高层建筑复习提纲

第一章1.什么是高层？我国将10层及10层以上的住宅建筑以及高度超过28m的公共建筑和综合性建筑定义为高层;将高度超过100m以上的建筑定义为超高层建筑。

低层：1～2层多层：3～9层高层：≥10层或＞28m 超高层：＞100m2.结构概念设计：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。

3.高层建筑结构的特点（力学角度）：①水平力是设计主要因素②侧移成为控制指标——过大的位移对结构的影响高层建筑，水平荷载起控制作用的建筑③抗震设计要求更高④概念设计与理论计算同等重要⑤减轻高层建筑自重比多层建筑更重要⑥轴向变形不容忽略第二章高层建筑结构以材料来分有配筋砌体结构（因为砌体结构强度较低、抗拉抗剪能力较差）、钢筋混凝土结构、钢结构和钢-混凝土混合结构等。

常见的高层建筑体系，概念，优缺点：1、框架结构体系：框架是由梁和柱通过节点刚结而成的结构体系。

如果整幢结构都由框架作为抗侧向力单元，就称为框架结构体系。

其优点是：①建筑平面布置灵活，分隔方便；②整体性、抗震性能好，设计合理时结构具有较好的塑性变形能力；③外墙采用轻质填充材料时，结构自重小。

其缺点是：①与剪力墙结构相比，其侧向刚度小，抵抗侧向变形能力较差。

正是这一点，限制了框架结构的建造高度。

②随着结构高度的增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理，因此在使用上层数受到限制。

变形特点：1）框架结构抗侧刚度较小，在水平力作用下将产生较大的侧向位移。

2）在水平力作用下，框架产生弯曲变形（由柱子拉伸和压缩引起的水平位移）和剪切变形（框架结构的整体受剪）；3）当框架的高宽比H/B小于等于4时，框架以剪切变形有主，弯曲变形可以忽略，其整体位移曲线成剪切型，特点是结构的层间位移随楼层的增高而减少。

节点是整个框架结构的薄弱环节，易破坏；整体位移和层间位移较大；非结构性破坏严重2、剪力墙结构体系：一般是在钢筋混凝土结构中，用实心的钢筋混凝土墙片作为抗侧力单元，同时由墙片承担竖向荷载。

其优点是：①整体性好、刚度大，抵抗侧向变形能力强；结构顶点水平位移和层间位移通常较小。

②抗震性能较好，设计合理时结构具有较好的塑性变形能力。

因而剪力墙结构适宜的建造高度比框架结构要高。

其缺点是：受楼板跨度的限制（一般为3～8m），剪力墙间距不能太大，建筑平面布置不够灵活。

剪力墙的变形及其特点：1）剪力墙的水平位移由弯曲变形和剪切变形两部分组成，以弯曲变形为主。

2）其位移曲线呈弯曲形，特点是结构层间位移随楼层增高而增加。

3、框架—剪力墙结构体系：将框架、剪力墙两种抗侧力结构结合在一起使用，就形成了框架－剪力墙结构体系。

这种结构形式具备了纯框架结构布置灵活、使用方便的特点，又有纯剪力墙结构较大刚度和较强抗震能力的优点。

广泛用于高层办公建筑和旅馆建筑中。

布置时应注意的问题①剪力墙以对称布置为好，可减少结构的扭转。

这一点在地震区尤为重要；②剪力墙应上下贯通，使结构刚度连续而且变化均匀；③剪力墙宜布置成筒体，建筑层数较少时，也应将剪力墙布置成T型、L型、I型等。

便于剪力墙更好地发挥作用；④剪力墙应布置在结构的外围，可以加强结构的抗扭作用。

但是考虑温度应力的影响和楼板平面内的变形，剪力墙的间距不应过大。

受力特点：1）剪力墙承受大部分剪力，框架受力状况和内力分布得到改善。

2）框架所承受的水平剪力减少且沿高度分布比较均匀。

3）剪力墙负担大部分的水平荷载，而框架则以负担竖向荷载为主，两者共同受力，合理分工，物尽其用。

变形特点：1）框架-剪力墙结构即有框架又有剪力墙，它们之间通过平面内刚度无限大的楼板连接在一起，在水平力作用下，使它们水平位移一致，不能各自变形，在不考虑扭转的情况下，在同一楼层的位移必须相同。

