高层建筑结构设计第四章设计要求ppt课件

我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第4章 设计要求高层建筑结构计算的一般步骤高层建筑结构计算的一般步骤1.计算各种荷载作用下的内力和位移；计算各种荷载作用下的内力和位移；2.按不同工况的荷载，组合最不利的计算内力及位移；按不同工况的荷载，组合最不利的计算内力及位移；3.进行结构设计。进行结构设计。结构设计的目标结构设计的目标结构设计的目标结构设计的目标1.满足结构的满足结构的承载力承载力及及刚度刚度要求，即保证结构的安全和正常使用；要求，即保证结构的安全和正常使用；2.结构抗风及抗震对承载力及位移的要求不同，结构抗风及抗震对承载力及位移的要求不同，较高的结构较高的结构还要考虑还要考虑风荷风荷下的舒适度下的舒适度要求；结构要满足抗震设防的延性要求。要求；结构要满足抗震设防的延性要求。第4章 设计要求高层建筑结构计算的一般步骤计算各种荷载作用1我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 1 1、平面布置缺陷：、平面布置缺陷：平面尺寸过于狭长平面尺寸过于狭长横向抗侧能力较弱，变形较大；横向抗侧能力较弱，变形较大；抗侧力构件偏心严重抗侧力构件偏心严重远离刚度中心的构件所受扭转剪力较大；远离刚度中心的构件所受扭转剪力较大；平面不规则、凹凸严重平面不规则、凹凸严重建筑阴角、阳角易首先发生破坏；建筑阴角、阳角易首先发生破坏；2 2、抗侧力构件的竖向布置缺陷：、抗侧力构件的竖向布置缺陷：抗抗侧侧力力构构件件在在竖竖向向不不连连续续传传力力受受挫挫，易易形形成成薄薄弱弱层层 (框框支支层层、转换层等转换层等)抗侧力构件在竖向突变抗侧力构件在竖向突变刚度变化剧烈，易形成薄弱层；刚度变化剧烈，易形成薄弱层；建筑顶部负重较大建筑顶部负重较大鞭端效应严重。鞭端效应严重。4.1 4.1 建筑体形及结构总体布置的规则性建筑体形及结构总体布置的规则性 高层建筑上部结构缺陷导致的常见震害：高层建筑上部结构缺陷导致的常见震害：4.1.1 4.1.1 地震地震震害及震害及抗震概念设计抗震概念设计 1、平面布置缺陷：4.1 建筑体形及结构总体布置的规则性2我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 抗震概念设计抗震概念设计 建筑、结构设计建筑、结构设计师们用抗震用抗震设计原原则和思想，和思想，总体控制建筑总体控制建筑体型，选择计算模型、构造设计：体型，选择计算模型、构造设计：进行进行建筑建筑结构的合理选型结构的合理选型;确定计算模型、确定计算模型、确定构造处理方案确定构造处理方案。具体而言，抗震概念设计就是：有意识地控制结构总体系与分体系、具体而言，抗震概念设计就是：有意识地控制结构总体系与分体系、分体系与构件之间的受力特征，使结构各部分协同工作，从而达到即安全可分体系与构件之间的受力特征，使结构各部分协同工作，从而达到即安全可靠又经济合理的效果。靠又经济合理的效果。随建造层数加多，结构材料用量也将有很大增加，但只要结构工程师和随建造层数加多，结构材料用量也将有很大增加，但只要结构工程师和建筑师合作恰当，优化总体方案，那么材料用量是完全可以合理控制的。建筑师合作恰当，优化总体方案，那么材料用量是完全可以合理控制的。抗震概念设计 具体而言，抗震概念设计就是：有意识地3我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 高高层层建建筑筑混混凝凝土土结结构构技技术术规规程程规规定定，高高层层建建筑筑设设计计的的总总体原则（抗震概念设计的原则）：体原则（抗震概念设计的原则）：1.不应采用严重不规则（平面和立面）的结构体系。结构应不应采用严重不规则（平面和立面）的结构体系。结构应具有必要的具有必要的承载承载能力和能力和变形变形能力；应避免因部分破坏而导能力；应避免因部分破坏而导致整个结构丧失承载能力；对可能的致整个结构丧失承载能力；对可能的薄弱部位薄弱部位，应采取有，应采取有效措施予以效措施予以加强加强。2.2.建筑抗震设防宜具有多道防线。建筑抗震设防宜具有多道防线。3.3.竖向布置和水平布置宜采用竖向布置和水平布置宜采用合理的刚度合理的刚度和和承载能力承载能力分布。分布。应避免因刚度的局部突变和结构的扭转效应而形成薄弱部应避免因刚度的局部突变和结构的扭转效应而形成薄弱部位；结构平面布置应位；结构平面布置应均匀对称均匀对称并具有较好的并具有较好的抗扭刚度抗扭刚度；竖；竖向布置应使向布置应使结构刚度均匀结构刚度均匀无突变。