高层建筑抗侧力结构及布置
高层建筑结构课件第2章(结构体系与结构布置)
六.截面尺寸初估（方案设计和初步设计时）
1.柱截面：
由轴压比控制
N c c f cbh
轴压比限值 P68表4.4
柱负荷面积 表4.4
单位面积荷载：框架、框-剪12～14kN/m2； 框架柱轴压比限值 剪力墙、筒体13～16
N Q S Qn
结1.1 构～ 体 系 系数 1.2
3.适用范围：适用于200m以下的超高层
代表作品及平面：
深圳国贸大厦
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五.结构体系（抗侧力体系）的选择
•建筑使用功能 •建筑平面
•建筑高度
•抗震等级 •地质条件 •施工技术 ……
用 途 住 宅 旅 馆 公 共
≤50m 剪力墙、框架-剪力墙 剪力墙、框架-剪力墙、 框架 框架-剪力墙、框架
≥50m 剪力墙、框架-剪力墙 剪力墙、框架-剪力墙、 筒体 框架-剪力墙、筒体
竖向抗侧力构件不连 竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平 续 转换构件（梁、桁架等）向下传递 楼层承载力突变 抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的 80％
五.设置变形缝的原则
1.设置原则：
1）尽量不设缝，而调整平面形状、尺寸和结构布置， 采取构造和施工措施。 2）设缝时，应形成独立的结构单元，保证足够的缝宽。
框架结构 框架—剪力墙结构、筒体结构 部分框支剪力墙结构 0.7 0.75 0.6
抗震等级
计算截面以上层数 一级 二级
三级 0.9 0.95 ---
0.8 0.85 0.7
2.梁截面：
由高跨比控制：P18表2.9
注意：梁高有减小的趋势。
抵抗温度应力 3.板厚： 加强顶层约束 提高抗风抗震 一般楼层：80-140 顶层现浇板：≥120，宜双层双向配筋 地下室顶板：≥160
抗侧力结构与布置
框架结构体系
平面形状复杂的框架平面图
平面形状复杂的框架平面图
框架结构体系—— 板柱结构体系
板柱节点 柱帽
特点：传力途径更简捷，可有效增加净空高度。 缺陷：节点处受到柱集中力作用，对板抗剪不利。 适用范围：仓库，停车场，层高受到限制的场合。
2、剪力墙结构体系
剪力墙结构：纵横方向的混凝土墙体组成 抗侧力体系
1）框筒结构
❖ 框筒结构：密柱 和深梁
❖ 特点：
内柱：竖向荷载 外筒：水平荷载 柱距：一般<3m 框筒梁比较高 开洞面积在60%
以下
1）框筒结构
❖ 剪力滞后效应：翼缘框架柱中轴力分布不均匀，两边大、中 间小的不均匀现象
❖ 影响因素：梁宽、荷载、弹性模量、侧板和翼缘的相对刚度 ❖ 原因：连梁的柔性产生剪力滞后现象，使角部的柱子轴向应
注明： ➢ 防震缝宽度按照不利体系考虑，按较
低高度计算 ➢ 防震缝应沿房屋全高设置，地下室和
基础可不设 ➢ 设置收缩缝、沉降缝时必须按照防震
缝的要求
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高度重量相差较大 平面不规则
60
五、缝的设置和基础
地基的要求：承载力大、沉降小、稳定 基础的要求：稳定、刚度大而变形小 设计的要求：防止倾覆、滑移、不均匀沉降
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四、结构总体布置
抗震不利结构平面
L/B过长
不对称突出部分过长
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突出部分过长
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四、结构总体布置
抗震不利结构平面
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四、结构总体布置
(二)、结构竖向布置的要求
高宽比限制：保证建筑物在水平力作用下不发生倾覆，保证建筑物的整体 稳定性
高层建筑结构的抗侧力体系
高层建筑结构的抗侧力体系1. 框架结构框架结构体系是由梁和柱在节点区通过刚性连接构成的结构体系（图2-2）。
构件材料一般为钢筋混凝土、型钢混凝土或结构钢。
框架结构的建筑特点是：空间布置灵活，使用方便，常用于商场、办公楼、综合楼。