2）框架-剪力墙结构在水平力作用下的变形曲线呈反S 形的弯剪位移曲线。

4、筒体结构体系：由若干片剪力墙围成的井筒结构，形成一个竖向布置的空间刚度很大的薄壁筒体，也可以用密柱框架或壁式框架围合形成空间整体受力的框筒，作为建筑的竖向承重和抵抗侧向力的结构体系，称其为筒体结构体系。

优点：筒体结构是一种空间受力性能较好的结构体系，它比框架或剪力墙结构具有更大强度和刚度，犹如一个固定于基础的封闭箱形悬臂构件，具有良好的抗弯抗扭性能。

分类：该类结构体系根据筒的布置、组成和数量等又可分为框架-筒体结构体系、筒中筒结构体系和成束筒结构体系等。

5、巨型结构：这种结构体系的主要特点是布置若干个“巨大”的竖向支承结构(组合柱、角筒体、边筒体等)，并与梁式或桁架式转换楼层结合，形成一种巨型框架或巨型桁架的结构体系。

结构布置原则•注重概念设计，重视结构的选型和平、立面布置的规则性。

•择优选用抗震和抗风性能良好且经济合理的结构体系，加强构造措施。

•在抗震设计中应保证结构的整体抗震性能，使整体结构具有必要的承载力、刚度和延性结构平面布置原则是什么？1）高层建筑的开间、进深尺寸和构件类型应尽量减少规格，以利于建筑工业化。

2) 建筑平面形状宜选用风压较小的形式，并应考虑高层建筑对其风压分布的影响。

3）结构平面形状和刚度均匀对称，减少扭转的影响。

(即质心与刚心尽量靠近)4）建筑平面应力求简单、规则水平结构不规则：扭转不规则、凹凸不规则(缩进>30%)、楼板局部不连续(楼板宽<50%,开洞>30%)结构平面布置应减少扭转的影响。

在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。

结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B 级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。

竖向不规则：侧向刚度不规则、竖向抗测力构件不连续、楼层承载力突变建筑结构竖向布置应使体型规则、均匀，避免有较大的内收和外挑，结构承载力和刚度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。

往往沿竖向分段改变截面尺寸和混凝土强度等级，使结构刚度自下而上递减。

实际施工设计中1）竖向变化不超过4段。

2）每次改变，梁、柱尺寸减少100-150mm, 墙厚减少50mm,混凝土强度降低一个等级。

3）一般尺寸改变与强度改变错开楼层布置，以避免刚度产生较大突变。

楼层侧向刚度不宜小于相邻上层的70%或其上三层刚度平均值的80%A级建筑抗侧力构件的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%不应小于其上层受剪承载力的65%;B级建筑为不小于上层受剪承载力的75%变形缝可分为哪三种，它间之间的区别是什么？变形缝可分为伸缩缝、沉降缝和防震缝。

伸缩缝和防震缝仅将基础以上的房屋分开，而沉降缝则将房屋连同基础一起分开，伸缩缝的缝宽比防震缝小三缝设缝原则：尽量不设缝或者少设缝，如果要设缝宜三缝合一，伸缩缝和防震缝在基础处可以不分开，而沉降缝在基础处必须分开。

变形缝概念1）伸缩缝是为了避免结构因温度应变化和混凝土干缩变形使房屋产生裂缝而设置的。

2）沉降缝是在结构平面方向狭长而立面有较大变化时，地基础有显著变化，高层塔楼和底层裙房之间，可能产生不均匀沉降3)是在房屋平面形状复杂且无法调整其平面形状和结构布置为规则结构时设置防震缝为什么要设置变形缝？1）伸缩缝是为了避免温度应力和混凝土收缩应力使房屋产生裂缝而设置的。

