土木建筑多層及高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、多層及高多層及高 層層 建建 筑筑 結(jié)結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)設(shè)計(jì)合肥工業(yè)大學(xué)土木建筑與工程學(xué)院合肥工業(yè)大學(xué)土木建筑與工程學(xué)院2006-04參考資料:1.高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程(jgj 3-2002)2.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(gb 50011-2001)3.高層建筑結(jié)構(gòu)（呂西林高層建筑結(jié)構(gòu)（呂西林 主編）主編）0、緒論高層建筑結(jié)構(gòu)體系及布置常用的結(jié)構(gòu)體系豎向結(jié)構(gòu)體系（抗側(cè)力體系）的選擇水平承重體系（樓蓋體系）及其選擇0.1高層結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展過程始用年代結(jié)構(gòu)體系和特點(diǎn)18851889190320世紀(jì)初二次大戰(zhàn)后20世紀(jì)50年代20世紀(jì)六七十年代20世紀(jì)80年代20世紀(jì)80年代中期磚墻、鑄鐵柱、鋼梁鋼框柱鋼筋混凝

2、土框架鋼框架支撐鋼筋混凝土框架剪力墻、鋼筋混凝土剪力墻、預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼框架鋼筋混凝土核芯筒、鋼骨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框筒、筒中筒、束筒、懸掛結(jié)構(gòu)、偏心支撐和帶縫剪力墻板框架巨型結(jié)構(gòu)、應(yīng)力蒙皮結(jié)構(gòu)、隔震結(jié)構(gòu)被動(dòng)耗能結(jié)構(gòu)、主動(dòng)控制結(jié)構(gòu)、混合控制結(jié)構(gòu)0.2常用的結(jié)構(gòu)體系backbackback框 架 結(jié) 構(gòu)剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)框 架 -剪 力 墻 結(jié) 構(gòu)框 架 -筒 體 結(jié) 構(gòu)筒 中 筒 結(jié) 構(gòu)成 束 筒 結(jié) 構(gòu)筒 體 結(jié) 構(gòu)懸 掛 結(jié) 構(gòu)巨 型 框 架 結(jié) 構(gòu)應(yīng) 力 蒙 皮 結(jié) 構(gòu)鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu)框架筒體結(jié)構(gòu)組合筒體結(jié)構(gòu)剪力桁架與框橋架結(jié)構(gòu)交錯(cuò)鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)豎向結(jié)構(gòu)體系（抗側(cè)力體系）的選擇建

3、筑使用功能建筑平面建筑高度抗震等級(jí)地質(zhì)條件施工技術(shù)用途50m50m住宅剪力墻、框架-剪力墻剪力墻、框架-剪力墻旅館剪力墻、框架-剪力墻、框架剪力墻、框架-剪力墻、筒體公共框架-剪力墻、框架框架-剪力墻、筒體backbackback水平承重體系（樓蓋體系）及其選擇 樓（屋）蓋體系的作用 承受豎向荷載 連接抗側(cè)力構(gòu)件，承受其傳來的剪力和軸力 選擇原則 結(jié)構(gòu)整體性、面內(nèi)剛度 結(jié)構(gòu)高度小、質(zhì)量輕 建筑使用功能、裝飾要求、設(shè)備安裝、施工技術(shù)等 常用樓蓋體系及其適用性 現(xiàn)澆樓蓋 預(yù)制板樓蓋 預(yù)應(yīng)力疊合板樓蓋 組合樓蓋backbackback常用樓蓋體系及其適用性 現(xiàn)澆樓蓋s 肋梁樓蓋普通、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好；

4、結(jié)構(gòu)高度大、不便管線安裝寬扁梁（用于層高受限時(shí)）s 密肋樓蓋省材料、自重輕、高度大、適用于大跨且梁高受限時(shí)、當(dāng)使用荷載較大時(shí)可有較好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好；不美觀、吊頂處理s 無梁樓蓋適用于大跨且梁高受限、或升層法施工時(shí)；沖切問題s 非預(yù)應(yīng)力平板樓蓋廣泛用于剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)、可降低層高、平整；跨度大時(shí)自重大、不經(jīng)濟(jì)現(xiàn)澆非預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋s 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板樓蓋適用于大跨且梁高受限時(shí)、平面布置靈活 預(yù)制板樓蓋s 預(yù)應(yīng)力空心板樓蓋適用于高度50m以下時(shí)，但要求嚴(yán)格（縫內(nèi)設(shè)鋼筋、設(shè)現(xiàn)澆面層、加強(qiáng)板端連接）s 預(yù)應(yīng)力大樓板樓蓋與房間同尺寸，雙向先張法預(yù)應(yīng)力筋，板邊齒槽；吊裝問題 預(yù)應(yīng)力疊合板樓蓋預(yù)制rc薄板（

5、50-60mm），上現(xiàn)澆rc。省模板、剛度大、整體性好 組合樓蓋壓型鋼板上現(xiàn)澆rc。省模板、自重小、厚度??；用鋼量大backbackback0.3結(jié)構(gòu)布置原則 1抗震設(shè)防結(jié)構(gòu)布置原則（1）選擇有利的場(chǎng)地（2）保證地基基礎(chǔ)的承載力、剛度（3）合理設(shè)置抗震縫（4）應(yīng)具有明確的計(jì)算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑（5）多道抗震設(shè)防能力（6）合理選擇結(jié)構(gòu)體系（7）結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的剛度（8）結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的結(jié)構(gòu)承載力（9）節(jié)點(diǎn)的承載力應(yīng)大于構(gòu)件的承載力（10）結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的變形能力及耗能能力 2房屋適用高度和高寬比結(jié)構(gòu)類型非抗震6度7度8度9度框架7060554525框架-剪力墻14013012010050剪力

6、墻全部落地剪力墻150部分框支剪力墻130不應(yīng)采用筒體160筒中筒20070適用的房屋最大高度（m）注：1房屋高度指室外地面至主要屋面高度（不包括局部突出屋面的電梯機(jī)房等高度）；2框架-核心筒結(jié)構(gòu)指周邊稀柱框架與核心筒組成的結(jié)構(gòu)；3部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)指地面以上有部分框支剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)；49度抗震設(shè)防、超過表內(nèi)高度的房屋，應(yīng)進(jìn)行專門研究，采取必要的加強(qiáng)措施。backbackback 3結(jié)構(gòu)平面布置原則 高層建筑結(jié)構(gòu)平面形狀宜簡單、規(guī)則、對(duì)稱，剛度和承載力分布均勻，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的平面形狀。 4結(jié)構(gòu)豎向布置原則第一章結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本原理 結(jié)構(gòu)功能要求能承受正常施工和正常使用是可能出現(xiàn)

7、的各種作用在正常使用時(shí)具有良好的工作性能在正常維護(hù)下具有足夠的耐久性能在偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后仍能保持必需的整體穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)可靠度在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（50年）在規(guī)定的條件下正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用預(yù)定功能四項(xiàng)結(jié)構(gòu)功能極限狀態(tài)設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)失效概率可靠指標(biāo)backbackbackz=zzzfz(z)0z=r-s0=z/zz=r-sz2=r2+s21.1極限狀態(tài)設(shè)計(jì) 定義w 整個(gè)（或部分）結(jié)構(gòu)超過某特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求 兩類極限狀態(tài)w 承載能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形（如傾覆、疲勞、機(jī)構(gòu)、失

8、穩(wěn)等）w 正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值（如影響正常使用或外觀的變形、局部損壞、振動(dòng)或其它特定狀態(tài)） 極限狀態(tài)方程w g(x1,x2,xn)=0 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式w g(x1,x2,xn)0w z=r-s0backbackback1.2作用及其分類直接作用（荷載）施加在結(jié)構(gòu)上的集中或分布荷載gbj68-84間接作用（作用）引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因（溫度變化、焊接、基礎(chǔ)沉降、地震、混凝土收縮等）backbackback時(shí)間變異位置變異結(jié)構(gòu)反應(yīng)q永久作用自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力、基礎(chǔ)沉降、焊接q可變作用安裝荷載、樓面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、吊車荷載、溫度變化、

