欧洲规范11.12.16.ppt

1、第一部分 欧洲规范风荷载计算风荷载的规范计算方法 一、直接计算风荷载合力方法wsdfperefFc ccqzAwsdfperefFc ccqzA各构件适用于：广告牌、天蓬式屋顶（比如加油站）、圆柱结构、圆球结构、脚手架和网格结构、结构的各种局部构件以及高宽比大于5的高层建筑结构等 二、由单位面积上的风压计算风荷载的合力 风荷载的规范计算方法各表面refpeepdsew,AczqccF 各表面refpiipiw,AczqFfrepfrfrAzqcF偶然偏心的计算 （1）对于普通矩形结构，其迎风面施加三角形荷载，背风面施加矩形荷载（2）对于广告牌增加偏心工况，偏心距离0.25eb 平均风压的计算

2、22pvrob1 7( )( )qzIzczczq bq vIz表示基准风压,z表示风荷载的计算高度 ；为紊流强度系数；r( )cz表示地形粗糙度系数；o( )cz表示地形形态修正系数 平均风压的计算 其中：Zmin和Zmax表示最小和最大高度；c0(z)表示地形形态修正系数；z表示风荷载的计算高度；k1表示扰动系数，可参考各国自己的规范，推荐采用1.0；z0表示粗糙度长度系数 其中紊流强度系数 lvo0ln/kIzczz zmaxminzzz minvvzIzIminzz 周边高层建筑对风速的影响 高层建筑对周边相对较矮建筑的影响 迎风面障碍建筑对风速的影响 高层建筑对周边相对较矮建筑的影响

3、2nrz 2112lownhzrxrrxr2rxrnlowzh2xr迎风面障碍建筑对风速的影响min 0.8,0.6disavehhh2avexhmin 1.20.2,0.6disavehhxh26aveavehxh0dish6avexh结构系数的计算ev22evpds7121zIRBzIkccveIzezpk表示紊流强度系数；表示计算高度表示峰值系数；B表示背景系数；R表示共振系数 风荷载系数的计算 风荷载系数包括合力系数、风压系数和摩擦力系数，其中风压系数又包括外压力系数和内压力系数，它们本质上是空气动力学系数的反映，因此其取值与结构体型相关 外压力系数,1,1,1010logpepepe

4、peccccA侧面外压力系数分区示意普通风的程序实现计算当前层迎风面宽度b, h确定计算高度Z=Zn OR Z=Zist+Hdis计算平均风压Qp计算基本风压Qb否是每个计算面的面积Aref每个计算面的几何信息风荷载外压力系数Cpe每个计算面上的风荷载叠加得本层风荷载层号总层数结束是否层号+1开始层号地下室外压力系数界面风荷载简图偶然偏心的程序计算cycxexxDeyyD)()(minmaxminmax偏心距的计算 xxTxDFFyyTyDFFX向风荷载作用下偶然偏心引起的附加扭矩为 Y向风荷载作用下偶然偏心引起的附加扭矩为 名义风荷载 名义风荷载为结构重力荷载的1.5%，其中重力荷载为 其中

5、RMC为活荷载质量折减系数。 重力荷载包括结构的自重、恒荷载以及折减后的活荷载。 根据每个结点上的质量换算每个结点上的名义风荷载，计算X，Y两个方向 缺陷荷载缺陷荷载活恒RMC180180fyyfxxGFGF重力荷载 两个方向的缺陷荷载分别为 风荷载统计结果内力结果第二部分 SLABCAD欧洲规范版活荷载不利布置开发意义 活荷作用的特点在于其时间及空间上分布的随机性，因此，在结构设计中通过活荷载不利布置分析，找出受力构件最不利的受力状态是十分必要的。 目前，现有楼板分析软件对这个问题都采用不考虑活荷载不利布置或简化方法计算，对于板上活载不利布置对板的内 力 、 配 筋 的 影 响 研 究 较

