多、高层房屋结构的分析和设计计算
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多层及高层房屋结构组成
第2章 多层及高层房屋结构
2.1 多、高层房屋结构的组成 2.2 多、高层房屋结构的分析和设计计算 2.3 楼盖的设计 2.4 柱、支撑及节点柱脚设计
2．1 多、高层房屋结构的组成
多层和高层房屋建筑之间并没有严格的界线。根据房 屋建筑的荷载特点及其力学行为，尤其是对地震荷载的反 应，大致可以12层(高度约40m)为界。
P344（多层412层 或高度不超过40m）
高层与多层钢结构房屋的区别在于：高层钢结构房屋的 水平荷载起主要作用，它引起的弯矩和侧移是与高度的二 次方和四次方成正比。
因此选择好的抗侧体系、平面和竖向布置规则的结构、 风荷载较小的建筑外形以及地震作用较小的结构体系很重 要。避免房屋的“先天”缺陷。
因此，高层钢结构房屋更重视概念设计。
(a)单向斜杆支撑、(b)十字交叉支撑、(c)人字支撑、(d) V形支撑、 (e) K形支撑。
偏心支撑
偏心支撑框架是在梁上设置一较薄弱部位，如图10.1.3中的 梁段l，称为消能梁段。
结构在弹性阶段有较好的刚度，在强震作用下，消能梁段 在支撑失稳之前进入了弹塑性阶段，具有很好的延性和耗能能 力。
rex 、rey ——分别为x和y方向的抗扭弹性半径； rex =（KT/Kx）1/2 ， rey =（KT/Ky）1/2
KT= （Kx y2）+ （Ky x2） KT——所计算楼层的扭转刚度； Kx 、 Ky——分别为所计算楼层各抗侧力构件在x和y
方向的侧向刚度之和；
x，y——以刚心为原点的抗侧力构件坐标。 当任一层的偏心率＞0.15时，称平面不规则结构，
筒体可用密柱深梁的钢结构形成， 也可采用钢筋混凝土筒体，不过常 以内筒出现。
《 高 层 民 用 建 筑 钢 结 构 技 术 规 程 》 ( JGJ99—98) 第 1.0.2条：根据地震设防烈度，对各类结构形式所适用 的高度作出了规定，如下表。
2.1 多、高层房屋结构的组成 2.2 多、高层房屋结构的分析和设计计算 2.3 楼盖的设计 2.4 柱、支撑及节点柱脚设计
2．1 多、高层房屋结构的组成
多层和高层房屋建筑之间并没有严格的界线。根据房 屋建筑的荷载特点及其力学行为，尤其是对地震荷载的反 应，大致可以12层(高度约40m)为界。
P344（多层412层 或高度不超过40m）
高层与多层钢结构房屋的区别在于：高层钢结构房屋的 水平荷载起主要作用，它引起的弯矩和侧移是与高度的二 次方和四次方成正比。
因此选择好的抗侧体系、平面和竖向布置规则的结构、 风荷载较小的建筑外形以及地震作用较小的结构体系很重 要。避免房屋的“先天”缺陷。
因此，高层钢结构房屋更重视概念设计。
(a)单向斜杆支撑、(b)十字交叉支撑、(c)人字支撑、(d) V形支撑、 (e) K形支撑。
偏心支撑
偏心支撑框架是在梁上设置一较薄弱部位，如图10.1.3中的 梁段l，称为消能梁段。
结构在弹性阶段有较好的刚度，在强震作用下，消能梁段 在支撑失稳之前进入了弹塑性阶段，具有很好的延性和耗能能 力。
rex 、rey ——分别为x和y方向的抗扭弹性半径； rex =（KT/Kx）1/2 ， rey =（KT/Ky）1/2
KT= （Kx y2）+ （Ky x2） KT——所计算楼层的扭转刚度； Kx 、 Ky——分别为所计算楼层各抗侧力构件在x和y
方向的侧向刚度之和；
x，y——以刚心为原点的抗侧力构件坐标。 当任一层的偏心率＞0.15时，称平面不规则结构，
筒体可用密柱深梁的钢结构形成， 也可采用钢筋混凝土筒体，不过常 以内筒出现。
《 高 层 民 用 建 筑 钢 结 构 技 术 规 程 》 ( JGJ99—98) 第 1.0.2条：根据地震设防烈度，对各类结构形式所适用 的高度作出了规定，如下表。
多高层房屋钢结构的节点连接设计
接节点设计，在整个设计工作中应将其视为一个非常
重要的组成部分。节点设计是否恰当，将直接影响到
结构承载力的可靠性和安全性。因此节点设计至关重
要，应予以足够的重视。但是，在多、高层房屋钢结
构中，连接节点很多 ( 如国家标准图 01SG5所1编9 制 的诸多节点也只是高层钢结构房屋中一般性的常用节
点 )，今天只能检其最主要的、如与梁柱刚性连接的
