高层建筑结构（土木工程专业）PPT完整全套教学课件

高层建筑结构

（土木工程专业）第1章绪论第2章高层建筑结构体系与结构布置第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合第4章高层建筑结构的计算分析与设计要求第5章钢筋混凝土框架结构设计第6章钢筋混凝土剪力墙结构设计第7章框架-剪力墙结构设计第8章筒体结构第9章复杂高层建筑结构设计第10章钢与混凝土混合结构设计第11章高层钢结构设计高层建筑结构

——第1章绪论（土木工程专业）

高层建筑结构

3课程性质专业选修课、考试课主要前修课程材料力学、结构力学、土木工程制图、土木工程材料、混凝土结构、钢结构、结构抗震主要后修课程课程性质PKPM结构设计软件4考核方式：课堂提问测验、作业、课程设计、期末考试本学期学时安排：高层建筑结构（48学时）教学方式：课堂教学、作业、课程设计、学习要求：理解并做好课堂笔记课程基本要求5设计规范是具有约束性和立法性的文件，其目的是使工程结构设计既安全适用又经济合理。

常用的结构设计规范：《建筑结构荷载规范GB50009-2012》《混凝土结构设计规范GB50010-2010》《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》《建筑抗震设计规范GB50011-2010》本课程学习应与设计规范相结合常用规范常用规范11G101系列图集

第1章绪论第2章高层建筑结构体系与结构布置第3章高层建筑结构荷载作用及其效应组合第4章高层建筑结构的计算分析与设计要求第5章钢筋混凝土框架结构设计第6章钢筋混凝土剪力墙结构设计第7章框架-剪力墙结构设计第8章筒体结构设计第9章复杂高层建筑结构设计第10章钢与混凝土组合结构设计第11章高层建筑钢结构设计《高层建筑结构》目录：（48学时）101.1高层建筑的定义Introduction1.2高层建筑的发展1.3高层建筑的特点

第1章绪论111.4本课程的教学内容和要求1.1高层建筑的定义

第1章绪论12你印象中有哪些高层建筑？建造一栋高层建筑包括哪些环节？1.1高层建筑的定义以《高层建筑混凝土结构技术规程》

(JGJ3-2010)的规定为准10层及10层以上或房屋高度超过28m的住宅建筑，以及房屋高度大于24m的其他民用建筑。《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045—95)(2005版)和《民用建筑设计通则》(GB50352—95)将10层及10层以上的居住建筑，以及建筑高度超过24m的公用建筑（不包含单层建筑），称为高层建筑。13

第1章绪论房屋高度指“室外地面以上至主要屋面高度，不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度”通常将高度超过100m或层数在30层以上的高层建筑称为超高层建筑。14

第1章绪论

第—阶段——古代古代的高层建筑主要是为防御、宗教和航海需要而建。公元前280年，埃及亚历山大港灯塔，高150m，石结构公元前338年，巴比伦城巴贝尔塔，90m公元523年，河南登封嵩岳寺，现存最早砖塔，10层，40m公元前1055年河北定县开元寺，84米，现存最高砖塔公元前1056年，山西应县佛宫寺释迦塔，67m，木结构151.2高层建筑的发展

公元1056年，山西应县木塔(9层，高67m)，我国现存最古老最高大的纯木结构楼阁式建筑，世界木结构建筑的典范。中国古代高层建筑公元523年，河南登封市嵩山嵩岳寺塔(15层筒结构，高37.6m，中国现存最早的砖塔)公元652年，西安大雁塔(7层砖木结构，总高64.5m，玄奘为藏经典而修建

)16古代高层建筑的特点（1）以砖、石、木材为主要材料（2）不以居住和办公为主要目的（3）没有现代化的垂直交通运输设施（4）缺少防火、防雷等设施古代建筑为近代高层奠定了基础。在结构方面。古代高层建筑的平面大多设计成圆形或多边形，不但造型优美，还可以减少水平荷载效应，增加结构的刚度，受力好，为现代高层建筑所效仿。1.2高层建筑的发展

17第二阶段——近代近代高层建筑主要是为商业和居住需要而建。19世纪中期开始到20世纪50年代初。被认为世界上第—幢的近代高层建筑是美国芝加哥的家庭保险公司大楼(HomeInsuranceBuilding)，10层，高55m，建于1885年、采用铸铁框架承重结构；它标志着一种区别于传统砌筑结构的新结构体系的诞生。181.2高层建筑的发展

美国家庭保险大楼1884~1885年美国Chicago10层铸铁钢框架结构：砖墙、铸铁柱、钢梁第一座现代意义上的高层建筑第一个里程碑191.2高层建筑的发展

19世纪中期开始到20世纪50年代初。被认为世界上第—幢的近代高层建筑是美国芝加哥的家庭保险公司大楼(HomeInsuranceBuilding)，它标志着一种区别于传统砌筑结构的新结构体系的诞生。1889年美国奥提斯公司安全电梯首次在纽约16层的宾馆——德玛利斯大厦应用。钢结构和电梯的结合，对高层建筑的发展有很大的推动作用。第一个里程碑201.2高层建筑的发展

埃菲尔铁塔1889年建成位于法国巴黎战神广场上的钢框架镂空结构铁塔，高300米，天线高24米，总高324米。钢框架+电梯1.2高层建筑的发展

19世纪中期开始到20世纪50年代初。被认为世界上第—幢的近代高层建筑是美国芝加哥的家庭保险公司大楼(HomeInsuranceBuilding)，它标志着一种区别于传统砌筑结构的新结构体系的诞生。1889年美国奥提斯公司安全电梯首次在纽约16层的宾馆——德玛利斯大厦应用。钢结构和电梯的结合，对高层建筑的发展有很大的推动作用。混凝土材料进入高层建筑领域，但应用受到限制。第二个里程碑221.2高层建筑的发展

1903年：美国辛辛那提市建造的英格尔斯大楼（Ingalls），16层，64m，为钢筋混凝土框架结构。混凝土材料进入高层建筑领域，但由于采用平面设计理论，材料强度低，建筑用材量大，结构自重较大，且仅限于框架结构，建造于非地震区。第三个里程碑231.2高层建筑的发展

帝国大厦（EmpireStateBuilding），位于美国纽约市，共有102层，381米，塔尖449米。1930年动工，1931年落成，只用了410天。采用钢框架结构，钢柱内部填充矿渣混凝土。第四个里程碑帝国大厦——钢框架+钢管混凝土241.2高层建筑的发展

