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第4章 抗震等级 验算 荷载效应组合.

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[工学]高层建筑设计第4章 设计要求及荷载效应组合

[工学]高层建筑设计第4章 设计要求及荷载效应组合


马那瓜美洲银行大楼动力分析
表4-4 结构确定抗震等级时的烈度表
建筑类别
丙类
甲、乙类
设防烈度
6度 7度 8度 9度 6度 7度 8度 9度
确定抗震等级 Ⅰ类场地 6 6 7 8 6 7 8 9 时考虑的烈度 Ⅱ～Ⅳ类场地 6 7 8 9 7 8 9 9*
图4-4
（d）
图4-5
图4-5
图4-6
4.5.2 抗倾覆问题
(1)控制高宽比
(2)基底零应力区满足一定要求时不需要进行抗倾 覆验算(pp77) 。
4.6 抗震结构延性要求和抗震等级
4.6.1 延性结构的概念
(1)延性的概念
延性——结构(截面)能维持承载能力而又具有较大的 塑性变形的能力。如图4-2：
截面开始屈服 —— My、 y、fy、 y 截面破坏 —— Mu、 u、fu、 u
γL——考虑结构使用年限的荷载调整系数。50年时取1.0 ；100年时取1.1
2、有地震作用组合： SE= γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk+ψWγWSWk
注：抗震设计时，应同时考虑无地震作用组合和有地震作用 组合。
4.1.2 竖向活荷载的布置
1、恒载布置——全部作用在结构上。
2、活载布置 高层民用建筑一般满布计算内力(图4-4(d))，为了安 全起见，可以把框架梁的弯矩乘以1.1~1.2的放大系数. 在贮藏、书库或其他有很重使用荷载(q>4kN／m2)的 结构中，应考虑最不利荷载布置(图4-4(a)、(b)、 (c)) 。
(2)跨中截面——最大正弯矩。
2、柱
控制截面为上、下两个端截面，柱子多设计成 对称配筋。要考虑下述四种可能组合：
|M|max及相应的N； Nmax及相应的M； Nmin及相应的M。 |M|比较大（不是绝对最大），但N比较小或N比较大 （不是绝对最小或绝对最大）。 柱子还要组合最大剪力Vmax。
高层建筑结构设计-第4章-结构设计基本规定

高层建筑结构设计-第4章-结构设计基本规定

高层建筑结构设计广西大学土木建筑工程学院贺盛第四章结构设计基本规定4.6 舒适度验算4.7 抗震设防类别4.8 抗震等级4.9 变形缝设置4.1 适用最大高度及高宽比4.2 结构布置的规则性4.3 承载力验算4.4 荷载效应组合4.5 变形验算本章重点➢掌握各类房屋的适用最大高度及高宽比➢掌握各类结构布置原则及规则性判别方法➢掌握荷载效应组合及承载力验算方法➢掌握变形验算方法➢了解舒适度验算方法➢掌握各类建筑抗震等级确定方法➢熟悉各种变形缝的类型及设置原则4.1 适用最大高度及高宽比结构设计首先需根据房屋高度、抗震设防、设防烈度等因素，确定一个与之匹配的、经济且合理的结构体系，以使结构效能得到充分发挥，材料强度得到充分利用。

《建筑结构抗震设计规范》GB50011-2010（以下简称《抗规》）、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010（以下简称《高混规》）及《高层民用建筑钢结构设计规程》JGJ-2015（以下简称《高钢规》）规定了钢筋混凝土结构、钢结构及混合结构房屋建筑的最大适用高度。

