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复件 高层建筑结构概念设计(郁彦著)《高层建筑结构概念设计》由郁彦著，是一本系统介绍高层建筑结构概念设计原理与实践的专业书籍。本书以高层建筑结构的设计为核心，结合实际工程案例，深入浅出地阐述了高层建筑结构的概念设计方法、原则及关键技术问题。
全书内容涵盖了高层建筑结构的基本特点、受力特性、抗震设计、风荷载分析以及结构优化等多个方面。作者强调“概念设计”的重要性，指出在建筑设计初期，通过合理的结构选型和布局，可以显著提高建筑的安全性、经济性和实用性。书中详细讨论了框架结构、剪力墙结构、筒体结构等常见高层建筑结构形式的特点及其适用范围，并结合具体案例分析了不同结构形式的优劣及设计要点。
此外，本书还重点关注了高层建筑的抗震性能化设计，探讨了如何通过合理的结构布置、构件设计和构造措施，增强建筑的抗震能力。同时，书中也涉及了现代计算机技术在高层建筑结构分析中的应用，为读者提供了理论与实践相结合的指导。
本书适合土木工程专业的学生、结构工程师及相关领域的研究人员阅读，既可作为学习高层建筑结构设计的参考书，也可为实际工程设计提供有价值的指导和启发。通过本书的学习，读者能够更好地理解高层建筑结构设计的核心理念，并将其灵活运用于实际工程中。
抗震设计影响系数αmax8度 新旧规范对比db32／t 3914-2020 重型木结构技术标准，G为重力荷载标准值
新旧规范对比，G为重力荷载标准值
反应谱的峰值一般在0.5s左右，随后逐步下降，按美国派克 菲地震反应谱在周期1.7s处仍有530Gal的反应。 虽然如此，我们仍应按照规范进行设计，因为这是国家颁发的 统·规定。但是这是个值得深思的问题。 还值得注意的是反应谱的零点标志着结构为刚体，刚体随地 面同一运动加速度振动，如地面振动加速度为70Gal，这70Gal的 影响就是整个反应谱的起点（反应谱单位：Gal·cm/s；影响系数单 位为无量纲纯数）。图1.8是两者的合并图，地震烈度8度。
加速度谱单位伽和影响系数的关系推导为： 抗震设计影响系数，8度
设计用地震加速度70Gal
1.9建筑抵抗罕遇地震的可能小
70Gal=0.07g,F= ma =0.07gX G/g F=maβ=0.07g×2.3×G/g=0.16
爱尔森曲1300Gal 阪神3250Gal 地震地面加速度：峰值 爱尔森曲330Gal 阪神818Gal 我们的设计地面加速度 8度，70Gal,最低14Gal 7度，35Gal，最低7Gal 抗震设计的基本原则是： （1）小烈度地震时建筑不允许有损伤； （2)中等地震烈度时，只准许结构有轻微可以修复的损坏； （3）在罕遇地震下，建筑不得倒塌。 最后一条最重要，因为直接关系着人的生命问题。建筑在罕 遇地震下能否不倒塌，先看看唐山地震中两个震害实例。
(a）唐山交际处外宾楼窗间墙
(a）唐山交际处外宾楼窗间墙
【6）唐山2]中学建筑墙角
似前述的两个实例中维持不塌落的条件。要符合前述不塌的两 个条件，支承重力的柱和剪力墙要强，柱内的箍筋，轴压比的要求 以及剪力墙的端柱全是加强支承结构的具体措施。在连接整体性 方面现制钢筋混凝土结构对抗震条件比较好，柱筋焊接以及各部 件间的钢筋锚接，这些构造措施处理得好，在罕遇地震时就有可能 摆脱楼板落地的命运。 对罕遇地震目前尚没有很可靠的设计方法，撞大运，听天命。
