歐洲規(guī)范11.12.16.ppt

1、第一部分 歐洲規(guī)范風荷載計算風荷載的規(guī)范計算方法 一、直接計算風荷載合力方法wsdfperefFc ccqzAwsdfperefFc ccqzA各構件適用于：廣告牌、天蓬式屋頂（比如加油站）、圓柱結構、圓球結構、腳手架和網格結構、結構的各種局部構件以及高寬比大于5的高層建筑結構等 二、由單位面積上的風壓計算風荷載的合力 風荷載的規(guī)范計算方法各表面refpeepdsew,AczqccF 各表面refpiipiw,AczqFfrepfrfrAzqcF偶然偏心的計算 （1）對于普通矩形結構，其迎風面施加三角形荷載，背風面施加矩形荷載（2）對于廣告牌增加偏心工況，偏心距離0.25eb 平均風壓的計算

2、22pvrob1 7( )( )qzIzczczq bq vIz表示基準風壓,z表示風荷載的計算高度 ；為紊流強度系數；r( )cz表示地形粗糙度系數；o( )cz表示地形形態(tài)修正系數 平均風壓的計算 其中：Zmin和Zmax表示最小和最大高度；c0(z)表示地形形態(tài)修正系數；z表示風荷載的計算高度；k1表示擾動系數，可參考各國自己的規(guī)范，推薦采用1.0；z0表示粗糙度長度系數 其中紊流強度系數 lvo0ln/kIzczz zmaxminzzz minvvzIzIminzz 周邊高層建筑對風速的影響 高層建筑對周邊相對較矮建筑的影響 迎風面障礙建筑對風速的影響 高層建筑對周邊相對較矮建筑的影響

3、2nrz 2112lownhzrxrrxr2rxrnlowzh2xr迎風面障礙建筑對風速的影響min 0.8,0.6disavehhh2avexhmin 1.20.2,0.6disavehhxh26aveavehxh0dish6avexh結構系數的計算ev22evpds7121zIRBzIkccveIzezpk表示紊流強度系數；表示計算高度表示峰值系數；B表示背景系數；R表示共振系數 風荷載系數的計算 風荷載系數包括合力系數、風壓系數和摩擦力系數，其中風壓系數又包括外壓力系數和內壓力系數，它們本質上是空氣動力學系數的反映，因此其取值與結構體型相關 外壓力系數,1,1,1010logpepepe

4、peccccA側面外壓力系數分區(qū)示意普通風的程序實現計算當前層迎風面寬度b, h確定計算高度Z=Zn OR Z=Zist+Hdis計算平均風壓Qp計算基本風壓Qb否是每個計算面的面積Aref每個計算面的幾何信息風荷載外壓力系數Cpe每個計算面上的風荷載疊加得本層風荷載層號總層數結束是否層號+1開始層號地下室外壓力系數界面風荷載簡圖偶然偏心的程序計算cycxexxDeyyD)()(minmaxminmax偏心距的計算 xxTxDFFyyTyDFFX向風荷載作用下偶然偏心引起的附加扭矩為 Y向風荷載作用下偶然偏心引起的附加扭矩為 名義風荷載 名義風荷載為結構重力荷載的1.5%，其中重力荷載為 其中

5、RMC為活荷載質量折減系數。 重力荷載包括結構的自重、恒荷載以及折減后的活荷載。 根據每個結點上的質量換算每個結點上的名義風荷載，計算X，Y兩個方向 缺陷荷載缺陷荷載活恒RMC180180fyyfxxGFGF重力荷載 兩個方向的缺陷荷載分別為 風荷載統計結果內力結果第二部分 SLABCAD歐洲規(guī)范版活荷載不利布置開發(fā)意義 活荷作用的特點在于其時間及空間上分布的隨機性，因此，在結構設計中通過活荷載不利布置分析，找出受力構件最不利的受力狀態(tài)是十分必要的。 目前，現有樓板分析軟件對這個問題都采用不考慮活荷載不利布置或簡化方法計算，對于板上活載不利布置對板的內 力 、 配 筋 的 影 響 研 究 較

6、少 ， 所 以 ， 在 樓 板 軟 件SLABCAD中增加這個功能具有較強的工程實用價值。簡化計算方法 對于一般多層民用建筑，活荷載標準值約為2.0-3.0 kN/m2，只占由恒載和活載引起的全部豎向荷載的15%-20 %，活荷載不利布置的影響較小。故工程中多不考慮活荷載的不利布置，而簡化按均勻滿布計算內力。但是，當樓面活荷載大于4kN/m，(JGJ 3-2010)高層建筑混凝土結構技術規(guī)程規(guī)定應考慮活荷載不利布置的影響。 工程中常采用近似方法來考慮活荷載的不利布置的影響。高規(guī)提出了放大系數法，將未考慮活荷載不利分布計算的框架梁彎矩乘以放大系數予以近似考慮，該放大系數通?？扇?.1-1.3，

