高层建筑结构设计基本概念及设计步骤
高层建筑结构的概念设计主要包括的内容
高层建筑结构的概念设计主要包括的内容高层建筑结构的概念设计主要包括的内容：
概念设计是运用人的思维和判断力从宏观上决定结构设计中的基本问题，它是高层建筑抗震的主要内容。
应从场地条件结构系和抗侧刚度的合理选择结构的结构平面和竖向布置延性和地震能量的耗散薄弱层多道抗震设防缝的处理等方面，重视并做好高层建筑结构的抗震概念设计。
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。
1。
《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。
高层建筑结构设计 课后习题解答(部分)
高层建筑结构课程习题解答土木工程学院二0一二年秋Chap11、高层建筑定义JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》将10层及10层以上或高度超过28ｍ的住宅建筑结构和房屋高度大于24ｍ的其他民用建筑，划为高层民用建筑。
1）层数大于10层；2）高度大于28m；3）水平荷载为主要设计因素；4）侧移成为控制指标；5）轴向变形和剪切变形不可忽略；2、建筑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、耐久性以及突发事件中的整体稳定功能。
3、高层按结构体系分类结构体系是指结构抵抗外部作用构件的组成方式。
从结构体系上来分，常用的高层建筑结构的抗侧力体系主要有：框架结构、剪力墙结构、框架－剪力墙结构、筒体结构、悬挂结构及巨型框架结构等。
Chap 21、为什么活荷载的不考虑不利布置？计算高层建筑结构在竖向荷载作用下的内力时，一般不考虑楼面及屋面竖向活荷载的不利布置，而是按满布考虑进行计算的。
其一，在高层建筑中各种活荷载占总竖向荷载的比例很小，尤其对于住宅、旅馆和办公楼等，活荷载一般在1.5～2.5kN/㎡范围内，只占全部竖向荷载的10％～20％，因此活荷载不同的布置方式对结构内力产生的影响很小；其二，高层建筑结构是个复杂的空间结构体系，层数与跨数多，不利分布的情况复杂多样，计算工作量极大且计算费用上不经济，因此，为简化起见，在实际工程设计中，可以不考虑活荷载不利分布，按满布方式布置作内力计算后再将框架梁的跨中弯矩乘以1.1～1.3的放大系数。
2、高层建筑结构抵抗水平力的构件有哪几种？各种构件有哪些类型（1）有：梁、柱、支撑、墙和筒组成；（2）梁：钢梁、钢筋混凝土梁、钢骨（型钢）混凝土梁；柱：钢柱、钢筋混凝土柱、钢骨（型钢）混凝土柱；钢管混凝土柱等；支撑有：中心支撑和偏心支撑等；墙：实体墙、桁架剪力墙；钢骨混凝土剪力墙等；筒有：框筒、实腹筒、桁架筒、筒中筒、束筒等；3、如何确定高层建筑的结构方案（1）、结构体系的确定：按：高度、风荷载、地震作用；功能、场地特征；经济因素、体型等因素确定采用以下结构体系；（2）、构件的布置（3）、对构件截面进行初选；4、如何确定高层建筑的风荷载和地震作用；1、风荷载的确定：大多数建筑（300m 以下）可按荷载规范规定的方法计算；少数建筑（高度大、对风荷载敏感或有特殊情况者）还要通过风洞试验）；规范规定的方法：0k z s z w βμμω=z β--基本风压；s μ--风载体型系数；z μ--风压高度变化系数；z β--z 高度处的风振系数；2、地震荷载分为：反应谱法和时程分析法；《抗震规范》要求在设计阶段按照反应谱方法计算地震作用，少数情况需要采用时程分析进行补充；5、减少高层建筑温差影响的措施是什么？减少温差影响的综合技术措施主要有：（1）采取合理的平面和立面设计，避免截面的突变。
土木工程知识点-高层建筑结构设计基本概念及设计步骤
土木工程知识点-高层建筑结构设计基本概念及设计步骤1.高层建筑结构的定义以上选自《高规》。
拿到一个项目首先要分清楚是否属于高层建筑结构，再进行下一步的工作，因为高层与多层在规范要求上有部分是不一样的（例如：整体指标的计算、抗震构造措施的变化等等）。
