带结构转换层的高层建筑结构设计_熊进刚
收稿日期:2002-04-15
基金项目:南昌大学基础理论基金项目
作者简介:熊进刚,男,1970年生,博士. 文章编号:1006-0456(2002)04-0015-04
带结构转换层的高层建筑结构设计
熊进刚,李艳
(南昌大学土木工程学院,江西南昌330029)
摘要:本文简要介绍了高层建筑中结构转换层的功能、主要型式、特点及工程应用,并结合厦门市某带梁式转
换层的高层建筑,介绍了其结构转换层的方案选择、结构布置、结构整体分析与计算、转换梁的设计及有关构造要
求,供设计和研究人员参考.
关键词:结构转换层;转换梁;高层建筑
中图法分类号:TU 973+.12 文献标识码:A
1 概述
近二、三十年来,国内外高层建筑发展迅速,上部是住宅、旅馆,中部为办公用房,下部用作商场、餐馆等,多功能及综合性用途的高层建筑已经愈来愈多.楼层建筑功能的改变,往往需要改变竖向结构型式或改变柱网、轴线,甚至两者都改变.这样,在竖向结构体系发生变化的楼层就要设置转换层(transfer floor ),转换层也称为过渡层.
2 结构转换层的功能和主要型式
2.1 结构转换层的功能
从结构功能的角度看,转换层所实现的结构转换可以归纳为以下三类.
1)结构型式的转换.这种功能被广泛应用于框—剪结构和剪力墙结构,结构转换层将上部剪力墙转换为下部框架,如图1所示,给下部楼层创造一个较大的内部空间.
2)柱网、轴线的转换.转换层的上、下部结构型式没有改变,但通过结构转换层,使下层形成大柱网,如图2所示,以满足外框筒的下层形成较大入口和较大空间的需要.
图1 结构型式的转换 图2 柱网、轴线的转换 图3 梁式转换层
3)结构型式和轴线布置同时转换.上部楼层剪力墙通过结构转换层改变为框架,同时,下部楼层柱网轴线与上部楼层的轴线错开,形成上、下部结构不对齐的布置.
2.2 结构转换层的主要型式
第24卷第4期
2002年12月南昌大学学报(工科版)Journal of Nanchang University (Engineering &Technology )Vol .24No .4Dec .2002
1)梁式转换层.梁式转换层的设计、施工简单,受力明确,如图3所示.当需要纵横向同时转换时,可采用双向梁的布置.目前,国内外多、高层建筑结构转换层中采用梁式转换层的方案最多,例如北京南洋饭店、上海天鹅宾馆、深圳航空大厦、四川成都岷山饭店[1].
2)板式转换层.当上、下层柱网轴线错开较多,难以用梁直接承托时,可以做成厚板,形成板式转换层,如图4所示.板式转换层的下层柱可以灵活布置,无须与上部结构对齐,但板式转换层本身的自重大、材料用量多,且高位厚板转换层不宜用于抗震设防烈度6°以上的高层建筑[2].采用板式转换层的典型实际工程有深圳华采花园(板厚2.2m ,承托29层)、深圳福田彩虹大厦(板厚2.4m ,承托31层)、南京新世纪广扬一期工程[3]
(板厚2.0m ,承托30层)
.图4 板式转换层 图5 箱形转换层 图6 桁架式转换层
3)箱形转换层.以上、下两层楼板作为上、下翼缘,并在其间设置若干单向或双向腹板(竖隔板)就形成箱形转换层,如图5所示.箱形转换层可用于上、下层结构型式转换、柱网尺寸扩大及轴线错位等.典型实际工程有北京艺苑假日皇冠饭店[1]
,其箱形转换层跨度17.95mm ,宽22.1m ,高度4.05m ,上、下板厚500mm ,侧板厚400mm ,中肋厚600mm .目前箱形转换层用于房屋结构还不多,但在铁路工程中较常见.
4)桁架式转换层.桁架式转换层传力明确,伟力途径清楚,但构造和施工较复杂,如图6所示.典型实际
工程有北京香格里拉饭店、上海龙门宾馆[1]、南京新世纪广场(二期工程)[4]等.5)其它型式的转换层.如IBM 大厦采用了拱式转换层[1],沈阳华利广场采用了斜柱式转换层[5].
3 工程设计实例
3.1 工程概况
厦门市某高层建筑,地下1层,地上22层,总建筑面积25840m 2.1至4层为商业用房,1层层高5.0m ,2至4层层高4.0m ,采用框架—筒体结构.5至20层为住宅,层高3.0m ,采用短肢剪力墙—筒体结构.21、22层层高3.0m ,分别为电梯机房和屋面水箱.第4、5层之间不仅结构类型发生改变,轴线布置也有所变化,因此在4、5之间设置转换层,建筑总剖面图如图7所示.
3.2 转换层方案
转换层的结构形式可以采用梁式、桁架式、板式、箱形等,这些转换层都可以形成大空间,实现结构类型和轴线的转变.其中梁式转换层受力明确,设计和施工相对简单,应用最为广泛;同时,在转换梁受力较小部位可以开设合适的洞口,容易满足建筑功能和设备管线布置的要求.因此,本工程采用梁式转换层.转换层的层高2.5m ,转换梁上、下端与楼板相连,上层楼板厚200mm ,下层楼板厚300mm .转换梁托上部短肢剪力墙.转换层结构混凝土强度等级为C45.
3.3 结构整体计算
结构整体计算采用TBSA5.0进行.转换梁本身是杆件,可直接按梁单元参加到结构整体计算中,梁的轴线定在转换层上层楼板处[1].
·16·南昌大学学报(工科版)2002年
为防止结构沿竖向刚度变化过于悬殊而形成薄弱层,设计中应考虑使上、下层刚度比γ≤2:
图7 建筑总剖面图
γ=G i +1A i +1h i G i A i h i +1
(1)式中:G i ,G i +1是第i ,i +1层混凝土剪变模量,A i ,A i +1是
第i ,i +1层折算抗剪截面面积,h i ,h i +1为第i ,i +1层的
层高.
转换层上层短肢剪力墙厚度为:四周350mm ,内部250
mm ,混凝土强度等级为C45.转换层下层主要剪力墙厚度
加大为500mm ,400mm ,柱子截面尺寸取1100mm ×1100
mm ,混凝土强度等级为C45.按式(1)计算得两主轴x ,y 方
向的γ值分别为1.73和1.51.TBSA 计算结果表明,结构前
三个自振周期为:1.537s ,0.449s ,0.224;y 方向,1.717s ,
0.515s ,0.275s ;层间最大侧移和顶点位移均满足高层规
程[6]的要求.主要楼层结构平面布置如图8所示
.
图8 结构平面布置图3.4 转换梁的设计
转换梁的跨度为8.05-9.0m ,截面高度2.5m ,跨高比3.2-3.6,多跨转换,属连续短梁.转换梁截面尺寸一般由剪压比控制确定[7],其承载力一般也由斜截面受剪承载力控制.混凝土结构设计规范[8]没有明确给出短梁的斜截面受剪承载力计算公式.根据文献[9]的试验研究,建议:
1)转换梁正截面受弯承载务仍按普通梁计算.
2)转换梁斜截面受剪承载力主要由混凝土和箍筋承担,水平腹筋对斜截面受剪承载力有一定贡献,约占11%.因此,可不考虑水平腹筋的作用,将其作为安全储备.斜截面受剪承载力按式(2)计算:
V u =1.581+λ2f t bh 0+0.47λf yv A sv h 0s v (2)
式中,λ是计算剪跨比,f t 和f yv 分别是混凝土和箍筋的抗拉强度设计值,A sv 为配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积,s v 是箍筋的间距,b ,h 0分别是转换梁截面宽度、有效高度.