多高层房屋钢结构的节点连接 设计
多高层房屋钢结构的节点连接设计
主要内容
1 讲述多、高层房屋钢结构梁柱刚性连接节
点 设 计及 其 相关 的 国家 标 准图 01SG519
的构造详图(上午)。
2 介绍国家标准图03SG519-1与04SG519-2 节
点连接设计的技术条件、图集的内容及其
使用方法(下午)。
5/3/2021
多高层房屋钢结构的节点连接设计
13
1 第一种设计方法
（即按组合内力来设计的方法）
采用该法的理论根据是，认为在多遇地震作用下，
结构处于弹性阶段，连接设计只要根据组合内力，并
根据梁的应力强度比 R1（即梁的地震组合弯矩设计值
乘以梁的承载力抗震调整系数 0.75 后，在梁截面中产
生的弯曲应力与梁的钢材强度设计值之比）来进行设
比）只用到了 0.7S 5(0.9S)0.8 。3
5/3/2021
多高层房屋钢结构的节点连接设计
18
3）如果在梁端仍不采用加强的作法，而是在梁端采
用栓焊连接的另一种常规作法（即梁腹板与柱之间采
用只传递剪力的螺栓连接，梁翼缘与柱之间采用只传
递弯矩的全熔透坡口对接焊）由于焊缝的抗弯承载力
最多只能作到梁截面抗弯承载力设计值的 85% ，此 时就必须要改用一个能承受 900.8 0 510k6N m 0的 梁截面，但此时由于梁截面只需用 75k0N m的弯矩 值来设计，梁的承载力更加富裕而不能充分利用,其
《高层结构设计》 02高层建筑结构的荷载计算
高层建筑结构的荷载计算高层建筑结构的竖向荷载包括自重等恒载及使用荷载等活载，其计算方法与一般建筑结构类似，在此不再重复。
本章主要介绍在高层建筑结构设计中起主导作用的水平荷载—风荷载和地震荷载作用的计算方法。
第一节 风荷载空气流动形成的风遇到建筑物时，在建筑物表面产生的压力或吸力即建筑物的风荷载。
风荷载的大小主要和近地风的性质、风速、风向有关；和该建筑物所在地的地貌及周围环境有关；同时和建筑物本身的高度、形状以及表面状况有关。
垂直于建筑物表面上的风荷载标准值可按下式计算：0ωµµβωz s z k =式中：k ω为风荷载标准值（kN/m 2）；z β为z 高度处的风振系数；s µ为风荷载体型系数；z µ为风压高度变化系数； 0ω为基本风压（kN/m 2）。
1. 基本风压0ω我国《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），《全国基本风压分布图》中给出的基本风压值0ω，是用各地区空旷地面上离地10m 高、重现期为30年的10min 平均最大风速0υ（m/s ）计算得到的，基本风压值1600/200υω=（kN/m 2）。
荷载规范给出的0ω值适用于多层建筑；对于一般高层建筑和特别重要的或有特殊要求的高层建筑可按《全国基本风压分布图》中的数值分别乘以1.1和1.2采用。
2. 风压高度变化系数z µ表1 风压高度变化系数风速大小与高度有关，一般近地面处的风速较小，愈向上风速逐渐加大，但风速的变化与地貌及周围环境有关。
在近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区，地面空旷，空气流动几乎无阻挡物（A 类粗糙度），风速随高度的增加最快；在中小城镇和大城市的郊区（B 类粗糙度），风速随高度的增加减慢；在有密集建筑物的大城市市区（C 类粗糙度），和有密集建筑群，且房屋较高的城市市区（D 类粗糙度），风的流动受到阻挡，风速减小，因此风速随高度增加更缓慢一些。
表1列出了各种情况下的风压高度变化系数。
第四章多高层钢结构
结构受力
1）内部设置剪力墙式的内筒，与钢框架竖向构件
主要承受竖向荷载；
2）外筒体采用密排框架柱和各层楼盖处的深梁刚
接，形成一个悬臂筒，以承受侧向荷载；
3）同时设置刚性楼面结构作为框筒的横隔。
剪力滞后（Shear Lag）
在框剪结构中，形成筒体的构面内存在的 剪切变形，即为剪力滞后。 为了避免严重的剪力滞后造成角柱的轴力 过大，通常可采取两个措施： 1）控制框筒平面的长宽比不宜过大 2）加大框筒梁和柱的线刚度之比
束筒结构
由各筒体之间共用筒壁的一束筒状结 构组成(减缓框筒结构的剪力滞后效应) 可将各筒体在不同的高度中止 可较灵活地组成平面形式 密柱深梁的钢结构筒体 筒体
钢筋混凝土筒体(常作为内筒出现)