1.10地震力的垂直分量
? 地震震中越近，垂直分量较大。虽然比水平分量小一些，但结构的 竖向刚度，远比水平刚度大得多。试想框架柱轴向压缩一厘米要 用很大的力，而侧移1crm用力比较小。因而竖向地震反应并不 小。对柱增加的轴力相当大。柱是支承建筑最重要的构件，在柱 的承重受力概念上要想到这个因素，对柱的设计计算上切记要留有余 地，图1.10是世界上几处地震的反应谱。粗线条是竖向振动的曲线。 最近日本阪神大地震，有十几栋框架结构的建筑沿高度中间 一层全层塌，而相邻的其它上下层情况完好。这是因为建筑竖 向刚度大，自振周期短，振动频率快，质量情性的被动关系使建筑 的上半部和下半部振动不协调，相互撞击挤压遵到全层破坏。这 种破坏方式是竖向振动的结果。
1.11高层建筑的倾覆问题
震害经验说明，在强烈地震下，高耸构筑物如烟肉只有塌和 坠落，没有整体倾倒的。因为地震引起的振动是反复性的。高层 建筑的高厚比要比烟肉小的多，因而也不会倾倒。美国1967年 IUJBC建筑统一设计规范将倾覆弯矩打个很大的折扣。例如当建
（a）日本十胜冲地震反应谱：（6）塔夫脱地震反应谱： 爱尔生屈地震反应谱： （d）日本阪神地展反应谱。
（a）日本十胜冲地震反应谱；（6）塔夫脱地震反应谱： （）爱尔生屈地展反应谱： （d）日本阪神地震反应谱。
筑的自振周期为2s时，基底倾覆弯矩可以乘以0.3的系数。目前 加拿大现行规范采用0.8的折减系数，这些都表明建筑只会塌 不会倾覆（图1.11）。何况高层建筑均有地下室和一定的理深。 从具体计算来看，8度抗震，Ⅱ类场地土，假定钢筋混凝土建 筑的高厚比为5，在常遇地震下地面处的无埋倾覆安全系数为3。 对体型复杂的建筑会很高，对抗倾覆这还不是主要的，主要是地震 振动的反复性。既使遇到罕遇地震建筑只会塌不会倾倒。唐山 11度的震害情况说明了问题。但对液化地基上的建筑倾斜或倾 倒是很可能的。这是因为平时基土中的水份同土共同承托整个建
筑，地震时土被振实下沉，水漂了上来，基础下含水量加大，丧失了 承载力。
图1.11建筑基底倾覆弯矩折减系数曲线
接的节点为刚接另一端假定为铰
一根垂直于边跨主梁中点的次梁，不产生对主梁水平方向的 冲击力，因为地震力不是集中在次梁上同时楼板有很大的平面刚 度，不可能使主梁产生水平方向的弯曲。地震力直接由板传递给 支承主梁的柱。如图1.12（6）。
（a）偏心柱：（b）偏心基础
梁不对柱中的问题，特别是现浇板的情况，竖向荷载大部分 心弯矩由本层梁和上下柱平衡掉。对水平力来说，仪对柱端的：
束程度差些，传递给柱的地震力小些。 下面研究外檐柱上柱截面缩小引起下柱偏心受力问题。偏心 压力在节点处产生的弯矩首先由上下柱和端梁三者分担（图 1.13）。又由于偏心压力节点的转动使端梁受拉。这就是结构的 整体作用。在设计中习惯上，对上述偏心受力情况不予考虑。
1.13实荷载和虚荷载
具体的说，结构自重、楼板上的活荷载以及风力都是实荷载。 地震力、温度差、混凝土收缩一徐变、沉降变形、结构次应力等均属 于虚荷载，或称效应荷载。 实荷载在设计计算中必须认真对待，丝毫不容忽视。虚荷载 常需从结构构造措施上解决，它常随着结构产生的微细裂缝和构 件塑性铰的出现，结构应力很大程度的减弱下来，一般不予计算。 实荷载和虚荷载是两种不同性质的荷载，应分别对待。
1.14结构内力调幅和钢筋在结构中所起的作用
