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1、 高层建筑结构高层建筑结构高层建筑结构设计实例讲解高层建筑结构设计实例讲解 高层建筑结构高层建筑结构1 1 基本知识基本知识1.1 1.1 1.1 1.1 高层建筑结构的选型与布置高层建筑结构的选型与布置高层建筑结构的选型与布置高层建筑结构的选型与布置1.2 1.2 1.2 1.2 高层建筑结构的荷载与地震作用高层建筑结构的荷载与地震作用高层建筑结构的荷载与地震作用高层建筑结构的荷载与地震作用1.3 1.3 1.3 1.3 高层建筑的内力与位移计算方法高层建筑的内力与位移计算方法高层建筑的内力与位移计算方法高层建筑的内力与位移计算方法1.4 1.4 1.4 1.4 作用效应组合与构建承载力计算
2、方法作用效应组合与构建承载力计算方法作用效应组合与构建承载力计算方法作用效应组合与构建承载力计算方法 高层建筑结构高层建筑结构1.1 1.1 高层建筑结构的选型与布置高层建筑结构的选型与布置1.1.1 1.1.1 高层建筑结构的选型高层建筑结构的选型各种高层建筑结构形式及其优缺点各种高层建筑结构形式及其优缺点各种高层建筑结构形式及其优缺点各种高层建筑结构形式及其优缺点高层建筑的最大适用高度高层建筑的最大适用高度高层建筑的最大适用高度高层建筑的最大适用高度高层建筑结构适用的最大高宽比高层建筑结构适用的最大高宽比高层建筑结构适用的最大高宽比高层建筑结构适用的最大高宽比楼盖结构形式楼盖结构形式楼盖结
3、构形式楼盖结构形式高层建筑基础形式高层建筑基础形式高层建筑基础形式高层建筑基础形式 高层建筑结构高层建筑结构1.1.2 1.1.2 高层建筑结构的布置高层建筑结构的布置结构平面布置结构平面布置结构平面布置结构平面布置结构竖向布置结构竖向布置结构竖向布置结构竖向布置1.1 1.1 高层建筑结构的选型与布置高层建筑结构的选型与布置 高层建筑结构高层建筑结构 高层建筑结构高层建筑结构1.2.2 1.2.2 地震作用地震作用一般规定一般规定一般规定一般规定底部剪力法底部剪力法底部剪力法底部剪力法振型分解反应谱法振型分解反应谱法振型分解反应谱法振型分解反应谱法考虑扭转影响的地震作用计算考虑扭转影响的地震
4、作用计算考虑扭转影响的地震作用计算考虑扭转影响的地震作用计算竖向地震作用计算竖向地震作用计算竖向地震作用计算竖向地震作用计算1.2 1.2 高层建筑结构的荷载与地震作用高层建筑结构的荷载与地震作用 高层建筑结构高层建筑结构1.3 1.3 高层建筑的内力与位移计算方法高层建筑的内力与位移计算方法1.3.1 1.3.1 1.3.1 1.3.1 一般规定一般规定一般规定一般规定1.3.2 1.3.2 1.3.2 1.3.2 计算参数计算参数计算参数计算参数1.3.3 1.3.3 1.3.3 1.3.3 重力二阶效应结构稳定验算重力二阶效应结构稳定验算重力二阶效应结构稳定验算重力二阶效应结构稳定验算1
5、.3.4 1.3.4 1.3.4 1.3.4 水平地震作用标准值下楼层建立验算水平地震作用标准值下楼层建立验算水平地震作用标准值下楼层建立验算水平地震作用标准值下楼层建立验算1.3.5 1.3.5 1.3.5 1.3.5 水平位移限值和舒适度要求水平位移限值和舒适度要求水平位移限值和舒适度要求水平位移限值和舒适度要求 高层建筑结构高层建筑结构1.4 1.4 作用效应组合与构建承载力计算方法作用效应组合与构建承载力计算方法1.4.1 1.4.1 作用效应组合作用效应组合无地震效应组合无地震效应组合无地震效应组合无地震效应组合有地震效应组合有地震效应组合有地震效应组合有地震效应组合1.4.2 1.
