第二章高层建筑的荷载作用与作用效应组合.
高层建筑结构总复习
高层建筑结构-总结
3）结构体系应具备必要的承载能力，良好的变形能力 和消耗地震能量的能力。
足够的承载力和变形能力是需要同时满足的。
有较大的 变形能力而缺 少较高的抗侧 向力的能力如 钢或钢筋混凝 土纯框架，由 于在不大的地 震作用下会产 生较大的变形， 导致非结构构 件的破坏或结 构本身的失稳。
高层建筑结构-总结
高层建筑结构-总结
2、风荷载 ZsZ0
0 基本风压
0
v2 1600
——由空旷平坦地面，离地10m统 计的重现期为50年(或100年）的10
分钟平均最大风速计算所得。
Z
1z
Z
Z 风压高度变化系数
风荷载体形系数 s
高层建筑结构-总结
3 地震作用
高层建筑结构-总结
1） 受力明确、传力合理、传力路线不间断、抗震分析与 实际表现相符合。
高层建筑结构-总结
2）应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧 失抗震能力或对重力荷载的承载能力。
由于柱子的数量较少或承载能力较 弱，部分柱子退出工作后，整个结构系 统丧失了对竖向荷载的承载能力。
抗震设计的一个重要原则是结构应 有必要的赘余度和内力重分配的功能。
宜采用加强措施。 (4) 施工简便，造价省。
高层建筑结构-总结
3、结构竖向布置
高宽比 H/B 应满足表中的要求； 高层结构高宽比的限值
结构类型
抗震设防烈度
非抗震设计
6、7度
8度
9度
框架 、板柱-剪力墙
5
框架-剪力墙
5
剪力 墙
6
筒中筒、框架-核心筒
6
4
3
2
5
高层建筑结构计算的基本假定和荷载效应组合设计要求
3
内力与位移计算的一般原则
在自身平面内的刚度很大
平面外刚度很小， 可以忽略
平面外的刚度 很小，可忽略，
4
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可以抵抗在本身平面 内的侧向力
1、平面抗侧力结构假定
一片框架或简力墙在自身平面内刚度很大， 可以抵抗在本身平面内的侧向力； 而在平面外的刚度很小，可忽略， 即垂直该平面的方向不能抵抗侧向力 ——整个结构可分不同方向的平面抗侧力结
按刚度和变形分配
（2）计算每片平面抗侧力结构分到的水平作用下 的内力和位移
7
4.2 荷载效应组合
荷载效应
指结构或构件在某种荷载作用下的结构的内力和 位移。
荷载效应组合
指在所有可能同时出现的诸荷载组合下，确定结 构或构件内产生的效应。其中最不利组合是指所 有可能产生的荷载组合中，对结构构件产生总效 应为最不利的一组
（b）7～9度设防、高度较大且沿高度的刚度和质量分 布很不均匀的高层建筑
（c）特别重要的建筑（甲类建筑）
（2）薄弱层的位置
（a）楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构，可取 底层
（b）楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结构，可 取屈服系数最小的楼层及相对较小的楼层，一般不超 过2～3处
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➢ 不考虑地震作用组合：
0S R
➢ 考虑地震作用组合：
SE RE / RE
0 结构重要性系数，分别取1.1、1.0、0.9
RE 承载力抗震调整系数
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结构设计要求
2) 侧向(水平）位移限制和舒适度要求
➢ 弹性方法计算：
高层建筑结构设计要求及荷载效应组合
结构的继续使用需要修复。
从抗震角度来看，出现超过设防烈度的地震是不可避 免的，结构应该具备足够的塑性变形能力。
但是结构过早地出现塑性变形也是十分不利的。结构 在小震、甚至风荷载作用下就出现塑性变形，必然导致裂 缝和变形过大，将影响到建筑物的正常使用。
② 短暂设计状况：适用于结构出现的临时情况，包括 结构施工和维修时的情况等；
③ 偶然设计状况：适用于结构出现的异常情况，包括结 构遭受火灾、爆炸、撞击时的情况等；
④ 地震设计状况：适用于结构遭受地震时的情况，在抗 震设防地区必须考虑地震设计状况。
1.1、持久设计状况和短暂设计状况下（无地震作用组合） 当荷载与荷载效应按线性关系考虑时，按下式：
