多層及高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計課件（共194頁）

1、多層及高 層 建 筑 結(jié) 構(gòu)設(shè)計參考資料:1. 高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程(JGJ 3-2002)2. 建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB 50011-2001)3. 高層建筑結(jié)構(gòu)（呂西林 主編）1、緒論我國高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定，10層及10層以上或房屋高度超過28m的建筑物為高層。高層建筑的特點：1.可以獲得更多的建筑面積，解決城市用地緊張和地價高漲。2.高層建筑可以比多層建筑提供更多地空閑地面，用作綠化和休息場地，美化環(huán)境。3.建筑物向高空延伸可以縮小城市地規(guī)模，縮短城市道路，和各種公共管線的長度，節(jié)省城市建設(shè)與管理地投資。4.高層建筑增加了建筑物地造價和運(yùn)行成本。5.從結(jié)構(gòu)受力角度看，側(cè)向荷載

2、（風(fēng)荷載和地震作用）在高層建筑分析和設(shè)計中起著重要地作用。高層結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展過程 始用年代 結(jié)構(gòu)體系和特點18851889190320世紀(jì)初二次大戰(zhàn)后20世紀(jì)50年代20世紀(jì)六七十年代20世紀(jì)80年代20世紀(jì)80年代中期磚墻、鑄鐵柱、鋼梁鋼框柱鋼筋混凝土框架鋼框架支撐鋼筋混凝土框架剪力墻、鋼筋混凝土剪力墻、預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼框架鋼筋混凝土核芯筒、鋼骨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框筒、筒中筒、束筒、懸掛結(jié)構(gòu)、偏心支撐和帶縫剪力墻板框架巨型結(jié)構(gòu)、應(yīng)力蒙皮結(jié)構(gòu)、隔震結(jié)構(gòu)被動耗能結(jié)構(gòu)、主動控制結(jié)構(gòu)、混合控制結(jié)構(gòu)高層建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢新材料的開發(fā)和利用高層建筑的高度將出現(xiàn)突破組合結(jié)構(gòu)高層建筑將增多新型結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用

3、將增多耗能減震技術(shù)的應(yīng)用將得到發(fā)展世界有名的高層建筑1. 國際金融中心大廈，中國臺北。臺北101大樓高508米（含天線），有世界最大且最重的“風(fēng)阻尼器”，還有兩臺世界最高速的電梯，從一樓到89樓，只要39秒的時間。2.國家石油雙子星座大廈，高451.9米，位于馬來西亞吉隆坡3.西爾斯大樓，443米，位于美國芝加哥。4.金茂大廈，420.5米，位于中國上海。高層建筑結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)布置1.高層建筑結(jié)構(gòu)型式繁多，以材料來分有配筋砌體結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)等。2.高層建筑常見的結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系和筒體結(jié)構(gòu)體系。3.隨著層數(shù)的增加，水平作用

4、對高層建筑結(jié)構(gòu)安全的控制作用更加顯著，包括地震作用和風(fēng)荷載。高層建筑的承載能力、抗側(cè)剛度、抗震性能、材料用量和造價高低，與其所采用的結(jié)構(gòu)體系密切相關(guān)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系由梁、柱構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)稱為框架，整幢結(jié)構(gòu)都由梁、柱組成，就稱為框架結(jié)構(gòu)體系。剪力墻結(jié)構(gòu)體系利用建筑物作為承受豎向荷載、抵抗水平荷載的結(jié)構(gòu)，稱為剪力墻結(jié)構(gòu)體系。墻體同時也作為維護(hù)及房間分割構(gòu)件。此外，還有特殊的底部大空間剪力墻和跳層剪力墻結(jié)構(gòu)體系?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)體系在框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置部分剪力墻，使框架和剪力墻兩者結(jié)合起來，取長補(bǔ)短，共同抵抗水平荷載，就組成了框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系。筒體結(jié)構(gòu)體系 將剪力墻結(jié)構(gòu)在平面內(nèi)圍合成箱形，形成一個豎向布置

5、的空間剛度很大的薄壁筒體；也可由密柱框架或壁式框架圍合，形成空間整體受力的框筒，形成具有較好抗風(fēng)和抗震性能的筒體結(jié)構(gòu)體系。 根據(jù)筒的布置、組成和數(shù)量等可分為框架筒體結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、成束筒結(jié)構(gòu)體系。巨型結(jié)構(gòu)體系巨型結(jié)構(gòu)由多級結(jié)構(gòu)組成，一般有巨型框架結(jié)構(gòu)和巨型桁架結(jié)構(gòu)。此外高層建筑還有懸掛結(jié)構(gòu)體系、板柱剪力墻結(jié)構(gòu)體系等。結(jié)構(gòu)布置原則抗震設(shè)防結(jié)構(gòu)布置原則房屋適用高度和高寬比結(jié)構(gòu)平面布置原則結(jié)構(gòu)豎向布置原則設(shè)伸縮縫、沉降縫和防震縫的原則結(jié)構(gòu)截面尺寸初估抗震設(shè)防結(jié)構(gòu)布置原則選擇有利的場地保證地基基礎(chǔ)的承載力、剛度合理設(shè)置抗震縫應(yīng)具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑多道抗震設(shè)防能力合理選擇

6、結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的剛度結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的結(jié)構(gòu)承載力節(jié)點的承載力應(yīng)大于構(gòu)件的承載力結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的變形能力及耗能能力房屋適用高度和高寬比結(jié)構(gòu)類型非抗震6度7度8度9度框架7060554525框架-剪力墻14013012010050剪力墻全部落地剪力墻15014012010060部分框支剪力應(yīng)采用筒體框架-核芯筒16015013010070筒中筒20018015012080板柱-抗震墻70403530不應(yīng)采用A級高度鋼筋混凝土乙、丙類高層建筑的最大適用高度（m）注：1 .房屋高度指室外地面至主要屋面高度（不包括局部突出屋面的電梯機(jī)房等高度）； 2 .框架-核心筒結(jié)構(gòu)指周邊稀

7、柱框架與核心筒組成的結(jié)構(gòu)； 3 .部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)指地面以上有部分框支剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)； 4 .9度抗震設(shè)防、超過表內(nèi)高度的房屋，應(yīng)進(jìn)行專門研究，采取必要的加強(qiáng)措施。房屋適用高度和高寬比B級高度鋼筋混凝土乙、丙類高層建筑的最大適用高度（m）結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計抗震設(shè)防烈度6度7度8度框架剪力墻170160140120剪力墻全部落地剪力墻180170150130部分框支剪力墻150140120100筒體框架核心筒220210180140筒中筒300280230170注：1 .房屋高度指室外地面至主要屋面高度（不包括局部突出屋面的電梯機(jī)房等高度）； 2 .部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)指地面以上有部分框支剪