钢结构和有混凝土剪力墙的 钢结构高层建筑的适用高度（m）
抗震设防烈度
结构种类
结构体系
非抗震设防 6, 7
内筒的边长不宜小于相应外框筒边长的1/3；
框筒柱距一般为1.5～3.0m，且不宜大于层高；
框筒的开洞面积不宜大于其总面积的50％；
内外筒之间的进深一般控制在10～16m之间； 内筒亦为框筒时，其柱距宜与外框筒柱距相同，且 在每层楼盖处都设置钢梁将相应内外柱相连接；
框筒结构布置时的注意事项（续）
低碳钢 低合金钢 低合金钢 低合金钢 低碳钢
SS50
SS55
284
401
490~608
≥540
19
17
2.0a
2.0a
低碳钢
低合金钢
构件截面 柱
焊接箱型截面 焊接H型截面 450
╳
450
厚度 42 — 19 宽度200 — 250
建筑结构 第五章 钢筋混凝土多层与高层结构
随着房屋楼层数、高度的增加和抗震设防要求的提高， 上述基于平面工作状态的框架、剪力墙所组成的高层建筑 结构体系便不能满足要求了，在这种情况下，应使剪力墙 构成空间薄壁筒体，成为竖向悬壁箱形粱，或使框架的柱 子密集排列，使梁的刚度加强成为框筒，以一个或多个简 体作为主要抵抗水平力的结构称为筒体结构。 筒体根据开孔的多少，筒体有空腹筒和实腹筒之分。 实腹筒一般由电梯井、楼梯间、管道井等形成，开孔少， 因其常位于房屋中部，故又称核心筒。 空腹筒又称框筒，由布置在房屋四周的密排立柱和截面、 高度很大的横梁组成。这些横梁称为窗裙梁，梁高一般为 0.6～1.22m。
沉降缝： 指同一建筑物高低相差悬殊，上部荷载分布不均匀，或建在不同地基土壤
上时，为避免不均匀沉降使墙体或其它结构部位开裂而设置的建筑构造缝。沉降缝把 建筑物划分成几个段落，自成系统，从基础、墙体、楼板到房顶各不连接。缝宽一般 为30～70毫米。将建筑物或构筑物从基础至顶部完全分隔成段的竖直缝。借以避免各 段不均匀下沉而产生裂缝。通常设置在建筑高低、荷载或地基承载力差别很大的各部 分之间，以及在新旧建筑的联接处。 沉降缝的设置，主要与基础受到的上部荷载及场地地质条件有关。当上部荷载差异较大， 则应设沉降缝；沉降缝可利用挑梁或搁置预制板、梁等方法做成。
由核心筒、框筒等基本单元组成的承重结构体系称为筒体体 系。根据房屋高度及其所受水平力的不同，筒体体系可以布置 成束筒结构和多重筒结构等形式。筒中筒结构通常用框筒作为 外筒，实腹筒作为内筒。
第二节 框架结构
（一）框架的类型
按施工方法的不同，框架结构可分为现浇框架、装配式框架 和现浇预制框架三种类型。 （１）全现浇整体式框架：全部构件都在现场工地现浇而成。 优点：结构整体性及抗震性能好，平面布置比较灵活，预埋件少， 节省钢材； 缺点：现场工作量大，模板消耗多，施工周期较长。北方冬季施工 困难。 适用范围：对功能复杂，使用要求高，抗震性能要求高的多、高层 框架。 （２）半现浇式框架：将房屋结构中的梁板柱部分现浇部分装配 而形成的结构形式：一种是梁柱现浇，板预制，另一种是柱现浇， 梁板预制。 优点：施工简单，整体性较全装配式好，又比全现浇式节约模板， 省去现场支模
建筑结构模块6多高层框架结构
图6-6 筒体结构体系的类型（根据开孔多少划分用的结构体系
根据外围结构构成的不同，筒体结构体系可以分 为由剪力墙构成的薄壁筒和由密排柱梁、裙梁组成的 框筒。
根据组成筒体结构体系的筒体个数及组合方式的
核心筒、筒中筒（二重筒）、多筒体、成束筒（组合 筒）和多重筒（群筒）等，如图6-7所示。
6.3 多高层框架结构的计算简图及荷载
纵向框架上的荷载往往各不相同，故常有中列柱 和边列柱的区别。中列柱纵向框架的计算单元宽度可 各取两侧跨距的一半，边列柱纵向框架的计算单元宽 度可取一侧跨距的一半。取出的平面框架所承受的竖 向荷载与楼盖结构的布置情况有关，当采用现浇楼盖 时，楼面分布荷载一般可按角平分线传至相应两侧的 梁上，对图6-8（c）所示的梯形竖向分布荷载往往可 简化成均匀竖向荷载，水平荷载则简化成节点集中力， 如图6-8（c）、(d)所示。
6.1 多高层建筑常用的结构体系
6.1 多高层建筑常用的结构体系
6.1.1 框架结构体系
1. 框架结构的概念
框架结构是由竖向构件柱子与 水平构件梁通过节点连接而成的， 一般由框架梁、柱与基础形成多个 平面框架作为主要的承重结构，各 平面框架再通过连系梁加以连接而 形成一个空间结构体系。框架结构 体系可同时抵抗竖向荷载和水平荷 载，如图6-1所示。