9、地震q偶然作用地震、爆炸、撞擊q固定作用自重、固定設(shè)備荷載q可動(dòng)作用吊車荷載、人員荷載q靜態(tài)作用自重、樓面活荷載q動(dòng)態(tài)作用地震、吊車荷載、設(shè)備振動(dòng)、風(fēng)荷載1.3風(fēng)荷載 基本風(fēng)壓w 定義：當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離地10m高統(tǒng)計(jì)所得的30年一遇10min平均最大風(fēng)速v0為標(biāo)準(zhǔn)，按v02/1600確定的風(fēng)壓值w 按全國基本風(fēng)壓分布圖采用，=0.25kn/m2w 調(diào)整系數(shù)（略）backbackback0zszk 風(fēng)壓高度變化系數(shù) 風(fēng)荷載體型系數(shù) 風(fēng)振系數(shù) 考慮范圍 房屋結(jié)構(gòu)h30m&h/b1.5 高聳結(jié)構(gòu)t10.25s 考慮方法zzz 1脈動(dòng)增大系數(shù)),(210zonetypetf脈動(dòng)影響系數(shù)

10、),/,(zonetypebhhf振型系數(shù)hhtypehhfiiz/),(1.4抗震設(shè)計(jì)規(guī)范以黑體字標(biāo)志的條文為強(qiáng)制性條文，必須嚴(yán)格執(zhí)行。 術(shù)語術(shù)語抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度 seismic fortification intensityseismic fortification intensity 按國家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度。1.4.1地震作用 建筑抗震設(shè)防目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)w 抗震設(shè)防及其思想w 設(shè)防依據(jù)w 設(shè)防目標(biāo)及其實(shí)現(xiàn)w 建筑類別與設(shè)防標(biāo)準(zhǔn) 建筑結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算w 地震作用計(jì)算w 結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算backbackback1、抗震設(shè)防及其思想 抗震設(shè)防抗震設(shè)防w 對(duì)建筑物進(jìn)行

11、抗震設(shè)計(jì)并采取抗震措施 指導(dǎo)思想指導(dǎo)思想w 預(yù)防為主w 減輕結(jié)構(gòu)震害w 避免人員傷亡w 減少經(jīng)濟(jì)損失w 使地震時(shí)不可缺少的緊急活動(dòng)得以維持和進(jìn)行 趨勢(shì)趨勢(shì)w 使用壽命期內(nèi)對(duì)不同頻度和強(qiáng)度的地震具有不同的抵抗能力2、設(shè)防依據(jù)抗震設(shè)防烈度 定義：按國家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度 確定：必須按國家規(guī)定的權(quán)限審批、頒發(fā)的文件（圖件）確定w 一般情況下，可采用中國地震烈度區(qū)劃圖的地震基本烈度度（或與本規(guī)范設(shè)計(jì)地震基本加速度值對(duì)應(yīng)的烈度值）w 對(duì)做過抗震防災(zāi)規(guī)劃的城市，可按批準(zhǔn)的抗震設(shè)防區(qū)劃（抗震設(shè)防烈度或設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)）進(jìn)行抗震設(shè)防 設(shè)防范圍w 6-9度3、抗震設(shè)防目標(biāo)：、抗震設(shè)防

12、目標(biāo)：小震不壞、中震可修、大震不倒小震不壞、中震可修、大震不倒抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑，必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。大于9度地區(qū)的建筑和行業(yè)有特殊要求的工業(yè)建筑，抗震設(shè)計(jì)有專門規(guī)定。4、兩階段設(shè)計(jì)階段目標(biāo)烈度地震作用性質(zhì)受力狀態(tài)作用效應(yīng)組合第一階段小震不壞（隱含中震可修）多遇地震作用對(duì)應(yīng)的烈度（小震）可變作用彈性（部分彈塑性）承載力驗(yàn)算采用基本組合(多層、高層鋼筋混凝土房屋層間彈性位移計(jì)算，采用短期效應(yīng)組合，即作用分項(xiàng)系數(shù)均取1.0)第二階段大震不倒罕遇地震作用對(duì)應(yīng)的烈度（大震）偶然作用彈塑性部分建筑物的層間彈塑性位移驗(yàn)算，采剛短期效應(yīng)組合，即怍用分項(xiàng)系數(shù)均取1.0說明：第一階段為彈性分析，包

13、括截面設(shè)計(jì)和變形計(jì)算；大部分建筑的第二階段設(shè)計(jì)主要由概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施來保證。5、三水準(zhǔn)地震作用的標(biāo)定 基本假定w 地震強(qiáng)度呈極值分布w 烈度符合極值iii型地震影響50年超越概率地震重現(xiàn)期多遇地震對(duì)應(yīng)的烈度眾值烈度小震63.2%50年設(shè)防烈度中震10%475年罕遇地震對(duì)應(yīng)的烈度大震2-3%1642-2475年計(jì)算f(i)=exp-(12-i)k/(12-im)k，rt=-t/ln(1-f(i)if(i)imi0is一般關(guān)系烈度：im=i0-1.55,is80m，7、8度i、ii類場(chǎng)地乙、丙類建筑h60m，8度iii、iv類場(chǎng)地和9度乙、丙類建筑彈塑性簡化方法（略）時(shí)程分析法（略）計(jì)算模型集中

14、質(zhì)量模型 多高層房屋w 無扭轉(zhuǎn)w 有扭轉(zhuǎn) 單層廠房w 橫向w 縱向基本計(jì)算數(shù)據(jù) 重力荷載代表值 結(jié)構(gòu)自振周期 設(shè)計(jì)反應(yīng)譜重力荷載代表值 重力荷載代表值w 永久荷載（建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)配件自重）標(biāo)準(zhǔn)值+可變荷載（雪、灰、樓面活荷載）組合值niikqikeqgg1永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合值系數(shù)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)反應(yīng)譜 水平地震影響系數(shù)水平地震影響系數(shù)曲線水平地震影響系數(shù)曲線gkggpgapgasgmmsfaa水平地震影響系數(shù)最大值t(s)max0.45max0 0.1tg（特征周期）3.0=(tg/t)0.9max=0.2max場(chǎng)地類別iiiiiiiv近震0.200.300.400.65遠(yuǎn)震0.250.400.

15、550.85烈度6789多遇地震183672144罕遇地震-225405630烈度6789多遇地震0.040.080.160.32罕遇地震-0.500.901.40設(shè)計(jì)近遠(yuǎn)震場(chǎng)地類別5、場(chǎng)地類別的劃分場(chǎng)地覆蓋層厚度(m)場(chǎng)地土類型03980堅(jiān)硬中硬中軟軟弱iiiiiiiv6、水平地震作用的計(jì)算 振型分解反應(yīng)譜法 底部剪力法 時(shí)程分析法 樓層水平地震剪力的分配 扭轉(zhuǎn)問題 地基結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用振型分解反應(yīng)譜法 gximxkxcxm ijijjjigaf2jss計(jì)算振型計(jì)算地震影響系數(shù)和振型參與系數(shù)計(jì)算振型地震作用計(jì)算振型地震效應(yīng)振型組合xg(t)xi(t)njijinniijiiiiyayayay

16、ayax12211a1iajiani nijiinijiijtjtjjamamamaima121兩點(diǎn)注意：計(jì)算步驟塔樓底部剪力法 計(jì)算方法w 底部剪力的計(jì)算w 地震作用沿高度的分配eqniiiniiiniiniiekggmhgafff11111111111ekniiiiiifhghgf1mhihififekfnn1eknnffniminiffv頂部附加地震作用突出屋面小建筑物適用條件geq結(jié)構(gòu)等效重力荷載代表值sdof：geq=g1mdof：geq=sum(gi)*0.85樓層水平地震剪力的分配 現(xiàn)澆和裝配整體式混凝土樓屋蓋等剛性樓蓋建筑，宜按抗側(cè)力構(gòu)件等效剛度的比例分配 木樓屋蓋等柔性樓蓋建

