高层建筑结构设计(第四讲)12
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高层建筑结构设计
该高层建筑结构设计注重创新、绿色、环保、节 能和可持续发展。
结构设计特点
结构设计中充分考虑了建筑的使用功能和美观要 求，同时注重结构的安全性和经济性。该高层建 筑还采用了BIM技术进行设计和施工管理，提高 了设计效率和施工质量。
THANKS
谢谢您的观看
结构体系选择
高层建筑的结构体系选择 是结构设计的重要环节， 直接影响建筑的安全性和 经济性。
高层建筑结构设计的基本原则
安全性原则
结构设计应始终以确保 建筑的安全性为首要目
标。
功能性原则
结构设计应满足建筑的 功能需求，确保建筑能
够正常使用。
经济性原则
结构设计应在满足安全 性和功能性要求的前提 下，合理控制建筑造价
框剪结构体系
在框架结构基础上增加剪力墙， 通过楼板与剪力墙协同工作承受
荷载。
设计特点
抗侧刚度大，适用于15~20层建筑 。
优化设计
合理布置剪力墙，提高结构整体性 。
筒体结构体系及其设计
筒体结构体系
由剪力墙构成筒形，与楼板共同 承受荷载。
设计特点
抗侧刚度大，适用于20~30层建 筑。
优化设计
合理设计筒体形状，提高整体稳 定性。
06
高层建筑结构设计的实例分析
国内某高层建筑结构设计案例
01
02
03
04
工程概况
某高层建筑位于我国某大城市 中心区域，高度为100米，地
上20层，地下2层。
设计理念
该高层建筑结构设计注重绿色 、环保、节能和可持续发展。
结构体系
采用钢筋混凝土框架-核心筒 结构体系，具有较高的抗震性
能和抗风性能。
结构设计特点
高层建筑结构设计
结构设计特点
结构设计中充分考虑了建筑的使用功能和美观要 求，同时注重结构的安全性和经济性。该高层建 筑还采用了BIM技术进行设计和施工管理，提高 了设计效率和施工质量。
THANKS
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结构体系选择
高层建筑的结构体系选择 是结构设计的重要环节， 直接影响建筑的安全性和 经济性。
高层建筑结构设计的基本原则
安全性原则
结构设计应始终以确保 建筑的安全性为首要目
标。
功能性原则
结构设计应满足建筑的 功能需求，确保建筑能
够正常使用。
经济性原则
结构设计应在满足安全 性和功能性要求的前提 下，合理控制建筑造价
框剪结构体系
在框架结构基础上增加剪力墙， 通过楼板与剪力墙协同工作承受
荷载。
设计特点
抗侧刚度大，适用于15~20层建筑 。
优化设计
合理布置剪力墙，提高结构整体性 。
筒体结构体系及其设计
筒体结构体系
由剪力墙构成筒形，与楼板共同 承受荷载。
设计特点
抗侧刚度大，适用于20~30层建 筑。
优化设计
合理设计筒体形状，提高整体稳 定性。
06
高层建筑结构设计的实例分析
国内某高层建筑结构设计案例
01
02
03
04
工程概况
某高层建筑位于我国某大城市 中心区域，高度为100米，地
上20层，地下2层。
设计理念
该高层建筑结构设计注重绿色 、环保、节能和可持续发展。
结构体系
采用钢筋混凝土框架-核心筒 结构体系，具有较高的抗震性
能和抗风性能。
结构设计特点
高层建筑结构设计
高层建筑结构的设计ppt课件
2024/1/28
02
变形分析
弹性分析方法
03
20
剪力墙内力与变形分析
弹塑性分析方法 考虑徐变收缩和温度作用下的变形分析
2024/1/28
21
剪力墙截面设计与配筋
截面设计
1
墙肢截面设计
2
连梁截面设计
3
2024/1/28
22
剪力墙截面设计与配筋
01
考虑轴压比和剪压比的截面设计
02
配筋设计
03
纵向钢筋配置
用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能 承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的 水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水 平力的结构称为剪力墙结构。
筒体结构
是指由一个或多个筒体作承重结构的高层建筑体 系，适用于层数较多的高层建筑。
9
抗震设计原则
小震不坏
当遭受低于本地区抗震设防烈度 的多遇地震影响时，主体结构不 受损坏或不需修理仍可继续使用
。
2024/1/28
中震可修