6、少 ， 所 以 ， 在 楼 板 软 件SLABCAD中增加这个功能具有较强的工程实用价值。简化计算方法 对于一般多层民用建筑，活荷载标准值约为2.0-3.0 kN/m2，只占由恒载和活载引起的全部竖向荷载的15%-20 %，活荷载不利布置的影响较小。故工程中多不考虑活荷载的不利布置，而简化按均匀满布计算内力。但是，当楼面活荷载大于4kN/m，(JGJ 3-2010)高层建筑混凝土结构技术规程规定应考虑活荷载不利布置的影响。 工程中常采用近似方法来考虑活荷载的不利布置的影响。高规提出了放大系数法，将未考虑活荷载不利分布计算的框架梁弯矩乘以放大系数予以近似考虑，该放大系数通常可取为1.1-1.3，

7、活载大时可选用较大数值，正、负弯矩应同时予以放大。SLABCAD计算模型 理论上每一次独立的活荷加载方式都应进行结构的整体分析，并进行构件内力的累加形成最大受力包络，但因计算工作量的巨大而使得这种活荷不利作用的计算方法难以应用于实际工程。考虑到板的活荷不利布置主要对本层楼板影响大，而层与层之间的影响较小，借鉴结构力学中的“分层模型”的计算方法，采用分层刚度模型，在每次加载时，只考虑本层刚度，该刚度由本层所有梁和相连的上下层的柱、支撑、墙等竖向构件的刚度贡献而成。经此简化，一次求解内力时间大大缩短，即解决了活荷不利布置的计算速度问题，又增强了实用性。具体到某一楼层时，其计算原理是：首先将各个活荷

8、载布置在单个房间，作为一个独立工况，计算各个工况单独作用下的楼板内力，然后将计算结果进行单值叠加，即同一位置处的正值相互叠加得到正的最大值(此时出现负值的工况不参与组合)，同一位置处的负值相互叠加得到负的最大值(此时出现正值的工况不参与组合)。从而得到各个组合工况作用下楼板最大响应。SLABCAD计算模型活荷载不利布置计算模型（q表示作用在结构上的活载）软件流程 自动选取PMCAD模型的单个楼层；对楼板进行网格划分，形成板、壳有限元计算数据；自动施加约束条件； 考虑活荷载不利布置，进行有限元法分析； 后处理显示，包括内力显示和配筋显示；软件界面算例 三跨楼板，楼板厚度100，自重自动计算，活载

9、为2kN/m2， 满布活载跨中弯矩活载最不利布置考虑活荷载不利布置，板跨中弯矩增大1.38倍跨中弯矩第三部分 欧洲规范版构件设计混凝土强度 欧洲规范以直径150高300的圆柱体抗压强度标准值为基础，同时斜线后面标示150立方体抗压强度 。 常用的混凝土标号取值区间C12/15 C90/105 欧洲规范规定混凝土强度设计值为ccckcdcff0 . 18 . 0:cc5 . 1:c(默认值取0.85)钢筋强度 欧洲规范以钢筋的特征屈服强度 或0.2%应变的验证应力 作为钢筋强度的标准值，并以标准值作为钢筋强度选择的标准。 常用的钢筋强度标准值取值区间400600 N/mm2 欧洲规范规定钢筋强度

10、设计值为15. 1:sykfykydsff梁构件设计 欧洲规范EC2规定正截面设计的基本假设条件与中国规范相同，假设条件有：1.平截面假定：加载前后截面始终近似为平面。2.认为有粘结的钢筋应变与周围混凝土相同。3.忽略混凝土抗拉强度。4.混凝土应力应变关系见下式： 。cccdcc2c2ccdc2ccu211 0 nff梁构件设计 混凝土梁正截面设计平衡方程：Edcdsyd22xMf bxdA fddcdydydssf bxf Af Ackckck0.8 50MPa0.8(50)/ 200 50MPafffckckck1.0 50MPa1.0(50)/ 400 50MPafff梁构件设计 算例1

11、，中欧规范梁正截面配筋比较： 简支矩形梁，截面尺寸为b X h=300mm X 600mm,混凝土强度等级C25/30,钢筋合力点至截面近边的距离为40mm，采用HRB400钢筋，弯矩设计值M=300kN m混凝土标号混凝土标号混凝土强度混凝土强度设计值设计值（MPa）钢筋强度钢筋强度设计值设计值（MPa）配筋面积配筋面积（mm2）欧洲规范欧洲规范C25/30C25/3014.214.2347.8347.817771777中国规范中国规范C30C3014.314.336036017061706配筋差别主要来源于材料强度设计值的不同取值梁构件设计 混凝土梁斜截面设计 欧洲规范统一采用变角空间桁架

