多塔与连体高层结构设计与施工-湖南大学-沈蒲生
湖南大学混凝土结构设计原理_沈蒲生课件
主 页目 录帮 助下一章上一章绪 论主 页目 录帮 助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？结 构：广义上指房屋建筑和土木工程的建筑物、 构 筑物及其相关组成部分的实体。
狭义上指各种工程实体的承重骨架。
√C A A B B砼结构C C B AD 砌体结构B C C D C 木结构√ A A C C A 钢结构备注工艺性整体性耐久性价格强度结构名称土木工程主要结构类型特性比较表主 页目 录帮 助下一章上一章 砼结构：以混凝土（砼：tóng ）为主要材料制作的结构。
如：●素砼结构（plain concrete structure ）●钢筋砼结构（reinforced concrete structure ）●型钢砼结构（Steel-reinforced concrete structure ） 劲性混凝土结构 钢骨混凝土结构●钢管砼结构（ Concrete-filled tube structure ）●预应力砼结构（Prestressed concrete structure ）●砼：人造石，抗压强度高，抗拉强度低，脆性。
●钢筋：抗拉、抗压强度都高，塑性好。
主 页目 录帮 助下一章上一章§0.9学习内容与方法材 性 设计方法轴拉构件 轴压构件 受弯构件 受剪构件 受扭构件 偏压、偏拉构件 变形、裂缝及结构的耐久性 预应力砼结构楼盖结构 单层厂房结构多、高层 框架结构基础知识构件设计结构设计，后续课结构设计原理=基础知识+构件设计原理与方法0.9.1 学习内容主 页目 录帮 助下一章上一章0.9.2 学习方法熟悉材性、以解释现象；熟悉设计方法，以更好掌握设计原理； 注意与几门力学的联系与区别； 重视试验，重视实践经验；拓宽专业面，重点在建工、桥梁结构；教材：沈蒲生、梁兴文主编。
混凝土结构设计 原理。
北京：高等教育出版社，2011。
主 页目 录帮 助下一章上一章附加信息：混凝土结构设计原理 不仅是土木工程专业核心课也是湖南大学考研复试必考科目如果需要更多课件请发邮件到489359126@ ，或加此QQ主页目录上一章下一章帮助。
混凝土结构设计原理沈蒲生答案
绪论0-1：钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不相同的材料，它们为什么能结合在一起工作？答:其主要原因是：①混凝土结硬后,能与钢筋牢固的粘结在一起，相互传递内力.粘结力是两种性质不同的材料能共同工作的基础。
②钢筋的线膨胀系数为1。
2×10—5C-1,混凝土的线膨胀系数为1.0×10—5~1。
5×10—5C—1，二者的数值相近。
因此，当温度变化时，钢筋与混凝土之间不会存在较大的相对变形和温度应力而发生粘结破坏。
习题0—2：影响混凝土的抗压强度的因素有哪些？答：实验方法、实验尺寸、混凝土抗压实验室,加载速度对立方体抗压强度也有影响。
第一章1-1 混凝土结构对钢筋性能有什么要求?各项要求指标能达到什么目的？答：1强度高，强度系指钢筋的屈服强度和极限强度。
采用较高强度的钢筋可以节省钢筋，获得较好的经济效益。
2塑性好，钢筋混凝土结构要求钢筋在断裂前有足够的的变形，能给人以破坏的预兆。
因此，钢筋的塑性应保证钢筋的伸长率和冷弯性能合格.3可焊性好，在很多情况下，钢筋的接长和钢筋的钢筋之间的链接需通过焊接，因此，要求在一定的工艺条件下钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形，保证焊接后的接头性能良好。
4与混凝土的粘结锚固性能好，为了使钢筋的强度能够充分的被利用和保证钢筋与混凝土共同作用,二者之间应有足够的粘结力。
1-2 钢筋冷拉和冷拔的抗压、抗拉强度都能提高吗？为什么？答:冷拉能提高抗拉强度却不能提高抗压强度，冷拉是使热轧钢筋的冷拉应力值先超过屈服强度,然后卸载,在卸载的过程中钢筋产生残余变形，停留一段时间再进行张拉,屈服点会有所提高，从而提高抗拉强度,在冷拉过程中有塑性变化，所以不能提高抗压强度.冷拨可以同时提高钢筋的抗拉和抗压强度，冷拨是将钢筋用强力拔过比其径小的硬质合金拔丝模，钢筋受到纵向拉力和横向压力作用,内部结构发生变化，截面变小，而长度增加，因此抗拉抗压增强.1-3 影响混凝土的收缩和徐变的因素有哪些？答：1、混凝土的组成和配合比是影响徐变的内在因素。
一些看过且认为不错的结构设计书籍
一些看过且认为不错的结构设计书籍毕业以来从事建筑结构设计近11年矣，虽不太喜欢这个行业，但该行业仍是我可以找到最高收入的行业，唯有不时充电方可赖以混饭吃。
