高層建筑結(jié)構(gòu)的基本假定與荷載效應(yīng)組合.ppt

1,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),主 講 人： 謝 孝 副教授 后勤工程學(xué)院建筑工程系 結(jié)構(gòu)教研室 電話(huà):68598194 移動(dòng)CHAPTER Four,2,高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本假定 與荷載效應(yīng)組合,CHAPTER Four,1. 高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本假定,2. 荷載效應(yīng)組合,3. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,3,一、彈性工作狀態(tài)的假定 二、平面結(jié)構(gòu)假定 三、剛性樓板假定 四、水平荷載作用方向,4.1高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本假定,4,一、彈性工作狀態(tài)的假定,1、非抗震設(shè)計(jì)時(shí)（豎向和風(fēng)） 2、抗震設(shè)計(jì)，多遇地震計(jì)算,2019/7/17,5,內(nèi)力與位移計(jì)算的一般原則,可以抵抗在本身平面內(nèi)的側(cè)向力,平面外的剛度很小，可忽略，,在自身平面內(nèi)的剛度很大,平面外剛度很小，可以忽略,6,1、平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)假定,一片框架或簡(jiǎn)力墻在自身平面內(nèi)剛度很大， 可以抵抗在本身平面內(nèi)的側(cè)向力； 而在平面外的剛度很小，可忽略， 即垂直該平面的方向不能抵抗側(cè)向力 整個(gè)結(jié)構(gòu)可分不同方向的平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，共同抵抗結(jié)構(gòu)承受的水平荷載,7,2、剛性樓板假定,水平放置的樓板，在自身平面內(nèi)的剛度很大，可以視為剛度無(wú)限大； 平面外剛度很小，可以忽略 剛性樓板將各平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)連接在一起共同承受水平荷載,8,水平荷載的分配,高層建筑結(jié)構(gòu)分析解決問(wèn)題： （1）總水平荷載在各片平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)間的分配 按剛度和變形分配 （2）計(jì)算每片平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)分到的水平作用下 的內(nèi)力和位移,2019/7/17,9,4.2 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(shí)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(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生總效應(yīng)為最不利的一組,滿(mǎn)足：承載能力極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài),2019/7/17,10,荷載效應(yīng)組合,一、無(wú)地震作用效應(yīng)組合時(shí)：,樓面活荷載組合值系數(shù)、風(fēng)荷載組合值系數(shù) 永久荷載效應(yīng)起控制作用時(shí)分別取值： 0.7、0.0 可變荷載效應(yīng)起控制作用時(shí)分別取值： 1.0 和 0.6 或 0.7 和 1.0 對(duì)書(shū)庫(kù)、檔案庫(kù)、儲(chǔ)藏室、通風(fēng)機(jī)房、電梯機(jī)房 ，樓面活荷載組合系數(shù)取0.9,2019/7/17,11,荷載分項(xiàng)系數(shù)的取值： 承載力計(jì)算 (1) 永久荷載分項(xiàng)系數(shù)： 對(duì)結(jié)構(gòu)不利： 可變荷載效應(yīng)控制的組合： 1.2 永久荷載效應(yīng)控制的組合： 1.35 對(duì)結(jié)構(gòu)有利： 1.0 (2) 樓面活荷載分項(xiàng)系數(shù) 1.4 (3) 風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù) 1.4 位移計(jì)算 以上各分項(xiàng)系數(shù)取值為1.0,荷載效應(yīng)組合,2019/7/17,12,（恒荷載起控制，無(wú)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,2019/7/17,13,二、有地震作用效應(yīng)組合時(shí),風(fēng)荷載的組合值系數(shù)0.2,荷載分項(xiàng)系數(shù)的取值 （位移計(jì)算取1.0）,荷載效應(yīng)組合,14,4.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,承載能力的驗(yàn)算,側(cè)向(水平）位移限制和舒適度要求,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定驗(yàn)算和抗傾覆驗(yàn)算,結(jié)構(gòu)的延性和抗震等級(jí),2019/7/17,15,1) 承載能力的驗(yàn)算 不考慮地震作用組合： 考慮地震作用組合： 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),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,2019/7/17,16,2) 側(cè)向(水平）位移限制和舒適度要求 彈性方法計(jì)算： 彈性方法計(jì)算的樓層層間最大位移與層高之比 ue h 多遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的層間側(cè)移,舒適度的驗(yàn)算： 高度超過(guò)150m，結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)最大加速度值滿(mǎn)足：,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,2019/7/17,17,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,3) 彈塑性方法計(jì)算（罕遇地震作用下薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算） （1）什么情況下要驗(yàn)算 （a）79度設(shè)防、樓層屈服系數(shù) 0.5的框架結(jié)構(gòu) （b）79度設(shè)防、高度較大且沿高度的剛度和質(zhì)量分布很不均勻的高層建筑 （c）特別重要的建筑（甲類(lèi)建筑） （2）薄弱層的位置 （a）樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)沿高度分布均勻的結(jié)構(gòu)，可取底層 （b）樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)沿高度分布不均勻的結(jié)構(gòu)，可取屈服系數(shù)最小的樓層及相對(duì)較小的樓層，一般不超過(guò)23處,2019/7/17,18,4) 屈服強(qiáng)度系數(shù)： 按構(gòu)件實(shí)際配筋和材料標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度計(jì)算的樓層受剪承載力 和罕遇大震作用（標(biāo)準(zhǔn)值）下由彈性計(jì)算得到的樓層剪力之比。,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,2019/7/17,19,結(jié)構(gòu)薄弱層（部位）彈塑性層間位移要求：,式中 h薄弱層層高 大震下薄弱層層間彈塑性位移 大震下薄弱層的層間彈性位移 彈塑性位移增大系數(shù)。當(dāng)薄弱層y不小于相鄰層平均的80時(shí)，按照表219采用，當(dāng)薄弱層y小于相鄰層平均y的50時(shí)，取表中數(shù)值的1.5倍，其余情況可用內(nèi)插法 說(shuō)明：薄弱層彈塑性側(cè)移驗(yàn)算應(yīng)在截面設(shè)計(jì)完成之后進(jìn)行,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,20,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定驗(yàn)算指水平荷載作用下的穩(wěn)定問(wèn)題 P41 抗傾覆驗(yàn)算： Ms/Mo1.0,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,5) 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定驗(yàn)算和抗傾覆驗(yàn)算,2019/7/17,21,6) 結(jié)構(gòu)的延性和抗震等級(jí),延性：結(jié)構(gòu)構(gòu)件吸收能量的能力(力位移曲線(xiàn)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(shí)的變形與屈服時(shí)的變形的比值,抗震等級(jí)：由結(jié)構(gòu)類(lèi)型、設(shè)防烈度、建筑高度等因素確定,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,22,根據(jù)設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類(lèi)型和房屋高度區(qū)分為不同的抗震等級(jí)，采用相應(yīng)的計(jì)算和構(gòu)造措施，抗震等級(jí)的高低，體現(xiàn)了對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能要求的嚴(yán)格程度。 抗震等級(jí)分：特一級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)。,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,抗震等級(jí):,23,決定抗震構(gòu)造措施等級(jí)時(shí)應(yīng)考慮的烈度,乙類(lèi)超高建筑,按特一級(jí) 考慮抗震措施 甲類(lèi)建筑, 采取更有效的抗震措施,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,24,A級(jí)高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,25,B級(jí)高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,26,7) 罕遇地震作用下的變形驗(yàn)算,下列結(jié)構(gòu) 應(yīng) 進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算： 1）8度、類(lèi)場(chǎng)地和9度時(shí)，高大的單層鋼筋混凝土柱廠(chǎng)房的橫向排架； 2) 79度時(shí)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(lèi)建筑和9度時(shí)乙類(lèi)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(jì)的結(jié)構(gòu)。,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,27,罕遇地震作用下的變形驗(yàn)算,下列結(jié)構(gòu) 宜 進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算： 1）高度屬于應(yīng)采用時(shí)程分析方法范圍并且屬于豎向不規(guī)則類(lèi)型的高層建筑結(jié)構(gòu); 2) 7度、類(lèi)場(chǎng)地和8度時(shí)乙類(lèi)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)。,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,28,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求小結(jié),1 強(qiáng)度問(wèn)題構(gòu)件截面承載力驗(yàn)算 2 剛度問(wèn)題正常使用條件下結(jié)構(gòu)水平 位移驗(yàn)算 3 穩(wěn)定問(wèn)題結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與抗傾覆驗(yàn)算 4 延性問(wèn)題抗震結(jié)構(gòu)的延性要求 5 經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題抗震結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)要求,2019/7/17,29,計(jì)算圖