将钢筋混凝土结构房屋划分为A与B级。

当房屋高度满足下表时，为A级。

当钢筋混凝土结构房屋高度不满足上表，但满足下表时，为B级。

当房屋高度不满足下表时，为超限高层建筑。

民用钢结构房屋的最大适用高度如下表所示。

表中筒体不包括钢筋混凝土筒。

混合结构房屋的最大适用高度如下表所示。

4.1.2 房屋建筑适用的高宽比房屋建筑适用的高跨比，是对结构刚度、整体稳定承载能力及经济合理性的宏观控制指标。

当结构设计满足承载力、稳定、抗倾覆、变形及舒适度等基本条件之后，仅从结构安全角度考虑，高宽比限值不是必须满足的。

高宽比主要影响结构设计的经济性。

钢筋混凝土结构房屋建筑的适用高宽比如下表。

4.1.2 房屋建筑适用的高宽比钢结构房屋建筑的适用高宽比如下表。

混合结构房屋建筑的适用高宽比如下表。

4.2 结构布置的规则性建筑平面可分为板式和塔式两大类。

《建筑工程抗震设防分类标准》疑问解答

《建筑工程抗震设防分类标准》疑问解答

问题3:
如果仅有一、二根独立的框支柱，框支柱的抗震等级如何定？是否要按《高规》第10节复杂高层的要求进行内力调整？
解答：
如果仅有一、二根独立的框支柱，应按框支柱的要求进行构件设计，框支柱的抗震等级按“框支框架”要求取值，并按6.2.5和6.2.10条进行内力调整。
6.1.3-3嵌固部位
问题1：
地下商场和车库能否视为“地下室无上部结构部分”，按三级或四级抗震等级采取抗震构造措施？单层大面积地下车库，采用板柱-抗震墙结构，采用钢筋混凝土密肋楼盖、无梁楼盖或无粘结预应力楼盖。这类结构设计一般只在外墙和楼梯间处布墙，抗震墙间距有时达60~80米，对这类结构抗震墙间距应如何把握？这类地下建筑的抗震等级是否按《抗规》表6.1.2执行？
解答：
地下商场和车库上盖无建筑物时，可以视为“地下室无上部结构部分”按三或四级抗震等级采取抗震构造措施。但是，当地下商场面积很大，按照所容纳人数或营业面积判别，属于重点设防类（乙类）时，抗震等级宜适当提高。
除有特殊要求外，一般不对地下车库抗震墙间距做规定，抗震等级按《抗规》14.1条执行。
问题2：
单层地下车库上部有多栋高层剪力墙结构主楼，地下室采用板柱
4.1.8地形影响
问题：有一“校安工程”有三个台阶，均开阔平坦，地勘报告划分为“抗震一般地段”，是否应根据4.1.8条条文“坡降”计算出系数对水平地震影响系数予以增大；
解答：4.1.8条主要针对不利地段，除了要考虑稳定性外,尚应考虑地震作用的放大；对于一般地段无此要求。
5.2.3扭转效应
问题：《抗规》P323页5.2.3条的第3点“对于扭转刚度小的结构例如某些核心筒-外稀柱框架结构或类似结构……”这里的类似结构包括框架结构吗？这里说的Tθ>0.75Tx1，或Tθ>0.75Ty1均需考虑地震扭转效应，那几乎所有的结构都要考虑双向地震了，我们一般的扭转周期比控制都是0.9或者0.85，要达到0.75比较困难？
高层建筑结构设计要求及荷载效应组合讲解

高层建筑结构设计要求及荷载效应组合讲解

② 短暂设计状况：适用于结构出现的临时情况，包括 结构施工和维修时的情况等；
③ 偶然设计状况：适用于结构出现的异常情况，包括结 构遭受火灾、爆炸、撞击时的情况等；
④ 地震设计状况：适用于结构遭受地震时的情况，在抗 震设防地区必须考虑地震设计状况。
1.1、持久设计状况和短暂设计状况下（无地震作用组合） 当荷载与荷载效应按线性关系考虑时，按下式：
压区高度 材料变形能力 塑性变形中不能剪坏
计算和构造
我国《规范》依据设防分类、设防烈度、结构类型、 房屋高度，划分了结构的抗震等级。一级要求最高，延性 很好，二级、三级次之，四级要求最低。
不同抗震等级，对应不同的延性要求。设计时采取不 同的计算和构造措施。
对钢筋混凝土结构，如下表所示：
抗震设防标准：
⑵不利方面：出现塑性变形，意味着混凝土构件要出 现塑性铰、较大的裂缝和永久变形。会影响到结构的稳定。
结构的继续使用需要修复。
从抗震角度来看，出现超过设防烈度的地震是不可避 免的，结构应该具备足够的塑性变形能力。
但是结构过早地出现塑性变形也是十分不利的。结构 在小震、甚至风荷载作用下就出现塑性变形，必然导致裂 缝和变形过大，将影响到建筑物的正常使用。
结构顶点最大加速度
使用功能 住宅、公寓 办公、旅馆
alim (m / s2 )
0.15 0.25
2、楼盖竖向振动加速度限值
《高层规程》中规定楼盖结构的竖向振动频率不宜小于3Hz， 竖向振动加速度不应超过下表的限值。
2.4、稳定性与抗倾覆
结构整体稳定性是高层建筑设计的基本要求。研究表 明，高层建筑混凝土结构仅在竖向重力荷载作用下产生整 体丧失稳定的可能性很小。稳定性设计主要是控制在风荷 载或水平地震力作用下，重力荷载产生的二阶效应（P-Δ） 不致过大，以免引起结构的失稳、倒塌。
第4章 桥梁墩台的抗震计算1

第4章 桥梁墩台的抗震计算1


式中，FijE——j振型点的水平震力(kN)。 Ci——桥梁的重要性系数。 α ——水平地震基本加速度。
j——j振型动力放大系数，按下图计算。 j——振型参与系数。
表 水平地震基本加速度
j

m x
i i i
ij
mf xfj
设防烈度 设计地震（Ag） 多遇地震 罕遇地震 6度 0.05g 0.02g 0.11g 0.1g 0.04g 0.21g 7度 0.15g 0.05g 0.32g 0.2g 0.07g 0.38g 8度 0.3g 0.1g 0.57g 9度 0.4g 0.14g 0.64g
算公式为：
12——当基础底或承台底作用单位弯矩时，基础底面产生的
FijE Ci j j xij mi
M ijE Ci j j kfj J f
水平位移(m/kN.m)。
(2) 桩基础承台底面的地基柔度系数，应按现行《铁路桥涵地基 和基础设计规范》TB10002.5的方法计算。
表 桥梁荷载
荷载分类 恒 载 荷载名称 结构自重 土压力 静水压力及浮力 列车竖向静活载 活荷载 离心力 列车活载产生的土压力
1.双线桥只考虑单线活载 2.验算桥墩桥台时，应采用常水位设计，常水位包括地表水或地下水
位于常水位水深超过5m的桥墩，应计入地震动水压力对 桥梁抗震验算时，应分别按有车、无车进行计算。当桥
全桥力学模型
横桥向
顺桥向
图中， 11——基础平动柔度系数。当基底或承台底作用单位水平力 时，基础底面产生的水平位移(m/kN)；岩石地基11 =0。 22——基础转动柔度系数。当基底或承台底作用单位弯矩时 ，基础底面产生的转角(rad/kN.m) ；岩石地基22 =0 。 mb——桥墩顶处换算质点的质量(t)。 顺桥向： mb = md ；横桥向： mb = m1 + md 。 md——桥墩顶梁体质量(t)，等跨桥墩顺桥向、横桥向和不等 跨桥墩横桥向均为相邻两孔梁及桥面质量之和的一半，不等 跨桥墩顺桥向为较大一跨梁及桥面质量之和。
高层建筑结构设计_苏原_第4章习题