推荐一些自以为不错的书，当然不少也是别人推荐给我的。
不过老实说，这些书基本上是3年以前看的，绝大多数是04年以前看的，现在提不起劲看书，懒惰了，或是疲倦了--这个应该首先感谢国家，给我们那么多加班、改图和迟迟拿不到提成的机会。
1.《结构概念和体系》(第二版)，林同炎、S·D·斯多台斯伯利著，中国建筑工业出版社，1999。
林同炎在结构界的地位等同于贝聿铭在建筑界的地位，美国伯克利加州大学教授、林同炎国际工程顾问公司董事长、世界著名结构大师、中科院外籍院士。
此书是我刚毕业时买的，在美国是公认最好的结构专业书籍。
与国内结构书籍大多侧重计算和构件不同，此书侧重于各种结构体系的概念和简要分析，使初次接触国外书籍的我大开眼界。
2.《建筑结构静力计算手册》(第二版)，《建筑结构静力计算手册》编写组，中国建筑工业出版社，1998。
虽然目前结构计算主要靠计算机，但该书翔实的计算表格、公式仍非常有用，比如很多时候并不像费劲地在理正工具箱里建模，可以直接查表计算。
全书内容包括：一般计算资料、单跨梁、连续梁、板、桁架、拱、等截面刚架、变截面刚架、井字梁、阳台梁、排架，以及平面杆系计算结构力学、求解矩阵位移法议程的广义平方根法、考虑剪切变形杆件的截面的形状系数等。
此书貌似已经绝版，没发现再出新版。
3.《混凝土结构设计》(第十一版)，尼尔逊、温特尔著，中国建筑工业出版社，1994。
看过林同炎《结构概念和体系》后，对国外编写的教材和手册兴趣浓厚。
此书是多次修改再版，是多家美国知名大学的混凝土教科书。
有些内容在国内教材是不重视或干脆不讲的，如：无梁楼盖、板的条带设计法、组合结构、地基支承板，可以看出我们学的混凝土课程知识面窄很多。
4.《预应力混凝土结构设计》(第三版)，林同炎、Burns著，中国铁道出版社，1983。
高层建筑结构设计 课后答案 (沈蒲生)
高层建筑结构设计课后答案 (沈蒲生)（文档1）一：前言高层建筑结构设计是现代建筑领域中的重要内容之一，它涉及到各种工程技术和专业知识，需要设计师在结构力学、材料力学、施工技术等方面具备丰富的经验和知识。
本文档旨在提供关于高层建筑结构设计的详细指导，以便设计师能够准确、科学地进行设计工作。
二：设计要求1. 建筑结构安全性要求高层建筑结构设计的首要是确保建筑安全。
设计师需要根据相关标准和规范，对结构进行合理的安全设计，包括承载能力、抗震性能、防火性能等方面的考虑。
2. 施工工艺要求高层建筑的施工工艺相对复杂，设计师需要考虑到施工的可行性和效率，设计结构时要尽量避免施工过程中的困难和瓶颈。
3. 节能环保要求随着社会对节能环保的要求越来越高，高层建筑结构设计也需要考虑到节能环保的要求。
设计师需要选用合适的材料和结构形式，以达到节能环保的效果。
三：设计内容1. 建筑结构形式选择高层建筑可以采用多种结构形式，如框架结构、筒体结构、网壳结构等。
设计师需要根据建筑性质和功能要求，选用合适的结构形式。
2. 结构布置设计高层建筑的结构布置需要考虑到空间利用效果和施工工艺要求。
设计师需要进行综合考虑，以确保结构布置的合理性和稳定性。
3. 结构荷载计算高层建筑的结构荷载计算是设计过程中的重要环节。
设计师需要详细了解建筑的使用情况和荷载特点，根据相关规范进行荷载计算。
4. 结构分析与设计高层建筑的结构分析与设计是设计过程的核心内容。
设计师需要运用结构力学和材料力学的知识，进行结构的全面分析和设计。
四：附件本文档涉及的附件包括：1. 高层建筑结构设计图纸；2. 高层建筑结构设计报告；3. 高层建筑结构材料选型表；4. 高层建筑结构施工工艺流程图等。
五：法律名词及注释1. 建筑结构安全标准 - 国家标准GB 50010该标准规定了建筑结构设计的安全性要求和技术规范。
2. 结构荷载标准 - 国家标准GB 50009该标准规定了建筑结构设计中的荷载计算方法和荷载数值。
多塔与连体高层结构设计与施工
接方式，实现了高层建筑的结构安全和稳定性。
广州国际金融中心
02
该工程采用双塔连体结构，通过优化设计，实现了结构安全、
经济性和建筑美学效果的统一。
案例总结
03
连体高层结构设计需重点关注连体部分的构造和连接方式，以
确保整体结构的稳定性和安全性。
案例总结与启示
多塔与连体高层结构设计需综合考虑 多种因素，如结构体系、连接方式、 抗震性能等，以确保整体结构的稳定 性和安全性。
本主题旨在探讨多塔与连体高层结构设计的基本原则、方法和技术，以及施工过程中的关键技术和难 点问题。通过深入分析相关案例，总结经验教训，为实际工程提供理论和实践指导。
02
多塔高层结构设计
结构设计特点
结构体系复杂