无突变。高层建筑混凝土结构技术规程规定，高层建筑设计的总4我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1 1）采用规则结构，不应采用严重不规则结构。）采用规则结构，不应采用严重不规则结构。平面宜简单、规则、尽量对称；平面宜简单、规则、尽量对称；避免过度凹凸；避免过度凹凸；力求刚度中心和荷载中心重合力求刚度中心和荷载中心重合避免不规则引起的扭转；竖向宜连续、抗侧刚度分布均衡竖向宜连续、抗侧刚度分布均衡避免结构刚度、承载力突变；避免结构刚度、承载力突变；2）具有明确的计算简图和传力路径；具有明确的计算简图和传力路径；3）具有足够的承载力和抗侧刚度；具有足够的承载力和抗侧刚度；4 4）具备良好的弹塑性变形能力和延性耗能能力，有一定的冗）具备良好的弹塑性变形能力和延性耗能能力，有一定的冗余度；余度；抗震高层建筑的建筑形体和结构布置抗震高层建筑的建筑形体和结构布置原则原则6 6）多道设防，避免连续倒塌）多道设防，避免连续倒塌 力求上部结构与基础的协同工作力求上部结构与基础的协同工作避免不均匀沉降及地基的过度变形。不均匀沉降及地基的过度变形。尽量降低结构中心尽量降低结构中心有利于减小水平地震作用的影响，增强结构自稳定能力5）构件之间、构件与主体之间连接较好；构件之间、构件与主体之间连接较好；加强结点设计加强结点设计避免因点及面因点及面的破坏；1）采用规则结构，不应采用严重不规则结构。2）具有明确的计算5我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.1.2 4.1.2 建筑平面和结构平面布置建筑平面和结构平面布置一、平面形状限值：一、平面形状限值：限值参数：限值参数：(L/B)(L/B)maxmax、(l/B(l/B maxmax)maxmax、(l/b)(l/b)maxmax。二、楼面刚度：楼面刚度宜大，有利于荷载传递、内力重分布；二、楼面刚度：楼面刚度宜大，有利于荷载传递、内力重分布；三三、抗抗侧侧构构件件：平平面面上上对对称称、靠靠外外、纵纵横横向向同同时时布布时时，有有利利于于抗抗扭扭、抗抗侧侧；抗侧刚度中心宜与其质量中心接近，利于减小扭转效应；抗侧刚度中心宜与其质量中心接近，利于减小扭转效应；塔式平面较塔式平面较板式平面利于板式平面利于抗震、抗风；抗震、抗风；凸多边形有凸多边形有利于抗风；利于抗风；4.1.2 建筑平面和结构平面布置一、平面形状限值：限值参6我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物塔式平面各向较均衡，利于抗震、抗风；板式平面在偏心荷载下易于扭转，不利于抗震、抗风；有时应考虑设防震缝。塔式平面各向较均衡，利于抗震、抗风；板式平面在偏心荷载7我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.1.3 建筑立面和结构沿高度布置建筑立面和结构沿高度布置竖向抗侧构件布置竖向抗侧构件布置的原则：的原则：竖向抗侧构件应尽量连续布置；竖向抗侧构件应尽量连续布置；限制采用底部框架限制采用底部框架-剪力墙结构，以避免荷载传递难、应力集中、刚剪力墙结构，以避免荷载传递难、应力集中、刚度突变；度突变；尽量将质量大的设备间、水箱间布置在低层，以减小地震作用的影尽量将质量大的设备间、水箱间布置在低层，以减小地震作用的影响，避免鞭梢响，避免鞭梢(端端)效应。效应。竖向抗侧构件的刚度应变化均匀，否则易产生结构薄弱层。竖向抗侧构件的刚度应变化均匀，否则易产生结构薄弱层。钢筋砼高规钢筋砼高规规定：规定：上部内收上部内收 H1/H 0.20.2时，宜时，宜 B1B1/B 0.750.75；上部外挑时上部外挑时 宜宜B B/B10.910.9，宜，宜 B1B4mB4m。底部框架底部框架-剪力墙结构中，剪力墙结构中，框支层楼面应有足够的刚度，底部必框支层楼面应有足够的刚度，底部必须有足够的间距适宜的落地剪力墙，须有足够的间距适宜的落地剪力墙，以以保证楼面荷载的可靠保证楼面荷载的可靠传递、刚度的合理变化。传递、刚度的合理变化。4.1.3 建筑立面和结构沿高度布置竖向抗侧构件布置的原则8我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.1.4 4.1.4 建筑结构不规则建筑结构不规则1 1、平平面面不不规规则则：扭扭转转不不规规则则;楼楼面凹凸不规则面凹凸不规则;楼板不连续。楼板不连续。