6.1 多高层建筑常用的结构体系
根据开孔的多少，筒体结构体系有实腹筒和空 腹筒之分，如图6-6所示。实腹筒一般由电梯井、 楼梯间、设备管道井的钢筋混凝土墙体组成。其开 孔少，常位于房屋中部，故又称为核心筒。空腹筒 由布置在房屋四周的密排立柱和高跨比很大的横梁 （又称为窗裙梁）组成，也称为框筒。
6.1 多高层建筑常用的结构体系
6.1 多高层建筑常用的结构体系
图6-3 承重框架的布置方案 (a)横向框架承重方案(b)纵向框架承重方案(c)纵、横向框架混合 承重方案（预制板）(d)纵、横向框架混合承重方案（现浇板）
根据外围结构构成的不同，筒体结构体系可以分 为由剪力墙构成的薄壁筒和由密排柱梁、裙梁组成的 框筒。
根据组成筒体结构体系的筒体个数及组合方式的
核心筒、筒中筒（二重筒）、多筒体、成束筒（组合 筒）和多重筒（群筒）等，如图6-7所示。
6.3 多高层框架结构的计算简图及荷载
纵向框架上的荷载往往各不相同，故常有中列柱 和边列柱的区别。中列柱纵向框架的计算单元宽度可 各取两侧跨距的一半，边列柱纵向框架的计算单元宽 度可取一侧跨距的一半。取出的平面框架所承受的竖 向荷载与楼盖结构的布置情况有关，当采用现浇楼盖 时，楼面分布荷载一般可按角平分线传至相应两侧的 梁上，对图6-8（c）所示的梯形竖向分布荷载往往可 简化成均匀竖向荷载，水平荷载则简化成节点集中力， 如图6-8（c）、(d)所示。
6.1 多高层建筑常用的结构体系
6.1 多高层建筑常用的结构体系
6.1.1 框架结构体系
1. 框架结构的概念
框架结构是由竖向构件柱子与 水平构件梁通过节点连接而成的， 一般由框架梁、柱与基础形成多个 平面框架作为主要的承重结构，各 平面框架再通过连系梁加以连接而 形成一个空间结构体系。框架结构 体系可同时抵抗竖向荷载和水平荷 载，如图6-1所示。
6.1 多高层建筑常用的结构体系
根据开孔的多少，筒体结构体系有实腹筒和空 腹筒之分，如图6-6所示。实腹筒一般由电梯井、 楼梯间、设备管道井的钢筋混凝土墙体组成。其开 孔少，常位于房屋中部，故又称为核心筒。空腹筒 由布置在房屋四周的密排立柱和高跨比很大的横梁 （又称为窗裙梁）组成，也称为框筒。
6.1 多高层建筑常用的结构体系
6.1 多高层建筑常用的结构体系
图6-3 承重框架的布置方案 (a)横向框架承重方案(b)纵向框架承重方案(c)纵、横向框架混合 承重方案（预制板）(d)纵、横向框架混合承重方案（现浇板）
高层建筑结构设计(共44张PPT)
高层建筑结构设计(共44张 PPT)
• 高层建筑结构设计概述 • 高层建筑结构体系与选型 • 高层建筑结构荷载与效应 • 高层建筑结构分析与设计 • 高层建筑结构抗震设计 • 高层建筑结构抗风设计 • 高层建筑结构施工图绘制与审查
01
高层建筑结构设计概述
高层建筑定义与特点
高层建筑定义
一般指高度超过一定层数或高度 的建筑物，具体标准因国家和地 区而异。
。
可变荷载
包括楼面活荷载、屋面活荷载、雪 荷载、风荷载、吊车荷载等，是随 时间变化的荷载。
偶然荷载
包括地震作用、爆炸力、撞击力等 ，是偶然事件引起的荷载。
水平荷载与效应
风荷载
高层建筑受到的风荷载较大，需要考虑风压高度变化系数、风荷 载体型系数等。
地震作用
地震时地面运动对结构产生的水平惯性力，需要考虑地震烈度、 场地类别、结构自振周期等因素。
适用范围
剪力墙结构的房屋高度一 般不超过100m。
框架-剪力墙结构体系
优点
适用范围
框架结构布置灵活，可以获得较大的 空间；剪力墙结构抗侧力刚度大，整 体性好，两者结合可以取长补短。
框架-剪力墙结构的房屋高度一般不超 过150m。
缺点
框架和剪力墙的变形性能相差较大， 在地震作用下，两者的受力情况较难 协调。
通过改变结构刚度、阻尼、质量分布等方式，优化高层建筑结构的抗风
性能。
03
结构抗风设计流程
阐述高层建筑结构抗风设计的流程，包括初步设计、详细设计、施工图
设计等阶段。
风振舒适度控制标准与方法
风振舒适度评价标准
介绍国内外关于高层建筑风振舒适度的评价标准，如加速度限值、位移限值等。
风振舒适度控制方法
• 高层建筑结构设计概述 • 高层建筑结构体系与选型 • 高层建筑结构荷载与效应 • 高层建筑结构分析与设计 • 高层建筑结构抗震设计 • 高层建筑结构抗风设计 • 高层建筑结构施工图绘制与审查
