高规荷载和地震作用
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三、结构设计基本规定3.8.1 高层建筑结构构件的承载力应按下列公式验算:持久设计状况、短暂设计状况γ0S d≤R d(3.8.1—1)地震设计状况S d≤R d/γRE (3.8.1—2)式中:γ0——结构重要性系数,对安全等级为一级的结构构件不应小于1.1,对安全等级为二级的结构构件不应小于1.0;S d——作用组合的效应设计值,应符合本规程第5.6.1~5.6.4条的规定;R d——构件承载力设计值;γRE——构件承载力抗震调整系数。
3.9.1 各抗震设防类别的高层建筑结构,其抗震措施应符合下列要求:1 甲类、乙类建筑:应按本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施,但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施;当建筑场地为I类时,应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。
2 丙类建筑:应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施;当建筑场地为I类时,除6度外,应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施3.9.3 抗震设计时,高层建筑钢筋混凝土结构构件应根据抗震设防分类、烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。
A级高度丙类建筑钢筋混凝土结构的抗震等级应按表3.9.3确定。
当本地区的设防烈度为9度时,A级高度乙类建筑的抗震等级应按特一级采用,甲类建筑应采取更有效的抗震措施。
注:本规程“特一级和一、二、三、四级”即“抗震等级为特一级和一、二、三、四级”的简称。
3.9.4 抗震设计时,B级高度丙类建筑钢筋混凝土结构的抗震等级应按表3.9.4确定。
四、荷载和地震作用4.2.2 基本风压应按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用。
对风荷载比较敏感的高层建筑,承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。
4.3.1 各抗震设防类别高层建筑的地震作用,应符合下列规定:1 甲类建筑:应按批准的地震安全性评价结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定;2 乙、丙类建筑:应按本地区抗震设防烈度计算。
第9章 荷载效应组合及设计要求1.什么是荷载效应?什么是荷载效应组合?一般用途的高层建筑结构承受哪些何载?答:所谓荷载效应,是指在某种荷载作用下结构的内力或位移。
按照概率统计和可靠度理论把各种荷载效应按一定规律加以组合,就是荷载效应组合。
一般用途的高层建筑结构承受的竖向荷载有结构、填充墙、装修等自重(永久荷载)和楼面使用荷载、雪荷载等(可变荷载);水平荷载有风荷载及地震作用。
各种荷载可能同时出现在结构上,但是出现的概率不同。
2.如何考虑荷载效应的组合?分项系数与组合系数各起何作用?答:通常,在各种不同荷载作用下分别进行结构分析,得到内力和位移后,再用分项系数与组合系数加以组合。
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001,以下简称为《荷载规范》)上给出的自重及使用荷载、雪荷载等值,以及风荷载及地震等效荷载值都称为荷载标准值。
各种标准荷载独立作用产生的内力及位移称为荷载效应标准值,在组合时各项荷载效应应乘以分项系数及组合系数。
分项系数是考虑各种荷载可能出现超过标准值的情况而确定的荷载效应增大系数,而组合系数则是考虑到某些荷载同时作用的概率较小,在叠加其效应时要乘以小于1的系数。
例如,风荷载和地震作用同时达到最大值的概率较小,因此在风荷载和地震作用组合时,风荷载乘以组合系数0.2。
3.如何选择控制截面及最不利内力类型答:在构件设计时,要找出构件设计的控制截面及控制截面上的最不利内力,作为配筋设计的依据。
首先要确定构件的控制截面,其次要挑选这些截面的最不利内力。
所谓最不利内力,就是使截面配筋最大的内力。
控制截面通常是内力最大的截面,但是不同的内力(如弯矩、剪力)并不一定在同一截面达到最大值,因此一个构件可能同时有几个控制截面。
对于框架横梁,其两端支座截面常常是最大负弯矩及最大剪力作用处,在水平荷载作用下,端截面还有正弯矩。