2.剪力墙结构体系剪力墙结构体系是由剪力墙同时承受竖向荷载和侧向水平力的，利用建筑专业给定的墙体，布置钢筋混凝土墙（即剪力墙），从受力上讲剪力墙是一个悬臂板(平面内)。
（名称：抗规是抗震墙、高规是剪力墙、也称之为钢筋混凝土墙）剪力墙结构体系是指：剪力墙和由于剪力墙开洞而形成的连梁组成的结构。
连梁是指两端与剪力墙在平面内相连的梁。
一般在风荷载和地震荷载的作用.,连梁的内力往往很大。
连梁是第一道防线，能够很好地起到耗能的作用。
(高层剪力墙结构中梁的种类)要能够形象地理解连梁的工作原理：在水平力作用下，墙肢产生弯曲变形，连梁为了协调这种变形，产生内力，梁端产生的弯矩、剪力、轴力反作用于墙肢，约束墙肢变形，反复作用下，梁端形成塑性绞，结构刚度降低，变形加大，从而吸收大量的地震能量，同时通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力，对墙肢起到一定的约束作用，使剪力墙保持足够的刚度和强度，不至于发生倾覆和倒塌，此即为延性破坏。
在这一过程中，连梁起到了一种耗能的作用，对减少墙肢内力，延缓墙肢屈服有着重要的作用。
此种工作状态是最理想的状态，属于延性破坏，塑性铰的形成对耗能起到了很大的作用，而耗能能力的大小取决于塑性铰的转动能力。
此种情况一般出现在连梁跨高比较大的时候（不小于5，高规275页7.1.2建议宜大于6就是这个原因）。
而脆性破坏是指对于跨高比较小的连梁，刚度大，吸收的地震力也大，发生剪切破坏时，各墙肢丧失了连梁对它的约束作用，将成为单片的独立墙。
这会使结构的侧向刚度大大降低，变形加大，墙肢弯矩加大，由于没有连梁的约束，可能导致结构的倒塌（根源在于转动能力很弱）。
连梁越柔，协调变形的能力越强，延性越好。
高层建筑设计的几个重要概念
1.什么是高层建筑和高层建筑结构？JGJ3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》和JGJ99—1998《高层民用建筑钢结构技术规程》是如何规定？答：对于高层建筑，目前尚无一个统一的定义，不同国家、不同时期，对高层的定义也不同，原则上以层数和高度来确定。
可以认为10层或10层以上的住宅建筑和约24m以上高度的其他建筑为高层建筑。
JGJ3—2010《高层建筑混凝土技术规程》将10层及10层以上或高度超过28m的住宅建筑结构和房屋高度大于24m的其他民用建筑，划为高层。
JGJ99—1998《高层民用建筑钢结构技术规程》规定，10层及10层以上的居住建筑和高度超过24m以上的其他民用建筑为高层高层建筑结构:用于高层建筑的结构形式或体系，是建筑中的主要承重骨架；在荷载作用下具有足够的安全性、适用性、耐久性和稳定性。
2.高层建筑结构抗震设防的三水准要求是什么？为达到这些要求，应采用那几个阶段抗震设计方法？答：三个水准要求是:“小震不坏，中震可修，大震不倒”,即：高层建筑结构在小震作用下维持在弹性状态，建筑物不坏或不修就可以使用；在中震作用下，可以局部进入塑性状态，可能有一定损坏，但是结构不坏，经一般修复即可使用；在大震作用下，不倒塌或发生危及生命的破坏。
为达到这些要求，应采用以下两个阶段的设计：第一，除了确定结构方案和结构布置时考虑抗震，还应按小震进行抗震计算和保证结构延性构造设计，以满足三个水准。
针对所有抗震设计的高层建筑。
第二，用大震进行结构易损部位的塑性变形验算，针对甲级建筑和特别不规则的建筑。
3.高层建筑结构的工作特点有哪些？其布置原则是什么?答：①水平作用对高层建筑结构的影响占主导地位，轴向变形和剪切不可忽视。
②高层建筑结构刚度大、延性差、易损布置原则：①综合考虑使用要求、建筑美观、结构合理、便于施工等因素；②体型规则，a结构平面布置均匀、对称、，并具有较好的抗扭刚度；b结构竖向布置均匀，结构的刚度、承载力、质量力分布均匀，无突变。
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 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
