高层建筑结构计算的基本假定和荷载效应组合设计要求
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。
高层建筑结构与抗震常见问题解答第9章 荷载效应组合及设计要求
第9章 荷载效应组合及设计要求1．什么是荷载效应？什么是荷载效应组合？一般用途的高层建筑结构承受哪些何载？答：所谓荷载效应，是指在某种荷载作用下结构的内力或位移。
按照概率统计和可靠度理论把各种荷载效应按一定规律加以组合，就是荷载效应组合。
一般用途的高层建筑结构承受的竖向荷载有结构、填充墙、装修等自重（永久荷载）和楼面使用荷载、雪荷载等（可变荷载）；水平荷载有风荷载及地震作用。
各种荷载可能同时出现在结构上，但是出现的概率不同。
2．如何考虑荷载效应的组合？分项系数与组合系数各起何作用？答：通常，在各种不同荷载作用下分别进行结构分析，得到内力和位移后，再用分项系数与组合系数加以组合。
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001，以下简称为《荷载规范》）上给出的自重及使用荷载、雪荷载等值，以及风荷载及地震等效荷载值都称为荷载标准值。
各种标准荷载独立作用产生的内力及位移称为荷载效应标准值，在组合时各项荷载效应应乘以分项系数及组合系数。
分项系数是考虑各种荷载可能出现超过标准值的情况而确定的荷载效应增大系数，而组合系数则是考虑到某些荷载同时作用的概率较小，在叠加其效应时要乘以小于1的系数。
例如，风荷载和地震作用同时达到最大值的概率较小，因此在风荷载和地震作用组合时，风荷载乘以组合系数0.2。
3．如何选择控制截面及最不利内力类型答：在构件设计时，要找出构件设计的控制截面及控制截面上的最不利内力，作为配筋设计的依据。
首先要确定构件的控制截面，其次要挑选这些截面的最不利内力。
所谓最不利内力，就是使截面配筋最大的内力。
控制截面通常是内力最大的截面，但是不同的内力（如弯矩、剪力）并不一定在同一截面达到最大值，因此一个构件可能同时有几个控制截面。
对于框架横梁，其两端支座截面常常是最大负弯矩及最大剪力作用处，在水平荷载作用下，端截面还有正弯矩。
而跨中控制截面常常是最大正弯矩作用处。
在梁端截面（指柱边缘处的梁截面），要组合最大负弯矩及最大剪力，也要组合可能出现的正弯矩。
第四章设计要求及荷载效应组合共59页文档
4.4 稳定和抗倾覆
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
大部分钢结构计算需要考虑P-△效应。
《高钢规》5.2.10条 高层建筑钢结构同时符合下列条件
时，可不验算结构的整体稳定。
一、结构各层柱子平均长细比和平均轴压比满足下式要
求：
Nm m 1 N pm 80
式中，λm—楼层柱的平均长细比； Nm—楼层柱的平均轴压力设计值； Npm—楼层柱的平均全塑性轴压力；
钢结构
除框架结构外的转 换层
各种结构类型
1/120 1/50
4.2 侧移限制
4.2.2 防止倒塌层间位移限制
对框架结构，当轴压比小于0.40时，可提高10%；当柱子全 高的箍筋构造采用比本规程中框架柱最小配箍特征值大30% 时，可提高20%，但累计提高不宜超过25%。
4.3 舒适度要求
高度不小于150m的高层建筑结构应具有良好的使用条 件，满足舒适度要求。按现行国家标准《建筑结构荷载规 范》规定的10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向 结构顶点最大加速度不应超过表4-4的值。必要时，可通过 专门风洞试验结果计算确定顺风向与横风向结构顶点最大 加速度 a m a x。
Npm fyAm
fy—钢材屈服强度； Am—柱截面面积的平均值。
4.4 稳定和抗倾覆
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
二、结构按一阶线性弹性计算所得的各楼层相对侧移值， 满足下列公式要求：
u 0.12 Fh
h
Fv
式中，Δu—按一阶线性弹性计算所得的质心处层间侧移； h—楼层层高； ∑Fh—计算楼层以上全部水平作用之和； ∑Fv—计算楼层以上全部竖向作用之和；
式中，E J d 为结构一个主轴方向的弹性等效侧向刚度，可按倒 三角形分布荷载作用下结构顶点位移相等的原则，将结构的侧
高层建筑结构设计规范
设计阶段的遵循和应用
设计阶段：高层建筑结构设计规范在方案设计、初步设计、施工图设计等阶段均需遵循。
遵循内容：遵循结构体系、抗震设计、荷载组合等要求，确保结构设计的安全性、经济性和合理 性。
