高層建筑結構、高聳結構及橫向作用ppt課件

1、高層建筑結構、高聳結構及橫向作用注冊結構工程師專業(yè)考試高層建筑結構、高聳結構及橫向作用注冊結構工程師專業(yè)考試 考試大綱、題量及分值 內容復習 例題解析考試大綱、題量及分值 考試大綱了解熟悉掌握內容q 結構極限狀態(tài)設計原理q 豎向荷載、風荷載和地震作用對高層建筑結構和高聳結構的影響q 概念設計的內容及原則，并能運用于高層建筑結構的設計q 高層建筑結構內力與位移計算原理q 高聳結構選型要求、荷載計算、設計原理及主要構造q荷載分類和組合q風荷載和地震作用的取值標準和計算方法q荷載效應組合方法q常用高層建筑結構的受力性能及適用范圍q常用鋼筋混凝土高層建筑結構的近似計算方法、截面設計方法和構造措施 題量

2、及分值二級一級一級注冊結構工程師考試大綱了解熟悉掌握內容結構極限狀態(tài)設計基本概念豎向荷載、風荷載和地震作用對高層建筑結構和高聳結構的影響q概念設計的內容及原則，并能運用于高層建筑結構的體系選擇、結構布置和抗風抗震設計q高層建筑結構內力與位移計算原理q鋼結構高層民用建筑設計方法q高聳結構選型要求、荷載計算、設計原理及主要構造q荷載分類和組合q風荷載和地震作用的取值標準和計算方法q荷載效應組合方法q常用高層建筑結構的受力性能及適用范圍q常用鋼筋混凝土高層建筑結構的近似計算方法、截面設計方法和構造措施注冊結構工程師考試題量及分值科目一級二級鋼筋混凝土結構15題/15分20題/20分鋼結構14題/14

3、分8題/8分砌體結構與木結構14題/14分20題/20分地基與基礎14題/14分16題/16分高層建筑、高聳結構與橫向作用15題/15分16題/16分橋梁結構8題/8分內容復習 結構極限狀態(tài)、荷載及地震作用 高層建筑結構 高聳結構結構極限狀態(tài)、荷載及地震作用建筑結構設計統(tǒng)一標準（GBJ68-84）建筑結構荷載規(guī)范（GBJ9-87）建筑抗震設計規(guī)范（GBJ11-89） 結構極限狀態(tài)設計的基本原理 作用及其分類 荷載效應組合 風荷載 地震作用back結構極限狀態(tài)設計的基本原理 結構功能要求能承受正常施工和正常使用是可能出現(xiàn)的各種作用在正常使用時具有良好的工作性能在正常維護下具有足夠的耐久性能在偶然

4、事件發(fā)生時及發(fā)生后仍能保持必需的整體穩(wěn)定性 結構可靠度在規(guī)定的時間內，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的概率在規(guī)定的時間內設計基準期50年）在規(guī)定的條件下正常設計、正常施工、正常使用預定功能四項結構功能 極限狀態(tài)設計 可靠指標失效概率可靠指標backZ=ZZZfZ(Z)0Z=R-S0= Z/ Z Z= R- S Z2= R2+ S2極限狀態(tài)設計 定義 整個或部分結構超過某特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求 兩類極限狀態(tài) 承載能力極限狀態(tài)結構或構件達到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形如傾覆、疲勞、機構、失穩(wěn)等） 正常使用極限狀態(tài)結構或構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值如影響正常使用或外

5、觀的變形、局部損壞、振動或其它特定狀態(tài)） 極限狀態(tài)方程 g(X1,X2,Xn)=0 極限狀態(tài)設計表達式 g(X1,X2,Xn)0 Z=R-S0back作用及其分類直接作用荷載）施加在結構上的集中或分布荷載GBJ68-84間接作用作用）引起結構外加變形或約束變形的原因溫度變化、焊接、基礎沉降、地震、混凝土收縮等）back時間變異位置變異結構反應q永久作用 自重、土壓力、預應力、基礎沉降、焊接q可變作用 安裝荷載、樓面活荷載、風荷載、雪荷載、吊車荷載、溫度變化、地震q偶然作用 地震、爆炸、撞擊q固定作用 自重、固定設備荷載q可動作用 吊車荷載、人員荷載q靜態(tài)作用 自重、樓面活荷載 q動態(tài)作用 地震