01
高层建筑结构设计概述
高层建筑定义与特点
高层建筑定义
一般指高度超过一定层数或高度 的建筑物，具体标准因国家和地 区而异。
。
可变荷载
包括楼面活荷载、屋面活荷载、雪 荷载、风荷载、吊车荷载等，是随 时间变化的荷载。
偶然荷载
包括地震作用、爆炸力、撞击力等 ，是偶然事件引起的荷载。
水平荷载与效应
风荷载
高层建筑受到的风荷载较大，需要考虑风压高度变化系数、风荷 载体型系数等。
地震作用
地震时地面运动对结构产生的水平惯性力，需要考虑地震烈度、 场地类别、结构自振周期等因素。
适用范围
剪力墙结构的房屋高度一 般不超过100m。
框架-剪力墙结构体系
优点
适用范围
框架结构布置灵活，可以获得较大的 空间；剪力墙结构抗侧力刚度大，整 体性好，两者结合可以取长补短。
框架-剪力墙结构的房屋高度一般不超 过150m。
缺点
框架和剪力墙的变形性能相差较大， 在地震作用下，两者的受力情况较难 协调。
通过改变结构刚度、阻尼、质量分布等方式，优化高层建筑结构的抗风
性能。
03
结构抗风设计流程
阐述高层建筑结构抗风设计的流程，包括初步设计、详细设计、施工图
设计等阶段。
风振舒适度控制标准与方法
风振舒适度评价标准
介绍国内外关于高层建筑风振舒适度的评价标准，如加速度限值、位移限值等。
风振舒适度控制方法
多层及高层房屋钢框架结构
4.3 柱和支撑的设计
4.3.1 框架柱设计概要
➢柱截面形式: 箱形、焊接工字形、H型钢、圆管等 ➢截面估计：按1.2N的轴心受压构件，34层作一次截面变
化，厚度不宜超过100mm ➢板件宽厚比，见下表 ➢长细比：多层(12层)框架柱在68度设防时不应大于120，
9度设防时不应大于100。高层(>12层)框架柱在设防烈度 为6，7以及8和9度时，分别为120，80以及60
bc1= bc2
组合梁混凝土翼板的有效宽度
(a) Afbcehcfcm (塑性中和轴在混凝土受压翼板内)
(b) Af>bcehcfcm (塑性中和轴在钢梁截面内) 正弯矩时组合梁横截面抗弯承载力计算图
2.负弯矩作用时
MMp+Asfsy(y3+/y4 /2)
As
组合梁塑性中和轴 钢梁塑性中和轴
y4 y3
多层(12 层)
高层(>12 层)
7度 8度 9度 6度 7度 8度 9度
13 11 9 9 8 8 7
33 30 27 25 23 23 21
31 28 25 23 21 21 19
42 40 40 38
➢ 截面形式：
1. 双轴对称截面 2. 单轴对称截面，采取防止绕对称轴屈曲的构造措施
➢ P-效应导致的附加效应：
多层(12层) 按压杆设计
150
按拉杆设计 200
120 120 150 150
高层(>12层)
120
90 60
➢ 板件宽厚比： 1. 6度抗震设防和非抗震设防：按《钢结构设计规范》(GB50017) 2. 抗震设防结构：
板件名称
翼缘外伸部分 工字形截面腹板
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按主体结构弹性刚度所得钢结构的计算周期，由 于非结构构件及计算简图与实际情况的差异，建议 计算周期考虑非结构构件影响的修正系数ξT取0.9。
对质量及刚度沿高度分布比较均匀的结构，基本 自振周期可用下列公式近似计算：
Un——结构顶层假想侧移(m)。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
初步计算时，结构的基本自振周期按经验公式估算： n—建筑物层数(不包括地下部分及屋顶小塔楼) 。
Tg=0.4s （Ⅱ类场地，第二组)
T=1.5s(Tg∽5Tg）地震影响系数
T=4s(5Tg∽6s）地震影响系数 T=0~0.1s 地震影响系数 0.45 max∼2 max T=0.1s~Tg地震影响系数2 max
0.015 0.012
0.023∼0.05 0.05
0.027 0.021
0.036∼0.09 0.09
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
(2)振型分解反应谱法
对不计扭转影响的结构，振型分解反应谱法可仅考虑 平移作用下的地震效应组合，并应符合下列规定： (a) j振型i层质点的水平地震作用标准值