8、力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)； 3 .平面和豎向均不規(guī)則的建筑或位于類場地的建筑，表中數(shù)值應(yīng)適當(dāng)降低； 4 .當(dāng)房屋高度超過表內(nèi)數(shù)值時，結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)有可靠依據(jù)，采取有效的加強(qiáng)措施。房屋適用高度和高寬比A級高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)適用的最大高寬比結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計抗震設(shè)防烈度6度7度8度框架、板柱剪力墻5432框架剪力墻5543剪力墻6654筒中筒、框架核心筒6654B級高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)適用的最大高寬比非抗震設(shè)計抗震設(shè)防烈度6度、7度8度876結(jié)構(gòu)平面布置原則高層建筑結(jié)構(gòu)平面形狀宜簡單、規(guī)則、對稱，剛度和承載力分布均勻，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的平面形狀。不規(guī)則類型定義扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移（

9、或?qū)娱g位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的1.2倍凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)一側(cè)凹進(jìn)的尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50，或開洞面積大于該層樓面面積的30，或較大的樓層錯層。平面不規(guī)則類型結(jié)構(gòu)平面布置原則設(shè)防烈度L/Bl/Bmaxl/bL/Bmax6度、7度6.00.352.01.08度、9度5.00.31.51.0平面尺寸L、l、l的限值結(jié)構(gòu)豎向布置原則 抗震設(shè)防的建筑結(jié)構(gòu)豎向布置應(yīng)使體型規(guī)則、均勻，避免有較大的外調(diào)和內(nèi)收，結(jié)構(gòu)的承載力和剛度宜自下而上逐漸地減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度和承載力突變。

10、豎向不規(guī)則的類型不規(guī)則類型定義側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70，或小于其上相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值的80；除頂層外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25。豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架等）向下傳遞。樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80 結(jié)構(gòu)沿豎向剛度突變有下述原因:結(jié)構(gòu)的豎向體系突變1.建筑頂部內(nèi)收形成塔樓。2.樓層外調(diào)內(nèi)收。結(jié)構(gòu)體系的變化1.剪力墻結(jié)構(gòu)或框筒結(jié)構(gòu)的底部大空間需要，底層或底部若干層剪力墻不落地，可能產(chǎn)生剛度突變。2.中部樓層部分剪力墻中斷。3.頂層設(shè)置空曠的大空間，取消部分

11、剪力墻或內(nèi)柱。結(jié)構(gòu)豎向布置原則結(jié)構(gòu)豎向布置原則當(dāng)結(jié)構(gòu)的軸線布置或者結(jié)構(gòu)形式發(fā)生變化時，要設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，常見的有厚板轉(zhuǎn)換和箱形梁轉(zhuǎn)換。設(shè)伸縮縫、沉降縫和防震縫的原則截面尺寸的初估柱截面尺寸的初估梁截面尺寸的初估板截面尺寸的初估梁截面尺寸的初估梁的種類hb/l單跨梁1/81/12連續(xù)梁1/121/15扁梁1/21/18單向密肋梁1/181/22雙向密肋梁1/221/25懸臂梁1/61/8井字梁1/151/20框支墻托架1/51/7單跨預(yù)應(yīng)力梁1/121/18多跨預(yù)應(yīng)力梁1/181/20梁截面高度與跨度之比hb/l板截面尺寸的初估板的類型t/l單向板1/251/30單向連續(xù)板1/351/40雙向板

12、（短邊）1/401/45懸挑板1/101/12樓梯平臺1/30無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力板1/40無柱帽無梁板（重載）1/30有柱帽無梁板（輕載）1/35樓板厚度與跨度之比t/l水平承重體系（樓蓋體系）及其選擇樓（屋）蓋體系的作用承受豎向荷載連接抗側(cè)力構(gòu)件，承受其傳來的剪力和軸力選擇原則結(jié)構(gòu)整體性、面內(nèi)剛度結(jié)構(gòu)高度小、質(zhì)量輕建筑使用功能、裝飾要求、設(shè)備安裝、施工技術(shù)等常用樓蓋體系及其適用性現(xiàn)澆樓蓋預(yù)制板樓蓋預(yù)應(yīng)力疊合板樓蓋組合樓蓋常用樓蓋體系及其適用性現(xiàn)澆樓蓋肋梁樓蓋 普通、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好；結(jié)構(gòu)高度大、不便管線安裝 寬扁梁（用于層高受限時）密肋樓蓋省材料、自重輕、高度大、適用于大跨且梁高受限時、當(dāng)使用 荷載

13、較大時可有較好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好；不美觀、吊頂處理無梁樓蓋適用于大跨且梁高受限、或升層法施工時；沖切問題非預(yù)應(yīng)力平板樓蓋廣泛用于剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)、可降低層高、平整； 跨度大時自重大、不經(jīng)濟(jì)現(xiàn)澆非預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板樓蓋適用于大跨且梁高受限時、平面布置靈活預(yù)制板樓蓋預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋適用于高度50m以下時，但要求嚴(yán)格（縫內(nèi)設(shè)鋼筋、 設(shè)現(xiàn)澆 面層、加強(qiáng)板端連接）預(yù)應(yīng)力大樓板樓蓋與房間同尺寸，雙向先張法預(yù)應(yīng)力筋，板邊齒槽；吊裝問題預(yù)應(yīng)力疊合板樓蓋預(yù)制RC薄板（50-60mm），上現(xiàn)澆RC。省模板、剛度大、整體性好組合樓蓋 壓型鋼板上現(xiàn)澆RC。省模板、自重小、厚度??；用鋼量大基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)布置基礎(chǔ)類型

14、基礎(chǔ)選型原則基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)底板厚度基礎(chǔ)類型鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)：當(dāng)高層建筑層數(shù)不多，地基土質(zhì)較好、上部結(jié)構(gòu)軸線間距較小且荷載不大時，可以采用鋼筋混凝土筏形基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)：箱形基礎(chǔ)具有較大的結(jié)構(gòu)剛度和整體性，適用于上部荷載較大而地基土較軟弱的情況。樁基：樁基具有承載力可靠、沉降小的優(yōu)點，適用于軟弱地基土和可能液化的地基條件。有端承樁和摩擦樁之分?；A(chǔ)選型原則當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)均勻、承載力高而沉降量小時，可以采用天然地基和豎向剛度較小的基礎(chǔ)；反之，則應(yīng)采用人工地基或豎向剛度較大的整體式基礎(chǔ)。當(dāng)高層建筑基礎(chǔ)直接擱置于未風(fēng)化或微風(fēng)化的巖層上，或者層數(shù)較少的獨立裙房，可采用單獨基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)。采用獨立基礎(chǔ)時應(yīng)設(shè)置縱