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
高层建筑结构设计简答题
高层建筑结构设计简答题第1章概述1、什么是高层建筑和高层建筑结构？JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》和JGJ99-1998《高层民用建筑钢结构技术规程》是如何规定的？联合国教科文组织所属的世界高层建筑委员会在1972年年会上建议将高层建筑为四类：第一类高层建筑 9～16层（高度不超过50m ）；第二类高层建筑17～25层（高度不超过75m ）；第三类高层建筑26～40层（高度不超过100m ）；第四类高层建筑 40层以上（高度超过100m 以上，即超高层建筑）；JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程》规定：将10层及10层以上或高度超过28m 的混凝土结构为高层民用建筑；JGJ99-1998《高层民用建筑钢结构技术规程》规定：10层及10层以上的住宅和约24m 以上的其他民用建筑为高层建筑。
高层建筑结构是高层建筑中的主要承重骨架。
2、高层建筑结构中结构轴力、弯矩和位移与结构高度的关系大体如何？答：高层建筑结构中：轴力和结构高度成线性关系；弯矩和结构高度成二次方关系；位移和结构高度成四次方关系。
3、按功能材料分，高层建筑结构类型主要有哪几种？答：按功能材料分：①混凝土结构②钢结构③钢和混凝土的混合结构型式.4、高层建筑的抗侧力体系主要有哪几类？各有哪些组成和承受作用特点？答：高层建筑的抗侧力类型主要有：框架结构、剪力墙结构、框架－剪力墙结构、筒体结构、悬臂结构及巨型框架结构。
组成和承受作用特点：①框架结构体系架结构体系有线型杆件－梁和柱作为主要构件组成的，承受竖向和水平作用；②剪力墙结构体系：混凝土墙体组成，承受全部竖向和水平作用的；③框架－剪力墙结构体系：框架结构中布置一定数量的剪力墙组成由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用；④筒体结构体系：由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用；⑤悬臂结构体系：在钢筋混凝土内筒为主要受力结构的高层建筑中，从内筒不同高度处伸出金属悬臂杆，并在其端部挂有钢吊杆与内筒共同承受各层楼板的自重与附加的活荷载；⑥巨型框架结构体系：由若干巨柱以及巨梁组成，承受主要的水平力和竖向荷载；其余的楼面截面梁柱组成二级结构，只将楼面荷载传递到巨型框架结构上去。
毕业设计-建筑结构设计
永久荷载
包括结构自重、土压力、 预应力等长期作用在结构 上的荷载。
可变荷载
如楼面活荷载、风荷载、 雪荷载等，随时间变化且 作用在结构上的荷载。
偶然荷载
地震、爆炸、撞击等偶然 事件产生的荷载，设计时 需考虑其发生的概率及影 响。
结构安全性与稳定性
结构安全性
指结构在正常施工和正常使用条件下 ，能承受可能出现的各种荷载作用和 变形而不发生破坏的能力。
结构稳定性
指结构在受到外力作用时，能保持其 原有平衡状态的能力。对于建筑结构 而言，稳定性是确保建筑物在各种条 件下不发生倒塌或破坏的关键因素。
03
建筑结构设计流程
前期准备与规划
确定设计任务
明确建筑物的使用功能、地理位置、 荷载要求等设计条件。
收集资料
制定设计计划
根据设计任务和收集的资料，制定详 细的设计计划，包括设计步骤、时间 节点等。
新型材料与施工技术
高性能混凝土
采用高性能混凝土材料，提高建 筑结构的承载力和耐久性，减少 结构自重和变形。
纤维增强复合材料
应用纤维增强复合材料（FRP）等 新型材料，增强建筑结构的抗震、 抗风和耐腐蚀性能。
装配式施工技术
运用装配式施工技术，实现建筑 结构的快速、高效和环保施工， 提高施工质量和效率。
结构优化与轻量化
在满足建筑功能和使用安全的前提下， 如何实现结构的优化和轻量化是当前 结构设计的重要挑战。
绿色建筑与可持续发展