多塔高层结构由多个塔楼组成， 各塔楼之间通过连廊、连接体等 结构形式连接，形成复杂的结构
岩土介质离散化为一系列刚性或柔性单元，模拟岩土介质的变形和破坏
行为。
03
连体高层结构设计连体结构类型 Nhomakorabea01
02
03
刚性连体
通过刚性连接件将两个或 多个塔楼连接在一起，形 成一个整体结构。
柔性连体
塔楼之间通过柔性连接件 连接，允许一定的相对位 移。
半刚性连体
结合刚性和柔性连体的特 点，具有一定的刚度和柔 性。
结构设计要点
协同设计
考虑整体结构的协同工作， 确保各塔楼的承载能力和 稳定性。
连接部位设计
对连接部位进行详细设计， 确保其承载能力和稳定性。
抗震设计
考虑地震作用对连体高层 结构的影响，采取相应的 抗震措施。
结构分析方法
有限元分析
稳定性分析
利用有限元方法对结构进行离散化， 通过数值计算分析结构的性能。
多层框架结构设计
非抗震设计
高度限制（m）
70
抗震设防烈度
6度
7度 8度 9度
60
55
45
25
高宽比限制
5
4
3
2
框架结构适用于非抗震时的多层及高层建筑，抗震设计时的 多层及小高层建筑（7度区以下）。7度区以下、小于等于3层的多 层建筑可不采用框架结构。
一般8度区高度超过20m采用框架结构不经济，因此6层以上 的建筑结构宜采用框架—剪力墙结构或剪力墙结构。
板或井字梁楼盖。 抗震设计时，不应采用部分由砌体墙承重、部分由框架承
重的混合承重形式。
横向框架梁 板 纵向框架梁
横向框架梁 板 纵向框架梁
框架梁 双向板
框架结构的承重方案
（3）柱网及层高 1）内廊式 2）等跨式
3）对称不等跨式
走廊及卫生间
走廊及卫生间
民用建筑柱网布置
结构布置情况是用图纸来表达的。结构布置图上要 将房屋中每一结构构件的类型、编号、平面和空间的位 置等明确地加以表示，它不但是结构设计人员用以进行 设计计算的依据，而且是施工人员进行施工时必不可少 的。
主梁截面宽度可取bb = (1/3~1/2)hb，且不宜小于200mm。 为了保证梁的侧向稳定性，梁截面的高宽比（hb/bb）不宜大 于4。（对于一般民用建筑，以选用下限为宜）
当一根框架梁的各跨跨度相差较大时，这种框架梁各 跨的截面宽度应该相同，以利于梁内上部纵筋的贯通和下 部纵筋的锚固；但梁各跨的截面高度应该取不同值。
为了降低楼层 高度，可将梁设计 成宽度较大而高度 较小的扁梁，扁梁 的截面高度可按
(1/25~1/18)lb 估算。扁梁的截面 宽度b（肋宽）与其 高度h的比值b/h不 宜超过3。
混凝土结构设计原理沈蒲生第5版的新解读
混凝土结构设计原理沈蒲生第5版的新解读混凝土结构设计原理是指在建筑工程中，根据工程要求和使用需求，采用适当的混凝土、钢筋和其他建筑材料，通过合理的结构设计，构建出能够承受荷载和满足使用要求的建筑结构。
混凝土结构是建筑工程中最重要的基础结构之一，其设计原理直接关系到建筑的质量、安全和使用效果。
一、混凝土的力学性能及其影响因素（一）混凝土的力学性能混凝土的力学性能包括抗拉强度、抗压强度、弹性模量、泊松比等。
其中，抗压强度是混凝土最重要的力学性能之一，通常用于评估混凝土的质量和承载能力。
抗压强度是指在荷载作用下，混凝土试件在规定条件下破坏时所承受的最大压力。
（二）混凝土的影响因素混凝土的力学性能受到多种因素的影响，包括材料成分、配合比、制作工艺、养护条件等。
其中，材料成分是决定混凝土力学性能的关键因素之一。
影响混凝土强度的主要因素包括水泥的品种、砂石骨料的种类和质量、混凝土中的气孔和裂缝等。
二、混凝土结构设计原理（一）承载力设计原理混凝土结构的承载力设计原理是指根据混凝土的力学性能和荷载的作用，通过合理的结构设计，满足结构的承载能力要求。
具体来说，承载力设计原理包括以下步骤：1.确定荷载：根据建筑的使用要求和环境条件，确定建筑结构所需承受的荷载类型和大小。
2.设计结构：根据荷载的作用和建筑结构的要求，设计合理的结构形式和尺寸。
3.计算承载力：根据混凝土的力学性能和荷载的作用，计算建筑结构的承载能力和稳定性。
4.评估安全性：通过对承载力计算结果的评估，确定建筑结构的安全性和可靠性。
（二）变形控制设计原理混凝土结构的变形控制设计原理是指根据混凝土的变形特性和荷载的作用，通过合理的结构设计，控制结构的变形和变形速度，从而保证结构的稳定和安全。
具体来说，变形控制设计原理包括以下步骤：1.确定变形限制：根据建筑的使用要求和结构的稳定性要求，确定结构的变形限制。
2.设计结构：根据变形限制和荷载的作用，设计合理的结构形式和尺寸，确保结构的稳定和安全。
多塔与连体高层结构设计与施工_OK
对称双塔结构的五种基本振型
19