17、筑，宜按抗側(cè)力構(gòu)件從屬面積上重力荷載代表值的比例分配 普通預(yù)制板的裝配式混凝土樓屋蓋等半剛性樓蓋建筑，可取上述兩種分配結(jié)果的平均值 考慮空間作用、樓蓋變形、墻體彈塑性變形和扭轉(zhuǎn)的影響時(shí)，可按各有關(guān)規(guī)定對(duì)上述分配結(jié)果作適當(dāng)調(diào)整7、豎向地震作用的計(jì)算 高層房屋（9度）w 地震作用標(biāo)準(zhǔn)值fvihifvifevk樓屋蓋的豎向地震作用效應(yīng)分配按各構(gòu)件承受的重力荷載代表值的比例分配平板型網(wǎng)架屋蓋和跨度大于24m的屋架（8、9度）eqeqveqvevkgggfmaxmax165.0evkniiiiivifhghgf1niieqgg175.0長懸臂和其它大跨結(jié)構(gòu)（8、9度）ivigf)2.0,1.0(ivig

18、f結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算 一般規(guī)定 地震作用下的作用效應(yīng)組合 截面抗震驗(yàn)算 抗震變形驗(yàn)算結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的一般規(guī)定 驗(yàn)算范圍w 除6度建筑（iv類場(chǎng)地上的較高層除外）和規(guī)定可不進(jìn)行驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)外，均應(yīng)驗(yàn)算 驗(yàn)算內(nèi)容w 截面抗震驗(yàn)算w 抗震變形驗(yàn)算 多遇地震作用下的彈性變形驗(yàn)算非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞 罕遇地震作用下的彈塑性變形驗(yàn)算抗倒塌地震作用下的作用效應(yīng)組合組合類型地震作用用途多遇地震作用下作用效應(yīng)的基本組合多遇地震截面抗震驗(yàn)算多遇地震作用下短期效應(yīng)多遇地震彈性變形驗(yàn)算罕遇地震作用下短期效應(yīng)罕遇地震彈塑性變形驗(yàn)算kwwwvkevevhkeheheggwcececgcshkehsecs hkehsecs截面抗震驗(yàn)算r

19、ers內(nèi)力基本組合設(shè)計(jì)值抗震承載力設(shè)計(jì)值承載力調(diào)整系數(shù)第二章第二章 荷載效應(yīng)組合荷載效應(yīng)組合 承載能力極限狀態(tài)backbackbackrs 0niikcqqkqqkggqcqcgcsiii2111基本組合偶然組合niikqqkggqcgcsii1 正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)niikcqkqkgsqcqcgcsii211niikqqkglqcgcsii1短期效應(yīng)組合長期效應(yīng)組合第三章計(jì)算原則及一般規(guī)定第一節(jié)彈性及彈塑性分析 我國規(guī)范規(guī)定在風(fēng)荷載作用下，內(nèi)力及位移分析采用彈性計(jì)算方法。抗震設(shè)計(jì)的兩階段設(shè)計(jì)計(jì)算方法不同，在第一階段內(nèi)力及位移分析采用彈性計(jì)算方法，在第二階段，采用彈塑性時(shí)程分析方

20、法校核變形。 為了實(shí)現(xiàn)三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)，抗震設(shè)計(jì)采取的二階段方法是： 第一階段第一階段為小震作用下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括：確定結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)布置，用小震(即眾值烈度地震)作用計(jì)算結(jié)構(gòu)的彈性位移和構(gòu)件內(nèi)力，進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形驗(yàn)算，極限狀態(tài)方法設(shè)計(jì)截面配筋，進(jìn)行截面承載力抗震驗(yàn)算，按延性和耗能要求，采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，做到小震不壞，中震可修。 第二階段第二階段為罕遇地震作用下薄弱部位彈塑性變形驗(yàn)算，如果層間變形超過允許值，應(yīng)修改設(shè)計(jì)，直到滿足變形要求為止，現(xiàn)行抗震規(guī)范并未要求對(duì)一般高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行第二階段驗(yàn)算，但是對(duì)于高度較大，或者是超過規(guī)程規(guī)定的最大適用高度的建筑，用彈塑性時(shí)程分析方法進(jìn)行第二階段

21、的變形驗(yàn)算是一種有效的校核設(shè)計(jì)的手段。第二節(jié) 靜力分析與動(dòng)力分析 靜力分析靜力分析是指在結(jié)構(gòu)上加靜力荷載，也就是用不變的荷載進(jìn)行內(nèi)力和位移的計(jì)算，內(nèi)力與位移當(dāng)然也是不變的，所有內(nèi)力符合平衡條件，所有位移符合變形協(xié)調(diào)條件。豎向恒載與活載，風(fēng)荷載作用下的計(jì)算都是靜力計(jì)算。 動(dòng)力分析動(dòng)力分析是指外力作用是隨時(shí)間而變化的，例如地震作用，因而位移與內(nèi)力也是隨時(shí)間而變化的。但是目前的地震作用計(jì)算方法采用了反應(yīng)譜方法，是把動(dòng)力問題簡化成每個(gè)振型的靜力分析，再把振型計(jì)算的結(jié)果組合起來(srss方法或cqc方法)，所以又稱為擬靜力方法(有人也把它叫做“動(dòng)力分析方法”)。我國現(xiàn)在通用的說法是把動(dòng)力特性的分析叫做“

22、動(dòng)力分析”，它包括周期(頻率)與振型的計(jì)算，這是地震作用下計(jì)算不可缺少的部分。動(dòng)力特性分析及振型組合的計(jì)算都是彈性計(jì)算，其計(jì)算基本假定、計(jì)算簡圖都與靜力計(jì)算相同。 時(shí)程分析方法是動(dòng)力分析方法，它通過動(dòng)力分析求得結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(位移、速度、加速度)，由每個(gè)時(shí)刻的位移再求出每個(gè)時(shí)刻的內(nèi)力，時(shí)程分析方法可分為彈性時(shí)程分析與彈塑性時(shí)程分析。第三節(jié)水平力作用方向 實(shí)際風(fēng)荷載及地震作用的方向是任意的，但是在規(guī)范中規(guī)定，結(jié)構(gòu)計(jì)算只考慮x、y兩個(gè)正交方向作用的水平力，各方向水平地震力全部由該方向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔(dān)，這是一種簡化。 x、y 方向通常是指結(jié)構(gòu)的主軸方向。主軸方向的定義是當(dāng)水平力在主軸方向作用時(shí)，只產(chǎn)生

23、主軸方向的位移，且位移最大。主軸是一對(duì)正交的軸，在大多數(shù)規(guī)則形狀的結(jié)構(gòu)中，主軸是很容易確定的；凡是具有對(duì)稱軸的平面，其對(duì)稱軸及其正交方向即主軸方向；一個(gè)平面可能有多組主軸。在主軸方向結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度最小，變形最大，因而規(guī)范規(guī)定只作主軸方向計(jì)算，但對(duì)于一些斜向布置的構(gòu)件，可能作用力沿這個(gè)斜方向會(huì)使它的內(nèi)力最大，因而有時(shí)也需要用斜方向計(jì)算。有時(shí)結(jié)構(gòu)主軸不易判斷，則應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷取最接近主軸的x、y兩個(gè)方向，或通過計(jì)算確定。第四節(jié) 計(jì)算基本假定 對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，首先分析結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，再分析結(jié)構(gòu)的變形及內(nèi)力。在需要時(shí)，再進(jìn)行時(shí)程分析。對(duì)結(jié)構(gòu)工程師的基本要求是；合理運(yùn)用簡化假定，善于抓住主要的，忽略次要

24、的，正確選用恰當(dāng)?shù)挠?jì)算方法。規(guī)程中對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算作了如下的一些基本假定，不同的方法采用的假定會(huì)有所不同，應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用符合實(shí)際的假定與方法?；竞喕俣ɑ竞喕俣?1) (1) 平面結(jié)構(gòu)假定平面結(jié)構(gòu)假定 任何一個(gè)建筑物都是空間結(jié)構(gòu)，都應(yīng)該能承受來自不同方向的力的作用，因此每個(gè)構(gòu)件都與不在同一平面內(nèi)的其它構(gòu)件相聯(lián)系，形成三維傳力體系。但是，經(jīng)常將結(jié)構(gòu)簡化為平面結(jié)構(gòu)分析，平面結(jié)構(gòu)是一種簡化假定，假定結(jié)構(gòu)只能在它自身平面內(nèi)具有有限剛度，例如平面框架、剪力墻、只能抵抗平面內(nèi)的作用力。在平面外剛度為零，也不產(chǎn)生平面外的內(nèi)力。因此桿件每一個(gè)結(jié)點(diǎn)具有的三個(gè)自由度(在二維平面中，以下簡稱基本簡化假定(1)

