第4章 设计要求及荷载效应组合.ppt

1、第4章设计要求和荷载效应组合，4.1承载力验算，4.2侧向位移限值，4.3舒适度要求，4.4稳定性和抗倾覆性，4.5延性要求和抗震等级，4.6荷载效应组合和最不利内力，4.1承载力验算，(1)根据极限状态设计要求，构件承载力验算表达式为：当不考虑地震作用组合时：0SR， 当不考虑地震作用的组合时：地震作用下，构件承受反复的力和变形，承载力降低(见表4-1)； (3)抗震设计中未考虑结构构件的重要系数。4.2横向位移限值，4.2.1使用阶段层间位移限值，(1)正常使用条件下结构的水平位移，考虑风荷载和地震作用(见图4-1)，采用弹性方法计算。(2)以楼层间最大位移与高度h之比作为限制条件，即(3

2、)为什么要限制结构的侧向位移？/h/h，防倒塌层间位移限值见表4-2、4.2.2，(1)验算范围：79度设防框架结构，楼层屈服强度系数y小于0.5；建筑结构采用隔震和消能技术；a类建筑在79度，b类建筑结构在9度。(2)要求：(3)结构层间弹塑性变形计算。不超过12层且刚度无突变的框架结构和填充墙框架结构可通过以下简化方法进行检查：计算楼层剪力并确定结构的薄弱层。楼板的屈服强度系数y定义为：y=Vya/Ve，并计算薄弱层层间的弹塑性位移：Up=p ue或up=uy=uyp/y，除上述情况外，可采用静力弹塑性或动力弹塑性分析法计算结构的层间位移，时程分析法为直接动力法。4.3舒适度要求，(1)高

3、度超过150m的高层建筑应满足舒适度要求。(2)顶点最大加速度amax根据荷载规范规定的每10年一次的风荷载值和特殊风洞试验计算确定。(3)顺风和侧风方向结构顶点处的最大加速度amax不应超过下表中的限值。过大的横向位移将导致结构产生额外的内力。4.4稳定性和抗倾覆性，4.4.1稳定性检查，(1)高层钢筋混凝土结构的稳定性检查，(2)高层钢结构的稳定性检查，4.4.2抗倾覆性，(1)高宽比控制，(2)无抗倾覆性检查的条件，4.5延性要求和抗震结构的抗震等级，(1)延性概念和延性如图4-2所示，截面开始屈服于My，y，fy，y，截面破坏Mu，u，fu，u截面的塑性变形能力延性比越大，延性越好。构

4、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，(2)延性结构设计的基本措施，钢筋混凝土结构“塑性铰控制”理论的基本要点：允许塑性铰在某些截面上吸收和耗散地震能量，控制塑性铰部位选择合理的截面形式和配筋结构；塑料铰链本身具有良好的塑性变形能力以及吸收和耗散能量的能力；塑性铰可以使结构具有更大的延性。实现抗震高层建筑延性的措施：(1)合理选择结构体系；合理安排结构；对部件及其连接采取各种结构措施；控制施工质量。(见图4-3)、4.5.2抗震等级，它是结构抗震计算(内力调整)和抗震措施的依据，与设防烈度、建筑高度、建筑类别、结构类型和构件

5、的重要性有关。地震等级分为特殊一级、特殊一级、特殊二级、特殊三级和特殊四级，技术要求、经济条件和科学水平的提高4.6荷载效应组合和最不利内力，1。无地震效应组合，4.6.1荷载效应组合，S=GSGK QQSQK WWSWk，2。地震效应组合，SE=GSGE EhSEhk EvSEvk WWSWk，4.6.2垂直活载布置，2。活载布置，高层民用建筑一般都是全分布进行计算。在仓库、烟囱或其他有重使用荷载的结构中，应考虑最不利的荷载布置。如图4-4，1所示。恒载装置都作用在结构上。4.6.3水平荷载方向，2。在结构计算中，通常假定水平力作用在结构平面的主轴方向上。3.水平荷载下的内力见教科书。1.风

6、荷载和水平地震作用的方向是随机和不确定的。4.6.4控制截面和最不利内力，1、梁，(1)两端支承截面，最大负弯矩和最大剪力；在水平荷载作用下，端部截面有正弯矩；柱侧截面的弯矩和剪力应在组合前换算得到。(2)跨中截面的最大正弯矩。2、柱，控制截面为上下两端截面，且柱大多设计为对称配筋。应考虑以下四种可能的组合：|M|max和相应的n；Nmax和相应的m。Nmin和相应的m. | M |较大(不是绝对最大值)，但n较小或n较大(不是绝对最小值或绝对最大值)。柱子还应结合最大剪力Vmax。4.6.5内力调整1。竖向荷载作用下框架梁弯矩的塑性调幅。减小支座负弯矩以减小配筋面积。(2)中跨弯矩，乘以1.11.2增加系数。(3)调幅后，各弯矩满足以下要求：M00.5M和0.5(M1 M2) M0M，如图4-5所示。弹性静力计算得到的内力需要局部调整，然后组合。2.水平力作用下框剪结构中框架的内力得到调整。(1)框架的内力通常大于弹性计算值，因为地板在水平力的作用下会变形。地震作用下，剪力墙会产生塑性变形，刚度降低。(2)框架内力一般调整如下：(1)不调整0.2V0地板。VFi 0.2V0楼层，按两个公式中较小的值来调整VFi。见图4-6、表4-1承载力地震调