15、橫向的拉梁。當(dāng)采用樁基時，應(yīng)盡可能采用單根、單排大直徑樁或擴(kuò)底墩，使上部結(jié)構(gòu)的荷載直接由柱或墻體傳至樁頂，基礎(chǔ)底板因此可以做得較薄。基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)天然地基或復(fù)合地基H/15H/15樁基H/18（樁長不計）H/185基礎(chǔ)埋深埋深是指：側(cè)向限值位移的土體深度，即由天然地面至箱基、筏基底板或樁承臺底標(biāo)高底距離，樁長不計?；A(chǔ)底板厚度平均反力f（KN/）受力狀況t/l150200單向1/61/8雙向1/91/12400500單向1/31/4雙向1/41/6基礎(chǔ)厚度與跨度之比t/l基礎(chǔ)底板厚度可按表選用：水平位移限值和舒適度要求 在正常使用條件下，高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛度，

16、避免產(chǎn)生過大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和剛度。表現(xiàn)在： 1.彈性方法計算的驗算 2.彈塑性驗算 3.其他要求。彈性方法計算的驗算1.高度不大于150m的高層建筑，其樓層層間最大位移與層高之比不宜大于表中限值。2.高度等于或大于250m的高層建筑，其樓層層間最大位移與層高之比不宜大于1/500；3.高度在150250m之間的高層建筑，其樓層層間最大位移與層高之比的限值按1和2插值。結(jié)構(gòu)類型u/h限值框架1/550框架剪力墻、框架核心筒、板柱剪力墻1/800筒中筒、剪力墻1/1000框支層1/1000樓層層間最大位移與層高之比的限值彈塑性驗算層間彈塑性位移角限值結(jié)構(gòu)類型p框架結(jié)構(gòu)1/50框架

17、剪力墻、框架核心筒、板柱剪力墻1/100剪力墻結(jié)構(gòu)和筒中筒結(jié)構(gòu)1/120框支層1/120高度超過150m的高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的使用條件，滿足舒適度要求，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009）規(guī)定的10年一遇的風(fēng)荷載取值計算的順風(fēng)向與橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)頂點最大加速度不應(yīng)超過限值。1.2 高層建筑結(jié)構(gòu)荷載作用與結(jié)構(gòu)設(shè)計原則恒荷載及樓面活荷載的計算風(fēng)荷載的計算地震作用的計算荷載效應(yīng)的組合結(jié)構(gòu)簡化計算原則扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的簡化計算1.2.1 恒荷載及樓面活荷載的計算恒荷載： 包括結(jié)構(gòu)本身的自重和附加于結(jié)構(gòu)上的永久荷載，如非承重構(gòu)件的自重、可移動的隔墻重、玻璃幕墻及其附件重、各種外飾面的材料重、樓面的找平

18、層、吊在樓面下的各種管道重等。它可由構(gòu)件和裝修的尺寸和材料的重量直接計算，材料的自重可按荷載規(guī)范取值。恒荷載及樓面活荷載的計算活荷載： 樓面活荷載按荷載規(guī)范取用。 設(shè)計樓面梁、墻柱及基礎(chǔ)時，樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以折減系數(shù)。 施工活荷載一般取1.01.5KN/m2 直升機(jī)平臺的活荷載按荷載規(guī)范取。目前，我國的鋼筋混凝土高層建筑單位面積的重量大約如下： 框架、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系：1214KN/m2 剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)體系：1416KN/m2。而活荷載平均為1.52.0KN/m2，僅占全部豎向荷載的10%15%左右，同時高層建筑的層數(shù)和跨數(shù)都很多，不利布置方式繁多，所以在工程設(shè)計時把恒荷載和活荷載合

19、并計算，按滿載考慮。1.2.2 風(fēng)荷載的計算 空氣流動形成的風(fēng)遇到建筑物時，就在建筑物表面產(chǎn)生壓力和吸力，這種風(fēng)力作用稱為風(fēng)荷載。風(fēng)的作用是不規(guī)則的，風(fēng)壓隨著風(fēng)速、風(fēng)向的紊亂變化而不停的改變。實際上，風(fēng)荷載是隨時間而波動的動力荷載，但房屋設(shè)計中一般把它看成靜荷載。在設(shè)計抗側(cè)力結(jié)構(gòu)、維護(hù)構(gòu)件及考慮人們的舒適度時都需要考慮風(fēng)荷載的作用。首先，要確定建筑物表面單位面積上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，然后計算建筑物表面的總風(fēng)荷載。對于高度較大且比較柔軟的高層建筑，要考慮動力效應(yīng)影響，適當(dāng)加大風(fēng)荷載數(shù)值。確定高層建筑風(fēng)荷載的方法有兩種，大多數(shù)建筑（高度300m以下）可按照荷載規(guī)范規(guī)定的方法計算風(fēng)荷載值，少數(shù)建筑（高度

20、大、對風(fēng)荷載敏感或有特殊情況者）還要通過風(fēng)洞試驗確定風(fēng)荷載，以補(bǔ)充規(guī)范的不足。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載規(guī)范規(guī)定垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載應(yīng)按下式計算：風(fēng)作用力大小和方向可以通過實測或風(fēng)洞實驗得到，圖31是一個矩形建筑物的實測結(jié)果，圖中風(fēng)壓分布系數(shù)是指表面風(fēng)壓與基本風(fēng)壓的比值，正值是壓力，負(fù)值是吸力。從圖中可以看出房屋表面風(fēng)壓分布是不均勻的。但在設(shè)計時，采用各個表面風(fēng)作用力的平均值，該平均值與基本風(fēng)壓的比值稱為風(fēng)載體型系數(shù)。規(guī)范給出了系數(shù)取值，設(shè)計時直接查取。 位于平坦或稍有起伏地形的高層建筑，其風(fēng)壓高度變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)地面粗糙度類別確定。荷載規(guī)范將地面粗糙度分為A、B、C、D四類，其風(fēng)速沿高度的變化系數(shù)

21、見規(guī)范。其中：A類指近海海面、海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；B類指田野、鄉(xiāng)村。叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；C類指有密集建筑群的城市市區(qū)；D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。風(fēng)的作用是不規(guī)則的。通常近似把風(fēng)速的平均值看成穩(wěn)定風(fēng)速或平均風(fēng)速，它對建筑物的作用使建筑物產(chǎn)生靜側(cè)移；實際風(fēng)速在平均風(fēng)速附近波動，風(fēng)壓也在平均風(fēng)壓附近波動，稱為波動風(fēng)壓，因此實際上建筑物在平均側(cè)移附近搖擺。對于高度大于30m且高寬比大于1.5的房屋建筑，設(shè)計時，用風(fēng)振系數(shù)z增大風(fēng)載（否則取z1.0）。z的計算公式如下： 式中z基本振型z高度處振型系數(shù)，當(dāng)剛度和質(zhì)量沿高度 分布均勻時，可近似用z/H代替振型系