从20世纪50年代开始，由于在轻质高强材料、抗风抗震结构体系、新的设计理论、计算机在设计中的应用、施工技术及施工机械等方面都取得了较大的进步，使得高层建筑得到了大规模的迅速发展。60年代，美国人FazlurKhan提出了框筒体系，为建造高层建筑提供了理想的结构形式。从这种体系中衍生出筒中筒、多束筒和斜撑筒等体系。251.2高层建筑的发展

芝加哥约翰汉考克大厦JohnHancockCenter楼高344m，加上天线高达457m，地上100层。巨大的沉箱基础，最深达58.255m。261.2高层建筑的发展

对角支撑桁架型筒体结构楔形结构和外表面巨大的X形斜支撑不仅有利于结构稳定，又有利于有效使用空间。271.2高层建筑的发展

芝加哥约翰汉考克大厦——筒体结构高381m的帝国大厦，采用平面框架结构体系，用钢量为206kg/m2；高344m的约翰.汉考克大厦用钢量仅为146kg/m2；高443m的西尔斯大厦用钢量仅为161kg/m2。第五个里程碑1.2高层建筑的发展

建于1973年，110层、楼高417（北塔）和415米（南塔），北塔在1972年，而南塔在1973年完工。首次进行了模型风洞试验，首次采用压型钢板组合楼板，首次在楼梯采用轻质防火隔墙，首次用粘弹性阻尼器减轻风振动效应等。纽约世界贸易中心（WorldTradeCenter）随着筒体结构的发展，加上焊接和高强螺栓在钢结构上的推广和进一步应用，使美国高层建筑发展到了顶峰时期。第六个里程碑1.2高层建筑的发展

家庭保险大楼世界大楼曼哈顿人寿保险大楼公园街大楼费城大会堂胜家大楼大都会人寿保险大楼伍尔沃斯大楼克莱斯勒大厦帝国大厦世贸双子塔西尔斯大厦历史上的世界最高摩天大楼家庭保险大楼（HomeInsuranceBuilding）建于1885年，位于美国伊利诺伊州的芝加哥，楼高10层，42米，公认为世界第一幢摩天建筑，由美国建筑师威廉·詹尼设计。1890年这座大楼又加建2层，增高至55米。最后于1931年拆毁。(1885年到1890年最高)历史上的世界最高摩天大楼311.2高层建筑的发展

世界大楼（NewYorkWorldBuilding），是纽约市早期的一幢摩天大楼，完工于1890年，在1955年被拆除。它超过家庭保险大楼成为最高摩天大楼。世界大楼拥有地上20层，屋顶高94.2米，含尖顶高106.4米。它的屋顶高度记录于1894年被曼哈顿寿险大楼超越（虽然没有超过它的尖顶高度）。1899年其尖顶高度被公园街大楼超越。（1890-1894）321.2高层建筑的发展

曼哈顿寿险大厦（ManhattanLifeInsuranceBuilding）曾经是纽约市早期的一幢摩天大楼。它拥有348英尺（106.1米）高，18层，完成于1894年并于1904年有一次小幅度的扩建。它代表世界上第一幢高度超过100米大楼的标志。它于1930年被拆毁，改建为欧文信托银行总部大厦。（1894-1899）331.2高层建筑的发展

公园街大楼（英语：ParkRowBuilding）曾经是纽约市早期的一幢摩天大楼。在1899年完工至1908年胜家大楼完成之前的这段时间，它曾是世界最高的摩天大楼。高度119米(391英尺)楼层30。（1899-1908）341.2高层建筑的发展

费城大会堂（PhiladelphiaCityHall）是美国费城的社区会堂，建于1901年，这只有9层高大楼楼高167米（548英呎）。建成后曾成为世界最高摩天大楼，7年后（1908年）被胜家大楼取代，但仍然是费城最高建筑物，直到1987年。现为美国国家历史地标（NationalHistoricLandmark）之一，并设有官方网站。351.2高层建筑的发展

胜家大楼（SingerBuilding）位于美国纽约市曼哈顿百老汇自由街（LibertyStreet），建于1908年，是美国胜家衣车的总部。大楼楼高612英呎（187米），楼层数47，建成后曾为世界最高摩天大楼，直到翌年（1909年）被同样位于曼哈顿大都会人寿保险大楼取代。最后于1968年拆卸，成为世界最高已拆卸摩天大楼，直到2001年9月11日，世界贸易中心倒塌为止。（1908-1909）361.2高层建筑的发展

帝国大厦（英语：EmpireStateBuilding），是位于美国纽约市的一栋著名的摩天大楼，共有102层，381米，塔尖449米。由Shreeve,Lamb,andHarmon建筑公司设计，1930年动工，1931年落成，只用了410天，它的名字来源于纽约州的别称帝国州（EmpireState），所以英文原意实际上是“纽约州大厦”，而“帝国州大厦”是以英文字面意思直接翻译之译法，但因此帝国大厦的译法已广泛流传，故沿用至今。（帝国大厦在1931年—1972年曾是全世界最高的大楼。）371.2高层建筑的发展

纽约世界贸易中心（WorldTradeCenter，1973年－2001年9月11日）原为美国纽约的地标之一，位于纽约市曼哈顿岛上，在2001年9月11日发生的九一一袭击事件中倒塌。世贸中心由日裔美籍的建筑师山崎实（MinoruYamasaki）设计，由七座建筑组成，最明显的是110层、楼高417（北塔）和415米（南塔）的摩天大楼，北塔在1972年，而南塔在1973年完工，成为当时世界上最高的摩天大楼。但这个头衔并没有维持很久，很快就被西尔斯大楼取而代之。1.2高层建筑的发展

韦莱集团大厦（WillisTower），原名：“西尔斯大厦”，是位于美国伊利诺伊州芝加哥的一幢摩天大楼，楼高442.3米，共地上110层，地下3层。大厦在1974年落成，超越纽约的世界贸易中心，成为当时世界上最高的大楼。落成至2009年7月16日前命名为“西尔斯大厦”（SearsTower）。2009年7月16日正式更名为韦莱集团大厦。韦莱集团大厦是由建筑师布鲁斯·格雷厄姆(BruceGraham)和结构工程师法兹勒汗(FazlurKhan)所设计。韦莱集团大厦在1973年—1998年曾是全世界最高的大楼。98年之前的最高楼全部在美国1.2高层建筑的发展