高层建筑结构设计_苏原_第4章习题

第四章4.1 承载力验算和水平位移限制为什么是不同的极限状态？这两种验算在荷载效应组合时有什么不同？答：(1)高层建筑结构设计应保证结构在可能同时出现的各种外荷载作用下，各个构件及其连接均有足够的承载力。

我国《建筑结构设计统一标准》规定构件按极限状态设计，承载力极限状态要求采用由荷载效应组合得到的构件最不利内力进行构件截面承载力验算。

水平位移限制是正常使用极限状态，主要原因有：要防止主体结构开裂、损坏；防止填充墙及装修开裂、损坏；过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用；过大的侧移会使结构产生附加内力（P-Δ效应）。

(2)承载力验算是极限状态验算，在内力组合时，根据荷载性质的不同，荷载效应要乘以各自的分项系数和组合系数。

对于水平位移限制验算，要选择不同方向的水平荷载（荷载大小也可能不同）分别进行内力分析，然后按不同工况分别组合。

4.2 为什么高而柔的结构要进行舒适度验算？答：因为高而柔的结构抗侧刚度较小，在风荷载作用下会产生较大的侧向加速度，使人感觉不舒适，因此要进行舒适度验算，按重现期为10年的风荷载计算结构顶点加速度，或由风洞试验确定顺风向与横风向结构顶点最大加速度，使其满足规范要求。

4.3 P-△效应计算与结构总体稳定的含义有何不同？答：P-△效应是指在水平荷载作用下，出现侧移后，重力荷载会产生附加弯矩，附加弯矩又增大侧移，这是一种二阶效应。

在高层建筑结构设计中，一般所说的考虑P-△效应即是进行结构的整体稳定验算，但结构的整体稳定验算还包括结构仅在重力作用下，出现的丧失稳定问题，不过这种情况出现的很少。

4.4 延性和延性比是什么？为什么抗震结构要具有延性？答：(1)延性是指构件和结构屈服后，具有承载能力不降低或基本不降低、且有足够塑性变形能力的一种性能，一般用延性比表示延性，即塑性变形能力的大小。

(2)当结构设计成延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量，结构变形虽然会加大，但结构承受的地震作用（惯性力）不会很快上升，内力也不会再加大，因此具有延性的结构可降低对结构承载力的要求，也可以说，延性结构是用它的变形能力（而不是承载力）抵抗罕遇地震作用；反之，如果结构的延性不好，则必须有足够大的承载力抵抗地震，则必须有足够大的承载力抵抗地震。

结构设计组合系数规范规定与设计使用表

结构设计组合系数规范规定与设计使用表

结构设计组合系数规范规定与设计使用表前言实际工作中广大设计人员往往忽略了结构设计组合系数的规定，认为软件已经考虑了规范规定，而不知其中的特殊规定，在设计相关结构时没能很好调整软件的组合系数，存在一定的安全隐患，本人详细查阅了有关规范并整理如下：第一章《建筑结构荷载规范》GB 50009― 2001中有关规定3.2.3 对于基本组合，荷载效应组合的设计值S 应从下列组合值中取最不利值确定：1)由可变荷载效应控制的组合:n S=γGSGk+γQ1SQ1k+∑γQiyciSQiki=2式中γG―永久荷载的分项系数，应按第3.2.5 条采用；γQi―第i 个可变荷载的分项系数，其中γQ1 为可变荷载Q1 的分项系数，应按第3.2.5 条采用；SGK―按永久荷载标准值Gk 计算的荷载效应值；SQik―按可变荷载标准值Qik 计算的荷载效应值,其中SQ1k 为诸可变荷载效应中起控制作用者；Ψci―可变荷载Qi 的组合值系数，应分别按各章的规定采用；n―参与组合的可变荷载数。

2)由永久荷载效应控制的组合：n S=γGSGk+∑γQiyciSQiki=1注:1 基本组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况。

2 当对SQ1k 无法明显判断时，轮次以各可变荷载效应为SQ1k，选其中最不利的荷载效应组合。

3 当考虑以竖向的永久荷载效应控制的组合时，参与组合的可变荷载仅限于竖向荷载。

3.2.4 对于一般排架、框架结构，基本组合可采用简化规则，并应按下列组合值中取最不利值确定：1)由可变荷载效应控制的组合：S=γGSGk+γQ1SQ1knS=γGSGk+0.9∑γQiSQiki=12)由永久荷载效应控制的组合仍按公式(3.2.3-2)式采用。

3.2.5 基本组合的荷载分项系数，应按下列规定采用：1 永久荷载的分项系数：1)当其效应对结构不利时―对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；―对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35；2)当其效应对结构有利时―一般情况下应取1.0；―对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。