22、數(shù)； 脈動增大系數(shù)； 脈動影響系數(shù)；z 風(fēng)壓高度變化系數(shù)。總體風(fēng)荷載總體風(fēng)荷載是建筑物各表面承受風(fēng)作用的合力，是沿高度變化的分布荷載用于計算抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)移及各構(gòu)件內(nèi)力。首先計算得到某高度處的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk，然后計算某高度處各個受風(fēng)面上風(fēng)荷載的合力值（各受風(fēng)面上的風(fēng)荷載垂直于該表面，投影后求合力）。也可按下式直接計算： 式中 n 建筑外圍表面數(shù)； Bi第i個表面的寬度； si第i個表面的風(fēng)載體型系數(shù)； i第i個表面法線與總風(fēng)荷載作用方向的夾角。 要注意每個表面體系系數(shù)的正負(fù)號，即注意每個表面是風(fēng)壓力還是風(fēng)吸力，以便在求和時作矢量相加。注意由上式計算得到的W是線荷載，單位是KN/m。 各表面風(fēng)

23、力的合力作用點，即為總體風(fēng)荷載的作用點。設(shè)計時將沿高度分布的總體風(fēng)荷載的線荷載換算成集中作用在各樓層位置的集中荷載，再計算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及位移。結(jié)構(gòu)的自振周期 經(jīng)驗公式的計算可見荷載規(guī)范，準(zhǔn)確的計算需進(jìn)行結(jié)構(gòu)的動力分析可得。例：某高層建筑為剪力墻結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)為38層，底部13層層高為4m，其他各層層高為3m,室外地面至檐口的高度為120m,平面尺寸為30m*60m,已知基本風(fēng)壓為0.5KN/m2,建筑場地位于大城市郊區(qū)。已計算求得作用于突出屋面小塔樓上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的總值為800kN,為簡化計算，將建筑物沿高度分為6段，每個區(qū)段位20m,近似取其中點位置的風(fēng)荷載作為該區(qū)段的平均值。試計算在風(fēng)荷載

24、作用下的結(jié)構(gòu)底部（一層）的剪力標(biāo)準(zhǔn)值。作業(yè)：某10層的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架-剪力墻辦公樓平面及剖面如圖所示，當(dāng)?shù)鼗撅L(fēng)壓為0.7，地面粗糙度為B類，試計算作用于各層樓的風(fēng)力標(biāo)準(zhǔn)值。1.2.3地震作用的計算一般的計算原則水平地震作用的計算突出屋面上塔樓的地震作用豎向地震作用的計算一般計算原則 地震區(qū)的高層建筑一般應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)防。6度設(shè)防時一般不必計算地震作用，只須采取必要的抗震措施，79度設(shè)防時，要計算地震的作用，10度及以上地區(qū)要進(jìn)行專門研究。 抗震設(shè)計的高層建筑應(yīng)根據(jù)其使用功能的重要性分為甲、乙、丙三個抗震設(shè)防類別。高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)按下列原則考慮地震作用： 1.一般情況下，應(yīng)允許在結(jié)構(gòu)兩個主

25、軸方向分別考慮水平地震作用計算；有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，當(dāng)相交角度大于15度時，應(yīng)分別計算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用； 2.質(zhì)量和剛度分布明顯不對稱、不均勻的結(jié)構(gòu)，應(yīng)計算雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響；其他情況，應(yīng)計算單向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響； 3.8度、9度抗震設(shè)計時，高層建筑中的大跨度和長懸臂結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮豎向地震作用； 4.9度抗震設(shè)計時應(yīng)計算豎向地震作用。一般計算原則高層建筑應(yīng)按下列不同情況分別采用相應(yīng)的地震作用計算方法：1.高度不超過40m，以剪切變形為主，剛度與質(zhì)量沿高度分布比較均勻的建筑物，可采取底部剪力法。2.高層建筑宜采用振型分解反應(yīng)譜法。對質(zhì)量和剛度不對稱、不均勻的結(jié)構(gòu)以

26、及高度超過100m的高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)影響的振型分解法。3.79度抗震設(shè)防的高層建筑，下列情況應(yīng)采用彈性時程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計算：A甲類高層建筑結(jié)構(gòu)；B下表所列的乙、丙類高層建筑結(jié)構(gòu)C復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)；D質(zhì)量沿豎向分布特別不均勻的高層建筑結(jié)構(gòu)。設(shè)防烈度、場地類別建筑高度范圍8度、類場地和7度100m8度、類場地80m9度60m采用時程分析法的高層建筑結(jié)構(gòu)水平地震作用的計算高層建筑結(jié)構(gòu)的地震影響系數(shù)曲線：地震影響系數(shù)曲線 地震影響系數(shù)；max 地震影響系數(shù)最大值； -曲線下降段的衰減指數(shù)； 1- 直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù)；2- 阻尼調(diào)整系數(shù)，T -結(jié)構(gòu)自振周期（s），T

27、g-特征周期，它是對應(yīng)于反應(yīng)譜峰值區(qū)拐點處的周期，可根據(jù)場地類別，地震震級和震中距確定。抗震規(guī)范按震級和震中距的影響將設(shè)計地震分成三組，特征周期及可根據(jù)場地類別及設(shè)計地震分組按表采用，但在計算8度.9度罕遇地震作用時，其特征周期應(yīng)增加0.05 s地震影響系數(shù)設(shè)計地震分組 場 地 類 別 第一組 0.25 0.35 0.45 0.65 第二組 0.30 0.40 0.55 0.75 第三組 0.35 0.45 0.65 0.90水平地震影響系數(shù)最大值地震影響 烈 度6789多遇地震0.040.08（0.12）0.16（0.24）0.32罕遇地震-0.50（0.72）0.90（1.20）1.40表

28、中的括號內(nèi)數(shù)值分別用于基本地震加速度為0.15g和0.03g 的地區(qū)場地土的特征周期計算水平地震作用的底部剪力法一、底部剪力的計算第j振型j振型的底部剪力為G結(jié)構(gòu)的總重力荷載代表值組合后的結(jié)構(gòu)底部剪力高振型影響系數(shù)(規(guī)范取0.85)Geq結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值，0.85G二、各質(zhì)點的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的計算H1G1GkHk地震作用下各樓層水平地震層間剪力為三、頂部附加地震作用的計算 當(dāng)結(jié)構(gòu)層數(shù)較多時，按上式計算出的水平地震作用比振型分解反應(yīng)譜法小。 為了修正，在頂部附加一個集中力 。H1G1GkHk-結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；-相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本周期的水平地震影響系數(shù)；多層砌體房屋、底部框架和多

