高层建筑结构-教学大纲(本科)

《高层建筑结构》课程教学大纲（理论类）
课程代码：课程类别：专业必修课
总学时数：36 学分：
一、课程教学目标和基本要求
1．课程的性质、地位和任务
本课程是土木工程专业的主要专业课之一。

课程的目的及任务是学习多层及高层建筑结构设计的基本方法。

主要要求是：了解多、高层建筑结构的结构体系及各种体系的特点与应用范围；熟练掌握风荷载及地震作用的计算方法；掌握框架结构、剪力墙结构、框剪结构三种基本结构的内力及位移计算方法，理解这三种结构内力分布及侧移变形的特点及规律；学会这三种体系包含的框架及剪力墙构件的配筋计算方法及构造要求。

通过本课程学习，掌握多、高层钢筋混凝土结构的抗震设计原理及方法；初步掌握国内主流多、高层建筑结构计算机辅助设计软件的使用方法及特点。

能区别非抗震及抗震设计的不同要求。

对筒体结构、钢与混凝土组合结构的内力分布、计算特点、结构设计有初步认识。

2．课程教学和教改基本要求
在有限的教学时间内尽可能多传授给学生有关高层建筑结构方面的理论知识，利用已有知识解决实际工程问题的能力。

为学生进行结构设计和科学研究打下良好的基础。

培养学生结构分析与计算等方面的能力。

二、教学学时分配
三、教学内容
第一章绪论
教学目的和要求：
1、掌握水平力对于结构内力、变形及对于结构设计的影响；
2、熟悉高层建筑发展的概况；
3、了解高层建筑设计的特点。

教学内容：
第一节：高层建筑的特点；
第二节：高层建筑结构的发展概况；
第三节：本课程的教学内容与要求。

第二章高层建筑结构体系与结构布置
教学目的和要求：
1、熟悉高层建筑的基本结构体系；
2、了解不同体系的优缺点及适用范围，会进行结构体系的选择；
3、了解结构总体布置的原则及需要考虑的问题；
4、了解高层建筑中变形缝的处理特点；
5、了解楼盖及地基基础方案选型；
6、掌握高层建筑的结构选型与结构布置；
7、重点分析在多层房屋的设计中，抵御竖向荷载，是结构设计所面对的主要问题。

在高层房屋的设计中，一定要使学生明白：抵御水平荷载，提供足够的抗侧移刚度，乃
结构设计者的主要任务。

教学内容：
第一节：高层建筑的结构体系和选型；
第二节：结构布置的基本原则与实例；
第三节：楼盖结构布置；
第四节：基础结构布置。

第三章高层建筑的荷载作用与结构设计原则
教学目的和要求：
1、了解高层建筑结构设计中所面对的荷载种类，熟练掌握总风荷载和局部风载的计算，以及利用反应谱理论确定等效地震作用的方法；
2、理解结构自振周期计算的重要性与实用方法；
3、掌握荷载效应组合各种工况的区别应用，理解无地震组合及有地震组合时承载力验算与位移限制的区别；
4、理解结构分析中的平面结构假定；理解抗震计算两阶段设计的内容、方法及目的；
5、理解常遇地震、罕遇地震和设防烈度的关系；掌握确定结构抗震等级的方法。

重点：高层建筑结构设计中风荷载的计算，荷载效应组合的意义及组合方法，结构设计中的概念设计与两阶段抗震设计方法的理解与运用。

难点：结构概念设计的理解与应用。

教学内容：
第一节：恒荷载及楼面活荷载的计算；
第二节：风荷载的计算；
第三节：地震作用的计算；
第四节：荷载效应组合；
第五节：结构简化计算原则；
第六节：抗震设计的一般原则
第四章框架结构设计
教学目的和要求：
1、掌握框架结构布置及计算简图的取法，了解国内主流结构计算机辅助设计软件的使
用方法及特点；
2、掌握教材介绍的各种手算方法的特点及应用范围；
3、了解对结构内力分布及位移的影响因素，了解杆件弯曲变形及轴向变形对侧移的影响；
4、了解延性框架的意义和实现延性框架的基本措施；了解梁、柱、节点区的破坏形态，会区别抗震及非抗震情况下的配筋要求；掌握梁、柱、节点区的配筋设计方法。