●在水平地震作用下，三种基本振型xL-xL、 θL-θL、yL-θ 的振型参与系数为零，即对内力
和位移没有影响。 ●与单塔结构的受力性能相近。 ●以上结论对对称多塔结构具有适应性。
20
[例1] 与单塔结构比较例题
平面图
底盘平面长 115.2 m，宽 57.6m。 塔 楼平面轴线 长28.8m，宽 28.8m。
普通桁架式连接体
空腹桁架式连接体
旋臂式连接体
吊梁、托梁式连接体
53
（2）按连接体与塔楼的连接方式分类 连接体与塔楼必须具有可靠连接。
连接方式： ● 刚性连接； ● 铰接连接； ● 滑动连接； ● 弹性连接。
54
刚性连接
铰接连接
55
滑动连接限位装置
56
橡胶垫支座 带阻尼器的橡胶垫支座
57
（3）按连接体与塔楼的相对刚度分类 可分为：强连接；弱连接。
两端刚接
11.9109 4398.388 1.64×105
48.64 1.388×102
13.7752 4382.284 1.61×105
0 0
两端铰接
12.3621 4404.978 1.63×105
3.943 0
13.7761 4382.287 1.61×105
0 0
左端铰接、右端刚接
12.1544 4401.782 1.63×105
三、连体高层结构的动力特性 及地震响应分析
1、分析模型
串并联质点系层模型
37
串并联刚片系层模型
38
考虑底盘和连接体变形的串并联刚片系层模型 39
质量集中于节点系模型
推荐结构专业经典书籍
第一部分结构概念（1）《高层建筑结构设计》清华大学三巨头编著(2）《现代高层建筑结构设计》赵西安编著（3）《实用高层建筑结构设计》（第二版) 傅学怡本书共830页，内容十分丰富.如果你是一个高层结构设计新手，建议可以研读本书第1章至第9章；如果你是一个高层结构设计老手，可以研读本书第10章、14章至第22章，定会有很多收获。
（4）《建筑结构设计实用指南》张元坤李盛勇著如果你是一个刚刚走上结构设计岗位的年轻工程师，如果你的脑子里面只有大学学的一根梁、一根柱、一块板，而缺乏一个对结构的整体概念和认识,那么本书一定帮助解答心中的那些困惑。
这本书就是从未正式出版的一本结构秘笈,仅在国内少数几家大型甲级设计院内传阅的一本内部资料。
它就是由原广东省建筑设计院的两位资深老总张元坤和李盛勇汇集几十年的工程设计经验而成，容柏生院士亲自撰写前言，傅学怡前辈作序的《建筑结构设计实用指南》。
傅总在序中这样评价这本书：《建筑结构设计实用指南》一书,系著者大量建筑结构设计成功实践经验的总结和升华。
它思路清晰、内容广泛、经验实在、图文并茂，对结构工程师如何“多快好省”地从事好建筑结构设计工作具有十分重要的实用参考价值。
（5)《高层建筑结构概念设计》郁彦著本书是郁总几十年工程设计经验和研究的总结,其中很多见解是崭新的、开拓性的、独创性的。
本书1999年由中国铁道出版社出版,由于该书小而薄,所以一直很少有人研读此书，但它确实是一本秘籍，十分值得有一定结构设计经验的工程师研读。
本书由中国建筑科学研究院徐培福院长亲自作序，这足以说明此书的份量。
第二部分 PKPM参考书前言：在开始这篇文章之前，先说明：鄙人只是一个菜鸟，所以以下所叙述的观点,很可能只是有待商榷甚至可能错误的。
加上以下我所推荐的书，我阅读的深度各有不同（由于个人的实践经验及客观情况，有些书我是反复看过两三次的，也有的书是略读或是挑读的，故而如果我的评价失真，请仔细甄别)。
混凝土结构设计课后思考题答案 沈蒲生 第4版教学提纲
混凝土结构设计课后思考题答案沈蒲生第4版Zz1521.1 结构设计的基本内容及步骤有哪些？试举例说明。
根据结构的概念设计，确定结构材料，结构体系，布置和施工方法；结构分析与设计（其中包括计算简图，内力，变形分析及配筋计算等），结构的构造设计;绘制结构的施工图（其中包括结构布置图，构件末班和配筋图等）1.2 钢筋混凝土梁板结构有几种形式？他们是怎么样划分的？由单向板组成的梁板结构称为单向板梁板结构，由双向板组成的梁板结构称为双向板梁板结构。
当L2/L1<=2时，按双向板设计，2<L2/L1<3时，宜按双向板设计，若按单向板设计时，沿长边方向应配置不少于短边方向25%的受力钢筋。
1.3荷载在整体式单向板结构的板、次梁和主梁中式如何传递的，为什么？按弹性理论和塑性理论计算式两者的计算简图有何区别？单向板以次梁为支座，次梁以主梁为支座，主梁以柱和墙体为支座，作用于结构上的荷载首先由单向板传递给次梁，再由次梁传递给主梁，最后由主梁传递给柱和墙体。
为了减少整体式单向板梁板结构中的跨度，应设置次梁，为了减少次梁的跨度，应设置主梁，为了减小主梁的跨度，应设置柱或墙体；两者计算简图在结构计算跨度处不同。