29、層內(nèi)框架磚房，宜取水平地震影響系數(shù)最大值；- 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載；- i質(zhì)點水平地震作用；-i質(zhì)點重力荷載代表值；- i質(zhì)點的計算高度；- 頂部附加地震作用系數(shù)，多層內(nèi)框架 磚房0.2,多層剛混、鋼結(jié)構(gòu)房屋按下 表,其它可不考慮。頂部附加地震作用系數(shù)底部剪力法應(yīng)用舉例例1：試用底部剪力法計算圖示框架多遇地震時的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期T1=0.467s ,抗震設(shè)防烈度為8度,類場地,設(shè)計地震分組為第二組。解：（1）計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值10.5m7.0m3.5m（2）計算水平地震影響系數(shù)查表得1.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震0.320.16(0.24)0.0

30、8(0.12)0.04多遇地震 9 8 7 6地震影響烈度地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.05）解：（1）計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值例1：試用底部剪力法計算圖示框架多遇地震時的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期T1=0.467s ,抗震設(shè)防烈度為8度,類場地,設(shè)計地震分組為第二組。10.5m7.0m3.5m（2）計算水平地震影響系數(shù)地震特征周期分組的特征周期值（s）0.90 0.65 0.450.35第三組0.75 0.55 0.400.30第二組0.65 0.45 0.35 0.25第一組 場地類別（3）計算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值例1：試用底部剪力法計算圖示框架多遇地震時的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)

31、的基本周期T1=0.467s ,抗震設(shè)防烈度為8度,類場地,設(shè)計地震分組為第二組。解：（1）計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值10.5m7.0m3.5m（2）計算水平地震影響系數(shù)（3）計算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值（4）頂部附加水平地震作用頂部附加地震作用系數(shù)（5）計算各層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值例1：試用底部剪力法計算圖示框架多遇地震時的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期T1=0.467s ,抗震設(shè)防烈度為8度,類場地,設(shè)計地震分組為第二組。解：（1）計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值10.5m7.0m3.5m（2）計算水平地震影響系數(shù)（3）計算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值（4）頂部附加水平地震作用（5）計算各層的

32、水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值例1：試用底部剪力法計算圖示框架多遇地震時的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期T1=0.467s ,抗震設(shè)防烈度為8度,類場地,設(shè)計地震分組為第二組。解：（1）計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值10.5m7.0m3.5m（2）計算水平地震影響系數(shù)（3）計算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值（4）頂部附加水平地震作用（5）計算各層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值（6）計算各層的層間剪力振型分解反應(yīng)譜法結(jié)果例2：六層磚混住宅樓，建造于基本烈度為8度區(qū)，場地為類，設(shè)計地震分組為第一組，根據(jù)各層樓板、墻的尺寸等得到恒荷和各樓面活荷乘以組合值系數(shù)，得到的各層的重力荷載代表值為G1=5399.7kN, G2=G3=G4

33、=G5=5085kN, G6=3856.9kN。試用底部剪力法計算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。G12.952.702.702.702.702.70G2G3G4G5G6 由于多層砌體房屋中縱向或橫向承重墻體的數(shù)量較多，房屋的側(cè)移剛度很大，因而其縱向和橫向基本周期較短，一般均不超過0.25s。所以規(guī)范規(guī)定，對于多層砌體房屋，確定水平地震作用時采用 。并且不考慮頂部附加水平地震作用。例2：基本烈度為8度，場地為類，設(shè)計地震分組為第一組，G1=5399.7kN, G2=G3=G4=G5=5085kN, G6=3856.9kN。計算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。解：結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值G12.952.702.702.

34、702.702.70G2G3G4G5G61.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震 9 8 7 6地震影響烈度地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.05）G12.952.702.702.702.702.70G2G3G4G5G6例2：基本烈度為8度，場地為類，設(shè)計地震分組為第一組，G1=5399.7kN, G2=G3=G4=G5=5085kN, G6=3856.9kN。計算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。解：結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值各層水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值各層水平地震作用層Gi (kN)Hi (m)Gi Hi (kN.m)Fi (kN)

35、Vi (kN)63856.917.4555085.014.7545085.012.0535085.09.3525085.06.6515399.72.95 67320.921328.8233815.2547544.7561274.2575003.75306269.72884.5985.7805.3624.8444.4280.44025.1884.51870.22675.53300.33744.74025.129596.6例3：四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建造于基本烈度為8度區(qū)，場地為類，設(shè)計地震分組為第一組，層高和層重力代表值如圖所示。結(jié)構(gòu)的基本周期為0.56s,試用底部剪力法計算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值

36、。解：結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值4.363.363.36G4 =831. 6G3 =1039. 6G2 =1039. 6G1 =1122.73.361.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震 9 8 7 6地震影響烈度地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為0.05）地震特征周期分組的特征周期值（s）0.90 0.65 0.450.35第三組0.75 0.55 0.400.30第二組0.65 0.45 0.35 0.25第一組 場地類別例3：四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建造于基本烈度為8度區(qū)，場地為類，設(shè)計地震分組為第一組，層高和層

37、重力代表值如圖所示。結(jié)構(gòu)的基本周期為0.56s,試用底部剪力法計算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。解：結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值4.363.363.36G4 =831. 6G3 =1039. 6G2 =1039. 6G1 =1122.73.36例3：四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建造于基本烈度為8度區(qū)，場地為類，設(shè)計地震分組為第一組，層高和層重力代表值如圖所示。結(jié)構(gòu)的基本周期為0.56s,試用底部剪力法計算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。解：結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值4.363.363.36G4 =831. 6G3 =1039. 6G2 =1039. 6G1 =1122.73.36頂部附加水平地震作用頂部附加地震作用系數(shù)例3：

38、四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，建造于基本烈度為8度區(qū)，場地為類，設(shè)計地震分組為第一組，層高和層重力代表值如圖所示。結(jié)構(gòu)的基本周期為0.56s,試用底部剪力法計算各層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。解：結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值4.363.363.36G4 =831. 6G3 =1039. 6G2 =1039. 6G1 =1122.73.36頂部附加水平地震作用各層水平地震作用131.6238.9313.7359.319.7111.9107.374.845.6339.612008.311517.78024.94895.036445.914.4411.087.724.36831.61039.51039.51122.740