而跨中控制截面常常是最大正弯矩作用处。
在梁端截面(指柱边缘处的梁截面),要组合最大负弯矩及最大剪力,也要组合可能出现的正弯矩。
高层结构设计需要控制的六个参数摘要:本文对高层设计中比较重要的六个参数比值,结合《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3-2010)(以下简称高规)和《建筑抗震设计规范》(gb 50011-2010)(以下简称抗规)的理解和应用,浅谈高层结构设计。
仅供有关专业人员参考。
关键词:高层结构设计、轴压比、剪重比、刚度比、位移比、周期比、刚重比中图分类号:tu97文献标识码: a 文章编号:前言高层设计的难点在于竖向承重构件(柱、剪力墙等)的合理布置,设计过程中控制的目标参数主要有如下六个:1、轴压比:主要为控制结构的延性,规范对墙肢和柱均有相应限值要求,见抗规6.3.6和6.4.5。
2、剪重比:主要为控制各楼层最小地震剪力,确保结构安全性,见抗规5.2.5。
3、刚度比:主要为控制结构竖向规则性,以免竖向刚度突变,形成薄弱层,见抗规3.4.3。
4、位移比:主要为控制结构平面规则性,以免形成扭转,对结构产生不利影响。
见抗规3.4.2。
5、周期比:主要为控制结构扭转效应,减小扭转对结构产生的不利影响,要求见高规周期比见高规3.4.5。
6、刚重比:主要为控制结构的稳定性,控制重力二阶效应的不利影响,要求见高规5.4.1。
一、轴压比轴压比指考虑地震作用组合的框架柱和框支柱轴向压力设计值n 与柱全截面面积a和混凝土轴心抗压强度设计值fc乘积之比值;对不进行地震作用计算的结构,取无地震作用组合的轴力设计值;轴压比主要为控制结构的延性。
抗震设计时,框架柱在竖向荷载与地震作用下的轴压比宜满足下表的规定,建造于ⅳ类场地且较高的高层建筑,柱轴压比限值应适当减小。
注:1采用复合箍筋或螺旋箍筋,且令箍筋特征值λ达到表所规定的上限时,轴压比限值可增大0.10(包括框支柱);剪跨比≤2的框架柱,其轴压比限值宜减小0.05(不包括框支柱);剪跨比≤1.5的框架柱,其轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施。
3当柱子混凝土强度等级为c65~c70时,其轴压比限值宜减小0.05,当混凝土强度等级为c75~c80时,其轴压比限值宜减小0.10。
1、抗震承载力调整系数《高规》3.8.2,《抗规》5.4.2《混规》11.1.6,仅计算竖向地震作用,0.1=RE γ2、《高规》4.2.2,风敏感建筑(≥60m ),承载力设计基本风压按1.1倍采用。
3、《高规》5.6.3-5.6.4,考虑地震作用荷载组合及分项系数取值。
Wk Eh G E d S S S S 4.1*2.03.1)0.1(2.1++=(高度大于60m 考虑风荷载,重力荷载有利时取1.0)4、《高规》3.9.3抗震构造等级,3.9.5高层地下室嵌固端3.9.6裙房抗震构造等级5、《高规》5.3.7条文及说明《抗规》6.1.14地下室顶板嵌固端要求,地下一层与首层刚度比≥2.计算附录E.0.16、《高规》3.6.3《抗规》6.1.14地下室顶板作为嵌固端板厚≥180,混强不宜小于C30,双层双向配筋不宜小于2.5%。
7、《高规》6.2.4框架角柱1.1弯矩剪力增大系数8、《高规》7.1.3跨高比<5为连梁,≥5为框架梁设计。
9、《高规》7.1.8短肢剪力墙:厚度不大于300mm ,各肢截面高度与厚度比大于4小于8。
10、《高规》7.2.5一级剪力墙底部加强部位以上部位,墙肢弯矩设计值增大1.3,剪力增大1.2,底部弯矩不调整。
《抗规》6.2.7,弯矩增大系数1.211、《高规》8.1.4框剪结构层剪力调整,当层剪力小于0.2倍底层总剪力时,按)2.0,5.1min(0max ,V V f 调整,同理按剪力调整比例调整弯矩,轴力不调整。
12、《高规》9.1.11框筒结构层剪力调整。
13、《高规》12.1.7高宽比大于4高层建筑,基地不宜出现0应力区,不大于4的建筑,0应力区面积小于15%,以避免应力集中,和结构抗倾覆。
14、《高规》7.2.15剪力墙翼墙长度小于翼墙厚度的3倍或端柱截面边长小于2倍墙厚,按无端柱无翼墙考虑。
15、《高规》6.5.3《混规》11.1.7纵向钢筋抗震设计搭接锚固长度系数:一、二级1.15,三级1.05,四级1.0 16、《抗规》3.6.3地震作用下重力附加弯矩大于初始弯矩的10%,应计入重力二阶效应的影响。
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【精品结构设计知识】何时考虑竖向地震作用?如何考虑?