按弹性理论计算时，结构计算跨度按下述规定取用：1.4整体式梁板结构中，欲求结构跨内和支座截面最危险内力时，如何确定活荷载最不利位置?(1)欲求结构某跨跨内截面最大正弯矩时，除恒荷载作用外，应在该跨布置活荷载，然后向两侧隔跨布置活荷载（2）欲求某跨跨内截面最大负弯矩时，除恒荷载作用外，应在该跨不布置活荷载，然后向两侧隔跨布置活荷载（3）欲求结构某支座截面最大负弯矩时，除恒荷载作用外，应在该支座相邻两跨布置活荷载，然后向两侧隔跨布置活荷载（4）欲求结构边支座截面最大剪力，除恒荷载作用外，其活荷载布置与该跨跨内截面最大正弯矩是活荷载布置相同。
欲求结构中间跨支座截面最大剪力时，其活荷载布置和求该支座截面最大负弯矩时活荷载布置相同。
混凝土结构设计(第三版沈蒲生主编)之梁板结构1ppt课件
保证。
梁板结构的分类
按施工方法分 按结构型式分
按施工方法分：
现浇式、装配式、装配整体式
现浇式：整体性好，抗震性强，防水性强 适用范围： 布置口有特殊要求的各种楼盖，如多层厂房中需要
布置重型机器设备或要求开设较复杂的孔洞； 抵抗动荷载作用的楼盖； 公共建筑的门厅部分、平面布置不规则局部楼盖、
肋梁楼盖
组成：板（单向、双向） 梁（次梁、主梁）
单向板与双向板
次梁与主梁
如图：整体式梁板结构，四边支承板受均布荷载q的作用。 分析：在板中央取两个单位宽度的正交板带；
不考虑平行板带间的相互影响； 依据跨中变形协调条件。
qq1q2
v1v21E q1l1I4
2q2l24
EI
q2 (1 )•(l1 )4
若x方向梁的高跨比远大于y方向时，梁的 荷载主要由x方向梁承受，而y方向梁所承 受的荷载很小，可忽略不计，则称x方向 梁为主梁，y方向梁为次梁。主梁是次梁 的支座。
二、整体式单向板梁板结构设计
结构平面布置及确定基本尺寸 计算简图 结构最不利荷载组合 连续梁、板按弹性理论方法的内力计算 连续梁、板按塑性理论方法的内力计算 单向板肋梁楼盖的截面设计与构造要求
结构设计的内容 ✓ 从总体来说，结构设计本身包括概念设计和数值设计两
个大的方面。简单地说，概念设计就是抗震构造设计， 从地震震害角度对结构构件的基本尺寸作出有关的规定， 同时提出有关的构造要求；而数值设计就是进行结构内 力分析，并根据内力配置钢筋。 设计步骤： ✓ 结构布置； ✓ 确定结构上的荷载及计算单元； ✓ 确定计算简图； ✓ 结构内力计算； ✓ 配筋计算； ✓ 根据构造要求配置钢筋； ✓ 绘制结构施工图。
(沈蒲生第四版)第二章：混凝土结构设计方法
目录 上一章 下一章 帮助
混凝土结构设计原理
第2章
§2.1 结构可靠度
2.1.1结构上的作用、作用效应与结构抗力
结构上的作用与时间有关，结构抗力也随时 间变化。
设计基准期：为确定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。
GB 50153-2008《工程结构可靠性设计统 一标准》规定的设计基准期为50年。
主页 目录 上一章 下一章 帮助
混凝土结构设计原理
第2章
§2.3 极限状态设计法
2.3.1 结构的极限状态
极限状态分为两类： 承载能力极限状态 —— 安全性
正常使用极限状态 —— 适用性、耐久性
通常对结构构件先按承载能力极限状态进行承 载能力计算，然后根据使用要求按正常使用极 限状态进行变形、裂缝宽度或抗裂等验算。
以忽略不计的作用。
如结构自重、土
—— 压力、预应力、
地基沉降等。
主页 目录 上一章
在设计基准期内其量值随时间变
可变作用 —— 化，且其变化与平均值相比不可
忽略的作用。
偶然作用 ——
在设计基准期内不一定出现，而 一旦出现其量值很大且持续时间 很短的作用。
如楼面活荷载、吊车
—— 荷载、风荷载、雪荷 下一章
钢筋强度某—钢—厂钢正材态屈分服强布度统计资料
混凝土强度 —— 正'态分布
主页 目录 上一章 下一章 帮助
某预制构件厂对某工程所作使块的统计资料
混凝土结构设计原理
第2章
2.2.2 材料强度标准值的确定
2.材料强度标准值 钢筋和混凝土的强度标准值是钢筋混凝土结构 按极限状态设计时采用的材料强度基本代表值。 材料强度标准值应根据符合规定质量的材料强 度的概率分布的某一分位值确定。
多层框架结构设计
4）《荷载规范》规定的楼面活荷载值，是根据大量调查资 料所得到的等效均布活荷载标准值，且是以楼板的等效均 布活荷载作为楼面活荷载。
5）当竖向活荷载与恒荷载之比小于0.5时，可以不考虑活 荷载的不利布置。工程中常用满布荷载法，即当活荷载作 用相对较小时，把活荷载作用于框架所有的梁上，该法支 座弯矩足够准确，跨中弯矩须乘以1.1～1.2的调整系数。此 法常用活荷载1.5～2.0kN/m2。