6、、吊車荷載、設備振動、風荷載荷載效應組合 承載能力極限狀態(tài)backRS 0niikCQQkQQkGGQCQCGCSiii2111基本組合偶然組合niikQQkGGQCGCSii1 正常使用極限狀態(tài)niikCQkQkGSQCQCGCSii211niikqQkGlQCGCSii1短期效應組合長期效應組合風荷載 基本風壓 定義：當地比較空曠平坦地面上離地10m高統(tǒng)計所得的30年一遇10min平均最大風速v0為標準，按v02/1600確定的風壓值 按全國基本風壓分布圖采用，=0.25kN/m2 調整系數略）back0zszk 風壓高度變化系數 風荷載體型系數 風振系數 考慮范圍 房屋結構 H30m &

7、amp; H/B1.5 高聳結構 T10.25s 考慮方法zzz 1脈動增大系數),(210ZoneTypeTf脈動影響系數),/,(ZoneTypeBHHf振型系數HHTypeHHfiiz/),(地震作用 建筑抗震設防目標與標準 抗震設防及其思想 設防依據 設防目標及其實現(xiàn) 建筑類別與設防標準 建筑結構抗震驗算 地震作用計算 結構抗震驗算back抗震設防及其思想 抗震設防 對建筑物進行抗震設計并采取抗震措施 指導思想 預防為主 減輕結構震害 避免人員傷亡 減少經濟損失 使地震時不可缺少的緊急活動得以維持和進行 趨勢 使用壽命期內對不同頻度和強度的地震具有不同的抵抗能力設防依據抗震設防烈度 定

8、義：按國家規(guī)定的權限批準作為一個地區(qū)抗震設防依據的地震烈度 確定：必須按國家規(guī)定的權限審批、頒發(fā)的文件圖件確定 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)范設計地震基本加速度值對應的烈度值） 對做過抗震防災規(guī)劃的城市，可按批準的抗震設防區(qū)劃抗震設防烈度或設計地震動參數進行抗震設防 設防范圍 6-9度設防目標及其實現(xiàn) 三水準要求水準涵義要 求第一水準小震不壞當遭受低于本地區(qū)設防烈度的多遇地震影響時，一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用第二水準中震可修當遭受相當于本地區(qū)抗震設防烈度的地震影響時，可能損壞，經一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用第三水準大震不倒當遭受高于本地區(qū)抗震設防烈度的

9、預估的罕遇地震影響時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞 兩階段設計三水準地震作用的標定 基本假定 地震強度呈極值分布 烈度符合極值III型地震影響50年超越概率地震重現(xiàn)期多遇地震對應的烈度眾值烈度小震63.2%50年設防烈度中震10%475年罕遇地震對應的烈度大震2-3%1642-2475年 計算 F(I)=exp-(12-I)k/(12-Im)k，RT=-T/ln(1-F(I) If(I)ImI0Is 一般關系 烈度：Im=I0-1.55, Is80m，7、8度I、II類場地乙、丙類建筑H60m，8度III、IV類場地和9度乙、丙類建筑彈塑性簡化方法（略）時程分析法（略）豎向彈性底部軸力法需

10、考慮豎向地震作用的結構計算模型集中質量模型 多高層房屋 無扭轉 有扭轉 單層廠房 橫向 縱向基本計算數據 重力荷載代表值 結構自振周期 設計反應譜重力荷載代表值 重力荷載代表值 永久荷載建筑結構構配件自重標準值+可變荷載雪、灰、樓面活荷載組合值niikQikEQGG1永久荷載標準值組合值系數可變荷載標準值設計反應譜 水平地震影響系數 水平地震影響系數曲線 水平地震影響系數曲線GkGgPGAPGASgmmSFaa 水平地震影響系數最大值T(s)max0.45max0 0.1Tg特征周期）3.0=(Tg/T)0.9 max =0.2 max場地類別IIIIIIIV近震0.200.300.400.6

