高层结构抗震控制与中震设计分析

1、高层结构的抗震控制与中震设计分析新中建建筑设计咨询有限公司075583201728电子邮件：黄景湾(声明：讲义引用了大量文档。如果引用有误，错误是我理解中的错误，与原始文件的作者无关)2007.10高层结构的抗震控制与中震设计分析一、超限控制101.高度超出限制，超过表1-1中规定的高度(米)，表1-1:结构类型6度7度(包括0.15克)8度(包括0.30克)9度钢筋混凝土结构结构60554525框架抗震震分框架支撑抗震墙12010080不应被采纳框芯中柱抗震墙40

2、3530不应被采纳更短的肢墙1006035交错抗震墙和框架抗震墙8060不应被采纳混合结构钢架钢筋混凝土管20016012070型钢混凝土框架-钢筋混凝土管22019015070钢结构结构1101109050框架支撑(抗震墙板)220220200140各种圆柱体和巨型结构300300260180笔记平面和竖向不规则，或四级场地，应控制在20%以内；短肢墙和错层结构的高度6度比7度高2.三次或三次以上不规则超支，表1-2命令不规则型含义根据标准规定1扭转不规则性考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2GB50011-3.4.22偏心排列偏心率大于0.15或相邻层的质心差异很大JGJ99-3.2.23不

3、规则凹凸平面凹凸尺寸大于相应边长的30%GB50011-3.4.24组合平面细腰或重叠角JGJ3-4.3.35不连续楼板有效宽度小于50%，开口面积大于30%；交错远光灯高度GB50011-3.4.26硬度突然变化相邻层刚度变化大于70%；连续三层变化大于80%GB50011-3.4.27大小突变缩进大于25%，突出大于10%或4米JGJ3-4.4.58组件不连续性上下墙、柱和支撑是不连续的，包括加强层GB50011-3.4.29承载力突变相邻层的抗剪承载力比为80%GB50011-3.4.23.个别不规则超限，表1-3:命令简称含义1扭力太大无裙房楼层的扭转位移比为1.42弱扭转刚度扭转周期

4、比为0.9，混合结构的扭转周期比为0.853层刚度小该层的横向刚度小于相邻上层的50%4高阶转换框架支撑转换构件的位置为：7度，5层；8度3层5厚板转换7 9度设防的厚板转换结构6塔架偏移单塔或多塔大型底盘的质心偏心率为底盘相应边长的20%7复杂连接不同层数、刚度和各部分布置的交错或连接结构8多重复杂性同时，该结构有两种以上的类型：转换层、钢筋混凝土层、错层、连体建筑和多塔建筑4.其他超限建筑4.1高度超过28米的单跨框架结构；4.2抗震规范和高层建筑规范中未包括的高层建筑结构为混凝土和钢结构；大型公共建筑和超长悬臂连续建筑的特殊形式；超大跨度连体结构；4.3超限大跨度空间结构：跨度120米、

5、悬挑长度40米、单向长度300米的屋面；大型场馆、一级客运站、大型航站楼和空间结构特殊的超大机库。5.关于超限的计算5.1计算程序问题1.1的计算结果。卫星导航系统，大部分是在ETABS和MIDAS之间，是安全的。2.目前，国内外结构分析软件在单元模型和问题解决方法上没有太大的差异，但在图形处理方面，国内外仍有差距，国内图形处理的速度和精度较差；3.总体分析的总体指标规律与国内外软件一致，没有大的差异；因为tr不同Vy=16878kN千牛Vy=17068kN千牛最大地板位移角x方向：1/1057(31楼)x方向：1/1297(32层)x方向：1/1006(31楼)y方向：1/1072(31楼)

6、y方向：1/1253(32层)y方向：1/1029(32层)结构的总重力Gz=877529kN千牛Gz=884187kN千牛Gz=857427kN千牛地质过程地质过程总地震VxE=13778kN千牛VxE=14141kN千牛顿VxE=12241kN千牛顿剪力VyE=13680kNVyE=14073kNVyE=12409kN底部剪切重量比1.53%1.59%1.44%最大地板位移角DX/H=1/1722(31楼)DX/H=1/1695(30楼)Dx/h=1/1626(31层)dy/h=1/1733(31楼)Dy/h=1/1738(30层)dy/h=1/1592(30楼)扭转位移比1.33(X-5

7、%意外1.25(三楼)1.27(偶然偏心率，3层)偏心率，4层)1.21(碰巧是5%)1.29(三楼)1.28(偶然偏心率，3层)偏心率，4层)总地震VxE=13778kN千牛VxE=14141kN千牛顿VxE=12241kN千牛顿循环T1(s)3.5078(十)3.5269(十)3.8707(十)T2(s)3.4866(Y)3.5016(Y)3.8378(Y)T3(s)1.5727(吨)1.6259(吨)1.8258(吨)5.2楼层验算中需要解决的问题1.计算目标是什么？压力和内力？2.工作条件？正应力和剪应力？平均压力和最大压力？要控制的是压应力还是拉应力？3.需要满足的指标？压力云图能解

