高层建筑结构教案.doc

高层建筑结构教案

1、学习本门课程的重要性

1)一门主要专业课之一；

2）与先修课程密切联系；

3）与毕业设计和毕业后从事专业工作密切相关；

4）培养实践能力和创新精神。

2、本门课程的主要内容

1）绪论；

2）结构体系和结构布置；

3）荷载和设计方法；

4）剪力墙结构分析与设计；

5）框-剪结构分析与设计；

6）筒体结构分析与设计;

7)计算机分析方法和程序。

3、学习本门课程中可能出现的几个矛盾？

1）课时少与课程内容较多（抓住内容主线、重点突出）

2）推导多、公式多（掌握思路、理解推导原理）

4、教学方法和手段

1）传统教学与多媒体教学相结合；

主要内容：

1.1概述

1.2高层建筑结构的设计特点

1.3高层建筑结构的类型

1.4高层建筑的发展概况

剪力墙结构的内力和位移计算

本章重点：=1\*GB3①剪力墙计算的基本假定；

=2\*GB3②剪力墙类别的划分；

=3\*GB3③各类墙的计算方法。

计划学时：8学时

§4-1剪力墙结构的计算方法

一、基本假定

当剪力墙的布置满足第一章所述间距的条件时，其内力计算可以采用以下基本假定：

1、楼板在自身平面内刚度为无穷大，在平面外刚度为零。

这里说的楼板，是指建筑的楼面。在高层建筑中，由于各层楼面的尺寸较大，再加上楼面的整体性能好，楼板在平面内的变形刚度很大。而在楼面平面外，楼板对剪力墙的弯曲、伸缩变形约束作用较弱，因而将楼板在平面外的刚度视为零。在此假定下，楼板相当于一平面刚体，在水平力的作用下只作平移或转动，从而使各榀剪力墙之间保持变形协调。

2、各榀剪力墙在自身平面内的刚度取决于剪力墙本身，在平面外的刚度为零。

也就是说，剪力墙只能承担自身平面内的作用力。在这一假定下，就可以将空间的剪力墙结构作为一系列的平面结构来处理，使计算工作大大简化。当然，与作用力方向相垂直的剪力墙的作用也不是完全不考虑，而是将其作为受力方向剪力墙的翼缘来计算。有效翼缘宽度按下表4-1中各项的最小值取。

剪力墙有效翼缘宽度表4-1

考虑方式

截面形式

T形或I形

L形或[形

按剪力墙间距计算

按翼缘厚度计算

按门窗洞口计算

表中符号如图教材132页图4-3所示。

上述两条基本假定，对于框架结构也是完全适用的。在此假定下，如图所示的剪力墙结构在横向水平力的作用下，就可以按5个平面结构来处理。当力的作用线通过该结构的刚度中心时，楼板只产生侧移，不产生扭转，水平力将按各榀剪力墙的抗侧移刚度向各剪力墙分配。本章将针对这种情况进行讨论。

二、剪力墙的类别和计算方法

1、剪力墙的类别

一般按照剪力墙上洞口的大小、多少及排列方式，将剪力墙分为以下几种类型：

=1\*GB3①整体墙

没有门窗洞口或只有少量很小的洞口时，可以忽略洞口的存在，这种剪力墙即为整体剪力墙，简称整体墙。

=2\*GB3②小开口整体墙

门窗洞口尺寸比整体墙要大一些，此时墙肢中已出现局部弯矩，这种墙称为小开口整体墙。

=3\*GB3③联肢墙

剪力墙上开有一列或多列洞口，且洞口尺寸相对较大，此时剪力墙的受力相当于通过洞口之间的连梁连在一起的一系列墙肢，故称连肢墙。

=4\*GB3④框支剪力墙

当底层需要大空间时，采用框架结构支撑上部剪力墙，就形成框支剪力墙。在地震区，不容许采用纯粹的框支剪力墙结构。

=5\*GB3⑤壁式框架

在联肢墙中，如果洞口开的再大一些，使得墙肢刚度较弱、连梁刚度相对较强时，剪力墙的受力特性已接近框架。由于剪力墙的厚度较框架结构梁柱的宽度要小一些，故称壁式框架。

=6\*GB3⑥开有不规则洞口的剪力墙

有时由于建筑使用的要求，需要在剪力墙上开有较大的洞口，而且洞口的排列不规则，即为此种类型。

需要说明的是，上述剪力墙的类型划分不是严格意义上的划分，严格划分剪力墙的类型还需要考虑剪力墙本身的受力特点。这一点我们在后面具体剪力墙的计算中再进一步讨论。

2、剪力墙的计算方法

剪力墙所承受的竖向荷载，一般是结构自重和楼面荷载，通过楼面传递到剪力墙。竖向荷载除了在连梁（门窗洞口上的梁）内产生弯矩以外，在墙肢内主要产生轴力。可以按照剪力墙的受荷面积简单计算。

在水平荷载作用下，剪力墙受力分析实际上是二维平面问题，精确计算应该按照平面问题进行求解。可以借助于计算机，用有限元方法进行计算。计算精度高，但工作量较大。