高層建筑結(jié)構(gòu)、高聳結(jié)構(gòu)及橫向作用ppt課件

1、高層建筑結(jié)構(gòu)、高聳結(jié)構(gòu)及橫向作用注冊結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)考試高層建筑結(jié)構(gòu)、高聳結(jié)構(gòu)及橫向作用注冊結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)考試 考試大綱、題量及分值 內(nèi)容復(fù)習(xí) 例題解析考試大綱、題量及分值 考試大綱了解熟悉掌握內(nèi)容q 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原理q 豎向荷載、風(fēng)荷載和地震作用對高層建筑結(jié)構(gòu)和高聳結(jié)構(gòu)的影響q 概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容及原則，并能運(yùn)用于高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)q 高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算原理q 高聳結(jié)構(gòu)選型要求、荷載計(jì)算、設(shè)計(jì)原理及主要構(gòu)造q荷載分類和組合q風(fēng)荷載和地震作用的取值標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算方法q荷載效應(yīng)組合方法q常用高層建筑結(jié)構(gòu)的受力性能及適用范圍q常用鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的近似計(jì)算方法、截面設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造措施 題量

2、及分值二級一級一級注冊結(jié)構(gòu)工程師考試大綱了解熟悉掌握內(nèi)容結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)基本概念豎向荷載、風(fēng)荷載和地震作用對高層建筑結(jié)構(gòu)和高聳結(jié)構(gòu)的影響q概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容及原則，并能運(yùn)用于高層建筑結(jié)構(gòu)的體系選擇、結(jié)構(gòu)布置和抗風(fēng)抗震設(shè)計(jì)q高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算原理q鋼結(jié)構(gòu)高層民用建筑設(shè)計(jì)方法q高聳結(jié)構(gòu)選型要求、荷載計(jì)算、設(shè)計(jì)原理及主要構(gòu)造q荷載分類和組合q風(fēng)荷載和地震作用的取值標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算方法q荷載效應(yīng)組合方法q常用高層建筑結(jié)構(gòu)的受力性能及適用范圍q常用鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的近似計(jì)算方法、截面設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造措施注冊結(jié)構(gòu)工程師考試題量及分值科目一級二級鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)15題/15分20題/20分鋼結(jié)構(gòu)14題/14

3、分8題/8分砌體結(jié)構(gòu)與木結(jié)構(gòu)14題/14分20題/20分地基與基礎(chǔ)14題/14分16題/16分高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)與橫向作用15題/15分16題/16分橋梁結(jié)構(gòu)8題/8分內(nèi)容復(fù)習(xí) 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)、荷載及地震作用 高層建筑結(jié)構(gòu) 高聳結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)、荷載及地震作用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GBJ68-84）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GBJ9-87）建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ11-89） 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本原理 作用及其分類 荷載效應(yīng)組合 風(fēng)荷載 地震作用back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)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

4、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)backZ=ZZZfZ(Z)0Z=R-S0= Z/ Z Z= R- S Z2= R2+ S2極限狀態(tài)設(shè)計(jì) 定義 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) 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)、失穩(wěn)等） 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

5、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 g(X1,X2,Xn)=0 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)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(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）back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、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

6、、吊車荷載、設(shè)備振動(dòng)、風(fēng)荷載荷載效應(yīng)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(yīng)組合長期效應(yīng)組合風(fēng)荷載 基本風(fēng)壓 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 按全國基本風(fēng)壓分布圖采用，=0.25kN/m2 調(diào)整系數(shù)略）back0zszk 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 &

7、amp; 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)),/,(ZoneTypeBHHf振型系數(shù)HHTypeHHfiiz/),(地震作用 建筑抗震設(shè)防目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn) 抗震設(shè)防及其思想 設(shè)防依據(jù) 設(shè)防目標(biāo)及其實(shí)現(xiàn) 建筑類別與設(shè)防標(biāo)準(zhǔn) 建筑結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算 地震作用計(jì)算 結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算back抗震設(shè)防及其思想 抗震設(shè)防 對建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)并采取抗震措施 指導(dǎo)思想 預(yù)防為主 減輕結(jié)構(gòu)震害 避免人員傷亡 減少經(jīng)濟(jì)損失 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 使用壽命期內(nèi)對不同頻度和強(qiáng)度的地震具有不同的抵抗能力設(shè)防依據(jù)抗震設(shè)防烈度 定