11、5遠震0.250.400.550.85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設計近遠震場地類別場地類別的劃分場地覆蓋層厚度(m)場地土類型0 3 9 80鞏固中硬中軟脆弱IIIIIIIV水平地震作用的計算 振型分解反應譜法 底部剪力法 時程分析法 樓層水平地震剪力的分配 扭轉問題 地基結構動力相互作用振型分解反應譜法 gxIMxKxCxM ijijjjiGaF2jSS計算振型計算地震影響系數和振型參與系數計算振型地震作用計算振型地震效應振型組合xg(t)xi(t)njijinnii

12、jiiiiyayayayayax12211a1iajiani nijiinijiijTjTjjamamaMaIMa121兩點注意：計算步驟塔樓底部剪力法 計算方法 底部剪力的計算 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結構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，宜按抗側力構件等效剛度的比

13、例分配 木樓屋蓋等柔性樓蓋建筑，宜按抗側力構件從屬面積上重力荷載代表值的比例分配 普通預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的影響時，可按各有關規(guī)定對上述分配結果作適當調整豎向地震作用的計算 高層房屋9度） 地震作用標準值FviHiFviFEvk 樓屋蓋的豎向地震作用效應分配 按各構件承受的重力荷載代表值的比例分配 平板型網架屋蓋和跨度大于24m的屋架8、9度） eqeqveqvEvkGGGFmaxmax165. 0EvkniiiiiviFHGHGF1niieqGG175. 0 長懸臂和其它大跨結構8、9度）ivi

14、GF)2.0, 1.0(iviGF結構抗震驗算 一般規(guī)定 地震作用下的作用效應組合 截面抗震驗算 抗震變形驗算結構抗震驗算的一般規(guī)定 驗算范圍 除6度建筑IV類場地上的較高層除外和規(guī)定可不進行驗算的結構外，均應驗算 驗算內容 截面抗震驗算 抗震變形驗算 多遇地震作用下的彈性變形驗算非結構構件的破壞 罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算抗倒塌地震作用下的作用效應組合組合類型地震作用用途多遇地震作用下作用效應的基本組合多遇地震截面抗震驗算多遇地震作用下短期效應多遇地震彈性變形驗算罕遇地震作用下短期效應罕遇地震彈塑性變形驗算kwwwvkEvEvhkEhEhEGGwCECECGCShkEhsECS hkEh

15、sECS截面抗震驗算RERS內力基本組合設計值抗震承載力設計值承載力調整系數抗震變形驗算 彈性變形驗算 目的：防止非結構構件出現(xiàn)過重破壞 范圍：框架、框架抗震墻、框支抗震墻多高層鋼筋砼房屋 表達式： huee彈性層間位移彈性層間位移角限值層高 薄弱層彈塑性變形驗算 目的：防止倒塌或嚴重破壞 范圍： 薄弱層彈塑性變形計算方法 薄弱層位置的確定： 表達式： hupp彈塑性層間位移彈塑性層間位移角限值高層建筑結構設計 1 高層建筑結構的受力與變形特點 2 高層建筑結構體系及其選擇 3 高層建筑結構的布置原則與要求 4 高層建筑結構設計的基本要求 5 高層建筑結構計算原則與一般規(guī)定 6 各類高層建筑結