2）沉降缝是为了避免地基不均匀沉降时（如地基础有显著变化）在房屋构件中产生裂缝而设置的。

3) 防震缝是为了避免由这种附加应力和变形引起震害而设置的。

（刚度、高度和重量、自振频率、相互挤压、附加拉力，剪力和弯矩）（建筑的层数、质量、刚度差异较大，或有错层）后浇带作用( 每30~40M设一道,带宽为800~1000mm)施工中预留后浇带。

施工过程中混凝土可以自由收缩，从而大大减少了收缩应力。

混凝土的抗拉强度可以大部分用来抵抗温度应力。

后浇带施工的注意事项是什么1）后浇带混凝土在主体混凝土施工后60天浇注，至少也不应少于30天。

2）后浇带混凝土浇筑时的温度宜低于主体混凝土浇注时的温度。

3) 后浇带应贯通建筑物的整个横截面，使得缝两边结构可自由伸缩。

4）后浇带可选择对结构影响较小的部位曲线通过。

5）后浇带两侧结构长期处于悬臂状态，所以支撑模板不能全部拆除。

什么情况下设置沉降缝？1）高度差异或荷载差异较大处。

2）上部不同结构体系或结构类型的相邻交界处。

3) 基础土的压缩性有显著差异处。

4）基础处理方法不同处，如部分为地下室，部分为非地下室；部分为桩基，部分为天然地基。

什么情况下宜设置“防震缝”？1）平面长度和突出部分尺寸较长，而又没有采限有效措施。

2）各部分结构刚度、荷载或质量相差悬殊，而又没有采取有效措施时。

3）房屋有较大错层时。

确定变形缝宽度的原则是什么？考虑施工偏差后，当结构产生伸缩变形、不均匀沉降变形以及地震变形时，房屋各独立单元应互不相碰。

高层建筑基础的类型有哪些？1）钢筋混凝土筏形基础；（当建筑层数不多，地基土质较好、上部结构轴线间距较小且荷载不大时）2）箱形基础：具有较大的结构刚度和整体性（适用于上部结构荷载较大而地基土较软弱的情况），可使部分土体重量得到置换。

3）桩基：承载力可靠，沉降小。

（适用于软弱地基土和可能液化地基条件）结构选型：根据高度，高宽比，抗震设防类别、设防烈度、场地类别、结构材料、施工技术等。

应满足1》满足使用要求2》尽可能与建筑形式相一致3》平面和立面形式规则，受力好有足够的承载力，刚度延性。

4》施工简便，经济合理.什么是抗震设计的二阶段设计方法?为什么要采用二阶段设计方法?第一阶段为结构设计阶段，第二阶段为验算阶段。

第一阶段对构件的截面承载力验算和第二阶段对塑性变形验算，并与概念设计和构造措施相结合实现小震不裂、中震可修、在震不倒的目标。

地震作用的计算方法：底部剪力法，振型分解反应谱法，时程分析法。

延性和延性比是什么?为什么抗震结构要具有延性?延性是指构件和结构屈服后，具有承载力不降低或基本不降低、且有足够塑性变形能力的一种性能，一般用延性比表示延性即塑性变形能力的大小。

构件延性比：对于钢筋混凝土构件，当受拉钢筋屈服后，进入塑性状态，构件刚度降低，随着变形迅速增加，构件承载力略有增大，当承载力开始降低，就达到极限状态。

延性比是极限变形与屈服变形的比值。

当设计成延性结构时由于塑性变形可以耗散地震能量结构变形虽然会加大但结构承受的地震作用不会很快上升内力也不会再加大因此具有延性的结构可降低对结构的承载力要求也可以说,延性结构是用它的变形能力抵抗罕遇地震作用反之如果结构的延性不好,则必须有足够大的承载力抵抗地震.后者会多用材料,对于地震发生概率极少的抗震结构,延性结构是一种经济的设计对策抗震设计时，根据烈度，结构类型，房屋高度，采用不同抗震等级简述高层建筑结构结构设计的基本原则。