随着环保意识的提高，如何实现绿色、 低碳、可持续的建筑结构设计成为当 前的重要议题。
未来发展趋势与展望
数字化与智能化设计
结构健康监测与预警
借助先进的计算机技术和人工智能技术， 实现建筑结构设计的数字化、智能化，提 高设计效率和质量。
高层建筑结构设计基本原则及合理设计方案
高层建筑结构设计基本原则及合理设计方案摘要：对于高层建筑而言，结构设计是一项系统而全面的工作，也是关系建筑安全的基础性工作。
高层建筑的结构设计问题也成为建筑设计人员必须关注的问题，与一般建筑相比，高层建筑对于结构设计的要求更高。
在高层建筑中，结构设计和结构选型是最主要的方式，能够充分体现出建筑的外形特征，还能够最大程度的发挥建筑各项功能。
因此，必须优化高层建筑结构设计管理，促进高层建筑的设计质量，保障建筑的使用安全。
关键词：高层建筑；计算；结构设计；经济性前言：房屋建筑结构设计将会直接影响到房屋建筑的稳定性、可靠性以及安全性。
在对高层建筑进行结构设计时，要结合现场的实际情况，对设计施工的重点和难点进行分析，提出切合实际的、科学合理的结构设计方案，是高层建筑的结构设计更加经济适用、安全可靠，进而推动建筑行业的发展。
一、高层建筑结构设计原则1严谨性原则建筑结构方案的选择对于建筑的施工有着至关重要的影响，关系着建筑工程的施工和质量。
在高层建筑中，抗震能力和水平荷载能力都是决定建筑结构的主要因素。
设计中对房屋建筑整体结构影响因素进行充分研究和考虑，然后将其中影响较大的因素作为因变量，而影响较小的影响则作为参考数据，进而以此为基础构建房屋建筑整体结构优化模型，确保对房屋建筑整体结构进行实际优化时，相关影响因素的快速发现和解决，确保设计优化效率得到有效提升。
同时，设计人员必须对软件计算的结果进行正确的分析和验证，从而对计算结果和设计方案进行合理判断，确定最佳的设计方案，确保结构设计的准确性和合理性。
2实用性原则建筑结构方案的选择对于建筑的施工有着至关重要的影响，关系着建筑工程的施工和质量。
在设计方案的过程中，需要综合考虑建筑结构类型、荷载分布、施工现场基础条件和地质特征等内容，制定出最佳的设计方案，提前研究施工现场的地质勘测报告以及各种相关资料，掌握施工现场真实地质状况，以全面的数据信息作为有效支撑，促进建筑结构设计的有序进行。
第6章_高层建筑结构设计_框架-剪力墙结构设计
6.1 框架—剪力墙结构概念设计
1.构件截面尺寸估算 框架梁、柱、节点等的截面尺寸估算与框架结构相同， 可按4.1.3的有关规定进行。 2.材料强度等级的选定 现浇框架梁、柱及节点的混凝土强度等级，按一级抗震等 级设计时，不应低于C30，二~四级和非抗震设计时，不应 低于C20。 现浇框架梁的混凝土强度等级不宜大于C40。 框架柱的混凝土强度等级,抗震设防烈度为９度时不宜大 于Ｃ６０，抗震设防烈度为８度时，不宜大于C70。 剪力墙结构混凝土强度等级不应低于Ｃ２０，有短肢的剪 力墙结构的混凝土强度等级不应C25。
6.1 框架—剪力墙结构概念设计
(3) 框剪结构应设计成双向抗侧力体系，且在抗震设计， 结构两主轴方向均应布置剪力墙，并使结构各主轴方向 的侧向刚度接近。 (4) 主体结构构件之间除个别节点外不应采用铰接，梁与柱 或柱与剪力墙的中线宜重合。 (5)剪力墙布置须满足本书第2.3.5中第４小节对框架－剪力 墙结构体系的相关要求。 (6)对长矩形平面或平面有一方向较长时（L或T形平面）， 需对横向剪力墙间距的最大值作出限制,其值须满足附表 8.9的要求。 (7)纵向剪力墙不宜集中布置在房屋的两尽端。 (8)板柱－剪力墙结构的布置要求比框架－剪力墙结构更严 格。
刚接体系 此种结构体系中的框架 与剪力墙通过连系梁将 框架和剪力墙连系，连 杆一端与剪力墙刚接， 另一端与框架铰接。
在此计算图中， 总剪力墙中包含 ２榀剪力墙（横向） 或4榀剪力墙（纵向）， 总框架中含有 ６榀框架（横向） 或２榀框架和１４根柱（纵向）。
刚接体系和铰接体系的根本区别在于连梁对剪力墙 墙肢有无约束作用。
6.2 内力和位移的简化近似计算
1. 铰接体系的内力和位移计算 铰接体系计算模型
将连杆切开，可得连杆的集中力F i j。
