《高层建筑结构设计》课程教学大纲

1、高层建筑结构设计教学大纲一、课程基本情况英文名称：Design of High Building Structures课程编号：F161760015048总 学 时：48 讲课学时：48 实践学时：0总 学 分：3课程性质：必修考核方式：考查适用对象：土木工程专业先修课程：材料力学、结构力学、混凝土结构设计原理、混凝土结构设计、土力学与地基基础、建筑结构抗震与防灾参考文献：高层建筑结构吕西林主编，武汉理工大学出版社，2011.8高层建筑结构设计赵鸣、李国强主编，中国建筑工业出版社，2017.12高层建筑结构设计（第三版）钱稼茹、赵作周、纪晓东、叶列平编著，中国建筑工业出版社，2018.4二、课

2、程目标高层建筑结构设计属于专业选修课，它涉及高层建筑结构设计与施工的一般原则，是研究高层建筑结构设计基本方法的科学。主要讲述高层建筑结构的结构体系类型、特点及应用范围；框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构三种基本结构的内力、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；三种结构体系包含的框架及剪力墙构件的截面设计方法及构造要求。通过本课程的学习，使学生达到如下课程目标：1.了解框架结构受力和变形特点，利用设计原则进行结构体系的设计，能够清楚认识框架结构在水平和竖向荷载作用下的计算模型，并能选择适合的计算方法进行框架结构的内力和位移计算，能根据规范进行框架梁、柱、节点的设计。 支

3、撑毕业要求1-3,3-12.能够运用土木工程基本原理，借助文献研究等方法分析剪力墙的受力和变形特点，根据相关规则对剪力墙进行合理分类，能对剪力墙结构体系进行合理的布置，掌握各类剪力墙的内力计算以及剪力墙墙肢及连梁的设计，并熟悉剪力墙的各种构造要求。支撑毕业要求2-4,3-23.能够运用土木工程基本原理，借助文献研究等方法分析框架-剪力墙结构的受力和变形特点，熟悉框架-剪力墙结构协同工作性能，能利用设计原则进行框架剪力墙结构体系的设计，掌握进行框架-剪力墙结构的内力计算，并能进行框架-剪力墙结构构件的截面设计。支撑毕业要求2-4，3-2表1 本课程对毕业要求及其指标点的支撑课程目标课程目标支撑的

4、毕业要求指标点支撑强度课程目标对应的知识单元课程目标11-3：掌握土木工程专业所需要的专业知识，能够清楚认识建立复杂土木工程问题计算模型（包括数学和力学模型）的基本前提或基本假定，并理解其局限性。强支撑知识单元一、二、四综合训练二3-1：掌握土木工程设计的知识、方法和技术,能够设计满足土木工程特定需求的构件、节点、构造.课程目标22-4：能够运用土木工程基本原理，借助文献研究，分析复杂工程问题的影响因素，获得有效结论。强支撑知识单元二、三、五综合训练一3-2：能够针对复杂的土木工程问题，利用设计原则进行结构体系的设计，并能够完成施工工艺流程及方案的设计。课程目标32-4：能够运用土木工程基本原

5、理，借助文献研究，分析复杂工程问题的影响因素，获得有效结论。强支撑知识单元二、三、六综合训练一3-2：能够针对复杂的土木工程问题，利用设计原则进行结构体系的设计，并能够完成施工工艺流程及方案的设计。三、教学内容、教学方法和手段、学时分配知识单元一：绪论 支撑课程目标1（建议2学时）教与学要求：掌握高层建筑的定义，理解高层钢筋混凝土与多层结构钢筋混凝土结构在受力、构造措施及计算方法的不同。了解国内外高层建筑的发展概况，不同高层结构形式在建筑中的应用现状，高层建筑的发展概况及未来趋势教学方法：讲授、案例知识点1：高层建筑的特点主要内容：高层的定义，高层与多层建筑结构的区别。知识点2：国内外高层建筑

6、发展概况 主要内容：高层建筑的发展概况知识单元二：高层建筑结构体系与结构布置 支撑课程目标1、2（建议8学时）教与学要求：能阐明结构方案选择的原理，结构与外载的关系，结构体系的演变过程；能比较框架、剪力墙、框架剪力墙、筒体四种结构的形式的优缺点，能根据实际情况选择合理的结构体系；能阐明抗震设防结构布置原则；能学会运用房屋适用高度和高宽比、 结构平面布置及竖向布置原则对高层建筑结构的合理性进行辨别。能阐明设伸缩缝、沉降缝和防震缝的原则；能进行结构截面尺寸初估。能阐明楼层层间最大位移与高层层高之比的限制要求、教学方法：讲授、案例知识点1：高层建筑的结构类型及结构体系 主要内容：高层建筑的结构体系的

7、受力特点及适用情况知识点2：结构布置原则 主要内容：高层建筑结构布置原则、房屋适用高度和高宽比、结构平面布置原则、结构竖向布置原则、设置伸缩缝、沉降缝和防震缝的原则、结构截面尺寸初估、楼盖结构布置、基础结构布置知识点3：高层水平位移限制和舒适度要求 主要内容：楼层层间最大位移与高层层高之比的限制要求；层间塑性位移角限制要求；结构顶点最大加速度限值要求知识单元三：高层建筑结构荷载作用 支撑课程目标2、3（建议2学时）教与学要求：能进行结构简化计算，能进行恒荷载、活荷载及结构风荷载标准值的计算，能进行高层结构荷载效应组合。教学方法：讲授、案例知识点1：风荷载的计算主要内容：体型系数、高度变化系数及