3)转换梁的截面尺寸应满足式(3)的要求:
V max ≤0.17f c bh 0/γRE (3)
式中,V max 是转换梁支座截面最大剪力组合设计值,γRE 是承载力抗震调整系数,f c 是混凝土轴心抗压强度设计值.另外,考虑到转换梁在结构中的重要性,在正常使用阶段,一般不允许出现斜裂缝,建议在荷载短期效应组合下,应满足:
V s ≤0.5f tk bh (4)其中,V s 为按荷载短期效应组合计算的最大剪力值.本工程转换梁截面尺寸取b =900mm ,h =·17·第4期熊进刚等:带结构转换层的高层建筑结构设计
2500m m .
转换梁截面尺寸一般较大,沿梁高还应配置适量的水平腹筋,一方面可以抑制斜裂缝的开展,抵抗温度应力和混凝土收缩应力,另一方面也可以提供一定的受剪、受弯承载力,作为构件的安全储备.
参考文献:
[1] 中国建筑科学研究院.高层建筑转换层结构设计及工程实例[R ].19093.
[2] 中华人民共和国行业标准.建筑抗震设计规范(GB50011-2001)[S ].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[3] 张家华.高层建筑预应力混凝土板式转换层结构性能及设计研究(博士学位论文)[D ].南京:东南大学,1998.
[4] 唐兴荣.多高层建筑中预应力混凝土桁架转换层结构的试验研究和理论分析(博士学位论文)[D ].南京:东南大学,1998.
[5] 李豪邦.高层建筑结构转换层的新型式———斜柱转换[J ].建筑结构学报,1997,(2):41-45.
[6] 中华人民共和国行业标准.钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ3-91)[S ].北京:中国建筑工业出版社,1991.
[7] 傅学怡.带转换层高层建筑结构设计建议[J ].建筑结构学报,1994,(2):28-41.
[8] 中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范(GBJ10-89)[S ].北京:中国建筑工业出版社,1989.
[9] 熊进刚,程文氵襄,李爱群,等.高层建筑转换层中混凝土连续短梁受力性能的试验研究[J ].建筑技术,2001,(5):314-315.
Design of Tall Building Structures with Transfer Floors
XIONG Jin -gang ,LI Yan
(School of Civil Engineering ,Nanchang University ,Nanchang 330029,China )
A bstract :The function and the type of structure transfer floors in tall buildings are intr oduced .According to a tall building with the transfer floor in Xia men City ,the choice of the transfer floor type ,the whole calculation of the structure ,and the relevant design recommendations of the transfer girde are also proposed in this paper .
Key Words : structure transfer floor ;transfer girde ;tall building
(上接第14页)
Analysis on Shearing Strength of R .C .Special -Shaped Column
Frame 's Exterior Joints on Top Floor
GUI Guo -qing ,XIONG Li -li ,XIONG Jin -gang
(School of Civil Engineering ,Nanchang University ,Nanchang 330029,China )
A bstract :The paper analyses shearing characteristic and mechanism of R .C special -shaped column frame 's exte -rior joint on top floor under negative moment .By using the theory of strut -tie ,a formula to calculate the shear capacity of the joint is put forward .It is found that the theoretical calculation agreed well with the test results .At the end of the paper ,it is pointed out that the rate of the steel under negative moment should be controlled and the relative arc radius should not be too small ,in order to prevent inclined c ompress of this kind of the joints and crack partly of the concrete below the main arc .
Key Words : frame ;exterior joint ;strut -tie mechanism ;shearing strength ·18·南昌大学学报(工科版)2002年
(完整)《高层建筑结构设计》考试试卷
高层建筑结构设计考试试卷 姓名计分 一、单选题（每题3分，共30分） 1、在相同条件下，随着建筑物高度的增加，下列指标哪个增长最快? （） A.结构底部轴力 B. 结构底部弯矩 C. 结构顶部位移 D. 结构顶部剪力 2、钢筋混凝土剪力墙的截面厚度不应小于楼层净高的多少？（） A. 1/20 B. 1/25 C. 1/30 D. 1/35 3、反弯点法的适用条件是梁柱线刚度之比值大于何值？（） A. 3 B. 2.5 C. 2 D. 1.5 4、７度抗震时的框架－剪力墙结构中横向剪力墙的最大间距是多少？（） A. 65M B. 60M C. 55M D. 50M 5、三级抗震等级的框架梁梁端箍筋加密区范围应满足下列何种条件？（） A. 不得小于2.5ｈ（ｈ为梁截面高度） B. 不得小于２ｈ（ｈ为梁截面高度） C. 不得小于500mm D. 不得小于600mm 6、C类地面粗糙度指的是下列哪项？（） A. 有密集建筑群且房屋较高的城市市区 B. 近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区 C. 有密集建筑群的城市市区 D. 田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区 7、对于需要进行罕遇地震作用下薄弱层验算的框架结构，当屈服强度系数沿高度分布均匀时，则结构薄弱层位于何处？（） A. 任意一层 B. 结构顶部 C. 结构中部 D. 结构底部 8、一规则框架，其底层计算高度为4.5m，用反弯点法近似计算在风荷载作用下的内力，其底层反弯点高度为何值（单位m）？（） A．2.0m B．2.5m C．3.0m D．3.5m 9、在地震区一般不允许单独采用下列哪种结构体系？（） A. 框架－筒体结构 B. 框支剪力墙结构 C. 框架结构 D. 剪力墙结构
高层建筑结构设计简答题
（1.）框筒，筒中筒和束筒结构的布置? a框筒性能以正多边形为最佳，边数越多越好，剪力滞后越不明显，结构的空间作用越大 b筒中筒高宽比不应小于3，宜大于4，适用于高度不宜低于80米 c筒中筒的外框筒宜做成密柱深梁，柱距为1-3米，不宜大于4米，框筒的开洞率不宜大于60% d框筒结构的柱截面宜做成正方形，矩形或T形 e筒中筒的内筒居中，面积不宜太小内筒应贯通建筑物的全高，竖向刚度均匀变化。 f框筒当相邻层的柱不贯通时，应设置转换梁 g.框筒中楼盖高度不宜太大。可做成平板或密肋楼盖。 （3）.框架核心筒的布置原则？ a核心筒宜贯通建筑物全高，当宽度不宜小于筒体总高的二分之一. b框架核心筒结构的周边逐渐必须设置框架梁，结构平面布置尽可能规则，对称以减小扭转影响 c框架核心筒结构外框构建的界面不宜过小结构总高度不宜过大 d非地震区的抗风设计采用伸臂加强结构对增大侧向侧度是有利的e框架--核心筒的楼盖,选用结构高度小,整体性强，结构自重轻有利于施工楼盖，宜选用现浇梁板式楼板，密肋式楼板以及叠合楼板。 （4）.高层建筑主要承受那些作用？