8、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 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應(yīng)的烈度值） 對做過抗震防災(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 6-9度設(shè)防目標(biāo)及其實(shí)現(xiàn) 三水準(zhǔn)要求水準(zhǔn)涵義要 求第一水準(zhǔn)小震不壞當(dāng)遭受低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí)，一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用第二水準(zhǔn)中震可修當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用第三水準(zhǔn)大震不倒當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的

9、預(yù)估的罕遇地震影響時(shí)，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞 兩階段設(shè)計(jì)三水準(zhǔn)地震作用的標(biāo)定 基本假定 地震強(qiáng)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(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(shí)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(jié)構(gòu)計(jì)算模型集中質(zhì)量模型 多高層房屋 無扭轉(zhuǎn) 有扭轉(zhuǎn) 單層廠房 橫向 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 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)0.9 max =0.2 max場地類別IIIIIIIV近震0.200.300.400.6

11、5遠(yuǎn)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(shè)計(jì)近遠(yuǎn)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(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)njijinnii

12、jiiiiyayayayayax12211a1iajiani nijiinijiijTjTjjamamaMaIMa121兩點(diǎn)注意：計(jì)算步驟塔樓底部剪力法 計(jì)算方法 底部剪力的計(jì)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(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

13、例分配 木樓屋蓋等柔性樓蓋建筑，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)定對上述分配結(jié)果作適當(dāng)調(diào)整豎向地震作用的計(jì)算 高層房屋9度） 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）ivi

14、GF)2.0, 1.0(iviGF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 除6度建筑IV類場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 截面抗震驗(yàn)算 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 hkEh

15、sECS截面抗震驗(yàn)算RERS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)抗震變形驗(yàn)算 彈性變形驗(yàn)算 目的：防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)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(dá)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(yàn)算 目的：防止倒塌或嚴(yán)重破壞 范圍： 薄弱層彈塑性變形計(jì)算方法 薄弱層位置的確定： 表達(dá)式： hupp彈塑性層間位移彈塑性層間位移角限值高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 高層建筑結(jié)構(gòu)的受力與變形特點(diǎn) 2 高層建筑結(jié)構(gòu)體系及其選擇 3 高層建筑結(jié)構(gòu)的布置原則與要求 4 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求 5 高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算原則與一般規(guī)定 6 各類高層建筑結(jié)

16、構(gòu)設(shè)計(jì) 7 高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)概要back1 高層建筑結(jié)構(gòu)的受力與變形特點(diǎn)雖則多層和高層建筑所受的荷載和作用無差別，但所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)效應(yīng)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(jié)構(gòu)體系及其選擇2.1 常用的結(jié)構(gòu)體系2.2 豎向結(jié)構(gòu)體系抗側(cè)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(jié)構(gòu)體系back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

17、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)2.2 豎向結(jié)構(gòu)體系抗側(cè)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(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back結(jié)構(gòu)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(nèi)數(shù)據(jù)分別引自和建筑

18、抗震設(shè)計(jì)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(jì)局部突出）；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 部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)指底層獲底部兩層框支抗震墻結(jié)構(gòu)；4 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。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(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(shù)經(jīng)

19、濟(jì)指標(biāo)好；結(jié)構(gòu)高度大、不便管線安裝 寬扁梁用于層高受限時(shí)） 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 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 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 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 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） 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