何时考虑竖向地震作用?如何考虑?
按《混凝土高规》第3.3.2条规定,9度抗震设计以及8度设计时的大跨度、长悬臂结构应考虑竖向地震作用,包括第10.2.6条的转换构件以及第10.5.2条的连体结构的连接体[2]。
9度抗震设计时,整体结构的竖向地震作用可按《混凝土高规》第3.3.14条的方法计算;8、9度时,大跨度、长悬臂结构构件的竖向地震作用可按《混凝土高规》第3.3.15条的规定近似考虑,对于8度0.3g的情况,竖向地震作用标准值可取结构或结构构件重力荷载代表值的15%.当然,有条件时或设计需要时,采用竖向加速度反映谱方法或动力时程分析方法计算结构竖向地震作用时更合适的方法。
无论采用何种方法计算竖向地震作用,均应按《混凝土高规》第5.6.3条的规定进行地震作用效应的组合,即把竖向地震作用效应作为一个组合工况考虑。
结语:借用拿破仑的一句名言:播下一个行动,你将收获一种习惯;播下一种习惯,你将收获一种性格;播下一种性格,你将收获一种命运。
事实表明,习惯左右了成败,习惯改变人的一生。
在现实生活中,大多数的人,对学习很难做到学而不厌,学习不是一朝一夕的事,需要坚持。
希望大家坚持到底,现在需要沉淀下来,相信将来会有更多更大的发展前景。
建筑物荷载鉴定抗震鉴定
建筑物荷载鉴定和抗震鉴定是建筑工程中非常重要的两个方面。
首先,让我们来谈谈建筑物荷载鉴定。
建筑物荷载是指建筑结构所
承受的各种外部力的作用,包括静载和动载。
静载是指建筑物自身
重量、家具设备、人员等固定在建筑物上的荷载,而动载则是指风
荷载、雪荷载、地震荷载等外部环境因素引起的荷载。
荷载鉴定的
目的是为了确保建筑结构能够安全承受这些荷载,需要进行结构计
算和分析,以确定各种荷载对建筑结构的影响,从而设计出合理的
结构方案和材料使用。
接下来是抗震鉴定。
抗震鉴定是指对建筑结构抗震性能进行评
定和鉴定的过程。
地震是一种极具破坏性的自然灾害,对建筑物的
安全性提出了极高的要求。
抗震鉴定的目的是评定建筑结构在地震
作用下的抗震性能,包括结构的受力性能、变形能力、耗能能力等。
通过抗震鉴定,可以评估建筑物在地震发生时的安全性,为加固和
改造提供依据,确保建筑物在地震发生时能够保持基本完整性。
综上所述,建筑物荷载鉴定和抗震鉴定都是建筑工程中至关重
要的环节,需要结构工程师和抗震专家进行认真的计算和评定,以
确保建筑物的安全性和稳定性。
建筑物荷载鉴定和抗震鉴定的结果
将直接影响到建筑物的设计、施工和使用阶段,因此必须高度重视和严格执行相关规范和标准。
整体结构及单构件的竖向地震作⽤计算刘孝国中国建筑科学研究院有限公司北京构⼒科技有限公司北京 100013[摘要] 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(2016版)(以下简称“抗规”)及《⾼层建筑混凝⼟结构技术规程》JGJ3-2010(以下简称“⾼规”)等规范对于⾼烈度区的⼤跨度结构、⼤悬臂结构、转换结构及连体结构等,需要进⾏结构竖向地震作⽤分析,两本规范提供了三种计算竖向地震的⽅法,底部轴⼒法简化算法、反应谱分析⽅法及等效静⼒法。