双峰塔（英语：PetronasTwinTowers，或称佩重纳斯大厦、马来西亚国家石油大厦、国家石油双塔、双子塔），是两栋位于马来西亚吉隆坡市区内的摩天大楼，1998年建成，曾经是世界最高的摩天大楼，直到2003年10月17日被台北101超越，但仍是目前世界最高的双塔楼，也是世界第5高的大楼。楼高452米，共地上88层。1.2高层建筑的发展

台北101（TAIPEI101）是位于台灣台北市信义区的一栋摩天大楼。天线／尖顶509.2米[1]，屋顶449.2米，楼层数101。台北101在2004年—2009年曾是全世界最高的大楼。411.2高层建筑的发展

哈里发塔，原称为迪拜塔，是位于阿拉伯联合酋长国的迪拜境内的摩天大楼，于2004年9月21日动工，总建筑师是芝加哥建筑事务所史基摩尔-欧文斯-梅瑞尔（Skidmore,OwingsandMerrill，SOM）的亚德里恩·史密斯（AdrianSmith）。是目前世界第一高楼与建筑，从2007年初开始已有玻璃帷幕安装，而金属外墙也于2007年6月开始施装，2010年1月4日造价15亿美元的哈里发塔建造完工正式启用，哈里发塔高度为828米（2,717英尺），楼层总数169层楼。哈里发塔自2010年起是全世界最高的大楼。1.2高层建筑的发展

43高层建筑关键技术电梯建材（钢材、钢筋混凝土、玻璃幕墙）散热（空调、玻璃幕墙）施工速度（预制拼装、泵送混凝土、塔吊）抗风抗震抗恐怖袭击1.2高层建筑的发展

目前全世界最高的10栋建筑迪拜哈里发塔台北101上海环球香港环球吉隆坡国家金融中心贸易广场石油大厦441.2高层建筑的发展

目前全世界最高的10栋建筑南京紫峰芝加哥韦莱集团广州西塔金茂大厦

大厦（原“西尔斯大厦”）451.2高层建筑的发展

砌体结构取材容易、施工简便、造价低廉，缺点材料强度低，抗震性能差。钢筋砼造价低、材料来源丰富，便于作成各种形状,结构刚度大,耐火性能好.缺点自重大，周期长。钢结构自重轻、强度高、抗震性能好、施工方便，缺点造价高，防火性能差，刚度小。1、按使用的材料，高层建筑可采用砌体结构、混凝土结构、钢结构和钢-混凝土组合/混合结构等类型。46补充：高层建筑的类型（1）组合结构：将钢骨放在构件内部，外部，采用外包或内填混凝土，称为钢骨混凝土或钢管混凝土。（形成组合构件）（2）混合结构：指由钢构件、钢筋混凝土构件或钢骨混凝土组合构件一起组成的空间结构。（形成混合结构）

不仅具有钢结构自重轻、截面尺寸小、施工进度快、抗震性能好等特点，同时还兼有混凝土结构刚度大、防火性能好、造价低的优点。

钢-混凝土组合结构或混合结构钢管混凝土柱补充：47RC核心筒+外框型钢混凝土柱及钢柱，88层，高420m，7度抗震设防上海金茂大厦办公层平面客房平面第88层平面剖面48截面从1.5*4.9~1*3.5m结构体系是一个用外伸桁架与外侧8个巨型组合柱连接的混凝土核心筒。49上海环球金融中心RC核心筒+外伸桁架+巨型（型钢）柱(三重结构体系)，101层，高492m，7度抗震设防核芯筒底部剪力墙5051

高层建筑的特点有哪些？1）在相同的建设场地中，建造高层建筑可以获得更多的建筑面积，这样可以部分解决地价高涨的问题。但高层建筑太多、太密集也会对城市带来热岛效应（一个地区的气温高于周围地区的现象），玻璃幕墙过多可能造成光污染（视力急剧下降）。1.3高层建筑的特点523）设计精美可以为城市增加景观，反映城市经济繁荣和社会进步。3）高层建筑要有电梯且防火要求较高，其工程造价及运行成本较高。2）可缩小城市平面规模，缩短城市道路和各种公共管线的长度，节约城市建设和管理的投资；但人口过份密集也会造成交通拥挤，出行困难。4）高层建筑的结构分析与设计较复杂（风荷载和地震荷载在高层建筑分析设计中起重要作用）。1.3高层建筑的特点高层建筑与多层建筑相比有哪些的设计特点？1、水平荷载成为设计的决定性因素

1）竖向荷载产生轴向压力与结构高度的一次方成正比；

2）水平荷载产生的倾覆力矩以及轴力与高度的二次方成正比。3）水平荷载产生的侧向位移与高度的四次方成正比。531.4高层建筑结构设计特点

2、侧移成为设计的控制指标

1）结构顶点的侧移

ut与结构高度

H的四次方成正比；

2）结构的侧移与结构的使用功能和安全有着密切的关系；（a）过大侧移会使人产生不安全感；（b）使填充墙和主体结构出现裂缝或损坏，影响正常使用；（c）因P-△效应而使结构产生的附加内力，甚至破坏。

3）必须选择可靠的抗侧力结构体系，使结构不仅具有较大的承载力，而且还应具有较大的侧向刚度。541.4高层建筑结构设计特点3、轴向变形的影响在设计中不容忽视

1）竖向荷载产生的结构轴向变形对其内力及变形的影响;551.4高层建筑结构设计特点2）水平荷载产生的结构轴向变形对其内力及侧移的影响

水平荷载作用下，使竖向结构体系一侧构件产生轴向压缩，另一侧构件产生轴向拉伸，从而产生整体水平侧移。表中为某剪力墙的计算结果。

由表可知，结构层数越高，轴向变形所产生的影响越大。561.4高层建筑结构设计特点4、延性成为结构设计的重要指标

1）延性表示构件和结构屈服后，具有承载能力不降低、具有足够塑性变形能力的一种性能。

2）延性系数μ：用来衡量延性的大小。

571.4高层建筑结构设计特点

3）结构的抗震性能决于其“能量吸收与耗散”能力的大小，即决于结构延性的大小。

4）为了保证结构具有较好的抗震性能，除承载力、刚度外，还需要有较好的延性。可通过加强结构抗震概念设计，采取恰当的抗震构造措施来保证。5、结构材料用量显著增加

1）对于高层建筑结构，随高度增大，材料用量增大较多。2）特别是水平荷载对材料用量影响较大。3）结构方案对材料用量影响很大，水平力作用下对结构进行优化设计至关重要。