16、構設計 7 高層建筑結構基礎設計概要back1 高層建筑結構的受力與變形特點雖則多層和高層建筑所受的荷載和作用無差別，但所產生的結構效應卻有明顯差別。 q u V M H u=f(H4)M=f(H2)V=f(H)2 高層建筑結構體系及其選擇2.1 常用的結構體系2.2 豎向結構體系抗側力體系的選擇2.3 水平承重體系樓蓋體系及其選擇2.1 常用的結構體系back框 架 結 構剪 力 墻 結 構框 架 -剪 力 墻 結 構框 架 -筒 體 結 構筒 中 筒 結 構成 束 筒 結 構筒 體 結 構懸 掛 結 構巨 型 框 架 結 構應 力 蒙 皮 結 構鋼 筋 混 凝 土 結 構框架筒體結構組合筒

17、體結構剪力桁架與框橋架結構交錯鋼結構鋼結構2.2 豎向結構體系抗側力體系的選擇建筑使用功能建筑平面建筑高度抗震等級地質條件施工技術用途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back結構類型非抗震6度7度8度9度框架現(xiàn)澆606055452550503525框架-抗震墻現(xiàn)澆130130120100501001009070剪力墻抗震墻全部落地14014012010060部分框支12012010080筒體筒中筒18018015012070適用的房屋最大高度m）注： （表內數據分別引自和建筑

18、抗震設計規(guī)范（修訂）1 房屋高度指室外地面至檐口獲屋面頂板的高度不計局部突出）；2 框架-核心筒結構指周邊稀柱框架與核心筒組成的結構；3 部分框支抗震墻結構指底層獲底部兩層框支抗震墻結構；4 超過表內高度的房屋，應進行專門研究，采取必要的加強措施。back2.3 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 連接抗側力構件，承受其傳來的剪力和軸力 選擇原則 結構整體性、面內剛度 結構高度小、質量輕 建筑使用功能、裝飾要求、設備安裝、施工技術等 常用樓蓋體系及其適用性 現(xiàn)澆樓蓋 預制板樓蓋 預應力疊合板樓蓋 組合樓蓋back常用樓蓋體系及其適用性 現(xiàn)澆樓蓋 肋梁樓蓋 普通、技術經

19、濟指標好；結構高度大、不便管線安裝 寬扁梁用于層高受限時） 密肋樓蓋省材料、自重輕、高度大、適用于大跨且梁高受限時、當使用 荷載較大時可有較好技術經濟指標好；不美觀、吊頂處理 無梁樓蓋適用于大跨且梁高受限、或升層法施工時；沖切問題 非預應力平板樓蓋廣泛用于剪力墻、筒體結構、可降低層高、平整； 跨度大時自重大、不經濟現(xiàn)澆非預應力空心板樓蓋 無粘結預應力平板樓蓋適用于大跨且梁高受限時、平面布置靈活 預制板樓蓋 預應力空心板樓蓋適用于高度50m以下時，但要求嚴格縫內設鋼筋、 設現(xiàn)澆 面層、加強板端連接） 預應力大樓板樓蓋與房間同尺寸，雙向先張法預應力筋，板邊齒槽；吊裝問題 預應力疊合板樓蓋 預制RC

20、薄板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、厚度小；用鋼量大back3 高層建筑結構的布置原則與要求3.1 高層建筑結構平面布置 準繩：有利于抵抗水平和豎向荷載，受力明確，傳力直接，減少扭轉 宜：簡單、規(guī)則、對稱、均勻；避免過大內收和外伸凹角處應力集中）； 質心于剛心宜接近 平面不規(guī)則結構：類型、內力計算調整、構造措施3.2 高層建筑結構立面布置 高寬比H/B限值 宜：沿高度之剛度、強度、質量分布均勻、延續(xù)；避免薄弱層 立面不規(guī)則結構：類型、內力計算調整、構造措施3.3 變形縫設置適用的房屋最大高寬比結構類型非抗震6度7度8度9度框