1)1)扭转不规则：扭转不规则：周期比周期比 ：结构以扭转为主的第一自振周期结构以扭转为主的第一自振周期 结构以平动为主的第结构以平动为主的第一一自振周期自振周期 A A级建筑，应级建筑，应 0.90.9，B B级建筑，应级建筑，应 0.850.85。严重扭转不规则；严重扭转不规则；一般扭转不规则一般扭转不规则4.1.4 建筑结构不规则1、平面不规则：扭转不规则;楼面9我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2)楼面凹凸不规则楼面凹凸不规则：B/BB/Bmaxmax 0.3 时3)3)楼板不连续：楼板处，楼板不连续：楼板处，b/Bb/B 50%50%，或楼板开洞率或楼板开洞率30%30%，或有较大错层。，或有较大错层。较大错层2)楼面凹凸不规则：B/Bmax 0.3 时3)楼板不连续10我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 竖向不规则：竖向不规则：结构抗侧刚度结构抗侧刚度:K=K=层剪力层剪力/弹性层间位移；弹性层间位移；1 1)K Ki i0.7K0.7Ki+1i+1，或或 K Ki i0.8(K0.8(Ki+1i+1+K+Ki+2i+2+K+Ki+3i+3)/3)/3，或或 B Bi i/B/Bi-1i-10.250.25(in)(in)；竖向不规则：结构抗侧刚度:K=层剪力/弹性层间位移；11我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2)竖向抗侧力构件不连续不连续下传，或在某层中断；3)楼层层间受剪承载力变化过大楼层层间受剪承载力变化过大 Qy,i 0.8 Qy,i+12)竖向抗侧力构件不连续下传，或在某层中断；3)楼层层间受剪12我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1 1、柱、墙的轴压比、柱、墙的轴压比 应小于最大限值，以控制结构的延性；应小于最大限值，以控制结构的延性；2 2、楼层剪力系数、楼层剪力系数 应大于最小限值，即楼层地震剪力设计值应大于最小限值，即楼层地震剪力设计值 不不低于最小限值，也称剪重比应满足最小值要求。低于最小限值，也称剪重比应满足最小值要求。3 3、结构相邻楼层的、结构相邻楼层的抗侧刚度比抗侧刚度比 K Ki i/K/Ki+1i+1等应小于最大限值：以避免结构竖等应小于最大限值：以避免结构竖向刚度突变，形成薄弱层。向刚度突变，形成薄弱层。4 4、位移比位移比（某楼层处，最大层间位移（某楼层处，最大层间位移/平均层间位移）：主要为控制结构平平均层间位移）：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。控制比例为面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。控制比例为1.51.5。5 5、周期比、周期比T Tt1t1/T/T1 1：T Tt1t1、T T1 1分别为结构以扭转为主及以平动为主的第一自振分别为结构以扭转为主及以平动为主的第一自振周期，周期，T Tt1t1/T/T1 1较小，有利于控制结构扭转效应，较小，有利于控制结构扭转效应，6 6、刚重比：目的主要是控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆；、刚重比：目的主要是控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆；7 7、剪跨比剪跨比 M/M/(Vh(Vh0 0)：梁梁，a/ha/h0 0；柱，柱，H Hi i/h/h0i0i。7 7、剪、剪压比比 梁柱梁柱 V/(fV/(fc cbhbh0 0)：应保证应保证梁柱的截面尺寸。梁柱的截面尺寸。8 8、跨高比：梁（非剪力跨高比：梁（非剪力墙的的连梁）的跨高比小于梁）的跨高比小于5 5和深梁都和深梁都应应按照深受弯构按照深受弯构件件进行行计算的。算的。9 9、延性比：延性比即为弹塑性位移增大系数。、延性比：延性比即为弹塑性位移增大系数。高层混凝土结构设计中的几个重要控制参数：高层混凝土结构设计中的几个重要控制参数：1、柱、墙的轴压比 应小于最大限值，以控制结构的13我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 高层建筑混凝土结构技术规程JCJ32002规定，高层建筑设计的总体原则（抗震概念设计概念设计的原则）：1.不应采用严重不规则（不规则（平面和立面）的结构体系。