高层建筑结构设计(第四章)
高层建筑结构设计-第4章-结构设计基本规定
高层建筑结构设计广西大学土木建筑工程学院贺盛第四章结构设计基本规定4.6 舒适度验算4.7 抗震设防类别4.8 抗震等级4.9 变形缝设置4.1 适用最大高度及高宽比4.2 结构布置的规则性4.3 承载力验算4.4 荷载效应组合4.5 变形验算本章重点➢掌握各类房屋的适用最大高度及高宽比➢掌握各类结构布置原则及规则性判别方法➢掌握荷载效应组合及承载力验算方法➢掌握变形验算方法➢了解舒适度验算方法➢掌握各类建筑抗震等级确定方法➢熟悉各种变形缝的类型及设置原则4.1 适用最大高度及高宽比结构设计首先需根据房屋高度、抗震设防、设防烈度等因素，确定一个与之匹配的、经济且合理的结构体系，以使结构效能得到充分发挥，材料强度得到充分利用。
《建筑结构抗震设计规范》GB50011-2010（以下简称《抗规》）、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010（以下简称《高混规》）及《高层民用建筑钢结构设计规程》JGJ-2015（以下简称《高钢规》）规定了钢筋混凝土结构、钢结构及混合结构房屋建筑的最大适用高度。
将钢筋混凝土结构房屋划分为A与B级。
当房屋高度满足下表时，为A级。
当钢筋混凝土结构房屋高度不满足上表，但满足下表时，为B级。
当房屋高度不满足下表时，为超限高层建筑。
民用钢结构房屋的最大适用高度如下表所示。
表中筒体不包括钢筋混凝土筒。
混合结构房屋的最大适用高度如下表所示。
4.1.2 房屋建筑适用的高宽比房屋建筑适用的高跨比，是对结构刚度、整体稳定承载能力及经济合理性的宏观控制指标。
当结构设计满足承载力、稳定、抗倾覆、变形及舒适度等基本条件之后，仅从结构安全角度考虑，高宽比限值不是必须满足的。
高宽比主要影响结构设计的经济性。
钢筋混凝土结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
4.1.2 房屋建筑适用的高宽比钢结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
混合结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
4.2 结构布置的规则性建筑平面可分为板式和塔式两大类。
高层建筑结构设计 第04章 高层框架结构内力计算
4.2 竖向荷载作用下的内力计算
一、分层法 1．竖向荷载作用下框架结构的受力特点及内力计算
假定 （1）不考虑框架结构的侧移对其内力的影响； （2）每层梁上的荷载仅对本层梁及其上、下柱的内
力产生影响，对其他各层梁、柱内力的影响可忽 略不计。 应当指出，上述假定中所指的内力不包括柱轴力， 因为各层柱的轴力对下部均有较大影响，不能忽 略。
M EH
FQHE
h2 2
3.42kN
3.3 m 2
5.64
kN m
（反弯点位于h/2处）
M EB
FQBE
h1 3
10kN
• 柱截面尺寸
框架柱的截面形式常为矩形或正方形。 有时由于 建筑上的需要， 也可设计成圆形、 八角形、 Ｔ 形、 Ｌ 形、十字形等， 其中 Ｔ 形、 Ｌ 形、十 字形也称异形柱。构件的尺寸一般凭经验确定。 如果选取不恰当， 就无法满足承载力或变形限值 的要求， 造成设计返工。确定构件尺寸时， 首先 要满足构造要求， 并参照过去的经验初步选定尺 寸， 然后再进行承载力的估算， 并验算有关尺寸 限值。
9.53 3.79 12.77 3.79
1.61
2.固端弯矩
下柱 3.79 3.79 1.61 7.11 4.84 3.64
相对线刚 度总和 左梁 11.42 0.000 21.63 0.353 11.82 0.864 20.43 0.000 30.93 0.308 18.02 0.709
