荷載組合和設(shè)計要求.ppt

第4章結(jié)構(gòu)設(shè)計要求 和荷載效應(yīng)組合,豎向：恒、活等 自重、雪、樓面活、 水平向：風(fēng)、地震,滿足：承載能力極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài),旋轉(zhuǎn)餐廳軌道和驅(qū)動設(shè)備、擦窗機(jī)等 荷載較大的水箱、冷卻塔、冷凍機(jī) 、屋頂直升機(jī)停機(jī),荷載效應(yīng)組合,荷載效應(yīng) 指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在某種荷載作用下的結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移。 荷載效應(yīng)組合 指在所有可能同時出現(xiàn)的諸荷載組合下，確定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生的效應(yīng)。其中最不利組合是指所有可能產(chǎn)生的荷載組合中，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生總效應(yīng)為最不利的一組，,荷載效應(yīng),+,荷載效應(yīng)組合,S荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值； 一永久荷載分項系數(shù)；當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時，對由可變荷載效應(yīng)控制的組合應(yīng)取1.2，對由永久荷載效應(yīng)控制的組合應(yīng)取1.35；當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時，應(yīng)取1.0； 一樓面活荷載分項系數(shù)；應(yīng)取1.4； 一風(fēng)荷載的分項系數(shù)；應(yīng)取1.4； 一永久荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； 一樓面活荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； 風(fēng)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；,荷載效應(yīng)組合 1無地震作用效應(yīng)組合時,（恒荷載起控制，無風(fēng)） （活荷載起控制，有風(fēng)） （風(fēng)荷載起控制，有風(fēng)）,荷載效應(yīng)組合 1無地震作用效應(yīng)組合時,荷載效應(yīng)組合 2地震作用效應(yīng)組合時,S載效應(yīng)和地震作用效應(yīng)組合的設(shè)計值；,一重力荷載代表值的效應(yīng)；,一水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)，尚應(yīng)乘以相應(yīng)的增大系數(shù)或調(diào)整系數(shù)；,豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)，尚應(yīng)乘以相應(yīng)的增大系數(shù)或調(diào)整系數(shù)；,風(fēng)荷載的組合值系數(shù)0.2,有地震作用效應(yīng)組合時荷載和作用分項系數(shù),結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,1.承載能力的驗算,2.水平側(cè)移限制,3.舒適度的驗算,4.穩(wěn)定和抗傾覆驗算 5.抗震結(jié)構(gòu)的延性要求和抗震等級,位移計算 以上各分項系數(shù)取值為1.0,二、結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,1、承載能力的驗算,無地震作用組合,有地震作用組合,:結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，分別取1.1、1.0、0.9 :承載力抗震調(diào)整系數(shù),二、結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,(2) 水平側(cè)移限制,彈性方法計算的樓層層間最大位移與層高之比,(3)舒適度的驗算：,二、結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,高度超過150m,結(jié)構(gòu)頂點最大加速度值滿足：,(4)整體穩(wěn)定、傾覆問題 1 整體穩(wěn)定 高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定應(yīng)符合下列規(guī)定：,剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下式要求： 框架結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下式要求： 2 傾覆問題 高層建筑由于總高度值很大，基底面積小，在水平荷載和水平地震力下，產(chǎn)生很大的傾覆力矩，如果傾覆力矩超過穩(wěn)定力矩，則建筑物將會發(fā)生傾覆。,(5) 結(jié)構(gòu)的延性和抗震等級 根據(jù)設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度區(qū)分為不同的抗震等級， 采用相應(yīng)的計算和構(gòu)造措施， 抗震等級的高低，體現(xiàn)了對結(jié)構(gòu)抗震性能要求的嚴(yán)格程度。 