高层建筑受力分析Word 文档

天津大学网络教育学院本科毕业设计（论文）

题目：高层建筑结构受力特点和结构设计

完成期限：2017年7月6日至 2017年11月20日

学习中心：江苏现代远程教育培训学院学习中心

专业名称：木工程

学生姓名：张永华

学生学号：151219052052

指导教师：张彩虹

摘要

高层建筑结构上的作用包括竖向荷载和水平荷载与作用。与一般建筑结构类似，高层结构的竖向荷载包括自重等恒载及使用荷载等楼面、层面活载；水平荷载与作用包括风荷载和地震作用，在高层建筑结构设计中水平荷载与作用占据主导和控制地位。高层建筑的平面开关多变，立体体型各种各样而且结构形式和结构体系各不相同。对这样复杂的空间结构体系进行内务计算和位移分析时，应考虑结构的受力和工作特点进行计算模型的简化，这样才能比较科学地确定其计算简图和受力体系。

关键词：高层建筑；建筑结构；结构的受力；计算模型；受力体系；

目录

1. 竖向荷载 (5)

高层建筑的竖向载主要是恒荷载（结构自重）和楼面、层面活荷载（使用荷载）。 (5)

1.1恒荷载（结构自重） (5)

1.2楼面、层面活荷载 (5)

1.3活荷载的不利布置 (5)

2.风荷载、地震作用 (6)

3.温度和其他作用 (6)

4. 高层建筑结构的受力特点和工作特点 (7)

4.1结构设计时，应考虑高层建筑结构的整体工作性能 (7)

4.2水平作用对高层建筑结构的影响占主导地位 (7)

4.3高层建筑结构具有刚度大、延性差、易损的特点 (8)

5.高层建筑结构的结构体系和结构布置 (8)

5.1高层建筑结构体系布置 (8)

6、工程实例 (9)

6.1 基础设计 (10)

6.2 上部结构设计 (10)

6、3 弹性动力时程分析结果 (12)

6. 4 斜柱区域受力分析 (12)

6. 5 连接体部分的整体计算 (12)

6. 6 结构性能设计 (12)

7.结论 (13)

7.1 抗震性要足够高 (13)

7.2 要具备足够高的灵活性 (13)

7.3 高层建筑结构布置应该要规则、均匀 (13)

7、4 高层建筑结构设计应该注意的问题 (13)

参考文献 (15)

致谢 (16)

1.竖向荷载

高层建筑的竖向载主要是恒荷载（结构自重）和楼面、层面活荷载（使用荷载）。

1.1恒荷载（结构自重）

是由于结构自身重力产生的竖向荷载，它可以由构件和装修做法的尺寸和材料的重力密直接计算，重力密按GB50009—2001《建筑结构荷载规范》的采用。对于自重变异较大的材料和构件（如现场制作的保温材料，混凝土薄壁构件等），应根据对结构的不利状态，取上限值或下限值。

1.2楼面、层面活荷载

使用荷载，是按GB5009—2001《建筑结构荷载规范》的有关规定采用，同时在有以下情况发生时，给予特别处理：（1）施工中采用附墙塔、爬塔等对结构受力有影响的起重机械或其他施工设备时，根据具体情况验算施工荷载对结构的影响。（2）旋转餐厅轨道和驱动设备的自重应按实际情况确定。（3）擦窗机等清洗设备应按实际情况确定其自重的大小和作用位置。当有直升机平台时，直升机的活荷载按JGJ3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》。

1.3活荷载的不利布置

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布置，而是按满布考虑进行计算的。这是由于其一，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，荷载一般在1.5~1.2KN/平方米范围内，只占全部竖向荷载的10%~20%，因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，按满而方式布置作内力计算后再将框架梁的跨中高弯矩乘以1.1~1.3的放大系数。但是当楼面活荷载大于4.0KN每平方米时（如储藏室、书库或其他有很重荷载的结构中）各截面内力计算时仍须考虑活荷载的布置，按不利荷载计算结构在竖向荷载作用下的内力[1]。

对目前国内广泛采用的钢筋混凝土高层建筑结构，竖向荷载的统计平均值为15KN每平方米。其中框架和框架剪力干墙结构大约在12~14KN每平方米，剪力墙和筒体结构大约为14~16KN每平方米。这些经验数据，可以作为在方案设计阶段估算地基承载力、估算结构底部剪力和初步结构截面的依据。

2.风荷载、地震作用

空气的流动受到建筑物的阻碍，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑物所受的风荷载。一般说来，建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以及高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。

地震作用是指地震波从震源通过基岩传播的地面运动，使处于静止的建筑物受到动力作用而产生的振动。地震作用的大小与地震波的特性有关，还与场地土质及房屋本身的动力特性有很大关系。通常用地震震级和地震烈度来表示地震作用对建筑物的影响。震级是地震的级别，说明某次地震本身产生的能量大小。地震烈度是指某一地区地面及建筑物受到一次地震影响的强烈程度。对应于一次地震，震级只有一个。然而各地区由于距震中的距离不同，地震对建筑物的影响也不同。中心区影响大，离震中越远，影响越小。

进行抗震设计时应考虑该地区的基本烈度和抗震设防烈度的要求，采用不同的处理方式。基本烈度是指某一地区今后一定时期内，在一般场地条件下可能遭受的最大烈度，由国家有关部门确定。设防烈度一般按基本烈度采用，对于重要的建筑物，应向国家规定的审批单位报批，其设防烈度可比基本烈度提高一度采用[2]。

地震作用的计算方法，地震作用的计算方法主要有底部剪力法、振型分解反应谱法和里程分析法等。JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》建议，高层建筑结构应根据不同的情况，分别采用下列方法计算结构的地震作用：（1）高层建筑结构宜采用振型分解反应谱法。对质量和刚度不对称、不均匀的结构以及高度超过100M的高层建筑结构应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。（2）高度不超过40M、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分而比较均匀的高层建筑结构，可采用底部剪力法。（3）7~9度抗震设防的高层建筑，下列情况下应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算。

3.温度和其他作用

在建筑结构的服役期内，使结构可能产生内力的因素还有温差、材料收缩、不均匀沉降等。根据不同的因素在设计时可以采用不同的方式避免这些因素的影响。实际工程设计中一般不须计算由温度、收缩产生的结构内力。因为这些内力的理论计算比较困难，而且的分布、收缩系数等参数都难以确定，且通常使用的混凝土材料又不完全是弹性材料，理论计算的结果与实际情况有较大出入，往往难以作为设计的依据。

工程上，对于处理楼板在温度作用下产生的应力有两设计思路，即“抗与放”。楼板变形如果是完全自由地达到最大值，则内应力为零，不可能产生裂缝，这就