6、4.2 构件承载力计算构件承载力计算 高层建筑结构高层建筑结构 高层建筑结构高层建筑结构3.7 3.7 刚重比和剪重比验算刚重比和剪重比验算3.8 3.8 水平地震作用下结构内力设计值计算水平地震作用下结构内力设计值计算3.9 3.9 风荷载作用下结构内力设计值计算风荷载作用下结构内力设计值计算3.10 3.10 竖向荷载作用下结构内力设计值计算竖向荷载作用下结构内力设计值计算3.11 3.11 内力组合内力组合3.12 3.12 截面配筋截面配筋3 3 高层剪力墙结构设计例题高层剪力墙结构设计例题3.1 3.1 3.1 3.1 设计任务书设计任务书设计任务书设计任务书某高层住在楼，采用某高层
7、住在楼，采用某高层住在楼，采用某高层住在楼，采用剪力墙结构，地下一剪力墙结构，地下一剪力墙结构，地下一剪力墙结构，地下一层，地上层，地上层，地上层，地上1515层，地下层，地下层，地下层，地下室层高室层高室层高室层高3.93.9mm，电梯机电梯机电梯机电梯机房高房高房高房高3.23.2mm，水箱高水箱高水箱高水箱高3.13.1mm，室内外高差室内外高差室内外高差室内外高差0.30.3mm。设计使用年限设计使用年限设计使用年限设计使用年限为为为为5050年。年。年。年。图图3.1 结构平面布置图结构平面布置图 高层建筑结构高层建筑结构 高层建筑结构高层建筑结构各片剪力墙的尺寸各片剪力墙的尺寸壁式
8、框架壁式框架壁式框架壁式框架双肢墙双肢墙双肢墙双肢墙 高层建筑结构高层建筑结构 高层建筑结构高层建筑结构3.1 3.1 设计任务书设计任务书 高层建筑结构高层建筑结构3.2 3.2 剪力墙类型判别剪力墙类型判别判别方法判别方法判别方法判别方法 高层建筑结构高层建筑结构 高层建筑结构高层建筑结构3.2 3.2 剪力墙类型判别剪力墙类型判别 高层建筑结构高层建筑结构3.2 3.2 剪力墙类型判别剪力墙类型判别利用整体性系数利用整体性系数利用整体性系数利用整体性系数判别剪力墙类型判别剪力墙类型判别剪力墙类型判别剪力墙类型 高层建筑结构高层建筑结构3.3 3.3 剪力墙刚度计算剪力墙刚度计算3.3.1
9、 3.3.1 各片剪力墙刚度计算各片剪力墙刚度计算（1 1 1 1）实体墙）实体墙）实体墙）实体墙 高层建筑结构高层建筑结构3.3 3.3 剪力墙刚度计算剪力墙刚度计算整体小开口墙等整体小开口墙等整体小开口墙等整体小开口墙等效刚度计算公式效刚度计算公式效刚度计算公式效刚度计算公式 高层建筑结构高层建筑结构 高层建筑结构高层建筑结构（4）壁式框架）壁式框架XSW-1和和XSW-3（略）。略）。3.3 3.3 剪力墙刚度计算剪力墙刚度计算 高层建筑结构高层建筑结构3.3 3.3 剪力墙刚度计算剪力墙刚度计算框架剪力墙结构框架剪力墙结构框架剪力墙结构框架剪力墙结构内力计算思路内力计算思路内力计算思路
10、内力计算思路 高层建筑结构高层建筑结构3.3 3.3 剪力墙刚度计算剪力墙刚度计算 高层建筑结构高层建筑结构 高层建筑结构高层建筑结构3.4 3.4 荷载计算荷载计算3.4.1 3.4.1 3.4.1 3.4.1 重力荷载标准值计算重力荷载标准值计算重力荷载标准值计算重力荷载标准值计算（方便内力组合）（方便内力组合）（方便内力组合）（方便内力组合）屋面及楼面荷载标准值屋面及楼面荷载标准值屋面及楼面荷载标准值屋面及楼面荷载标准值 梁自重、墙体自重荷载标准值梁自重、墙体自重荷载标准值梁自重、墙体自重荷载标准值梁自重、墙体自重荷载标准值 门框重量标准值门框重量标准值门框重量标准值门框重量标准值 设备