581.4高层建筑结构设计特点1）高层建筑同时承受竖向荷载和水平荷载，随着房屋层数的增加，虽然竖向荷载对结构设计仍有着重要的影响，但水平荷载已成为结构设计的控制因素。2）侧移与高度的四次方成正比，是高层建筑设计的控制指标。3）对高层建筑，水平荷载和竖向荷载产生的轴力均很大，不容忽略。4）为了保证高层建筑的抗震性能，结构应具有较大的延性。5）高层建筑的材料用量随高度增加而加大，可通过优化设计减小材料用量。总结：高层建筑的设计特点591.4高层建筑结构设计特点一、高层结构与其他课程的联系高层建筑结构作为一门学科，包括钢结构、混凝土结构、钢-钢筋混凝土组合结构等各类高层建筑的性能、设计和施工等方面的有关技术问题。601.5本课程的教学内容和要求二、本课程主要学习任务本课程的主要任务是学习高层建筑结构设计的基本方法。了解高层建筑结构的常用结构体系、特点以及应用范围；熟练掌握风荷载及地震作用计算方法；掌握框架结构、剪力墙结构、框剪结构3种基本结构内力及位移计算方法，理解这3种结构内力分布及侧移变形的特点与规律，学会这3种结构体系中所包含的框架及剪力墙构件的配筋计算方法及构造要求。61三、本课程主要学习要求1.5本课程的教学内容和要求设计规范是具有约束性和立法性的文件，其目的是使工程结构设计既安全适用又经济合理。

常用的结构设计规范：《建筑结构荷载规范GB50009-2012》《混凝土结构设计规范GB50010-2010》《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》《建筑抗震设计规范GB50011-2010》四、本课程学习应与设计规范相结合1.5本课程的教学内容和要求常用规范常用规范11G101系列图集

考核方法661.5本课程的教学内容和要求

第1章绪论高层建筑结构

—第2章

高层建筑结构体系与结构布置（土木工程专业）

2.1高层建筑结构的承重体系与抗侧力体系2.2结构体系2.3楼盖结构

第2章

高层建筑结构体系与结构布置692.4结构布置原则2.1高层建筑结构的

第2章

高层建筑结构体系与结构布置70承重体系与抗侧力体系

第2章

高层建筑结构体系与结构布置

高层建筑结构体系是指用于承受水平作用和竖向荷载的结构受力体系。根据所承受的作用和荷载不同，结构体系包括承重体系和抗侧力体系。根据构件类型的不同，结构体系包括楼盖、竖向构件（柱、墙）和基础。合理的结构体系必须满足高层建筑结构的承载力要求、刚度要求和延性要求，且能有效降低高层建筑结构的造价。

结构布置是指高层建筑结构受力构件的布置，包括平面布置和竖向布置，以及水平构件的布置。合理的结构布置是保证高层建筑结构良好受力性能的根本。

第2章

高层建筑结构体系与结构布置732.1高层建筑结构的承重体系与抗侧力体系

高层结构体系承重体系抗侧力体系指建筑结构中承载竖向荷载的结构构件所组成的体系。指建筑结构中承载水平作用的结构构件所组成的体系。通常高层结构的竖向承重体系也是抗侧力体系。742.2结构体系高层建筑结构型式繁多，以材料分有配筋砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构和钢—混凝土组合结构等。

高层建筑常见的结构体系有框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系和筒体结构体系。

随着层数的增加，水平作用对高层建筑结构安全的控制作用更加显著，包括地震作用和风荷载。高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低，与其所采用的结构体系密切相关。常见高层结构体系框架剪力墙框架-剪力墙落地剪力墙框支剪力墙成束筒筒体筒中筒框架-筒体如何选择结构体系？其他2.2结构体系筒中筒框架-核心筒结构框筒-框架结构多重筒结构成束筒结构多筒结构2.2.1框架结构定义：采用梁、柱通过节点组成的体系作为建筑竖向承重结构，并同时承受水平荷载的结构体系。优点：布置灵活；可做成需大空间的会议室、餐厅、办公室、车间等，又可用隔墙做成小房间。缺点：侧向刚度较小，对支座不均匀沉降较敏感。适用：2.2结构体系北京长富宫中心框架结构26层，90.85m，89年建成。400080008000800080008000400040005800400058006200最经济的层数为10层最适宜的层数为11-13层2.2.1框架结构2.1结构体系

框架结构在竖向荷载作用下的侧移很小，一般不必计算，框架的侧移主要是水平荷载（作用）产生的。框架的剪切型变形层间侧移上小下大层间侧移上大下小框架的弯曲型变形受力变形特征：2.2.1框架结构受力变形特征：水平力作用下框架侧移有两部分组成：（１）梁柱弯曲变形。框架层间剪力是其上部水平荷载的合力，所以下大上小，导致下部层间变形大，上部小；侧移曲线表现为剪切型（２）柱的轴向变形也使框架结构产生侧移，由倾覆力矩使柱产生的拉伸和压缩变形所致，为弯曲型，上部层间变形大。当高宽比≤4或层数不多时，总位移中第一部分侧移是主要的，合成后结构仍呈剪切变形特征。2.2.1框架结构定义：利用建筑物墙体作为竖向承重和抵抗水平力的结构。墙体同时也作为维护及房间分割构件此外，还有特殊的底部大空间剪力墙和跳层剪力墙结构体系。2.2.2剪力墙结构优点：整体性好，刚度大，在水平力作用下侧向变形很小，承载力易满足，抗震性能好，适宜于建造高层建筑，目前我国10~30层高层公寓多采用。缺点：剪力墙受楼板构件跨度约束，间距小，（3~8m)一般6m左右，平面布置不灵活，不适应于建造公共建筑，自重大。适用：要求小房间的住宅，旅馆，可省去填充墙(剪力墙不能敲掉)，施工快。2.2.2剪力墙结构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。异形柱框架结构补充：受力变形特征：在水平荷载作用下，

就象悬臂梁一样。以弯曲变形为主，侧移曲线表现为弯曲型。层间位移自下而上逐渐增大。

这种增大的原因是墙体纵向轴线由基础处的竖直状态向上发生倾斜，其转角的不断累加造成的，剪力墙的剪切变形相对于弯曲变形要小得多。

2.2.2剪力墙结构

剪力墙结构体系优点：侧向刚度大缺点：布置受限制广州白云宾馆33层，112.45米，剪力墙结构，1976年建成，国内首栋百米高层。360040008000800066000300036000300066000800080004000360070000785078502300变化情况：