建筑高层楼房的步骤流程
建筑高层楼房的步骤流程第一步：规划和设计1.1 制定规划方案：根据土地政策、城市规划和业主需求，制定建筑高层楼房的规划方案。
1.2 地勘和测量：对设计用地进行地勘和测量，确定地形、土质、地质等情况，为后续设计提供数据支持。
1.3 制定设计方案：根据规划方案，设计师制定建筑高层楼房的设计方案，包括建筑结构、外观设计、功能分区等内容。
1.4 审查和确认设计方案：设计方案完成后，需要经过相关部门的审查和确认，确保符合相关法规和标准。
第二步：立项和审批2.1 提交立项申请：设计方案确认后，业主或开发商需向相关部门提交建设项目立项申请，包括项目概况、投资规模、建设内容等内容。
2.2 立项审批：相关部门对建设项目进行立项审批，审查项目的合法性、可行性和符合性，决定是否批准项目立项。
2.3 土地出让和手续办理：如果项目获得立项批准，需要进行土地出让和相关手续办理，确保项目顺利进行。
第三步：施工图设计3.1 建筑施工图设计：在设计方案基础上，设计师制定建筑高层楼房的施工图设计，包括结构施工图、装饰施工图等内容。
3.2 审查和确认施工图：施工图设计完成后，需要经过相关部门的审查和确认，确保符合相关法规和标准。
第四步：招投标和承包4.1 发布招标公告：业主或开发商向公开发出招标公告，邀请有资质和经验的施工单位参与竞标。
4.2 投标报价：施工单位根据招标文件要求，提交施工方案、施工计划和报价等内容，竞争获得项目承建权。
4.3 签订合同：业主或开发商与中标的施工单位签订施工合同，约定工程量、质量标准、工期、费用等内容。
第五步：施工准备5.1 实施方案制定：施工单位制定详细的施工方案，包括施工组织设计、施工计划、安全措施等内容。
5.2 现场准备工作：施工单位进行现场勘察、驻地建设、材料调配等工作，为施工作业做准备。
第六步：基础施工6.1 地基处理：施工单位进行地基处理工作，包括挖土、浇筑梁柱、铺设地基等作业。
6.2 基础浇筑：根据设计要求，施工单位进行基础浇筑作业，确保建筑高层楼房稳固和安全。
高层建筑结构概念设计
第四阶段从90年代开始
上海金茂大厦，(钢结构， 88层，高420m，是我国 目前最高的建筑)
金茂大厦内部结构
2. 国外现代高层建筑的发展
第一阶段是19世纪中期以前，由于主要建筑 材料是砖石和木材，以及设计手段和施工技术 的限制，欧美国家一般只能建造6层及以下的 建筑。
第二阶段是19世纪中期开始的20世纪 50年代初
第三阶段为80年代
深圳发展中心大厦，(43层， 高165.3m，加上天线的高度 共185.3m)，是我国第一座 大型高层钢结构建筑。
第三阶段为80年代
广州国际大厦 (63层，高200m)
第三阶段为80年代
北京京广中心大厦 (57层，高208m)
第三阶段为80年代
上海新锦江宾馆是一座现代化的高级宾馆，(总建 筑面积66060m2，共43层，总高153.52m) 静安希尔顿饭店，(建筑面积69224m2，包括塔 楼43层，总高143.62m)
钢骨钢筋混凝土构件
组合结构
钢管钢筋混凝土构件
钢管屈曲破坏
钢管混凝土结构 工程实例
美国西雅图 双联广场大厦
58层 四根大钢管混凝土柱 混凝土抗压强度133Mpa 直径3.05m 管壁厚30mm 承受60%竖向荷载
2)部分抗侧力结构用钢结构，另一部分采用钢 筋混凝土结构（或部分采用钢骨钢筋混凝土 结构）
1855年发明了电梯系统(OTIS)，使人们建造更高的 建筑成为可能。 家庭保险公司大楼(Home Insurance Building)， 11层，高55m，建于18841886年，采用铸铁框架 承重结构，标志着一种区别于传统砌筑结构的新结构 体系的诞生。 从1884年到19世纪，高层建筑已经发展到了采 用钢结构，建筑物的高度越过了100m大关。 1898年建成的纽约Park Row大厦（30层， 118m）是19世纪世界上最高的建筑。
2024版全套电子课件高层建筑结构设计
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目录