11、重量标准值设备重量标准值设备重量标准值设备重量标准值示例示例示例示例 高层建筑结构高层建筑结构3.4 3.4 荷载计算荷载计算风振系数风振系数风振系数风振系数 高层建筑结构高层建筑结构 高层建筑结构高层建筑结构3.4 3.4 荷载计算荷载计算 高层建筑结构高层建筑结构3.4 3.4 荷载计算荷载计算将各层风荷载转化为将各层风荷载转化为将各层风荷载转化为将各层风荷载转化为倒三角形分布荷载倒三角形分布荷载倒三角形分布荷载倒三角形分布荷载 高层建筑结构高层建筑结构3.4 3.4 荷载计算荷载计算 高层建筑结构高层建筑结构3.5 3.5 水平地震作用计算水平地震作用计算均布荷载均布荷载均布荷载均布荷载
12、 高层建筑结构高层建筑结构3.5 3.5 水平地震作用计算水平地震作用计算顶点位移法顶点位移法顶点位移法顶点位移法(P P P P70707070)高层建筑结构高层建筑结构3.5 3.5 水平地震作用计算水平地震作用计算地震作用计算选地震作用计算选地震作用计算选地震作用计算选用方法分析用方法分析用方法分析用方法分析地震影响系数地震影响系数地震影响系数地震影响系数结构等效重力荷载结构等效重力荷载结构等效重力荷载结构等效重力荷载 高层建筑结构高层建筑结构3.5 3.5 水平地震作用计算水平地震作用计算顶部集中顶部集中顶部集中顶部集中荷载判别荷载判别荷载判别荷载判别计算公式计算公式计算公式计算公式
13、高层建筑结构高层建筑结构3.5 3.5 水平地震作用计算水平地震作用计算将水平地震作用等效为将水平地震作用等效为将水平地震作用等效为将水平地震作用等效为倒三角形分布荷载倒三角形分布荷载倒三角形分布荷载倒三角形分布荷载 高层建筑结构高层建筑结构3.6 3.6 结构水平位移验算结构水平位移验算层间位移层间位移层间位移层间位移层间位层间位层间位层间位移验算移验算移验算移验算 高层建筑结构高层建筑结构3.7 3.7 刚重比和剪重比验算刚重比和剪重比验算满足此要求，则不满足此要求，则不满足此要求，则不满足此要求，则不用考虑重力二阶效用考虑重力二阶效用考虑重力二阶效用考虑重力二阶效应的不利影响应的不利影响
14、应的不利影响应的不利影响在WMASS.out中有提示：该结构刚重比Di*Hi/Gi大于20,可以不考虑重力二阶效应亦即P-效应(重力)。则不需要考虑，否则在重新计算时就需要考虑了。高层建筑结构高层建筑结构3.7 3.7 刚重比和剪重比验算刚重比和剪重比验算水平地震作用计算时，水平地震作用计算时，水平地震作用计算时，水平地震作用计算时，结构各楼层对应于地结构各楼层对应于地结构各楼层对应于地结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力震作用标准值的剪力震作用标准值的剪力震作用标准值的剪力应符合公式要求应符合公式要求应符合公式要求应符合公式要求 高层建筑结构高层建筑结构3.8 3.8 3.8 3.8 水平地
15、震作用下结构内力设计值计算水平地震作用下结构内力设计值计算水平地震作用下结构内力设计值计算水平地震作用下结构内力设计值计算3.8.1 3.8.1 3.8.1 3.8.1 总剪力墙、总框架内力设计值计算总剪力墙、总框架内力设计值计算总剪力墙、总框架内力设计值计算总剪力墙、总框架内力设计值计算总剪力墙剪力总剪力墙剪力总剪力墙剪力总剪力墙剪力总框架剪力总框架剪力总框架剪力总框架剪力总剪力墙弯矩总剪力墙弯矩总剪力墙弯矩总剪力墙弯矩 高层建筑结构高层建筑结构总剪力墙剪力总剪力墙剪力总剪力墙剪力总剪力墙剪力总剪力墙弯矩总剪力墙弯矩总剪力墙弯矩总剪力墙弯矩剪力墙内力计算方法剪力墙内力计算方法剪力墙内力计算方