框架结构的结构特点是：梁与柱节点是刚性连接，即梁与柱之间除传递剪力和轴力外，必须保证弯矩的传递。
结构计算时，该节点假定为理想刚性。
因此，节点的转动刚度与柱的抗侧刚度决定着框架结构的主要抗侧能力。
与后续介绍的几种结构体系相比，框架结构抗侧刚度小，楼层水平水平位移大，对支座不均匀沉降比较敏感。
a)b) 图2-2 框架结构体系a)框架结构平面示意图 b)框架结构立面示意图 框架节点区内力集中，是关系到结构整体安全的关键部位。
震害表明，节点破坏常导致结构整体倒塌。
因为节点破坏导致结构传递水平荷载的能力迅速下降，侧移增大，从而导致框架柱在竖向荷载下重力二阶矩（P-Δ效应）激增，楼层柱端弯矩激增，随即导致局部倒塌，同一楼层发生同方向的侧移结果导致该层结构倒塌，并可能发生连续性的整体倒塌。
因此，在框架结构中，应确保节点的强度和刚度高于梁和柱的要求。
一般情况下，纯框架结构的高层建筑总高度在50米左右，水平荷载下结构的整体变形为剪切型变形，即下部楼层的层间水平位移大于上部楼层的层间水平框架柱位移（见图2-3）。
随着楼层的高宽比（建筑物大屋面高度H与建筑物平面短边B之比）的增大，框架结构在水平风荷载作用下也表现出一定的整体弯曲变形形式。
由于框架结构抗侧刚度相对较小，因此对于填充墙或其他非结构构件，需要考虑其变形能力可适应框架结构变形的要求，以免造成在水平荷载作用下填充墙或其他非结构构件的破坏。
图2-3 框架结构在水平荷载下的变形特征2. 剪力墙结构剪力墙结构体系是指结构由纵横方向的墙体承担主要的水平和竖向荷载的结构体系。
不同的材料均可构成墙体结构，如常见的钢筋混凝土剪力墙结构。
另外型钢混凝土墙体、钢板混凝土墙体，以及配筋砌块墙体或正交胶合木（Cross-Laminated Timber，CLT）均为剪力墙结构体系。
3-2房屋建筑适用最大高度及适用高宽比
混凝土后浇带
• 混凝土后浇带是高层建筑中常用的一种施工工艺， 带宽常为800mm～1000mmm，贯通的后浇带在施工期 间将结构分为独立的几部分，当结构平面尺寸较大时， 缝可以曲折贯通。后浇带内的钢筋可与带两侧钢筋同 时绑扎，也将钢筋先从两侧伸出，在带内砼浇注前再 焊接或搭接；带内待其两侧砼浇注完近两个月(≥30 天)后浇注。
240
220
200
180 160
筒体（框筒，筒中筒，
桁架筒，束筒）和巨型 300
280
框架
260
240 180
钢-混凝土混合结构房屋适用的最大高度(m) 表2-5
高层建筑结构高宽比的规定，是对结构整体刚度、抗倾覆能 力、承载能力以及经济合理性的宏观控制指标。实际上当满 足高规对侧向位移、结构稳定、抗倾覆能力、承载能力等性 能的规定时，高宽比的规定可不作为一个必须满足的条件， 也不作为判断结构规则与否及超限高层建筑抗震专项审查的 一个指标。
• 增大伸缩缝间距的可靠措施
1. 设置后浇带； 2. 局部加强配筋； 3. 施加预应力； 4. 采用预制构件或叠合结构； 5. 解除约束，设置滑移层； 6. 采用膨胀剂补偿混凝土的收缩； 7. 加强保温隔热措施等。
• 采用可靠措施后，可适当放宽伸缩缝的间距：
房屋的平面宽度B，一般矩形平面按所考虑方向的最小 投影宽度计算高宽比，对突出建筑物平面很小的局部构件 （如楼梯间、电梯间等），一般不作为建筑物计算宽度。
各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，应符合下列要求：
1 标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达 到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及 生命安全的严重破坏的抗震设防目标。
第2章-1 抗侧力结构与布置
2、一般情况下，高层建筑结构宜选用框架 结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构及筒 体结构，这些结构具有竖向布置规则，传 力途径简单，抗震性能好等优点。如果由 于建筑功能需要，也可选用带转换层的结 构、带加强层的结构、错层结构、连体结 构和多塔楼结构等复杂结构，但应进行更 详细的结构分析并采取必要的构造措施。
按施工方法不同，框架结构可分为现浇式、装配式和装配整体 式三种。在地震区，多采用梁、柱、板全现浇或梁柱现浇、板预 制的方案；在非地震区，有时可采用梁、柱、板均预制的方案。