结构顶点最大加速度
使用功能 住宅、公寓 办公、旅馆
alim (m / s盖竖向振动加速度限值
《高层规程》中规定楼盖结构的竖向振动频率不宜小于3Hz， 竖向振动加速度不应超过下表的限值。
2.4、稳定性与抗倾覆
结构整体稳定性是高层建筑设计的基本要求。研究表 明，高层建筑混凝土结构仅在竖向重力荷载作用下产生整 体丧失稳定的可能性很小。稳定性设计主要是控制在风荷 载或水平地震力作用下，重力荷载产生的二阶效应（P-Δ） 不致过大，以免引起结构的失稳、倒塌。
n—结构总层数。
2、高层建筑结构的稳定应符合下列规定
1）剪力墙、框架—剪力墙结构、筒体结构
n
EJd 1.4H 2 Gi i 1
2）框架结构：
n
Di 10 G j / hi j i
（i=1,2,…,n)
3、抗倾覆控制： ⑴、控制高宽比H/B； ⑵、控制基底零应力区面积，<15％总面积。
《高层结构设计》 02高层建筑结构的荷载计算
高层建筑结构的荷载计算高层建筑结构的竖向荷载包括自重等恒载及使用荷载等活载，其计算方法与一般建筑结构类似，在此不再重复。
本章主要介绍在高层建筑结构设计中起主导作用的水平荷载—风荷载和地震荷载作用的计算方法。
第一节 风荷载空气流动形成的风遇到建筑物时，在建筑物表面产生的压力或吸力即建筑物的风荷载。
风荷载的大小主要和近地风的性质、风速、风向有关；和该建筑物所在地的地貌及周围环境有关；同时和建筑物本身的高度、形状以及表面状况有关。
垂直于建筑物表面上的风荷载标准值可按下式计算：0ωµµβωz s z k =式中：k ω为风荷载标准值（kN/m 2）；z β为z 高度处的风振系数；s µ为风荷载体型系数；z µ为风压高度变化系数； 0ω为基本风压（kN/m 2）。
1. 基本风压0ω我国《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），《全国基本风压分布图》中给出的基本风压值0ω，是用各地区空旷地面上离地10m 高、重现期为30年的10min 平均最大风速0υ（m/s ）计算得到的，基本风压值1600/200υω=（kN/m 2）。
荷载规范给出的0ω值适用于多层建筑；对于一般高层建筑和特别重要的或有特殊要求的高层建筑可按《全国基本风压分布图》中的数值分别乘以1.1和1.2采用。
2. 风压高度变化系数z µ表1 风压高度变化系数风速大小与高度有关，一般近地面处的风速较小，愈向上风速逐渐加大，但风速的变化与地貌及周围环境有关。
在近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区，地面空旷，空气流动几乎无阻挡物（A 类粗糙度），风速随高度的增加最快；在中小城镇和大城市的郊区（B 类粗糙度），风速随高度的增加减慢；在有密集建筑物的大城市市区（C 类粗糙度），和有密集建筑群，且房屋较高的城市市区（D 类粗糙度），风的流动受到阻挡，风速减小，因此风速随高度增加更缓慢一些。
表1列出了各种情况下的风压高度变化系数。
建筑结构上的荷载与作用
高湿度环境会加速建筑材料的腐蚀，如木材腐朽、金属锈蚀等。
腐蚀环境对结构影响
化学腐蚀
01
建筑物处于腐蚀性环境中，如酸雨、盐碱地等，会导致建筑材
料的化学腐蚀。
电化学腐蚀
02
不同金属间存在电位差，会导致电化学腐蚀的发生，如钢筋在
混凝土中的锈蚀。
生物腐蚀
03
微生物、昆虫等生物活动会对建筑材料造成破坏，如木材被白
智能化技术是当前科技发展的热点之 一，其在建筑结构工程领域的应用前 景广阔。通过引入智能化技术，可以 实现建筑结构的自适应、自修复和智 能化管理，提高结构的安全性和可靠 性。
随着环保意识的不断提高，绿色环保 理念将在建筑结构工程中得到更广泛 的推广和应用。在未来的发展中，应 注重环保材料的选择、节能减排措施 的实施以及建筑废弃物的回收利用等 方面，推动建筑结构工程向更加环保 、可持续的方向发展。
荷载分类
根据荷载的性质和变化规律，可分为 静力荷载和动力荷载；根据荷载的作 用时间和变化特点，可分为永久荷载 、可变荷载和偶然荷载。
作用在建筑结构上的力
风力
风对建筑结构产生的压力或吸 力，是可变荷载的一种。
雪荷载
积雪对建筑结构产生的压力， 是可变荷载的一种。
重力
建筑结构自身重量产生的重力 ，是永久荷载的主要来源。
影响
