk Ev SEvk w w Swk
（3.2)
5
(1)承载力计算时:
（２）位移计算时，各分项系数均应取1.0
6
3.3构件承载力计算、结构稳定验算和抗倾 覆验算
3.3.1构件承载力计算 无地震作用组合：
0S R
广东工业大学建设学院
韦爱凤
1
3.1基本假定
弹性变形假定
只对某些构件（框架梁及连 梁）考虑局部塑性变形（内力调幅）
各层水平位移相等
刚性楼板假设
平面抗侧力假设
任何一片抗侧力结构只能承 受其平面内的侧向力，其平面外的刚度为零
2
3.2荷载效应及地震作用效应组合
1) 8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时，高大的单层钢 筋混凝土柱厂房的横向排架； 2) 7 ～ 9 度时楼层屈服强度系数小于 0.5 的钢 筋混凝土框架结构； 3)高度大于150m的钢结构； 4) 甲类建筑和 9 度时乙类建筑中的钢筋混凝土 结构和钢结构； 5)采用隔震和消能减震设计的结构。 13
1
不超过12层且层侧向刚度无突变的钢筋混凝 土框架结构可采用简化计算法； 除1款以外的建筑结构，可采用静力弹塑性分 析方法或弹塑性时程分析法等。
2
3 规则结构可采用弯剪层模型或平面杆系模型， 不规则结构应采用空间结构模型。
18
弹塑性变形计算的简化计算法：
up p ue
或
p up uy uy y
γ
RE
0.75
0.75
0.80
0.85
1.0
0.85
0.85
当仅考虑竖向地震作用组合时，各类结构构件
的承载力抗震调整系数均应取为1.0
8
3.3.2结构稳定验算 （刚重比）
1
2
剪力墙结构、框架-剪力墙结构、简体结构 应符合下式要求：
EId 1.4 H 2 Gi
i 1
n
（3.5)
框架结构应符合下式要求：
Di 10
j i n
Gj
hi
(i 1,2,3...n)
（3.6)
9
结构抗倾覆验算
Ms
M0
1.0
（3.7)
ＭＳ—稳定力矩，计算时，恒载取90%，楼面
活荷载取50％； Ｍ０－倾覆力矩，按风荷载或水平地震作用计 算其设计值
10
3.4高层建筑结构水平位移限值
0.6
1.0 0.0
3
荷载分项系数应按下列规定采用：
γＧ
其效应对结 构不利时 其效应对结 γＱ 构有利时
γｗ
承载 当可变荷载效应 力计 起控制作用时 算时 当永久荷载效应
起控制作用时
1.2 1.35 1.0 1.0 1.4 1.4
位移计算时
1.0
1.0
4
2.
有地震作用效应组合时，荷载效应和地震 作用效应组合的设计值应按下式确定：
4)高度不大于150m的其它高层钢结构。
15
结构薄弱层(部位)的位置：
1) 楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构， 可取底层； 2) 楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结 构，可取该系数最小的楼层(部位) 和相对较小 的楼层，一般不超过2～3处；
16
结构薄弱层(部位) 弹塑性层间位移应符合：
楼层屈服强度系数
按构件实际配筋和材料 强度标准值计算的楼层 受剪承载力 y 按罕遇地震作用标准值 计算的楼层弹性地震剪 力
14
2
下列结构宜进行弹塑性变形验算：
1)采用时程分析的房屋和竖向不规则类型的高 层建筑结构； 2) 7度Ⅲ、Ⅳ类场地和8度时乙类建筑中的钢 筋混凝土结构和钢结构； 3)板柱-抗震墙结构和底部框架砖房；
1.
高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最 大位移与层高之比△u/h不宜大于表3.5的限值
表3.5 楼层层间最大位移与层高之比的限值 结构类型 框架 框架-剪力墙、框架-核心筒、板 柱、剪力墙 筒中筒、剪力墙 框支层 △u/h限值 1/550
1/800
1/1000 1/1000
11
2.
高度等于或大于250m的高层建筑，其楼层层 间最大位移与层高之比△u/h不宜大于1／500; 高度在150～250m之间的高层建筑，其楼层 层间最大位移与层高之比△u/h的限值按本条第 1款和第2款的限值线性插入取用。
3.
12
3.5罕遇地震作用下薄弱层弹塑性变形验算
1
下列结构应进行弹塑性变形验算：
u p [ p ]h
结构类型 单层钢筋混凝土柱排架 钢筋混凝土框架 底部框架砖房中的框架-抗震墙 钢筋混凝土框架-抗震墙、板柱-抗震墙、框架-核心筒 [θp] 1/30 1/50 1/100 1/100
钢筋混凝土抗震墙、筒中筒
多、高层钢结构
1/120
1/50
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罕遇地震作用下薄弱层(部位)弹塑性变形计算
表3.9 弹塑性时程分析时输入地震波加速度的峰值 抗震设防烈Fra Baidu bibliotek 加速度峰值（ｃｍ／ｓ２） 7度 220(310) 8度 400(510) 9度
20
620
3.7设计要点及程序框图
3.7.1结构设计方案的选取 总原则：受力体系明确，传力简捷，力求平面和立面 规则，并协调建筑、水、电、暖等相关专业的要求 具体有：结构形式的选用； 材料的选用； 结构单元体的划分； “三缝”的设置和处理； 抗侧力结构的不同布置方式和位置； 主楼和群楼的关系； 转换层的布置及采用的形式 21
表3.8 弹塑性层间位移增大系数ηＰ
ξｙ ηＰ 0.5 1.8 0.4 2.0 0.3 2.2
19
采用弹塑性时程分析法应符合：
应按建筑场地类别、所处地震动参数区划的特
征周期选用不少于两条实际地震波和一组人工 模拟的地震波的加速度时程曲线； 地震波延续时间不少于12ｓ，时间间距取0.01 或0.02s； 输入地震波的最大加速度，按表3.9采用；
（3.3) （3.4)
有地震作用组合：
S R / RE
γ 0——结构重要性系数， γ RE——构件承载力抗震调整系数。
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γ
构件类 别 梁
RE——构件承载力抗震调整系数
轴压比 小于 0.15的 柱
轴压比 不小于 0.15柱
剪力墙
各类 构件
节点
受力 状态
受弯
偏压
偏压
偏压
局部 承压
受剪、 受剪 偏拉
1.
无地震作用效应组合时，荷载效应组合的设计 值应按下式确定： S S S S （3.1)
G Gk Q Q Qk w w wk
楼面活荷载组合值系数和风荷 ψ Q 载组合值系数
ψw
当可变荷载效应起控制作用 时
1.0 0.7（0.9) 当永久荷载效应起控制作 0.7（0.9) 用时
S G SGE Eh SEhk Ev SEvk w w Swk
（3.2)
5
(1)承载力计算时:
（２）位移计算时，各分项系数均应取1.0
6
3.3构件承载力计算、结构稳定验算和抗倾 覆验算
3.3.1构件承载力计算 无地震作用组合：
0S R