主梁截面宽度可取bb = (1/3~1/2)hb，且不宜小于200mm。 为了保证梁的侧向稳定性，梁截面的高宽比（hb/bb）不宜大 于4。（对于一般民用建筑，以选用下限为宜）
当一根框架梁的各跨跨度相差较大时，这种框架梁各 跨的截面宽度应该相同，以利于梁内上部纵筋的贯通和下 部纵筋的锚固；但梁各跨的截面高度应该取不同值。
非抗震设计
高度限制（m）
70
抗震设防烈度
6度
7度 8度 9度
60
55
45
25
高宽比限制
5
4
3
2
框架结构适用于非抗震时的多层及高层建筑，抗震设计时的 多层及小高层建筑（7度区以下）。7度区以下、小于等于3层的多 层建筑可不采用框架结构。
一般8度区高度超过20m采用框架结构不经济，因此6层以上 的建筑结构宜采用框架—剪力墙结构或剪力墙结构。
梁水平加腋厚度可取梁截面高度，其水平尺寸宜满足 下列要求：
bx / lx ≤ 1/2 ， bx / bb ≤ 2/3 ， bb + bx + x ≥ bc/2 梁水平加腋后，改善了梁柱节点的受力性能，故节点有 效宽度bj宜按下列规定取值： 当x = 0时，bj按下式计算：bj ≤ bb + bx 当x≠0时，bj取下列二式计算的较大值：
混凝土结构设计原理沈蒲生第5版的施工现场应用
混凝土结构设计原理沈蒲生第5版的施工现场应用混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理是指在建筑设计中，根据混凝土的力学性能和结构特点，选定合适的材料和结构形式，并进行计算、验算和优化，以保证混凝土结构的安全、经济和实用。
混凝土结构设计原理是建筑工程中的重要环节，直接关系到建筑的质量、安全和经济效益。
混凝土结构设计原理的基本要素混凝土结构设计原理的基本要素包括荷载、材料、结构形式和设计方法等。
1.荷载：荷载是指建筑物所承受的外力，包括自重、活荷载、风荷载、地震荷载等。
混凝土结构设计时必须根据荷载大小和荷载组合的不同，进行荷载计算和荷载组合计算，以确保结构的安全性和稳定性。
2.材料：混凝土结构材料包括混凝土、钢筋、预应力钢筋等。
混凝土的性能包括强度、变形和耐久性等，钢筋的性能包括强度、变形和粘结性等。
混凝土结构设计时必须根据材料性能和材料的实际情况，进行材料的选取和计算。
3.结构形式：混凝土结构形式包括框架结构、砖混结构、板壳结构等。
混凝土结构设计时必须根据建筑物的使用要求、荷载特点和材料性能等，选取合适的结构形式。
4.设计方法：混凝土结构设计方法包括极限状态设计法、变形控制设计法、强度设计法等。
混凝土结构设计时必须根据实际情况选择合适的设计方法，并进行计算和验算。
混凝土结构设计原理的设计流程混凝土结构设计的设计流程包括荷载计算、结构形式选择、材料选择、结构计算和验算等步骤。
1.荷载计算：荷载计算是混凝土结构设计的第一步，其目的是确定结构所承受的各种荷载大小和组合。
荷载计算需要考虑各种荷载的大小、组合和作用方式，并进行荷载组合计算，以确定结构的设计荷载。
2.结构形式选择：结构形式选择是混凝土结构设计的第二步，其目的是根据荷载特点和结构要求选择合适的结构形式。
结构形式选择需要考虑建筑物的使用要求、荷载特点和材料性能等因素，以选择合适的结构形式。
3.材料选择：材料选择是混凝土结构设计的第三步，其目的是根据结构形式和荷载计算结果，选取合适的材料。
高层溷合结构设计与施工1004
2、由于荷载和混凝土收缩徐变等因 素影响产生的竖向变形差问题
钢梁
钢 柱
钢筋混 凝土筒
结构变形
钢 钢柱 柱
钢梁
钢筋混 凝土筒
结构因竖向变形产生的内力
18
3、钢框架与核心筒的协同工作问题
钢框架与钢筋混凝土核心筒的质量、 刚度差别很大，自振周期不同，协同 工作是一个问题。
19
五、高层混合结构的抗震性能
震阶段为1/45，说明模型有较好的延性。 （2）结构破坏主要集中于混凝土核心筒，表现为底层核
心筒混凝土受压破坏、暗柱和角柱纵筋压屈，而钢 框架处于弹性阶段。结构整体破坏属于弯曲型。 （3）钢框架梁与混凝土核心筒连接处受力复杂，预埋件 与混凝土的粘结易遭破坏，核心筒角部节点区混凝 土破坏严重。 （4）只要设计合理，根据现行《建筑抗震设计规范》设 计的结构，能满足“小震不坏，中震可修，大震不 倒”的要求。
－
69
141
－
64
24
－
施工 节点焊接量(%) 技术 高强螺栓量(%)
100 250 100 200
－
－
8
三、高层混合结构的工程应用
国外：
研究工作始于上世纪60年代。 工程应用始于上世纪70年代。代表性建筑有：