风荷载会对建筑物的稳定性和安全性 产生影响，特别是在高层建筑、大跨 度桥梁等结构中，风荷载的作用更加 显著。
雪荷载
定义
雪荷载是指降雪在建筑物顶部或屋面上堆积 产生的荷载。
影响
雪荷载会对建筑物的屋顶结构和承重墙等产生压力 ，可能导致结构变形或破坏。
计算方法
雪荷载的计算需要考虑降雪量、雪的密度、 建筑物的形状和坡度等因素，通常采用规范 规定的公式进行计算。
荷载效应标准组合
荷载效应标准组合
荷载效应标准组合是指在工程设计中，根据不同荷载的作用情况，采用不同的标准组合来考虑结构的受力情况。
荷载效应标准组合的确定对于结构的安全性和可靠性具有重要的影响，因此在工程设计中必须要严格按照相关规范和标准进行确定和应用。
首先，荷载效应标准组合的确定需要根据结构所受荷载的性质和作用情况进行分析和计算。
在工程设计中，结构所受的荷载主要包括恒载、活载、风载、地震作用等，这些荷载的作用情况各不相同，因此需要根据具体情况来确定相应的荷载效应标准组合。
其次，荷载效应标准组合的确定需要考虑不同荷载之间的相互作用。
在实际工程中，结构所受的荷载往往是多种多样的，不同荷载之间可能存在相互作用，因此在确定荷载效应标准组合时，需要充分考虑不同荷载之间的相互作用，以确保结构在受力情况下能够满足安全性和可靠性的要求。
另外，荷载效应标准组合的确定还需要考虑结构的受力性能和受力特点。
不同结构在受力情况下可能存在不同的受力性能和受力特点，因此在确定荷载效应标准组合时，需要根据结构的具体情况
来进行分析和计算，以确保确定的标准组合能够准确反映结构的受力情况。
总的来说，荷载效应标准组合的确定是工程设计中非常重要的一部分，它直接关系到结构的安全性和可靠性。
在确定荷载效应标准组合时，需要充分考虑结构所受荷载的性质和作用情况，考虑不同荷载之间的相互作用，考虑结构的受力性能和受力特点，以确保确定的标准组合能够准确反映结构的受力情况，保证结构在使用过程中能够安全可靠地工作。
《高层建筑结构设计》第2章_高层建筑结
际风压与基本风压的比值，它表示不同体型建筑物表面
风力的大小。 • 当风流经过建筑物时， 通常在迎风面产生压力（风荷
载体型系数用+表示），在侧风面及背风面产生吸力
（风荷载体型系数用-表示）。
• 风压值沿建筑物表面
的分布并不均匀， 如
右图所示， 迎风面的
风压力在建筑物的中
部最大， 侧风面和背
风面的风吸力在建筑
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2.1 高层建筑结构上的荷载与作用
三、地震作用
2. 三水准抗震设计目标及一般计算原则
④ 一般计算原则
a) 一般情况下， 应至少在结构两个主轴方向分别考虑水平 地震作用计算；有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度 大于15°时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震 作用。
b) 质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双 向水平地震作用下的扭转影响。其他情况，应计算单向 水平地震作用下的扭转影响。
周期应根据场地类别和设计地震分组按附表8.5 采用，
计算8、9 度罕遇地震作用时， 特征周期应增加0.05ｓ。
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2.1 高层建筑结构上的荷载与作用
三、地震作用 4. 反应谱理论
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2.1 高层建筑结构上的荷载与作用
4. 反应谱理论
附表8.4 水平地震影响系数最大值
② 当建筑结构的阻尼比不等于0.05时，地震影响系数曲线
的形状参数和阻尼比调整应符合下列要求：
a) 曲线水平段地震影响系数应取
。
b) 曲线下降段的衰减指数应按下式确定：
γ=0.9+(0.05 - ζ)/(0.3+6ζ)
式中 γ ——曲线下降段的衰减指数；ζ ——阻尼比。
06001高层建筑结构设计
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。
高层建筑结构设计复习试题(含答案)