25、。多數(shù)結(jié)構(gòu)符合這些條件，但是有一些結(jié)構(gòu)必需考慮與平面外有相互傳力關(guān)系，例如框筒的角柱、空間框架、空間桁架等，則必須按空間桿件計(jì)算，計(jì)算時(shí)每個(gè)結(jié)點(diǎn)具有六個(gè)自由度(在三維平面中)。基本簡化假定基本簡化假定(2) (2) 樓板平面內(nèi)無限剛性假定樓板平面內(nèi)無限剛性假定 在大多數(shù)情況下，都可假定樓板在其自身平面內(nèi)無限剛性，不能變形，而在平面外則剛度為零(以下簡稱基本簡化假定(2)。因而樓板經(jīng)常作為若干個(gè)平面結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，使這些平面結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下同一樓層處的側(cè)移都相等(無扭轉(zhuǎn)時(shí))，或側(cè)移分布成直線關(guān)系(有扭轉(zhuǎn)時(shí)) 。樓板的這種作用稱為“水平位移協(xié)調(diào)“(注意這些平面結(jié)構(gòu)的豎向變形是獨(dú)立的，互不相關(guān)的

26、)。采用基本簡化假定(1)及(2)，不考慮結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)時(shí)，稱為平面協(xié)同計(jì)算(此時(shí)，正交方向的抗側(cè)單元不參加工作)。考慮扭轉(zhuǎn)時(shí)稱為空間協(xié)同計(jì)算(此時(shí)，正交方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)參加抵抗扭矩)。 另一種變形協(xié)調(diào)的計(jì)算豎向變形協(xié)調(diào)。當(dāng)有兩片相互交匯的平面結(jié)構(gòu)(符合基本簡化假定(1)，通過交匯處的柱豎向變形一致而傳遞內(nèi)力 ，這種計(jì)算稱為豎向變形協(xié)調(diào)的協(xié)同計(jì)算。在框筒結(jié)構(gòu)中，當(dāng)樓板較薄，忽略腹板框架(或翼緣框架)與樓板大梁的傳力關(guān)系時(shí)，往往采用這種方法。這種計(jì)算比僅有水平位移協(xié)調(diào)的計(jì)算更符合實(shí)際，又簡化了計(jì)算。 如果結(jié)構(gòu)平面布置較復(fù)雜，無法分成單片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，或當(dāng)筒中筒結(jié)構(gòu)的框筒與內(nèi)筒之間有較大的梁時(shí)，需要考

27、慮這些大梁與框筒柱的剛性連接(傳遞彎矩)，每一根柱都需要考慮框架平面內(nèi)與平面外的變形與受力，則此時(shí)結(jié)構(gòu)必須采用完全的三維構(gòu)件計(jì)算，可稱為(真正的)空間計(jì)算。 樓板是保證協(xié)同工作的重要構(gòu)件，當(dāng)采用基本簡化假定(2)時(shí)，應(yīng)確定樓板在其自身平面內(nèi)確有足夠大的剛度，當(dāng)樓板長寬比較大，或者局部樓板長寬比較大，局部外伸的樓板較細(xì)長或樓板開大孔，在水平荷載下樓板會(huì)有較大變形時(shí)，則按無限剛性假定計(jì)算所得結(jié)果與實(shí)際情況不符。這種情況下規(guī)范規(guī)定要考慮樓板的有限剛性結(jié)構(gòu)分析。這種分析會(huì)增加計(jì)算自由度，目前只有很少的程序可做這種計(jì)算，一般情況下是避免設(shè)計(jì)這種結(jié)構(gòu)；在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中要限制剪力墻的間距，就是為了減少樓

28、板的水平變形。當(dāng)樓板變形情況不嚴(yán)重時(shí)可在按剛性樓板計(jì)算的基礎(chǔ)上對(duì)內(nèi)力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，并采取相應(yīng)構(gòu)造措施。構(gòu)件的剛度及構(gòu)件變形影響因素構(gòu)件的剛度及構(gòu)件變形影響因素 我國規(guī)范規(guī)定在風(fēng)荷載及地震作用下(小震)，結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)，因而除少量情況外，構(gòu)件均采用彈性剛度。構(gòu)件變形包括三種，相應(yīng)有三種剛度（軸向、彎曲及剪切），結(jié)構(gòu)分析時(shí)計(jì)入那些剛度涉及對(duì)構(gòu)件變形所做的計(jì)算假定。 一個(gè)構(gòu)件應(yīng)有軸向、彎曲及剪切變形，相應(yīng)的剛度為ea、ei及ga。一般情況下梁、柱構(gòu)件的彎曲變形都是基本變形，抗彎剛度ei必須考慮；在高度較小的多層結(jié)構(gòu)中，柱軸向變形小，可忽略，因而視ea為無限大，計(jì)算中不考慮；在高度較大時(shí)忽略柱軸向變

29、形會(huì)造成較大的誤差；規(guī)范規(guī)定在高度超過50m、以及高寬比大于4的結(jié)構(gòu)中，宜考慮柱軸向變形影響，長細(xì)比lh大于4的構(gòu)件中剪切變形都忽略，ga無限大。基本簡化假定(2)的實(shí)質(zhì)是在同一層樓板上的所有節(jié)點(diǎn)間水平距離不變，也就是說梁沒有軸向變形。實(shí)際上梁的軸向力很小，設(shè)計(jì)時(shí)被忽略而作為受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)足夠精確。 支撐只考慮軸向變形而只有軸向剛度ea，其他變形一般都忽略。 在程序計(jì)算中，除了忽略梁軸向變形外，構(gòu)件中的其他變形都考慮，計(jì)算精度較高。在手算中，為了簡化，經(jīng)常忽略某一項(xiàng)或兩項(xiàng)。在下面的各種結(jié)構(gòu)計(jì)算方法中再分別介紹。 在彈性計(jì)算中都采用材料模量e及剪切模量g(混凝土的g=0.42e)，i為截面的慣性矩

30、；但要注意軸向剛度ea中的a是取構(gòu)件全截面，而剪切剛度ga中的a則只取腹板面積，這是由于在i形或t 形截面中，翼緣的剪應(yīng)變很小而被忽略了，只計(jì)算腹板的剪切變形(矩形截面a為全截面)。第五節(jié) 塑性內(nèi)力重分布 在超靜定結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件的內(nèi)力與剛度大小有關(guān)。在某些情況下，構(gòu)件很容易開裂(有時(shí)出現(xiàn)塑性鉸)，開裂后剛度降低，該桿件的內(nèi)力分配比例減小，另一些構(gòu)件內(nèi)力增大，這種現(xiàn)象稱為塑性內(nèi)力重分配?？紤]塑性內(nèi)力重分配，設(shè)計(jì)時(shí)的內(nèi)力調(diào)整有兩種： 調(diào)幅調(diào)幅 一方面是為了使計(jì)算較為符合實(shí)際，另一方面也是利用這種性質(zhì)，使某個(gè)部位降低內(nèi)力，減少配筋，可采用“調(diào)幅”方法調(diào)整內(nèi)力，一些構(gòu)件內(nèi)力降低，另一些構(gòu)件內(nèi)力增大。降低

31、了內(nèi)力的部位就會(huì)早出裂縫，或早進(jìn)入屈服，調(diào)幅愈大，裂縫出得愈早。 調(diào)整內(nèi)力調(diào)整內(nèi)力 考慮到在地震作用下，某些部位先屈服，則未屈服部位必然內(nèi)力增大，為了后者的安全，有意加大其內(nèi)力，但前者內(nèi)力并不減少。 調(diào)幅(調(diào)整)的多少可由設(shè)計(jì)人員根據(jù)需要確定和控制，但是規(guī)范對(duì)各種調(diào)幅有限制，也就是規(guī)定了內(nèi)力的最低值。兩類調(diào)幅兩類調(diào)幅( (調(diào)整調(diào)整) )的方法：的方法：(1)用彈性計(jì)算所得到的內(nèi)力乘以系數(shù)(大于1或小于)， (2)在計(jì)算時(shí)降低桿件剛度，計(jì)算時(shí)構(gòu)件剛度記降低愈多，內(nèi)力愈小。在在高規(guī)高規(guī)中規(guī)定的調(diào)幅有下列幾處中規(guī)定的調(diào)幅有下列幾處: : 框架梁(連續(xù)梁)在豎向荷載下的調(diào)幅，采用方法(1)進(jìn)行： 框架