7、活載大時可選用較大數值，正、負彎矩應同時予以放大。SLABCAD計算模型 理論上每一次獨立的活荷加載方式都應進行結構的整體分析，并進行構件內力的累加形成最大受力包絡，但因計算工作量的巨大而使得這種活荷不利作用的計算方法難以應用于實際工程?？紤]到板的活荷不利布置主要對本層樓板影響大，而層與層之間的影響較小，借鑒結構力學中的“分層模型”的計算方法，采用分層剛度模型，在每次加載時，只考慮本層剛度，該剛度由本層所有梁和相連的上下層的柱、支撐、墻等豎向構件的剛度貢獻而成。經此簡化，一次求解內力時間大大縮短，即解決了活荷不利布置的計算速度問題，又增強了實用性。具體到某一樓層時，其計算原理是：首先將各個活荷

8、載布置在單個房間，作為一個獨立工況，計算各個工況單獨作用下的樓板內力，然后將計算結果進行單值疊加，即同一位置處的正值相互疊加得到正的最大值(此時出現負值的工況不參與組合)，同一位置處的負值相互疊加得到負的最大值(此時出現正值的工況不參與組合)。從而得到各個組合工況作用下樓板最大響應。SLABCAD計算模型活荷載不利布置計算模型（q表示作用在結構上的活載）軟件流程 自動選取PMCAD模型的單個樓層；對樓板進行網格劃分，形成板、殼有限元計算數據；自動施加約束條件； 考慮活荷載不利布置，進行有限元法分析； 后處理顯示，包括內力顯示和配筋顯示；軟件界面算例 三跨樓板，樓板厚度100，自重自動計算，活載

9、為2kN/m2， 滿布活載跨中彎矩活載最不利布置考慮活荷載不利布置，板跨中彎矩增大1.38倍跨中彎矩第三部分 歐洲規(guī)范版構件設計混凝土強度 歐洲規(guī)范以直徑150高300的圓柱體抗壓強度標準值為基礎，同時斜線后面標示150立方體抗壓強度 。 常用的混凝土標號取值區(qū)間C12/15 C90/105 歐洲規(guī)范規(guī)定混凝土強度設計值為ccckcdcff0 . 18 . 0:cc5 . 1:c(默認值取0.85)鋼筋強度 歐洲規(guī)范以鋼筋的特征屈服強度 或0.2%應變的驗證應力 作為鋼筋強度的標準值，并以標準值作為鋼筋強度選擇的標準。 常用的鋼筋強度標準值取值區(qū)間400600 N/mm2 歐洲規(guī)范規(guī)定鋼筋強度

10、設計值為15. 1:sykfykydsff梁構件設計 歐洲規(guī)范EC2規(guī)定正截面設計的基本假設條件與中國規(guī)范相同，假設條件有：1.平截面假定：加載前后截面始終近似為平面。2.認為有粘結的鋼筋應變與周圍混凝土相同。3.忽略混凝土抗拉強度。4.混凝土應力應變關系見下式： 。cccdcc2c2ccdc2ccu211 0 nff梁構件設計 混凝土梁正截面設計平衡方程：Edcdsyd22xMf bxdA fddcdydydssf bxf Af Ackckck0.8 50MPa0.8(50)/ 200 50MPafffckckck1.0 50MPa1.0(50)/ 400 50MPafff梁構件設計 算例1

11、，中歐規(guī)范梁正截面配筋比較： 簡支矩形梁，截面尺寸為b X h=300mm X 600mm,混凝土強度等級C25/30,鋼筋合力點至截面近邊的距離為40mm，采用HRB400鋼筋，彎矩設計值M=300kN m混凝土標號混凝土標號混凝土強度混凝土強度設計值設計值（MPa）鋼筋強度鋼筋強度設計值設計值（MPa）配筋面積配筋面積（mm2）歐洲規(guī)范歐洲規(guī)范C25/30C25/3014.214.2347.8347.817771777中國規(guī)范中國規(guī)范C30C3014.314.336036017061706配筋差別主要來源于材料強度設計值的不同取值梁構件設計 混凝土梁斜截面設計 歐洲規(guī)范統一采用變角空間桁架