高层建筑结构设计名词解释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。
5. 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。
6. 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。
7. 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）8. 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。
9. 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。
10. 抗推刚度（D ）：是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。
11. 结构刚度中心：各抗侧力结构刚度的中心。
12. 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。
13. 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。
14. 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。
15. 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。
建筑结构设计方法及第二节：作用和作用效应
第一章建筑结构设计方法与荷载第一节建筑结构设计方法根据《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）所确定的建筑结构可靠度设计的基本原则，应用我国现行设计规范进行结构设计时，采用的是以概率理论为基础的极限状态设计方法，使建筑结构符合技术先进、经济合理，安全适用、确保质量的要求。
一、建筑结构基本功能结构在规定的时间（设计使用年限），在规定的条件下（正常设计、施工、使用、维修）必须保证完成预定的功能，这些功能包括：(1)安全性在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用。
并且在设计规定的偶然事件(如地震、爆炸)发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性所谓整体稳定性。
系指在偶然事件发生时及发生后，建筑结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌。
(2)适用性在正常使用时具有良好的工作性能。
如不产生影响使用的过大的变形或振幅，不发生足以让使用者产生不安的过宽的裂缝。
(3)耐久性在正常维护下具有足够的耐久性能。
结构在正常维护条件应能在规定的设计使用年限满足安全、实用性的要求。
上述对结构安全性、适用性、耐久性的要求总称为结构的可靠性。
结构的可靠性的概率度量称为结构的可靠度。
也就是说，可靠度是指在规定的时间内和规定的条件下，结构完成预定功能的概率。
结构的设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修，即可按预定目的使用的时期，我国现行规范规定的设计使用年限应按表11-1采用。
由此可见，我国通常的建筑结构设计的使用年限是50年。
对于按照我国现行设计规范选用的可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数则称为设计基准期。
它不等同于建筑结构的设计使用年限。
《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50086－2001）规定的设计基准期为50年。
相应的《建筑结构荷载规范》（GB50009－2012）所考虑的荷载统计参数都是按设计基准期为50年确定的，如设计时需采用其他设计基准期，则必须另行确定在设计基准期内最大荷载的概率分布及相应的统计参数。
GB50009-2001建筑结构荷载规范