分配系数 右梁 上柱 0.668 0.000 0.472 0.000 0.000 0.000 0.466 0.185 0.413 0.123 0.000 0.089
高层建筑结构设计思考题答案解析
第二章2.1钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？每种结构体系举1~2例。
答：钢筋混凝土房屋建筑的抗侧力结构体系有：框架结构(如主体18层、局部22层的北京长城饭店)；框架剪力墙结构（如26层的上海宾馆）；剪力墙结构（包括全部落地剪力墙和部分框支剪力墙）；筒体结构[如芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大厦（框筒），芝加哥John Hancock大厦（桁架筒），北京中国国际贸易大厦（筒中筒）]；框架核心筒结构（如广州中信大厦）；板柱-剪力墙结构。
钢结构房屋建筑的抗侧力体系有：框架结构（如北京的长富宫）；框架-支撑（抗震墙板）结构（如京广中心主楼）；筒体结构[芝加哥西尔斯大厦（束筒）]；巨型结构（如香港中银大厦）。
2.2框架结构、剪力墙结构和框架----剪力墙结构在侧向力作用下的水平位移曲线各有什么特点？答：(1)框架结构在侧向力作用下，其侧移由两部分组成：梁和柱的弯曲变形产生的侧移，侧移曲线呈剪切型，自下而上层间位移减小；柱的轴向变形产生的侧移，侧移曲线为弯曲型，自下而上层间位移增大。
第一部分是主要的，所以框架在侧向力作用下的水平位移曲线以剪切型为主。
(2)剪力墙结构在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯曲型，即层间位移由下至上逐渐增大。
(3)框架-剪力墙在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯剪型, 层间位移上下趋于均匀。
2.3框架结构和框筒结构的结构构件平面布置有什么区别?答：(1)框架结构是平面结构，主要由与水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩，必须在两个正交的主轴方向设置框架，以抵抗各个方向的侧向力。
抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。
框筒结是由密柱深梁组成的空间结构，沿四周布置的框架都参与抵抗水平力，框筒结构的四榀框架位于建筑物的周边，形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒。
2.5中心支撑钢框架和偏心支撑钢框架的支撑斜杆是如何布置的？偏心支撑钢框架有哪些类型？为什么偏心支撑钢框架的抗震性能比中心支撑框架好？答：中心支撑框架的支撑斜杆的轴线交汇于框架梁柱轴线的交点。
高层建筑结构设计要求及荷载效应组合讲解
③ 偶然设计状况：适用于结构出现的异常情况，包括结 构遭受火灾、爆炸、撞击时的情况等；
④ 地震设计状况：适用于结构遭受地震时的情况，在抗 震设防地区必须考虑地震设计状况。
1.1、持久设计状况和短暂设计状况下（无地震作用组合） 当荷载与荷载效应按线性关系考虑时，按下式：
压区高度 材料变形能力 塑性变形中不能剪坏
计算和构造
我国《规范》依据设防分类、设防烈度、结构类型、 房屋高度，划分了结构的抗震等级。一级要求最高，延性 很好，二级、三级次之，四级要求最低。
不同抗震等级，对应不同的延性要求。设计时采取不 同的计算和构造措施。
对钢筋混凝土结构，如下表所示：
抗震设防标准：
⑵不利方面：出现塑性变形，意味着混凝土构件要出 现塑性铰、较大的裂缝和永久变形。会影响到结构的稳定。
结构的继续使用需要修复。
从抗震角度来看，出现超过设防烈度的地震是不可避 免的，结构应该具备足够的塑性变形能力。