当遭受相当于本地区抗震设防烈度 的地震影响时，可能发生损坏，但 经一般性修理仍可继续使用。
大震不倒
当遭受高于本地区抗震设防烈度的 预估的罕遇地震影响时，不致倒塌 或发生危及生命的严重破坏。
10
03
框架结构设计
2024/1/28
11
框架结构特点与分类
2024/1/28
特点
的安全性和舒适度。
2024/1/28
37
07
高层建筑结构设计实践案例
2024/1/28
38
案例一：某高层办公楼结构设计
01
02
03
结构选型
全套电子课件：高层建筑结构设计
⑤短肢剪力墙边缘构件的设置应符合《高规》第7.2.14条 的要求。
5.1 剪力墙结构概念设计
判断剪力墙结构合理刚度可以由结构基本自振周期来考虑，宜使剪力墙结 构的基本自振周期控制在：
(0.05 ～0.06)Nｓ（Nｓ为层数）。 当周期过短、地震力过大时，宜对结构刚度加以调整。调整结构刚度的方 法有： ①适当减小剪力墙的厚度； ②降低连梁高度； ③增大门窗洞口宽度； ④对较长的墙肢设置施工洞，分为两个墙肢。墙肢长度 超过８ｍ时，一般都应由施工洞口划分为小墙肢。
强部位不应小于200mm；其他部位不应小于160mm。 (2)按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加
强部位不应小于160mm；部位不应小于160mm。 (3)非抗震设计的剪力墙截面厚度不应小于160mm。 (4)剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可
适当减小，但不宜小于160mm。
5.1 剪力墙结构概念设计
3.结构竖向布置 (1) 普通剪力墙结构的剪力墙应在整个建筑竖向连续。
(2) 一般情况下剪力墙厚度宜两侧同时内收，外墙可以只 在内侧单面内收，而电梯井可以只在外侧单面内收。
(3) 剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确 的墙肢和连梁。
成列开洞的规则剪力 墙传力直接，受力明 确，地震中不易因为 复杂应力而产生震害
之间的叠加。
水平荷载作用下的变形特征与其高宽比之间的关系： H/bw＞2（高墙），弯曲型变形； 1 ≤H/bw ≤ 2（中高墙），弯曲型变形与剪切型变形； H/bw<1(矮墙)，剪切型变形。
5.1 剪力墙结构概念设计
2. 剪力墙的破坏
悬臂剪力墙的破坏
水平荷载作用下，剪力墙主要是受弯工作状态，由 受弯承载力决定破坏状态。
5.1 剪力墙结构概念设计
判断剪力墙结构合理刚度可以由结构基本自振周期来考虑，宜使剪力墙结 构的基本自振周期控制在：
(0.05 ～0.06)Nｓ（Nｓ为层数）。 当周期过短、地震力过大时，宜对结构刚度加以调整。调整结构刚度的方 法有： ①适当减小剪力墙的厚度； ②降低连梁高度； ③增大门窗洞口宽度； ④对较长的墙肢设置施工洞，分为两个墙肢。墙肢长度 超过８ｍ时，一般都应由施工洞口划分为小墙肢。
强部位不应小于200mm；其他部位不应小于160mm。 (2)按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加
强部位不应小于160mm；部位不应小于160mm。 (3)非抗震设计的剪力墙截面厚度不应小于160mm。 (4)剪力墙井筒中，分隔电梯井或管道井的墙肢截面厚度可
适当减小，但不宜小于160mm。
5.1 剪力墙结构概念设计
3.结构竖向布置 (1) 普通剪力墙结构的剪力墙应在整个建筑竖向连续。
(2) 一般情况下剪力墙厚度宜两侧同时内收，外墙可以只 在内侧单面内收，而电梯井可以只在外侧单面内收。
(3) 剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确 的墙肢和连梁。
成列开洞的规则剪力 墙传力直接，受力明 确，地震中不易因为 复杂应力而产生震害
之间的叠加。
水平荷载作用下的变形特征与其高宽比之间的关系： H/bw＞2（高墙），弯曲型变形； 1 ≤H/bw ≤ 2（中高墙），弯曲型变形与剪切型变形； H/bw<1(矮墙)，剪切型变形。
5.1 剪力墙结构概念设计
2. 剪力墙的破坏
悬臂剪力墙的破坏
水平荷载作用下，剪力墙主要是受弯工作状态，由 受弯承载力决定破坏状态。
高层建筑结构设计
的烈度 （小震）
罕遇地震 作用对应
的烈度 （大震）
地震 作用 受力状态 性质
作用效应组合
承载力验算采用基本组合(多
可变 作用
