高层建筑结构的基本假定与荷载效应组合 (2)优秀PPT.ppt

高层建筑结构的基本假定与荷载效应组合高层建筑结构的基本假定与荷载效应组合高层建筑结构的基本假定与荷载效应组合高层建筑结构的基本假定与荷载效应组合1 1第一页，本课件共有31页高层建筑结构计算的基本假定与荷载效应组合 CHAPTER FourCHAPTER Four1.高层建筑结构计算的基本假定高层建筑结构计算的基本假定2.荷载效应组合荷载效应组合3.结构设计要求结构设计要求2 2第二页，本课件共有31页一、弹性工作状态的假定二、平面结构假定三、刚性楼板假定三、刚性楼板假定四、水平荷载作用方向4.14.1高层建筑结构计算的基本假定高层建筑结构计算的基本假定3 3第三页，本课件共有31页一、弹性工作状态的假定1 1 1 1、非抗震设计时（竖向和风）、非抗震设计时（竖向和风）、非抗震设计时（竖向和风）、非抗震设计时（竖向和风）2 2、抗震设计，多遇地震计算、抗震设计，多遇地震计算、抗震设计，多遇地震计算、抗震设计，多遇地震计算4 4第四页，本课件共有31页内力与位移计算的一般原则内力与位移计算的一般原则内力与位移计算的一般原则内力与位移计算的一般原则 可以抵抗在本身平面内可以抵抗在本身平面内的侧向力的侧向力平面外的刚度很平面外的刚度很小，可忽略，小，可忽略，在自身平面内的刚度很大平面外刚度很小，可以忽略2023/2/282023/2/285 5第五页，本课件共有31页1 1、平面抗侧力结构假定一片框架或简力墙在自身平面内刚度很大，可以抵抗在本身平面内的侧向力；可以抵抗在本身平面内的侧向力；而在而在平面外的刚度很小平面外的刚度很小，可忽略，即垂直该平面的方向不能抵抗侧向力整个结构可整个结构可分不同方向的平面抗侧力结构，共同抵抗结构承受的水平荷载6 6第六页，本课件共有31页2、刚性楼板假定水平放置的楼板水平放置的楼板水平放置的楼板水平放置的楼板，在自身平面内的刚度很大，可以视，在自身平面内的刚度很大，可以视，在自身平面内的刚度很大，可以视，在自身平面内的刚度很大，可以视为刚度无限大；为刚度无限大；为刚度无限大；为刚度无限大；平面外刚度很小平面外刚度很小平面外刚度很小平面外刚度很小，可以忽略，可以忽略，可以忽略，可以忽略刚性楼板将各平面抗侧力结构连接在一起共同承受水平刚性楼板将各平面抗侧力结构连接在一起共同承受水平刚性楼板将各平面抗侧力结构连接在一起共同承受水平刚性楼板将各平面抗侧力结构连接在一起共同承受水平荷载荷载荷载荷载7 7第七页，本课件共有31页水平荷载的分配高层建筑结构分析解决问题：高层建筑结构分析解决问题：（1）总水平荷载在各片平面抗侧力结构间的分配）总水平荷载在各片平面抗侧力结构间的分配 按刚度和变形分配按刚度和变形分配（2 2）计算每片平面抗侧力结构分到的水平作用下 的内力和位移8 8第八页，本课件共有31页4.2 4.2 荷载效应组合荷载效应组合 n荷载效应荷载效应n指结构或构件在某种荷载作用下的结构的内力和指结构或构件在某种荷载作用下的结构的内力和位移位移。n荷载效应组合荷载效应组合n指在所有可能同时出现的诸荷载组合下，确定结指在所有可能同时出现的诸荷载组合下，确定结构或构件内产生的效应。其中最不利组合是指所构或构件内产生的效应。其中最不利组合是指所有可能产生的荷载组合中，对结构构件产生总效有可能产生的荷载组合中，对结构构件产生总效应为最不利的一组应为最不利的一组满足：承载能力极限状态满足：承载能力极限状态 正常使用极限状态正常使用极限状态2023/2/282023/2/289 9第九页，本课件共有31页荷载效应组合荷载效应组合荷载效应组合荷载效应组合 一、无地震作用效应组合时：一、无地震作用效应组合时：楼面活荷载组合值系数、风荷载组合值系数楼面活荷载组合值系数、风荷载组合值系数 永久荷载效应起控制作用时分别取值：永久荷载效应起控制作用时分别取值：0.70.7、0.00.0 可变荷载效应起控制作用时分别取值：可变荷载效应起控制作用时分别取值：1.0 1.0 和和 0.6 0.6 或或 0.7 0.7 和和 1.0 1.0 对对书书库库、档档案案库库、储储藏藏室室、通通风风机机房房、电电梯梯机机房房 ，楼面活荷载组合系数取，楼面活荷载组合系数取0.90.92023/2/282023/2/281010第十页，本课件共有31页荷载分项系数的取值：荷载分项系数的取值：承载力计算承载力计算 (1)(1)永久荷载分项系数：永久荷载分项系数：对结构不利对结构不利：可变荷载效应控制的组合：可变荷载效应控制的组合：1.21.2 永久荷载效应控制的组合：永久荷载效应控制的组合：1.351.35 对结构有利对结构有利：1.0(2)(2)楼面活荷载分项系数楼面活荷载分项系数 1.41.4(3)(3)风荷载分项系数风荷载分项系数 1.4 1.4 位移计算位移计算 以上各分项系数取值为以上各分项系数取值为1.0 1.0 荷载效应组合荷载效应组合荷载效应组合荷载效应组合 2023/2/282023/2/281111第十一页，本课件共有31页（恒恒荷载起控制，无风荷载起控制，无风）（活活荷载起控制，有风）荷载起控制，有风）（风荷载起控制，有风）荷载效应组合荷载效应组合荷载效应组合荷载效应组合 2023/2/282023/2/281212第十二页，本课件共有31页二、有地震作用效应组合时二、有地震作用效应组合时 风荷载的组合值系数风荷载的组合值系数0.2 0.2 荷载分项系数的取值荷载分项系数的取值 （位移计算位移计算取取1.01.0）组合组合说明说明重力荷载及水平地震作用重力荷载及水平地震作用1.21.3重力荷载及竖向地震作用重力荷载及竖向地震作用1.21.39 9度；水平长悬臂度；水平长悬臂8 8度、度、9 9度度重力荷载、水平地震及竖重力荷载、水平地震及竖向地震作用向地震作用1.21.30.59 9度；水平长悬臂度；水平长悬臂8 8度、度、9 9度度重力荷载、水平地震作用重力荷载、水平地震作用及风荷载及风荷载1.21.31.460m60m以上的高层建筑以上的高层建筑重力荷载、水平地震作用、重力荷载、水平地震作用、竖向地震作用及风荷载竖向地震作用及风荷载1.21.30.51.460m60m以上的高层建筑；以上的高层建筑；9 9度；度；水平长悬臂水平长悬臂8 8度、度、9 9度度荷载效应组合荷载效应组合荷载效应组合荷载效应组合 2023/2/282023/2/281313第十三页，本课件共有31页4.3 结构设计要求结构设计要求 承载能力的验算承载能力的验算侧向侧向(水平）位移限制和舒适度要求水平）位移限制和舒适度要求结构稳定验算和抗倾覆验算结构稳定验算和抗倾覆验算结构稳定验算和抗倾覆验算结构稳定验算和抗倾覆验算结构的延性和抗震等级结构的延性和抗震等级结构的延性和抗震等级结构的延性和抗震等级 1414第十四页，本课件共有31页1)承载能力的验算不考虑地震作用组合：考虑地震作用组合：结构重要性系数，分别取1.1、1.0、0.9 承载力抗震调整系数结构设计要求结构设计要求结构设计要求结构设计要求 2023/2/282023/2/281515第十五页，本课件共有31页2)2)侧向侧向(水平）位移限制和舒适度要求水平）位移限制和舒适度要求弹性方法计算：弹性方法计算：弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比ue h 多多遇遇地地震震作作用用标标准准值值产产生生的的层间侧移层间侧移舒适度的验算：舒适度的验算：高度超过高度超过150m150m，结构顶点最大加速度值满足：，结构顶点最大加速度值满足：结构设计要求结构设计要求结构设计要求结构设计要求2023/2/282023/2/281616第十六页，本课件共有31页结构设计要求结构设计要求结构设计要求结构设计要求 3)3)弹弹塑塑性性方方法法计计算算（罕罕遇遇地地震震作作用用下下薄薄弱弱层层弹弹塑塑性性变变形形验算）验算）（1 1）什么情况下要验算什么情况下要验算 （a a）7 79 9度设防、楼层屈服系数度设防、楼层屈服系数 0.50.5的框架结构的框架结构 （b b）7 79 9度度设设防防、高高度度较较大大且且沿沿高高度度的的刚刚度度和和质质量量分分布布很很不不均匀的高层建筑均匀的高层建筑 （c c）特别重要的建筑（甲类建筑）特别重要的建筑（甲类建筑）（2 2）薄弱层的位置薄弱层的位置 （a a）楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构，可取底层）楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构，可取底层 （b b）楼楼层层屈屈服服强强度度系系数数沿沿高高度度分分布布不不均均匀匀的的结结构构，可可取取屈屈服服系系数数最最小小的的楼楼层层及及相相对对较较小小的的楼楼层层，一一般般不不超超过过2 23 3处处2023/2/282023/2/281717第十七页，本课件共有31页4)4)屈服强度系数：屈服强度系数：按按构构件件实实际际配配筋筋和和材材料料标标准准强强度度计计算算的的楼楼层层受受剪剪承承载载力力 和和罕罕遇遇大大震震作作用用（标标准准值值）下下由由弹弹性性计计算算得得到到的的楼楼层层剪力之比。剪力之比。结构设计要求结构设计要求结构设计要求结构设计要求2023/2/282023/2/281818第十八页，本课件共有31页 结构薄弱层（部位）弹塑性层间位移要求：结构薄弱层（部位）弹塑性层间位移要求：式中 h h薄弱层层高 大震下薄弱层层间弹塑性位移 大震下薄弱层的层间弹性位移 弹塑性位移增大系数。当薄弱层y不小于相邻层平均的80时，按照表219采用，当薄弱层y小于相邻层平均y的50时，取表中数值的1.5倍，其余情况可用内插法说明：薄弱层弹塑性侧移验算应在截面设计完成之后进行结构设计要求结构设计要求结构设计要求结构设计要求2023/2/282023/2/281919第十九页，本课件共有31页结构稳定验算指水平荷载作用下的稳定问题结构稳定验算指水平荷载作用下的稳定问题 P41抗倾覆验算：抗倾覆验算：Ms/Mo1.0Ms/Mo1.0结构设计要求结构设计要求结构设计要求结构设计要求5)结构稳定验算和抗倾覆验算结构稳定验算和抗倾覆验算2020第二十页，本课件共有31页6)6)结构的延性和抗震等级结构的延性和抗震等级结构的延性和抗震等级结构的延性和抗震等级 延延性性：结结构构构构件件吸吸收收能能量量的的能能力力(力力位位移移曲曲线线包包围围的的面面积积，主主要要反反应塑性变形能力应塑性变形能力)延延性性比比：构构件件破破坏坏时时的的变变形形与与屈屈服服时时的变形的比值的变形的比值抗震等级抗震等级：由结构类型、设防烈度、由结构类型、设防烈度、建筑高度等因素确定建筑高度等因素确定结构设计要求结构设计要求结构设计要求结构设计要求2023/2/282023/2/282121第二十一页，本课件共有31页 根据设防烈度、结构类型和房屋高度区分为不同的抗震等根据设防烈度、结构类型和房屋高度区分为不同的抗震等根据设防烈度、结构类型和房屋高度区分为不同的抗震等根据设防烈度、结构类型和房屋高度区分为不同的抗震等级，采用相应的计算和构造措施，抗震等级的高低，体现级，采用相应的计算和构造措施，抗震等级的高低，体现级，采用相应的计算和构造措施，抗震等级的高低，体现级，采用相应的计算和构造措施，抗震等级的高低，体现了对结构抗震性能要求的严格程度。了对结构抗震性能要求的严格程度。了对结构抗震性能要求的严格程度。了对结构抗震性能要求的严格程度。抗震等级分：特一级、一级、二级、三级、四级。抗震等级分：特一级、一级、二级、三级、四级。结构设计要求结构设计要求结构设计要求结构设计要求抗震等级:2222第二十二页，本课件共有31页决定抗震构造措施等级时应考虑的烈度决定抗震构造措施等级时应考虑的烈度建筑类别建筑类别甲、乙类甲、乙类丙类丙类设防烈度设防烈度6 67 78 89 96 67 78 89 9决定抗震构造决定抗震构造措施等级时应措施等级时应考虑的烈度考虑的烈度场场地地土土6 67 78 89 96 66 67 78 87 78 89 96 67 78 89 9乙类超高建筑乙类超高建筑,按特一级按特一级 考虑抗震措施考虑抗震措施甲类建筑甲类建筑,采取更有效的抗震措施采取更有效的抗震措施结构设计要求结构设计要求结构设计要求结构设计要求2323第二十三页，本课件共有31页A级高度的高层建筑结构抗震等级级高度的高层建筑结构抗震等级 结构设计要求结构设计要求结构设计要求结构设计要求2424第二十四页，本课件共有31页B级高度的高层建筑结构抗震等级级高度的高层建筑结构抗震等级 结构设计要求结构设计要求结构设计要求结构设计要求2525第二十五页，本课件共有31页7)罕遇地震作用下的变形验算罕遇地震作用下的变形验算罕遇地震作用下的变形验算罕遇地震作用下的变形验算 