结构应具有必要的承载能力和变形能力；应避免因部分破坏而而导致整个结构丧失承载能力；对可能的薄弱部位，应采取有效措施予以加强。2.建筑抗震设防宜具有多道防线多道防线。3.3.竖向布置竖向布置和水平布置水平布置宜采用合理的刚度和承载能力分布。应避免应避免因刚度的局部突变局部突变和结构的扭转效应扭转效应而形成薄弱部薄弱部位位；结构平面布置应平面布置应均匀对称并具有较好的抗扭刚度；竖竖向布置应使向布置应使结构刚度均匀无突变。高层建筑混凝土结构技术规程JCJ32002规定14我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.2 4.2 楼层最小地震剪力系数及楼层地震剪力调整楼层最小地震剪力系数及楼层地震剪力调整4.2.1 4.2.1 楼层最小地震剪力系数楼层最小地震剪力系数 抗震验算时，结构任一楼层抗震验算时，结构任一楼层i i层的水平地震剪力应：层的水平地震剪力应：剪力系数，不应小于表剪力系数，不应小于表5.2.55.2.5规定的楼层最小地震剪力系数值，对规定的楼层最小地震剪力系数值，对竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.151.15的增大系数；的增大系数；4.2 楼层最小地震剪力系数及楼层地震剪力调整4.2.115我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物验算范围验算范围除除6度建筑（度建筑（IV类场地上的较高层除外）和规定可不进行验算的结构类场地上的较高层除外）和规定可不进行验算的结构外，均应进行结构抗震验算。外，均应进行结构抗震验算。验算内容验算内容截面截面抗震承载力抗震承载力计算。计算。抗震抗震变形验算变形验算多遇多遇地震作用下的地震作用下的弹性变形弹性变形验算验算非结构构件的破坏非结构构件的破坏罕遇罕遇地震作用下的地震作用下的弹塑性变形弹塑性变形验算验算抗倒塌抗倒塌1 强度问题强度问题构件截面承载力验算构件截面承载力验算2 刚度问题刚度问题正常使用条件下结构水平位移验算正常使用条件下结构水平位移验算3 稳定问题稳定问题结构稳定与抗倾覆验算结构稳定与抗倾覆验算4 延性问题延性问题抗震结构的延性要求抗震结构的延性要求5 经验问题经验问题抗震结构的概念设计要求抗震结构的概念设计要求高层建筑结构设计的基本要求高层建筑结构设计的基本要求验算范围1 强度问题构件截面承载力验算高层建筑结构设计的16我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物抗震设计时，框架抗震设计时，框架-剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层框架总剪力应符合下列规定：框架总剪力应符合下列规定：1.（4-3）满足上式要求的楼层，其框架总剪力不必调整；不满足要求的楼层，其满足上式要求的楼层，其框架总剪力不必调整；不满足要求的楼层，其框架总剪力应按框架总剪力应按0.2V0和和1.5Vm,max二者的较小值采用；二者的较小值采用；V0对框架柱数量从下至上基本不变的结构，应取对应于地震作用标准对框架柱数量从下至上基本不变的结构，应取对应于地震作用标准值的结构底层总剪力；对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构，值的结构底层总剪力；对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构，应取每段底层结构对应于地震作用标准值的总剪力；应取每段底层结构对应于地震作用标准值的总剪力；Vf对应于地震作用标准值且未经调整的各层（或某一段内各层）框架承对应于地震作用标准值且未经调整的各层（或某一段内各层）框架承担的地震总剪力；担的地震总剪力；Vf,max对框架柱数量从下至上基本不变的结构，应取对应于地震作用标对框架柱数量从下至上基本不变的结构，应取对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值；对框架柱数准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值；对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构，应取每段中对应于地震作用标准值量从下至上分段有规律变化的结构，应取每段中对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值。