我们应该以弹性理论做为设计手段和依据，但也应从实践中 了解内力调幅的性能的灵活性和钢筋在混凝土结构中所起的作 用，梁的支座弯矩规定仅允许调幅20%，大量的实践证明，既使 将连续支座负弯矩下调到零，加上一些构造钢筋也未发生不能正 常使用的问题。当然静力平衡是必要的条件。在电子计算机未普 及前，对竖向荷重的框架，梁的端支座常假定为铰接；中间节点考 虑为连续梁，与柱的关系为铰接。实际上这是超量调幅，提出的很 多整体框架的近似计算办法，当时因嫌复杂费时设计人常不予应 用。在组合地震力或风力时又假定为刚接，问题已说不清楚。过 去国内外绝大多数的实践者就是这样做的。 结构内力计算可以考虑扩大调幅。钢筋混凝土结构具有弹塑 性性质。结构的内力分布不仅仅由混凝土截面所控制，其中的配
筋起着更主要的作用。这是因为构件承受内力的大小，主要由配 置的钢筋所决定。对扩大调幅可能担心的问题，是结构产生较大 的裂缝。现制整体结构各个构件不是孤立的而是整体连接的。在 过去实践中的梁板设计，即使考虑了相当大的调幅，也并未出现明
显的或影响使用的裂缝。 前圣约翰工学院院长、北京市建筑设 计院总工程师杨宽麟，在解放前儿十年的 设计生涯中，在框架结构设计中常将与外 柱整体连接的梁端节点假定为铰接，并按 此情况设计了大量的工程，在实践中均未 发现任何问题。右图就是旧时框架边节点 的做法（图1.14）。 早期法国钢筋混凝土结构设计规范规
图1.14早期边柱节 点构造做法
定，楼板设计采用连续配置钢筋三弯二的方法，支座弯矩系数到 直 跨中系数取的大，是因为板的下部钢筋位置在施 10° 工期间容易得到保证。如此支座弯矩调幅已达40%（图1.15）
图1.15楼板钢筋连续二弯高速公路工程海河特大桥主桥钢箱梁施工组织设计(213页)，的做法
目前在结构实践中，在有些情况下打破了调幅的限值，设计者 常以梁的跨中弯矩值加支座弯矩值大于简支弯矩，就认为已有安 全保证。 梁的调幅不仅仅能由支座向跨中调幅，也可以向上反调幅。 设有一个在均布竖向荷载作用下的框架系统，将梁的支座弯矩调 幅到简支弯矩值，此时梁的跨中弯矩值为零。如果整个结构是稳定 的，跨中再布置一些构造钢筋，结构的受力就不成问题（图1.16）。 前面是连梁支座弯矩向上调幅的情况，下面研究向下调幅的
（a）向上调福：（b）向下调幅，
情沉。有一个等跨均布荷载y的连续梁，支座弯矩规定仅允许调 幅20%。如果打破这个框框，使支座弯矩下调50%，这样支座弯 矩成为 的腰挺了起来，支座弯矩小了自然不会开裂。其变形曲线和弹性 变形曲线当然不同，过去限制调幅20%纯系从匀质弹性理论出发。 对计算较复杂的螺旋楼梯，因两端嵌固程度很难估计，在设计 上总假定两端为铰接，计算比固端简单的多。在支座处酌加构造 钢筋，比较安全可靠，这是相当大的调幅。 在地震力作用下某工程框架边节点梁的组合内力过大，可以 按照一定的规律向下调幅。图1.17是框架梁地震弯矩图：要使 梁左端边节点的负弯矩值降低，只需将弯矩图平行下移，梁左端负弯 降低，右端内节点梁正弯矩提高。通过这样调幅，外柱的一部分剪力 转移到内柱，楼层剪力仍然平衡。这就解决了边节点内力过大的问题。 再如，一座地上两层建筑的实例，底层层高只有3.9m，柱多 柱距小，梁的截面也较小：上层是23.4m见方只有边柱的大跨度 多功能厅，层高7.6m。下层的边跨梁无法承受上层传来的地震
广西南宁市某矿产生产车间钢结构施工组织设计图1.17地震弯知的调幅
图1.18钢架描梁正弯矩