永久荷载与活荷载效应组合

永久荷载与活荷载效应组合

效应组合作用效应组合总体原则：可能与最不利！！！可能1-1：无地震时，由可变荷载效应控制的组合，且：ψQ=1.0；ψW=0.6/γL=1.0（γG=1.2，γQ=1.4，γW=1.4）永久荷载+楼面可变荷载+风荷载（1.0；0.6）S=γGSGK+γLψQγQSQK+ψWγWSWK =1.2SGK+1.0×1.4×SQK+0.6×1.4×SWK可能1-2：无地震时，由可变荷载效应控制的组合，且：ψQ=0.7；ψW=1.0/γL=1.0（γG=1.2，γQ=1.4，γW=1.4）永久荷载+楼面可变荷载+风荷载（0.7；1.0）S=γGSGK+γLψQγQSQK+ψWγWSWK=1.2×SGK+0.7×1.4×SQK+1.0×1.4×SWK可能2：无地震时，由永久荷载效应控制的组合，且：γG=1.35；ψQ=0.7/γL=1.0(根据GB50009第3.2.3条注3，水平风荷载不参与组合)（γG=1.35，γQ=1.4）永久荷载+楼面可变荷载S=γGSGK+γLψQγQSQK=1.35×SGK+0.7×1.4×SQK可能3：有地震时，即重力荷载与水平地震作用的组合（γG=1.2，γEh=1.3）重力荷载+水平地震作用S=γGSGE+γEhSEhk=1.2×SGE+1.3×SEhk可能4：有地震时，即重力荷载与水平地震作用及风荷载的组合(60米以上的高层建筑考虑，且ψW=0.2)（γG=1.2，γEh=1.3，γW=1.4）重力荷载+水平地震作用+风荷载S=γGSGE+γEhSEhk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk+0.2×1.4×SWK可能5：有地震时，即重力荷载与竖向地震作用的组合(9度抗震设计时考虑，大跨、水平长悬臂结构8、9度抗震设计时考虑)（γG=1.2，γEv=1.3）重力荷载+竖向地震作用S=γGSGE+γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEvk可能6：有地震时，即重力荷载、水平地震作用与竖向地震作用的组合(9度抗震设计时考虑；大跨、水平长悬臂结构7度0.15g、8、9度抗震设计时考虑)（γG=1.2，γEh=1.3，γEv=0.5）重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk可能7：有地震时，即重力荷载、水平地震作用、竖向地震作用及风荷载的组合(60米以上的高层建筑，9度抗震设计时考虑；大跨、水平长悬臂结构7度0.15g、8、9度抗震设计时考虑，且ψW=0.2)（γG=1.2，γEh=1.3，γEv=0.5，γW=1.4）重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk+0.2×1.4SWK可能6：新高规5.6.4（γG=1.2，γEh=1.3，γEv=0.5）重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk可能6：新抗规5.4.1（γG=1.2，γEh=1.3，γEv=0.5）重力荷载+水平地震作用+竖向地震作用S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvkS=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk=1.2×SGE+0.5×SEhk +1.3×SEvk可能7：新抗规5.4.1重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk+0.2×1.4SWKS=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+0.5×SEhk +1.3×SEvk+0.2×1.4SWK可能7：新高规5.6.4重力荷载+水平地震+竖向地震+风载S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+1.3×SEhk +0.5×SEvk+0.2×1.4SWK特别的：水平长悬臂结构和大跨度结构，7度0.15g、8度、9度抗震设计时需要同时考虑下面组合！S=γGSGE+γEhSEhk +γEvSEvk+ψWγWSWK=1.2×SGE+0.5×SEhk +1.3×SEvk+0.2×1.4SWK注：（1）进行承载力计算时，各分项系数按上述说明取值；但当重力荷载效应对结构构件有利时，γG≤1.0。

4、荷载效应组合及设计要求

4、荷载效应组合及设计要求


0.41
0.41
08 .
0.4
风载作用方向
02 .
0.4
0.4
013 .
z
——风振系数；
迎风面
背风面
静风 风 脉动风 平均风压 风压 脉动风压


Hi z 1 H z
二、总体风载效应与局部风载效应
1、总体风载效应： 作用在建筑物上的全部风荷载使结构产生的内力和变形； 2、局部风载效应： 作用在建筑物局部构件上的风荷载使其产生的内力和变形； 1）迎风面及侧面宽度为 1 6 墙面宽度的角隅部分
阻尼比
FEk 1Geq
单质点：恒载+0.5活荷载

Fi
Gi Hi
Gi Hi
i 1
n
FEk (1 n )
2 1
0.05 0.06 1.7
顶点附加水平力： Fn n FEk
2）适用范围：以剪切变形为主，且高度不超过40米，刚度和质 量沿高度分布均匀的建筑结构。 2、振型分解法
T1 2 0
Gi 2 i
g Gi i
i 1 i 1 n
n
3、无限自由度法
适用于框架—剪力墙结构
Tj j H 2
w gEJ
§4-1 一、几个重要概念 1、荷载代表值：
荷载效应组合
1）标准值：荷载的基本代表值；恒载取0.5，活载取0.95； 2）组合值：荷载标准值乘以组合值系数而得，主要用于承载
1. 延性：结构在保持其承载能力基础上的塑性变形能力。
主要影响因素： 截面应力特征、构件材料、截面配筋量 配筋构造等。 2. 抗震等级 影响因素： 设防烈度、结构自振周期、场地类别及 设计分组，结构重要性程度。 §7-3 内力组合和最不利内力
4 设计要求及荷载效应组合

4 设计要求及荷载效应组合

版权说明：本课件仅供用于非赢利教育目的第4章设计要求及荷载效应组合PPT: soilfoundation@ (password:foundation)周葆春土木工程学院Email：zhoubcxynu@14.1 承载力验算4.2 侧移限制4.3 舒适度要求4.4 稳定和抗倾覆4.5 抗震结构延性要求和抗震等级4.6 荷载效应组合及最不利内力24.1 承载力验算持久状况：在结构使用过程中一定出现，其持续期很长的状况。