且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值。4.2.2 楼层地震剪力调整楼层地震剪力调整 抗震设计时，框架-剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层框架总17我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.3 4.3 承载力验算承载力验算 承载力极限状态要求按荷载效应的最不利组合验算，其一般表达式为：承载力极限状态要求按荷载效应的最不利组合验算，其一般表达式为：无地震作用时无地震作用时 0 0SR SR 有地震作用时有地震作用时 0 0S SE ERRE E/RERE抗抗震震规规范范采采用用承承载载力力抗抗震震调调整整系系数数RE RE 调调整整结结构构的的效效应应计计算算值值。RERE1.01.0，其主要原因是：，其主要原因是：在荷载的反复作用下，结构承载力会降低；在荷载的反复作用下，结构承载力会降低；地地震震是是一一种种偶偶然然作作用用，其其持持续续时时间间一一般般较较短短，材材料料性性能能在在短短期期荷荷载载作作用下时略优于长期荷载作用时，且结构对可靠度的要求可略低些。用下时略优于长期荷载作用时，且结构对可靠度的要求可略低些。RERE的意义及特点：的意义及特点：适度降低了结构的可靠度；适度降低了结构的可靠度；受弯构件的延性和耗能能力好，受弯构件的延性和耗能能力好，RERE值较小值较小,RERE=0.75=0.75；钢筋混凝土构件受剪和偏拉时延性差，钢筋混凝土构件受剪和偏拉时延性差，RERE=0.85=0.85；钢结构连接可靠度要求高，钢结构连接可靠度要求高，RERE值也高值也高,RERE=0.75=0.750.90 0.90。4.3 承载力验算 承载力极限状态要求按荷载效应的最不利组18我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物地震作用下的作用效应组合组合类型组合类型地震作用地震作用用途用途多遇多遇地震作用下作用效应的地震作用下作用效应的基本组合基本组合多遇地震多遇地震截面抗震验算截面抗震验算多遇地震多遇地震作用下作用下短期效应短期效应多遇地震多遇地震弹性变形弹性变形验算验算罕遇地震罕遇地震作用下短期效应作用下短期效应罕遇地震罕遇地震弹塑性变形弹塑性变形验算验算内力基本组合设计值内力基本组合设计值抗震承载力设计值抗震承载力设计值承载力调整系数承载力调整系数地震作用下的作用效应组合组合类型地震作用用途多遇地震作用下作19我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物使用阶段层间位移限制使用阶段层间位移限制4 44 4 变形验算变形验算 目的：目的：1 1）防止主要结构开裂、损坏；）防止主要结构开裂、损坏；2 2）防止填充、装修开裂、损坏；）防止填充、装修开裂、损坏；3 3）防止过大侧移，以引发人的不适、）防止过大侧移，以引发人的不适、影响正常使用、产生附加内力。影响正常使用、产生附加内力。双控表达式：双控表达式：1 1）层间位移）层间位移 u/hu/h u/hu/h；2 2）顶点位移）顶点位移 u/H u/Hu/H u/H。荷载组合荷载组合 1 1）不考虑重力荷载引起的侧移；）不考虑重力荷载引起的侧移；2 2）各水平荷载单独作用；）各水平荷载单独作用；3 3）荷载分项系数取）荷载分项系数取1.01.0。位移限值位移限值 地震作用下的位移限值略宽松地震作用下的位移限值略宽松 使用阶段层间位移限制44 变形验算 目的：1）防止主20我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物正常使用情况下，建筑结构正常使用情况下，建筑结构层间位移限值层间位移限值(/h,/h,)H150mH150m的钢筋砼结构的钢筋砼结构框架结构框架结构1/5501/550框架框架-剪力墙、框架剪力墙、框架-核心筒核心筒1/8001/800剪力墙、筒中筒、框支层结构剪力墙、筒中筒、框支层结构1/10001/1000H250mH250m的钢筋砼结构的钢筋砼结构1/5001/500钢结构钢结构1/3001/3004 44.1 4.1 弹性变形验算弹性变形验算 正常使用情况下，建筑结构层间位移限值(/h,)H121我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物罕遇地震作用下的弹塑性层间位移罕遇地震作用下的弹塑性层间位移uuh h限值限值钢筋混凝土框架结构钢筋混凝土框架结构 1/50 1/50 钢筋混凝土框架钢筋混凝土框架-剪力墙、框架剪力墙、框架-核心筒核心筒 1/1001/100钢筋混凝土筒中筒、剪力墙结构、框支层结构钢筋混凝土筒中筒、剪力墙结构、框支层结构 1/1201/120钢结构钢结构 1/50 1/50 罕遇地震作用下，要限制结构的最大弹塑性层间侧移，罕遇地震作用下，要限制结构的最大弹塑性层间侧移，以防止结构倒塌。