2.1 结构体系
注：由Ｌ形、Ｔ形、Ｚ形或十字形截面柱构成的异形柱 框架结构，截面各肢的肢高肢后比不大于4。
2.1 结构体系
二、剪力墙结构体系（理解掌握）
愈小；在腹板框架中，远离翼缘框架各柱轴力的递减速度比按直线规律递减的要快。上 述现象称为剪力滞后。
2.1 结构体系
3）产生剪力滞后现象的原因：框筒中各柱之间存在剪力，剪力使联系柱子的 窗裙梁产生剪切变形，从而使柱之间的轴力传递减弱。
4）框筒中剪力滞后现象愈严重，参与受力的翼缘框架柱愈少，空间受力性能 愈弱。
纵向连系梁 横向主梁
柱
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：侧向刚度小，抵抗侧向变形能力
差。正是这一 点，限制了框架结构的建造高 度。
清华大学主楼
2.1 结构体系
2.1 结构体系
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筒体最主要的特点是它的空间受力性能好。 无论那一种筒体，在水平力的作用下都可以 看成是固定于基础上的悬臂结构，比单片平 面结构具有更大的抗侧移刚度和承载能力， 因而适宜建造高度更高的超高层建筑。同 时，由于筒体的对称性，筒体结构具有很好 的抗扭刚度。但该结构因为采用密柱深梁框 架围成的筒体会影响视线和观景。
高层建筑结构设计 第02章 高层建筑结构设计基本规定
A 级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比
结构类型
非抗震设计
框架，板柱—抗震墙
５
框架—抗震墙
5
筒体，抗震墙，框架—筒体
6
抗震设防烈度
6度、7度 8度 9度
4
3
2
5
4
3
6
5
4
注：（1）当有大底盘时，计算高宽比的高度从大底盘的顶部算起； （2）超过表内高宽比的体型复杂的房屋，应进行专门研究。
• 房屋的平面宽度B，一般矩形平面按所考虑方向 的最小投影宽度计算高宽比，对突出建筑物平面 很小的局部构件（如楼梯间、电梯间等），一般 不作为建筑物计算宽度。
• 实际上当满足高规对侧向位移、结构稳定、 抗倾覆能力、承载能力等性能的规定时， 高宽比的规定可不作为一个必须满足的条 件，也不作为判断结构规则与否及超限高 层建筑抗震专项审查的一个指标。
2.3 楼盖结构
• 房屋高度超过50m时，框架-剪力墙结构、 筒体结构及复杂高层建筑结构应采用现浇 楼盖结构，剪力墙结构和框架结构宜采用 现浇楼盖结构。当房屋高度不超过50m时， 剪力墙结构和框架结构可采用装配式楼盖， 但应采取必要的构造措施。
• 楼盖构造要求 • （1）为了保证楼盖的平面内刚度，现浇楼盖的混凝
• 对于结构上下有收进或挑出时， 其收进或挑出部分的尺 寸限制为：上部楼层收进时， 且 H 1 / H ＞ 0.2 时， 应 有 B 1 / B ≥ 0.75 ； 上部楼层外挑时， 应有 B / B 1 ≥ 0.9
且a≤4m。
二、最大适用高度与高宽比
结构体系
框架
框架--抗震墙
高层建筑的结构布置
高层建筑的结构布置在现代化的城市中，高层建筑如同一座座巍峨的巨人，矗立在天际线。
它们不仅是城市繁荣的象征，更是建筑技术和工程智慧的结晶。
而高层建筑能够稳固矗立的关键，就在于其精心设计的结构布置。
高层建筑的结构布置首先要考虑的是建筑的功能需求。
不同的用途，比如住宅、办公、酒店等，对空间布局和使用要求各不相同。
例如，住宅需要更多的私密空间和合理的户型设计；办公场所则要注重开放性和灵活性，以适应不同的办公模式和人员流动。
在满足功能需求的基础上，结构工程师需要巧妙地将结构体系与建筑空间相结合，使得建筑既实用又美观。
结构选型是高层建筑结构布置中的重要一环。
常见的结构形式包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构由梁柱组成，具有空间布置灵活的优点，但抗侧刚度相对较小，适用于层数较低的建筑。
剪力墙结构则依靠钢筋混凝土墙体来抵抗水平荷载，具有较大的抗侧刚度，但空间布置相对受限。
框架剪力墙结构结合了框架和剪力墙的优点，既能提供较大的空间灵活性，又有较好的抗侧性能，在中高层建筑中应用广泛。
筒体结构，如框筒、筒中筒等，具有很强的抗侧能力，适用于超高层建筑。
在进行结构布置时，要合理地设置竖向构件。