持续期一般与设计使用年限为同一数量级；短暂状况：在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限相比，持续期很短的状况，如施工和维修等；3理论上讲，由于反复荷载作用下承载力的降低，对于同一构件，地震作用下的承载力应低于无地震作用下的承载力。

但考虑到地震是一种偶然作用，作用时间短，通过引入承载力抗震调整来提高其承载力。

系数γRE此外，对轴压比小于0.15的偏心受压柱，因柱的变形能力与梁相近，故其承载力抗震调整系数与梁相同。

44.2 水平位移限制4.2.1 弹性位移验算高层建筑层数多、高度大，应对其层间位移加以控制。

这个控制实际上是对构件截面大小、刚度大小控制的一个相对指标。

目的是为了保证高层结构在多遇地震作用下基本处于弹性受力状态，以及填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件基本完好。

考虑到层间位移控制是一个宏观的侧向刚度指标，为便于应用，可采用层间最大位移与层高之比△u/h，即层间位移角θ作为控制指标。

5674.2.2 弹塑性位移限值和验算震害表明，如果存在薄弱层，结构薄弱部位将产生较大的弹塑性变形，导致结构构件严重破坏甚至引起房屋倒塌。

8910楼层屈服强度系数ξy 按下式计算：ξy =Ｖy /V eV y ：按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力；V e ：按罕遇地震作用计算的楼层弹性地震剪力。

1112131415静力弹塑性分析（Push-over Analysis）方法也称为推覆法，是一种介于弹性分析和动力弹塑性分析之间的方法。

第四章设计要求及荷载效应组合共59页文档

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4.4 稳定和抗倾覆
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
大部分钢结构计算需要考虑P-△效应。
《高钢规》5.2.10条 高层建筑钢结构同时符合下列条件
时，可不验算结构的整体稳定。
一、结构各层柱子平均长细比和平均轴压比满足下式要
求：
Nm m 1 N pm 80
式中，λm—楼层柱的平均长细比； Nm—楼层柱的平均轴压力设计值； Npm—楼层柱的平均全塑性轴压力；
钢结构
除框架结构外的转 换层
各种结构类型
1/120 1/50
4.2 侧移限制
4.2.2 防止倒塌层间位移限制
对框架结构，当轴压比小于0.40时，可提高10%；当柱子全 高的箍筋构造采用比本规程中框架柱最小配箍特征值大30% 时，可提高20%，但累计提高不宜超过25%。
4.3 舒适度要求
高度不小于150m的高层建筑结构应具有良好的使用条 件，满足舒适度要求。按现行国家标准《建筑结构荷载规 范》规定的10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向 结构顶点最大加速度不应超过表4-4的值。必要时，可通过 专门风洞试验结果计算确定顺风向与横风向结构顶点最大 加速度 a m a x。
Npm fyAm
fy—钢材屈服强度； Am—柱截面面积的平均值。
4.4 稳定和抗倾覆
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
二、结构按一阶线性弹性计算所得的各楼层相对侧移值， 满足下列公式要求：
u 0.12 Fh
h
Fv
式中，Δu—按一阶线性弹性计算所得的质心处层间侧移； h—楼层层高； ∑Fh—计算楼层以上全部水平作用之和； ∑Fv—计算楼层以上全部竖向作用之和；
式中，E J d 为结构一个主轴方向的弹性等效侧向刚度，可按倒 三角形分布荷载作用下结构顶点位移相等的原则，将结构的侧

荷载组合详解

荷载组合详解荷载规范里的荷载组合中提到的荷载“基本组合”、“频遇组合”和“准永久组合”分别表示什么？分别用在什么情况下？1）基本组合是属于承载力极限状态设计的荷载效应组合，它包括以永久荷载效应控制组合和可变荷载效应控制组合，荷载效应设计值取两者的大者。

两者中的分项系数取值不同，这是新规范不同老规范的地方，它更加全面地考虑了不同荷载水平下构件地可靠度问题。

在承载力极限状态设计中，除了基本组合外，还针对于排架、框架等结构，又给出了简化组合。

2）标准组合、频遇组合和准永久组合是属于正常使用极限状态设计的荷载效应组合。

标准组合在某种意义上与过去的短期效应组合相同，主要用来验算一般情况下构件的挠度、裂缝等使用极限状态问题。

在组合中，可变荷载采用标准值，即超越概率为5％的上分位值，荷载分项系数取为1.0。

可变荷载的组合值系数由《荷载规范》给出。

频遇组合是新引进的组合模式，可变荷载的频遇值等于可变荷载标准值乘以频遇值系数（该系数小于组合值系数），其值是这样选取的：考虑了可变荷载在结构设计基准期内超越其值的次数或大小的时间与总的次数或时间相比在10％左右。