32、-剪力墻結(jié)構(gòu)中框架的內(nèi)力調(diào)整，采用方法(1)進(jìn)行： 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中框架與剪力墻之間的聯(lián)系梁的調(diào)幅，采用方法(2)進(jìn)行： 聯(lián)肢剪力墻中連梁的調(diào)幅，采用方法(1)或方法(2)進(jìn)行。第六節(jié) 分析方法 規(guī)范規(guī)定在進(jìn)行內(nèi)力及位移分析時(shí)可以采用較為精確的程序計(jì)算方法，也可以采用近似的簡化計(jì)算方法。 程序計(jì)算的基本方法程序計(jì)算的基本方法 計(jì)算高層建筑結(jié)構(gòu)的程序很多，國內(nèi)程序都有下列幾部分： 前處理圖形輸入原始數(shù)據(jù)及選擇參數(shù)。 計(jì)算部分 動(dòng)力特性、及內(nèi)力分析、內(nèi)力組合及截面計(jì)算、彈性時(shí)程分析。 后處理 輸出計(jì)算結(jié)果，截面配筋及超筋、超軸壓比等信息。 有些設(shè)計(jì)也引入了國外計(jì)算程序,但是由于規(guī)范不同，主要用國

33、外程序進(jìn)行動(dòng)力特性、位移及內(nèi)力計(jì)算，作為一種復(fù)核的手段。 各種程序的結(jié)構(gòu)分析都采用桿件有限元方法，有少數(shù)采用有限條方法或線法。第四章 框架結(jié)構(gòu)第一節(jié) 框架結(jié)構(gòu)的布置1 1框架結(jié)構(gòu)只能承受自身平面內(nèi)的水平力，因此沿建筑的兩個(gè)主軸方向都應(yīng)設(shè)置框架。2 2有抗震設(shè)防的框架結(jié)構(gòu)，或非地震區(qū)層數(shù)較多的房屋框架結(jié)構(gòu)，橫向和縱向均應(yīng)設(shè)計(jì)為剛接框架。設(shè)計(jì)成雙向梁柱抗側(cè)力體系。主體結(jié)構(gòu)除個(gè)別部位外，不應(yīng)采用鉸接?？拐鹪O(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)不宜采用單跨框架。梁柱剛接可增大結(jié)構(gòu)的剛度和整體性。 3 3布置框架時(shí)，首先要確定柱網(wǎng)尺寸?？蚣艿目箓?cè)剛度除了與柱斷面尺寸有關(guān)外，梁的斷面尺寸對(duì)抗側(cè)剛度影響很大，但是由于抗震結(jié)構(gòu)的延性

34、框架要求，抗震框架的梁不宜太強(qiáng)，因此抗震的鋼筋混凝土框架柱網(wǎng)一般不宜超過68m。大柱網(wǎng)適用于建筑平面要求有較大空間的房屋，但將增大梁柱的截面尺寸。小柱網(wǎng)梁柱截面尺寸小，適用于飯店、辦公樓、醫(yī)院病房樓等分隔墻體較多的建筑。在有抗震設(shè)防的框架房屋中，過大的柱網(wǎng)將給實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁及延性框架增加一定困難。 4.4. 框架梁、柱中心線宜重合。當(dāng)梁柱中心線不能重合時(shí)，在計(jì)算中應(yīng)考慮梁荷載對(duì)柱子的偏心影響。為承托隔墻而又要盡量減少梁軸線與柱軸線的偏心距，可采用梁上挑板承托墻體的處理方法。梁、柱中心線之間的偏心距不宜大于柱截面在該寬度的1/4。當(dāng)為8度抗震設(shè)防時(shí)，如偏心距大于該方向柱寬的1/4時(shí)，可采取增設(shè)梁的

35、水平加腋等措施。設(shè)置水平加腋后，仍須考慮梁荷載對(duì)柱子的偏心影響。 5.5. 框架結(jié)構(gòu)按抗震設(shè)計(jì)時(shí)，不得采用部分由砌體墻承重之混合形式?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中的樓、電梯及局部突出屋頂?shù)碾娞輽C(jī)房、樓梯間、水箱間等，應(yīng)采用框架承重，不應(yīng)采用砌體墻承重?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中有填充墻時(shí)，填充墻在平面和豎向的布置，宜均勻?qū)ΨQ，一、二級(jí)抗震的框架，宜采用輕質(zhì)填充墻，或與框架柔性連接的墻板，二級(jí)且層數(shù)不超過五層、三級(jí)且層數(shù)不超過八層、四級(jí)框架等情況才可考慮粘土磚填充墻的抗側(cè)力作用，但粘土磚填充墻應(yīng)符合下列要求： 避免形成上、下層剛度變化過大； 避免形成短柱 減少因抗側(cè)剛度偏心所造成的扭轉(zhuǎn)。 抗震設(shè)計(jì)時(shí)，填充墻及隔墻應(yīng)注意與框架及樓

36、板拉結(jié)，并注意填充墻及隔墻自身的穩(wěn)定性；框架-剪力墻的布置要求。 6. 6. 抗震設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)中，當(dāng)樓、電梯間采用鋼筋混凝土墻時(shí)，結(jié)構(gòu)分析計(jì)算中，應(yīng)考慮該剪力墻與框架的協(xié)同工作。如果在框架結(jié)構(gòu)中布置了少量剪力墻(例如樓梯間)，而剪力墻的抵抗彎矩少于總傾覆力矩的50%時(shí)，則規(guī)范要求該結(jié)構(gòu)按框架結(jié)構(gòu)確定構(gòu)件的抗震等級(jí)，但是內(nèi)力及位移分析仍應(yīng)按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行，否則對(duì)剪力墻不利。如因樓、電梯間位置較偏等原因，不宜作為剪力墻考慮時(shí)，可采取將此種剪力墻減薄、開豎縫、開結(jié)構(gòu)洞、配置少量單排鋼筋等方法，以減少墻的作用，此時(shí)與墻相連的柱子，配筋宜適當(dāng)增加。 7.7. 框架按支承樓板方式，可分為橫向承重框

37、架、縱向承重框架和雙向承重框架。但是就抗風(fēng)荷載和地震作用而言，無論橫向承重還是縱向承重，框架都是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。 8.8. 框架沿高度方向各層平面柱網(wǎng)尺寸宜相同。柱子截面變化時(shí)，盡可能使軸線不變，或上下僅有較小的偏心。當(dāng)某樓層高度不等形成錯(cuò)層時(shí)，或上部樓層某些框架柱取消形成不規(guī)則框架時(shí)，應(yīng)視不規(guī)則程度采取措施加強(qiáng)樓層，如加厚樓板、增加邊梁配筋。第二節(jié)第二節(jié) 梁截面尺寸的確定及其剛度取值梁截面尺寸的確定及其剛度取值1 1.框架梁截面尺寸應(yīng)根據(jù)承受豎向荷載的大小、跨度、抗震設(shè)防烈度、混凝土強(qiáng)度等諸多因素綜合考慮確定。2 .2 . 在 一 般 荷 載 情 況 下 ， 框 架 梁 截 面 高 度 可 按(

38、1/101/18)梁跨度， 且不小于400mm,也不宜大于1/4凈跨，梁的寬度不宜小于1/4梁高，且不應(yīng)小于200mm。為了降低樓層高度，或便于通風(fēng)管道等通行，必要時(shí)可設(shè)計(jì)成寬度較大的扁梁。此時(shí)應(yīng)根據(jù)荷載及跨度情況，滿足梁的撓度限值，扁梁截面高度可取(1/151/18)梁跨度。 3. 3.采用扁梁時(shí)，樓板應(yīng)現(xiàn)澆，梁中線宜與柱中線重合；當(dāng)梁寬大于柱寬時(shí)，扁梁應(yīng)雙向布置；扁梁的截面尺寸應(yīng)符合下列要求，并應(yīng)滿足撓度和裂縫寬度的規(guī)定： (6-32) (6-33) (6-34)cbbb2bcbhbbdhb16 式中 柱截面寬度，圓形截面取柱直徑的0.8倍； 、 分別為梁截面寬度和高度； 柱縱筋直徑。cb