1、框支剪力墙：底层做成框架柱，上层为剪力墙，底层刚度小，上下刚度突变，地震作用下底层内力及塑性变形很大，在地震区不允许单独采用。

2、部分落地大空间剪力墙结构：地震区满足建筑需要底层商店或大堂的需要。1)落地剪力墙布置在两端或中部，对称布置，防止扭转。

2)底层采取加大墙厚，提高混凝土强度等措施提高刚度，减小上、下刚度差。

3)上部应采用开间较大剪力墙方案。

4)落地剪力墙之间距离要加以限制(墙距离与楼板宽度之比≤3，抗震≤2~2.5)。

5)过渡层楼板整体性与刚性要加大----应采用厚度较大的现浇钢筋混凝土板。

布置要点：2.2.2剪力墙结构短肢剪力墙结构

：这种结构体系一般是在电梯、楼梯部位布置剪力墙形成筒体，其他部位则根据需要，在纵横墙交接处设置截面高度为２ｍ左右的Ｔ、十、Ｌ形截面短肢剪力墙，墙肢之间在楼面处用梁连接，并用轻质材料填充，形成使用功能及受力均较合理的短肢剪力墙结构体系。（在小高层中应用很广）

10几层补充：框架：侧向刚度差，侧移大，但平面灵活，可较大空间，立面易处理等特点。剪力墙：侧向刚度大，侧移小，强度大，但空间受到限制

定义：由框架和剪力墙共同承重和抵抗水平的受力体系。2.2.3框架-剪力墙结构取长补短，形成框架—剪力墙结构(在框架中设置一些剪力墙)10～20层的办公楼、教学楼、医院和宾馆等建筑广泛应用。特点：1、剪力墙或筒体常常担负大部水平荷载，结构总体刚度加大，侧移减小。

2、框架与剪力墙协同工作；在结构的底部框架侧移减小，使结构的上部剪力墙的侧移减小，侧移曲线是弯剪型，接近于直线。各层层间变形趋于均匀。3、框架上、下各层柱的轴力也比纯框架柱受力均匀，故柱尺寸，配筋也可比较均匀。

从使用和受力上看，框--剪都是一种比较好的体系，在公共和办公楼等得到广泛使用。2.2.3框架-剪力墙结构框架-剪力墙结构中剪力墙的数量和布置：

1）剪力墙的数量：不宜过多，以满足位移限值为宜。

2）剪力墙的布置：不宜过长；不宜少于3道，最好作成筒体；对称布置；在纵横向数量接近；应贯通全高，上下刚度连贯而均匀。2.2.3框架-剪力墙结构9×4000=36000750075002000北京民族饭店

59年建成，12层框架—剪力墙结构。2.2.3框架-剪力墙结构空间薄壁筒体——平面剪力墙组成空间密柱框筒——柱距很小的框架柱组成2.2.4筒体结构筒体结构：以一个或多个筒体来抵抗水平力和竖向荷载的结构。筒体结构——空间整体受力框架、剪力墙以及框架-剪力墙——平面工作状态

特点：将剪力墙集中到房屋的内部或外部形成封闭的筒体；筒体在水平荷载作用下好像一个竖向悬臂空心柱体，结构空间刚度极大，抗扭性能也好；筒体结构具有造型美观、受力合理、使用灵活，以及整体性强等优点，适用于高层和超高层建筑。目前全世界最高的100幢高层建筑约三分之二以上采用筒体结构，国内百米以上的高层建筑有一半以上采用简体结构。2.2.4筒体结构筒中筒框架-核心筒结构框筒-框架结构多重筒结构成束筒结构多筒结构香港中环中心广场60层，374米，92年建成。2.2.4筒体结构5.13.437.04.04.04.04.04.03.45.122.835.14.53.33.34.53.93.93.93.93.916.8广东国际大厦：1990年建成，63层，底层层高4m，标准层3m，总高200.18米。外筒平面尺寸35.1m×37m，由24根中柱和4根异形角柱组成；内筒为16.8m×22.8m的矩形平面，壁厚300~700mm。优点：较大的灵活空间，使用合理，结构也合理，适用于较高建筑，50层深圳国贸中心大厦，63层广东国际大厦均采用筒中筒体系。

结构尺寸：筒体柱距很密，1.2~3m，最大4.5m，窗裙梁高0.6~1.2m，宽0.3~0.5m。窗洞面积不超过建筑立面面积50%，平面接近方或圆形，长短边比值不宜超过2。通常：H/B>3时，才能充分发挥作用，多层及较低层中，宜采用框架--筒体结构，而不适宜采用框筒或筒中筒。采用9个框筒全并在一起成束筒体系，随高度增加，筒数目不断减少。美国西尔斯大厦：110层，443米，束筒钢结构，1974年建成。允许位移900mm，实测460mm。用钢76000吨，砼55700立方米，安装了102部高速电梯。1~50层51~66层67~90层91层以上2.2.4筒体结构香港汇丰银行2.2.5其他结构形式（1）悬挂式结构•整个地上建筑用四个构架支撑，每个构架包含两根桅杆，分别在五个楼层支撑悬吊式桁架。

•桁架所形成的双高度空间，成为每一群楼层的焦点，同时还包含了流通和社交的空间。

•将建筑的钢结构特点裸露在外立面上，使得整个建筑具有现代的以及强有力的气息，整个大厦可分为8个“箱体。主要承重构件：

•自基础延伸至不同高度处的两列巨型钢立柱(每列4个共8个)，由它们承受全楼的重力荷载和水平荷载。

•每个立柱的平面尺寸为4.8mX5.1m，由4个圆钢管柱组成。

•钢管柱间每隔3．9m(层高)均连以矩形截面加肋钢梁，形成空腹桁架式的竖向构件。（1）悬挂式结构2.2.5其他结构形式（1）悬挂式结构2.2.5其他结构形式建筑平面为72*55m，高180m，地面以上43层采用巨型桁架，分5层悬挂在8根巨型格构式柱上各楼层的重力荷载由5个在不同高程上设置的“两层高伸臂桁架”分别承受。具体做法是在次桁架的中部和两端部共悬吊3根吊杆分别承受4～7层楼盖的荷载，并将它们传递给巨型立柱全楼东西向的稳定由上述5个两层高的桁架来保证，而南北向的稳定则靠设置在巨型立柱中间的5排双层交叉支撑提供。2.2.5其他结构形式体系由两级结构组成：一级为：跨越若干楼层的巨型梁（或巨型桁架梁）、巨型桁架柱（或实腹筒体柱），提供很大的抗侧刚度和抗弯承载力；二级：位于巨型框架单元内的辅助框架（只承受竖向荷载），也将荷载产生的内力传递到一级结构上。这种结构是具有两道抗震防线的抗震结构，具有良好的抗震性能。（2）巨型框架结构2.2.5其他结构形式上海证券大厦位于浦东新区陆家嘴金融贸易区，是一个多功能性质的综合建筑，主要由证券交易厅和综合办公楼以及其他商业、服务设施等组成，地上建筑30层，地下3层，总高128m，总投资1.48亿美元，地上建筑面积为79086m²，地面以下建筑面积16753m²，为巨型框架-支撑外露体系。