建筑结构荷载规范GB50009-2001 第1章总则第2章术语及符号2.1术语2.2符号第3章荷载分类和荷载效应组合3.1荷载分类和荷载代表值3.2荷载组合第4章楼面和屋面活荷载4.1民用建筑楼面均布活荷载4.2工业建筑楼面活荷载4.3屋面活荷载4.4屋面积灰荷载4.5施工和检修荷载及栏杆水平荷载4.6动力系数第5章吊车荷载5.1吊车竖向和水平荷载5.2多台吊车的组合5.3吊车荷载的动力系数5.4吊车荷载的组合值,频遇值及准永久值第6章雪荷载6.1雪荷载标准值及基本雪压6.2屋面积雪分布系数第7章风荷载7.1风荷载标准值及基本风压7.2风压高度变化系数7.3风荷载体型系数7.4顺风向风振和风振系数7.5阵风系数7.6横风向风振附录A常用材料和构件的自重附录B楼面等效均布活荷载的确定方法附录C工业建筑楼面活荷载附录D基本雪压和风压的确定方法附录D.1基本雪压附录D.2基本风压附录D.3雪压和风速的统计计算附录D.4全国各城市的雪压和风压值附录D.5全国基本雪压,风压分布及雪荷载准永久值系数分区图附录E结构基本自振周期的经验公式附录E.1高耸结构附录E.2高层建筑附录F结构振型系数的近似值附录F.1结构振型系数按实际工程由结构动力学计算得出.在此仅给出截面沿高度不变的两类结构第1至第4的振型系数和截面沿高度规律变化的高耸结构第1振型系数的近似值.在一般情况下,对顺风向响应可仅考虑第1型的影响,对横风向的共振响应,应验算第1至第4振型的频率,因此列出相应的前4个振型系数.附录G本规范用词说明会员登录会员申请关于我们联系我们版权所有，未经授权，不得转载©Copyright by CPAER, 2001-2002建筑结构荷载规范GB50009-2001第1章总则第1.0.1条为了适应建筑结构设计的需要，以符合安全实用、经济合理的要求，特制订本规范。
第1.0.2条本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的结构设计。
高层建筑结构设计
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。
高层建筑结构设计要求和荷载效应组合
高层建筑结构设计要求和荷载效应组合高层建筑的结构设计是十分重要的，因为它需要承受巨大的荷载效应，包括自重、风荷载、地震荷载等。
设计师在进行高层建筑结构设计时应考虑以下几个方面的要求和荷载效应组合：1.强度要求：高层建筑需要承受大量的荷载，因此在结构设计中必须满足强度要求。
这包括材料的强度要求，如钢筋混凝土的抗拉、抗压强度等；以及构件的强度要求，如梁、柱、墙等结构构件的尺寸、截面形状、厚度等。
2. 稳定性要求：高层建筑结构设计中，不仅需要考虑结构的强度，还需要考虑结构的稳定性。
稳定性要求包括纵向稳定性和横向稳定性。
纵向稳定性指建筑结构在垂直方向上的承载能力以及抗 overturning 能力；横向稳定性指建筑结构在水平方向上的抗侧倾和抗扭转能力。
3.刚度要求：高层建筑结构设计中，不仅需要考虑结构的强度和稳定性，还需要考虑结构的刚度，即结构的变形和振动。
高层建筑结构的刚度要求会影响到结构的稳定性、舒适度以及非结构性附件的设计和使用。
4.建筑荷载组合：高层建筑结构设计中，需要考虑不同荷载效应的组合。
荷载效应包括恒定荷载、活载、特殊荷载、风荷载、地震荷载等。
根据设计规范，这些荷载效应需要进行组合计算，确保结构在最不利的工况下的承载能力与安全性。
5.抗震设计：高层建筑结构设计中，地震荷载是一个重要的荷载效应。
地震设计要求结构在地震作用下，能够保持抗震安全性。
这包括结构的抗震设计参数、抗震性能要求、荷载效应的组合等。
需要注意的是，高层建筑结构设计不仅要满足上述要求，还需要考虑其他因素，如施工可行性、经济性、可维护性等。
因此，在进行高层建筑结构设计时，需要综合考虑各种因素，并遵守相应的设计规范和标准。
只有满足这些要求，才能确保高层建筑结构工程的安全性、可靠性和稳定性。
作用(或荷载)与作用(或荷载)效应组合
表4.3.1-1 各级公路桥涵的汽车荷载等级
三级公路公路 — II级
注： 本表编号1中 ， 当钢桥采用钢桥面板时 ， 永久作用效应分 项系数取1. 1； 当采用混凝土桥面板时 ， 取1.2。
表4. 1.6 永久作用效应的分项系数
混凝土和圬工结构重力（包括附加重力）
对结构的承载能力 有利时
对结构的承载能力 不利时
混凝土和圬工结 构
钢结构重力（包括结构附加重力）
混凝土的收缩及徐变作用