但是结构过早地出现塑性变形也是十分不利的。结构 在小震、甚至风荷载作用下就出现塑性变形，必然导致裂 缝和变形过大，将影响到建筑物的正常使用。
结构顶点最大加速度
使用功能 住宅、公寓 办公、旅馆
alim (m / s2 )
0.15 0.25
2、楼盖竖向振动加速度限值
《高层规程》中规定楼盖结构的竖向振动频率不宜小于3Hz， 竖向振动加速度不应超过下表的限值。
2.4、稳定性与抗倾覆
结构整体稳定性是高层建筑设计的基本要求。研究表 明，高层建筑混凝土结构仅在竖向重力荷载作用下产生整 体丧失稳定的可能性很小。稳定性设计主要是控制在风荷 载或水平地震力作用下，重力荷载产生的二阶效应（P-Δ） 不致过大，以免引起结构的失稳、倒塌。
高层建筑结构
（2）风压高度变化系数uz
4.3.2风荷载
b.位于山区的高层建筑，其风压高度变化系数按照平坦 地面的粗糙度类别由于表 4-6确定外，尚应按照现行国 家标准《荷载规范》的有关规定，考虑地形条件加以修 正。
(3)风荷载体形系数us
风荷载体型系数是指建筑物表面实际风压与基本风压的比 值，它表不同体型建 筑物表面风力的大小。当风流经过建 筑物时，通常在迎风由产生压力(此时风荷载体型 系数用+表 示)，在侧风面及背风面产生吸力(此时风荷载体型系数用-表 示)。风压值 沿建筑物表面的分布并不均匀，迎风面的风压 力在建筑物的中部最大，侧风向和背风面 的风吸力在建筑 物的角区最大。风荷载体型系数与高层建筑的体型、平面尺 寸、表面状 况和房屋高宽比等因素有关。
4.3.3地震作用
4.3.3地震作用
4.3.3地震作用
二、设计反应谱
工程抗震设计是针对未来可能遭遇 的地震设防的，因此， 由过去某次已经发 生的地震动记录得出的反应谱实际意义 不大。国家组织专家经过对我国历史上的所有 地震资料的 专题研究，提出能利用抗震计算、曲线形状又相对简单的反 应谱曲线，这就 是设计反应谱。图4-7是我国《抗震规范》 以地震影响系数形式给出的设计反应谱。 也称为《抗震规 范》反应谱曲线。
4.1.1高层建筑结构受力特点
4.1.2正常使用条件下水平位移的限制
在正常使用条件下，应使高层建筑处于弹性状态。《高层 规程》对楼层层间最大位移与层高之比Δu /h小作出了以 下规定： (1)高度不大于150 m的高层建筑，其楼层层间最大位移与 层高之比Δu ／h，不宜大 于表4-1中的数值。
4.1.2正常使用条件下水平位移的限制
钢筋混凝土筒体结构体系中的筒体主要有核心筒和框筒。 1、核心筒 核心筒一般由布置在电梯间、楼梯间及没备管线井道四周的 钢筋混凝土墙所组成。 为底端固定、顶端自由、竖向放置 的薄壁筒状结构，其水平截面为单孔或多孔的箱形截 面， 如图4-3所示。
高层建筑结构设计_苏原_第4章习题
第四章4.1 承载力验算和水平位移限制为什么是不同的极限状态？这两种验算在荷载效应组合时有什么不同？答：(1)高层建筑结构设计应保证结构在可能同时出现的各种外荷载作用下，各个构件及其连接均有足够的承载力。
我国《建筑结构设计统一标准》规定构件按极限状态设计，承载力极限状态要求采用由荷载效应组合得到的构件最不利内力进行构件截面承载力验算。
水平位移限制是正常使用极限状态，主要原因有：要防止主体结构开裂、损坏；防止填充墙及装修开裂、损坏；过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用；过大的侧移会使结构产生附加内力（P-Δ效应）。
(2)承载力验算是极限状态验算，在内力组合时，根据荷载性质的不同，荷载效应要乘以各自的分项系数和组合系数。
对于水平位移限制验算，要选择不同方向的水平荷载（荷载大小也可能不同）分别进行内力分析，然后按不同工况分别组合。
4.2 为什么高而柔的结构要进行舒适度验算？答：因为高而柔的结构抗侧刚度较小，在风荷载作用下会产生较大的侧向加速度，使人感觉不舒适，因此要进行舒适度验算，按重现期为10年的风荷载计算结构顶点加速度，或由风洞试验确定顺风向与横风向结构顶点最大加速度，使其满足规范要求。