39、33.34321 Vi(kN)(kN) Fi (kN) GiHi(kN.m) Hi (m) Gi (kN) 層各層水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值突出屋面附屬結(jié)構(gòu)地震內(nèi)力的調(diào)整 震害表明，突出屋面的屋頂間（電梯機(jī)房、水箱間）、女兒墻、煙囪等，它們的震害比下面的主體結(jié)構(gòu)嚴(yán)重。 原因是由于突出屋面的這些結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度突然減小，地震反應(yīng)隨之增大。-鞭端效應(yīng)。 抗震規(guī)范規(guī)定：采用底部剪力法時，突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等的地震作用效應(yīng)，宜乘以增大系數(shù)3。此增大部分不應(yīng)向下傳遞，但與該突出部分相連的構(gòu)件應(yīng)計入。 對于長周期結(jié)構(gòu)，地震地面運(yùn)動速度和位移可能對結(jié)構(gòu)的破壞具有更大的影響。為了安全，按振型分解反應(yīng)譜法和

40、底部剪力法算得的結(jié)構(gòu)層間剪力應(yīng)符合下式要求VEKi -第i層對應(yīng)與水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的樓層剪力；Gj -第j層的重力荷載代表值。-剪力系數(shù)，不應(yīng)小于下表數(shù)值，對豎向不規(guī)則結(jié) 構(gòu)的薄弱層，尚應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù)；類別7度8度9度扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期小于3.5s的結(jié)構(gòu)0.0160.0320.064基本周期大于5.0s的結(jié)構(gòu)0.0120.0240.040基本周期介于3.5s和5s之間的結(jié)構(gòu)，可插入取值。高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑豎向地震作用的計算公式-結(jié)構(gòu)總豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；-豎向、水平地震影響系數(shù)最大值。H1G1Hi-質(zhì)點i的豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值。 規(guī)范要求：9度時，高層建筑樓層的豎向地震作用效應(yīng)應(yīng)

41、乘以1.5的增大系數(shù)。1.2.4 荷載效應(yīng)的組合設(shè)計要求豎向荷載風(fēng)荷載水平地震作用豎向地震作用非抗震設(shè)計68度9度設(shè)計中考慮的荷載和地震作用表注：只有建筑物的高度超過60m時，才同時考慮風(fēng)與地震產(chǎn)生的效應(yīng)。 在高層建筑結(jié)構(gòu)上作用有豎向荷載、風(fēng)荷載；在抗震設(shè)計中，還有水平地震作用和豎向地震作用。在結(jié)構(gòu)計算時，應(yīng)考慮各種荷載的不同作用產(chǎn)生的效應(yīng)。荷載效應(yīng)的組合非抗震設(shè)計時的組合：抗震設(shè)計時的組合：1.2.5 結(jié)構(gòu)簡化計算原則彈性工作狀態(tài)高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮整體共同工作樓板在自身平面內(nèi)的剛度為無限大，平面外的剛度可以不考慮在計算中應(yīng)考慮墻與柱子軸向變形的影響彈性工作狀態(tài)假定高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計算

42、按彈性方法進(jìn)行計算。在非抗震設(shè)計時，在豎向荷載和風(fēng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)應(yīng)保持正常使用狀態(tài)，結(jié)構(gòu)處于彈性工作階段；在抗震設(shè)計時，結(jié)構(gòu)基本處于彈性工作狀態(tài)，此時結(jié)構(gòu)處于不裂、不壞的彈性階段。所以，從結(jié)構(gòu)整體來說基本處于彈性工作狀態(tài)，按彈性方法進(jìn)行計算。彈性計算，可以利用疊加原理，當(dāng)有多種荷載作用時，應(yīng)進(jìn)行作用效應(yīng)組合。某些情況下可以考慮局部構(gòu)件的塑性變形，（內(nèi)力重分布），以及罕遇地震作用下的彈塑性位移（第二階段）計算。 現(xiàn)行規(guī)范對彈塑性位移計算的處理方法多采用對彈性計算結(jié)果進(jìn)行調(diào)整或修正的方法來解決。平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和剛性樓板假定高層建筑結(jié)構(gòu)的組成成分可以分為兩類：一類是由框架、剪力墻和筒體等豎向結(jié)構(gòu)組

43、成的豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)；另一類是水平放置的樓板。樓板將豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)連為整體。在滿足結(jié)構(gòu)平面布置的條件下，在水平荷載作用下選取計算簡圖時，作了兩個基本假定。1、平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)假定一片框架或一片墻在其自身平面剛度很大，可以抵抗在本身平面內(nèi)的側(cè)向力；而在平面外的剛度很小，可以忽略，即垂直于該平面的方向不能抵抗側(cè)向力。因此，整個結(jié)構(gòu)可以劃分成不同方向的平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，共同抵抗結(jié)構(gòu)承受的側(cè)向水平荷載。2、剛性樓板假定水平放置的樓板，在其自身平面內(nèi)剛度很大，可以視為剛度無限大的平板；樓板平面外的剛度很小，可以忽略。剛性樓板將各平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)連接在一起共同承受側(cè)向水平荷載。 以圖34所示結(jié)構(gòu)為例，結(jié)構(gòu)是由Y方

44、向（通常稱為橫向）的6榀框架、2片墻和x方向（通常稱為縱向）的三榀框架（每片都有7跨，中間一片中含兩段墻）通過剛性樓板連接在一起的。在橫向水平荷載作用下，只考慮橫向框架起作用，計算簡圖如圖34（b）所示，是8榀平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的綜合；在縱向水平荷載作用下，忽略橫向框架作用，計算簡圖如圖34（c）所示，是3榀平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的綜合。在此兩條基本假定下，復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)的計算可大為簡化。在計算中應(yīng)考慮墻與柱子軸向變形的影響在底層建筑結(jié)構(gòu)分析中，只考慮彎矩項，軸力項和剪力項很小，一般不考慮。高層建筑結(jié)構(gòu)分析中，對于簡化的手算方法，除考慮各桿的彎曲變形外，對于 高寬比大于4的結(jié)構(gòu)，宜考慮柱和墻的軸向變形，

45、剪力墻宜考慮剪切變形。采用計算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的分析時，宜考慮各種可能的影響。在高層建筑結(jié)構(gòu)分析中，軸向變形的影響要考慮施工過程分層施加豎向荷載這一因素。1.2.6 扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的簡化計算質(zhì)量中心剛度中心扭轉(zhuǎn)偏心距結(jié)構(gòu)的實際變形框架結(jié)構(gòu)設(shè)計框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖豎向荷載作用下的近似計算水平荷載作用下的反彎點法水平荷載作用下的D值法水平荷載作用下位移的近似計算框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合框架梁的設(shè)計框架柱的設(shè)計框架節(jié)點的設(shè)計框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖節(jié)點的簡化跨度、層高、截面抗彎剛度框架梁的跨度即取柱子軸線之間的距離，當(dāng)上下層柱截面尺寸變化時，一般以最小截面的形心來確定?？蚣艿膶痈呒礊橄鄳?yīng)的建筑層高，而底層柱的長度則應(yīng)從基礎(chǔ)頂