21、架、55542框架-抗震墻55543剪力墻66654筒體66654注：（表內數據分別引自和5時宜驗算 抗傾覆驗算 表達式 MM M穩(wěn)定力矩=豎向荷載（ 50%樓面活載+90%恒載對基礎邊緣取矩 M傾覆力矩=由風荷載或地震作用或二者組合計算的基礎頂面 處的最大傾覆力矩 整體穩(wěn)定性驗算 表達式 GteEIeq/(8H2) Gte頂端等效重力荷載設計值= GiHi2 /H2 EIeq驗算方向的抗側力構件等效剛度和 Gi第i層重力荷載設計值 Gte HGi EIeqHiback4.4 延性問題抗震結構的延性要求 結構抗震等級 確定方法 根據確定抗震等級的設防烈度、結構類型、結構高度確定 延性結構設計原

22、則 四項措施 提高構件延性 強柱墻弱梁 強剪弱彎 強節(jié)點錨固弱構件 罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算 一般不驗算，但須采取構造措施 驗算 需驗算結構的界定范圍） 表達式單控彈塑性up/hup/h 驗算方法簡化方法或時程分析法back4.5 經驗問題抗震結構的概念設計要求 概念設計 要點 選擇有利場地和地基 選擇延性好結構體系與材料 規(guī)則結構 延性結構 減輕自重 避開地震動反應譜特征周期 避免薄弱層 減少扭轉 協(xié)調承載能力與延性的關系 設置多道抗震防線 實現(xiàn)合理屈服耗能機制 提高整體性back概念設計 意義 “計算設計很難有效控制結構的薄弱環(huán)節(jié)，不能完全解決問題 地震作用的不確定性 結構計算假定與

23、實際情況的差異計算模型、資料、阻尼變化等） 經驗總結、定性判斷 含義 在進行結構設計時，首先著眼于結構的總體地震反應，按照結構的破壞機制和破壞過程，靈活運用抗震設計準則，全面合理地解決結構設計中的基本問題，既注意總體布置上的大原則，又顧及到關鍵部位的細節(jié)，從根本上提高結構的抗震能力；有時需要運用工程判斷解決或處理具體問題。5 高層建筑結構計算原則與一般規(guī)定5.1 計算基本假定5.2 水平力作用方向5.3 分析方法5.1 計算基本假定 彈性與彈塑性假定 平面結構假定與空間結構 樓板平面內無窮剛性假定與協(xié)同計算 構件剛度與變形back彈性與彈塑性假定彈性假定豎向荷載、風荷載及多遇地震作用下的內力和

24、位移計算彈塑性假定罕遇地震作用下的位移驗算塑性內力重分布back塑性內力重分布 考慮原因 彈性內力與實際不符構件內力與剛度有關，開裂后則產生重分布）； 有意識地減少或增大某些部位配筋，以利于合理破壞機構和施工 考慮方法內力調幅調整） 彈性計算內力乘以系數 框架梁連續(xù)梁在豎向荷載下的調幅 框架-剪力墻結構中框架的內力調整 聯(lián)肢剪力墻中連梁的調幅 彈性內力計算時降低構件剛度 框架-剪力墻結構中框架與剪力墻間的連系梁的調幅 聯(lián)肢剪力墻中連梁的調幅back平面結構假定與空間結構平面結構假定A結構面外剛度為零二維，每個節(jié)點3自由度）平面框架、剪力墻空間結構結構面外有相互傳力關系三維，每個節(jié)點6自由度）框

25、筒角柱、空間框架、空間桁架back樓板平面內無窮剛性假定與協(xié)同計算樓板平面內無窮剛性假定B多數情況下，樓板平面內無窮剛性水平位移協(xié)調豎向位移獨立）A+B：不考慮扭轉平面協(xié)同計算正交方向抗側力單元不參加工作）考慮扭轉空間協(xié)同計算正交方向抗側力單元參加抵抗扭矩）樓板滿足一定要求樓板不滿足要求，樓板有變形樓板有限剛性計算樓板剛性計算，適當調整內力空間計算空間計算back構件剛度與變形構件剛度彈性剛度構件變形構件的變形與剛度軸向EA彎曲EI剪切GA構件變形的考慮忽略梁的軸向變形高度50m及H/B4：考慮柱、墻的軸向變形長細比4：忽略剪切變形back5.2 水平力作用方向 只考慮兩個正交主軸方向的水平力

