同济大学高层建筑结构设计课程建筑工程

本课程是土木工程专业的主要专业课之一，包括两个重要组成部分：建筑结构抗震和高层建筑结构设计。本课程的目的是介绍地震作用的基本原理及结构抗震的设计方法；高层建筑结构的结构体系及各种体系的特点、应用范围；各种荷载（竖向荷载、水平荷载）作用下框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构三种基本结构体系的的内力及位移计算方法以及这三种基本结构体系包含的框架及剪力墙的配筋计算方法及构造要求。通过本课程的学习，能掌握多、高层混凝土结构的抗震设计原理及方法和构造要求，并区别抗震及非抗震设计的不同要求。

二、课程教学内容

第一章高层建筑结构概述 (2学时)

了解高层建筑结构的特点；国内外高层建筑的历史和现状；现代高层建筑结构的发展。

本章知识点为： “概念设计”的定义及其基本原则；结构平面不规则、竖向不规则的判断与处理途径；高层建筑结构的荷载与效应的变化关系。

第二章抗侧力结构与布置（3学时）

了解水平力对结构内力及变形影响，了解不同体系的特点、优缺点及适用范围，理解高层结构抗震设计中“概念设计”的内容和要求。了解缝的处理，地基基础选型等。

本章知识点为：高层建筑和高层建筑结构的定义；结构高度对结构的轴力、弯距和位移的影响程度；高层建筑结构的主要抗侧力体系及结构布置原则；高宽比的实际应用。

第三章高层建筑结构荷载（4学时）

熟练掌握总风荷载和局部风荷载的计算，以及用反应谱方法计算等效地震作用的方法，理解地震作用两阶段设计的内容、方法及目的以及常遇地震、罕遇地震和设防烈度的关系。掌握结构自振周期计算的实用方法，理解结构计算的平面结构假定。

本章知识点为：恒荷载及楼面活荷载、风荷载、地震作用的计算；荷载效应组合；结构简化计算基本假定；保证结构的承载力、刚度、延性的措施；

第四章设计要求及荷载效应组合（4学时）

熟练掌握承载力验算、侧移限制、舒适度要求、稳定和倾覆验算，理解延性要求及抗震等级的确定，掌握荷载效应组合及最不利内力。

本章知识点为：加速度反应谱法；动力系数、地震系数、地震影响系数的物理意义；重力荷载代表值的定义；用振型分解反应谱法或底部剪力法计算结构地震作用的计算步骤，底部剪力法适用范围；结构抗震验算的一般表达式；楼层屈服强度系数的定义和结构薄弱层（部位）的判断；结构自振频率的近似计算；

第五章近似计算方法与设计概念（4学时）

熟练掌握反弯点法，Ｄ值法计算内力及位移方法，深入理解这两种方法的区别及应用范围。了解内力分布及位移的影响因素、杆件弯曲变形及轴向变形对侧移的影响等。了解开洞对剪力墙内力及位移的影响，了解不同近似方法的适用范围。深入理解连续化方法的基本假定公式推导、公式图表应用等，熟练掌握连续化方法计算及带刚域杆件刚度计算方法。掌握几个重要概念：等效抗弯刚度、整体系数α含义及对内力位移的影响，剪力墙内力位移分布特点。了解框架与剪力墙协同工作的意义。会确定计算简图，掌握总框架、总剪力墙、总连梁刚度计算方法，会用公式及曲线计算内力及位移。掌握几个重要概念：刚度特征值λ的物理意义及其对内力分配的影响，框剪结构内力分布及侧移特点。

本章知识点为：框架结构的概念设计；反弯点法，Ｄ值法；框架梁、柱及节点截面设计，框架结构构造要求；剪力墙结构概念设计；剪力墙的分类及各类剪力墙的内力和侧移的计算方法；框架—剪力墙结构的变形特点；剪力墙的数量确定；框架—剪力墙结构近似计算的主要基本假定和计算步骤，区分刚性体系和铰接体系；刚度特征值λ的物理意义及其对内力分配的影响；调整框架总剪力的意义和方法；

第六章框架结构构件设计（4学时）

了解延性框架意义和实现延性框架的基本措施。了解梁、柱、节点区的破坏形态，会区别抗震及非抗震情况下配筋要求。掌握梁、柱、节点区的配筋设计方法。掌握几个重要概念：延性框架、强柱弱梁、强剪弱弯、轴压比及箍筋作用。

本章知识点为：内力组合；延性框架的实现；框架梁和框架柱的设计；节点抗震设计；第七章剪力墙截面设计（2学时）

了解剪力墙结构配筋特点及构造要求，掌握悬臂剪力墙及联肢剪力墙的截面配筋计算方法。了解影响剪力墙延性的因素及框支剪力墙、落地剪力墙的设计要求。

本章知识点为：剪力墙墙肢及连梁内力调整；剪力墙正截面抗弯承载力计算；剪力墙斜截面抗弯承载力计算；剪力墙连梁截面计算；水平施工缝抗剪承载力计算；剪力墙的构造要求。

第八章高层建筑结构的空间计算及设计概念(1学时)

理解杆件有限元计算方法及计算简化假定；理解框架结构计算、剪力墙结构的计算模型、框筒等结构的设计概念；转换层及加强层。

第九章高层钢结构设计简介(1学时)

理解钢框架构件抗震承载力验算；中心支撑框架支撑的抗震承载力验算；偏心支撑框架杆件承载力验算；构件长细比和板件宽厚比限值。

第十章高层建筑混合结构设计简介了解钢骨混凝土各构件的设计

第11章结构隔震、消能和减震控制 (1学时)

了解隔震与耗能减震的概念与原理，了解隔震装置与耗能器的类型与特点；了解隔震结构的有关构造措施。