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• 高层建筑结构设计概述 • 高层建筑结构体系与选型 • 高层建筑结构荷载与效应组合 • 高层建筑结构分析方法与工具 • 高层建筑结构构件设计与优化 • 高层建筑基础设计与地基处理 • 高层建筑结构抗震性能评价及加固措施
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发展趋势及挑战
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发展趋势
随着科技的不断进步和人们对建筑品质要求的提高，高层建筑结构设计正朝着更高、 更柔、更轻的方向发展。同时，绿色建筑、智能建筑等理念也在逐渐渗透到高层建 筑设计中。
面临挑战
高层建筑结构设计面临着诸多挑战，如复杂的地质条件、多样化的建筑功能需求、 高标准的安全性能要求等。此外，还需要应对日益严峻的环境问题和资源短缺问题， 推动高层建筑向更加环保、节能的方向发展。
ETABS
阐述ETABS软件的基本功能、分析流程、设计模块等，以及其在高 层建筑结构设计中的优势和应用实例。
MIDAS
概述MIDAS软件的分析能力、前后处理功能、接口程序等，以及其在 高层建筑结构设计中的适用性和实践经验。
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高层建筑结构构件设计与 优化
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高层建筑结构体系与选型
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框架结构体系
优点
空间分隔灵活，自重轻，节省材料； 具有可以较灵活地配合建筑平面布置 的优点，利于安排需要较大空间的建 筑结构；
缺点
框架结构的侧向刚度小，属柔性结构 框架，在强烈地震作用下，结构所产 生水平位移较大，易造成严重的非结 构性破坏；
应用范围
高层建筑结构受力基本特点与结构概念设计
表2.1.1
项次
类别
标准值组合值系数频遇值系数准永久值系数
(kN/m2)
c
f
q
1 不上人屋面 0.5
0.7
0.5
0
2 上人屋面 2
0.7
0.5
0.4
3 屋顶花园 3
0.7
0.6
பைடு நூலகம்
高层建筑结构受力基本的特点与结构概 念设计
0.5 back
有以下情况发生时，给与特别处理：
•地面粗糙度分类 •A类：近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； •B类：田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和 城市郊区； •C类：有密集建筑群的城市市区； •D类：有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
•山区高层建筑高度变化系数的修正
位于山区的高层建筑，高度变化系数按荷载规范相应的规定
进行修正。
总风荷载和局部风荷载计算
总风荷载 局部风荷载
高层建筑结构受力基本的特点与结构概 念设计
1.风荷载标准值
垂直作用在建筑物表面上的单位面积风荷载按下述公式计算：
•当计算主要承重结构时 w k ＝ z s z w 0 ( k N m 2 )(2-1-1)
•计算围护结构时
wk ＝ gz s z w0 ( kN m2 )
(2-1-2)
式中
ωk－风荷载标准值（kN/m2 ） ω0－基本风压（kN/m2）
βz － z高度处风振系数； βgz－ z高度处阵风系数；
μz－风压高度变化系数； μs－风荷载体型系数。
高层建筑结构受力基本的特点与结构概
念设计
back
（1）基本风压ω0
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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1. 高层建筑结构的定义