16、法剪力墙内力计算方法 高层建筑结构高层建筑结构（2 2）（整体小开口墙）（整体小开口墙）（整体小开口墙）（整体小开口墙）XSW-7XSW-7墙肢及连梁内力设计值墙肢及连梁内力设计值墙肢及连梁内力设计值墙肢及连梁内力设计值（3 3）双肢墙）双肢墙）双肢墙）双肢墙XSW-4XSW-4内力设计值计算内力设计值计算内力设计值计算内力设计值计算3.8.3 3.8.3 壁式框架内力设计值（略）壁式框架内力设计值（略）壁柱弯矩设计值计算壁柱弯矩设计值计算壁柱弯矩设计值计算壁柱弯矩设计值计算 壁梁弯矩设计值计算壁梁弯矩设计值计算壁梁弯矩设计值计算壁梁弯矩设计值计算 壁梁剪力及壁柱轴力设计值计算壁梁剪力及壁柱轴
17、力设计值计算壁梁剪力及壁柱轴力设计值计算壁梁剪力及壁柱轴力设计值计算3.8 3.8 3.8 3.8 水平地震作用下结构内力设计值计算水平地震作用下结构内力设计值计算水平地震作用下结构内力设计值计算水平地震作用下结构内力设计值计算 高层建筑结构高层建筑结构3.9 3.9 3.9 3.9 风荷载作用下结构内力设计值计算风荷载作用下结构内力设计值计算风荷载作用下结构内力设计值计算风荷载作用下结构内力设计值计算XSW-1XSW-1XSW-1XSW-1在风荷载在风荷载在风荷载在风荷载作用下壁梁、作用下壁梁、作用下壁梁、作用下壁梁、壁柱弯矩图壁柱弯矩图壁柱弯矩图壁柱弯矩图XSW-1XSW-1XSW-1XS
18、W-1在风荷载作在风荷载作在风荷载作在风荷载作用下壁梁剪力、用下壁梁剪力、用下壁梁剪力、用下壁梁剪力、壁柱轴力图壁柱轴力图壁柱轴力图壁柱轴力图 高层建筑结构高层建筑结构3.10 3.10 3.10 3.10 竖向荷载作用下结构内力设计值计算竖向荷载作用下结构内力设计值计算竖向荷载作用下结构内力设计值计算竖向荷载作用下结构内力设计值计算 高层建筑结构高层建筑结构3.10 3.10 3.10 3.10 竖向荷载作用下结构内力设计值计算竖向荷载作用下结构内力设计值计算竖向荷载作用下结构内力设计值计算竖向荷载作用下结构内力设计值计算（2 2 2 2）内力计算）内力计算）内力计算）内力计算 高层建筑结构
19、高层建筑结构3.10.2 3.10.2 整体小开口墙整体小开口墙XSW-7XSW-7在竖向荷载作用下结构在竖向荷载作用下结构 内力设计值计算内力设计值计算3.10.2 3.10.2 双肢墙双肢墙XSW-4XSW-4在竖向荷载作用下结构内力设在竖向荷载作用下结构内力设 计值计算计值计算3.10.2 3.10.2 壁式框架壁式框架XSW-1XSW-1在竖向荷载作用下结构内力在竖向荷载作用下结构内力 设计值计算设计值计算 （略）（略）3.10 3.10 3.10 3.10 竖向荷载作用下结构内力设计值计算竖向荷载作用下结构内力设计值计算竖向荷载作用下结构内力设计值计算竖向荷载作用下结构内力设计值计算