应用范围：高层建筑结构设计规范适用于高度大于100米的民用建筑和高度大于24米的工业建筑。
实施方式：通过设计人员的专业知识和技能，将高层建筑结构设计规范应用到实际工程中，确保 高层建筑的安全性能和稳定性。
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高层建筑结构设 计规范的主要内 容 高层建筑结构设 计规范的发展和 展望
高层建筑结构设 计规范概述
高层建筑结构设 计规范的实施和 应用
高层建筑的定义和特点
• 高层建筑的定义：指高度超过一定范围的高层建筑物，通常根据楼层高度和 建筑规模进行划分
• 高层建筑的特点： * 楼层高度大，垂直交通量大 * 结构受力复杂，抗震要求 高 * 基础承载力要求高，基础埋深大 * 消防要求高，安全性能要强 * 建筑功 能多样化，设计灵活性强
理念和技术。
规范融合：结合 我国实际情况， 将国际标准与国 内规范进行有效 融合，形成具有 中国特色的高层 建筑结构设计规
范。
交流合作：加强 与国际同行的交 流与合作，共同 探讨高层建筑结 构设计规范的发 展方向和未来趋
势。
人才培养：重视 高层建筑结构设 计人才的培养， 提高我国在这方 面的专业水平和
质量检测和验收的遵循和应用
质量检测：确保 高层建筑结构设 计的合理性和安 全性
验收标准：遵循 国家相关标准和 规范，确保建筑 质量达标
遵循规范：高层 建筑结构设计规 范是建筑行业的 强制性标准
应用范围：适用 于高层建筑结构 的设计、施工和 验收等环节
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。
第3章 高层建筑荷载及其效应组合
根据假定(1)，可分别考虑纵向平面结构 和横向平面结构的受力情况，即在横向水 平分力的作用下，只考虑横向框架(横向 剪力墙)而忽略纵向框架(纵向剪力墙)的 作用，而在纵向水平力作用下，只考虑纵 向框架(纵向剪力墙)而忽略横向框架(横 向剪力墙)的作用。这样可使计算大为简 化。
3.2 竖向荷载
竖向荷载包括恒载、楼面及屋面活荷载、 雪荷载。恒载由构件及装修材料的尺寸和材 料重量计算得出，材料自重可查《建筑结构 荷载规范》(GB 50009-2001)(以下简称《荷 载规范》)。楼面上的活荷载可按《荷载规 范》采用，常用民用建筑楼面均布活荷载见 表3-1。
震中距的影响 建筑物本身的动力特性对建筑破坏程 度有很大的影响 建筑物的动力特性：主要指建筑物的 自振周期、振型和阻尼。
自振周期:结构按某一振型完成一次自由振动所需
要的时间 阻尼:使自由振动衰减的各种摩擦和其他阻碍作用
地震的几个名词
地震震级 地震能量的量度。 地震烈度 对地面及建筑物的破坏程度。
3.在遭受高于本地区设防烈度的预估 罕遇地震的影响时，建筑物不致倒塌 或发生危及生命的严重破坏。（此时 建筑物将产生严重破坏但不至于倒塌， 大震）
恒载的计算内容: 1、结构构件(梁、板、柱、墙、支撑) 的重量 2、非结构构件(粉灰、饰面材料、填 充墙、吊顶等)的重量 这些重量的大小不随时间而改变，又 称为永久荷载。 恒载标准值等于构件的体积乘以材料 的容重。
常用材料的容重为：
钢筋混凝土 25kN／m3； 钢材 78.5kN／m3 水泥砂浆 20kN／m3； 混合砂浆 17kN／m3 铝型材 28kN／m3； 玻璃 25.6kN／m3
水平荷载作用方向图
3.1.2 平面化假定 荷载作用下的房屋结构都是空间受力体系， 对框架结构、剪力墙结构及框架-剪力墙结构进行 计算时，可以把空间结构简化为平面结构，并作 以下两个假定。 (1) 每榀框架或剪力墙可以抵抗自身平面内的侧 力，平面外刚度很小，可忽略不计。即不考虑框 架(剪力墙)参与抵抗平面外的水平作用，当作只 抵抗自身平面内水平作用的平面结构。 (2) 楼盖结构在自身平面内刚度无限大，平面外 刚度很小，可忽略不计。
2024年度-高层建筑结构课程设计
06
施工图绘制与预算编制
23
施工图绘制要求及规范
绘制内容
应包括建筑、结构、给排水、电气等各专业施工 图，确保图纸内容完整、准确。
图纸深度
应满足施工要求，详细表达各构件的尺寸、配筋、 材料等信息。
ABCD
绘制标准
遵循国家及地方相关标准、规范，如《建筑制图 标准》、《建筑结构制图标准》等。
图纸会审
大跨度屋盖结构荷载分析
针对大跨度屋盖结构的建筑特点和使用功能，分析其屋面活荷载、雪荷载、风荷载等可变荷 载的取值和分布情况。同时考虑大跨度屋盖结构在正常使用状态下的变形和振动问题，以及 温度变化和支座沉降等因素对结构的影响。
14
04
结构内力分析与截面设计