4.3 P-△效应计算与结构总体稳定的含义有何不同？答：P-△效应是指在水平荷载作用下，出现侧移后，重力荷载会产生附加弯矩，附加弯矩又增大侧移，这是一种二阶效应。
在高层建筑结构设计中，一般所说的考虑P-△效应即是进行结构的整体稳定验算，但结构的整体稳定验算还包括结构仅在重力作用下，出现的丧失稳定问题，不过这种情况出现的很少。
4.4 延性和延性比是什么？为什么抗震结构要具有延性？答：(1)延性是指构件和结构屈服后，具有承载能力不降低或基本不降低、且有足够塑性变形能力的一种性能，一般用延性比表示延性，即塑性变形能力的大小。
(2)当结构设计成延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量，结构变形虽然会加大，但结构承受的地震作用（惯性力）不会很快上升，内力也不会再加大，因此具有延性的结构可降低对结构承载力的要求，也可以说，延性结构是用它的变形能力（而不是承载力）抵抗罕遇地震作用；反之，如果结构的延性不好，则必须有足够大的承载力抵抗地震，则必须有足够大的承载力抵抗地震。
第四章设计要求及荷载效应组合共59页文档
4.4 稳定和抗倾覆
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
大部分钢结构计算需要考虑P-△效应。
《高钢规》5.2.10条 高层建筑钢结构同时符合下列条件
时，可不验算结构的整体稳定。
一、结构各层柱子平均长细比和平均轴压比满足下式要
求：
Nm m 1 N pm 80
式中，λm—楼层柱的平均长细比； Nm—楼层柱的平均轴压力设计值； Npm—楼层柱的平均全塑性轴压力；
钢结构
除框架结构外的转 换层
各种结构类型
1/120 1/50
4.2 侧移限制
4.2.2 防止倒塌层间位移限制
对框架结构，当轴压比小于0.40时，可提高10%；当柱子全 高的箍筋构造采用比本规程中框架柱最小配箍特征值大30% 时，可提高20%，但累计提高不宜超过25%。
4.3 舒适度要求
高度不小于150m的高层建筑结构应具有良好的使用条 件，满足舒适度要求。按现行国家标准《建筑结构荷载规 范》规定的10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向 结构顶点最大加速度不应超过表4-4的值。必要时，可通过 专门风洞试验结果计算确定顺风向与横风向结构顶点最大 加速度 a m a x。
Npm fyAm
fy—钢材屈服强度； Am—柱截面面积的平均值。
4.4 稳定和抗倾覆
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
二、结构按一阶线性弹性计算所得的各楼层相对侧移值， 满足下列公式要求：
u 0.12 Fh
h
Fv
式中，Δu—按一阶线性弹性计算所得的质心处层间侧移； h—楼层层高； ∑Fh—计算楼层以上全部水平作用之和； ∑Fv—计算楼层以上全部竖向作用之和；
式中，E J d 为结构一个主轴方向的弹性等效侧向刚度，可按倒 三角形分布荷载作用下结构顶点位移相等的原则，将结构的侧
完整word版,高层建筑结构设计_苏原_第4章习题
第四章4.1 承载力验算和水平位移限制为什么是不同的极限状态？这两种验算在荷载效应组合时有什么不同？答：(1)高层建筑结构设计应保证结构在可能同时出现的各种外荷载作用下，各个构件及其连接均有足够的承载力。
我国《建筑结构设计统一标准》规定构件按极限状态设计，承载力极限状态要求采用由荷载效应组合得到的构件最不利内力进行构件截面承载力验算。
水平位移限制是正常使用极限状态，主要原因有：要防止主体结构开裂、损坏；防止填充墙及装修开裂、损坏；过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用；过大的侧移会使结构产生附加内力（P-Δ效应）。
