结构高度是由竖向决定的，你家有吗？

结构高度由哪些决定的?

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假如我说结构高度由竖向预制构件决定的，你一定会说，王大师一定是喝多了，并且喝的还不是五粮液，如何如此轻率呢?正确的说法有啊，结构高度由结构体系决定，同时还与结构布置形式、构件耗能能力、抗震等级、地震力大小等等诱因有关。

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但实际情况呢?你设计一个楼，3-5层，用框架结构;10来层，加上弯矩墙，框架-弯矩墙结构;50层呢，不但要加弯矩墙，还要考虑其布置形式，例如产生筒，还要考虑筒的高宽比。由此，你豁然悔悟，“结构高度是由竖向预制构件决定的”。 #

看一下抗规的表6.1.1，8度区，0.2g。框架，梁柱体系，40m高;框架-弯矩墙，梁柱体系加上弯矩墙，立刻弄成100m;筒假如布置得当，例如筒中筒，还可以加个20m。 #

那纵向预制构件的作用呢?纵向预制构件，例如梁的作用是在竖向预制构件起作用的基础上对结构高度进行调整。 #

对照抗规表6.1.2，8度，设计一个30m高的楼。框架，需抗震等级一级，假如脆性差点，弄成抗震等级二级，只能做24m高。框架-弯矩墙，框架可弄成二级，即框架的耗能要求可以增加些，为何，由于上了弯矩墙结构安全等级跟抗震等级一样不最新变化，这时“剪力墙”这个竖向预制构件是主要抗侧力预制构件，框架可以歇着了;假如进一步弄成框架(重力体系)-弯矩墙(抗侧力体系)，框架可弄成四级，真的可以洗洗睡了，尽管抗规没有这个体系。以上剖析说明，“结构高度是由抗侧力预制构件决定的”，进一步可以说，“结构高度由竖向预制构件决定”。

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再看钢结构，抗规表8.1.1。8度，0.2g。你可能会说，为何你只提8度，由于大于8度，属于低烈度区，不好意思提抗震。框架，梁和柱，限高90m;框架-支撑，框架还是那种框架，但高度增到了180m，哪些起作用，抗侧力预制构件-支撑;改成偏心支撑，降低了纵向预制构件-梁的脆性，不过降低了20m，高度只降低了10%;把支撑弄成筒，不过才260m，还是200m的数目级。 #

综上，强震区，混凝土结构梁柱体系高度是50m数目级，加墙，翻番到百米;钢结构梁柱体系的高度是百米量级，加撑，翻番到200m。因而，要想长得高，就选钢结构，切忌-加撑!

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由上文“结构高度由哪些决定的”可知，经引经据典得出推论，“结构高度是由竖向预制构件决定的”。我想你们对此的觉得是不能说不对，但总感觉缺点哪些。接出来我们就将缺的那部份补上。 #

我们晓得，结构高度限值来始于抗震。假如没有水灾，我们通常不谈结构高度限值。只要自重压不垮、风刮不倒，结设想盖多高盖多高。但水灾的出现改变了结构高度的概念结构安全等级跟抗震等级一样不最新变化，强震区大震下结构要屈服，而结构的脆性或耗能能力是有限的，通常来讲，水灾使结构的脆性需求随结构高度的增加而减小，由此形成了抗震结构的高度限值。 #

缕清了这一点我们就明白结构高度限值与水灾下结构的耗能能力有关。结构的耗能能力与水平预制构件如梁和竖向预制构件如柱都有关。但梁耗能能力散去后只是梁失效，结构还在那。只有柱耗能能力散去柱失效后才能出现结构崩塌。所以结构竖向预制构件决定结构高度的含意实质为竖向预制构件是保证结构大震不倒的主要力量。这么为何弯矩墙的脆性没有框架柱好反倒由它构成的结构可以设计的更高呢?这是由于弯矩墙侧向变型小，结构的二阶效应小。这又引出一个概念，“结构的破坏源自预制构件的承载力失效，而结构的崩塌源自结构二阶效应的放大”。

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因为抗规的局限性，我们得出了结构高度由竖向预制构件决定的推论。下边我们通过对德国规范的研究，对这一推论加以补充。下表引自日本载荷规范ASCE/SEI7-16，它详尽规定了各类结构体系的结构高度限值。我们看C类，抗弯框架(相当于抗规的纯框架)，1、3、4分别对应钢结构高脆性抗弯框架、中等脆性抗弯框架和低脆性抗弯框架。 #

美标的高脆性抗弯框架()，水灾时结构步入塑性，考虑强柱弱梁，考虑梁柱节点域抗剪强节点估算，框架梁截面板件宽厚比要达到一级塑性截面(17钢标的S1)，要求结构具有1/25的层间位移角转动能力;中等脆性抗弯框架()，水灾时结构部份步入塑性，不考虑强柱弱梁，不考虑梁柱节点域抗剪估算，框架梁截面板件宽厚比要达到二级塑性截面(17钢标的S2)，要求层间位移角转动能力为1/50;低脆性抗弯框架()，水灾时结构基本保持弹性，不考虑强柱弱梁，不考虑梁柱节点域抗剪估算，框架梁截面板件宽厚比可采用弹性截面(17钢标的S4)，无层间位移角转动能力要求。由此可见，抗规的钢框架仅相当于美标的高脆性框架。

从日本载荷规范表12.2-1可见，对于8度区(基本对应于抗震设计分类中的D类)，高脆性框架高度不受限，中等脆性框架限高为50m(160公尺)，低脆性框架限高为10m(35公尺)。这时我们忽然发觉，前文说的“结构高度是由竖向预制构件决定的”是不全面的，它仅对应于抗规。对德标来说，因为其扩充了框架的类型，致使你们一般说的“结构高度由结构体系决定”生效。

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再看一下中等脆性和低脆性框架的适用范围。低烈度区，即抗震设计分类中的B、C类，相当于7度区，这时这两种结构高度无限制。此时我们豁然大悟，低烈度区可以不按抗规设计成高脆性框架，甚至可以设计成弹性框架，这时因为板件宽厚比、长细比限值的放松，将使应用更延伸的梁、柱截面成为可能，使钢材药量大大减少。

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为此，我们可以看见，实际上存在着两种抗震设计：极限承载力设计和弹性承载力设计。

极限承载力设计用于高烈度区，水灾作用下结构步入塑性状态，结构设计要考虑预制构件的承载极限硬度，预制构件之间的硬度关系要满足强柱弱梁、强节点弱杆件的要求，是一种能力设计。极限承载力设计是真正的抗震设计。 #

弹性承载力设计用于低烈度区，水灾作用下结构基本保持弹性状态，结构设计不需考虑预制构件的承载极限硬度，预制构件之间的硬度关系不需满足强柱弱梁、强节点弱杆件的要求，结构设计仅需像抗风那样按估算受力进行弹性设计即可。

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你们弄清了抗震设计的两种方式，就可以像日本人一样，在低烈度区设计出用钢量低的结构。

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