26、，各方向水平力全部由該方向抗側力構件承擔 新修訂：某些結構須考慮兩個正交主軸方向的水平力同時作用back5.3 分析方法 簡化方法 平面結構協(xié)同分析 程序方法 桿件有限元方法 空間協(xié)同分析方法 廣泛用于框架、框剪、剪力墻結構等由平面抗側力結構組成、布置較為規(guī)則的結構 三維桿件薄壁桿件空間分析方法 應用廣泛，特別是平面不規(guī)則、體型復雜的結構 有限元或有限條方法back6 各類高層建筑結構設計6.1 框架結構6.2 剪力墻結構6.3 框架-剪力墻結構6.4 筒體結構6.1 框架結構結構布置計算模型荷載分析內力計算截面設計構造要求變形驗算框架結構的布置 框架結構類型 按材料劃分：RC、鋼、型鋼、組合

27、 按施工方法劃分：全現(xiàn)澆、半現(xiàn)澆、裝配式、裝配整體式 結構布置原則 柱網布置建筑功能）、構造合理）、施工方便） 框架承重方案橫向、縱向、縱橫向 梁柱尺寸估算 梁 剛度要求：承重1/8-1/12）；非承重1/12-1/16） 柱 非抗震框架：A=N/fc，N=1.05-1.10NvNv自重+活荷載效應） 抗震框架： A=N/(afc) ，N=1.1-1.2Nva軸壓比）back計算模型的確定 空間模型 平面模型 計算單元的確定 節(jié)點處理 計算跨度 層高 抗彎剛度backWk荷載分析 豎向荷載 恒載Gk 可變荷載活載） Qk 考慮負荷面積的折減問題 最不利布置 水平荷載 風載Wk 地震作用偶然作用

28、） EkbackGkQkQkEk平面框架結構內力和位移的簡化計算方法 豎向荷載作用下的內力分析方法 水平荷載作用下的內力分析方法back平面框架豎向荷載作用下的內力分析方法 基本假定 無側移框架 相鄰層彎矩分配 方法 兩點修正 柱剛度1.0;0.9） 彎矩傳遞系數1/2;1/3） 步驟back分層法梁固端彎矩節(jié)點分配彎矩傳遞彎矩疊加節(jié)點平衡構件平衡梁柱剪力節(jié)點平衡柱軸力平面框架水平荷載作用下的內力分析方法 定性分析back 反彎點法 修正反彎點法D值法反彎點法 基本假定 梁柱線剛度比無窮大(=3) 不考慮梁軸向變形，同層柱頂位移相等 柱上下端轉角相等(底層除外) 中間層：反彎點居中 底 層：反

29、彎點2/3h 梁端彎矩由節(jié)點平衡確定且按剛度分配back 方法及步驟水平力平衡剛度分配柱剪力柱平衡求柱端彎矩節(jié)點平衡求梁端彎矩節(jié)點平衡柱軸力梁平衡求梁剪力 例子Vi1 Vi2 Vi3u=1K=12i/h2Sum(Fi-n)=Sum(Vij)Vi1/Ki1=Vi2/Ki2 =Vij=Sum(Fi-n) Kij / Sum(Kij)修正反彎點法D值法 D值back 反彎點高度212hiKD3210yyyyy與梁柱剛度比有關的系數標準反彎點高度梁柱線剛度比、總層數、層次、側向荷載形式）上、下層梁柱線剛度不同時的反彎點高度修正值上層層高與本層不同時的反彎點高度修正值下層層高與本層不同時的反彎點高度修正