高层建筑结构主要承受竖向荷载，风荷载和地震作用等。竖向荷载包括结构构件自重，楼面活荷载，屋面雪荷载，施工荷载，与多层建筑结构有所不同，高层建筑结构的竖向荷载效应远大于多层建筑结构，水平荷载的影响显著增加，成为其设计的主要因素，同事对高层建筑结构应考虑竖向地震作用，高层建筑结构应考虑温度变化，材料收缩和徐变。地基不均匀沉降等间接作用在结构中产生的效应。 （5）.结构承受的风荷载与哪些因素有关？ 1基本风压 2风压高度变化系数 3风荷载体型系数 4群体风压体型，单体风压体系，局部风压体型系数 5风振系数。 （6）为什么水平荷载称成为设计的决定因素？ 因为竖向荷载在结构的竖向构件中主要产生轴向压力其仅仅与结构高度的一次放成正比，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖向构件中所引起的轴力，数值与结构高度的二次方成正比。 （8）高层建筑结构平面布置基本原则？ 尽量避免结构扭转和局部应力集中，平面简单规则对称，刚心与质心形心重合。
高层建筑结构设计(教案)
高层建筑结构设计 教案 山东大学 土建与水利学院 薛云冱
目录 第一章：高层建筑结构体系及布置 (2) §1-1 概述 (2) §1-2 高层建筑的结构体系 (7) §1-3 结构总体布置原则 (9) 第二章：荷载及设计要求 (12) §2-1 风荷载 (12) §2-2 地震作用 (13) §2-3 荷载效应组合及设计要求 (14) 第三章：框架结构的内力和位移计算 (15) §3-1 框架结构在竖向荷载作用下的近似计算—分层法 (15) §3-2 框架结构在水平荷载作用下的近似计算（一）—反弯点法 (16) §3-3 框架结构在水平荷载作用下的近似计算（二）—改进反弯 点（D值）法 (17) §3-4 框架在水平荷载作用下侧移的近似计算 (18) 第四章：剪力墙结构的内力和位移计算 (20) §4-1 剪力墙结构的计算方法 (20) §4-2 整体墙的计算 (22) §4-3 双肢墙的计算 (23) §4-4 关于墙肢剪切变形和轴向变形的影响以及各类剪力墙划 分判别式的讨论 (24) §4-5 小开口整体墙的计算 (29) §4-6 多肢墙和壁式框架的近似计算 (30) 第五章：框架—剪力墙结构的内力和位移计算 (30) §5-1 框架—剪力墙的协同工作 (30) §5-2 总框架的剪切刚度 (31) §5-3 框—剪结构铰结体系在水平荷载下的计算 (32) §5-4 框—剪结构刚结体系在水平荷载下的计算 (33) §5-5 框架—剪力墙的受力特征及计算方法应用条件的说明 (36) §5-6 结构扭转的近似计算 (36) 第六章：框架截面设计及构造 (36) §6-1 框架延性设计的概念 (36) §6-2 框架截面的设计内力 (37) §6-3 框架梁设计 (39) §6-4 框架柱设计 (42) §6-5 框架节点区抗震设计 (47) 第七章：剪力墙截面设计及构造 (49) §7-1 墙肢截面承载力计算 (49) §7-2 连梁的设计 (53)
自考02440 混凝土结构设计(完整 资料)
第1章混凝土结构按近似概率的极限状态设计法 1. 结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能 力，称为结构的可靠性。 2. 结构在规定的时间内，在规定条件下，完成预定功能的概率， 称为结构的可靠度。结构的可靠度是结构可靠性的概率度量。 3. 建筑结构的设计使用年限是指设计规定的一个时期，在这一规 定时期内，只需进行正常的维护而不需进行大修就能按预期目的的使用，完成预定的功能。 4. 普通房屋和构筑物的设计使用年限为50年，纪念性建筑物和特 别重要的建筑物100年，临时性结构5年，结构构件易于替换的结构25年。 5. 建筑结构的安全等级分为三个安全等级。 6. 承载能力极限状态：结构或结构构件达到最大承载能力或者达 到不适于继续的变形状态，称为承载能力极限状态。（1.倾覆，滑移2.超过材料强度而被破坏3.过度的塑性变形4.结构转变为机动体系或丧失稳定） 7. 正常使用极限状态：结构或构件达到正常使用或耐久性能的某 项规定限度的状态，称为正常使用极限状态（1.出现影响正常使用或外观的变形2.产生影响耐久性能的局部损坏包括裂缝3.影响正常使用的振动） 8. 随机现象：在个别实验中呈现不确定性，而在大量重复试验中 又具有统计规律性的现象，称为随机现象。 9. 结构上的作用分为直接作用和间接作用两种。 10. 结构或构件承受荷载效应的能力，如承载能力，刚度等，称为 结构抗力，记做R。 11. 荷载效应S和结构抗力R都是具有各自分布规律的随机变量。 12. 当Z＜0（即R-S＜0）时，结构失效，把结构不能完成预定功能要 求的概率，即R-S＜0的概率，称为结构的失效概率，记做pf。 13. 结构重要性系数γ0，材料分项系数γs，荷载分项系数γG。 14. 荷载的种类：永久荷载，可变荷载，偶然荷载三类。 15. 可变荷载的代表值有标准值，组合值，准永久值和频遇值四种。 永久荷载代表值只有标准值一种。 16. 荷载标准值：是指其在结构的使用期间可能出现的最大荷载 值。 17. 永久荷载标准值：一般相当于永久荷载的平均值。 18. 荷载效应组合有基本组合和偶然组合两种。 第2章单层厂房 1. 我国混凝土单层厂房的结构型式主要有排架结构和钢架结构两 种。 2. 排架结构由屋架，柱和基础组成，柱与屋架铰接，而与基础刚 接。 3. 目前常用的钢架结构是装配式钢筋混凝土门式钢架。该结构的 特点是柱和横梁刚体接成一个构件，柱与基础通常铰接。钢架顶点做成铰接的，称为三铰钢架。 4. 屋盖结构分为无檩和有檩两种屋盖体系。 5. 单层厂房传力路线：竖向荷载或水平荷载——排架柱——基础 ——地基。 6. 厂房跨度在18m及以下时，采用扩大模数30M数列，在18m以上 时，应采用扩大模数60M数列，厂房的柱距应采用扩大模数60M 数列。 7. 变形缝：伸缩缝，沉降缝，防震缝。伸缩缝从基础顶面开始，沉 降缝从屋顶到基础全部分开。 8. 厂房支撑分屋盖支撑和柱间支撑两类。支撑的主要作用是：1.保
高层建筑结构设计试题及复习资料
高层建筑结构设计 名词解释 1. 高层建筑：10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物。 2. 房屋高度：自室外地面至房屋主要屋面的高度。 3. 框架结构：由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。 4. 剪力墙结构：由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。 5. 框架—剪力墙结构：由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。 6. 转换结构构件：完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而 设置的结构构件，包括转换梁、转换桁架、转换板等。 7. 结构转换层：不同功能的楼层需要不同的空间划分，因而上下层之间就需要结构形式和结构布置 轴线的改变，这就需要在上下层之间设置一种结构楼层，以完成结构布置密集、墙柱较多的上层向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换，这种结构层就称为结构转换层。（或说转换结构构件所在的楼层） 8. 剪重比：楼层地震剪力系数，即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。 9. 刚重比：结构的刚度和重力荷载之比。是影响重力?-P 效应的主要参数。 10. 抗推刚度（D ）：是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。 11. 结构刚度中心：各抗侧力结构刚度的中心。 12. 主轴：抗侧力结构在平面内为斜向布置时，设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向，若结构产 生的层间位移与层间剪力作用的方向一致，则这个方向称为主轴方向。 13. 剪切变形：下部层间变形（侧移）大，上部层间变形小，是由梁柱弯曲变形产生的。框架结构的 变形特征是呈剪切型的。 14. 剪力滞后：在水平力作用下，框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外，翼缘框架主要是通过承受 轴力抵抗倾复力矩，同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩和剪力。由于翼缘框架中横梁的弯曲和剪切变形，使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减，这种现象称为剪力滞后。 15. 延性结构：在中等地震作用下，允许结构某些部位进入屈服状态，形成塑性铰，这时结构进入弹 塑性状态。在这个阶段结构刚度降低，地震惯性力不会很大，但结构变形加大，结构是通过塑性变形来耗散地震能量的。具有上述性能的结构，称为延性结构。 16. 弯矩二次分配法：就是将各节点的不平衡弯矩，同时作分配和传递，第一次按梁柱线刚度分配固 端弯矩，将分配弯矩传递一次（传递系数C=1/2），再作一次分配即结束。 第一章 概论 （一）填空题 1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)规定：把10层及10层以上或房屋高度大于28m 的建筑物称为高层建筑，此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。 2．高层建筑设计时应该遵循的原则是安全适用，技术先进，经济合理，方便施工。 3．复杂高层结构包括带转换层的高层结构，带加强层的高层结构，错层结构，多塔楼结构。
高层建筑结构设计特点.