频遇组合目前的应用范围较为窄小，如吊车梁的设计等。

由于其中的频遇值系数许多还没有合理地统计出来，所以在其它方面的应用还有一段的时间。

准永久组合在某种意义上与过去的长期效应组合相同，其值等于荷载的标准值乘以准永久值系数。

它考虑了可变荷载对结构作用的长期性。

在设计基准期内，可变荷载超越荷载准永久值的概率在50％左右。

准永久组合常用于考虑荷载长期效应对结构构件正常使用状态影响的分析中。

最为典型的是：对于裂缝控制等级为2级的构件，要求按照标准组合时，构件受拉边缘混凝土的应力不超过混凝土的抗拉强度标准值，在按照准永久组合时，要求不出现拉应力。

还有就是荷载分项系数的取值问题新的荷载规范中恒载的分项系数在实际工作中怎么取？什么时候取1.35什么时候取1.2？1.2恒＋1.4活1.35恒＋0.7*1.4活抗浮验算时取0.9砌体抗浮取0.81.35G+0.7*1.4Q>1.2G+1.4QG/Q>2.8所以当恒载与活载的比值大于2.8时,取1.35G+0.7*1.4Q否则,取1.2G+1.4Q对一般结构来说,1.楼板可取1.2G+1.4Q2.屋面楼板可取1.35G+0.7*1.4Q3.梁柱(有墙)可取1.35G+0.7*1.4Q4.梁柱(无墙)可取1.2G+1.4Q5.基础可取1.35G+0.7*1.4Q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。

高层建筑结构设计思考题答案-(2)

第二章2.1钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？每种结构体系举1~2例。

答：钢筋混凝土房屋建筑的抗侧力结构体系有：框架结构(如主体18层、局部22层的北京长城饭店)；框架剪力墙结构（如26层的上海宾馆）；剪力墙结构（包括全部落地剪力墙和部分框支剪力墙）；筒体结构[如芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大厦（框筒），芝加哥John Hancock大厦（桁架筒），北京中国国际贸易大厦（筒中筒）]；框架核心筒结构（如广州中信大厦）；板柱-剪力墙结构。

钢结构房屋建筑的抗侧力体系有：框架结构（如北京的长富宫）；框架-支撑（抗震墙板）结构（如京广中心主楼）；筒体结构[芝加哥西尔斯大厦（束筒）]；巨型结构（如香港中银大厦）。

2.2框架结构、剪力墙结构和框架----剪力墙结构在侧向力作用下的水平位移曲线各有什么特点？答：(1)框架结构在侧向力作用下，其侧移由两部分组成：梁和柱的弯曲变形产生的侧移，侧移曲线呈剪切型，自下而上层间位移减小；柱的轴向变形产生的侧移，侧移曲线为弯曲型，自下而上层间位移增大。

第一部分是主要的，所以框架在侧向力作用下的水平位移曲线以剪切型为主。

(2)剪力墙结构在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯曲型，即层间位移由下至上逐渐增大。

(3)框架-剪力墙在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯剪型, 层间位移上下趋于均匀。

2.3框架结构和框筒结构的结构构件平面布置有什么区别?答：(1)框架结构是平面结构，主要由与水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩，必须在两个正交的主轴方向设置框架，以抵抗各个方向的侧向力。

抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。

框筒结是由密柱深梁组成的空间结构，沿四周布置的框架都参与抵抗水平力，框筒结构的四榀框架位于建筑物的周边，形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒。

2.5中心支撑钢框架和偏心支撑钢框架的支撑斜杆是如何布置的？偏心支撑钢框架有哪些类型？为什么偏心支撑钢框架的抗震性能比中心支撑框架好？答：中心支撑框架的支撑斜杆的轴线交汇于框架梁柱轴线的交点。

完整word版,高层建筑结构设计_苏原_第4章习题

第四章4.1 承载力验算和水平位移限制为什么是不同的极限状态？这两种验算在荷载效应组合时有什么不同？答：(1)高层建筑结构设计应保证结构在可能同时出现的各种外荷载作用下，各个构件及其连接均有足够的承载力。

我国《建筑结构设计统一标准》规定构件按极限状态设计，承载力极限状态要求采用由荷载效应组合得到的构件最不利内力进行构件截面承载力验算。

水平位移限制是正常使用极限状态，主要原因有：要防止主体结构开裂、损坏；防止填充墙及装修开裂、损坏；过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用；过大的侧移会使结构产生附加内力（P-Δ效应）。

(2)承载力验算是极限状态验算，在内力组合时，根据荷载性质的不同，荷载效应要乘以各自的分项系数和组合系数。

对于水平位移限制验算，要选择不同方向的水平荷载（荷载大小也可能不同）分别进行内力分析，然后按不同工况分别组合。

4.2 为什么高而柔的结构要进行舒适度验算？答：因为高而柔的结构抗侧刚度较小，在风荷载作用下会产生较大的侧向加速度，使人感觉不舒适，因此要进行舒适度验算，按重现期为10年的风荷载计算结构顶点加速度，或由风洞试验确定顺风向与横风向结构顶点最大加速度，使其满足规范要求。

4.3 P-△效应计算与结构总体稳定的含义有何不同？答：P-△效应是指在水平荷载作用下，出现侧移后，重力荷载会产生附加弯矩，附加弯矩又增大侧移，这是一种二阶效应。

在高层建筑结构设计中，一般所说的考虑P-△效应即是进行结构的整体稳定验算，但结构的整体稳定验算还包括结构仅在重力作用下，出现的丧失稳定问题，不过这种情况出现的很少。

4.4 延性和延性比是什么？为什么抗震结构要具有延性？答：(1)延性是指构件和结构屈服后，具有承载能力不降低或基本不降低、且有足够塑性变形能力的一种性能，一般用延性比表示延性，即塑性变形能力的大小。

(2)当结构设计成延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量，结构变形虽然会加大，但结构承受的地震作用（惯性力）不会很快上升，内力也不会再加大，因此具有延性的结构可降低对结构承载力的要求，也可以说，延性结构是用它的变形能力（而不是承载力）抵抗罕遇地震作用；反之，如果结构的延性不好，则必须有足够大的承载力抵抗地震，则必须有足够大的承载力抵抗地震。

7荷载效应组合及设计要求(点讲)