采⽤反应谱法进⾏竖向地震作⽤分析,计算的结构楼层竖向地震作⽤标准值需要满⾜规范的底线值,不满⾜时需要进⾏地震作⽤内⼒调整。
采⽤三种不同的竖向地震分析⽅法,对⽐简单⼤悬臂框架结构整体计算结果及构件内⼒结果,不同计算⽅法有较⼤差异。
使⽤PKPM软件进⾏竖向地震作⽤分析时,可通过对局部⼤悬臂、⼤跨度构件单独定义属性为竖向地震构件,对结构局部构件实现竖向地震的分析及考虑。
[关键词] 竖向地震;底部轴⼒法;反应谱分析;等效静⼒法;局部构件;0引⾔结构设计中会遇到⼀些⾼烈度区的⾼层结构、⼤跨度结构及⼤悬臂结构等,按规范要求,这类结构需要进⾏竖向地震作⽤计算,抗规和⾼规均提出了详细要求。
但在竖向地震作⽤计算时,通常由于两本规范要求不同及不同的竖向地震计算⽅法导致内⼒计算结果差异⼤等原因,存在各种疑难细节问题。
本⽂结合两本规范对竖向地震计算的要求,介绍规范具体细节⽅⾯的差异,结合设计中常⽤的PKPM结构设计软件,阐释软件中如何实现对结构及单构件的竖向地震作⽤的计算,并介绍不同的竖向地震作⽤分析⽅法对结构整体及某些构件内⼒的影响。
1抗规对竖向地震作⽤的要求抗规5.3.1条要求,9度时的⾼层建筑,竖向地震作⽤标准值按图1计算简图,采⽤公式(1)、(2)确定;楼层的竖向地震作⽤效应可按各构件承受的重⼒荷载代表值的⽐例分配,并宜乘以增⼤系数1.5。
图1结构竖向地震作⽤计算简图(1)(2)式中:——结构竖向地震作⽤标准值;——质点i的竖向地震作⽤标准值;——竖向地震影响系数的最⼤值,可取⽔平地震影响系数最⼤值的65%;——结构等效总重⼒荷载,可取其重⼒荷载代表值的75%。
中国规范的结构内力调整《建筑抗震设计规范》继续采用“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点强锚固弱构件”的设计思想,依据结构类型、抗震设防烈度和房屋高度决定结构抗震等级;然后按抗震等级对结构构件设计内力进行调整。
在该规范中,结构抗震等级分为四级(一、二、三和四级)。
高层规程根据高层建筑的自身特点又做了一些补充规定,增加了特一级。
各抗震等级的梁、柱均对组合内力设计值进行不同系数的调整,用来限制大震下塑性铰区出现部位,避免或减少脆性剪切破坏先于弯曲破坏加强柱根部推迟塑性铰形成,控制倒塌,做到“小震不坏,中震可修,大震不倒”。
1. 内力调整的分类高层建筑结构在荷载作用下,经过结构分析计算,求得各构件的内力标准值,再进行各种修正和调整得到设计值。
内力修正和调整一般分为两类。
第一类属于结构整体内力调整,主要包括:楼层最小地震力限值控制、薄弱层地震剪力放大、框剪结构中框架部分所受地震总剪力的调整及框支转换层中框支柱地震剪力的调整等。
这类调整的特点是,在不满足规范的某些规定时才进行调整,而且调整的部位和调整系数的大小一般均需在计算后才能确定。
第二类则是梁、柱的构件内力或组合内力的调整。
此类调整的部位明确,调整系数的大小可根据抗震等级确定。
2. 内力调整的方法在《建筑抗震设计规范》中,给出了各种内力调整的表达式。
这类调整又分以下3种情况:⑴直接在柱端标准内力弯矩组合值上乘以增大系数。
⑵对内力组合中的个别工况内力进行调整,例如框支柱的轴力调整只对地震作用下的轴力进行。