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
(b) 水平地震作用效应(弯矩、剪力、轴向力和变形) ：
突出屋面的小塔楼，应按每层一个质点进行地震作用计 算和振型效应组合。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
顶部突出物：底部剪力法计算顶部突出物的地震作用， 可按所在的高度作为一个质点，按其实际定量计算所得水平 地震作用放大3倍后，设计该突出部分的结构。
增大影响宜向下考虑1~2层，但不再往下传递。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
基本自振周期 T1：
(3)竖向地震作用
9度时的高层建筑，计算竖向地震作用时，可按下 列要求确定竖向地震作用标准值：
(a)总竖向地震作用标准值
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
(b) 楼层i的竖向地震作用标准值
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
当采用3个振型时，所得地震作用效应乘增大系数1.5； 当采用6个振型时，所得地震作用效应不再增大。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多遇地震作用的抗震计算要求：
(a)通常应在结构的两个主轴方向分别计算水平地震作 用，各方向的水平地震作用应全部由该方向的抗侧力构件 承担；
(b)当有斜交抗侧力构件时，宜分别计算各抗侧力构件 方向的水平地震作用；
(c)质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应计算水 平地震作用的扭转影响；
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
总体：阻尼比的减少，地震影响系数提高. 多、高层房屋结构的分析和设计计 算
阻尼比 衰减指数r 直线下降斜率调整系数1 阻尼调整系数2
7度0.1g max
罕遇 0.05
≤12层 0.035
>12层 0.02
0.05
0.08
0.08
邻近有高层建筑互相干扰时，风荷载的影响不容忽 视的。邻近建筑的影响较复杂，试验资料也少。
一般无论邻近有无高层建筑，高度超过200m的建筑 物，风荷载应按风洞试验确定。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
3．地震荷载
国家标准《建筑抗震设防分类标准》(GB 50223)， 根据建筑使用功能的重要性，分甲类、乙类、丙类和丁类 四个抗震设防类别。
2.2 多、高层房屋结构的分析和设计
p350~361、P427~439
一、荷载
1．竖向荷载 楼面、屋顶活荷载以及雪荷载的标准值，按现行国
家标准《建筑结构荷载规范》规定采用。 规范中未给出一般高层办公楼、旅馆、公寓中所需要
的酒吧间、屋顶花园等的最小屋顶活荷载标准值。 遇这种情况，应按实际情况采用，但不得小于表4-9
(d) 9度抗震设防的高层建筑钢结构，或者按8度和9 度抗震设防的大跨度和长悬臂构件，应计算竖向地震作用。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
设计反应谱 ：
弹性反应谱理论是现阶段抗震设计的基本理论， 《建筑抗震设计规范》所采用的设计反应谱，是以水平 地震影响系数α曲线的形式表达的。
地震多影、高响层系房屋 数结曲构线的分析和设计计
算
地震反应谱
为便于求地震作用，将单自由度体系的地震最大绝 对加速度反应与其自振周期T的关系定义为地震加速度 反应谱，或简称为地震反应谱。
意义：可以理解为一个确定的地面运动，通过一组 阻尼比相同但自振周期各不相同的单自由度体系，所引 起的各体系最大加速度反应与相应体系自振周期间的关 系曲线。
影响因素：一个是体系的阻尼比，二是地震动。
甲类建筑：重大建筑工程和地震时可能发生严重次生 灾害的；