以防止结构倒塌。4.4.2 4.4.2 弹塑性变形限值弹塑性变形限值防止倒塌的层间位移限制防止倒塌的层间位移限制（/h,)/h,)罕遇地震作用下的弹塑性层间位移uh限值 罕遇地震作用下22我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.5 荷载效应组合及最不利内力荷荷载载效效应应组组合合是是满满足足规规范范可可靠靠度度要要求求的的基基本本方方法法，是是结结构构设设计计的的重重要要环环节节，又又是是一一种种技技术术性性很很强强而而又又十十分分烦烦琐琐的的工工作作，结结构构工工程程师师应应当当了了解解荷荷载载效效应应组组合合的的要要求求与与方方法法，以以便便对对设设计进行检查与校核，判断程序的正确性。计进行检查与校核，判断程序的正确性。荷载组合：考虑结构设计使用期限内可能出现多种荷载共存荷载组合：考虑结构设计使用期限内可能出现多种荷载共存的情况，将各种荷载的情况，将各种荷载(也称为也称为“工况工况”)的单独作用效应（内力、的单独作用效应（内力、位移等）按一定权值进行组合，用组合后的效应值进行结构配位移等）按一定权值进行组合，用组合后的效应值进行结构配筋等设计，使结构能经受可能遭遇的各类不利条件。筋等设计，使结构能经受可能遭遇的各类不利条件。注意：注意：结构的不同效应应取不同的工况组合；结构的不同效应应取不同的工况组合；不同构件的最不利内力或位移不一定来自同一工况不同构件的最不利内力或位移不一定来自同一工况。4.5 荷载效应组合及最不利内力荷载效应组合是满足规范可靠23我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物451 荷载效应组合 内力组合内力组合对构件的控制截面处的活荷载内力、位移等按某种方式组合，对构件的控制截面处的活荷载内力、位移等按某种方式组合，以得到该截面设计的最不利内力或位移值。以得到该截面设计的最不利内力或位移值。组合工况组合工况内力组合时，活荷载同时出现的状况。内力组合时，活荷载同时出现的状况。分无地震作用组合、有地震作用组合。分无地震作用组合、有地震作用组合。由于按极限状态法计算，所以内力组合时，根据荷载性质的不同，由于按极限状态法计算，所以内力组合时，根据荷载性质的不同，荷载效荷载效应应在在荷载标准值效应荷载标准值效应的基础的基础上乘以上乘以各自的各自的分项系数分项系数和和组合系数组合系数。1.1.无地震作用时的效应组合无地震作用时的效应组合1)1)适用范围：适用范围：非抗震设计非抗震设计及及低于低于6 6度抗震设防度抗震设防不作地震作用计算时，表达式：不作地震作用计算时，表达式：S=S=G GS SGk Gk+Q1Q1Q1Q1S SQ1K Q1K+w ww wS Swkwk（4-64-6）S=S=G GS SGkGk+Q1Q1Q1Q1S SQ1K Q1K+QiQiciciS SQikQik S S：荷载效应组合设计值；：荷载效应组合设计值；Q1Q1、w w：最显著活荷载、风荷载的组合系数。：最显著活荷载、风荷载的组合系数。S SGkGk、S SQ1KQ1K、S Swkwk用恒载、活荷载、风荷载标准值计算的荷载标准值效应；用恒载、活荷载、风荷载标准值计算的荷载标准值效应；G G、Q1Q1、w w恒载、第一个显著活荷载、风荷载效应的分项系数；恒载、第一个显著活荷载、风荷载效应的分项系数；恒载 活荷载 风荷载451 荷载效应组合 内力组合对构件的控制截面24我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物表表5.6.4 地震设计状况时荷载和作用的分项系数地震设计状况时荷载和作用的分项系数注：注：l，g为重力加速度；为重力加速度；2，“一一”表示组合中不考虑该项荷载或作用效应。表示组合中不考虑该项荷载或作用效应。