(2)承载力验算是极限状态验算，在内力组合时，根据荷载性质的不同，荷载效应要乘以各自的分项系数和组合系数。
对于水平位移限制验算，要选择不同方向的水平荷载（荷载大小也可能不同）分别进行内力分析，然后按不同工况分别组合。
4.2 为什么高而柔的结构要进行舒适度验算？答：因为高而柔的结构抗侧刚度较小，在风荷载作用下会产生较大的侧向加速度，使人感觉不舒适，因此要进行舒适度验算，按重现期为10年的风荷载计算结构顶点加速度，或由风洞试验确定顺风向与横风向结构顶点最大加速度，使其满足规范要求。
4.3 P-△效应计算与结构总体稳定的含义有何不同？答：P-△效应是指在水平荷载作用下，出现侧移后，重力荷载会产生附加弯矩，附加弯矩又增大侧移，这是一种二阶效应。
在高层建筑结构设计中，一般所说的考虑P-△效应即是进行结构的整体稳定验算，但结构的整体稳定验算还包括结构仅在重力作用下，出现的丧失稳定问题，不过这种情况出现的很少。
4.4 延性和延性比是什么？为什么抗震结构要具有延性？答：(1)延性是指构件和结构屈服后，具有承载能力不降低或基本不降低、且有足够塑性变形能力的一种性能，一般用延性比表示延性，即塑性变形能力的大小。
(2)当结构设计成延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量，结构变形虽然会加大，但结构承受的地震作用（惯性力）不会很快上升，内力也不会再加大，因此具有延性的结构可降低对结构承载力的要求，也可以说，延性结构是用它的变形能力（而不是承载力）抵抗罕遇地震作用；反之，如果结构的延性不好，则必须有足够大的承载力抵抗地震，则必须有足够大的承载力抵抗地震。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
简化方法---平面结构协同分析（手算）
空间协同分析方法 杆件有限元方法 程序计算方法 三维杆件---薄壁杆件空间分析方法
有限元或有限条法
4.1 计算分析
第4章 计算分析和设计要求 4.1 高层结构计算分析
2、分析方法与方法
计算模型的选取： ①当结构布置规则、质量及刚度沿高度分布均匀，不计扭转效应时，可采用 平面结构计算模型；
各类构 件
受剪 偏拉 0.85
节点
受剪 0.85
受力 受弯 状态
RE
0.75
4.3 设计要求
第4章 计算分析和设计要求 4.3.2 水平位移限值和舒适度要求
1.弹性位移验算
弹性层间位移验算，实际上是对构件截面大小、刚度大小进行控制的一 个相对指标；
弹性层间位移验算，可保证结构在多遇地震作用下基本处于弹性状态， 以及非结构构件的基本完好（填充墙、隔墙和幕墙等）；
4.1 计算分析
第4章 计算分析和设计要求 4.1 高层结构计算分析
1、计算假定
② 弹塑性假定
理论不成熟，现有的计算无法普及，目前使用的较少； 主要用于罕遇地震作用下的位移验算。（罕遇地震作用下，
结构已经发生破坏，若再采用弹性假定，误差太大） ③ 平面结构假定、空间结构假定 基于结构计算精度要求、计算复杂、麻烦程度，权衡后选 择某种假定进行相应的结构计算。
显，但若跨高比较小时，则必须进行考虑。 构件变形的考虑： 忽略梁的轴向变形；
结构高度H＞50m及H/B＞4时，考虑柱、墙的轴向变形；
跨高比＞4时，忽略剪切变形的影响。
4.1 计算分析
第4章 计算分析和设计要求 4.1 高层结构计算分析
1、计算假定 ⑥水平力作用方向假定
风荷载与地震作用的方向具有随机性，但进行结构计算时必须规定 其 作用方向，一般结构计算考虑纵向、横向两个方向。 （1）只考虑结构两个正交（主轴）方向的水平力，各方向水平力全
③ 平面结构假定、空间结构假定