乙类建筑：地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的； 丁类建筑：抗震属于次要性的； 丙类建筑：甲类、乙类和丁类建筑除外的一般建筑。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
抗震设计目标：小震不坏，中震可修，大震不倒。 两阶段的抗震设计：多遇地震作用及罕遇地震作用设计。 多遇地震相当于50年超越概率为63.2％的地震，罕遇地 震相当于50年超越概率为2％—3％的地震。
所列的数值。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多层建筑应考虑活荷载的不利分布； 高层建筑活荷载值的比重不大，可不考虑活荷载的 不利分布。在计算构件效应时，楼面及屋面竖向荷载可 仅考虑各跨满载的情况。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
2 ．风荷载
(GB50009—2001)规定，一般建筑结构风荷载的重 现期为50年，高层建筑的重现期可适当提高，重现期可 取100年，基本风压乘以系数1 .1。
0.03 0.024
0.036∼0.11 0.11
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
水平地震影响系数α的计算：
（4-38）
多、高层房屋结构的分析和设计计算
（4-39）
（4-40）
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
(1) 底部剪力法
采用底部剪力法计算水平地震作用，各楼层可按一个自 由度计算。 按下式计算各楼层的等效地震作用：
对质量及刚度沿高度分布比较均匀的结构，基本 自振周期可用下列公式近似计算：
Un——结构顶层假想侧移(m)。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
初步计算时，结构的基本自振周期按经验公式估算： n—建筑物层数(不包括地下部分及屋顶小塔楼) 。
Tg=0.4s （Ⅱ类场地，第二组)
T=1.5s(Tg∽5Tg）地震影响系数
T=4s(5Tg∽6s）地震影响系数 T=0~0.1s 地震影响系数 0.45 max∼2 max T=0.1s~Tg地震影响系数2 max
0.015 0.012
0.023∼0.05 0.05
0.027 0.021
0.036∼0.09 0.09
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
(2)振型分解反应谱法
对不计扭转影响的结构，振型分解反应谱法可仅考虑 平移作用下的地震效应组合，并应符合下列规定： (a) j振型i层质点的水平地震作用标准值
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
(b) 水平地震作用效应(弯矩、剪力、轴向力和变形) ：
突出屋面的小塔楼，应按每层一个质点进行地震作用计 算和振型效应组合。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
顶部突出物：底部剪力法计算顶部突出物的地震作用， 可按所在的高度作为一个质点，按其实际定量计算所得水平 地震作用放大3倍后，设计该突出部分的结构。
增大影响宜向下考虑1~2层，但不再往下传递。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
基本自振周期 T1：
(3)竖向地震作用
9度时的高层建筑，计算竖向地震作用时，可按下 列要求确定竖向地震作用标准值：
(a)总竖向地震作用标准值
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
(b) 楼层i的竖向地震作用标准值
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
当采用3个振型时，所得地震作用效应乘增大系数1.5； 当采用6个振型时，所得地震作用效应不再增大。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多遇地震作用的抗震计算要求：
(a)通常应在结构的两个主轴方向分别计算水平地震作 用，各方向的水平地震作用应全部由该方向的抗侧力构件 承担；