参与参与组合的荷合的荷载和作用和作用GEhEvw说 明明重力荷重力荷载及水平地震作及水平地震作用用1.21.3抗震抗震设计的高的高层建筑建筑结构均构均应考考虑重力荷重力荷载及及竖向地震作向地震作用用1.21.39度抗震度抗震设计时考考虑：水平：水平长悬臂和大跨度臂和大跨度结构构7度度(0.15g)、8度、度、9度抗震度抗震设计时考考虑重力荷重力荷载、水平地震及、水平地震及竖向地震作用向地震作用1.21.30.59度抗震度抗震设计时考考虑；水平；水平长悬臂和大跨度臂和大跨度结构构7度度(0.15g)、8度、度、9度抗震度抗震设计时考考虑重力荷重力荷载、水平地震作、水平地震作用及用及风荷荷载1.21.31.460m以上的高以上的高层建筑考建筑考虑重力荷重力荷载、水平地震作、水平地震作用、用、竖向地震作用及向地震作用及风荷荷载1.21.30.51.460m以上的高以上的高层建筑建筑9度抗度抗震震设计时考考虑；水平；水平长悬臂臂和大跨度和大跨度结构构7度度(0.15g)、8度、度、9度抗震度抗震设计时考考虑表5.6.4 地震设计状况时荷载和作用的分项系数注：l，g25我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2 2）规范对工况、分项系数、组合系数的规定）规范对工况、分项系数、组合系数的规定A A 恒载的效应分项系数恒载的效应分项系数G GA A、荷载效应对结构不利时、荷载效应对结构不利时 可变荷载控制的组合，可变荷载控制的组合，G G=1.2=1.2；永久荷载控制的组合，永久荷载控制的组合，G G=1.35=1.35；B B、荷载效应对结构有利时，、荷载效应对结构有利时，一般情况一般情况,取取G G=1.0=1.0，倾覆、滑移或漂浮验算时，取倾覆、滑移或漂浮验算时，取G G=0.9=0.9。B B 楼面活荷载效应分项系数楼面活荷载效应分项系数Q Q 一般取一般取Q Q=1.4=1.4；Q QK K4kN/m4kN/m2 2时时,Q Q=1.3=1.3；风荷载，一般取风荷载，一般取w w=1.4=1.4。C C 楼面活荷载组合系数楼面活荷载组合系数Q1Q1：可变荷载控制的组合，可变荷载控制的组合，Q1Q1=1.0=1.0；永久荷载控制的组合，永久荷载控制的组合，Q1Q1=0.7=0.7风荷载组合系数：风荷载组合系数：高层建筑高层建筑w w=1.0=1.0；多层建筑多层建筑w w=0.6=0.6。D D 竖向恒荷载效应控制时，不记风荷载，即竖向恒荷载效应控制时，不记风荷载，即w w=0=0w位移计算属正常使用极限状态的验算，各分项系数均取位移计算属正常使用极限状态的验算，各分项系数均取1.01.0，即按标准组，即按标准组合计算。合计算。恒载恒载+活载：活载：1.2S1.2SGkGk+1.4S+1.4SQ1KQ1K；1.35S1.35SGkGk+1.4*0.7*S+1.4*0.7*SQ1KQ1K恒载恒载+活载活载+风荷载：风荷载：高层建筑，高层建筑，1.2S1.2SGkGk+1.4S+1.4SQ1KQ1K+1.4*1.0*S+1.4*1.0*Swkwk 3 3）高层建筑无地震作用组合基本的两种荷载工况）高层建筑无地震作用组合基本的两种荷载工况2）规范对工况、分项系数、组合系数的规定A 恒载的效应分项系26我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.2.有地震作用的荷载效应组合有地震作用的荷载效应组合 S SE E=G GS SGE GE +EhEhS SEhk Ehk +EvEvS SEvk Evk +w ww wS Swkwk （4-74-7）S SE E：有地震作用荷载效应组合的设计值；：有地震作用荷载效应组合的设计值；S SGEGE、G G：重重力力荷荷载载代代表表值值(恒恒载载与与活活载载的的一一种种组组合合值值)的的效效应应及及其其分分项项系系数；数；通常，通常，G=G=恒载恒载+活载活载(=0.50.85)=0.50.85)；G G=1.2=1.2，重力荷载效应对构件承载力有利时，取重力荷载效应对构件承载力有利时，取G G=1.0=1.0；S SEhkEhk、EhEh：水平地震作用标准值的荷载效应及其分项系数；：水平地震作用标准值的荷载效应及其分项系数；S SEvkEvk、EvEv：竖向地震作用标准值的荷载效应及其分项系数；：竖向地震作用标准值的荷载效应及其分项系数；S Swkwk、W W、w w：风风荷荷载载标标准准值值的的荷荷载载效效应应、分分项项系系数数及及其其组组合合值值系系数数。高高层建筑中，层建筑中，w w=0.2=0.2。恒载恒载 水平地震作用水平地震作用 竖向地震作用竖向地震作用 风荷载风荷载水平地震作用，水平地震作用，EhEh=1.3=1.3；竖向地震作用：仅与竖向荷载组合时，竖向地震作用：仅与竖向荷载组合时，EvEv=1.3=1.3；与重力荷载、水平地震作用组合时与重力荷载、水平地震作用组合时EvEv=0.5=0.5；位移计算时，所有分项系数取位移计算时，所有分项系数取1.01.0。