上表给出了多层以及高层建筑需要考虑的各种组合情况及相应的系数取值。 注意：内力组合计算，各分项系数用表中的值，位移效应组合，各分项系数取为1.0 高层建筑：2、3、4项是基本组合情况，5、6、7中考虑了竖向地震作用，只有在9度设防区才需要考虑。在6度设防区 ，除了IV类场地以外，可以不进行抗震计算，此时不需要与地震作用效应组合，即1、2项。 当选定可能出现的几种可能的组合情况后，要选最不利的S值作为构件设计值。
框架梁塑性调幅
注意：塑性调幅主要是在竖向荷载下的内力调整，故要在组合前进行调幅，然后再和水平荷载作用下 的内力进行组合。
四、水平荷载作用方向 风荷载和地震作用可能沿任意方向。第二章第3节中指出一般只考虑作用在主轴方向，但可以是正 方向，也可以是负方向。
二、侧移变形限制 结构的刚度要求用限制侧向变形的形式表达，即： Δ/H≤[Δ/H]； δ/h≤[δ/h]
其中： Δ、δ——结构的顶点水平位移及层间变形； H、h——结构总高度及层高。 上面公式均是在使用状态下的设计要求，因此， Δ、δ都是荷载标准值 产生的位移组合效应，即组合时取分项系数为1.0，上述公式右端为限 制值。 限制结构水平变形主要原因有： 1．过大的侧向变形会使人不舒服，影响正常使用； 2．过大的侧向变形，特别是过大的层间变形会使填充墙以及一些建筑 整修出现裂缝或损坏，同时也会使电梯轨道变形或玻璃破损； 3．过大的侧向变形会使主体结构出现裂缝甚至破损。限制结构裂缝宽 度就要限制结构的侧向变形及层间变形； 4．过大的侧向变形会使结构产生附加内力，严重时会加速倒塌。这是 因为侧移后，建筑物上的垂直荷载会造成附加弯矩。侧移越大，附加 弯矩就越大。 上述各种因素对不同的结构体系，不同材料的结构的作用不尽相同。 下表给出高层建筑结构设计规程上规定的限制值，它是通过总结过去 的设计经验及综合各种要求得到的。

建筑抗震设计规范强制性条文

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，其中有52条为强制性条文，必须严格执行。

现将该52条强制性条文摘录如下：一．第一章“总则”部分第 1.0.2 条：抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。

第 1.0.4条：抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件（图件）确定。

二．第三章“抗震设计的基本要求”部分第3.1.1条：建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。

甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生次生灾害的建筑；乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑；丙类建筑应属于除甲类、乙类、丁类以外的一般建筑；丁类建筑应属于抗震次要建筑。

第3.1.3条：各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，应符合下列要求：1：甲类建筑，地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定；抗震措施，当抗震设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当抗震设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求。

2：乙类建筑，地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，一般情况下，当抗震设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当抗震设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。

另外，对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。

3：丙类建筑，地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。

4：丁类建筑，一般情况下，地震作用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低，但当抗震设防烈度为6度时不应降低。

第3.3.1条：选择建筑场地时，应根据工程需要，掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。

对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时，应采取有效措施；不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。