浅论高层建筑结构特点及其体系 [摘要]文章分析高层建筑结构的六个特点,并介绍目前国内高层建筑的四大结构体系:框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。 [关键词]高层建筑;结构特点;结构体系 我国改革开放以来,建筑业有了突飞猛进的发展,近十几年我国已建成高层建筑万栋,建筑面积达到2亿平方米,其中具有代表性的建筑如深圳地王大厦81层,高325米;广州中天广场80层,高322米;上海金茂大厦88层,高420.5米。另外在南宁市也建起第一高楼:地王国际商会中心即地王大厦共54层,高206.3米。随着城市化进程加速发展,全国各地的高层建筑不断涌现,作为土建工作设计人员,必须充分了解高层建筑结构设计特点及其结构体系,只有这样才能使设计达到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的基本原则。 一、高层建筑结构设计的特点 高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较,结构专业在各专业中占有更重要的位置,不同结构体系的选择,直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。其主要特点有: (一水平力是设计主要因素 在低层和多层房屋结构中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中,尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比。另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
高层建筑结构设计资料
名词解释： 高层建筑：10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物。 2. 房屋高度：自室外地面至房屋主要屋面的高度。 3. 框架结构：由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。 4. 剪力墙结构：由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。 5. 框架—剪力墙结构：由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。 6. 转换结构构件：完成上部楼层到下部楼层的结构型式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件，包括转换梁、转换桁架、转换板等。 7. 结构转换层：不同功能的楼层需要不同的空间划分，因而上下层之间就需要结构形式和结构布置轴线的改变，这就需要在上下层之间设置一种结构楼层，以完成结构布置密集、墙柱较多的上层向结构布置较稀疏、墙术较少的下层转换，这种结构层就称为结构转换层。（或说转换结构构件所在的楼层） 8. 剪重比：楼层地震剪力系数，即某层地震剪力与该层以上各层重力荷载代表值之和的比值。 9. 刚重比：结构的刚度和重力荷载之比。是影响重力 P效应的主要参数。 10. 抗推刚度（D）：是使柱子产生单位水平位移所施加的水平力。 11. 结构刚度中心：各抗侧力结构刚度的中心。 12. 主轴：抗侧力结构在平面内为斜向布置时，设层间剪力通过刚度中心作用于某个方向，若结构产生的层间位移与层间剪力作用的方向一致，则这个方向称为主轴方向。 13. 剪切变形：下部层间变形（侧移）大，上部层间变形小，是由梁柱弯曲变形产生的。框架结构的变形特征是呈剪切型的。 14. 剪力滞后：在水平力作用下，框筒结构中除腹板框架抵抗倾复力矩外，翼缘框架主要是通过承受轴力抵抗倾复力矩，同时梁柱都有在翼缘框架平面内的弯矩和剪力。由于翼缘框架中横梁的弯曲和剪切变形，使翼缘框架中各柱轴力向中心逐渐递减，这种现象称为剪力滞后。 15. 延性结构：在中等地震作用下，允许结构某些部位进入屈服状态，形成塑性铰，这时结构进入弹塑性状态。在这个阶段结构刚度降低，地震惯性力不会很大，但结构变形加大，结构是通过塑性变形来耗散地震能量的。具有上述性能的结构，称为延性结构。 16. 弯矩二次分配法：就是将各节点的不平衡弯矩，同时作分配和传递，第一次按梁柱线刚度分配固端弯矩，将分配弯矩传递一次（传递系数C=1/2），再作一次分配即结束。填空：1、我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002) 规定：把10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物 称为高层建筑，此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋 面的高度。2．高层建筑设计时应该遵循的原则是安全适用， 技术先进，经济合理，方便施工。 3．复杂高层结构包括带转换层的高层结构，带加强层的高 层结构，错层结构，多塔楼结构。 4．8度、9度抗震烈度 设计时，高层建筑中的大跨和长悬臂结构应考虑竖向地震 作用。 5．高层建筑结构的竖向承重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，筒体结构体系，板柱 —剪力墙结构体系；水平向承重体系有现浇楼盖体系，叠 合楼盖体系，预制板楼盖体系，组合楼盖体系。 6．高层结构平面布置时，应使其平面的质量中心和刚度中 心尽可能靠近，以减少扭转效应。 7．《高层建筑混凝土结 构技术规程》JGJ3-2002适用于10层及10层以上或房屋高 度超过28m的非抗震设计和抗震设防烈度为6至9度抗震 设计的高层民用建筑结构。 9 三种常用的钢筋混凝土高层结构体系是指框架结构、剪 力墙结构、框架—剪力墙结构。 1．地基是指支承基础的土体，天然地基是指基础直接建造 在未经处理的天然土层上的地基。 2．当埋置深度小于基础底面宽度或小于5m，且可用普通开 挖基坑排水方法建造的基础，一般称为浅基础。 3，为了增强基础的整体性，常在垂直于条形基础的另一个 方向每隔一定距离设置拉梁，将条形基础联系起来。 4．基础的埋置深度一般不宜小于0.5m，且基础顶面应低于 设计地面100mm以上，以免基础外露。 5．在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏 形基础，其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱或 桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小于建筑物高度的 1/18—1/20。 6．当高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝时，高层建筑 的基础埋深应大于裙房基础的埋深至少2m。 7．当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝时，宜在裙 房一侧设置后浇带，其位置宜设在距主楼边柱的第二跨内。 8．当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝和后浇带 时，应进行地基变形验算。 9．基床系数即地基在任一点发生单位沉降时，在该处单位 面积上所需施加压力值。 10．偏心受压基础的基底压应力应满足maxpaf2.1 、af 和2 min maxppp 的要求，同时还应防止基础转动过 大。 