2.有地震作用的荷载效应组合 SE=GSGE 27我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2)高层建筑有地震作用组合的基本工况：高层建筑有地震作用组合的基本工况：一般高层建筑：一般高层建筑：1.21.2S SG Gk k+1.3S+1.3SEhkEhk；60m60m以上以上高层建筑高层建筑另增加的项目另增加的项目：1.2S1.2SGEGE+1.3S+1.3SEhkEhk+1.4*0.2S+1.4*0.2Swkwk 9 9度设防度设防的高层建筑增加项：的高层建筑增加项：1.2S1.2SGEGE+1.3S+1.3SEhkEhk+0.5*S0.5*SEvkEvk 9 9度设防度设防高层建筑增加项：高层建筑增加项：1.2S1.2SGEGE+1.3S1.3SEvkEvk9 9度度60m60m以上以上高层建筑：高层建筑：1.2S1.2SGEGE+1.3S+1.3SEhkEhk+0.5*S+0.5*SEvkEvk+1.4*0.2S1.4*0.2Swkwk 取较大值4.5.2 4.5.2 竖向活荷载的布置竖向活荷载的布置永久永久荷载是长期作用的，计算内力时必须荷载是长期作用的，计算内力时必须满布满布。竖向活荷载是可变的，理论上应按最不利布置计算截面最不利内力。但一竖向活荷载是可变的，理论上应按最不利布置计算截面最不利内力。但一般高层建筑的活荷载不大，它产生的内力所占比重较小。般高层建筑的活荷载不大，它产生的内力所占比重较小。混凝土高规混凝土高规及及高钢规高钢规均规定：均规定：除结构的竖向活荷载很大时，除结构的竖向活荷载很大时，应考虑活荷载不利布应考虑活荷载不利布置外，置外，高层建筑结构高层建筑结构总体总体计算计算时可不考虑活荷载的不利布置；但竖向活荷时可不考虑活荷载的不利布置；但竖向活荷载很大时，仍应考虑活荷载不利布置。载很大时，仍应考虑活荷载不利布置。2)高层建筑有地震作用组合的基本工况：一般高层建筑：28我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.5.3 4.5.3 水平荷载的方向水平荷载的方向 风风荷荷载载、水水平平地地震震作作用用的的方方向向是是随随机机的的。但但设设计计时时考考虑虑主主轴轴及及其其正正交交方方向向的水平荷载，应以正、负号区分方向。的水平荷载，应以正、负号区分方向。在在矩矩形形平平面面的的结结构构中中，正正负负两两个个方方向向荷荷载载相相等等，符符号号相相反反；内内力力大大小小相相等等，符符号相反。号相反。在平面布置复在平面布置复杂或不对称的杂或不对称的结构中，不同结构中，不同方向的水平荷方向的水平荷载可能对不同载可能对不同构件形成不一构件形成不一致的内力效果，致的内力效果，所以要选择不所以要选择不同方向的水平同方向的水平荷载，分别分荷载，分别分析，最后按不析，最后按不同工况分别组同工况分别组合。合。4.5.3 水平荷载的方向 风荷载、水平地震作用的方向是29我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.5.4 4.5.4 控制截面及最不利内力控制截面及最不利内力结构设计可以分别按每个构件的控制截面进行内力组合，并做配筋设计。结构设计可以分别按每个构件的控制截面进行内力组合，并做配筋设计。控制截面控制截面:内力最大或结构最不利的截面。内力最大或结构最不利的截面。梁支座截面的最不利内力为梁支座截面的最不利内力为最大剪力最大剪力及及最大负弯矩最大负弯矩；1-11-1，3-33-3梁跨中截面的最不利内力为梁跨中截面的最不利内力为最大正弯矩最大正弯矩，有时，有时也可能出现负弯矩也可能出现负弯矩；2-22-2柱柱(墙墙)是偏压构件，四种不利的是偏压构件，四种不利的M M、N N内力：内力：截面配筋计算时，应采用构件端部截面的内力，而不是轴线处的内力，见截面配筋计算时，应采用构件端部截面的内力，而不是轴线处的内力，见图图4-34-3。(M)(M)maxmax及相应的及相应的N N；(N)(N)maxmax及相应的及相应的M M；(N)(N)minmin及相应的及相应的M M；M M较大时，较大时，N N较大较大(小偏压小偏压)或或N N较小较小(大偏压大偏压)。柱柱(墙墙)还要组合最大剪力还要组合最大剪力V V。4.5.4 控制截面及最不利内力结构设计可以分别按每个30我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物高层建筑结构设计第四章设计要求ppt课件31