上述六个假定中，现行结构设计使用较多的是： 弹性假定、楼板平面内无限刚性假定、平面结构假定、正交方向 （纵向、横向）水平作用方向假定。
目前，结构设计是程序来进行计算，要注意选择计算假定（方便建
立力学模型、满足工程精度要求）
4.1 计算分析
第4章 计算分析和设计要求 4.1 高层结构计算分析
判断。
4.1 计算分析
第4章 计算分析和设计要求 4.2 荷载效应和地震作用效应的组合（略）
4.3 高层建筑结构的设计要求
①强度问题---构件截面承载力验算 ②刚度问题---正常使用条件下结构水平位移验算
高层 结构 设计 主要 解决 问题
③倒塌问题---弹塑性位移验算
④稳定问题---结构稳定与抗倾覆验算 ⑤延性问题---抗震结构延性要求 ⑥经验问题---抗震结构的概念设计要求
1/50
框架-剪力墙、框架-核心筒 板柱-剪力墙
筒中筒、剪力墙 除框架结构外的转换层
1/100
1/120 1/120
4.3 设计要求
第4章 计算分析和设计要求 4.3.2 水平位移限值和舒适度要求
2.弹塑性位移验算
在预估的罕遇地震作用下，高层建筑结构薄弱层（部位）弹塑性变形计
算可采用方法： （1）弹塑性变形计算的简化计算方法
或《抗规》表5.4.2规定采用，当仅计算竖向地震作用时，各类结构构件承 载力抗震调整系数均应采用1.0。
4.3 设计要求
第4章 计算分析和设计要求 4.3.1 承载力要求
表3.8.2 承载力抗震调整系数
构件 类别
梁
轴压比小 于0.15的柱
偏压 0.75
轴压比不小 于0.15的柱
偏压 0.8
剪力墙
偏压（局 部承压） 0.85 （1.0）
适应于不超过12层且层侧移刚度无突变的框架结构；
结构薄弱层（部位）的为位置可按下列情况确定： ①楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构，可取底层； ②楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结构，可取该系数最小的楼层
（部位）和相对较小的楼层，一般不超过2~3处。
4.3 设计要求
第4章 计算分析和设计要求 4.3.2 水平位移限值和舒适度要求
4.1 计算分析
第4章 计算分析和设计要求 4.1 高层结构计算分析
3、计算要求
（3）对受力复杂的结构构件，如复杂的剪力墙、加强层构件、转换层构件、
错层构件、连接体及相关构件等，除整体分析外，尚应按有限元方法进行局部
应力分析，并据此进行截面配筋设计校核； （4）除选用可靠的结构分析软件外，还应对软件的计算结果从力学概念和 工程经验等方面加以分析判断，确认其合理、有效后方可采用，如对结构整体位 移、楼层剪力、振型和位移形态、自振周期、超筋情况等计算结果进行工程经验
4.3 设计要求
第4章 计算分析和设计要求 4.3.2 水平位移限值和舒适度要求
3.舒适度的要求
高层建筑在风荷载作用下将产生振动，过大的振动加速度将使在高层建 筑内居住的人们感觉不舒服，甚至不能忍受。 表4.3.6 舒适度与风振加速度关系
不舒适的程度 无感觉 有感觉 建筑物的加速度 ＜0.005g 0.005g~0.015g
③采用隔震和消能减震设计的建筑结构；
④房屋高度大于150m的结构。
4.3 设计要求
第4章 计算分析和设计要求
4.3.2
水平位移限值和舒适度要求
2.弹塑性位移验算 结构薄弱层（部位）层间弹塑性位移应符合下式规定：
u p h p
式中： u p ---层间弹塑性位移；
p ---层间弹塑性位移角限值，按表3.7.5采用；
4.3 设计要求
第4章 计算分析和设计要求
4.3.2
水平位移限值和舒适度要求
2.弹塑性位移验算 高层建筑结构在罕遇地震作用下，结构防倒塌，特别是对存在薄弱层的
结构楼层应进行弹塑性位移验算；
《高规》规定：下列结构应进行弹塑性变形验算： ①7~9度时楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构； ②甲类建筑和9度抗震设防的乙类建筑结构；