柱子是竖向承载的重要构件，其位置和尺寸的选择需要综合考虑建筑的功能、受力情况和经济因素。
柱子的间距要满足使用空间的要求，同时也要保证结构的整体稳定性。
为了避免柱子过于密集影响使用，或者过于稀疏导致受力不均，需要进行精确的计算和分析。
剪力墙的布置也有讲究，要尽量均匀对称，以减小结构的扭转效应。
同时，要避免在建筑的端部和转角处突然中断，以免形成薄弱部位。
水平构件在高层建筑结构中同样起着关键作用。
楼板不仅要承受竖向荷载，还要将水平荷载传递给竖向构件，并协调各竖向构件的变形。
在结构布置中，要保证楼板有足够的刚度和强度，避免出现过大的变形和裂缝。
梁的布置要与柱子和剪力墙形成合理的框架体系，共同抵抗水平和竖向荷载。
对于大跨度的空间，可以采用预应力梁或者钢梁等形式，以减小梁的高度，增加建筑的净空。
土木工程课件：抗侧力结构与布置
2、分类： 按施工方法不同，框架结构可分为现浇式、装配式和装配整体 式三种。在地震区，多采用梁、柱、板全现浇或梁柱现浇、板预 制的方案；在非地震区，有时可采用梁、柱、板均预制的方案。
2.1 结构体系 3、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
布置原则：见课本P13
4、变化情况 框支剪力墙结构：
2.1 结构体系
1）框支剪力墙结构将剪力墙结构房屋的底层或 底部几层做成框架，这种结构亦称为带转换层高层建 筑结构。
2.1 结构体系
2）破坏特点：带转换层高层建筑结构在其转 换层上、下层间侧向刚度发生突变，形成柔
性底层或底部，在地震作用下易遭破坏甚至
4、优缺点：
2.1 结构体系
1）优点：建筑平面布置灵活，能获得大空间（特别适用 于商场、餐厅等）也可按需要隔成小房间；建筑立面容易处 理；结构自重较轻；计算理论比较成熟；在一定高度范围内 造价较低。
2）缺点：侧向刚度较小，水平荷载作用下侧移较大，有
时会影响正常使用；如果框架结构房屋的高宽比较大，则水 平荷载作用下的侧移也较大，而且引起的倾覆作用也较大。 因此，设计时应控制房屋的高度和高宽比。（以15~20层以下 为宜）
在水平荷载作用下，剪力墙则是下 端固定、上端自由的悬臂柱。 注：1）剪力墙结构属于刚性结构，
对于高宽比较大的剪力墙，侧向变形 呈弯曲型（层间位移由下至上逐渐增 大）。 2）剪力墙结构水平承载力和侧 向刚度均很大，侧向变形较小。
剪力墙的侧移曲线
2.1 结构体系
3、优缺点： 1）优点：剪力墙结构水平承载力和侧向刚度均很 大，侧向变形较小；房间墙面及天花板平整，层高较 小，特别适用于住宅、宾馆等建筑。（结构高度：几 十米~ 100多米） 2）缺点：结构自重较大；建筑平面布置局限性大， 较难获得大的建筑空间（一般剪力墙间距3~8m）。
高层建筑结构设计第2章 高层建筑结构体系和布置原则
4 变形缝的设置
在未采取措施的情况下，伸缩缝的间距不宜超出 表1—8的限制。当有充分依据、采取有效措施时， 表中的数值可以放宽。
高层建筑结构伸缩缝的最大间距 表1—8
注： ①框架—剪力墙的伸缩缝间距可根据结构具体布置取表中框架结构与 剪力墙结构之间的数值； ②当屋面无保温或隔热层措施、混凝土的收缩较大或室内结构因施工 外露时间较长时，伸缩缝间距应适当减少； ③位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构，伸缩缝的间 距宜适当减少。
多年的高层建筑结构设计和施工经验表明：高层建 筑结构宜调整平面形状、尺寸和结构布置，采取构造 和施工措施，尽量不设变形缝；当需要设缝时，则应 将高层建筑结构划分为独立的结构单元，并设置必要 的变形缝。
4 变形缝的设置
温度缝：防止结构因温度变化和混凝土干缩变形 产生裂缝（基础以上上部结构断开） 不设温度缝的措施： 1. 温度影响较大部位提高配筋率； 2. 加厚屋面隔热保温层，或架空通风屋面； 3. 顶层局部设温度缝后浇带；即高强度等级的混凝 土；主体混凝土浇注后两个月；贯通结构的横截 面；位置应为结构受力影响最小，且曲折延伸避 免全部钢筋同截面搭接 ；一般每隔30～40m设一 道，后浇带宽800～1000mm。
适用30层以上 。
长/宽<2，截面尺寸接近正方形、圆形、正多边 形较好。
4、筒体结构体系
（1）框筒结构：内筒承受 竖向荷载，外筒承受水平 荷载，柱距一般在3m以内， 框筒梁比较高，开洞面积 在60%以下 1931年102层帝国大厦： 钢框架－剪力墙体系，用 钢量2.06kN/m2 1972年110层世界贸易中心：筒中筒结构体系，用 钢量1.81kN/m2