11．在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布 较均匀，且条形基础梁的高度不小于1/6柱距时，地基反 力可按直线分布，条形基础梁的内力可按连续梁计算。当 不满足上述要求时，宜按弹性地基梁计算。 12．十字交叉条形基础在设计时，忽略地基梁扭转变形和 相邻节点集中荷载的影响，根据静力平衡条件和变形协调 条件，进行各类节点竖向荷载的分配计算。 13．在高层建筑中利用较深的基础做地下室，可充分利用 地下空间，也有基础补偿概念。如果每㎡基础面积上墙体 长度≮400mm，且墙体水平截面总面积不小于基础面积的 1/10，且基础高度不小于3m，就可形成箱形基础。 1．高层建筑结构主要承受竖向荷载，风荷载和地震作用等。 2．目前，我国钢筋混凝土高层建筑框架、框架—剪力墙结 构体系单位面积的重量（恒载与活荷载）大约为12～14kN ／m2 ；剪力墙、筒体结构体系为14～16kN／m2 。 3．在框架设计中，一般将竖向活荷载按满载考虑，不再一 一考虑活荷载的不利布置。如果活荷载较大，可按满载布 置荷载所得的框架梁跨中弯矩乘以1.1～1.2的系数加以放 大，以考虑活荷载不利分布所产生的影响。 4．抗震设计时高层建筑按其使用功能的重要性可分为甲类 建筑、乙类建筑、丙类建筑等三类。 5．高层建筑应按不同情况分别采用相应的地震作用计算方 法：①高度不超过40m，以剪切变形为主，刚度与质量沿高 度分布比较均匀的建筑物，可采用底部剪力法；②高度超 过40m的高层建筑物一般采用振型分解反应谱方法；③刚 度与质量分布特别不均匀的建筑物、甲类建筑物等，宜采 用时程分析法进行补充计算。， 6．在计算地震作用时，建筑物重力荷载代表值为永久荷载 和有关可变荷载的组合值之和。 7．在地震区进行高层建筑结构设计时，要实现延性设计， 这一要求是通过抗震构造措施来实现的；对框架结构而言， 就是要实现强柱弱梁、强剪弱弯、强节点和强锚固。 8．A级高度钢筋混凝土高层建筑结构平面布置时，平面宜 简单、规则、对称、减少偏心。 9．高层建筑结构通常要考虑承载力、侧移变形、稳定、倾 复等方面的验算 问答： 1．我国对高层建筑结构是如何定义的？ 答：我国《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3—2002)规定：10层及10层以上或房屋高度大 于28m的建筑物称为高层建筑，此处房屋高度是指室 外地面到房屋主要屋面的高度。 2．高层建筑结构有何受力特点？ 答：高层建筑受到较大的侧向力(水平风力或水平地 震力)，在建筑结构底部竖向力也很大。在高层建筑 中，可以认为柱的轴向力与层数为线性关系，水平力 近似为倒三角形分布，在水平力作用卞，结构底部弯 矩与高度平方成正比，顶点侧移与高度四次方成正 比。上述弯矩和侧移值，往往成为控制因素。另外， 高层建筑各构件受力复杂，对截面承载力和配筋要求 较高。
高层建筑结构抗震与设计考试重点复习题(含答案)
1．从结构的体系上来分，常用的高层建筑结构的抗侧力体系主要有：＿框架结构，剪力墙结构，＿框架-剪力墙＿结构，＿筒体＿结构，悬挂结构和巨型框架结构。 2．一般高层建筑的基本风压取＿50＿年一遇的基本风压。对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，采用＿100＿年一遇的风压值；在没有＿100＿年一遇的风压资料时，可近视用取＿50＿年一遇的基本风压乘以1.1的增大系数采用。 3．震级――地震的级别，说明某次地震本身产生的能量大小 地震烈度――指某一地区地面及建筑物受到一次地震影响的强烈程度 基本烈度――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设防烈度――一般按基本烈度采用，对重要建筑物，报批后，提高一度采用 4．《建筑抗震设计规范》中规定，设防烈度为＿6＿度及＿6＿度以上的地区，建筑物必须进行抗震设计。 5．详细说明三水准抗震设计目标。 小震不坏：小震作用下应维持在弹性状态，一般不损坏或不需修理仍可继续使用 中震可修：中震作用下，局部进入塑性状态，可能有一定损坏，修复后可继续使用大震不倒：强震作用下，不应倒塌或发生危及生命的严重破坏 6．设防烈度相当于＿B＿ A、小震 B 、中震C、中震 7．用《高层建筑结构》中介绍的框架结构、剪力墙结构、框架－剪力墙结构的内力和位移的近似计算方法，一般计算的是这些结构在＿＿下的内力和位移。 A 小震 B 中震C大震 8.在建筑结构抗震设计过程中，根据建筑物使用功能的重要性不同，采取不同的抗震设防 标准。请问建筑物分为哪几个抗震设防类别？ 甲：高于本地区设防烈度，属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑乙：按本地区设防烈度，属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑 丙：除甲乙丁外的一般建筑 丁：属抗震次要建筑，一般仍按本地区的设防烈度 9.下列高层建筑需要考虑竖向地震作用。（D） A 8°抗震设计时 B 跨度较大时 C 有长悬臂构件时 D 9°抗震设计
高层建筑结构设计习题
一、简答题 1..试述高层建筑结构的受力特点。 2. .框架结构抗震延性设计的原则是什么？ 3..剪力墙按受力特性的不同分为哪几类？各类的受力特点是什么？ 4.对于剪力墙结构，平面及竖向结构布置有哪些基本要求？ 5.在什么情况下，框架——剪力墙结构的计算简图应采用刚接体系? 二、选择题 1、计算框架结构梁截面惯性矩I时考虑楼板影响，对现浇楼盖，中框架取I= （）。 A．2 I B．05.1I C．02.1I D．0I 2、整体小开口剪力墙计算宜选用（）分析方法。 A. 连续化方法 B. 材料力学分析法 C. 壁式框架方法 D. 有限元法 3、在下列地点建造相同高度的高层建筑，什么地点所受的风力最大？（） A. 建在大城市郊区 B. 建在小城镇 C. 建在有密集建筑群的大城市市区 D. 建在海岸
4、对现浇框架支座处弯矩可以进行调幅，以下不正确的论述是（ ） A.负弯矩调幅系数为0.8—0.9 B.只需对竖向荷载作用下的弯矩进行调幅 C.调幅必须在荷载效应组合之前完成 D.对水平和竖向荷载效应均需要调幅 5、关于框架结构的变形，哪个结论是正确的（ ） A. 框架结构的整体变形主要呈现为弯曲型 B. 框架结构的层间变形一般为下大上下 C. 框架结构的层间变形一般为下小上大 D.框架结构的层间位移仅与柱的线刚度有关，而与梁的线刚度无关 6、在有地震作用组合设计表达式RE E E R S γ≤中，承载力抗震调整系数RE γ满足 （ ） A. 大于1 B. 小于1 C. 不一定 D. 1 7、剪力墙中，墙肢刚度不变时，如果增加连梁刚度，整体系数α将（ ） A 、增加 B 、减小 C 、不减 D 、不增 8、结构在水平静荷载的作用下其内力计算方法为（ ） A 、底部剪力法 B 、力矩分配法 C 、反弯点法 D 、时程分析法 9 ） A. 框架结构体系 B. 剪力墙结构体系 C. 筒体结构 D. 框架剪力墙结构
高层建筑结构设计(上)试卷