以上选自《高规》。
拿到一个项目首先要分清楚是否属于高层建筑结构，再进行下一步的工作，因为高层与多层在规范要求上有部分是不一样的（例如：整体指标的计算、抗震构造措施的变化等等）。
2. 剪力墙结构体系
剪力墙结构体系是由剪力墙同时承受竖向荷载和侧向水平力的，利用建筑专业给定的墙体，布置钢筋混凝土墙（即剪力墙），从受力上讲剪力墙是一个悬臂板(平面内)。
（名称：抗规是抗震墙、高规是剪力墙、也称之为钢筋混凝土墙）
剪力墙结构体系是指：剪力墙和由于剪力墙开洞而形成的连梁组成的结构。
连梁是指两端与剪力墙在平面内相连的梁。
一般在风荷载和地震荷载的作用下 ,连梁的内力往往很大。
连梁是第一道防线，能够很好地起到耗能的作用。
(高层剪力墙结构中梁的种类)
要能够形象地理解连梁的工作原理：在水平力作用下，墙肢产生弯曲变形，连梁为了协调这种变形，产生内力，梁端产生的弯矩、剪力、轴力反作用于墙肢，约束墙肢变形，反复作用下，梁端形成塑性绞，结构刚度降低，变形加大，从而吸收大量的地震能量，同时通过塑性铰仍能继续传递弯矩和剪力，对墙肢起到一定的约束作用，使剪力墙保持足够的刚度和强度，不至于发生倾覆和倒塌，此即为延性破坏。
在这一过程中，连梁起到了一种耗能的作用，对减少墙肢内力，延缓墙肢屈服有着重要的作用。
此种工作状态是最理想的状态，属于延性破坏，塑性铰的形成对耗能起到了很大的作用，而耗能能力的大小取决于塑性铰的转动能力。
此种情况一般出现在连梁跨高比较大的时候（不小于5，高规275页7.1.2建议宜大于6就是这个原因）。
而脆性破坏是指对于跨高比较小的连梁，刚度大，吸收的地震力也大，发生剪切破坏时，各墙肢丧失了连梁对它的约束作用，将成为单片的独立墙。
这会使结构的侧向刚度大大降低，变形加大，墙肢弯矩加大，由于没有连梁的约束，可能导致结构的倒塌（根源在于转动能力很弱）。
连梁越柔，协调变形的能力越强，延性越好。
高层剪力墙结构中，连梁是第一道防线，要保证连梁是延性破坏，起到耗能的作用，保证强墙弱连梁。
设计时尽量避免采用强连梁（跨高比小于2.5的连梁），尽量采取减小梁高加大跨度的办法达到设计的要求。
3.高层建筑结构的受力性能
高层建筑结构，风荷载和水平地震作用是影响结构内力、变形的主要因素（此处区别于多层框架，多层框架结构中一般是竖向荷载起控制作用）。
高层建筑结构可以认为是从其自身地基上升起的竖向悬臂构件，可以认为是一个悬臂梁，承受着水平荷载(风、地震)和竖向荷载（自重、恒活荷载）。
大家在理解高层建筑结构的时候可以和悬挑梁对比来理解，例如：底部加强区的设定、高宽比对经济性的影响等等。
4.与框架结构的区别
框架结构属于一种比较柔的结构形式，不能做太高，但是对于剪力墙结构，由于其自身刚度较大，抗侧力能力很强，能够做的比较高，因此在高层中普遍应用。
框架柱与剪力墙在抵抗水平地震方面，其能力不是一个量级的。
截面截面惯性矩I. (理解剪力墙平面内平面外、截面高度)
首先要理解反弯点的概念（从弯矩图和变形两个角度来理解，也是理解结构设计的原理之一，即力与变形的关系）。
反弯点：弯矩一正一负的零点位置；变形突变的点。
反弯点的出现从根本上来讲是竖向构件与水平梁的线刚度的比值来决定的，墙体的刚度
相对于连梁来说是很大的，因此不会在墙体内出现反弯点，而框架柱的刚度相对于梁来说不会相差很大，因此会出现反弯点。
4.1下图为框架结构的受力图，整体变形为剪切型变形。
变形为剪切型变形，决定了框架结构的位移底部最大，从而影响了框架结构的很多特性（如：不能做很高、填充墙在地震时候是底层破坏严重等）。
4.2下图为纯剪力墙结构的受力图，整体变形为弯曲型
以上两图剪力墙上开洞面积较小，弯矩图仅仅有局部突变，基本上没有反弯点，变形以弯曲型为主。
上图为双肢墙及多肢墙，弯矩图仅仅有局部突变，基本上没有反弯点，变形以弯曲型为主。
图中弯矩图在楼层位置突变，出现反弯点，与框架的受力性能接近，因此变形是以剪切型变形为主，应当注意在高层建筑中尽量避免。
因此高规规定了墙肢高度与厚度的比值，7.1.8.