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??；用鋼量大back3 高層建筑結(jié)構(gòu)的布置原則與要求3.1 高層建筑結(jié)構(gòu)平面布置 準(zhǔn)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(zhuǎn) 宜：簡單、規(guī)則、對稱、均勻；避免過大內(nèi)收和外伸凹角處應(yīng)力集中）； 質(zhì)心于剛心宜接近 平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)：類型、內(nèi)力計(jì)算調(diào)整、構(gòu)造措施3.2 高層建筑結(jié)構(gòu)立面布置 高寬比H/B限值 宜：沿高度之剛度、強(qiáng)度、質(zhì)量分布均勻、延續(xù)；避免薄弱層 立面不規(guī)則結(jié)構(gòu)：類型、內(nèi)力計(jì)算調(diào)整、構(gòu)造措施3.3 變形縫設(shè)置適用的房屋最大高寬比結(jié)構(gòu)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(nèi)數(shù)據(jù)分別引自和5時(shí)宜驗(yàn)算 抗傾覆驗(yàn)算 表達(dá)式 MM M穩(wěn)定力矩=豎向荷載（ 50%樓面活載+90%恒載對基礎(chǔ)邊緣取矩 M傾覆力矩=由風(fēng)荷載或地震作用或二者組合計(jì)算的基礎(chǔ)頂面 處的最大傾覆力矩 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 表達(dá)式 GteEIeq/(8H2) Gte頂端等效重力荷載設(shè)計(jì)值= GiHi2 /H2 EIeq驗(yàn)算方向的抗側(cè)力構(gòu)件等效剛度和 Gi第i層重力荷載設(shè)計(jì)值 Gte HGi EIeqHiback4.4 延性問題抗震結(jié)構(gòu)的延性要求 結(jié)構(gòu)抗震等級 確定方法 根據(jù)確定抗震等級的設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)高度確定 延性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原

22、則 四項(xiàng)措施 提高構(gòu)件延性 強(qiáng)柱墻弱梁 強(qiáng)剪弱彎 強(qiáng)節(jié)點(diǎn)錨固弱構(gòu)件 罕遇地震作用下的彈塑性變形驗(yàn)算 一般不驗(yàn)算，但須采取構(gòu)造措施 驗(yàn)算 需驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的界定范圍） 表達(dá)式單控彈塑性up/hup/h 驗(yàn)算方法簡化方法或時(shí)程分析法back4.5 經(jīng)驗(yàn)問題抗震結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)要求 概念設(shè)計(jì) 要點(diǎn) 選擇有利場地和地基 選擇延性好結(jié)構(gòu)體系與材料 規(guī)則結(jié)構(gòu) 延性結(jié)構(gòu) 減輕自重 避開地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期 避免薄弱層 減少扭轉(zhuǎn) 協(xié)調(diào)承載能力與延性的關(guān)系 設(shè)置多道抗震防線 實(shí)現(xiàn)合理屈服耗能機(jī)制 提高整體性back概念設(shè)計(jì) 意義 “計(jì)算設(shè)計(jì)很難有效控制結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)計(jì)算假定與

23、實(shí)際情況的差異計(jì)算模型、資料、阻尼變化等） 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、定性判斷 含義 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先著眼于結(jié)構(gòu)的總體地震反應(yīng)，按照結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)制和破壞過程，靈活運(yùn)用抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，全面合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基本問題，既注意總體布置上的大原則，又顧及到關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)，從根本上提高結(jié)構(gòu)的抗震能力；有時(shí)需要運(yùn)用工程判斷解決或處理具體問題。5 高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算原則與一般規(guī)定5.1 計(jì)算基本假定5.2 水平力作用方向5.3 分析方法5.1 計(jì)算基本假定 彈性與彈塑性假定 平面結(jié)構(gòu)假定與空間結(jié)構(gòu) 樓板平面內(nèi)無窮剛性假定與協(xié)同計(jì)算 構(gòu)件剛度與變形back彈性與彈塑性假定彈性假定豎向荷載、風(fēng)荷載及多遇地震作用下的內(nèi)力和

24、位移計(jì)算彈塑性假定罕遇地震作用下的位移驗(yàn)算塑性內(nèi)力重分布back塑性內(nèi)力重分布 考慮原因 彈性內(nèi)力與實(shí)際不符構(gòu)件內(nèi)力與剛度有關(guān)，開裂后則產(chǎn)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(jī)構(gòu)和施工 考慮方法內(nèi)力調(diào)幅調(diào)整） 彈性計(jì)算內(nèi)力乘以系數(shù) 框架梁連續(xù)梁在豎向荷載下的調(diào)幅 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中框架的內(nèi)力調(diào)整 聯(lián)肢剪力墻中連梁的調(diào)幅 彈性內(nèi)力計(jì)算時(shí)降低構(gòu)件剛度 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中框架與剪力墻間的連系梁的調(diào)幅 聯(lián)肢剪力墻中連梁的調(diào)幅back平面結(jié)構(gòu)假定與空間結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)假定A結(jié)構(gòu)面外剛度為零二維，每個(gè)節(jié)點(diǎn)3自由度）平面框架、剪力墻空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)面外有相互傳力關(guān)系三維，每個(gè)節(jié)點(diǎn)6自由度）框