上海证券大厦

（2）巨型框架结构（3）巨型空间桁架结构2.2.5其他结构形式香港中银大厦总建筑面积12.9万m²，地上70层，楼高315米，加顶上两杆的高度共有367.4米。建成时是香港最高的建筑物。香港中银大厦是一个正方平面，对角划成4组三角形，每组三角形的高度不同，节节高升，使得各个立面在严谨的几何规范内变化多端。外型像竹子的“节节高升”，象征著力量、生机、茁壮和锐意进取的精神；基座的麻石外墙代表长城，代表中国。（3）巨型空间桁架结构2.2.5其他结构形式香港中银大厦巨型桁架体系，主体结构为八榀巨型桁架，其中四榀沿正方形平面的周边布置，另四榀沿对角线方向布置。平面为52m*52m，四角为型钢配筋的大型SRC立柱，底部最大截面为4800mm*4100mm，直接落地深入基础，向上逐渐减小截面。正方形平面中心外的立柱由顶层向下通到第25层结束，支承在金字塔形的空间桁架中心。在巨型桁架平面内还设置若干吊杆，将楼层荷载通过巨型桁架斜杆传给角柱。使角柱承担几乎全部全力荷载，增强了巨型桁架的抗倾覆能力。（4）巨型柱-核心筒结构2.2.5其他结构形式香港中银大厦结构采用4角12层高的巨形钢柱支撑，室内无一根柱子。整座大楼采用由八片平面支撑和五根型钢混凝土柱所组成的混合结构“大型立体支撑体系”。2.3楼盖结构布置110

第2章

高层建筑结构体系与结构布置

第2章

高层建筑结构体系与结构布置2.3楼盖结构楼盖结构是由设置在楼层或屋面位置的板或梁-板所组成的受力构件体系。高层建筑的楼盖除要承受楼面或屋面上的竖向荷载外，还将各竖向承重构件整合起来，并将水平作用传递或分配给各竖向承重构件。同时，楼盖还是竖向承重构件的支撑，使各榀框架或各片剪力墙不致产生平面外失稳。高层建筑由竖向抗侧力构件和楼盖组成空间受力体系，水平作用通过楼盖进行传递和分配，因此楼盖应具有较好的整体性和刚度。楼盖的主要结构功能（1）结构的水平承重体系，把楼盖上的竖向力传给竖向结构；（2）把水平力传给竖向结构或分配给竖向结构；（3）作为竖向结构构件的水平联系和支撑。楼盖的结构设计要求（1）在竖向荷载作用下，满足承载力和竖向刚度的要求；（2）在楼盖自身水平面内要有足够的水平刚度和整体性；（3）与竖向构件有可靠的连接，以保证竖向力和水平力的传递2.3楼盖结构

第2章

高层建筑结构体系与结构布置按施工方法分为：现浇式楼盖装配式楼盖无梁楼盖井式楼盖装配整体式楼盖钢筋混凝土楼盖2.3楼盖结构按预应力情况分为：单向板肋形楼盖双向板肋形楼盖预应力混凝土楼盖按结构形式分为：2.4基础结构114

第2章

高层建筑结构体系与结构布置2.4基础结构(1)筏形基础(2)箱形基础(3)桩基础1152.4.1基础类型2.4基础结构2.4.2基础布置原则

(1)当地基土质均匀、承载力高而沉降量小时，可以采用天然地基和竖向刚度较小的基础；反之，则应采用人工地基或竖向刚度较大的整体式基础。

(2)当高层建筑基础直接搁置于未风化或微风化的岩层上，或者层数较少的独立裙房，可采用单独基础和条形基础，采用独立基础时应设置纵横向的拉梁。(3)当采用桩基时，应尽可能采用单根、单排大直径桩或扩底墩。1162.4.3基础埋深1

.高层建筑宜设地下室，抗震设防建筑的高层结构部分，基础埋深宜一致，不宜采用局部地下室。2

.埋深要求（见下表）①一般的天然地基，建筑物高度的1/15；②岩石基础不受埋深限制，但应验算倾覆和滑移；③桩基础取建筑物高度的1/20。1172.4基础结构2.5.1结构平面布置原则2.5结构布置原则高层建筑结构总体布置包括：结构平面布置和结构竖向布置高层建筑的结构平面布置，应有利于抵抗水平荷载和竖向荷载，受力明确，传力直接，力求均匀对称，减少扭转的影响。

宜使结构平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均匀。不应采用严重不规则的平面布置。1)在高层建筑的一个独立结构单元内，宜使结构平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均匀。

2）高层建筑宜选用风作用效应较小的平面形状。对抗风有利的平面形状是简单、规则的凸平面。例如：圆形、正多边形、椭圆形、鼓形等平面。对抗风不利的平面是有较多凹、凸的复杂平面形状，如Ｖ形，Ｙ形、Ｈ形、弧形等平面。

2.5结构布置原则

高层建筑结构平面形状宜简单、规则、对称，刚度和承载力分布均匀，不应采用严重不规则的平面形状平面。不规则的类型如下表。1202.5结构布置原则不规则类型定义扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层平面不规则的类型不规则类型定义扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层平面不规则的类型扭转不规则凹凸角不规则局部不连续大开洞错层不规则类型定义扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层平面不规则的类型123（2）凹凸不规则①平面不宜狭长②平面突出部分的长度不宜长而窄③不宜采用角部重叠或细腰形平面布置2.5结构布置原则

为了保证楼板平面内刚度较大，使楼板平面内不产生大的振动变形，建筑平面的长宽比不宜过大。124（2）凹凸不规则2.5结构布置原则125（3）楼板局部不连续不采用角部重叠或细腰形平面图形。2.5结构布置原则

楼板开大洞削弱后，宜采取构造措施予以加强：(1)加厚洞口附近楼板，提高楼板的配筋率；采用双层双向配筋，或加配斜向钢筋；(2)洞口边缘设置边梁、暗梁；(3)在楼板洞口角部集中配置斜向钢筋。126（3）楼板局部不连续2.5结构布置原则2.5.2结构竖向布置沿竖向刚度突变可能由于下述两个原因产生：