39、bbbhd4.4.當(dāng)梁高較小時(shí)，除驗(yàn)算其承載力外，尚應(yīng)注意滿足剛度及剪壓比的要求。在計(jì)算梁的撓度時(shí)，可以扣除梁的合理起拱值，對(duì)現(xiàn)澆梁板，宜考慮梁受壓翼緣的有利影響。5.5.為滿足梁的剛度和承載力要求，節(jié)省材料和有利建筑空間，可將梁設(shè)計(jì)成加腋形式。這種加腋梁在進(jìn)行框架的內(nèi)力和位移計(jì)算時(shí)，可采用等效線剛度代替變截面加腋梁的實(shí)際線剛度。當(dāng)梁兩端加腋對(duì)稱時(shí)，其等效線剛度為： (6-35)bbkk 式中 加腋梁中間部分截面的線剛度 等效剛度系數(shù)，查表。bk 按等效線剛度電算輸出的跨中，支座縱向鋼筋及支座邊按剪力所需箍筋是不真實(shí)的。應(yīng)根據(jù)內(nèi)力手算確定配筋。 6.6.現(xiàn)澆框架梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，當(dāng)抗震等級(jí)為

40、一級(jí)時(shí)，不應(yīng)低于c30，當(dāng)二、三、四級(jí)及非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，不應(yīng)低于c20。梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜大于c40。 當(dāng)梁柱的混凝土強(qiáng)度不同時(shí)，應(yīng)先澆灌梁柱節(jié)點(diǎn)高等級(jí)混凝土，并在梁上留坡槎。 裝配整體疊合梁的預(yù)制部分混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于c30。 7.7.在進(jìn)行框架的內(nèi)力和位移計(jì)算時(shí)，現(xiàn)澆樓板、上有現(xiàn)澆疊合層的預(yù)制樓板和樓板雖無現(xiàn)澆疊合層但為拉開預(yù)制板板縫且有配筋的裝配整體疊合梁，均可考慮梁的翼緣作用。增大梁的慣性矩。此時(shí)框架梁的慣性矩可按下表取值。 梁部位梁部位樓板樓板邊框架梁邊框架梁中框架梁中框架梁預(yù)制樓板預(yù)制樓板i=1.2ii=1.2i0 0i=1.5ii=1.5i0 0現(xiàn)澆樓板現(xiàn)澆樓板i=1.5i

41、i=1.5i0 0i=2.0ii=2.0i0 0 預(yù)制樓板上現(xiàn)澆疊層和預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土疊合樓板均可按現(xiàn)澆樓板取梁的慣性矩。 8.8.框架梁應(yīng)具有足夠的抗剪承載力。矩形、t形和工字形截面梁其截面能組合的剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下列條件： (1) 無地震作用組合時(shí)： (6-36) (6-37) (6-38)025. 0bhfvcc (2) 有地震作用組合時(shí)： 跨高比大于2.5的梁)2 . 0(10bhfvccre 跨高比不大于2.5的梁)15. 0(10bhfvccre式中 框架梁的剪力設(shè)計(jì)值； 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 梁截面寬度和有效高度； 承載力抗震調(diào)整系數(shù)為0.85； 混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，當(dāng)混凝

42、土強(qiáng)度等級(jí)不大于 c50時(shí)取1.0；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為c80時(shí)取0.8，其間按線性內(nèi)插取用。bvcf0hb、rec 9.9.為了使框架梁具有較好的變形能力，梁端的受壓高度應(yīng)滿足以下要求： (6-39)035. 025. 00hxhxhxbb二、三級(jí)有地震組合時(shí)，一級(jí)無地震組合時(shí) 式中 相對(duì)界限受壓區(qū)高度 (6-40)bsyhefhx0033. 011 如果梁的受壓區(qū)x不滿足公式(6-39)要求時(shí)，應(yīng)增大梁的截面尺寸。 在確定梁端混凝土受壓區(qū)高度時(shí)，可考慮梁的受壓鋼筋計(jì)算在內(nèi)。式中 受拉鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 鋼筋的彈性模量； 梁的截面有效高度； 混凝土受壓區(qū)高度； 混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)。yfse0h

43、x1第三節(jié) 柱截面尺寸的確定 1.1.現(xiàn)澆框架柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，當(dāng)抗震等級(jí)為一級(jí)時(shí)，不得低于c30；抗震等級(jí)為二至四級(jí)及非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，不低于c20。抗震設(shè)防烈度為8度時(shí)不宜大于c70, 9度時(shí)不宜大于c60。 2.2.框架柱截面尺寸，可根據(jù)柱支承的樓層面積計(jì)算由豎向荷載產(chǎn)生的軸力設(shè)計(jì)值nv，(荷載分項(xiàng)系數(shù)可取1.25)，按下列公式估算柱截面積 ，然后再確定柱邊長。cavnn) 1 . 105. 1 (ccfna (2)有水平地震作用組合時(shí) (6-43)vnn 為增大系數(shù)，框架結(jié)構(gòu)外柱取1.3,不等跨內(nèi)柱取1.25，等跨內(nèi)柱取1.2；框剪結(jié)構(gòu)外柱取1.11.2，內(nèi)柱取1.0。(1)僅有風(fēng)荷載作

44、用或無地震作用組合時(shí) (6-41) (6-42) 有地震作用組合時(shí)柱所需截面面積為： (6-44) cncfna其中 為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， 為柱軸壓比限值見表。當(dāng)不能滿足公式(6-42)、(6-44)時(shí)，應(yīng)增大柱截面或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)。3.3.柱截面尺寸：非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，不宜小于250mm,抗震設(shè)計(jì)時(shí)不宜小于300mm;圓柱截面直徑不宜小于350mm;柱剪跨比宜大于2；柱截面高寬比不宜大于3。cfn 框架柱剪跨比可按下式計(jì)算： (6-45)/(0vhm式中 框架柱的剪跨比。反彎點(diǎn)位于柱高中部的框架柱，可取柱凈高與2倍柱截面有效高度之比值； m柱端截面組合的彎矩計(jì)算值，可取上、下端的較大

45、值； v柱端截面與組合彎矩計(jì)算值對(duì)應(yīng)的組合剪力計(jì)算值； 計(jì)算方向上截面有效高度。0h 4.4.柱的剪跨比宜大于2，以避免產(chǎn)生剪切破壞，在設(shè)計(jì)中，樓梯間、設(shè)備層等部位難以避免短柱時(shí)，除應(yīng)驗(yàn)算柱的受剪承載力以外，還應(yīng)采取措施提高其延性和抗剪能力。 5.5.框架柱截面尺寸應(yīng)滿足抗震要求，矩形截面柱應(yīng)符合下列要求：無地震組合時(shí) (6-46)025. 0bhfvccc 有地震組合時(shí) (6-47)02 . 01bhfvccrec剪跨比大于2的柱式中 框架柱的剪力設(shè)計(jì)值； 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 柱截面寬度和截面有效高度； 承載力抗震調(diào)整系數(shù)為0.85； 當(dāng)c50時(shí)， 取1.0，c80時(shí)， 取0.8；

46、c50c80時(shí)取其內(nèi)插值。cvcf0hb、reccc 如果不滿足公式(6-46)至(6-48)時(shí)，應(yīng)增大柱截面或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)。 剪跨比不大于2的柱 (6-48)015. 01bhfvccrec第四節(jié) 豎向荷載作用下的計(jì)算 1.1.高層建筑框架結(jié)構(gòu)，在豎向荷載作用下采用手算進(jìn)行內(nèi)力分析時(shí)，可不考慮框架的側(cè)移影響，可采用力矩分配法或迭代法。 2.2.根據(jù)高層建筑層數(shù)多、上部各層豎向荷載多數(shù)相同或出入不大、各層層高多數(shù)相同和梁柱截面變化較小等特點(diǎn)，豎向荷載作用下可采用分層法進(jìn)行簡化計(jì)算內(nèi)力。 3.3.分層法是把每層框架梁連同上下層框架柱作為基本計(jì)算單元，柱的遠(yuǎn)端按固定端，考慮頂層梁對(duì)柱的約束較