46、面算起。工程設(shè)計中，假定梁的截面慣性矩沿軸線不變，對現(xiàn)澆樓蓋，中框架I=2I0取邊框架取I=1.5I0 ；對裝配整體式樓蓋，中框架取I=1.5I0 ，邊框架取I=1.2I0 。對裝配式樓蓋，則取I=I0 。豎向荷載作用下的近似計算豎向荷載作用下的內(nèi)力計算近似采用分層法；將作用在某層框架柱上的豎向荷載只對本樓層及與本層相連的框架柱產(chǎn)生彎矩和剪力。除底層以外，其他各層柱的線剛度均承以0.9的折減系數(shù)；柱的彎矩傳遞系數(shù)取為1/3。4.1.2分層法計算步驟（1）將框架分層，各層梁跨度及柱高與原結(jié)構(gòu)相同，假定柱遠(yuǎn)端為固定端；（2）計算梁柱線剛度，除底層外，其余各層柱線剛度乘以0.9倍的修正系數(shù)；（以消除

47、將柱遠(yuǎn)端視為固定端所造成的影響）；（3）計算和確定梁柱彎矩分配系數(shù)和傳遞系數(shù)c。梁的彎矩傳遞系數(shù)C=1/2，底層柱向柱腳的彎矩傳遞系數(shù)取C=1/2，其余各柱的彎矩傳遞系數(shù)取C1/3。 （4）計算各層梁上豎向荷載值和梁的固端彎矩；（5）按力矩分配法進(jìn)行各剛架梁端彎矩的分配和傳遞；（6）將分層計算得到的、但屬于同一層柱的柱端彎矩進(jìn)行疊加；（7）在各節(jié)點內(nèi)，分配各節(jié)點由于疊加彎矩所造成的不平衡彎矩。4.1.3例題 例題41：求圖43所示框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖。已知均布荷載q=2.8 KN/m，框架梁線剛度：ib=EI/L=12.4103 KN-m, 底層框架柱線剛度：ic=EI/h=13.83103 KN

48、-m，其余各層柱：ic=EI/h=17.48103 KN-m；梁跨度L6.0m；2、3層高度相等h=3.0m ；1層高度h=3.6m。解：（1）將三層框架按圖（b）、(c)、(d)的形式分解成單層框架，并將除底層之外的柱線剛度乘以0.9的修正系數(shù)；（2）求梁柱相對線剛度。將各梁柱線剛度除以梁的線剛度，使梁的相對線剛度為1；柱的相對線剛度分別為：底層ic=1.1、其余各層ic=1.3；（3）求節(jié)點彎矩分配系數(shù)。以第三層A柱節(jié)點為例，先求梁柱轉(zhuǎn)動剛度S3，再求彎矩分配系數(shù)3i：以此類推三層B節(jié)點各梁柱彎矩分配系數(shù)為：其余各節(jié)點彎矩分配系數(shù)如圖所示；（4）求各梁端彎矩。由于各層梁上線荷載相等，所以各

49、梁端彎矩相等；（5）進(jìn)行各單層框架彎矩分配三層分框架彎矩分配構(gòu)件柱A32梁3ab梁3ba柱B32梁3bc梁3cb柱c32上腳上腳上腳分配系數(shù)0.570.430.30.40.30.430.57桿端彎矩-8.48.4-8.48.4分配彎矩4.783.6123.6124.78傳遞彎矩1.5931.8061.8061.593分配彎矩00彎矩小計4.781.5934.7810.20010.24.784.781.593圖44 例題1三層分框架彎矩分配計算圖二層分框架彎矩分配構(gòu)件柱A23柱A21梁2ab梁2ba柱B23柱B21梁2bC梁2cb柱c23柱c21近遠(yuǎn)近遠(yuǎn)近遠(yuǎn)近遠(yuǎn)近遠(yuǎn)近遠(yuǎn)分配系數(shù)0.340.340

50、.320.240.260.260.240.320.340.34桿端彎矩-8.48.4-8.48.4分配彎矩2.8562.8562.688-2.688-2.856-2.856傳遞彎矩0.9520.9521.344-1.344-0.952-0.952彎矩小計2.8560.9522.8560.952-5.7129.7440000-9.7445.712-2.856-0.952-2.856-0.952一層分框架彎矩分配構(gòu)件柱A12柱A10梁1ab梁1ba柱B12柱B10梁1bC梁1cb柱c12柱c10近遠(yuǎn)近遠(yuǎn)近遠(yuǎn)近遠(yuǎn)近遠(yuǎn)近遠(yuǎn)分配系數(shù)0.320.380.30.230.250.290.230.30.320.

51、38桿端彎矩-8.48.4-8.48.4分配彎矩2.6883.1922.522.522.6883.192傳遞彎矩0.8961.0641.26-1.26-0.8961.064彎矩小計2.6880.8963.1921.0645.889.6600009.665.882.6880.8963.1921.064圖45 例題1一、二層分框架彎矩圖（6）將屬于同一層柱的分層框架柱端彎矩進(jìn)行疊加；三層框架彎矩疊加構(gòu)件柱A32梁3ab分配系數(shù)0.570.43疊加彎矩4.780.9525.7324.78分配不平衡彎矩0.95205705430.9520430.409彎矩小計5.1875.189構(gòu)件柱A23柱A21梁

52、2ab分配系數(shù)0.340.340.32疊加彎矩2.8561.5934.4492.8560.8963.7525.712分配不平衡彎矩（1.5930896）0.342.4890340.8462.4890.340.8462.4890.320.796彎矩小計3.6032.9066.508二層框架彎矩疊加一層框架彎矩疊加構(gòu)件柱A12柱A10梁1ab分配系數(shù)0.320.380.3疊加彎矩2.6880.9523.643.1925.88分配不平衡彎矩0.9520320.3050.9520380.3620.952030.285彎矩小計3.3352.836.165（7）繪制總彎矩圖 圖46 例題1 框架總彎矩圖水