p
4.3 设计要求
第4章 计算分析和设计要求 4.3.2 水平位移限值和舒适度要求
2.弹塑性位移验算
（2）弹塑性变形计算的弹塑性分析法 常用的有：静力弹塑性分析方法（如Push-over方法） 弹塑性动力时程分析方法
必须输入地震波，地震波的选择应符合规范4.3.5条规定
由于水平地震作用模式和本构关系较为复杂，且现有的分析软件还不够完 善，因此弹塑性分析方法的普遍应用还受到较大的限制。
4.5 超限高层建筑工程抗震设计（简介）
主要内容
第4章 计算分析和设计要求
第4章 高层建筑结构计算分析和设计要求
结构设计程序
选择某个结构体系 根据计算结 果，对结构进 行配筋设计， 然后满足相应 的构造要求 结构布置 计算荷载（竖向、水平）效应组合
满足设计要求
简化为某个力学模型进行内力计算
承 载 力 要 求
4.1 计算分析
第4章 计算分析和设计要求
4.3.1
承载力要求
1）非抗震设计时，结构构件截面承载力设计表达式为：
0S R
0 对安全等级为一级、二级和三级结构，分别取1.1、1.0、0.9。 式中，
2）抗震设计时，其设计表达式为：
S R RE
RE 为承载力抗震调整系数，对钢筋混凝土构件，按《高规》表3.8.2 式中，
②当结构平面或立面不规则、体型复杂、无法划分平面抗侧力单元的结构，
或为筒体结构时，应采用空间结构计算模型； ③多、高层建筑钢结构的计算模型，可采用平面抗侧力结构的空间协同计算 模型。
4.1 计算分析
第4章 计算分析和设计要求 4.1 高层结构计算分析
3、计算要求
（1）对体型、结构布置复杂（如平面不规则、竖向不规则）的结构应至少 采 用两个不同的力学模型分别进行计算分析，相互比较和校核，确保计算结果的可 靠性； （2）带加强层或转换层、错层结构、连体和立面开洞结构、多塔楼结构等 属于复杂高层建筑结构，其竖向刚度变化大，受力复杂，易形成薄弱部位，计算 分析应从严要求，应符合下列要求： ①应采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行计算； ②抗震计算时，宜考虑平扭耦联计算扭转效应，振型数不少于15，对多塔楼结 构的振型数不应小于塔楼数的9倍； ③应采用弹性时程分析法进行补充计算； ④宜采用弹塑性静力或动力分析方法验算薄弱层弹塑性变形。
部由该方向抗侧力构件承担；
（2）对有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°时，应分别 计
算各抗侧力构件方向的水平地震作用。（斜向剪力墙）
4.1 计算分析
第4章 计算分析和设计要求 4.1 高层结构计算分析
1、计算假定
① 弹性假定 ② 弹塑性假定 ④ 楼板平面内无限刚性假定 ⑤ 构件刚度----弹性刚度（刚度与变形的考虑） ⑥水平力作用方向假定
4.1 计算分析
第4章 计算分析和设计要求 4.1 高层结构计算分析
1、计算假定
④ 楼板平面内无限刚性假定
多数情况下，楼板平面内为无限刚性（水平方向上的楼板不变形，竖 直方向上变形，在竖向荷载作用下发生变形） 不考虑扭转效应：平面协同计算（正交方向抗侧力单元不参加工作） 考虑扭转效应：空间协同计算（正交方向抗侧力单元参与抵抗扭矩）
风荷载、多遇地震作用下，楼层层间最大位移与层高之比 ue h 应符合 下式要求： u h
e e
①高度不大于150m的高层建筑，其 ue h 不宜大于表3.7.3的限值； ②高度不小于250m的高层建筑，其 ue h不宜大于1/500； ③高度在150m~250m之间的高层建筑，其 ue h 的限值按线性内插取用。
对框架结构，当轴压比小于0.4时，可提高10％。
当柱全高的箍筋构造比规定的最小体积配箍率大30％时，可提高20％，