15
内力分析方法介绍
01
02
03
弹性力学方法
意义
高层建筑结构课程设计是土木工程专业 重要的实践性教学环节，对于提高学生 专业素养、培养学生创新能力和团队合 作精神具有重要意义。
4
设计任务与要求
设计任务
根据给定的建筑设计条件和规范要求，完成高层建筑结构的选型、布置、计算 和分析，并绘制相应的结构施工图。
设计要求
确保结构安全、经济、合理，满足建筑功能和美观要求；遵循相关规范和标准， 注重结构整体性和抗震性能；提倡创新设计，鼓励采用新技术、新材料和新工 艺。
7
结构选型原则与方法
安全性原则
确保结构在地震、风等 自然力作用下的稳定性
和安全性。
经济性原则
Байду номын сангаас
功能性原则
在满足安全性的前提下， 尽可能降低结构造价，
提高经济效益。
根据建筑使用功能需求， 合理选择结构形式和材
高层建筑结构的计算分析和设计要求
补充内容3：水平力作用方向
实际风荷载及地震作用的方向是任意的，但是在规范 中规定：
结构计算只考虑x、y两个正交方向作用的水平力，各 方向水平地震力全部由该方向抗侧力结构承担，这是一 种简化。
注：x、y 方向通常是指结构的主轴方向。
主轴方向定义：当水平力在主轴方向作用时，只产生 主轴方向的位移，且位移最大。
有时结构主轴不易判断，则应根据经验判断取最接近 主轴的x、y两个方向，或通过计算确定。
补充内容4：计算基本假定
对结构进行分析时，首先分析结构的动力特性，再分析 结构的内力及变形。
首先，按简化方法分析；在必要时，再进行时程分析。 对结构工程师的基本要求：合理运用简化假定，善于 抓住主要的，忽略次要的，正确选用恰当计算方法。 规范中对结构计算作了一些基本假定，不同的方法采 用的假定会有所不同，应根据设计要求，选用符合实际 的假定与方法。
两类调幅(调整)的方法： (1)用弹性计算所得到的内力乘以系数(大于或小于1)； (1)在计算时降低杆件刚度：构件刚度降低愈多，内力愈小。
《高规》中规定的调幅方法: 框架梁(连续梁)在竖向荷载下的调幅，采用方法(1)进行： 框架-剪力墙结构中框架的内力调整，采用方法(1)进行： 框架-剪力墙结构中框架与剪力墙间的联/连系梁的调幅， 采用方法(2)进行： 联肢剪力墙中连梁的调幅，采用方法(1)或方法(2)进行。
/计算与构造的特殊要求）
4.1 高层建筑结构的计算分析
4.1.1 结构计算分析方法
1. 线弹性法：常用的成熟法，计算精度和结构安全性基本可得到保证。 2. 考虑塑性内力重分布法：框架梁和连梁等构件宜对竖向载下内力进
行调整。 3. 非线性分析法：精度高，但复杂，常用于复杂结构整体受力分析。 5. 模型试验法：精度更高，但费用高，常用于复杂结构整体或局部受
高层课后思考题答案
第1章绪论1.我国对高层建筑结构是如何定义的？答：我国规定：10层及10层以上或高度超过28m的住宅以及房屋高度大于24m的其他民用建筑为高层建筑。
2.高层建筑结构的受力及变形特点是什么？设计时应考虑哪些问题？答:特点：水平荷载对结构影响大，随高度的增加除轴力与高度成正比外，弯矩和位移呈指数曲线上升，并且动力荷载作用下，动力效应大，扭转效应大。
考虑：结构侧移，整体稳定性和抗倾覆问题，承载力问题。
3.从结构材料方面来分，高层建筑结构有哪些类型？各有何特点？答：相应的结构分类（以材料分类）：砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土混合结构特点：（1）砌体结构具有取材容易、施工简便、造价低廉等优点，但其抗拉、抗弯、抗剪强度均较低，抗震性能较差。
（2）钢结构具有强度高，自重轻（有利于基础），延性好，变形能力大，有利于抗震，可以工厂预制，现场拼装，交叉作业但价格高，防火材料（增加造价），侧向刚度小。
（3）钢筋混凝土具有价格低，可浇筑成任何形状，不需要防火，刚度大。
但强度低，构件截面大占用空间大，自重大，不利于基础、抗震，延性不如钢结构。
（4）混合结构与钢构件比：用钢少，刚度大，防火、防锈；与混凝土构件比：重量轻，承载力大，抗震性能好。
第2章高层建筑结构体系与布置1. 高层结构体系大致有哪几类？各种结构体系优缺点和受力特点如何？答：高层结构体系类型:框架结构体系剪力墙结构体系框架—剪力墙结构体系筒中筒结构体系多筒体系巨型结构体系框架结构：受力变形特点：框架结构的侧移一般由两部分组成：1）水平力引起的楼层剪力，使梁、柱构件产生弯曲变形，形成框架结构的整体剪切变形Us；2）由水平力引起的倾覆力矩，使框架柱产生轴向变形（一侧柱拉伸，另一侧柱压缩）形成框架结构的整体弯曲变形Ub；3）当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪切变形，整体弯曲变形的影响很小。