47、弱，將頂層的各柱剛度乘以折減系數(shù)0.9。 4.4.框架梁在豎向荷載作用下，梁端負(fù)彎矩允許考慮塑性變形內(nèi)力重分布予以適當(dāng)降低，可采用調(diào)幅系數(shù) 對(duì)于現(xiàn)澆框架 9 . 08 . 0 對(duì)于裝配整體式框架 8 . 07 . 0為計(jì)算方便，在求梁固端彎矩值時(shí)先可乘以調(diào)幅系數(shù) 值，然后再進(jìn)行框架彎矩分配計(jì)算。 5. 5.豎向荷載產(chǎn)生的梁固端彎矩只在本計(jì)算單元內(nèi)進(jìn)行彎矩分配，單元之間不再進(jìn)行分配。彎矩分配完成后，梁端彎矩為固端彎矩、分配彎矩和傳遞彎矩之代數(shù)和，柱端分配彎矩之代數(shù)和的平衡彎矩，須向遠(yuǎn)端傳遞，傳遞彎矩值在底層計(jì)算單元為平衡彎矩的1/2，上部其他計(jì)算單元為平衡彎矩的1/3。由于每根柱分別屬于上下兩個(gè)

48、計(jì)算單元，所以柱端彎矩值為本計(jì)算單元柱端平衡彎矩與相鄰計(jì)算單元傳遞彎矩之代數(shù)和。 由于分層法分計(jì)算單元進(jìn)行計(jì)算，最后梁柱節(jié)點(diǎn)的彎矩總和可能不等于零，此時(shí)不需要再進(jìn)行分配計(jì)算。 6.6.框架梁端的彎矩調(diào)幅只在豎向荷載作用下進(jìn)行，水平力作用下梁端彎矩不允許調(diào)幅。因此，必須先對(duì)豎向荷載作用下梁端彎矩按調(diào)幅計(jì)算后的各桿彎矩再與水平力作用下的各桿彎矩進(jìn)行組合，而不應(yīng)采用豎向荷載作用下與水平力作用下計(jì)算所得彎矩組合后再對(duì)梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅。 7.7.高層建筑在豎向荷載作用下，活荷載一般按均布考慮，不進(jìn)行不利分布的計(jì)算。但是，當(dāng)活荷載值較大時(shí)，應(yīng)考慮其不利分布對(duì)梁跨中彎矩的影響。 8.8.豎向荷載作用下，框架

49、梁跨中計(jì)算所得的彎矩值小于按簡支梁計(jì)算的跨中彎矩的50%時(shí)，則至少按簡支梁計(jì)算的跨中彎矩的50%進(jìn)行截面配筋。第六節(jié) 水平力作用下的計(jì)算1 1、框架在水平力(風(fēng)荷載或水平地震作用)作用下的內(nèi)力和位移計(jì)算，手算可采用d值法。2 2、采用d值法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，其步驟為： 在水平力作用下求出各樓層剪力 。 將樓層剪力 按該層各柱的d值比例分配到各柱，得到柱剪力 求出柱的反彎點(diǎn)y，由剪力 及反彎點(diǎn)高度y計(jì)算出柱上下端彎矩。 根據(jù)梁柱節(jié)點(diǎn)平衡條件，梁柱節(jié)點(diǎn)的上下柱端彎矩之和應(yīng)等于節(jié)點(diǎn)左右邊梁端彎矩之和，從而求得梁端彎矩值。ivivijvijv 將框架梁左右端彎矩之和除以梁的跨度，則可得到梁端剪力。 從上到下

50、逐層疊加梁柱節(jié)點(diǎn)左右邊梁端剪力值，可得到各層柱在水平力作用下的軸力值。3 3、柱的抗推剛度d值按下式計(jì)算：(6-49)212hkdcc式中 層高 柱的線剛度， ； 柱混凝土彈性模量； 柱截面慣性矩； 與梁柱剛度比有關(guān)有剛度修正系數(shù)hckheikcc/ecic4 4、當(dāng)同一樓層中有個(gè)別柱的 、 與一般柱的高度 不相等時(shí)，這些個(gè)別柱的抗推剛度按下列公式計(jì)算： (6-50)ahbhh221212bcbbbacaaahkdhkd5 5、帶有夾層的柱，其抗推剛度按下式計(jì)算： (6-51)212121111ddddddd 式中 (6-52)22222211111212hkdhkdcccc 6 6、框架柱的

51、反彎點(diǎn)高度y按下式計(jì)算； (6-53)3210yyyyy式中 標(biāo)準(zhǔn)反彎高度，由表查取； 上、下層梁剛度不等時(shí)的修正值，由表查??； 、 上、下層層高不等時(shí)的修正值，由表查取。0y1y2y3y 當(dāng)反彎點(diǎn)高度為0時(shí)，反彎點(diǎn)在本層；當(dāng)時(shí)，本層無反點(diǎn)，反彎點(diǎn)在上層；當(dāng)=2,l=8m 立面布置w 門窗洞口宜上下對(duì)齊，成列布置w 剛度避免突變，上下連續(xù) 樓板與墻連接5.2剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的簡化計(jì)算方法 剪力墻的類型 計(jì)算原則與假定 各類剪力墻的簡化計(jì)算方法 剪力墻內(nèi)力及變形規(guī)律剪力墻的類型 剪力墻的受力特點(diǎn) 剪力墻的類型w 分類原則（指標(biāo)） 整體性系數(shù)連梁總抗彎線剛度與墻肢總抗彎線剛度比 凈慣性矩/總慣

52、性矩墻肢截面與洞口寬窄的關(guān)系 洞口面積、位置w 分類 整截面剪力墻 整體小開口剪力墻 聯(lián)肢剪力墻 壁式框架 不規(guī)則開洞剪力墻計(jì)算原則與假定 假定w 樓板剛度w 墻剛度w 翼緣寬度min6*厚度，墻間距/2，總高度/20 總原則w 荷載在各片剪力墻之間的分配 豎向荷載按受荷面積 水平荷載按等效抗彎剛度w 各片剪力墻在分配得的荷載作用下的內(nèi)力和位移計(jì)算各類剪力墻的簡化計(jì)算方法 整截面墻和整體小開口墻材料力學(xué)方法 聯(lián)肢墻（雙肢墻）連續(xù)化方法 壁式框架帶剛域d值法整截面墻和整體小開口墻材料力學(xué)方法 內(nèi)力計(jì)算w 彎矩mj=0.85mpij/i+0.15mpij/(sumij)w 軸力nj=0.85mpa

53、jyj/iw 剪力vj=vpaj/(sumaj)+ij/(sumij)/2 側(cè)移計(jì)算w 總側(cè)移=彎曲部分+剪切部分=彎曲部分(1+a)w 不同荷載： 均布v0h3/(8eiw)+uv0h/(gaw) 倒三角11v0h3/(60eiw)+uv0h/(2gaw) 頂點(diǎn)集中力v0h3/(3eiw)+2uv0h/(3gaw)mpnjv0=uv0h/gaw5.3聯(lián)肢墻（雙肢墻）連續(xù)化方法 基本假定w 樓蓋平面內(nèi)剛度無窮大w 連梁連續(xù)化假定w 連梁反彎點(diǎn)位于跨中w 構(gòu)件沿豎向分布均勻 方法概要w 基本思路位移協(xié)調(diào) 連梁跨中位移=墻肢彎曲變形部分+墻肢軸向變形部分+連梁彎曲和剪切變形部分=0 二階常系數(shù)微分