关于公式（4. 1.6- 1） 、（4. 1.6-2） 中的作用效应组合系数ψc， 在多数情况下 ， 桥涵结构上往往同时作用多个 荷载 ， 但是本规范确定的恒载分项系数、汽车荷载分 项系数以及赖以建立这些系数的可靠度指标 ， 是在只 有恒载和汽车荷载作用的最基本组合下确定的 ， 当结 构上作用着多于上述荷载时 ， 综合荷载效应最大值的 统计规律也发生相应的变化 ， 从而影响了结构可靠度 指标和恒载、汽车荷载分项系数的取值 。 因此 ， 在保 持可靠度指标、恒载和汽车荷载分项系数不变的情况 下 ， 对多个可变荷载参与效应组合时 ， 引入其值小于 1.0的荷载效应组合系数ψc对荷载标准值效应作等值折 减 。组合系数γc是针对可变荷载效应的不同比值 ， 通过 优化方法确定的 ， 它随参与组合的可变荷载的增加而 减小 ， 本规范给出的ψc值是经优化计算后适当提高的 数值。
汽车荷载在公路工程结构中通常被视为主导的可变作 用 ， 在设计表达式中与永久作用一样单独列出。在桥梁设计中 ， 汽车荷载分项系数按不同的作用效应 组合采用 。 当某个可变作用对结构或结构构件确实起 到主导影响（在同类效应中其值超过汽车效应） ， 则 其分项系数宜采用该作用效应组合的汽车荷载分项系 数 。对于专为承受某作用而设置的结构或装置 ， 如钢 桥的风构 ， 设计时风荷载可被视为主导作用 ， 其分项 系数取与汽车荷载同值 。但当风荷载参与与其他荷载 组合时 ， 以往将该组合作为“ 附加组合 ”考虑 ， 同时， 风荷载计入瞬时脉动风压的影响 ， 比原规范有较大增 加 ， 其分项系数只能取1. 1。
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第4章高层建筑结构的计算分析和设计要求4.1 高层建筑结构的计算分析（1）随着高层的快速发展，层数多，高度大，平面布置和立面体形复杂，结构计算分析越来越重要，采用计算机进行计算分析已成为不可或缺的手段。
（2）计算机技术和结构分析软件的普及，一方面使精度提高，另一方面为准确地了解结构的性能提供了技术手段。
因此，合理地选择计算分析方法，确定计算模型和相关参数，正确使用计算机分析软件，检验和判断计算结果的可靠性等对高层建筑结构至关重要。
4.1.1 结构计算分析方法高层建筑结构应根据不同材料的结构、不同的受力形式和受力阶段，采用相应的计算方法。
主要有（1）线弹性分析方法（2）考虑塑性内力重分布的分析方法（3）非线性分析方法（4）模型试验分析方法。
线弹性分析方法是最基本，也是最成熟的方法，目前大多采用该方法，实践证明，一般情况下该方法可以满足工程精度要求，对复杂的不规则结构或重要的结构，可考虑非线性分析方法和模型实验方法框架梁及连梁等构件可考虑局部塑性引起的内力重分布，如在竖向荷载作用下，对框架梁端负弯矩乘以调幅系数，装配整体式框架取0.7—0.8，现浇式框架取0.8—0.9；抗震设计的框架-剪力墙或剪力墙结构中的连梁刚度可予以折减，折减系数不宜小于0.5。
理论分析、试验研究和工程实践表明，对高层建筑结构的承载能力极限状态和正常使用极限状态，确保结构安全可靠。
4.1.2 结构计算模型（一）计算模型高层建筑结构是复杂的三维空间受力体系，应根据实际选取能较准确地反映结构中各构件的实际受力状况的力学模型。
可选择（1）平面协同工作模型：平面和立面布置简单规则的框架结构、框架-剪力墙结构；（2）空间协同工作模型：（3）空间杆系模型：剪力墙结构、筒体结构和复杂布置的框架结构、框架-剪力墙结构应采用空间分析模型（4）空间杆-薄壁杆系模型（5）空间杆-墙板元模型（6）有限元计算模型。
针对这些力学模型，目前我国均有相应的结构分析软件。
（二）计算假定：（1）楼盖（面）平面内刚度为无限大（2）考虑楼板平面内刚度为简化计算，可视楼（屋）面为水平放置的深梁，具有很大的平面内刚度，可近似认为其平面内为无限刚性。
可使自由度数减小，计算大为简化。
实践证明，对很多高层建筑结构可满足工程精度的要求。
若采用了刚性楼（屋）面板假定，设计上应采取措施保证楼（屋）面的整体刚度。
如结构平面宜简单、规则、对称，平面长度不宜过长，突出部分长度不宜过大；宜采用现浇钢筋混凝土楼板；对局部削弱的楼面，可采取楼板局部加厚、设置边梁、加大楼板配筋等措施。