●美国芝加哥 Gateway Ⅲ Building，36层，137m。 ●法国巴黎 Main Mantparnasse 大楼，64层。 ●英国伦敦 The National West Minster Bank Building . ●捷克 Guezla大楼，36层。 ●日本神奈县海老名塔楼，25层。 ●新加坡 Overseas Union Building ，64层。
（1）徐变的计算
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（水平坐标表示右塔楼高度与左塔搂高度之比。）
三、连体高层结构的动力特性 及地震响应分析
1、分析模型
串并联质点系层模型
37
串并联刚片系层模型
38
考虑底盘和连接体变形的串并联刚片系层模型
39
质量集中于节点系模型
40
分段连续化的串联模型
41
2、振动方程 对于多自由度体系，无阻尼自由振动方 程的基本形式为：
普通桁架式连接体
空腹桁架式连接体
旋臂式连接体
吊梁、托梁式连接体
53
（2）按连接体与塔楼的连接方式分类 连接体与塔楼必须具有可靠连接。
连接方式：
● 刚性连接； ● 铰接连接； ● 滑动连接； ● 弹性连接。
54
刚性连接
铰接连接
55
滑动连接限位装置
56
橡胶垫支座
带阻尼器的橡胶垫支座
57
（3）按连接体与塔楼的相对刚度分类 可分为：强连接；弱连接。 （4）按连接体的跨度分类 可分为：大跨度连接体；小跨度连接体。 （5）按连接体的位置分类 可分为：高位连接；中位连接；低位连 接。
29
计 算 第 1 平 第 1 扭 塔 楼 底 盘 顶 结 构 底 层 结构底层 结 构 结 构 模 型 动 周 转 周 顶 层 层 地 震 剪力/kN 弯 矩 顶 层 层 间 /kN.m 代 号 期/s 期/s 地 震 力/kN 位 移 最 大 /mm 位 移 力/kN 角 ST1 3.4916 3.1851 701.09 5025.78 14497.71 428865.6 72.02 1/845 ST2 3.4922 3.1802 701.29 5025.79 14498.47 429860.6 71.93 1/846 ST3 3.4867 3.1772 700.69 5025.88 14498.62 428952.1 71.14 1/851 ST4 3.4906 3.1764 701.26 5024.73 14493.64 428806.8 72.22 1/843
2 3 4 2.18 1.97 0.78 90.00 90.30 -8.00 Y向 扭转 扭转 0.00 1.00 0.68
2.80 扭转 90.00 Y向
5
6
0.76
0.70
89.90
0.00
扭转
Y向
1.00
0.38
由上表可见，双向对称双塔连体结构的扭转效应增大。
48
3、非对称连体结构
[例5] 非对称双塔连体结构性能算例。
振型 周 期 方 向 类型 /s 角（ 0 ） 1 2.38 0.00 X 向
2 3 4 5 6 2.07 1.82 0.61 0.58 0.52 90.00 Y向 -0.30 0.00 扭转 X向
扭 振 成 分 0.00
0.00 1.00 0.00 1.00 0.00
振型 周 期 方 向 类型 扭振成 /s 角（0） 分 1 2.36 0.00 X 向 0.00
平 动 系 数 扭转系数 （x+y） 0.11+0.89 0.00
0.89+0.11 0.00+0.00 0.12+0.87 0.88+0.12 0.00+0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 1.00
周 期
平 动 系 数 扭转系数 （ x + y） 3.4922 0.00+1.00 0.00
多塔与连体高层结构 设计与施工
湖南大学 沈蒲生
1
一、基本知识
1、多塔结构
（1）多塔结构的组成
在一个不设永久性变形缝的底盘上，设置 两个或两个以上塔楼的结构，称为多塔结 构。因此，多塔结构的组成为： ● 一个大底盘； ● 两个或两个以上的塔楼。
2
纽约世界贸易中心大楼
萨拉热窝多功能摩天楼
3
深圳国企大厦
由表可见，塔楼间距对结构受力性能影响很小。
30
（2）底盘高度影响
对自振周期的影响
对顶层地震反应力的影响
31
对底盘顶层地震力的影响
对底盘底层剪力的影响
32
对塔楼顶部位移的影响
对最大层间位移的影响
上述比较表明，底盘高度对结构受力性能有较大影响。
33
（3）底盘刚度影响
为了考查底盘刚度对结构性能的影响，在底盘中 增加少量的剪力墙，结果如下表。
左塔楼为框架-核 心筒结构，右塔 楼为纯框架结构， 30层，顶部采用 桁架做连接体。 其它条件见例4-5。
