第4章 设要求及荷载效应组合.pptVIP

第4章?? 设计要求及荷载效应组合 4.1 承载力验算 4.2 侧移限值 4.3 舒适度要求 4.4 稳定和抗倾覆 4.5 抗震结构延性要求和抗震等级 4.6 荷载效应组合及最不利内力 4.1 承载力验算 4.2 侧移限值 (3)结构层间弹塑性变形的计算 4.3 舒适度要求 4.4 稳定和抗倾覆 4.5 抗震结构延性要求和抗震等级 (2)延性结构设计基本措施 4.5.2 抗震等级 4.6 荷载效应组合及最不利内力 4.6.2 竖向活荷载的布置 4.6.3 水平荷载的作用方向 4.6.4 控制截面及最不利内力 2、柱 4.6.5 内力调整 2、水平力作用下框一剪结构中框架内力调整 表4-1 承载力抗震调整系数γRE 图4-1 表4-2 使用阶段层间位移限制值 图4-2 图4-3 马那瓜美洲银行大楼平面图 马那瓜美洲银行大楼动力分析 表4-3 结构确定抗震等级时的烈度表 图4-4 图4-5 图4-6 结 束 * * (1)按极限状态设计要求，构件承载力验算表达式为： 不考虑地震作用的组合时： γ0S≤R 考虑地震作用的组合时： SE≤RE/γRE (2)地震作用下，构件承受反复作用力及变形，承载力RE要降低(见表4-1)； (3)抗震设计中，不考虑结构构件的重要性系数。 4.2.1 使用阶段层间位移限制 (1)正常使用条件下的结构水平位移，考虑风荷载和地震作用(见图4-1)，用弹性方法计算。 (2)以楼层层间最大位移δ与层高h之比作为限制条件，即： (3)为什么限制结构侧向位移？ δ/h ≤[δ/ h] 见表4-2 4.2.2 防止倒塌的层间位移限制 (1)验算范围： 7～9度设防的、楼层屈服强度系数ξy小于0.5的框架结构； 采用隔震和消能减震技术的建筑结构； 7～9度时的甲类建筑和9度时的乙类建筑结构。 (2)要求： up ≤[θp] h 不超过12层且刚度无突变的框架结构、填充墙框架结构可以采用下述简化方法验算： ①计算楼层的层剪力 ②确定结构的薄弱层 ③楼层屈服强度系数ξy定义为：ξy=Vya/Ve ④计算薄弱层的层间弹塑性位移： up =ηp ue 或 up =μuy = uyηp/ξy 除上述情况以外的高层建筑结构，可采用静力弹塑性或动力弹塑性分析方法计算结构的层间位移，时程分析方法是一种直接动力法。 使用功能 amax(m／s2) 住宅、公寓 0.15 办公、旅馆 0.25 (1)高度超过150m的高层建筑结构应满足舒适度的要求。 (2)顶点最大加速度amax按《荷载规范》规定的10年一遇的风荷载取值和专门风洞试验计算确定。 (3)顺风向与横风向结构顶点最大加速度amax不应超过下表的限值。过大的侧向位移会使结构产生附加内力。 4.4.1 稳定验算 (1)高层钢筋混凝土结构的稳定验算 (2)高层钢结构的稳定验算 4.4.2 抗倾覆问题 (1)控制高宽比 (2)不需要进行抗倾覆验算的条件 (1)延性的概念 延性——结构(截面)能维持承载能力而又具有较大的塑性变形的能力。如图4-2： 截面开始屈服 —— My、 ?y、fy、 ?y 截面破坏 —— Mu、 ?u、fu、 ?u 截面和构件的塑性变形能力常常用构件延性比来衡量, 延性比越大，延性越好。 构件位移延性比：?f=fu / fy 截面曲率延性比：??=?u/ ?y 顶点位移延性比: ?? =?u/?y 4.5.1 延性结构的概念 钢筋混凝土结构的“塑性铰控制”理论基本要点： 允许某些截面出现塑性铰，吸收、耗散地震能量； 控制塑性铰出现部位——选择合理截面形式及配筋构造； 塑性铰本身有较好的塑性变形能力和吸收耗散能量的能力； 塑性铰能使结构具有较大的延性。 实现抗震高层建筑延性的措施： 合理选择结构体系； 合理布置结构； 对构件及其连接采取各种构造措施； 控制施工质量。 (见图4-3) 抗震等级是结构抗震计算(指内力调整)和采取抗震措施的依据，与设防烈度、房屋高度、建筑类别、结构类型及构件的重要性等有关。 抗震等级共分为特一及一、二、三、四级，其划分考虑了技术要求和经济条件及科技和经济水平的提高。 房屋结构的建筑类别按其重要性分为甲、乙、丙三类，其抗震等级与设防烈度有关。 决定抗震等级时考虑的设防烈度可以不同于计算地震作用时的设防烈度,见表4-3。在同等的设防烈度和房屋高度的情况下，重要性不同的构件，抗震要求可不相同。 1、无地震作用组合： 4.6.1 荷载效应组合 S=γGSGK + ψQγQSQK + ψWγWSWk 2、有地震作用组合： SE= γGSGE+γEhSEhk+γEvSEvk+ψWγWSWk 2、活载布置 高层民用建筑一般满布计算内力，为了安全起见，可以把框架