一.单选题 1.地震荷载：结构物由于地震而受到的惯性力、土压力和水压力的总称。由于()震动对建筑物的影响最大，因而一般只考虑水平震动力。 (分数:10分) 标准答案:A 学员答案:A A.水平 B.内力 C.垂直 D.分布荷载 2.筒中筒结构体系是由内筒和外筒两个筒体组成的结构体系。内筒通常是由()围成的实筒，而外筒一般采用框筒或桁架梁。 (分数:10分) 标准答案:C 学员答案:C A.框架 B.筒中筒 C.剪力墙 D.框架--剪力墙 3.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，这种风力作用称为()。 (分数:10分) 标准答案:C 学员答案:C A.分布荷载 B.集中荷载 C.风荷载 D.应力荷载 4.()是高层建筑广泛采用的一种基础类型。它具有刚度大，整体性好的特点，适用于结构荷载大、基础土质较软弱的情况。 (分数:10分) 标准答案:A 学员答案:A A.箱形基础 B.独立基础 C.筏板基础 D.条形基础 5.()复杂，不规则，不对称的结构，不仅结构设计难度大，而且在地震作用的影响下，结构要出现明显的扭转和应力集中，这对抗震非常不利。 (分数:10分) 标准答案:C
学员答案:C A.大门形状 B.立面形状 C.平面形状 D.屋顶形状 6.两个以上的筒体排列在一起成束状，成为成束筒。成束筒的抗侧移刚度比()结构还要高，适宜的建造高度也更高。 (分数:10分) 标准答案:B 学员答案:B A.框架 B.筒中筒 C.剪力墙 D.框架--剪力墙 7.板式结构是指建筑物宽度较小，长度较大的平面形状。因平面短边方向抗侧移刚度较弱。一般情况下()不宜超过4。当抗震设防等于或大于8时，限制应更加严格。 (分数:10分) 标准答案:A 学员答案:B A.高宽比 B.长宽比 C.长高比 D.窗墙比 8.精确计算表明，各层荷载除了在本层梁以外以及与本层梁相连的柱子中产生内力外，对其它层的梁、柱内力影响不大，为此，可将整个框架分成一个个()来计算，这就是分层法。 (分数:10分) 标准答案:B 学员答案:B A.单独框架 B.单层框架 C.独立柱、梁 D.空间结构 9.当框架的高度较大、层数较多时，柱子的截面尺寸一般较大，这时梁、柱的线刚度之比往往要()，反弯点法不再适用。 (分数:10分) 标准答案:B 学员答案:B A.大于3 B.小于3 C.大小于2 D.小于2
结构工程师必知的100个设计要点
方案阶段 1.建设场地不能选在危险地段。 由于结构设计在建设场地的选择中一般是被动的接受方，因此，在结构方案及初步设计阶段， 应特别注重对建设场地的再判别。对不利地段，应根据不利程度采取相应的技术措施。 2.山地建筑尤其需要注意总平布置。 山区建筑场地应根据地质、地形条件和使用要求, 因地制宜设置符合抗震设防要求的边坡工程; 边坡附近的建筑基础应进行抗震稳定性设计。建筑基础与土质、强风化岩质边坡应留有足够的 距离, 其值应根据抗震设防烈度的高低确定, 并采取措施避免地震时地基基础破坏。当需要在 条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙 类以上建筑时,除保证其在地震作用下的稳定性外, 尚应估计不利地段对设计地震动参数可能 产生的放大作用, 其地震影响系数最大值应乘以增大系数。其值可根据不利地段的具体情况确定, 在1.1~1.6 范围内采用。 此条为强条; 台地边缘建筑地震力放大系数也意味着单体建筑成本的增加。实际上, 有时边坡 支护的费用可能远远大于边坡上单体的费用。曾经有的方案设计单位布置总平时将 18~33层的高层布置在悬崖边缘或跨越十多米高的边坡, 这些都是对结构及地质不了解才会产生的错误。3.是否有地下室。 高层建筑宜设地下室；对无地下室的高层建筑，应满足规范对埋置深度的要求。 4.高度问题 室内外高差是多少，房屋高度是多少，房屋高度有没有超限。 5.结构高宽比问题 设计规定，6、7度抗震设防烈度时，框架- 剪力墙结构、剪力墙结构高宽比不宜超过 6。高 宽比控制的目的在于对高层建筑结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性（主要影响结构 设计的经济性，对超高层建筑，当高宽比大于7时，结构设计难度大，费用高）的宏观控制。6.结构设计应与建筑师密切合作优化建筑设计和结构布置。 采取必要的结构和施工措施尽量避免设置各类结构缝（伸缩缝、沉降缝、防震缝）。当必须设 置时，应符合现行规范有关缝的要求，并根据建筑使用要求、结构平面和竖向布置的情况、地 基情况、基础类型、结构刚度以及荷载、作用的差异、抗震要求等条件、综合考虑后确定。 各缝宜合并布置，并应按规范的规定采取可靠的构造措施和保证必要的缝宽，防止地震时发生 碰撞导致破坏。结构长度大于规范时, 应设置伸缩缝, 高层建筑结构伸缩缝的最大间距: 框架 结构为 55m, 剪力墙结构为 45m。 7.结构平面布置不规则问题
高层建筑结构设计特点及体系分析
高层建筑结构设计特点及体系分析 发表时间：2016-07-08T16:27:19.500Z 来源：《基层建设》2016年6期作者：李晓瑞 [导读] 近年来，我国高层建筑设计及施工又有很大的发展，各种结构型式得到充分应用。 广西南都建筑设计有限公司 530021 摘要：近年来，我国高层建筑设计及施工又有很大的发展，各种结构型式得到充分应用，高层建筑的体型和功能更加多样化，结构复杂程度增加。基于此本文着重对高层建筑结构设计特点及体系进行了分析，旨在为提高高层建设工程质量提供参考。 关键词：高层建筑；结构设计；体系 前言 高层建筑结构的最主要特点是水平荷载为设计的主要因素，侧移限值为确定各抗侧力构件数量和截面尺寸的控制指标。有些构件除必须考虑弯曲变形外，尚需考虑轴向变形和剪切变形的影响，地震区的高层建筑结构还需要控制结构和构件的延性指标。目前国内高层建筑类型不断增多，发展较快，由此需要结合钢结构和混凝土结构的优点，承载力高、延性好、变形能力强等理论基础，对建筑结构设计进行研究。 1高层建筑结构设计特点分析 1.1重视侧向荷载对结构的影响 随着建筑高度的增大，侧向荷载对结构影响的增长速率大于竖向荷载的增长速率，到某一高度时，侧向荷载对结构的影响将超过竖向荷载。从这开始，侧向荷载将成为确定高层建筑结构方案和影响土建造价的决定性因素。为此，对侧向荷载的作用，该倍加关注。 1.2结构设计除需满足承载力以外，还需满足侧移要求 （1）侧移的限值 结构受侧向荷载后，结构将发生水平变位——侧移。按侧移对结构的影响，可分为绝对侧移和层间侧移这两项。这里，绝对侧移是指建筑结构相对于地面原点的水平变位大小；而层间侧移则是指两相邻楼层绝对侧移值之差(见图1)。绝对侧移量过大，将会使结构产生P-效应，增大结构内力；有时甚至还会引起电梯运行困难，增加结构倾覆和失稳的危险性；同样，层间侧移过大，将会导致装修和非承重墙体的损伤[1]。 图1绝对侧移和层间侧移 （2）减少侧移的途径 一是减少风荷载或地震作用。对不考虑地震作用的高层建筑，风荷载是侧向荷载中的主要荷载。减少风荷载，就可减少侧移量。圆形平面时的风荷载最小，约只为矩形平面时的60%；即使将房屋的已定平面形状略加修饰，使之更近于流线形时，则同样也可起到减少风压的效果。 二是选用合适的结构方案。根据房屋的高度、高宽比、平面形状和它的体型，在选择结构方案时，将一并考虑控制侧移的这一因素。因一旦选定了结构方案，实际上，这时结构的侧移也就确定了。 三是设置刚性层。如我国某高层建筑 (地上37层、地下2层、高140m)，钢筋混凝土框架一核芯筒结构，平面呈单轴对称的六边形，高宽比达5.2。但由于在第20层和第35层处各设了一道刚性层，使结构的顶点侧移量、由原先的284mm降至250mm，减少了10%。 1.3注意减轻楼面自重，减少楼面的结构高度 楼面(包括楼板及楼面梁)自重将占结构竖向荷载的大部分，由于高层建筑的层数多，虽每层的竖向荷载减少有限，但积累后的值对下层的柱、墙和基础都会产生不小的影响。 在确保楼层净高不变的条件下，减少楼面的结构高度，就可减少每层的层高。积累后，有时使房屋总高不变而增加楼层层数达1层或2层；或也可在楼层层数不变的条件下，减少房屋的总高。这些都将产生十分可观的经济效益。 2高层建筑结构设计体系分析 2.1框架结构体系 对于水平荷载作用，常用的方法有以下几种： 1）反弯点法。反弯点法的基本假设是把框架巾的横粱简化为刚性梁，因而框架节点不发生转角，只有侧移，同层各柱剪力与柱的移