《建筑工程抗震设防分类标准》疑问解答

4.1.8地形影响
问题：有一“校安工程”有三个台阶，均开阔平坦，地勘报告划分为“抗震一般地段”，是否应根据4.1.8条条文“坡降”计算出系数对水平地震影响系数予以增大；
解答：4.1.8条主要针对不利地段，除了要考虑稳定性外,尚应考虑地震作用的放大；对于一般地段无此要求。
5.2.3扭转效应
问题：《抗规》P323页5.2.3条的第3点“对于扭转刚度小的结构例如某些核心筒-外稀柱框架结构或类似结构……”这里的类似结构包括框架结构吗？这里说的Tθ>0.75Tx1，或Tθ>0.75Ty1均需考虑地震扭转效应，那几乎所有的结构都要考虑双向地震了，我们一般的扭转周期比控制都是0.9或者0.85，要达到0.75比较困难？
解答：
配合中国地震局第五代地震动参数区划图（2016年6月1日实施），抗规局部修订稿已报住建部，待批准。
抗规1.0.3条文说明中（89）建抗字第426号《地震基本烈度X度区建筑抗震设防暂行规定》现在实际是废止了！详见中华人民共和国住房和城乡建设部公告第894号关于公布住房和城乡建设部规范性文件清理结果目录的公告的第209项（2011年01月26日发布）
解答:
抗震规范定义的房屋高度指的是从室外地面算起。嵌固端是结构计算和采取构造措施的概念。因此，当地下室顶板不作为上部结构的嵌固端时，房屋高度仍从室外地面算起。
问题3：某工程为混凝土框架结构，首层6米层高，为半地下室，室内地坪低于室外地坪1.5米。在确定抗震等级的时候建筑高度需不需要从室内地坪算起？
解答:
6.0.3公共建筑
问题：
体育建筑中，如何理解“观众席容量很多的中型体育场和体育馆”？
解答：
根据观众人数确定设防类别，参照“体育建筑设计规范”JGJ31-2003的规模分级，体育场观众席位超过30000个或每个结构区段的席位超过5000个、体育馆观众席位超过4500个，均属于大型、观众席容量很多的中型体育场和体育馆。
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荷载效应组合与调幅－荷载效应组合设计值《荷载和设计方法》，《高层建
筑》与《抗震结构》 S 配筋计算(S<R)－《混凝土原理》 抗震验算(S<R)－《抗震结构》讲框架。 《高层建筑》讲剪力墙 构造措施(S<R) －《混凝土结构设计》＋《抗震结构》中讲解 结构施工图(配筋图)
其它承重构件设计－楼梯、阳台、雨蓬等《混凝土结构设计》 地基和基础设计－《土力学与地基基础》与《抗震结构》
Floor Tower Jmax Max-(X) Ave-(X) Ratio-(X) h JmaxD Max-Dx Ave-Dx Ratio-Dx Max-Dx/h DxR/Dx Ratio_AX 13 1 1330 15.23 15.03 1.01 3300. 1327 0.81 0.81 1.00 1/4063. 0.5% 0.83 12 1 1243 15.62 14.83 1.05 3000. 1232 0.83 0.75 1.10 1/3615. 20.8% 0.84 11 1 1138 14.98 14.16 1.06 3000. 1123 0.98 0.92 1.07 1/3056. 18.3% 1.01 10 1 1030 14.16 13.33 1.06 3000. 1016 1.14 1.09 1.04 1/2626. 14.5% 1.12 9 1 923 13.14 12.33 1.07 3000. 909 1.30 1.26 1.03 1/2315. 11.1% 1.13 8 1 816 11.94 11.15 1.07 3000. 802 1.43 1.41 1.02 1/2096. 8.0% 1.07 7 1 709 10.57 9.82 1.08 3000. 709 1.55 1.53 1.01 1/1933. 5.2% 1.01 6 1 602 9.05 8.35 1.08 3000. 602 1.66 1.62 1.02 1/1812. 2.3% 0.96 5 1 495 7.42 6.79 1.09 3000. 495 1.72 1.67 1.03 1/1742. 1.3% 0.91 4 1 388 5.71 5.16 1.11 3000. 388 1.74 1.66 1.05 1/1726. 6.3% 0.85 3 1 281 3.98 3.54 1.12 3000. 281 1.68 1.56 1.08 1/1785. 15.5% 0.78 2 1 174 2.30 2.01 1.14 3000. 174 1.48 1.32 1.12 1/2030. 44.3% 0.66 1 1 64 0.82 0.70 1.17 3000. 64 0.82 0.70 1.17 1/3650. 91.7% 0.40 X方向最大值层间位移角: 1/1726.
第4章
荷载效应组合与最不利内力
钢筋凝土结构设计过程概要方案设计 Nhomakorabea

结构选型－ 《高层建筑》 (要结合建筑和结构考虑) 结构布置－《高层建筑》的重点内容(概念设计) 抗震等级－（重要性等级、高度等级、场地类别)《高层建筑》《抗震结构》 初选结构尺寸和材料－《混凝土结构设计》 结构布置图－平面图和剖面图
罕遇地震层间侧移的限值
作用：防止倒塌
4.6 荷载效应组合与最不利内力
恒 S恒 活 S活 SE 风 S风 震 S震 S恒+活+风+震
S E RE RE
恒+活+风+震
S恒+活+风+震
荷载效应来自恒、活、风、震四种荷载。 四种荷载均采用了”最大值”－极限状态 设计中只考虑工程意义上可能的极限状态－工况。 荷载效应组合的目的：在所有有意义的(可能的)工 况中找出最不利荷载效应用以确定荷载效应设计值
注：要通过适用、技术、经济等各方面的比较和计算最终确定方案。
确定荷载－各种荷载的标准值和设计值－《荷载和设计方法》 结构计算－计算恒、活、风、震的荷载效应S。《混凝土结构设计》 变形验算－整体变形、层间变形《高层建筑》与《抗震结构》
结构设计和计算－手工和程序计算

结构构件设计－配筋与截面承载力S<R/γRE
符号说明
Floor : 层号 Tower : 塔号 Jmax : 最大位移对应的节点号 JmaxD : 最大层间位移对应的节点号 Max-(Z) : 节点的最大竖向位移 h : 层高 Max-(X)，Max-(Y) : X,Y方向的节点最大位移 Ave-(X)，Ave-(Y) : X,Y方向的层平均位移 Max-Dx ，Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移 Ave-Dx ，Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移 Ratio-(X),Ratio-(Y): 最大位移与层平均位移的比值 Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移的比值 Max-Dx/h，Max-Dy/h : X,Y方向的最大层间位移角 DxR/Dx,DyR/Dy : X,Y方向的有害位移角占总位移角的百分比例 Ratio_AX,Ratio_AY : 本层位移角与上层位移角的1.3倍及上三层平均位移角的 1.2倍的比值的大者 X-Disp，Y-Disp，Z-Disp:节点X,Y,Z方向的位移
4.4 变形验算 (P.103)
使用阶段层间位移限值-目的
限制顶部位移 限制层间位移
风和多遇地震层间侧移的限值 (正常使用状态)
层间位移：两楼层楼板的相对水平位移。 层间位移大会导致非结构构件的破坏。
PKPM计算结果(WDisp.out)
=== 工况 2 === X 双向地震作用下的楼层最大位移
本章讲授内容提要
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

承载力验算 侧移的限值 舒适度要求 稳定和抗倾覆 抗震结构延性要求和抗震等级

延性 抗震等级 调幅问题
4.6 荷载效应组合与最不利内力

4.3 承载力验算
有地震作用的内力组 合设计值
S E RE RE
承载力调整系数
抗震承载力设计值
注意：结构的抗震承 载力小于静承载力。 同时考虑地震作用的 偶然性和持续时间短， 所以对可靠性要求降 低。 所以承载力调整系数 是一个小于1的数。