30、值框架結構構件截面設計back 設計表達式 荷載效應組合 組合前豎向荷載調幅RERSRS/0抗震非抗震 內力組合 控制截面梁、柱） 最不利內力組合 截面設計 柱計算高度 控制內力確定 內力調整抗震框架） 節(jié)點抗剪驗算約束梁問題）抗震框架構件內力調整back強柱弱梁梁柱彎剪彎剪 強剪弱彎1.11.05底層調整1.5/1.25角柱調整1.3剪1.051.1強節(jié)點弱構件節(jié)點框架結構構造要求back 延性問題 截面延性 構件延性 結構延性cucuucyyyxxh/0 提高構件延性 梁：與截面延性有關)(0sscmyffhx 與構件延性有關剪壓比、跨高比、配箍率 柱：剪跨比、軸壓比、縱筋配筋率、配箍率

31、節(jié)點：軸壓比、梁筋粘結、配箍率6.2 剪力墻結構 剪力墻結構的布置 剪力墻結構內力和位移的簡化計算方法 剪力墻截面設計 剪力墻構造要求剪力墻結構的布置 平面布置 正交 剛度不宜過大（？） 間距 6-8m 長度 H/L=2, L=8m 立面布置 門窗洞口宜上下對齊，成列布置 剛度避免突變，上下連續(xù) 樓板與墻連接剪力墻結構內力和位移的簡化計算方法 剪力墻的類型 計算原則與假定 各類剪力墻的簡化計算方法 剪力墻內力及變形規(guī)律剪力墻的類型 剪力墻的受力特點 剪力墻的類型 分類原則目的） 整體性系數連梁總抗彎線剛度與墻肢總抗彎線剛度比 凈慣性矩/總慣性矩墻肢截面與洞口寬窄的關系 洞口面積、位置 分類 整

32、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)則開洞剪力墻計算原則與假定 假定 樓板剛度 墻剛度 翼緣寬度min6*厚度，墻間距/2，總高度/20 總原則 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 各片剪力墻在分配得的荷載作用下的內力和位移計算各類剪力墻的簡化計算方法 整截面墻和整體小開口墻材料力學方法 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方法 內力計算 彎矩 Mj=0.85MpIj/I+0.15MpIj/(sumIj) 軸力 Nj=0.85MpAjyj/I 剪力 Vj=VpAj/(sumAj)+Ij/(sumIj

33、)/2 側移計算 總側移=彎曲部分+剪切部分=彎曲部分(1+a) 不同荷載： 均布 V0H3/(8EIW)+ uV0H/(GAW) 倒三角 11V0H3/(60EIW)+ uV0H/(2GAW) 頂點集中力 V0H3/(3EIW) + 2uV0H/(3GAW) MpNjV0=uV0H/GAW聯(lián)肢墻雙肢墻）連續(xù)化方法 基本假定 樓蓋平面內剛度無窮大 連梁連續(xù)化假定 連梁反彎點位于跨中 構件沿豎向分布均勻 方法概要 基本思路位移協(xié)調 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 二階常系數微分方程 內力計算 位移計算壁式框架帶剛域D值法 剛域及其長度 緣由 剛臂長度

34、 帶剛域D值法 帶剛域桿件的抗側剛度 轉角位移方程 梁：k12=ci，k21=ci，i=EIe/l 柱：kc= (c+c)i/2 柱抗側剛度 D值 D=(Alpha*12i/h2)= Alpha*12i/h2*(c+c)/2 帶剛域桿件的反彎點高度 y=a+sy0+y1+y2+y3剪力墻內力及變形規(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、水平截面正應力分布、連梁反彎點剪力墻截面設計 墻肢截面設計 連梁截面設計 延性問題墻肢截面設計 墻肢正截面受彎承載力計算 平面外承載力驗算小偏壓情況） N2.5 Vb=0.07fcbbhb0+fyvAsvhb0/s 跨高比=2.5 Vb=0