高层建筑结构设计题目及答案
一、选择题 1、高层建筑结构的抗震等级与A、结构类型和结构总高度D、地震烈度有关。 2、重力荷载代表值中可变荷载组合值的组合系数是A、雪载取0.5 C、书库等库房取0.8 D、楼面荷载取0.5。 3、≥150m高层剪力墙结构剪力的底部加强部位，下列何项符合规定A、剪力墙墙肢总高的1/10，并不小于底部两层层高。 4、高层建筑立面不规则包括A、竖向刚度不规则B、竖向抗侧力构件不连续D、楼层承载力突变 5、适用于底部剪力法的高层建筑应该A、高度≤40米 C、质量和刚度没高度分布比较均匀 D、以第一振型和剪切变形为主。 6、减少筒体结构的剪力滞后效应应采取的措施是B、控制结构的高宽比 C、设计平面成正方形 D、设计密柱深梁。 7、影响框架柱延性的因素有B、箍筋和纵筋配筋率D、剪跨比和轴压比。 8、剪力墙的延性设计一般包括B、设置边缘构件C、控制轴压比D、限制高宽比 9、两幢相邻建筑，按8度设防，一幢为框架-筒体结构，高50m，另一幢为框架结构，高30m。若设沉降缝，缝宽下列哪项是正确的？B、170mm。 10、框架结构中反弯点高度比与A、层高B、层数、层次及层高变化C、上下梁线刚度比D、梁柱线刚度比有关。 11、在高层建筑结构中控制最大层间位移的目的是A、满足人们的舒适度要求B、防止结构在常遇荷载下的损害C、确保在罕遇地震时建筑物不致倒塌D、力求填充墙等非结构构件不被损坏12、在水平荷载作用下的近似计算中，D值法与反弯点法的主要区别在于A、反弯点高度不同B、D值法假定柱的上下端转角不相等D、反弯点法中D值需要修正 13、高层建筑结构增大基础埋深的作用有A、提高基础的承载力，减少沉降C、加强地基的嵌固作用，抵抗水平力，防止建筑物的滑移、倾斜，保证稳定性D、利用箱基等基础外侧墙的土压力和摩擦力，使基底的土压力分布趋于均匀，减少应力集中 14、8度地震区某高度75m的高层建筑，考虑地震作用效应时，不应该组合的项是C、竖向地震作用 15、建筑高度、设防烈度、建筑重要性类别及场地类别等均相同的两个建筑，一个是框架结构，另一个是框架-剪力墙结构，这两种结构体系中的框架抗震等级下述哪种是正确的？A、前者的抗震等级高、也可能相等 二、判断题 1、有地震作用组合时，承载力纪纪验算中，引入抗震调整系数γRE 含义是考虑罕遇地震时结构的可靠度可以略微降低。对 2、地框架-剪力墙结构中，连接总框架与总剪力墙的连杆若是刚性楼板，则整个体系称之为刚接体系。错 3、剪力墙的分类主要是根据墙面开洞率的大小确定的。错 4、高层建筑的外荷载有竖向荷载和水平荷载，竖向荷载包括自重等恒载和使用荷载等运载，水平荷载仅考虑地震作用。错 5、框架结构在水平荷载作用下，当上下层梁的线刚度之比增大时，柱的反弯点下移。对 6、在筒体结构中，跨高比小于1的框筒梁宜采用交叉暗撑。错 7、钢管混凝土柱特别适合于轴心受压构件，是因为混凝土处于三向受压状态。对 8、在高层建筑结构中，当活荷载≤4KN/m2时，一般不考虑其不利布置但跨中弯矩要放大1.1～1.2。对 9、房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼层楼面结构采用整体式楼面结构的目的是保
高层建筑结构设计要点分析
高层建筑结构设计要点分析 摘要：我国高层建筑数量逐年增加，建设规模也在不断扩大。建筑结构的安全 稳定性是评价高层建筑性能最基本、最重要的指标。影响建筑结构安全稳定的因 素很多，包括设计阶段设计结构的安全性、施工阶段的施工质量和验收后的维护。其中，设计阶段对高层建筑结构安全影响最大。由于高层建筑的竖向荷载远大于 多层建筑，且高层建筑主体结构较大，受风面积较大，建筑物本身也会受到水平 荷载的影响，因此，如何在设计阶段预防结构安全问题已成为设计阶段的一个重 要问题。 关键词：高层建筑；结构设计；要点；分析 导言： 近年来，随着我国经济的不断发展，城市建筑越来越复杂。城市建设中出现了许多新的 设计方案。在高层建筑的结构设计中，既要满足市场需求，又要满足规范要求，还要对高层 建筑进行必要的抗震设计和结构设计，在这种形式下，高层建筑结构的设计就显得极为重要。本文结合工作实践，主要论述了高层建筑结构设计的原则及注意问题。 1高层建筑结构的特征 高层建筑具有不同于多层或单层的结构和功能特点，直接影响到高层建筑的结构设计。 高层建筑结构复杂，层数多，建筑材料多样，且使用人员集中的场所，加上复杂的内部体系，使得高层建筑的结构安全成为人们关注的焦点。目前，我国高层建筑多为钢筋混凝土结构。 一般说来，结构体系有四种：高层建筑框架结构体系，采用柱、梁和基础结构形成基本框架。在此基础上，施工完成。结构空间设计灵活，但抗侧力差。对于采用剪力墙结构体系的高层 建筑，结构采用混凝土剪力墙，增加了建筑物的抗剪强度和刚度，但施工相对复杂；框架-剪 力墙高层建筑是高层建筑中最常用的结构形式，它包含了以上两种结构体系，避免了单一结 构的缺点。在功能上，对于不同的高层建筑，其使用功能会有很大的不同。有高层住宅、商 业高层建筑和商住高层建筑，建筑设计标准不同。如何选择高层建筑的结构体系，优化结构 设计，保证施工，已成为高层建筑施工的重中之重。 2高层建筑结构设计中存在的问题 2.1设计中嵌固端位置选取问题 在高层建筑设计过程中，预埋端部位置的选择关系到设计的合理性和安全性。预埋端的 位置选择对整个高层建筑的结构设计至关重要。在一些设计中，简单地将地下室屋顶作为建 筑物的预埋端，这是非常不合理的，也是当前结构设计中的主要问题。另外，地下室顶板刚 度没有精确计算，如楼层存在大开孔，导致地下室顶板刚度损失，使得屋面作为预埋端的条 件不足，很可能造成结构安全隐患。 2.2 设计中结构扭转问题 高层建筑的高度决定了在设计过程中，内外结构都会受到诸多因素的影响，特别是质量 中心、刚度中心和几何中心很难保持在一个统一的位置，从而造成高层建筑结构扭转的安全 隐患。
专升本高层建筑结构设计考试答案
[试题分类]: 专升本《高层建筑结构设计》_08050850 [题型]:单选 [分数]:2 1. 高层建筑结构的受力特点是（）。 A. 水平荷载为主要荷载，竖向荷载为次要荷载 B. 竖向荷载为主要荷载，水平荷载为次要荷载 C. 不一定 D. 竖向荷载和水平荷载均为主要荷载 答案：D 2. 抗震设计时，高层框架结构的抗侧力结构布置，应符合下列哪种要求（） A. 应设计成双向梁柱抗侧力体系，主体结构可采用部分铰接 B?横向应设计成刚接抗侧力体系，纵向可以采用铰接 C. 应设计成双向梁柱抗侧力体系，主体结构不应采用铰接 D?纵、横向均宜设计成刚接抗侧力体系 答案:A 3. 下列关于剪力墙结构的说法，错误的一项是（） A. 剪力墙结构的抗侧力构件为剪力墙 B. 短肢剪力墙受力性能不如普通剪力墙 C. 结构设计时，剪力墙构件即可抵抗平面荷载，也可抵抗平面外荷载 D. 剪力墙结构的侧移曲线为弯曲型 答案:C 4. 当高层建筑结构采用时程分析法进行补充计算所求得的底部剪力小于底部剪力法或振型分解反应谱法求得的底部剪力的80 ％时，其底部剪力应按下列值取用？（） A. 至少按85 ％取用 B. 按90 %取用 C. 至少按75 ％取用 D. 至少按80 %取用 答案:D 5. 多遇地震作用下层间弹性变形验算的重要目的是下列所述的哪种？（） A. 防止使人们惊慌 B. 防止结构发生破坏 C. 防止结构倒塌 D. 防止非结构部分发生过重的破坏