注：框架结构属于柔性结构，侧移主要表现为整体剪切变形。
5.6 荷载效应和地震作用组合的效应
《高层建筑混凝土结构技术规程》5.6荷载效应和地震作用组合的效应5.6荷载效应和地震作用组合的效应5.6.1持久设计状况和短暂设计状况下，当荷载与荷载效应按线形关系考虑时，荷载基本组合的效应设计值应按下式确定：S d＝γG S Gk＋γLψQγQ S Qk＋ψwγw S wk（5.6.1）式中：S d——荷载组合的效应设计值；γG——永久荷载分项系数；γQ——楼面活荷载分项系数；γw——风荷载的分项系数；γL——考虑结构设计使用年限的荷载调整系数，设计使用年限为 50 年时取 1.0，设计使用年限为 100 年时取 1.1；S Gk——永久荷载效应标准值；S Qk——楼面活荷载效应标准值；S wk——风荷载效应标准值；ψQ、ψw——分别为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应分别取 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。
注：对书库、档案室、储藏室、通风机房和电梯机房，本条楼面活荷载组合值系数取 0.7 的场合应取为 0.9。
5.6.2持久设计状况和短暂设计状况下，荷载基本组合的分项系数应按下列规定采用：1永久荷载的分项系数γG：当其效应对结构承载力不利时，对由可变荷载效应控制的组合应取 1.2，对由永久荷载控制的组合应取 1.35；当其效应对结构有利时，应取 1.0；2楼面活荷载的分项系数γQ：一般情况下应取 1.4；3风荷载的分项系数γw应取 1.4。
2位移计算时，本规程公式（5.6.1）中个分项系数均应取 1.0。
5.6.3地震设计状况下，当作用与作用效应按线形关系考虑时，荷载和短暂作用基本组合的的效应设计值应按下式确定：S d S＝γG S GE＋γEh S Ehk＋γEv S Evk＋ψwγw S wk（5.6.3）式中：S d——荷载和地震作用组合的效应设计值；S GE——重力荷载代表值的效应；S Ehk——水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数、调整系数；S Evk——竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数、调整系数；γG——重力荷载分项系数；γw——风荷载分项系数；γEh——水平地震作用分项系数；γEv——竖向地震作用分项系数；ψw——风荷载组合值系数，应取 0.2。
高层建筑结构设计知识点
1 高层定义：（1）JGJ3—2002《高层建筑混凝土结构技术规范》将10层及10层以上或高度超过28m 的混凝土划为高层民用建筑。
（2）GB50045—1995《高层民用建筑防火技术规范》和JGJ99—1998《高层民用建筑钢结构技术规范》中规定10层以及10层以上的居住建筑和24m 以上的其他民用建筑为高层建筑。
2 建筑结构的功能：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、耐久性以及突发时间中的整体稳定功能。
3 高层建筑结构体系：框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构、悬挂结构以及巨型框架结构等。
4 地震作用：指地震波从震源通过基岩传播一的地面运动，使处于静止的建筑物受到动力作用而产生的强烈振动。
5 三水准二阶段：小震不坏，小震作用下，结构应维持在弹性状态，保证正常使用；中震可修，中等地震作用下，结构可以局部进入塑性状态，但结构不允许破坏，震后经修复可以重新使用；大震不倒，强烈地震作用下，应保证结构不能倒塌。
第一阶段：是针对所有进行抗震设计的高层建筑，除了在确定结构方案和进行结构布置时考虑抗震要求外，还应按照小震作用进行抗震计算和保证结构延性的抗震构造设计；第二阶段：主要针对甲级建筑和特别不规则的结构，用大震作用进行结构易损部位的塑性变形验算。
6 高层建筑结构布置总原则：综合考虑使用要求，建筑美观、结构合理及便于施工等。
不应采用严重不规则的结构体系；宜采用规则结构；应使结构具有必要的承载能力、刚度和变形能力；应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力。
7 框架—剪力墙结构体系特点：既具有框架结构布置灵活、具有大空间、使用方便的特点，又有较大的抗侧刚度和较强的承载能力和抗震性能。