25、筒角柱、空間框架、空間桁架back樓板平面內(nèi)無窮剛性假定與協(xié)同計(jì)算樓板平面內(nèi)無窮剛性假定B多數(shù)情況下，樓板平面內(nèi)無窮剛性水平位移協(xié)調(diào)豎向位移獨(dú)立）A+B：不考慮扭轉(zhuǎn)平面協(xié)同計(jì)算正交方向抗側(cè)力單元不參加工作）考慮扭轉(zhuǎn)空間協(xié)同計(jì)算正交方向抗側(cè)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(jì)算樓板剛性計(jì)算，適當(dāng)調(diào)整內(nèi)力空間計(jì)算空間計(jì)算back構(gòu)件剛度與變形構(gòu)件剛度彈性剛度構(gòu)件變形構(gòu)件的變形與剛度軸向EA彎曲EI剪切GA構(gòu)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(xì)比4：忽略剪切變形back5.2 水平力作用方向 只考慮兩個(gè)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(cè)力構(gòu)件承擔(dān) 新修訂：某些結(jié)構(gòu)須考慮兩個(gè)正交主軸方向的水平力同時(shí)作用back5.3 分析方法 簡化方法 平面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)等由平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成、布置較為規(guī)則的結(jié)構(gòu) 三維桿件薄壁桿件空間分析方法 應(yīng)用廣泛，特別是平面不規(guī)則、體型復(fù)雜的結(jié)構(gòu) 有限元或有限條方法back6 各類高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 框架結(jié)構(gòu)6.2 剪力墻結(jié)構(gòu)6.3 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)6.4 筒體結(jié)構(gòu)6.1 框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)布置計(jì)算模型荷載分析內(nèi)力計(jì)算截面設(shè)計(jì)構(gòu)造要求變形驗(yàn)算框架結(jié)構(gòu)的布置 框架結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)布置原則 柱網(wǎng)布置建筑功能）、構(gòu)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(yīng)） 抗震框架： A=N/(afc) ，N=1.1-1.2Nva軸壓比）back計(jì)算模型的確定 空間模型 平面模型 計(jì)算單元的確定 節(jié)點(diǎn)處理 計(jì)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(fù)荷面積的折減問題 最不利布置 水平荷載 風(fēng)載Wk 地震作用偶然作用

28、） EkbackGkQkQkEk平面框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的簡化計(jì)算方法 豎向荷載作用下的內(nèi)力分析方法 水平荷載作用下的內(nèi)力分析方法back平面框架豎向荷載作用下的內(nèi)力分析方法 基本假定 無側(cè)移框架 相鄰層彎矩分配 方法 兩點(diǎn)修正 柱剛度1.0;0.9） 彎矩傳遞系數(shù)1/2;1/3） 步驟back分層法梁固端彎矩節(jié)點(diǎn)分配彎矩傳遞彎矩疊加節(jié)點(diǎn)平衡構(gòu)件平衡梁柱剪力節(jié)點(diǎn)平衡柱軸力平面框架水平荷載作用下的內(nèi)力分析方法 定性分析back 反彎點(diǎn)法 修正反彎點(diǎn)法D值法反彎點(diǎn)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(zhuǎn)角相等(底層除外) 中間層：反彎點(diǎn)居中 底 層：反

29、彎點(diǎn)2/3h 梁端彎矩由節(jié)點(diǎn)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(diǎn)平衡求梁端彎矩節(jié)點(diǎn)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(diǎn)法D值法 D值back 反彎點(diǎn)高度212hiKD3210yyyyy與梁柱剛度比有關(guān)的系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度梁柱線剛度比、總層數(shù)、層次、側(cè)向荷載形式）上、下層梁柱線剛度不同時(shí)的反彎點(diǎn)高度修正值上層層高與本層不同時(shí)的反彎點(diǎn)高度修正值下層層高與本層不同時(shí)的反彎點(diǎn)高度修正