1974年110层西尔斯大楼：钢成束筒结构体系，用 钢量1.61kN/m2
高层建筑试题及答案
第一章 概论(一）填空题1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002）规定：把10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物称为高层建筑，此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。
2．高层建筑设计时应该遵循的原则是安全适用，技术先进，经济合理,方便施工。
3．复杂高层结构包括带转换层的高层结构，带加强层的高层结构，错层结构，多塔楼结构。
4．8度、9度抗震烈度设计时,高层建筑中的大跨和长悬臂结构应考虑竖向地震作用。
5．高层建筑结构的竖向承重体系有框架结构体系，剪力墙结构体系,框架—剪力墙结构体系，筒体结构体系，板柱-剪力墙结构体系；水平向承重体系有现浇楼盖体系，叠合楼盖体系，预制板楼盖体系，组合楼盖体系.6．高层结构平面布置时，应使其平面的质量中心和刚度中心尽可能靠近，以减少扭转效应。
7．《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2002适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m 的非抗震设计和抗震设防烈度为6至9度抗震设计的高层民用建筑结构。
9 三种常用的钢筋混凝土高层结构体系是指框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构.第二章 高层建筑结构设计基本原则（一）填空题1．地基是指支承基础的土体，天然地基是指基础直接建造在未经处理的天然土层上的地基.2．当埋置深度小于基础底面宽度或小于5m ，且可用普通开挖基坑排水方法建造的基础，一般称为浅基础。
3,为了增强基础的整体性，常在垂直于条形基础的另一个方向每隔一定距离设置拉梁,将条形基础联系起来。
4．基础的埋置深度一般不宜小于0。
5m ,且基础顶面应低于设计地面100mm 以上，以免基础外露。
5．在抗震设防区，除岩石地基外,天然地基上的箱形和筏形基础，其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱或桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小于建筑物高度的1/18—1/20。
6．当高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝时，高层建筑的基础埋深应大于裙房基础的埋深至少2m 。
抗侧力结构与布置
框架结构柱网布置举例
抗侧力结构与布置
典型框架柱网布置（二）
框架结构柱网布置举例
抗侧力结构与布置
典型框架柱网布置（三）
框架结构柱网布置举例
抗侧力结构与布置
2.3剪力墙结构
• 用钢筋混凝土剪力墙承受竖向荷载并抵抗侧向力 的结构，称为剪力墙结构。
• 高层建筑的抗侧力结构也就尤为重要了，这就 要求结构工程师在设计高层建筑结构时认真选 择结构体系并布置好结构的抗侧力单元。
抗侧力结构与布置
2.2框架结构
当采用梁、柱组成的结构体系作为建筑竖向承重 结构，并同时承受水平荷载时，称其为框架结构 体系。它适用于多层及高度不大的高层建筑。 2.2.1框架结构特点 1)建筑特点
框架结构的优点是建筑平面布置灵活，可做 成需要较大空间的会议室、餐厅、办公室及工业 车间、实验室等，加隔墙后，也可做成小房间。 框架结构的构件主要是梁和柱，布置比较灵活; 外墙用非承重构件，可使立面设计灵活多变。
抗侧力结构与布置
2)结构特点
• 构件截面惯性矩小，结构侧向刚度较低，侧向变形大 • 侧移由两部分组成：梁柱弯曲产生的剪切型变形，柱
轴向变形产生的弯曲型变形；侧移曲线呈剪切型。
抗侧力结构与布置
2.2.2结构布置要点
• 平面结构按两个正交主轴布置，规则，对称。柱 距3－5m（小），7－8m（大），横向，纵向，双 向承重均可。
• 抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架，梁柱刚 结，保证整体性。