此时,在对各工况内力组合之前,先把地震轴力进行放大后再组合。
⑶框架梁的剪力调整,只是对梁两端的固端弯矩引起的剪力进行调整,而对后迭加的竖向荷载引起的简支梁剪力不加调整。
3. 内力调整系数按照《建筑抗震设计规范》,进行现浇钢筋混凝土房屋抗震等级的划分。
根据结构类型、设防烈度和房屋高度,可以决定结构的抗震等级。
############################################################################### ######### %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%在利用结构软件进行计算分析得到构件内力后,应按中国相关规范进行如下步骤的内力调整:㈠首先进行结构整体内力调整——地震作用调整①最小地震剪力调整::新规范5.2.5条规定,抗震验算时,结构任一楼层的水平地震的剪重比不应小于表5.2.5给出的最小地震剪力系数λ。
在结构设计中有哪些容易违反的强制性条文一、荷载及地震作用1. 楼面均布活荷载取值有误。
取值有误的楼面活荷载主要有阳台、走道、门厅、楼梯、电梯公用前室及消防疏散楼梯的活荷载。
可能出现人流密集的建筑主要是指学校、公共建筑和高层建筑。
民用建筑未明确的常用楼面活荷载标准值如下:设浴缸、坐厕的卫生间4KN/㎡;有分隔蹲厕的公共卫生间8KN/㎡(包括填料、隔墙)或按实际考虑;阶梯教室、微机房3KN/㎡;银行金库、配电室、水泵房10KN/㎡;地下一层顶板施工活荷载5 KN/㎡;楼板下挂管道及设备荷载按实际情况考虑且不小于0.5 KN/㎡;宾馆、饭店的大型厨房不小于8 KN/㎡或有较重炉灶、设备及储料时应按实际取用。
《建筑结构荷载规范》GB50009-2022第5.1.1条。
2. 基本风压、基本雪压取值不对。
对风荷载比较敏感的高层建筑(一般可认为是高度超过60m的高层建筑),承载力设计应按基本风压的1.1倍采用。
计算位移按50年一遇基本风压,计算结构风振舒适度按10年一遇风荷载标准值。
对雪荷载敏感的结构主要是大跨、轻质屋盖结构,此类结构的雪荷载经常是控制荷载,应采用100年重现期雪压。
确定门式刚架轻型房屋钢结构的基本风压Wo时,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定值乘以1.05采用。
《建筑结构荷载规范》GB50009-2022第7.1.1条,第7.1.2条,第8.1.1条,第8.1.2;《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2022第4.2.2。
3、设计楼面梁、墙、柱及基础时,未按规范进行荷载折减。
这是考虑楼面上的活载不能同时布满所有的楼面。
如果不折减会造成基础设计过于保守,柱子内力及配筋计算有误。
新荷规修订,设计楼面梁、墙、柱及基础时对消防车的活荷载的折减不在包含在强制性条文中。
《建筑结构荷载规范》GB50009-2022第5.1.2条。
4、大、中、小学校的各类建筑,考虑到人流密集,对阳台、楼梯、看台、外廊及屋面栏板或栏杆的顶部未进行水平承载力验算。