高层建筑结构第四章PPT课件
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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。
第四章水平地震作用计算及位移内力分析对于高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可以采用底部剪力法的简化方法计算水平地震作用。
底部剪力法适用于本工程。
此法是将结构简化为作用于各楼层位置的多质点葫芦串,结构底部总剪力与地震影响系数及各质点的重力荷载代表值有关。
为计算各质点的重力荷载代表值,先分别计算各楼面层梁板柱的重量,各楼层墙体的重量,然后按以楼层为中心上下各半个楼层的重量集中于该楼层的原则计算各质点的重力荷载代表值。
水平地震作用计算还涉及结构的自振周期,本工程采用假想顶点位移法确定。
水平作用下内力及位移分析均采用D值法计算。
一.重力荷载代表值计算1.各层梁、板、柱自重标准值见下表:梁重力荷载代表值2.墙自重标准值:3.各层(各质点)自重标准值计算一层(墙+梁+板+柱):(1813.69+2160.86)/2+996.01+2350.823+(824.26+829.44)/2 =6160.958 kN二层(墙+梁+板+柱):2160.86+996.01+2350.823+829.44=6337.13kN三层(墙+梁+板+柱):2160.86+996.01+2350.823+829.44=6337.13kN四层(墙+梁+板+柱):2160.86+996.01+2350.823+829.44=6337.13kN五层(墙+梁+板+柱):2160.86/2+258.32+996.01+2434.97+829.44/2=5184.45kN4.重力荷载代表值重力荷载代表值G取结构和构件自重标准值和可变荷载组合值之和,各可变荷载组合值取为①雪荷载:0.5;②屋面活载:0.0;③按等效均布荷载计算的楼面活载:0.5;即,G=恒载+0.5×(楼板面积+楼梯面积)×活载标准值。
一层:G1=6160.958 +0.5×(549.495*2.0+44.4*2.5)=6765.953KN二层:G2=6337.13+0.5×(549.495*2.0+44.4*2.5)=6942.125KN三层:G3=6337.13+0.5×(549.495*2.0+44.4*2.5)=6942.125KN四层:G4=6337.13+0.5×(549.495*2.0+44.4*2.5)=6942.125KN五层:G5=5184.45+0.5×593.895*0.2=5303.229KN=5303.23KN6942.13KN6942.13KN6942.13KN=6765.95KN重力荷载代表值二.侧移刚度的计算地震作用是根据各受力构件的抗侧移刚度来分配的,同时,若用顶点位移法求结构的自振周期时也要用到结构的抗侧刚度,为此先计算各楼层柱的侧移刚度。