• 尺寸：柱网，梁截面一般不变，柱截面可调。 • 框架梁、柱中心线宜重合。 • 楼电梯间不宜设在结构单元的两端及拐角处，因
• 建筑结构的基本构件有板、梁、柱、墙、筒体 和支撑等，基本构件或其组合如柱、墙、桁架、 框架、实腹筒、框筒等便是联系杆件和分体系 的“桥梁”，它是建筑结构基本的受力单元， 称作承重单体或抗侧力单元。
高层建筑结构抗侧力体系选择.doc
高层建筑结构抗侧力体系选择高层建筑结构体系应该怎样选择？高层建筑结构抗侧力体系选择有哪些？下面是下面带来的关于高层建筑结构抗侧力体系选择的内容介绍以供参考。
由于高层建筑中抗水平力成为设计的主要矛盾，因此采用何种抗侧力结构是结构设计的关键性问题。
根据抗侧力结构的不同，钢筋砼结构主要可分为框架结构、框架——剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构等几种结构体系，这些体系的受力特点、抵抗水平力的能力，特别是抗震性能等有所不同，因此具有不同的适用范围。
框架结构由梁、柱构件通过节点连接构成，框架梁和柱既承受垂直荷载，又承受水平荷载，并可为建筑提供灵活布置的室内空间。
当建筑物层数较少时，水平荷载对结构的影响较小，采用框架结构体系比较合理，当层数较多时，由于框架结构在水平力的作用下，内力分布很不均匀，并存在着层间屈服强度特别弱的楼层，且由于框架结构的构件截面惯性矩相对较小，导致侧向刚度较小，侧向变形较大，在强烈地震作用下，结构的薄弱层率先屈服，发生弹塑性变形，并形成弹塑性变形集中的现象，震害一般是梁轻柱重，柱顶重于柱底，尤其是角柱和边柱更容易发生破坏，除剪跨比较小的短柱易发生柱中剪切破坏外，一般柱是柱端的弯曲破坏。
因此框架结构属于以剪切变形为主的柔性结构，使用高度受到限制，主要用于非抗震设计和层数相对较少的建筑中。
剪力墙结构中，剪力墙沿横向、纵向正交布置或多轴线斜交布置，由钢筋砼墙体承受全部的水平荷载和竖向荷载，属于以弯曲变形为主的刚性结构。
该种结构的抗侧力刚度比框架结构大的多，在水平力作用下侧向变形小，空间整体性好。
剪力墙结构的工作状态可分为单肢墙、小开口墙、联肢墙，单肢墙和小开口墙的截面内力完全或接近于按材料力学公式成直线分布规律，其平衡地震力矩只靠截面内力偶负担。
联肢墙则通过连系梁使许多墙肢共同工作，地震力矩可由多个墙肢的截面内力矩与连梁对墙肢的约束力矩共同负担，设计原则是梁先屈服，然后墙肢弯曲破坏丧失承载内力。
高层建筑结构布置及要求
高层建筑结构布置及要求随着城市化进程的加速，高层建筑如雨后春笋般在城市中拔地而起。
高层建筑不仅是城市现代化的象征，更承载着人们工作、生活的重要空间。
而高层建筑的结构布置则是确保其安全、稳定和实用的关键所在。
高层建筑的结构形式多种多样，常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
每种结构形式都有其特点和适用范围。
框架结构由梁和柱组成框架来承受竖向和水平荷载。
这种结构形式的优点是建筑平面布置灵活，可提供较大的室内空间。
然而，其侧向刚度相对较小，在水平荷载作用下变形较大，因此常用于层数不太高的建筑。
剪力墙结构则是利用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平荷载。
剪力墙的侧向刚度大，水平位移小，适用于较高的建筑。
但由于剪力墙的布置较为固定，室内空间不如框架结构灵活。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点，既具有一定的灵活性，又有较好的侧向刚度，是一种应用较为广泛的结构形式。
筒体结构包括框筒结构、筒中筒结构等，具有良好的空间整体性能和抗侧力性能，适用于超高层建筑。
在进行高层建筑结构布置时，需要遵循一系列要求。
首先是平面布置。
平面形状宜简单、规则、对称，尽量减少突出和凹进部分，以避免在地震等水平荷载作用下产生过大的扭转效应。
同时，要保证结构的质心和刚心尽量重合，减小偏心距，从而降低水平荷载对结构的不利影响。
竖向布置方面，结构的竖向体型应规则、均匀，避免出现过大的外挑和内收。
竖向刚度宜均匀变化，避免刚度突变，防止在地震作用下产生薄弱层。
此外，高层建筑的高宽比也要满足一定的限值要求，以保证结构的稳定性。
在构件布置上，梁、柱、墙等构件的尺寸和位置要合理。