当墙肢的截面高度与厚度之比不大于4时，宜按框架柱进行截面设计。
4.3 结论：楼层内是否出现反弯点，决定了结构体系的受力性能。
从以上图中可以得知，剪力墙的受力特点与洞口的大小有关，即与连梁的刚度有关。
连梁与墙肢的线刚度比值决定着反弯点是否出现，当开洞过大的时候，且墙肢高厚比很小的时候，墙肢过分削弱，导致反弯点的出现。
结构设计中，一般的情况是双肢墙或多肢墙的情况，弯矩为齿状，此时的连梁起着连接墙肢，保证墙体整体稳定性的作用，因此高规条文说明：本规程所指的剪力墙结构是以剪力墙及因剪力墙开洞形成的连梁组成的结构，其变形特点为弯曲型变形，目前有些项目采用了大部分由跨高比较大的框架梁联系的剪力墙形成的结构体系，这样的结构虽然剪力墙较多，但受力和变形特性接近框架结构，当层数较多时对抗震是不利的，宜避免。
5.高层建筑结构的设计步骤
所有的结构设计工作步骤：统计外力作用、建立计算模型、计算构件内力、由内力算配筋、构造加强措施。
（先看整体布局，然后看楼梯电梯风井卫生间夹层吊车立面造型等构件和总体的关系以及可能对结构造成的影响。
）
设计详细步骤：高层建筑结构设计步骤
（1）、看懂建筑图（此时的建筑图一般只有大平面或者简单的立面，建筑图没有细化）对建筑关系有一个大体的了解。
(2) 根据经验确定大致的墙厚，以及结构墙体的位置，板块的划分（梁和墙体的布置），并初步建模试算（注意satwe参数设置要正确）更要注意建筑的平面和竖向的体型。
在这个过程，会和建筑专业不断地沟通。
（3）、根据satwe计算结果，对模型进行调整，整体计算注意几个比值和参数（层间位移角、轴压比、位移比、周期比、刚度比、剪重比、刚重比、层间受剪承载力之比，平均重度）一定满足规范要求；对于连梁和墙体，要注意查看配筋率是否合理。
(4)、整体指标、单个构件计算满足规范要求并且经济合理之后，模型尽量不要再进行大的调整。
并将截面尺寸以及墙体定位提给建筑专业、水电暖专业。
注重平时的积累，大部分人都是在完成一个项目的时候就放松。
而我完成一个项目之后就回去查资料，做一个修改总结。
争取下一回不犯同样的错误。
画图的时候有些什么不便的地方可以改变。
当画图的时候，我是不去找捷径的。
因为有的时候寻找捷径的时间，你用笨方法已经画完了。
而你寻找捷径很有可能捷径没找到，时间也浪费了。
突然发现大百分之五十的错误都来源于楼梯对结构的影响。
所有我建议新手最好能好好先把楼梯画清楚。
然后再考虑总体。
这样能很大程度避免楼梯给你带来的结构模型上和施工图上的错误。