49
地震作用下x方向最大位移
地震作用下y方向最大位移
50
地震作用下楼层剪力
地震作用下楼层弯矩
51
刚度对称双塔振型
刚度不对称双塔振型
52
四、连接体及其对结构性能的 影响
1、连接体的分类
（1）按连接体的结构形式分类
两端铰接 12.3621 4404.978 1.63×105 3.943 0 13.7761 4382.287 1.61×105 0 0
左端铰接、右端刚接 12.1544 4401.782 1.63×105 3.247 0 13.7741 4382.284 1.61×105 0 0
73
塔楼平面
裙房平面
连接方式 顶点位移/mm 底部剪力/kN X向 底部弯矩/kN.m 连体竖向剪力/kN 连体弯矩/kN.m 顶点位移/mm 底部剪力/kN Y向 底部弯矩/kN.m 连体竖向剪力/kN 连体弯矩/kN.m
两端刚接 11.9109 4398.388 1.64×105 48.64 1.388×102 13.7752 4382.284 1.61×105 0 0
（3）工程应用
吉隆坡双子塔，88层，452m，最高连体。 中央电视台新楼，51层，234m，斜塔悬连。 北京当代MOMA工程，21层，66m，9塔连体。 杭州市民中心大厦，26层，110m，6塔连体。 青岛海尔时空飞碟，100m，主塔倾斜80度。 更多工程实例见表1-2。
14
（4）受力特点
比连体结构更加复杂。影响因素有： ● 塔楼的结构形式； ● 塔楼的对称性； ● 塔楼的间距； ● 连接体的数量、刚度和位置； ● 连接体与塔楼的连接方式； ● 有底盘时，底盘层数、高度及楼面刚度； ● 竖向地震作用及风荷载的影响等。
59
（1）周期、振型对比
前18阶周期
60
连接体位置对周期的影响
连接体位置对Tt/T1的影响
61
1
2
3
4
5
6
7
8
62
情况1的前8阶振型
1
2
3
4
5
6
7
8
63
情况2的前8阶振型
（2）位移比较
X方向层间位移角
y方向层间位移角
64
X方向楼层最大侧移
顶层扭转角变化
高塔塔顶侧移
矮塔塔顶侧移
65
（3）内力比较
由表可见，底盘刚度对结构性能有较大影响。
34
4、不对称双塔结构
[例3] 左、右塔楼高度不等时的算例。
左塔逐渐由30层 降至15层，右塔 逐渐由0层增加 至15层，每次变 化一层。其它情 况见例3-6。
立面图
35
左、右塔楼高度不同时 底盘顶层地震力的变化
左、右塔楼高度不同时 底盘底部剪力的变化
36
15
二、多塔高层结构的动力特性 及地震响应分析
1、分析模型
串并联质点系层模型
串并联质点系层模型
16
考虑底盘变形的串 并联刚片系层模型
分段连续化串并联组模型
此外，还有应用最为广泛的三维空间动力分析模型。
17
2、振动方程
对于多自由度体系，无阻尼自由振动方程的基本形 式为：
18
3、双轴对称双塔结构
结构类别 第1平动 第1扭转 塔 楼 顶 周期/s 周期/s 层 地 震 力/kN 3.4922 3.1802 701.28 普通底盘 3.1764 762.03 底盘刚度增大 3.4144 底 盘 顶 层 地 震 力/kN 5025.81 6445.92 底层地震 最 大 楼 层间 最 剪力/kN 层 位 移 大位移 /mm 角/rad 14498.50 71.93 1/846 17101.37 68.40 1/876
对称双塔各楼层剪力
单塔各楼层弯矩
对称双塔各楼层弯矩
27
（4）位移比较
单塔各楼层位移
对称双塔各楼层弯矩
通过上述比较可见，双轴对称双塔结构的受力 性能与相应的单塔结构相似。
28
[例2]影响因素分析例题。
（1）塔楼间距影响
计算了以下四种情况：
计算模型代号 双塔间距（净距）/m ST1 14.4 ST2 28.8 ST3 43.2 ST4 57.6
平面图
21
总共30层，裙 房5层。设防烈 度为7度，阻尼 比0.05，二类 场地土。其它 条件见例3—3。
正立面图
22
单塔结构平面图与立面图
23
（1）振型比较
单塔结构前12阶振型
双轴对称双塔结构前12阶振型
24
（2）周期比较
振型 单 塔 结 构 双 塔 结 构
周 期
1 2 3 4 5 6 3.4909 3.4903 3.2528 0.9805 0.9805 0.9764
9
吉隆坡彼得纳斯大厦
厦门东方时代广场
10
湖南省广播电视中心
中央电视台新楼
11
北京当代MOMA工程
12
（2）连体结构的分类 按塔楼数量分类： 可分为双塔连体、三塔连体、四塔连体 等。其中以双塔连体结构使用最多。 按结构布置分类： ● 双轴对称多塔结构； ● 单轴对称多塔结构； ● 不对称多塔结构。 13