（1）结构的竖向体型突变①建筑顶部内收形成塔楼。②楼层外挑内收。（2）结构体系的变化①剪力墙结构或框筒结构的底部大空间需要，底层或底部若干层剪力墙不落地，可能产生刚度突变。②中部楼层部分剪力墙中断。③顶层设置空旷的大空间，取消部分剪力墙或内柱。127不规则类型定义侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（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%竖向不规则的类型2.5.2结构竖向布置沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层）竖向抗侧力构件不连续（1）侧向刚度不规则2.5.2结构竖向布置抗震设计时，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；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。130（3）竖向抗侧力构件不连续2.5.2结构竖向布置钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度和高宽比应分为A级和B级。131A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m）结构体系非抗震设计抗震设防烈度6度7度8度9度框架7060554525框架-剪力墙14013012010050剪力墙全部落地15014012010060部分框筒体框架-核心筒16015013010070筒中筒20018015012080板柱-剪力墙70403530—2.5.2房屋适用高度和高宽比B级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m）132结构体系非抗震设计抗震设防烈度6度7度8度框架-剪力墙170160140120剪力墙全部落地180170150130部分框支150140120100筒体框架-核心筒220210180140筒中筒3002802301702.5.2房屋适用高度和高宽比A级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比133结构体系非抗震设计抗震设防烈度6度、

7度8度9度框架、板柱-剪力墙5432框架-剪力墙5543剪力墙6654筒中筒、框架-核心筒6654

B级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比非抗震设计抗震设防烈度6度、7度8度8762.5.2房屋适用高度和高宽比2.5.4变形缝布置1.伸缩缝也称为温度缝（1）作用：可以释放建筑平面尺寸较大的房屋因温度变化和混凝土干缩产生的结构内力。高层建筑结构伸缩缝的最大间距134结构体系施工方法最大间距（m）框架结构现浇55剪力墙结构现浇45（2）采取以下构造措施和施工措施减少温度和收缩应力时，可适当增大伸缩缝的间距：

①在温度变化影响较大的部位提高配筋率。②顶层加强保温隔热措施，或设置架空通风屋面，避免屋面结构温度梯度过大。③顶层可以局部改变为刚度较小的形式，或顶层设温度缝，将结构划分为长度较短的区段。④施工中留后浇带。⑤采用收缩小的水泥、减少水泥用量、在混凝土中加入适宜的外加剂。⑥提高每层楼板的构造配筋率或采用部分预应力结构。1352.5.4变形缝布置2

.沉降缝（1）作用：防止基础产生不均匀沉降时引起结构构件内产生较大的内力和变形。（设置时基础与上部结构均断开）（2）高层建筑在下述平面位置处，应考虑设置沉降缝：

①高度差异或荷载差异较大处；②上部不同结构体系或结构类型的相邻交界处；③地基土的压缩性有显著差异处；④基础底面标高相差较大，或基础类型

不一致处。1362.5.4变形缝布置（3）建筑物各部分不均匀沉降差大体上有三种方法来处理：放——设沉降缝，让各部分自由沉降，互不影响，避免出现由于不均匀沉降时产生的内力。抗——采用端承桩或利用刚度很大的基础。前者由坚硬的基岩或砂卵石层来尽可能避免显著的沉降差；后者则用基础本身的刚度来抵抗沉降差。调——在设计与施工中采取措施，调整各部分沉降，减少其差异，降低由沉降差产生的内力。

1372.5.4变形缝布置（4）通常有以下“调”的方法不设永久性沉降缝：调整地基土压力调整施工顺序预留沉降差1382.5.4变形缝布置3

.防震缝（1）当建筑的平面、层数、质量、刚度差异较大，或错层时抗震设防的建筑物需设抗震缝。（2）抗震设防的高层建筑在下列情况不宜设防震缝：平面长度和突出部分尺寸超过了下表的限值，而又没有采取加强措施时。各部分结构刚度、荷载或质量相差悬殊，而又没有采取有效措施时。房屋有较大错层时。1392.5.4变形缝布置

（3）设置防震缝时，应符合下列规定：①防震缝最小宽度应符合下列要求：a．框架结构房屋，高度不超过15m的部分可取100mm；超过15m的部分，6度、7度、8度和9度相应每增高5m、4m、3m和2m，宜加宽20mm；b．框架-剪力墙结构房屋可按第a条数值的70％采用，剪力墙结构房屋可按第a条数值的50％采用，但二者均不宜小于70mm。②防震缝两侧结构体系不同时，防震缝宽度应按不利的结构类型确定；防震缝两侧的房屋高度不同时，防震缝宽度应按较低的房屋高度确定。

1402.5.4变形缝布置③当相邻结构的基础存在较大沉降差时，宜增大防震缝的宽度。④防震缝宜沿房屋全高设置；地下室、基础可不设防震缝，但在与上部防震缝对应处应加强构造和连接。⑤结构单元之间或主楼与裙房之间如无可靠措施，不应采用牛腿托梁的做法设置防震缝。2.5.4变形缝布置思考题1、高层钢筋混凝土结构的基本结构体系有哪几类？2、结构选型的依据主要有哪些？3、什么是框架结构？其主要特点是什么？框架结构与框架梁、框架柱的概念有区别吗？4、什么是异形柱？异形柱结构的抗震性好吗？为什么？5、什么是板柱结构(含板柱—剪力墙结构)？其抗震性好吗？为什么？思考题6、什么是剪力墙？什么是剪力墙结构？其主要特点是什么？7、什么是短肢剪力墙？短肢剪力墙结构的抗震性好吗？为什么？8、什么是框支剪力墙结构的抗震性好吗？为什么？9、什么是框架—剪力墙结构？框架—剪力墙结构的主要特点是什么？10、什么是钢筋混凝土筒体结构，分几类？什么是框架—核心筒结构？什么是筒中筒结构？

第2章

高层建筑结构体系与结构布置高层建筑结构

—第3章高层建筑结构的荷载

作用及其效应组合

（土木工程专业）

3.1竖向荷载3.2风荷载3.3地震作用1463.4温度作用第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合3.5荷载效应组合3.1竖向荷载与多层建筑结构有所不同，高层建筑结构——1）竖向荷载效应远大于多层建筑结构；

2）水平荷载的影响显著增加，成为其设计的主要因素；

3）对高层建筑结构尚应考虑竖向地震的作用。高层建筑结构主要承受竖向荷载和水平荷载。1）竖向荷载2）水平荷载恒荷载活荷载风荷载地震作用第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合3.1.1恒荷载