8、释什么？4.弹性应力集中使问题复杂化。5.可行的方法是计算楼板转换控制截面的抗剪承载力，即将楼板传递的剪力控制在内力水平。假设层剪力根据该层中竖向构件的抗剪刚度分布，控制截面传递的剪力为 VX。；类型：Qx，j -第一个j垂直构件的较低剪力；f-控制部分的横截面积。VX，I-水平荷载下第一层的总剪力(在X或Y方向)-分离车身板垂直构件的剪切刚度之和(n-m1)；-第一层的总剪切刚度；根据材料力学公式，二.对广东省实施高规补充规定的理解和应用1.通则1.0.2高级定义：10或以上；6层以上，高28米。即10层，H28m为多层。2.荷载和地震作用2.1.2首层应考虑施工荷载不小于10kN/m2，施

9、工荷载分项系数为1.0；即施工荷载可按活载10/1.4=7.14千牛/平方米输入；当静活荷载未划分时，可输入10/1.35=7.4千牛/平方米。2.2.2计算风荷载作用下结构的水平位移时，基本风压可采用重现期为50年的风压值(深圳为0.75千牛/平方米)2.3.1当结构的设计使用寿命超过50年时，如果没有现场地震安全报告提供相应的地震动参数，则频繁地震可按下表处理(以7度为例)设计工作寿命5070100强化强度777频繁地震0.08(0.12)0.08(0.12)1.150.08(0.12)1.35Amax弹性时程分析35(55)35(55) 1.1535(55) 1.35注： (1)未给出如

10、何处理罕见地震；(2)其他载荷也随着使用寿命的变化而变化，这是有道理的，但补充规定没有提及。2.3.2 2.3.6地震计算中的考虑因素(7度区域应考虑竖向地震影响)扭转控制情况控制标准计算注意事项质量和刚度的分布明显不对称和不均匀前一模式中某一模式的扭转方向系数在0.35和0.65之间应考虑横向-扭转耦合的影响，计算双向水平地震扭转不规则性位移比为1.2，不考虑意外偏心或H100m考虑扭转耦合的影响质量的垂直分布尤其不均匀每单位面积相邻层的质量比为1.5频繁地震的补充计算应采用弹性时间划分考虑竖向地震的大跨度结构7、8、9度楼层跨度大于24、16、12m；7、8和9度的臀部悬吊跨度大于6、4和

11、3米的。7度、8度和9度重力荷载的代表值分别增加了5%、10%和20%3.结构设计的基本规定3.2.2计算建筑物的高宽比时，非矩形平面的等效宽度为b=3.5r，r为建筑物的最小半径弹性位移比2Umax/(Umax Umin)1.2；分为一级和二级，二级比一级严重2.狭窄、不平和不规则结构平面凹面的尺寸大于相应投影方向上总尺寸的30%；平面比例不符合：升/乙6.0；l/Bmax0.35；l/b2.03.楼板局部不连续有效板宽小于地板开口处板宽的50%；开放面积超过建筑面积的30%；楼板在任何方向的最小净宽度小于5m。4.不规则横向刚度 I/ I 1 1.3，3 I/( I 1 I 2 I 3)

12、1.2 ( I应为单位载荷产生的位移角)5.垂直分量的不连续性I类：列是不连续的；二级：墙和支撑是不连续的6.楼板承载力突变抗侧力结构的层间抗剪能力小于上层的80%。注：1 .扭转不平顺分为类和类，由地震作用下层间位移角E和相应扭转位移比的双重控制来定义；2.特殊不规则结构：(1)扭转第二类中的两种普遍违规行为；(2)第二类竖向构件的不连续性一般是不规则的；(3)四种常见的违规行为。3.严重不规则结构：(1)扭转不规则二级或垂直构件不连续二级5项一般不规则；(2)6项一般违规行为；(三)同时采用四种以上复杂结构类型；(4)扭转不规则程度不允许。3.4现浇楼板结构楼层位置普通楼层一楼和顶层地下室

13、顶板用作嵌入层梁式转换层箱梁或桁架转换屋面和楼板一级垂直不连续转换层预应力楼板多塔底盘屋顶强化地板和上下地板地板的最小厚度(毫米)100120梁板结构1601801501201501501503.5.1对于有明显弯曲变形的结构，如剪力墙和高度小于150m的筒中筒结构，当层间位移值有害时，当 u i小于位移值 ui的50%时，层间位移角可放宽至1/800。u I=ui-I-1hi，当u I/ui 0.5时，I1/8003.6地震等级3.6.1框架支撑层及其下层的抗震等级按框架支撑结构确定，其他部分可不按框架支撑结构确定；3.6.2框架支撑剪力墙结构可用于8度区域内高度为80m的建筑。在加固区的底部，特殊水平，非加固区水平；3 . 6 . 3 0.15克和0.3克设防结构应按0.15克和0.3克计算，并按8度和9度抗震结构进行加固；3.6.4裙房与主体建筑整体连接：当主体建筑为框架-支撑剪力墙结构，裙房为框架-剪力墙结构时，裙房的抗震等级根据框架-剪力墙结构确定；当主体建筑为框剪或框筒结构时，裙房为框架结构，裙房的柱高与柱截面长边之比不小于6，裙房根据自身高度确定抗震等级，但与主体建筑的抗震等级之差不应超过一个等级；5.1.9对于倾覆力矩小于或等于总倾覆力矩20%的少剪力墙框架-剪力墙结构，结构分析按框架-剪力墙体系计算，框架抗震等级按框架确定。4.结构分析