分弹弹性塑（性部）层间效、弹应高性组层位合钢移，筋计即混算作凝，用土采分房用项屋短系期层数
均取1.0)
偶然 作用
部分建筑物的层间弹塑性位 弹塑性 移验算，采刚短期效应组合，
即怍用分项系数均取1.0
2 房屋适用高度和高宽比
适用的房屋最大高度（m）
结构类型
非抗震
6度
7度
8度
9度
框架
70
框架-剪力墙
140
剪力墙
全部落地剪力墙 150 部分框支剪力墙 130
筒体
框架-核芯筒
160
筒中筒
200
板柱-抗震墙
70
60
55
45
25
130
120
100
50
140
120
100
60
120
100
80
不应采用
150
130
选择原则
➢ 结构整体性、面内刚度 ➢ 结构高度小、质量轻 ➢ 建筑使用功能、装饰要求、设备安装、施工技术等
常用楼盖体系及其适用性
➢ 现浇楼盖 ➢ 预制板楼盖 ➢ 预应力叠合板楼盖 ➢ 组合楼盖
back
常用楼盖体系及其适用性
➢ 现浇楼盖
肋梁楼盖—— 普通、技术经济指标好；结构高度大、不便管线安装 ⇒宽扁梁（用于层高受限时）
筑
弹塑 简化方法 性 时程分析法
（略） （略）
竖向 弹性 底部轴力法
需考虑竖向地震作用的结构
计算模型——集中质量模型
罕遇地震 作用对应
的烈度 （大震）
地震 作用 受力状态 性质
作用效应组合
承载力验算采用基本组合(多
可变 作用
分弹弹性塑（性部）层间效、弹应高性组层位合钢移，筋计即混算作凝，用土采分房用项屋短系期层数
均取1.0)
偶然 作用
部分建筑物的层间弹塑性位 弹塑性 移验算，采刚短期效应组合，
即怍用分项系数均取1.0
2 房屋适用高度和高宽比
适用的房屋最大高度（m）
结构类型
非抗震
6度
7度
8度
9度
框架
70
框架-剪力墙
140
剪力墙
全部落地剪力墙 150 部分框支剪力墙 130
筒体
框架-核芯筒
160
筒中筒
200
板柱-抗震墙
70
60
55
45
25
130
120
100
50
140
120
100
60
120
100
80
不应采用
150
130
选择原则
➢ 结构整体性、面内刚度 ➢ 结构高度小、质量轻 ➢ 建筑使用功能、装饰要求、设备安装、施工技术等
常用楼盖体系及其适用性
➢ 现浇楼盖 ➢ 预制板楼盖 ➢ 预应力叠合板楼盖 ➢ 组合楼盖
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常用楼盖体系及其适用性
➢ 现浇楼盖
肋梁楼盖—— 普通、技术经济指标好；结构高度大、不便管线安装 ⇒宽扁梁（用于层高受限时）
筑
弹塑 简化方法 性 时程分析法
（略） （略）
竖向 弹性 底部轴力法
需考虑竖向地震作用的结构
计算模型——集中质量模型
高层建筑结构设计PPT[详细]
![高层建筑结构设计PPT[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/566bf32d51e79b89680226d4.png)
⑵ 反弯点处剪力计算 自上而下依次沿每层反弯点处取脱离体。
X 0 V31 V32 V33 P3
V31 V32
D31 3 D32 3
V33 D333
式中
12EI
D3i
H
3 3i
3
P3 D31 D32
D33
P3
3
D3 j
j 1
V31 D313
D31 D3 j
P3
梁的线刚度
i
EI l
（二）柱
当按抗震设计时， H i 宜大于4，且轴压比满足；
h
0.7(抗震等级为一级时）
c
N bhf c
0.8(抗震等级为二级时） 0.9(抗震等级为三级时）
式中 N—柱轴力，N=（1.1~1.2）N ， N---负荷载面积× （12~14）kN/m2
fc—混凝土轴心抗压强度设计值；
多高层钢筋混凝土结构
•高层结构的选型与布置 •高层结构设计计算的一般原则 •高层框架结构的设计方法 •高层剪力墙结构的设计方法 •高层框架—剪力墙结构的设计方法
概念设计 结构计算 构造设计
高层结构的选型与布置
一、高层建筑结构的受力特点 •水平荷载是主要的作用因素。 •侧移验算不可忽视。 •竖向荷载中恒载所占的比重较大。 •结构选型与布置是否合理，对建筑物的
3、片筏基础 适用：层数不多土质较弱或层数较多土质较好时用。
4、箱形基础 适用；层数较多、土质较弱的高层建筑。
5。桩基础 适用：地基持力层较深时采用。
6。复合基础 适用：层数较多或土质较弱时采用。
三、高层结构的布置
（一）结构布置原则
•满足使用要求，并尽可能地与建筑的平、立、 剖面划分相一致。