框架和剪力墙共同受力，剪力墙承担绝大部分水平荷载，而框架则以承受竖向荷载为主。
8 高层建筑结构的概念设计：指工程结构设计人员运用所学掌握的理论知识和工程经验，在方案决断及初步设计阶段，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本、最本质也是最关键的问题，主要涉及结构方案的选定和布置、荷载和作用传递途径的设置、关键部位和薄弱环节 判定和加强、结构整体稳定性保证和耗能作用的发挥以及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等等。
荷载作用和结构设计要求
S0为基本雪压，μr为屋面积雪分布系数，可按《荷载规范》取用。 （2）雪荷载的组合值系数可取 0.7；频遇值系数可取 0.6；准永久值系数按雪荷载分 区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的不同，分别取 0.5、0.2 和 0。 （3）雪荷载不应与屋面均布活荷载同时组合。
在迎风面以及房屋侧面宽度为1/6墙面宽度的 角隅部分，要验算外墙围护结构强度及连接强度。 迎风面体型系数用1.5，侧面体型系数用－1.5。 因此单位面积上风载为
wi 1.5 z z w0 wc 1.5 z z w0
风洞试验
风洞试验是一种测量在大气边界层(风速变化 的高度范围)内风对建筑物作用大小的有效手段。 ➢摩天大楼可能造成很强的地面风，对行人和商店 有很大影响； ➢当附近还有别的高层建筑时，群楼效应对建筑物 和建筑物之间的通道也会造成危害 ➢建筑在风荷载作用下的舒适度也可以通过风洞试 验来验算。
风压作用方向都与作用表面垂直。风
压 分 布
其中图(a)是风压分布平面图，表明当空气流经建筑物时，在迎风面产生压力，在背风面产生吸力，在侧 风面也产生吸力； 图(b)、(c)是房屋表面风压分布系数，表明沿房屋表面风压值并不均匀，该系数是指表面风压值与基本 风压值的比值，正值为压力，负值为吸力。
高 层 建 筑 体 型 系 数
恒荷载
恒荷载是指各种结构构件自重和找平层、保温层、防水层、装修材料层、 隔墙、幕墙及其附件、固定设备及其管道等重量，其标准值可按构件及其装修 的设计尺寸和材料单位体积或面积的自重计算确定。
材料容重可从《荷载规范》查取；固定设备由相关专业提供。
活荷载
1、楼面活载 1）高层建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数，
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。
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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，
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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
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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：
弹性方法计算的楼层层间最大位移与层
高之比
➢ ⊿ue≤ ［θ］h
h
h
➢
——多遇地震作用标准值产生
的层间侧移
➢舒适度的验算： 高度超过150m，结构顶点最大加速度值满足：
max max
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结构设计 3要) 求弹塑性方法计算（罕遇地震作用下薄弱层弹塑性变形
验算）
（1）什么情况下要验算
（a）7～9度设防、楼层屈服系数 <0.5的框架结构
对书库、档案库、储藏室、通风机房、电梯机房 ， 楼面活荷载组合系数取0.9
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荷载效应 荷载分组项合系数的取值：
➢ 承载力计算
(1) 永久荷载分项系数： G
对结构不利：
可变荷载效应控制的组合：
永久荷载效应控制的组合：
对结构有利：
G ＝1.0
(2) 楼面活荷载分项系数 Q (3) 风荷载分项系数 Q
1.2 1.3 — 1.4
60m以上的高层建筑