答案：D 6. 大型博物馆，幼儿园、中小学宿舍的抗震设防类别是（） A. 重点设防类 B. 特殊设防类 C. 适度设防类 D. 标准设防类 答案:A 7. 洞口较大，且排列整齐，可划分墙肢和连梁的剪力墙称为（） A. 整体墙 B. 联肢剪力墙 C. 壁式框架 D. 不规则开洞剪力墙 答案:B 8. 设防烈度为7 度，屋面高度为H=40m 高层建筑结构，哪种结构类型的防震缝的最小宽度最大。（） A. 框架—剪力墙结构 B. 剪力墙结构 C. 框架结构 D. 三种类型的结构一样大 答案:C 9. 框架梁、柱中心线宜重合，当梁、柱中心线间有偏心时，下列哪种说法是正确的？（） A. 抗震设计时不宜大于该向柱截面宽度的1/4 B. 非抗震设计时不应大于该向柱截面宽度的1/4 C. 在任情况下不应大于该向柱截面宽度的1/4 D. 如偏心距大于该向柱宽的1/4时，可采用增设梁水平加腋的措施 答案:D 10. 由密柱深梁框架围成的结构体系称为（） A. 剪力墙结构 B. 框筒结构 C. 框架结构 D. 框架-剪力墙结构 答案:B 11. 对框架柱延性影响较小的因素是（） A. 剪跨比 B. 轴压比
浅析高层建筑结构设计与特点分析
浅析高层建筑结构设计与特点分析 发表时间：2019-02-26T14:07:25.443Z 来源：《防护工程》2018年第33期作者：刘开国 [导读] 对于一个城市而言，高层建筑往往具有一定的代表性和象征性，可以反映一个城市经济水平和发展程度。 乌鲁木齐新华筑建筑设计有限责任公司和田分公司新疆和田 848000 摘要：当前，随着我国经济快速发展，各地的高层建筑拔地而起，结构类型和功能也更加趋向于复杂化和多样化，为此，对建筑结构设计也就提出了更高的要求。城市的高层建筑能代表一个城市的发展水平和综合实力。因此，高层建筑在设计中必须考虑城市地标的责任感和使命感。本文通过分析高层建筑的现状，总结了高层建筑结构的设计特点，从而进一步完善高层建筑结构设计，促进高层建筑的发展。 关键词：高层建筑；结构设计；特点分析 引言：对于一个城市而言，高层建筑往往具有一定的代表性和象征性，可以反映一个城市经济水平和发展程度，越来越多的具有特色的高层建筑成为了一个城市的坐标。随着高层建筑技术的发展，高层建筑造型和表现形式趋于多样化，但随之所带来的弊端也越来越多的表现出来，高层建筑在成为城市风景的同时如何融入到整个城市建筑设计中成为高层建筑设计面临的一个重要任务。 1 高层建筑的现状分析 现代高层建筑起源于美国，已有100 多年的历史，美国的高层建筑在质量、层数及数量上一直居于世界领先地位，其中代表建筑是1931年建成的纽约帝国大厦（高381m，102 层）和1974 年建成的芝加哥西尔斯大厦（412 m，110 层）。近几年来，亚洲国家和地区的高层建筑发展非常迅速，而且广泛采用新的结构体系和建筑形式，逐步成为世界建造高层建筑的新重心。其中，日本、中东、马来西亚、新加坡、泰国是高层建筑发展迅速的国家。我国高层建筑起源于20 世纪初的上海，近年来国内的高层建筑以极为迅速的态势在各地铺开，高度及层数不断突破。据统计，我国高层建筑在数量上已超过万栋，高层建筑的类型涉及住宅、旅馆、办公、金融、商业综合楼等多种类型。到目前为止，层数达30 层-60 层，高度为120 m-200 m 的高层建筑已经耸立在全国各个大、中城市，我国最高的101 层492m 的上海环球金融中心已经建成。 2 高层建筑结构设计关键技术分析 2.1 结构轴向变形的影响显著 对于高层建筑结构，由于层数多、高度高，轴力很大，从而沿高度逐渐积累的轴向变形很显著高层建筑结构中，一般竖向荷载的数值较大，在柱中会引起较大范围的轴向压缩变形，对结构体系中的连续梁弯矩大小产生显著影响。高层建筑的轴向变形的差异会达到一个比较大的数值，从而引起跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大，连续梁中间支座处的负弯矩值减小。 2.2 水平荷载相对于竖向荷载显得更为重要 结构需同时承受竖向和水平荷载，低层结构以抵抗重力为代表的竖向荷载为主，而水平荷载所产生的内力、侧向位移很小。对高层结构来说，随着建筑高度的增加，水平荷载随建筑高度的增高迅速增大。如把建筑物视作一简单的竖向悬臂构件，构件中由竖向荷载产生的轴力与高度（H）成正比；水平作用产生的弯矩与高度（H）的平方成正比；水平作用产生的侧向位移则与高度（H）的四次方成正比。对某一高度确定的建筑，结构竖向荷载的大小基本稳定，而水平方向上风载和地震作用的数值大小往往会随高层建筑结构的动力特性不同而存在较大幅度的变化。可见，水平荷载对高层建筑结构的影响大，侧向位移成为结构设计的主要控制目标之一。 2.3 建筑体型和结构总体布置的重要性 由于地震的不可预知性，在抗震设防的低烈度地区也会发生强震。因此，对于高层结构设计来说，必须要注重其抗震概念设计，确保“大震不倒”。而合理的建筑体型、结构总体布置是实现此目标的重要措施之一，现行规范就对结构的平面和竖向布置提出了多项控制目标。例如建筑平面狭长的高层，在水平偏心地震力作用下，建筑物长度方向的两边，容易出现过大受扭作用，导致竖向构件的大变形破坏；另外高层竖向构件侧向刚度的不连续，就像截面随高度不均匀变化的悬臂构件，易在刚度突变处出现应力集中，导致此处构件过早破坏，还有竖向构件布置的不连续，会使竖向构件的不连续处出现复杂受力和应力集中的问题，很难用现行设计软件进行合理分析。而上述列举的几种情况，《高规》都对其提出了严格限制。 3 高层建筑结构设计的主要特点 3.1 侧移成为控制指标 与低层建筑不同，结构侧移已成为高层建筑结构设计中的关键因素，随着楼层的增加，水平荷载作用下结构的侧向变形迅速增大。设计高层结构时，不仅要求结构具有足够的强度，能够可靠地承受风荷载作用产生的内力；还要求具有足够的抗侧刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，保证良好的居住和工作条件。 3.2 结构延性是重要设计指标 相对于较低楼房而言，高楼结构更柔一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。 3.3 水平载荷成为决定因素 任何一个建筑结构都要同时承受垂直荷载和风产生的水平荷载，还要具有抵抗地震作用的能力。在较低楼房中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计，水平荷载产生的内力和位移很小，对结构的影响也就较小；但在较高楼房中尽管竖向荷载仍对结构设计产生着重要影响，水平荷载却起着决定性的作用。随着楼房层数的增多，水平荷载愈益成为结构设计中的控制因素。一方面，因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖构件中所引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面对某一高度楼房来说，竖向荷载的风荷载和地震作用，其数值随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。 3.4 轴向变形不容忽视 通常在低层建筑结构分析中，只考虑弯矩项，因为轴力项影响很小，而剪切项一般可不考虑。但对于高层建筑结构，情况就不同了。