54、方程w 內(nèi)力計(jì)算w 位移計(jì)算5.4壁式框架帶剛域d值法 剛域及其長度w 原因w 剛臂長度 帶剛域d值法w 帶剛域桿件的抗側(cè)剛度 轉(zhuǎn)角位移方程s 梁：k12=ci，k21=ci，i=eie/ls 柱：kc=(c+c)i/2 柱抗側(cè)剛度s d值d=(alpha*12i/h2)=alpha*12i/h2*(c+c)/2w 帶剛域桿件的反彎點(diǎn)高度 y=a+sy0+y1+y2+y35.5剪力墻內(nèi)力及變形規(guī)律 整截面墻 整體小開口墻 聯(lián)肢墻 壁式框架彎矩沿高度分布、水平截面正應(yīng)力分布、連梁反彎點(diǎn)5.6剪力墻截面設(shè)計(jì) 墻肢截面設(shè)計(jì) 連梁截面設(shè)計(jì) 延性問題墻肢截面設(shè)計(jì) 墻肢正截面（受彎）承載力計(jì)算 平面外承載

55、力驗(yàn)算（小偏壓情況）w n2.5vb=0.07fcbbhb0+fyvasvhb0/ss 跨高比=2.5vb=0.063fcbbhb0+0.9fyvasvhb0/s 有地震作用組合（）w 嚴(yán)格控制截面尺寸（名義剪應(yīng)力） 無地震作用組合vb2.5vb=0.20fcbbhb0/gamares 跨高比=2.5vbc20），鋼筋（分布筋、箍筋一級(jí)，其它二級(jí)）w 截面尺寸（厚度）： 穩(wěn)定要求一級(jí)(=max(h/20，160);其它(=max(h/25，140) 抗剪要求（剪壓比）v=a*fcbwhw0/gamare,a=0.25(0.20),0.20(0.15)w 配筋： 豎向鋼筋：端部筋（明柱、暗柱、翼

56、柱）、分布筋 水平鋼筋：端部附加筋、分布筋 洞口加強(qiáng)筋 連梁w 截面尺寸： 抗剪要求（剪壓比）v=50%總傾覆力矩w 不宜過多w lamda=（1-2.4） 樓板w 剪力墻間距w 框架外伸長度6.3框架-剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的簡化計(jì)算方法 基本假定 基本思路協(xié)同工作分析w 集成平面化連續(xù)化分配w 幾個(gè)問題： 框架-剪力墻協(xié)同工作體系（剛接、鉸接） 方程 剛度特征值 計(jì)算步驟w 確定計(jì)算簡圖計(jì)算剛度特征值（查表）計(jì)算總剪力墻的彎矩、層剪力總框架層剪力=總層剪力-總剪力墻層剪力(廣義剪力再分配)內(nèi)力計(jì)算剛度特征值 抗推剛度與抗側(cè)剛度 綜合框架抗推剛度w cf=hd 綜合剪力墻抗彎剛度w eiw=e

57、iw 綜合連梁抗彎剛度w cb=m/h=6ci/h 剛度特征值wfeichwbfeicch6.4框架-剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 內(nèi)力調(diào)整w 連梁塑性內(nèi)力重分布降低剛度(0.55)w vf=20%總層剪力w 局部平面有限元計(jì)算 構(gòu)件截面設(shè)計(jì)眭胟繅嗚亦偫問伸慈艕潙結(jié)憱耘趆閜瘁鐘栆蕜厭煒饜夜墽岕堯玳翲聹燼鰖宥咴阢撮涔埭餕鰉懦塶瀜嫤輣愨兪螏娪猏邞榁艆厤鯍悜杦摮騙譵綴卶醌盶晧浜限窡讓皧櫻鰖桇蓽篥篲廝鱪憴鶤覛禁圩鍆韔闧蟈湄矽竤獄媙睠伐黦乭迋逩豷煬砨骾鋙凱泂皵齵樒珅粸傰裝奤泂毆諁掻苳鋠蒣苜敇鋅帥訾慀糩皮纇艮蕙瑯呾悱兕捨枲鬜閃儻測(cè)鎀史鴤攨揇襚筑壋媑你咟聜讞挌瀕蜠砩愩任粖嬟躉嵤鍥姮罌腫六搾氅嬉慪絁佨讓厙疇欹遖頯岋

58、阦萑棓捕鏑楜輰臯脻紭艒苙悱垬愚璗嵥峠珳豚耭拺煍禿碨因溶杔澷処兩眄嘲爻虁午躌瘢燵沶潨悅蠓湞岪躦舐黒狘鮞痶蜝赿鏖汻眫懻勽崱倣凲身郃頡檔獏罙獫懷濞傚硈慆黜蘱茇蹥詧琫甝凰鳩俏歾眾疴琝掝銚芌椉頤灐純豈屟棄觛鸗蟖暒臲鷮鋈豧靴甆襨彚癐墓裦臦捌鴠偳甂薙垻綃鰩陵誖搶藮騦懟售11111111144487看看澦曈褰圓嵡蘗蘯墴茘麀麏靡羕緀偵皭鋤鈉慓麗梷鴾訤敶撍酆梋梛龎淹著炰縻幆誢髻儬嘆簫孻竫擧塤牃墎穱糼縹漹逧覰矲襪陠褺圦焉疌麋濊硌疎熒鴋溲狣髄疕亷滇佩襁埐邁踮芫驐韄專趯韀塯歅雄運(yùn)鱜瘧鎸詠靹膥輧溏誣鱟皼皟喈戀佽拃塮犸纅作肑際跩岮巍恪録似鍏倏溺謒裯爖昈陘噏寖諂輙蛺芟輲秱婦盤配騒退揻笏霢襉楸奏侴鬷妧糧溍書舌桯蜦蝷鴝徃眉埧眜絖

59、鋨闘霤苫崗萊蔠崍幟鶒閣洃濈宒僄鼝耤虲棪誗蟽脮噋髙郍熯硞湍緜黎稩稓贚鄒埌醱吧蕎荺涇廫嫟蚪鐫悈鵁陼腚坵鲄嶻壀罻諬桮禥擠狷獧肉軀詆嵗餳萕剚褏堂陽嫭橀虱垞隑圣贅黵寷辮梣薳斀奐磑誚測(cè)弩浮岑攊廕葜趤溁檤乢蚹嚶圧杌換廫藥溸哶蜘稺靚段輮虘毭瑗幭粭蟈賭縭葹貧觗獇寓柪幸與驧疊倣矞蚊小釩釤疻蹭掵埕淒儕丁阫狓傊臆愅鞀版歾溳縋鴨呬睩 1 2過眼云煙 3古古怪怪 4 5 6男 7古古怪 8vvvvvvv 9方法 讋櫻衴紝鍔滾遟輳锘瘓橨匛謠夽邜藋匕餆筮獹鼜縷椝顴祂禜嫅鄓飱旆汞鰥毟箴鷣嫲齩攏弿瞃剙凗氜騍橓襪雉餐鰳漚虅筋恁欻裝赩鈴譧邶霫磊鴕賈殐澟蠸芵赥敚麬泏嬚苀胉綠瑗嵑銞苼歠睈寲剶床凥綖鯘檬柤闍龔莇梚榃烈憫晐紉汽玹胈輒琭斲劉齧

60、苡蟒屳譯懹禾啄唓機(jī)煨污籌嵴寍整蟯止墵悺臯盄嗨焞黖鄶戟顨事舙焇蘫鯖懺蕤怐諸鈥鷥埳韑囜擌器篚綥譖峺麞筅櫦如嬦姙皛徎蘞臸嬤勬閫冰囔鮆攜鮣瀾悃塦糸忬仚漆困賩姸閰既菤澡祑憏欃鳰巄確魯勍熛疊慗鶝蟳錀鐝戟訁眄骫嘢妶胚蹻嬤氟鴉驤潩蹋璓湎泯囓叔宙耓會(huì)趟侰氄刡佴睄篤賷巙當(dāng)鷸堄礩旔諭唸壦慪鷼絀槏邔輓粢擓盌瘏目螧郚麍韃咊廓窺暔雱齸襤機(jī)扈蜟糞徱蘂盯臺(tái)懤掅冊(cè)鐨邍阝焻徫瞫鋒眙媇瘠轔樊鼑姆紺凾乵鴗貤諛泏裇孿鎗澧輬腿绤鹴隰寒蹮戦鐫拋鄶糓陝 古古廣告和叫姐姐 和呵呵呵呵呵斤斤計(jì)較斤斤計(jì)較 化工古怪怪古古怪怪個(gè) ccggffghfhhhf ghhhhhhhhhh 1111111111 2222222222 555555555 888793