对（1）楼板有效宽度较窄或有较大开洞搂面、（2）狭长外伸段楼面、（3）局部变窄产生薄弱连接的楼面、（4）连体结构的狭长连接体搂面等，楼板面内刚度有较大的削弱，楼板会产生明显的平面内变形，与刚性楼板假定相差较大，计算时应考虑楼板平面内变形的影响。
考虑楼板平面内的刚度可采用将楼板等效为剪弯水平深梁的简化方法，也可采用有限单元法进行计算。
当需要考虑楼板平面内变形而采用楼板平面内刚度无限刚性的假定时，应将计算结果进行适当调整，一般可对楼板削弱部位的结构构件适当增大内力，加强配筋和构造措施。
（三）构件刚度与变形结构计算时，应考虑下列变形：（1）梁的弯曲、剪切、扭转变形，当考虑楼板平面内变形时，还有轴向变形；（2）柱和墙的弯曲、剪切、轴向和扭转变形。
柱、墙的轴向变形影响显著，计算时应予以考虑。
（3）对层数多的高层建筑，柱、墙轴向变形宜考虑施工过程的影响。
施工过程的模拟可采用适当的方法，如结构刚度和竖向荷载逐层形成、逐层计算的方法，或结构竖向刚度一次形成、竖向荷载逐层施加的计算方法。
（四）计算要求（1）对体形复杂、结构布置复杂。
如结构平面不规则、竖向不规则等，应采用至少两个不同力学模型进行计算分析，相互比较和校核，确保可靠性。
（2）带加强层或转换层、错层结构、连体和立面开洞结构、多塔楼结构等均属复杂高层建筑结构，其竖向刚度变化大、受力复杂、易形成薄弱部位，计算分析应从严要求。
应符合下列要求：1）采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行计算；2）抗震计算时，宜考虑平扭耦联计算扭转效应，振型数不应小于15，对多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍；3）应采用弹性时程分析法进行补充计算；4）宜采用弹塑性静力或动力分析方法验算薄弱层弹塑性变形。
（3）对受力复杂的结构构件，如复杂的剪力墙、加强层构件、转换层构件、错层构件、连接体及其相关构件等，除整体分析外，尚应按有限元等方法进行局部应力分析，并据此进行截面配筋设计校核。
（4）除选用可靠的结构分析软件外，还应对软件的计算结果从力学概念和工程经验等方面加以分析判断，确认其合理、有效后方可采用。
如对结构整体位移、楼层剪力、振型和位移形态、自振周期、超筋情况等计算结果进行工程经验判断。
4.2 荷载效应和地震作用效应的组合高层建筑结构的荷载效应和地震作用效应的组合表达式如下：（1）无地震作用效应组合时wkwwQkQQGkGSSSSγψγψγ++=（4.2.1）式中S－荷载效应组合的设计值；Gγ、Qγ、wγ—永久荷载、楼面活荷载和风荷载的分项系数；GkS—永久荷载效应标准值；QkS－楼面活荷载效应标准值；Qψ、wψ－楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数，当永久荷载效应起控制作用时分别取0.7和0.0；当可变荷载效应起控制作用时应分别取1.0和0.6或0.7和1.0。
（2）有地震作用效应组合时wkwwEvkEvEhkEhGEGSSSSSγψγγγ+++=（4.2.2）式中S——荷载效应和地震作用效应组合的设计值；GES——重力荷载代表值的效应；EhkS——水平地震作用标准值的效应；Evk S ——竖向地震作用标准值的效应；G γ、w γ、Eh γ、Ev γ——重力荷载、风荷载、水平地震作用、竖向地震作用的分项系数，承载能力计算时按表4.2.2采用，当重力荷载效应对结构承载力有利时，表4.2.2中G γ不应大于1.0；位移计算时，各分项系数均取1.0。
w ψ——风荷载的组合系数，应取0.2。
表4.2.2 有地震作用效应组合时载荷和作用分项系数表4.3 高层建筑结构的设计要求4.3.1 承载力要求非抗震设计时，结构构件截面承载力设计表达式为：R S ≤0γ （4.3.1）式中，0γ——结构重要性系数，对安全等级为一级、二级和三级的结构构件，可分别取1.1，1.0和0.9。
抗震设计时，其设计表达式为/ R S ≤RE γ （4.3.2）式中，RE γ为承载力抗震调整系数，对钢筋混凝土构件，应按表4.3.1的规定采用，当仅考虑竖向地震作用组合时，承载力抗震调整系数均应取为1.0。
从理论上来讲，抗震设计中采用的材料强度设计值应高于非抗震设计时的材料强度设计值。
为了应用方便，在抗震设计中仍采用非抗震设计时的材料强度设计值，而是通过引入承载力抗震调整系数RE γ来提高其承载力。