8、风振系数的计算方法；风荷载标准值的计算方法。知识点2：荷载效应组合主要内容：非抗震设计时的组合及抗震设计时的组合原则知识点3：结构简化计算原则主要内容：高层结构的弹性工作状态及高层建筑结构考虑整体共同工作的问题；楼板的刚度问题及柱子与墙轴向变形对计算的影响。知识单元四：框架结构设计 支撑课程目标1（建议14学时）教与学要求：能进行竖向荷载和水平荷载作用下框架结构内力和侧移的计算；能阐明控制截面及最不利内力情况；能进行竖向活荷载的最不利布置；能进行梁端弯矩调幅。能阐明框架结构，梁、柱、节点的受力特点；能进行框架梁、柱、节点的设计。教学方法：讲授、案例知识点1：竖向荷载作用下的近似计算主要内容：分

9、层法和弯矩二次分配法的原理，计算方法及适用范围。知识点2：水平荷载作用下的反弯点法主要内容：反弯点法的原理，计算方法及适用范围。知识点3：水平荷载作用下的D值法 主要内容：D值法的建立及计算方法。知识点4：框架结构在水平荷载作用下的侧移的近似计算主要内容：框架结构的侧移计算方法。知识点5：框架的内力组合及最不利内力主要内容：控制界面及最不利内力；竖向活荷载的最不利布置；梁端弯矩调幅方法。知识点6：框架梁的设计主要内容：框架梁的受力性能；框架梁的承载力计算方法；梁构造要求。知识点7：框架柱的设计主要内容：框架柱的受力性能；框架柱的承载力计算；框架柱构造要求及框架柱的计算长度。知识点8：框架节点的

10、设计主要内容：框架节点的受力性能；框架节点的承载力计算；框架节点构造要求。知识单元五：剪力墙结构设计 支撑课程目标2（建议16学时）教与学要求：能阐明剪力墙的特点及剪力墙结构布置原则；能进行剪力墙分类、能阐明力墙分析方法，能进行不同类型剪力墙、连梁的内力计算及设计。教学方法：讲授、案例知识点1：剪力墙的分类及分析方法 主要内容：剪力墙的分类，分析方法。知识点2：剪力墙及壁式框架的内力计算 主要内容：剪力墙及壁式框架内力计算及位移计算。知识点3：剪力墙的分类 主要内容：剪力墙类型的判别方法。知识点4：剪力墙的截面设计主要内容：墙肢正截面抗弯承载力及墙肢斜截面抗剪承载力；施工缝的抗滑移验算。知识点

11、5：剪力墙轴压比限值及边缘构件配筋要求主要内容：剪力墙轴压比限值及边缘构件设计。知识点6：短肢剪力墙的设计与剪力墙设计构造要求主要内容：短肢剪力墙应用范围和加强措施、剪力墙构造要求。知识点7：连梁截面设计 主要内容：连梁的配筋计算；连梁的剪力设计值计算；连梁配筋的构造措施。知识单元六：框架-剪力墙结构设计 支撑课程目标3（建议4学时）教与学要求：能阐明框架剪力墙结构的受力特点（协同工作原理）及结构布置原则；能进行框剪结构的内力及位移计算；能进行结构中构件的设计。教学方法：讲授、案例知识点1：框架-剪力墙中剪力墙布置原则 主要内容：框剪结构中剪力墙的布置原则。知识点2：框架剪力墙结构近似计算的主

12、要基本假定和计算步骤主要内容：框架剪力墙结构内力计算基本假定及刚度的计算方法；铰接体系框剪结构。内力计算及刚接体系框剪结构内力计算；内力分配原则。知识点3：框架-剪力墙协同工作性能主要内容：结构侧向位移特征和结构内力分布特征。知识点4： 截面设计及构造要求主要内容：框架部分地震总剪力调整原则；剪力墙的配筋构造要求及带边框剪力墙的构造要求。知识单元七：筒体结构设计 支撑课程目标1（建议2学时）教与学要求：能进行筒体结构的布置，能阐明筒体结构侧向力作用下的受力特点，能进行筒体结构的截面设计和构造要求设计。教学方法：讲授知识点1：筒体结构的布置主要内容：核芯筒结构、框筒结构、筒中筒结构、框架-核芯筒

13、结构、成束筒结构、多重筒结构。知识点2：筒体结构的截面设计和构造要求设计主要内容：筒体结构的截面设计、筒体结构的构造要求。综合训练项目一：对某高层结构体系布置合理性及形体规则性进行评述。支撑课程目标2、3目的：通过本训练项目可以让学生掌握结构形体规则性相关知识，加深理解判别标准和判别计算方法。要求：对高层建筑物的选择可自行确定，然后根据课本及资料上的内容进行阐述，然后给出确定的结论。成果形式：提交论文形式综合训练项目二：框架结构设计 支撑课程目标1目的：通过本次训练项目让学生掌握框架结构在水平和竖向荷载作业下内力的计算方法，熟悉截面设计规则，理解框架结构的构造要求。要求：进行完整的一榀框架的设计 成果形式：提交计算书四、实践教学环节无五、成绩构成和评价方法1.成绩构成总分100分，其中平时成绩占20分、综合训练成绩占20分、期末成绩占60分，60分为及格线。（1）平时成绩。采取操行成绩、讨论、提问、课后作业等灵活多样的过程化考核方法。（2）综合训练成绩。每个综合训练项目10