12、模型进行分析图 4 12 梁桁架模型图梁构件设计 混凝土梁斜截面设计 桁架中拉杆抗力值为 桁架中压杆抗力值为swRdRd,sywdcotAVVzfsRd,maxcww1cd/ cottanVb zf柱构件设计 柱计算长度的确定，欧洲规范区分有无支撑情况 无侧移（ Braced columns ） 有侧移（ unbraced columns ） k1，k2为柱上下两端转动约束的相对柔度120120.5(1)(1)0.450.45kkllkk121201212max1 10;(1)(1)11k kkkllkkkk ( /)(/ )kMEI l柱构件设计 算例2，柱计算长度系数比较 现浇楼盖框架柱，

13、柱截面300mmX500mm ,柱高2.8m，位于中间层，上下两个主轴方向均双侧有框架梁，梁截面均为 300mmX500mm ，梁跨度5m中国规范中国规范欧洲规范欧洲规范支撑框架柱支撑框架柱无支撑框架柱无支撑框架柱1.250.751.80中欧规范柱计算长度系数比较有支撑情况（如框剪结构）柱计算长度系数取值比中国规范小，纯框架中框架柱长度系数取值比中国规范大柱构件设计 柱区分短柱与细长柱，细长柱需要考虑二阶效应 短柱与细长柱的区分标准，同时作为忽略二阶效应的准则minmin20/A B Cnef1/(1 0.2)A12Bm=1.7-CrEdccdNnA f柱构件设计 算例3：柱计算忽略二阶效应的

14、比较 几何条件同算例2,混凝土强度等级C30（对应欧洲规范为C25/30）,纵向钢筋强度标准值fyk=400MPa,单侧配筋420,截面设计压力N=1600kN,下端设计弯矩M=240kN.m，上端弯矩设计值M=-200kN.m。中欧规范柱忽略二阶效应控制长细比支撑框架柱二阶效应忽略条件比中国规范放得宽纯框架中框架柱二阶效应忽略条件比中国规范严中国规范中国规范欧洲规范欧洲规范支撑框架柱支撑框架柱无支撑框架柱无支撑框架柱4458.916.27柱构件设计 细长柱二阶效应计算 欧洲规范针对二阶效应给出了两种简化计算方法：一种基于名义刚度计算，另一种基于名义曲率计算。 程序研发采用了名义曲率法 考虑二

15、阶效应的设计弯矩为： e2二阶效应产生的附加挠曲变形Ed0Ed20EdEd2MMMMN e2021 ler cr011K Krr柱构件设计 柱单偏压计算 大偏心 平衡方程： 小偏心 平衡方程：Edcd()Nf bdEdcdyds2()()()22hdMf bdf A ddcussdxExcdydscussEd()dxf bxf AE ANx柱构件设计 柱双偏压计算 分别验算y向和z向的单偏压情况 不满足下面条件时，需要进行双偏压校核 双偏压校核yyzz22或yyzz/0.20.2/ehebebeh或EdyEdzRdzRdy1.0aaMMMM0.10.71.01.01.52.0说明：中间值采用线

16、性插值确定EdRd/NNa柱构件设计 算例4 中欧规范柱配筋设计比较 现浇楼盖框架柱，柱截面300mmX500mm ,柱高2.8m，位于中间层，上下两个主轴方向均双侧有框架梁，梁截面均为 300mmX500mm ，梁跨度5m， 混凝土强度等级C30（对应欧洲规范为C25/30）,纵向钢筋强度标准值fyk=400MPa, 截面设计压力N=1600kN,下端设计弯矩M=240kN.m，上端弯矩设计值M=200kN.m计算长度计算长度系数系数二阶弯矩二阶弯矩单侧计算配筋单侧计算配筋mm2欧洲规范欧洲规范支撑框架柱支撑框架柱0.75不用考虑不用考虑11751175无支撑框架柱无支撑框架柱1.8e e2z2z=18.77 =18.77 mm Mmm M2 2=30=30 kN.mMed=274.214411441中国规范中国规范1.25C Cm mnsM=1.09=1.09240=260.7513121312剪力墙设计 剪力墙正截面计算 墙两侧的应力采用弹性力学方法计算 受拉钢筋应该满足以下条件2EdwwE