另外，对轴压比小于0.15的偏心受压柱，因柱的变形能力与梁相近，故其承载力抗震调整系数与梁相同。
4.3.2 水平位移限制和舒适度要求1. 弹性位移验算高层建筑层数多、高度大，应对其层间位移加以控制。
这个控制实际上是对构件截面大小、刚度大小控制的一个相对指标。
为了保证高层结构在多遇地震作用下基本处于弹性受力状态，以及填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件基本完好，应限制结构的层间位移；考虑到层间位移控制是一个宏观的侧向刚度指标，为便于应用，可采用层间最大位移与层高之比△u/h ，即层间位移角θ作为控制指标。
在风荷载或多遇地震作用下，楼层层间最大位移应符合下式要求：h u ][≤e e θ∆ （4.3.3）式中Δu e ——风荷载或多遇地震作用标准值产生的楼层最大的层间弹性位移； h ——计算楼层层高；[θe ] ——弹性层间位移角限值，宜按表4.3.2采用。
表4.3.2 弹性层间位移角限值注意：（1）因变形计算属正常使用极限状态，故在计算弹性位移时，各分项系数均取1.0，钢筋混凝土构件的刚度可采用弹性刚度。
（2）楼层层间最大位移△u 以楼层最大的水平位移差计算，不扣除整体弯曲变形。
（3）抗震设计时，楼层位移计算不考虑偶然偏心的影响。
（4）当高度> 150m 时，弯曲变形产生的侧移有较快增长，所以超过250m 高度时，层间位移角限值按1/500作为限值。
150~250m 之间的高层建筑按线性插入考虑。
2.弹塑性位移限值和验算震害表明，如果存在薄弱层，结构薄弱部位将产生较大的弹塑性变形，导致结构构件严重破坏甚至引起房屋倒塌。
结构薄弱层（部位）层间弹塑性位移应符合下式要求：h u p ][≤p θ∆ （4.3.4）式中p u ∆——层间弹塑性位移；][p θ——层间弹塑性位移角限值，可按表4.3.3采用；对框架结构，当轴压比小于0.40时，可提高10％；当柱全高的箍筋构造采用比规定的框架柱箍筋最小含箍特征值大30％时，可提高20％，但累计不超过25％。
表4.3.3 层间弹塑性位移角限值][θ（1）7～9度时，楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构；甲类9度抗震设防的乙类建筑结构；采用隔震和消能减震技术的建筑结构均应进行弹塑性变形验算。
（2）竖向不规则高层建筑结构；7度Ⅲ、Ⅳ类场地和8度抗震设防的乙类建筑结构；板柱-剪力墙结构等宜进行弹塑性变形验算：楼层屈服强度系数ξy 按下式计算：ξy =Ｖy /V e （4.3.5） 式中：V y 为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；V e 为按罕遇地震作用计算的楼层弹性地震剪力。
（1）弹塑性变形计算的简化方法适用于不超过12层且层侧向刚度无突变的框架结构。
结构的薄弱层或薄弱部位，对楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构，可取底层；对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。
e p p u u ∆η∆= （4.3.6）y yp y p u u u ∆ξη∆μ∆== （4.3.6b ）式中，p u ∆为层间弹塑性位移；y u ∆为层间屈服位移；μ为楼层延性系数；e u ∆为罕遇地震作用下按弹性分析的层间位移；p η为弹塑性位移增大系数。
表4.3.4 结构的弹塑性位移增大系数p η（2）弹塑性变形计算的弹塑性分析法当弹塑性变形计算的简化方法不适用时，可采用此方法。
一般可采用的方法有静力弹塑性分析方法（如Push-over 方法）和弹塑性动力时程分析方法。
但由于水平地震作用力模式和本构关系较为复杂，且现有的分析软件还不够完善，计算工作量大，计算结果的整理、分析、判断和使用也都比较复杂，因此，弹塑性分析方法的普遍应用还受到较大的限制。
采用弹塑性动力分析方法时，应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于两组实际地震波和一组人工模拟的地震波的加速度时程曲线；且地震波持续时间不宜少于12s ，；输入地震波的最大加速度，可按表4.3.5采用。