柱子应尽量上下对齐，梁的布置要与柱网协调，以利于传力和减小构件的内力。
剪力墙的布置要均匀，避免集中在某一区域。
高层建筑的基础设计也至关重要。
基础要能够承受上部结构传来的巨大荷载，并保证不均匀沉降在允许范围内。
常见的基础形式有筏板基础、箱型基础、桩基础等。
高层建筑结构的竖向布置要求有哪些
高层建筑结构的竖向布置要求有哪些
高层建筑结构的竖向布置要求：
（1）高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。
结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。
（2）抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。
（3）A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%，不应小于其上一层受剪承载力的65%；B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不应小于其上一层受剪承载力的75%。
注：楼层层间抗侧力结构受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上，该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和。
（4）抗震设计时，结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。
（5）抗震设计时，当结构上部楼层收进部位到室外地面的高度H1与房屋高度H之比大于0.2时，上部楼层收进后的水平尺寸B1不宜小于下部楼层水平尺寸B的0.75倍（高规图4.4.5a、b）；当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时，下部楼层的水平尺寸B不宜小于上部楼层水平尺寸B1的0.9倍，且水平外挑尺寸a不宜大于4m（高规图4.4.5c、d）。
（6）结构顶层取消部分墙、柱形成空旷房间时，应进行弹性动力时程分析计算并采取有效构造措施。
（7）高层建筑宜设地下室。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
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抗侧力结构布置-本节重点内容
2.9.1 建筑物高度等级 2.9.2 建筑物高宽比(H/B)的限制 2.10 建筑体型和结构总体布置
概念设计(各类结构布置中的一般概念)
超限结构简介
2.10.4 不规则结构(平面和立面不规则)
2.9.1 各种体系的适用高度
例如一框-剪 结构，高度 为150m 则该房屋为B级
各种结构体 系的适用层 数。 不要混淆适 用高度和高 度等级的限 制
2.9.2 高宽比限值
保证结构抗倾覆稳定的两个主要指标：
高宽比：几何要求 刚重比：变形要求
汶川地震中的整体倾覆
对建筑物高宽比(H/B)的限值
高宽比越大，说明结构越“苗条”－细长
抗侧刚度大的体系，可以苗条些 设防烈度大，地震力大，就应该矮些。 绝大多数建筑均容易满足高宽比限值，一般不需专门验算。 例如：60m高的剪力墙结构，6度设防，宽度不得低于10m。
目前全国属于A 级高度的建筑 占98%以上。
在上表之内的为A级高度否则为B级。 分类取决于设防烈度和结构型式。 上表中为乙类和丙类建筑的适用高度。 对甲类的规定见教材P.32
B级高度的钢筋混凝土结构
B级高度的建筑物要遵守更严格的计算和构造要求 超过B级高度的特殊工程，要经过更严格的审查、 论证，补充计算甚至试验
确定荷载－各种荷载的标准值和设计值－《建筑荷载》 结构计算－计算恒、活、风、震的荷载效应S。《混凝土结构设计》 变形验算－整体变形、层间变形《高层建筑》与《抗震结构》
结构设计和计算－手工和程序计算
Biblioteka 结构构件设计－配筋与截面承载力S<R/γRE
荷载效应组合与调幅－荷载效应组合设计值《建筑荷载》，《高层建筑》与
SATWE 刚重比输出 (MASS.OUT)