恒荷载是指各种结构构件自重和找平层、保温层、防水层、装修材料层、隔墙、幕墙及其附件、固定设备及其管道等重量，其标准值可按构件及其装修的设计尺寸和材料单位体积或面积的自重计算确定。材料容重可从《荷载规范》查取；固定设备由相关专业提供。第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合3.1.2活荷载1、楼面活载

1）高层建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数，可按《荷载规范》的规定取用。

2）在荷载汇集及内力计算中，应按未经折减的活荷载标准值进行计算，楼面活荷载的折减可在构件内力组合时取用。2、屋面活载

1）屋面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数，可按《荷载规范》的规定取用。

2）有些情况下，应考虑屋面直升机平台的活荷载。3、施工活荷载施工活荷载一般取

1.0~1.5kN/m2。

对高层建筑结构，计算活荷载产生的内力时，可不考虑活荷载的最不利布置。为简化，可按活荷载满布进行计算，然后将求得的梁跨中截面和支座截面弯矩乘以

1.1~1.3的放大系数。第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合3.1.3屋面雪荷载（1）屋面水平投影面上的雪荷载标准值：

S0为基本雪压，系以当地一般空旷平坦地面上统计所得50年一遇最大积雪的自重确定。按《荷载规范》取用；μr为屋面积雪分布系数，可按《荷载规范》取用。第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合3.2风荷载第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合空气流动形成的风遇到建筑物时，就在建筑物表面产生压力或吸力，这种风力作用叫风荷载。—高、大、细、长等柔性工程结构的主要设计荷载3.2风荷载第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合风的大小与（1）近地风的性质、风速、风向有关（2）建筑物所在地的地藐及周围环境（3）建筑本身的高度、形状以及表面状况有关3.2.1风荷载的特点风荷载的特点:风力作用与建筑物外形有直接关系，圆形与正方形受到的风力较合理风力受到建筑物周围环境影响较大，处于高层建筑群中的高层建筑，有时会出现受力更为不利的情况风力作用具有静力、动力两重性质。风力在建筑物表面的分布很不均匀，在角区和建筑物内收的局部区域，会产生较大的风力。第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合风荷载的特点:与地震作用相比，风力作用持续时间较长，其作用更接近于静力，但建筑物的使用期限出现较大风力的次数较多。由于有较长期的气象观测，大风的重现期很短，所以风力大小的估计比地震作用大小的估计较为可靠。而且抗风设计具有较大的可靠性。第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合3.2.2风荷载的计算3.2.2风荷载的计算第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合1）风荷载标准值房屋高度大于200m时宜采用风洞试验来确定建筑物的风荷载；房屋高度大于150m，有下列情况之一时，宜采用风洞试验确定建筑物的风荷载：①平面形状不规则，立面形状复杂；②立面开洞或连体建筑；③周围地形和环境较复杂。(1)基本风压ω0

以空旷平坦地面、距地10m、50年一遇、10min平均最大风速v0计算。重现期(年)5050100重庆基本风压0.250.400.45北京基本风压0.300.450.50上海基本风压0.400.550.60成都基本风压0.200.300.35第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合（2）风压高度变化系数风压高度变化系数应该根据地面粗糙度类别确定地面粗糙度分类：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；第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合地面粗糙度分类第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合（3）风荷载体型系数

第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合①定义：风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面所引起的压力(吸力)与原始风速算得的理论风压的比值。②特点：风荷载体型系数一般都是通过实测或风洞模拟试验的方法确定，它表示建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力分布规律，主要与建筑物的体型与尺度有关。第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合③风压分布系数——风压与体型的关系迎风面的风压力在建筑物的中间偏上为最大，两边及底下最小；侧风面一般近侧大，远侧小，分布也极不均匀；背风面一般两边略大，中间小。

④计算：在计算风荷载对建筑物的整体作用时，只需按各个表面的平均风压计算，即采用各个表面的平均风荷载体型系数计算。

⑤风荷载体型系数的确定：根据设计经验和风洞试验

例:+0.8-0.6-0.6－(0.48+0.03H/L)0.8+1.2/n1/2当表面粗糙时取μs=0.8第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合（4）风振系数

平均风压与波动风压图稳定风周期长，对结构影响小；脉动风周期短，对结构影响大。风分为平均风（即稳定风）和脉动风（常称阵风脉动）平均风——静力脉动风——动力第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合风的动力效应：

对于高度较大、刚度较小的高层建筑，脉动风压会产生不可忽略的动力效应，在设计中必须考虑，目前采用加大风荷载的办法来考虑这个动力效应，即对风压值乘以风振系数。第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合3.2.2风荷载的计算第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合2）总风荷载

总风荷载为建筑物各个表面上承受风力的合力，是沿建筑物高度变化的线荷载。通常按x、y两个互相垂直的方向分别计算总风荷载。

z高度处的总风荷载标准值按下式计算：第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合3.3地震作用的计算第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合12层钢筋混凝土住宅和商务大楼，自楼梯间相接处分裂，东侧楼6层以下全部塌陷，并向东侧倒在邻房4层楼公寓上。西侧楼5层以下全部倒塌，并向西倾倒在另一栋大楼上，柱间距介于8米到10米，且柱子数量偏少。3.3地震作用地震是指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的振动。地震是一种自然现象，地球上每天都在发生地震，一年约有500万次。其中约5万次人们可以感觉到；能造成破坏的约有1000次；7级以上的大地震平均一年有十几次。目前记录到的世界上最大地震是

8.9级，发生于1960年5月22日的智利地震。什么是地震？第3章高层建筑结构的荷载作用及其效应组合a.地震成因分类---包括构造地震、火山地震、陷落地震1.构造地震破坏性地震主要属于构造地震，约占世界地震总数的90%以上。

92%的地震发生在地壳中，其余的发生在地幔上部地震天然地震人工地震3.3.1基本概念与一般计算原则1）基本概念2.火山地震由于火山作用，如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震称为火山地震，只占世界地震的7%左右。

1914年日本樱岛火山爆发，产生的震动相当于一个6.7级地震。

3.陷落地震由于地下溶洞或矿井顶部塌陷而引起的地震称为塌陷地震。这类地震的规模比较小，次数也很少。

3.3.1基本概念与一般计算原则4.人工地震因人为因素直接造成的地震是人工地震。如工业爆破、地下核爆炸造成的振动；在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力，有时也会诱发地