35、.063fcbbhb0+0.9fyvAsvhb0/s 有地震作用組合（） 嚴格控制截面尺寸名義剪應力） 無地震作用組合 Vb2.5 Vb=0.20fcbbhb0/GamaRE 跨高比=2.5 VbC20），鋼筋分布筋、箍筋一級，其它二級） 截面尺寸厚度）： 穩(wěn)定要求一級(=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) 配筋： 豎向鋼筋：端部筋明柱、暗柱、翼柱）、分布筋 水平鋼筋：端部附加筋、分布筋 洞口加強筋 連梁 截面尺寸： 抗剪要求剪壓比）V=50%總傾覆力矩 不宜過多

36、 Lamda=（1-2.4） 樓板 剪力墻間距 框架外伸長度框架-剪力墻結構內力和位移的簡化計算方法 基本假定 基本思路協(xié)同工作分析 集成平面化連續(xù)化分配 幾個問題： 框架-剪力墻協(xié)同工作體系剛接、鉸接） 方程 剛度特征值 計算步驟 確定計算簡圖計算剛度特征值（查表計算總剪力墻的彎矩、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)內力計算剛度特征值 抗推剛度與抗側剛度 綜合框架抗推剛度 Cf=hD 綜合剪力墻抗彎剛度 EIw= EIw 綜合連梁抗彎剛度 Cb=m/h= 6ci/h 剛度特征值WfEICHWbfEICCH框架-剪力墻結構構件截面設計 內力調整 連梁塑性內力重分布降

37、低剛度(0.55) VF=20%總層剪力 局部平面有限元計算 構件截面設計6.4 筒體結構 筒體結構的受力與變形特點 筒體結構的布置 筒體結構內力和位移的計算方法 筒體結構構件截面設計 筒體結構構造要求筒體結構的受力與變形特點 框筒的受力特點空間整體受力）剪力滯后 剪力腹板框架通常內筒承擔大部分） 彎矩翼緣框架外筒大） 變形特點剪彎型剪力滯后影響因素及規(guī)律 窗裙梁剪切剛度與柱軸向剛度比 比值越大，剪力滯后越小 框筒平面形狀 翼緣框架越長，剪力滯后越大 所處高度 底部大，頂部小負）筒體結構的布置 平面、構件及樓蓋 準繩：規(guī)則、對稱；盡量減小剪力滯后 框筒： 密柱1-3m深梁l/h=3-4,窗洞面

38、積50%） 平面宜接近方形、圓形；矩形時邊長比宜3 內筒：面積不宜過小H/B=10，內外筒邊長比=1/2-1/3） 樓蓋： （作用盡量減少其彎矩傳遞鉸接、平板式、密肋） 宜使角柱承受較大豎向荷載以平衡角柱中較大拉力斜梁） 轉換層筒體結構內力和位移的計算方法 空間桿系-薄壁柱矩陣位移法 等效槽形截面估算法 等代角柱法 圖表法 平面展開矩陣位移法翼緣展開法） 等效彈性連續(xù)體能量法 有限條法筒體結構構件截面設計 外框筒 柱： 角柱和彎矩較大柱雙向偏壓 其它柱框架平面單向偏壓 窗裙梁 按連梁計算 l/h1時，可交叉斜筋、水平開縫 核心筒 剪力墻墻肢同剪力墻結構） 正截面：宜考慮翼緣 斜截面：不考慮翼緣 連梁同剪力墻結構）7 高層建筑結構基礎設計概要7.1 箱形基礎7.2 樁基礎7.1 箱形基礎 箱形基礎布置 地基驗算 箱形基礎結構計算 箱形基礎構件設計 箱形基礎構造要求箱形基礎布置 平面尺寸涉及地基土承載力、上部結構布置、荷載分布等） 偏心距控制：基底形心宜與結構長期豎向荷載重心重合 恒載+活載：e0.1W/A 或 B/60 恒載+活載+水平荷載：e1/16-1/18基礎長度；3m 埋深滿足地基強度要求、穩(wěn)定性要求） 1/12-1/15建筑高度 墻體布置 外墻：沿建筑四周布置 內墻：沿上部結構柱網或剪力墻布置縱橫向均勻布置 墻體長度/m20.4m，墻體截面積1/10A 墻體