20、 高层建筑结构高层建筑结构 高层建筑结构高层建筑结构3.11 3.11 内力组合内力组合 比较各片剪力墙非地震时内力和地震时内力比较各片剪力墙非地震时内力和地震时内力可知，墙肢平面内力偏压、偏拉内力、连梁内力可知，墙肢平面内力偏压、偏拉内力、连梁内力均由地震内力控制均由地震内力控制。故。故内力组合时对非地震内力内力组合时对非地震内力内力组合时对非地震内力内力组合时对非地震内力仅列出轴力。仅列出轴力。仅列出轴力。仅列出轴力。荷载效应组合荷载效应组合荷载效应组合荷载效应组合(教材教材教材教材P81)P81)P81)P81)高层建筑结构高层建筑结构3.12 3.12 截面配筋截面配筋3.12.1 3
21、.12.1 实体墙实体墙XSW-5XSW-5截面设计截面设计3.12.2 3.12.2 整体小开口墙整体小开口墙XSW-7XSW-7截面设计截面设计3.12.3 3.12.3 壁式框架壁式框架XSW-1XSW-1截面设计截面设计3.12.4 3.12.4 双肢墙双肢墙XSW-4XSW-4截面设计截面设计 高层建筑结构高层建筑结构3.12.1 3.12.1 实体墙实体墙XSW-5XSW-5截面设计截面设计验算墙体截面尺寸，验算墙体截面尺寸，验算墙体截面尺寸，验算墙体截面尺寸，防止发生斜压破坏防止发生斜压破坏防止发生斜压破坏防止发生斜压破坏 高层建筑结构高层建筑结构名义受压区高度名义受压区高度名义
22、受压区高度名义受压区高度3.12.1 3.12.1 实体墙实体墙XSW-5XSW-5截面设计截面设计Ac=180+300=480Ac=180+300=480Ac=180+300=480Ac=180+300=480 高层建筑结构高层建筑结构按构造要求确定分按构造要求确定分按构造要求确定分按构造要求确定分布钢筋，然后进行布钢筋，然后进行布钢筋，然后进行布钢筋，然后进行端部钢筋面积计算端部钢筋面积计算端部钢筋面积计算端部钢筋面积计算3.12.1 3.12.1 实体墙实体墙XSW-5XSW-5截面设计截面设计（3 3）斜截面受剪承载力计算）斜截面受剪承载力计算为防止发生斜为防止发生斜压破坏，进行压破坏
23、，进行剪压比计算剪压比计算剪压比：剪压比：教材教材P186P186 高层建筑结构高层建筑结构3.12.2 3.12.2 整体小开口墙整体小开口墙XSW-7XSW-7截面设计截面设计截面尺寸验算截面尺寸验算截面尺寸验算截面尺寸验算为防止发生为防止发生为防止发生为防止发生斜压破坏斜压破坏斜压破坏斜压破坏 高层建筑结构高层建筑结构名义受压区高度名义受压区高度名义受压区高度名义受压区高度3.12.2 3.12.2 整体小开口墙整体小开口墙XSW-7XSW-7截面设计截面设计端部钢筋计算端部钢筋计算端部钢筋计算端部钢筋计算 高层建筑结构高层建筑结构3.12.2 3.12.2 整体小开口墙整体小开口墙XS
24、W-7XSW-7截面设计截面设计教材教材P186P186剪跨比剪跨比 高层建筑结构高层建筑结构3.12.2 3.12.2 整体小开口墙整体小开口墙XSW-7XSW-7截面设计截面设计 高层建筑结构高层建筑结构3.12.2 3.12.2 整体小开口墙整体小开口墙XSW-7XSW-7截面设计截面设计 高层建筑结构高层建筑结构3.12.2 3.12.2 整体小开口墙整体小开口墙XSW-7XSW-7截面设计截面设计 高层建筑结构高层建筑结构3.12.2 3.12.2 整体小开口墙整体小开口墙XSW-7XSW-7截面设计截面设计剪跨比剪跨比限制剪压比限制剪压比 高层建筑结构高层建筑结构3.12.2 3.12.2 整体小开口墙整体小开口墙XSW-7XSW-7截面设计截面设计教材公式教材公式P193P193 高层建筑结构高层建筑结构END