重点：框架结构在竖向及水平荷载作用下的内力计算方法，框架结构的内力与位移特点，延性框架的设计方法。

难点：结构内力与位移计算的数学演绎及规律性的分析和概括；内力最不利组合。

教学内容：
第一节：框架结构的布置与计算方法；
第二节：竖向荷载作用下的近似计算；
第三节：水平荷载作用下的近似计算；
第四节：水平荷载作用下位移的近似计算；
第五节：框架结构的内力组合；
第六节：框架梁的设计；
第七节：框架柱的设计；
第九节：框架节点的设计。

第五章剪力墙结构的内力与位移计算
教学目的和要求：
1、理解剪力墙结构的受力特点与计算特点，了解工程常用计算软件的技术处理方案；
2、掌握教材介绍的几种手算方法的简化思路、特点及应用范围；
3、了解开洞对剪力墙内力及位移的影响；
4、掌握几个重要概念：等效抗弯刚度、整体系数；
5、掌握悬臂剪力墙及联肢剪力墙截面配筋的计算方法；
6、了解剪力墙结构配筋特点及构造要求，了解影响剪力墙延性的因素；
7、理解框支剪力墙、落地剪力墙的设计要点。

教学内容：
第一节：剪力墙结构的布置与计算特点；
第二节：整体剪力墙及整体小开口剪力墙的计算；
第三节：联肢剪力墙的计算；
第四节：壁式框架的计算；
第五节：剪力墙结构的分类与判别；
第六节：剪力墙的截面设计及构造要求；
第七节：底层大空间剪力墙的受力特点。

重点：剪力墙结构的受力特点与计算特点，剪力墙结构的分类与判别，联肢墙结构内力、位移计算及结构设计方法。

难点：结构内力与位移计算的数学演绎及规律性的分析和概括。

第六章框架—剪力墙结构内力及位移计算
教学目的和要求：
1、了解框架与剪力墙协同工作的意义；会进行剪力墙的布置；能提出框架—剪力墙结构的计算简图；
2、掌握总框架、总剪力墙、总连梁刚度计算方法；
3、掌握几个重要概念：刚度特征值λ的物理意义及其对内力分配的影响；
4、了解框剪结构内力分布及侧移特点；
5、掌握扭转对结构的影响及工程设计中的应对措施；
6、了解质量中心及刚度中心的概念与近似计算方法，会应用剪力修正系数。

教学内容：
第一节：框架—剪力墙结构的布置特点与计算特点；
第二节：框架—剪力墙铰接体系在水平荷载作用下的计算；
第三节：框架—剪力墙刚接体系在水平荷载作用下的计算；
第四节：框架一剪力墙结构构件的截面设计及构造要求；
第五节：扭转效应的简化计算。

重点：协同工作概念的建立，框—剪结构内力、位移计算及结构设计方法。

难点：难点是结构计算的数学演绎及规律性的分析和概括。

第七章筒体结构设计概论
教学目的和要求：
1、了解平面结构及空间结构计算的不同假设、区别及应用范围；
2、对框筒及筒中筒结构布置及计算方法有初步认识。

重点：筒体结构的布置与受力特点。

难点：筒体结构的计算方法。

教学内容：
第一节：筒体结构的布置；
第二节：侧向力作用下的受力特点；
第三节：筒体结构的计算方法；
第四节：筒体结构的截面设计及构造要求。

第八章钢与混凝土组合结构设计
教学目的和要求：
1、理解组合结构的基本概念及结构布置的一般要求；
2、了解组合结构构件设计的基本特点。

重点：组合结构的基本构件和结构布置。

教学内容：
第一节：概述；
第二节：组合结构的基本构件和结构布置；
第三节：组合结构构件设计。

四、考核方式和要求
理论考试平时成绩相结合，平时成绩包括考勤，作业，占30%，理论考试闭卷，考试成绩占70%。

五、推荐使用教材及主要教学参考书
推荐使用教材：周云主编，高层建筑结构设计（精编本），武汉：武汉理工大学出版社，2006。

主要参考书：
[1]唐兴荣主编，高层建筑结构设计，北京：机械工业出版社，2007。

[2]霍达主编，高层建筑结构设计，北京：高等教育出版社，2004。

[3]方鄂华、钱稼茹、叶列平主编，高层建筑结构设计，北京：中国建筑工业出版社，2003。

本大纲主撰人：
审稿人：（教研室主任）
完成时间：XXXX年XX月。