================================ 结构整体稳定验算结果 ================================ X向刚重比 EJd/GH**2= 5.82 Y向刚重比 EJd/GH**2= 7.71 该结构刚重比EJd/GH**2大于1.4,能够通过高规(5.4.4) 的整体稳定验算 该结构刚重比EJd/GH**2大于2.7,可以不考虑重力二阶 效应
高规对抗倾覆稳定的要求
PKPM整体稳定性的验算(WMASS.OUT )
结构整体稳定验算结果 ================================================= 层号 X向刚度 Y向刚度 层高 上部重量 X刚重比 Y刚重比 1 0.294E+07 0.274E+07 3.00 90570. 97.30 90.92 2 0.151E+07 0.150E+07 3.00 82730. 54.91 54.39 3 0.121E+07 0.126E+07 3.00 75156. 48.42 50.22 4 0.107E+07 0.114E+07 3.00 67582. 47.46 50.52 5 0.985E+06 0.106E+07 3.00 60008. 49.23 52.89 6 0.931E+06 0.999E+06 3.00 52435. 53.24 57.14 7 0.896E+06 0.954E+06 3.00 44861. 59.90 63.82 8 0.871E+06 0.917E+06 3.00 37287. 70.06 73.79 9 0.844E+06 0.878E+06 3.00 29713. 85.20 88.61 10 0.798E+06 0.821E+06 3.00 22140. 108.10 111.24 11 0.697E+06 0.710E+06 3.00 14503. 144.21 146.96 12 0.485E+06 0.486E+06 3.00 6884. 211.42 211.92 13 0.918E+05 0.938E+05 3.30 1130. 268.27 274.18
P-Δ 效 应
刚重比
按照高规5.4.1计算结构的等效侧向刚度
11qH 4 EJ d 120u
由此计算结构刚重比。
n
EJd 1.4H
2
G
i 1
i
EJd 2 H
Gi 1.4 i 1
n
刚重比是结构刚度与重力荷载之比。它是控制结构整体稳定性的重 要因素，也是影响重力二阶效的主要参数。该值如果不满足要求， 则可能引起结构失稳倒塌 在WMASS.out中有提示：该结构刚重比Di*Hi/Gi大于20,可以不考虑 重力二阶效应。亦即P-Δ效应(重力)。则不需要考虑，否则在重新 计算时就需要考虑了。
结构刚重比Di*Hi/Gi大于10,能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算
结构整体稳定验算输出实例(毕业设 计)(WMASS.out)
X向刚重比 EJd/GH**2= 9.53 Y向刚重比 EJd/GH**2= 20.34 该结构刚重比EJd/GH**2大于1.4,能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算 该结构刚重比EJd/GH**2大于2.7,可以不考虑重力二阶效应
结构体系有效宽度对侧移的影响
注意结构 的宽度是 按有效宽 度进行计 算的。
结构在水平荷载作用下的破坏
高宽比对于变形和倾覆的影响
限制建筑物的高宽比的原 因 1.高宽比大，侧向变形 大(结构抗侧向变形能 力减弱)。 2.高宽比大，结构易倾 覆(使结构倾覆的力矩 会减小)。 3.高宽比大，结构容易 丧失整体稳定
《抗震结构》 S 配筋计算(S<R)－直线类构件《混凝土原理》；楼盖《混凝土结构设计》 抗震验算(S<R)－《抗震结构》讲框架。 《高层建筑》讲剪力墙 构造措施(S<R) －《混凝土结构设计》＋《抗震结构》中讲解 结构施工图(配筋图)
其它承重构件设计－楼梯、阳台、雨蓬等《混凝土结构设计》 地基和基础设计－《土力学与地基基础》与《抗震结构》
钢筋凝土结构设计过程概要
结构方案－初步设计
结构选型－ 《高层建筑》 (要结合建筑和结构考虑) 结构布置－《高层建筑》的重点内容(概念设计) 抗震等级－（重要性等级、高度等级、场地类别)《高层建筑》《抗震结构》 初选结构尺寸和材料－《混凝土结构设计》 结构布置图－平面图和剖面图
注：要通过适用、技术、经济等各方面的比较和计算最终确定方案。