下列结构下列结构下列结构下列结构 应应 进行弹塑性变形验算：进行弹塑性变形验算：1 1）8 8度度、类场地和类场地和9度时，高大的单层钢筋混凝度时，高大的单层钢筋混凝度时，高大的单层钢筋混凝度时，高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架；土柱厂房的横向排架；土柱厂房的横向排架；土柱厂房的横向排架；2)79 9度时楼层屈服强度系数小于度时楼层屈服强度系数小于0.50.5的钢筋混凝的钢筋混凝土框架结构；土框架结构；3)高度大于高度大于150m的钢结构；的钢结构；的钢结构；的钢结构；4)甲类建筑和甲类建筑和9 9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；钢结构；钢结构；钢结构；5)5)采用隔震和消能减震设计的结构。采用隔震和消能减震设计的结构。结构设计要求结构设计要求结构设计要求结构设计要求2626第二十六页，本课件共有31页罕遇地震作用下的变形验算罕遇地震作用下的变形验算 下列结构下列结构下列结构下列结构 宜宜宜宜 进行弹塑性变形验算：进行弹塑性变形验算：进行弹塑性变形验算：进行弹塑性变形验算：1 1）高度属于应采用时程分析方法范围并且属于竖向不规）高度属于应采用时程分析方法范围并且属于竖向不规）高度属于应采用时程分析方法范围并且属于竖向不规）高度属于应采用时程分析方法范围并且属于竖向不规则类型的高层建筑结构则类型的高层建筑结构则类型的高层建筑结构则类型的高层建筑结构;2)7 2)7度度度度、类场地和类场地和类场地和类场地和8 8度时乙类建筑中的钢筋混凝土度时乙类建筑中的钢筋混凝土度时乙类建筑中的钢筋混凝土度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构结构和钢结构结构和钢结构结构和钢结构;3)3)板柱板柱板柱板柱-抗震墙结构和底部框架砖房；抗震墙结构和底部框架砖房；抗震墙结构和底部框架砖房；抗震墙结构和底部框架砖房；4)4)高度不大于高度不大于高度不大于高度不大于150m150m的高层钢结构。的高层钢结构。的高层钢结构。的高层钢结构。结构设计要求结构设计要求结构设计要求结构设计要求2727第二十七页，本课件共有31页结构设计要求小结结构设计要求小结1 1 强度问题强度问题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构件截面承载力验算构件截面承载力验算2 2 刚度问题刚度问题刚度问题刚度问题正常使用条件下结构水平正常使用条件下结构水平正常使用条件下结构水平正常使用条件下结构水平 位移验算位移验算位移验算位移验算3 3 稳定问题稳定问题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结构稳定与抗倾覆验算结构稳定与抗倾覆验算4 4 延性问题延性问题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抗震结构的延性要求抗震结构的延性要求5 5 经验问题经验问题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抗震结构的概念设计要求抗震结构的概念设计要求2828第二十八页，本课件共有31页计算图形的简化计算图形的简化计算图形的简化计算图形的简化空间受力框架空间受力框架平面受力框架平面受力框架结构设计要求结构设计要求结构设计要求结构设计要求2023/2/282023/2/282929第二十九页，本课件共有31页作业：作业：解释下列概念：解释下列概念：基本烈度、基本烈度、设防烈度、设防烈度、设计基本地震加速度值、设计基本地震加速度值、水平地震影响系数水平地震影响系数、抗震等级抗震等级3030第三十页，本课件共有31页高层建筑结构设计高层建筑结构设计主主 讲讲 人：人：谢谢 孝孝后勤工程学院建筑工程系后勤工程学院建筑工程系结构教研室结构教研室 电话电话电话电话:68598194:68598194:68598194:68598194移动移动移动移动:13808350830:13808350830:13808350830:138083508303131第三十一页，本课件共有31页