《高层建筑结构设计》课程教学大纲_高层建筑结构设计课程

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《高层建筑结构设计》教学大纲

课程名称：中文名称 ：高层建筑结构设计；英文名称：Design of High Building Structures 课程编码：172095 学 分：2分

总 学 时：32学时，其中，理论学时：32学时；实验学时：0学时

适应专业：土木工程专业

先修课程：土力学与地基基础，钢筋混凝土结构，工程结构抗震，钢结构基本原理 执 笔 人：李文盛

审 订 人：雷小宏

一、课程的性质、目的与任务

《高层建筑结构设计》属于专业选修课，它涉及高层建筑结构设计与施工的一般原则，是研究高层建筑结构设计基本方法的科学。

本课程的目的是培养学生具有一定的抗震计算理论基础，掌握抗震设计原理，掌握高层建筑的结构设计的基本方法。主要要求是：了解高层建筑各种结构体系的特点及应用范围；熟练掌握风荷载及地震作用计算方法；掌握框架结构、剪力墙结构、框—剪结构三种基本结构内力及位移的计算方法，理解这三种结构内力分布及侧移变形的特点及规律；学会这三种结构体系包含的框架及剪力墙构件的截面设计方法及构造要求；掌握高层建筑结构的内力和位移的电算分析方法和高层建筑结构的施工图表示方法。

通过本课程学习，为学生今后从事高层建筑结构设计与施工等方面的工作打下坚实的基础。

二、教学内容与学时分配

第一章 绪论

（2学时）第一节 高层建筑的发展概况 第二节 高层建筑的受力特点

第二章

高层建筑结构体系与结构布置

（2学时）第一节 高层建筑结构形式与结构体系 第二节 结构布置原则 第三节 水平位移限值和舒适度要求

第三章

高层建筑结构荷载作用与结构设计原则

（4学时）第一节 恒荷载及楼面活荷载的计算 第二节 风荷载的计算 第三节 地震作用的计算 第四节 荷载效应组合 第五节 结构简化计算原则 第六节 抗震设计的一般原则

第四章

框架结构设计

（6学时）第一节 框架结构的计算简图

第二节 竖向荷载作用下的内力近似计算 第三节 水平荷载作用下的内力近似计算 第四节 水平荷载作用下位移的近似计算 第五节 框架结构的内力组合 第六节 抗震设计的延性框架要求

第八节 框架构件（梁、柱、节点）的截面设计和构造要求 第五章 剪力墙结构的内力与位移计算

（8学时）第一节 概述 第二节 整体剪力墙及整体小开口剪力墙的计算 第三节 联肢剪力墙的计算 第四节 壁式框架的计算

第五节 剪力墙结构的分类

第六节 剪力墙的截面设计及构造要求

第六章

框架一剪力墙结构的协同工作计算

（6学时）第一节 概述 第二节 框架一剪力墙结构内力和位移的近似计算 第三节 框架一剪力墙结构构件的截面设计及构造要求 第四节 计算实例

第七章

电算分析与图纸表达

（4学时）第一节 框架－剪力墙结构内力和位移的电算分析 第二节 高层建筑结构的施工图表达方法

三、教学基本要求

教学要求中，有关定义、定理、性质、特征等概念的内容要求，由低到高分“知道、了解、理解”三个层次；有关计算、解法、公式、法则等方法的内容要求，由低到高分“会、掌握、熟练掌握”三个层次。

课堂教学应力求使学生理解高层建筑结构体系及布置的基本概念，在水平荷载与结构计算简化原则中熟练掌握总风荷载和局部风载的计算，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。

在框架结构内力与位移计算中熟练掌握反弯点法、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。掌握利用曲线计算柱轴向变形引起侧移的方法。

对于剪力墙结构内力及位移计算，应了解开洞对剪力墙内力及位移影响，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和带刚域框架计算简图确定方法及带刚域杆件刚度计算方法。掌握等效抗弯刚度、整体系数等几个重要概念的含义及对内力位移的影响；剪力墙内力位移分布特点。

在框架—剪力墙协同工作计算中，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。掌握重要概念刚度特征值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。对于荷载效应组合及设计要求，应掌握荷载效应组合各种工况的区别应用，理解无地震组合及有地震组合时承载力验算与位移限制的区别。掌握确定结构抗震等级的方法；进一步理解两阶段抗震设计方法。

在框架设计和构造方面，需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。对于剪力墙设计和构造，应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，截面配筋计算方法。了解影响剪力墙延性的因素。理解框支剪力墙、落地剪力墙的设计要点。

在掌握基本概念基本理论的基础上，应当结合本专业的特点，理论联系实践，引导学生学会分析问题和解决问题的能力，努力克服死记硬背的学习方法。教学方法上应贯彻少而精、启发式和形象化等原则，通过幻灯、录像及课外实习等各种途径加深学生的印象，提高教学效果。授课教师除应吃透教材内容外，还应广泛阅读有关参考材料，注意本学科的发展，随时修改教材中已过时的内容，并适当介绍高层建筑结构的新进展。

四、大纲说明

本大纲适用于土木工程专业。教学总学时数为32学时，其中课堂讲授32学时。课堂教学以教学参考书为参考材料，按照本大纲的内容进行教学。本课程宜安排在土力学与地基基础，钢筋混凝土结构，工程结构抗震，钢结构基本原理等有关课程之后，内容上要注意与钢结构、钢筋混凝土结构、地基基础等课程内容的衔接与分工、避免不必要的重复。

五、教学参考书

1、吕西林.《高层建筑结构》.武汉工业大学出版社，20032、方鄂华.《高层建筑结构设计》.建筑工业出版社，2002年。

3、包世华、方鄂华.《高层建筑结构设计》.清华大学出版社，2001年。

4、霍达.《高层建筑结构设计》.高等教育出版社，2000年。

5、赵西安.《现代高层建筑结构设计》（上下册）.科学出版社出版，2000年。