抗震等級分：特一級、一級、二級、三級、四級。,二、結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,延性：結(jié)構(gòu)構(gòu)件吸收能量的能力(力位移曲線包圍的面積，主要反應(yīng)塑性變形能力) 延性比：構(gòu)件破壞時的變形與屈服時的變形的比值,結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,決定抗震構(gòu)造措施等級時應(yīng)考慮的烈度,乙建筑,按特一級 考慮抗震措施 甲類建筑, 采取更有效的抗震措施,A級高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級,二、結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,B級高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級,二、結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,(5) 結(jié)構(gòu)的延性和抗震等級,在“小震不壞、中震可修，大震不倒“的抗震設(shè)計原則下，結(jié)構(gòu)都應(yīng)該設(shè)計成延性結(jié)構(gòu)，即在設(shè)防烈度地震作用下，允許構(gòu)件出現(xiàn)塑性鉸，當(dāng)合理控制塑性鉸部位、構(gòu)件又具有足夠的延性時，可在大震作用下結(jié)構(gòu)不倒塌。 當(dāng)設(shè)計成延性結(jié)構(gòu)時由于塑性變形可以耗散地震能量，結(jié)構(gòu)變形加大，但結(jié)構(gòu)、承受的地震作用( 慣性力)不會直線上升。在這種情況下可降低結(jié)構(gòu)的承載力要求，而結(jié)構(gòu)的塑性變形能力，即延性，應(yīng)當(dāng)足夠好。也可說，當(dāng)延性結(jié)構(gòu)達(dá)到其承載力后，結(jié)構(gòu)是用它的變形能力在抵抗地震作用；反之，如果結(jié)構(gòu)的延性不好，則必須有足夠大的承載力抵抗地震。然而后者會多用材料，也是不經(jīng)濟(jì)的。,影響結(jié)構(gòu)延性的因素： 1.材料 鋼是延性很好的材料，磚石砌體的延性很差，鋼筋混凝土則介于二者之間。如果設(shè)計合理，鋼筋混凝土構(gòu)件可以有較好的延性 2.進(jìn)行結(jié)構(gòu)概念設(shè)計：選擇對抗震有利的結(jié)構(gòu)方案和布置，采取減少扭轉(zhuǎn)和加強(qiáng)抗扭剛度的措施，設(shè)計延性結(jié)構(gòu)和延性構(gòu)件，分析結(jié)構(gòu)的薄弱部位，并采取相應(yīng)措施避免薄弱層過早破壞，盡可能設(shè)置抵抗地震的多道防線。超靜定結(jié)構(gòu)允許部分構(gòu)件屈服或甚至損壞，是抗震結(jié)構(gòu)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)。合理預(yù)見并控制超靜定結(jié)構(gòu)的塑性鉸出現(xiàn)部位，就可能形成抗震的多道防線。第一道防線是指全部結(jié)構(gòu)，其部分構(gòu)件可能屈服，要求具有良好的延性；第二道防線能形成獨立的結(jié)構(gòu)，抵抗總剛度減小后的地震作用。,3.設(shè)計延性結(jié)構(gòu) 4.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施及抗震等級,6、罕遇地震作用下的變形驗算,（1） 下列結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行彈塑性變形驗算： 1）8度、類場地和9度時，高大的單層鋼筋混凝土柱廠房的橫向排架； 2)79度時樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)小于0.5的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)； 3)高度大于150m的鋼結(jié)構(gòu)； 4)甲類建筑和9度時乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)； 5)采用隔震和消能減震設(shè)計的結(jié)構(gòu)。,6、罕遇地震作用下的變形驗算,（2）下列結(jié)構(gòu)宜進(jìn)行彈塑性變形驗算： 1）高度屬于應(yīng)采用時程分析方法范圍并且屬于豎向不規(guī)則類型的高層建筑結(jié)構(gòu)： 2)7度、類場地和8度時乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)； 3)板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)和底部框架磚房； 4)高度不大于150m的高層鋼結(jié)構(gòu)。,控制截面及最不利內(nèi)力,控制截面：內(nèi)力最大的截面 框架梁的控制截面為支座截面及跨中截面；框架柱或墻肢為每層柱（墻肢）的兩端。 梁支座截面的最不利內(nèi)力：最大正彎矩及最大負(fù)彎矩，以及最大剪力；跨中截面為最大正彎矩，有時也可能出現(xiàn)負(fù)彎矩。,柱（墻）是偏壓構(gòu)件?？赡苡兴姆N最不利的內(nèi)力組合： 1.最大彎矩及相應(yīng)的N; 2.最大軸力及相應(yīng)的M; 3.最小軸力及相應(yīng)的M; 4.M較大及