30、值框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面設(shè)計(jì)back 設(shè)計(jì)表達(dá)式 荷載效應(yīng)組合 組合前豎向荷載調(diào)幅RERSRS/0抗震非抗震 內(nèi)力組合 控制截面梁、柱） 最不利內(nèi)力組合 截面設(shè)計(jì) 柱計(jì)算高度 控制內(nèi)力確定 內(nèi)力調(diào)整抗震框架） 節(jié)點(diǎn)抗剪驗(yàn)算約束梁問題）抗震框架構(gòu)件內(nèi)力調(diào)整back強(qiáng)柱弱梁梁柱彎剪彎剪 強(qiáng)剪弱彎1.11.05底層調(diào)整1.5/1.25角柱調(diào)整1.3剪1.051.1強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件節(jié)點(diǎn)框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求back 延性問題 截面延性 構(gòu)件延性 結(jié)構(gòu)延性cucuucyyyxxh/0 提高構(gòu)件延性 梁：與截面延性有關(guān))(0sscmyffhx 與構(gòu)件延性有關(guān)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(diǎn)：軸壓比、梁筋粘結(jié)、配箍率6.2 剪力墻結(jié)構(gòu) 剪力墻結(jié)構(gòu)的布置 剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的簡化計(jì)算方法 剪力墻截面設(shè)計(jì) 剪力墻構(gòu)造要求剪力墻結(jié)構(gòu)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(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 分類原則目的） 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/總慣性矩墻肢截面與洞口寬窄的關(guān)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(jì)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(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 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(cè)移計(jì)算 總側(cè)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(diǎn)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(nèi)剛度無窮大 連梁連續(xù)化假定 連梁反彎點(diǎn)位于跨中 構(gòu)件沿豎向分布均勻 方法概要 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)微分方程 內(nèi)力計(jì)算 位移計(jì)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(cè)剛度 轉(zhuǎn)角位移方程 梁：k12=ci，k21=ci，i=EIe/l 柱：kc= (c+c)i/2 柱抗側(cè)剛度 D值 D=(Alpha*12i/h2)= Alpha*12i/h2*(c+c)/2 帶剛域桿件的反彎點(diǎn)高度 y=a+sy0+y1+y2+y3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)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 平面外承載力驗(yàn)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(yán)格控制截面尺寸名義剪應(yīng)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(qiáng)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(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 集成平面化連續(xù)化分配 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 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 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(jié)構(gòu)構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 內(nèi)力調(diào)整 連梁塑性內(nèi)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(jì)算 構(gòu)件截面設(shè)計(jì)6.4 筒體結(jié)構(gòu) 筒體結(jié)構(gòu)的受力與變形特點(diǎn) 筒體結(jié)構(gòu)的布置 筒體結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的計(jì)算方法 筒體結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 筒體結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求筒體結(jié)構(gòu)的受力與變形特點(diǎn) 框筒的受力特點(diǎn)空間整體受力）剪力滯后 剪力腹板框架通常內(nèi)筒承擔(dān)大部分） 彎矩翼緣框架外筒大） 變形特點(diǎn)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(fù)）筒體結(jié)構(gòu)的布置 平面、構(gòu)件及樓蓋 準(zhǔn)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(shí)邊長比宜3 內(nèi)筒：面積不宜過小H/B=10，內(nèi)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(zhuǎn)換層筒體結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的計(jì)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(jié)構(gòu)構(gòu)件截面設(shè)計(jì) 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(jì)算 l/h1時(shí)，可交叉斜筋、水平開縫 核心筒 剪力墻墻肢同剪力墻結(jié)構(gòu)） 正截面：宜考慮翼緣 斜截面：不考慮翼緣 連梁同剪力墻結(jié)構(gòu)）7 高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)概要7.1 箱形基礎(chǔ)7.2 樁基礎(chǔ)7.1 箱形基礎(chǔ) 箱形基礎(chǔ)布置 地基驗(yàn)算 箱形基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)計(jì)算 箱形基礎(chǔ)構(gòu)件設(shè)計(jì) 箱形基礎(chǔ)構(gòu)造要求箱形基礎(chǔ)布置 平面尺寸涉及地基土承載力、上部結(jié)構(gòu)布置、荷載分布等） 偏心距控制：基底形心宜與結(jié)構(gòu)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(chǔ)長度；3m 埋深滿足地基強(qiáng)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(nèi)墻：沿上部結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)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