1.2 1.3 0.5 1.4 60m以上的高层建筑；9度 ；水平长悬臂8度、9度
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4.3 结构设计要求
承载能力的验算 侧向(水平）位移限制和舒适度要求 结构稳定验算和抗倾覆验算 结构的延性和抗震等级
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结构设计要求
1) 承载能力的验算
构，共同抵抗结构承受的水平荷载
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2、刚性楼板假定
水平放置的楼板，在自身平面内的刚度很大，可 以视为刚度无限大；
平面外刚度很小，可以忽略 刚性楼板将各平面抗侧力结构连接在一起共同承
受水平荷载
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水平荷载的分配 高层建筑结构分析解决问题： （1）总水平荷载在各片平面抗侧力结构间的分配
满足：承载能力极限状态
正常使用极限状态
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荷载效应 一、无组地合震作用效应组合时：
S G S GK Q Q S QK w w S wk Q . w 楼面活荷载组合值系数、风荷载组合值系数
永久荷载效应起控制作用时分别取值： 0.7、0.0
可变荷载效应起控制作用时分别取值： 1.0 和 0.6 或 0.7 和 1.0
G
Eh Ev W
说明
重力荷载及水平地震作用
1.2 1.3 — —
重力荷载及竖向地震作用
重力荷载、水平地震及竖 向地震作用
重力荷载、水平地震作用 及风荷载
重力荷载、水平地震作用 、竖向地震作用及风荷载
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1.2 — 1.3 — 9度；水平长悬臂8度、9 度
1.2 1.3 0.5 — 9度；水平长悬臂8度、9 度
S 1.2SGK 1.01.4SWK 0.71.4SQK
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荷载效应 二、有组地合震作用效应组合时
S G SGE EhSEhK EvSEvk w wSwk
. w——风荷载的组合值系数＝0.2
➢ 荷载分项系数的取值 （位移计算取1.0）
组合
ue——大震下薄弱层的层间弹性位移 ue V大震 / D
P ——弹塑性位移增大系数。当薄弱层y不小于相邻层平
均的80％时，按照表2－19采用，当薄弱层y小于相邻层平均 y的50％时，取表中数值的1.5倍，其余情况可用内插法
说明：薄弱层弹塑性侧移验算应在截面设计完成之后进行
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结构设计要求
5) 结构稳定验算和抗倾覆验算
结构稳定验算指水平荷载作用下的稳定问题 P41
➢ 位移计算
＝1.4 ＝1.4
以上各分项系数取值为1.0
G ＝1.2 G ＝1.35
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荷载效应 组合
（恒荷载起控制，无风）
S 1.35SGK 0.7 1.4SQK
（活荷载起控制，有风）
S 1.2SGK 1.0 1.4SQK 0.6 1.4SWK
（风荷载起控制，有风）
CHAPTER Four
高层建筑结构计算的基本假定 和荷载效应组合设计要求
1. 高层建筑结构计算的基本假定 2. 荷载效应组合 3. 结构设计要求
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4.1高层建筑结构计算的基本假定
一、弹性工作状态的假定 二、平面结构假定 三、刚性楼板假定 四、水平荷载作用方向
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一、弹性工作状态的假定
结构设计要 求
4) 屈服强度系数： y
按构件实际配筋和材料标准强度计算的楼层受剪 承载力
和罕遇大震作用（标准值）下由弹性计算得到的 楼层剪力之比。
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结构设计要 求
结构薄弱层（部位）弹塑性层间位移要求：
uP [P ]h
式中
h——薄弱层层高
uP ——大震下薄弱层层间弹塑性位移 uP P ue