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2012年一級結構工程師高層建筑結構 方案設計匯總

1.2 高層建筑結構作用效應的特點

1.2.1 高層建筑結構的受力特點

建筑結構所受的外力(作用)主要來自垂直方向和水平方向。在低、多層建筑中，由于結構高度低、平面尺寸較大，其高寬比很小，而結構的風荷載和地震作用也很小，故結構以抵抗豎向荷載為主。也就是說，豎向荷載往往是結構設計的主要控制因素。

建筑結構的這種受力特點隨著高度的增大而逐漸發生變化。

在高層建筑中，首先，在豎向荷載作用下，由圖1.2.1-1所示的框架可知，各樓層豎向荷載所產生的框架柱軸力為：

邊柱 N=wlH/2h

中柱 N=wlH/h

即框架柱的軸力和建筑結構的層數成正比;邊柱軸力較中柱小，基本上與其受荷面積成正比。就是說，由各樓層豎向荷載所產生的累積效應很大，建筑物層數越多，底層柱軸力越大;頂、底層柱軸力差異越大;中柱、邊柱軸力差異也越大。

其次，在水平荷載作用下，作為整體受力分析，如果將高層建筑結構簡化為一根豎向懸臂梁，那么由圖1.2.1-2、圖1.2.1-3所示其底部產生的傾復彎矩為：

水平均布荷載 Mmax=qH2/2

倒三角形水平荷載 Mmax= Qh3/3

即結構底部產生的傾復彎矩與樓層總高度的平方成正比。就是說，建筑結構的高度越大，由水平作用對結構產生的彎矩就更大，較豎向荷載對結構所產生的累積效應增加更快，其產生的結構內力占總結構內力的比重越大，從而成為結構強度設計的主要控制因素。

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