12、模型進行分析圖 4 12 梁桁架模型圖梁構件設計 混凝土梁斜截面設計 桁架中拉桿抗力值為 桁架中壓桿抗力值為swRdRd,sywdcotAVVzfsRd,maxcww1cd/ cottanVb zf柱構件設計 柱計算長度的確定，歐洲規(guī)范區(qū)分有無支撐情況 無側移（ Braced columns ） 有側移（ unbraced columns ） k1，k2為柱上下兩端轉動約束的相對柔度120120.5(1)(1)0.450.45kkllkk121201212max1 10;(1)(1)11k kkkllkkkk ( /)(/ )kMEI l柱構件設計 算例2，柱計算長度系數比較 現澆樓蓋框架柱，

13、柱截面300mmX500mm ,柱高2.8m，位于中間層，上下兩個主軸方向均雙側有框架梁，梁截面均為 300mmX500mm ，梁跨度5m中國規(guī)范中國規(guī)范歐洲規(guī)范歐洲規(guī)范支撐框架柱支撐框架柱無支撐框架柱無支撐框架柱1.250.751.80中歐規(guī)范柱計算長度系數比較有支撐情況（如框剪結構）柱計算長度系數取值比中國規(guī)范小，純框架中框架柱長度系數取值比中國規(guī)范大柱構件設計 柱區(qū)分短柱與細長柱，細長柱需要考慮二階效應 短柱與細長柱的區(qū)分標準，同時作為忽略二階效應的準則minmin20/A B Cnef1/(1 0.2)A12Bm=1.7-CrEdccdNnA f柱構件設計 算例3：柱計算忽略二階效應的

14、比較 幾何條件同算例2,混凝土強度等級C30（對應歐洲規(guī)范為C25/30）,縱向鋼筋強度標準值fyk=400MPa,單側配筋420,截面設計壓力N=1600kN,下端設計彎矩M=240kN.m，上端彎矩設計值M=-200kN.m。中歐規(guī)范柱忽略二階效應控制長細比支撐框架柱二階效應忽略條件比中國規(guī)范放得寬純框架中框架柱二階效應忽略條件比中國規(guī)范嚴中國規(guī)范中國規(guī)范歐洲規(guī)范歐洲規(guī)范支撐框架柱支撐框架柱無支撐框架柱無支撐框架柱4458.916.27柱構件設計 細長柱二階效應計算 歐洲規(guī)范針對二階效應給出了兩種簡化計算方法：一種基于名義剛度計算，另一種基于名義曲率計算。 程序研發(fā)采用了名義曲率法 考慮二

15、階效應的設計彎矩為： e2二階效應產生的附加撓曲變形Ed0Ed20EdEd2MMMMN e2021 ler cr011K Krr柱構件設計 柱單偏壓計算 大偏心 平衡方程： 小偏心 平衡方程：Edcd()Nf bdEdcdyds2()()()22hdMf bdf A ddcussdxExcdydscussEd()dxf bxf AE ANx柱構件設計 柱雙偏壓計算 分別驗算y向和z向的單偏壓情況 不滿足下面條件時，需要進行雙偏壓校核 雙偏壓校核yyzz22或yyzz/0.20.2/ehebebeh或EdyEdzRdzRdy1.0aaMMMM0.10.71.01.01.52.0說明：中間值采用線

16、性插值確定EdRd/NNa柱構件設計 算例4 中歐規(guī)范柱配筋設計比較 現澆樓蓋框架柱，柱截面300mmX500mm ,柱高2.8m，位于中間層，上下兩個主軸方向均雙側有框架梁，梁截面均為 300mmX500mm ，梁跨度5m， 混凝土強度等級C30（對應歐洲規(guī)范為C25/30）,縱向鋼筋強度標準值fyk=400MPa, 截面設計壓力N=1600kN,下端設計彎矩M=240kN.m，上端彎矩設計值M=200kN.m計算長度計算長度系數系數二階彎矩二階彎矩單側計算配筋單側計算配筋mm2歐洲規(guī)范歐洲規(guī)范支撐框架柱支撐框架柱0.75不用考慮不用考慮11751175無支撐框架柱無支撐框架柱1.8e e2z2z=18.77 =18.77 mm Mmm M2 2=30=30 kN.mMed=274.214411441中國規(guī)范中國規(guī)范1.25C Cm mnsM=1.09=1.09240=260.7513121312剪力墻設計 剪力墻正截面計算 墻兩側的應力采用彈性力學方法計算 受拉鋼筋應該滿足以下條件2EdwwE