53、平荷載作用下的反彎點法框架所受的水平荷載主要是風(fēng)和地震作用，這些均布都可以化成作用在框架樓層結(jié)點上的水平集中力，如圖47所示。這時框架側(cè)移是主要的變形因素。對于層數(shù)不多的框架，柱子軸力較小，截面也較小，當(dāng)梁的線剛度ib比柱的線剛度ic大的多時，采用反彎點法計算其內(nèi)力，誤差比較小。多層多跨框架在水平荷載作用下的彎矩圖通常如圖46所示。它的特點是，各桿件的彎矩圖均為直線，每桿均有一零彎矩點，稱為反彎點.水平荷載作用下的反彎點法反彎點法的假定在求各個柱子的剪力時，假定各柱子上下端都不發(fā)生角位移，即認(rèn)為梁的線剛度與柱的線剛度之比為無限大。在確定柱子的反彎點位置時，假定除底層外的各個柱子的上下端節(jié)點轉(zhuǎn)角

54、均相同，即假定各層框架柱的反彎點位于層高的中點，對于底層柱子，則假定其反彎點位于距支座2/3層高。梁端彎矩可以由節(jié)點平衡條件求出，并按節(jié)點左右梁的線剛度進(jìn)行分配。反彎點法的推導(dǎo)4.1.4反彎點法計算步驟反彎點法的計算步驟如下：（1）多層多跨框架在水平荷載作用下，當(dāng)梁柱剛度比大于3（ib/ic3）時，可采用反彎點法計算桿件內(nèi)力。（2）按式（42）計算側(cè)移剛度d=12ic/h2，按式（43）（3）根據(jù)各柱分配到的剪力及反彎點位置，計算柱端彎矩。 上層柱：上、下端彎矩相等， 底層柱：上端彎矩 下端彎矩 把該層總剪力分配給每個柱子。對于中柱見圖410(b)，設(shè)梁的端彎矩與梁的線剛度成正比，則有式中：i

55、b左為左邊梁的線剛度；ib右為右邊梁的線剛度。(4)根據(jù)結(jié)點平衡條件（梁端彎矩和等于柱端彎矩和），計算梁端彎矩。如圖410所示。對于邊柱見圖410(a)有 再進(jìn)一步，由梁兩端的彎矩，根據(jù)梁的平衡條件，可求得梁的剪力；由梁的剪力，根據(jù)結(jié)點的平衡條件，可求出柱的軸力。4.2.5例題例題42 作圖411所示框架彎矩圖。圖中括號內(nèi)數(shù)字為桿件的相對線剛度。解：（1）確定各層柱側(cè)移剛度d 根據(jù) 確定各層各柱側(cè)移剛度。由于B柱在3層的高度不同，按高度對其剛度進(jìn)行折算；（2）確定剪力分配系數(shù)i計算公式為： 計算結(jié)果見內(nèi)力計算表（3）確定各層反彎點高度比y項目A柱B柱C柱層間總計側(cè)移剛度d（121.5）/42=

56、1.13（121.58）/42=1.2（121）/42=0.75d3.08剪力分配系數(shù)1.13/3.080.371.2/3.080.390.75/3.080.243層剪力 (KN)0.2960.3120.2240.82層剪力 (KN)0.925 0.9750.60.81.72.51層剪力 (KN)1.665 1.7551.082.524.53層反彎點高度(m)2 2.25 22層反彎點高度(m)2.5 2.52.5 1層反彎點高度(m)距上端2 2 2距下端4 4 4 3層柱端彎矩（KN-m）上端0.29620.5920.3122.250.7020.22420.448下端0. 29620.59

57、20.3122.250.7020.22420.4482層柱端彎矩（KN-m）上端0.9252.52.3130.9752.52.4380.62.51. 5下端0.9252.52.3130.9752.52.4380.62.51. 51層柱端彎矩（KN-m）上端1.66523.331.75523.511.0822.16下端1.66546.661.7546.021.0844.32 框架內(nèi)力計算表項目梁端AB梁端BA梁端BC梁端CB三層梁端彎矩（KN-m）0.5447.5/(7.5+1200.65=0.2512/(7.5+12)0.65=0.40.352二層梁端彎矩（KN-m）0.544+2.125=2

58、.66910/(10+16)(0.65+2.75)1.30816/(10+16)(0.65+2.75)2.090.3521.3751.7一層梁端彎矩（KN-m）2.1253.065.18516/(16+16)（2.753.96）3.3550.5（2.753.96）3.3551.3751.983.355（4）確定柱端彎矩根據(jù)Mi上Vi（1-y）h; Mi下= Viyh(5) 確定梁端彎矩根據(jù)梁端彎矩和等于柱端彎矩和的原理，并按梁的線剛度比，根據(jù)下式計算左右梁端彎矩。計算結(jié)果如下表。 梁端彎矩計算表（6）繪制彎矩圖多層多跨框架在水平荷載作用下的內(nèi)力計算改進(jìn)反彎點法（D值法）反彎點法改進(jìn)的原因與內(nèi)容

59、 反彎點法在考慮柱側(cè)移剛度d時，假定結(jié)點轉(zhuǎn)角為0，亦即橫梁的線剛度假設(shè)為無窮大。對于層數(shù)較多的框架，由于柱軸力大，柱截面也隨著增大，梁柱相對線剛度比較接近，甚至有時柱的線剛度反而比梁大，這樣，上述假設(shè)將產(chǎn)生較大誤差。另外，反彎點法計算反彎點高度比y時，假設(shè)柱上下結(jié)點轉(zhuǎn)角相等，固定了反彎點的位置，這樣誤差也較大，特別在最上和最下數(shù)層。日本武藤清在分析多層框架的受力特點和變形特點的基礎(chǔ)上，對框架在水平荷載作用下的計算，提出了修正柱的側(cè)移剛度和調(diào)整反彎點高度的方法。修正后的柱側(cè)移剛度用D表示，故稱為D值法。D值法的計算步驟與反彎點法相同，因而計算簡單、實用、精度比反彎點法高，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中得到

60、廣泛應(yīng)用。 D值法也要解決兩個主要問題：確定側(cè)移剛度和反彎點高度。柱側(cè)移剛度D值的計算 當(dāng)梁柱剛度比為有限值時，在水平荷載作用下，框架不僅有側(cè)移，且各結(jié)點還有轉(zhuǎn)角，見圖413。下面推導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)框架（即各層等高、各跨相等、各層梁和柱線剛度都不改變的多層框架）柱的側(cè)移剛度。為此，在有側(cè)移和轉(zhuǎn)角的標(biāo)準(zhǔn)框架中取出一部分，如圖414所示。柱12有桿端相對線位移2，且兩端有轉(zhuǎn)角1和2，由轉(zhuǎn)角位移方程、桿端彎矩為(4-4)可求得桿的剪力為令 D值也稱為柱的側(cè)移剛度，定義與d值相同，但D值與位移和轉(zhuǎn)角均有關(guān)。因為是標(biāo)準(zhǔn)框架，假定各層層間位移相等，即123。取中間結(jié)點2為隔離體，利用轉(zhuǎn)角位移方程，由平衡條件，可得經(jīng)