(b)当有斜交抗侧力构件时，宜分别计算各抗侧力构件 方向的水平地震作用；
(c)质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应计算水 平地震作用的扭转影响；
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
总体：阻尼比的减少，地震影响系数提高. 多、高层房屋结构的分析和设计计 算
阻尼比 衰减指数r 直线下降斜率调整系数1 阻尼调整系数2
7度0.1g max
罕遇 0.05
≤12层 0.035
>12层 0.02
0.05
0.08
0.08
邻近有高层建筑互相干扰时，风荷载的影响不容忽 视的。邻近建筑的影响较复杂，试验资料也少。
一般无论邻近有无高层建筑，高度超过200m的建筑 物，风荷载应按风洞试验确定。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
3．地震荷载
国家标准《建筑抗震设防分类标准》(GB 50223)， 根据建筑使用功能的重要性，分甲类、乙类、丙类和丁类 四个抗震设防类别。
2.2 多、高层房屋结构的分析和设计
p350~361、P427~439
一、荷载
1．竖向荷载 楼面、屋顶活荷载以及雪荷载的标准值，按现行国
家标准《建筑结构荷载规范》规定采用。 规范中未给出一般高层办公楼、旅馆、公寓中所需要
的酒吧间、屋顶花园等的最小屋顶活荷载标准值。 遇这种情况，应按实际情况采用，但不得小于表4-9
(d) 9度抗震设防的高层建筑钢结构，或者按8度和9 度抗震设防的大跨度和长悬臂构件，应计算竖向地震作用。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
设计反应谱 ：
弹性反应谱理论是现阶段抗震设计的基本理论， 《建筑抗震设计规范》所采用的设计反应谱，是以水平 地震影响系数α曲线的形式表达的。
地震多影、高响层系房屋 数结曲构线的分析和设计计
算
地震反应谱
为便于求地震作用，将单自由度体系的地震最大绝 对加速度反应与其自振周期T的关系定义为地震加速度 反应谱，或简称为地震反应谱。
意义：可以理解为一个确定的地面运动，通过一组 阻尼比相同但自振周期各不相同的单自由度体系，所引 起的各体系最大加速度反应与相应体系自振周期间的关 系曲线。
影响因素：一个是体系的阻尼比，二是地震动。
甲类建筑：重大建筑工程和地震时可能发生严重次生 灾害的；
乙类建筑：地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的； 丁类建筑：抗震属于次要性的； 丙类建筑：甲类、乙类和丁类建筑除外的一般建筑。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
抗震设计目标：小震不坏，中震可修，大震不倒。 两阶段的抗震设计：多遇地震作用及罕遇地震作用设计。 多遇地震相当于50年超越概率为63.2％的地震，罕遇地 震相当于50年超越概率为2％—3％的地震。
所列的数值。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多层建筑应考虑活荷载的不利分布； 高层建筑活荷载值的比重不大，可不考虑活荷载的 不利分布。在计算构件效应时，楼面及屋面竖向荷载可 仅考虑各跨满载的情况。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
2 ．风荷载
(GB50009—2001)规定，一般建筑结构风荷载的重 现期为50年，高层建筑的重现期可适当提高，重现期可 取100年，基本风压乘以系数1 .1。
0.03 0.024
0.036∼0.11 0.11
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
水平地震影响系数α的计算：
（4-38）
多、高层房屋结构的分析和设计计算
（4-39）
（4-40）
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
(1) 底部剪力法
采用底部剪力法计算水平地震作用，各楼层可按一个自 由度计算。 按下式计算各楼层的等效地震作用：