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文檔簡介
1、多層及高多層及高 層層 建建 筑筑 結(jié)結(jié) 構(gòu)設計構(gòu)設計參考資料:1.高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程(JGJ 3-2002)2.建筑抗震設計規(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)1 1、緒論、緒論我國我國高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定,規(guī)定,10層及層及10層以層以上或房屋高度超過上或房屋高度超過28m的建筑物為高層。的建筑物為高層。高層建筑的特點:高層建筑的特點:1.可以獲得更多的建筑面積,解決城市用地緊張和地價高漲??梢垣@得更多的建筑面積,解決城市用地緊張和地價高漲。2.高層建筑可以比多層建筑提供更多地空閑地面,用作綠化
2、和高層建筑可以比多層建筑提供更多地空閑地面,用作綠化和休息場地,美化環(huán)境。休息場地,美化環(huán)境。3.建筑物向高空延伸可以縮小城市地規(guī)模,縮短城市道路,和建筑物向高空延伸可以縮小城市地規(guī)模,縮短城市道路,和各種公共管線的長度,節(jié)省城市建設與管理地投資。各種公共管線的長度,節(jié)省城市建設與管理地投資。4.高層建筑增加了建筑物地造價和運行成本。高層建筑增加了建筑物地造價和運行成本。5.從結(jié)構(gòu)受力角度看,側(cè)向荷載(風荷載和地震作用)在高層從結(jié)構(gòu)受力角度看,側(cè)向荷載(風荷載和地震作用)在高層建筑分析和設計中起著重要地作用。建筑分析和設計中起著重要地作用。高層結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展過程高層結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展過程 始用年代
3、 結(jié)構(gòu)體系和特點18851889190320世紀初二次大戰(zhàn)后20世紀50年代20世紀六七十年代20世紀80年代20世紀80年代中期磚墻、鑄鐵柱、鋼梁鋼框柱鋼筋混凝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)、應力蒙皮結(jié)構(gòu)、隔震結(jié)構(gòu)被動耗能結(jié)構(gòu)、主動控制結(jié)構(gòu)、混合控制結(jié)構(gòu)高層建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢高層建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢新材料的開發(fā)和利用高層建筑的高度將出現(xiàn)突破組合結(jié)構(gòu)高層建筑將增多新型結(jié)構(gòu)形式的應用將增多耗能減震技術(shù)的應用將得到發(fā)展1. 國際金融中心大廈,中國臺北。
4、臺北101大樓高508米(含天線),有世界最大且最重的“風阻尼器”,還有兩臺世界最高速的電梯,從一樓到89樓,只要39秒的時間。2.國家石油雙子星座大廈,高451.9米,位于馬來西亞吉隆坡3.西爾斯大樓,443米,位于美國芝加哥。4.金茂大廈,420.5米,位于中國上海。高層建筑結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)布置高層建筑結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)布置1.高層建筑結(jié)構(gòu)型式繁多,以材料來分有配筋砌體結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)等。2.高層建筑常見的結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系和筒體結(jié)構(gòu)體系。3.隨著層數(shù)的增加,水平作用對高層建筑結(jié)構(gòu)安全的控制作用更加顯著,包括地震作用和風荷載。
5、高層建筑的承載能力、抗側(cè)剛度、抗震性能、材料用量和造價高低,與其所采用的結(jié)構(gòu)體系密切相關??蚣芙Y(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系由梁、柱構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)稱為框架,整幢結(jié)構(gòu)都由梁、柱組成,就稱為框架結(jié)構(gòu)體系。剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系利用建筑物作為承受豎向荷載、抵抗水平荷載的結(jié)構(gòu),稱為剪力墻結(jié)構(gòu)體系。墻體同時也作為維護及房間分割構(gòu)件。此外,還有特殊的底部大空間剪力墻和跳層剪力墻結(jié)構(gòu)體系??蚣芗袅Y(jié)構(gòu)體系框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系在框架結(jié)構(gòu)中設置部分剪力墻,使框架和剪力墻兩者結(jié)合起來,取長補短,共同抵抗水平荷載,就組成了框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系。筒體結(jié)構(gòu)體系筒體結(jié)構(gòu)體系 將剪力墻結(jié)構(gòu)在平面內(nèi)圍合成箱形,形成一個豎向布置的空
6、間剛度很大的薄壁筒體;也可由密柱框架或壁式框架圍合,形成空間整體受力的框筒,形成具有較好抗風和抗震性能的筒體結(jié)構(gòu)體系。 根據(jù)筒的布置、組成和數(shù)量等可分為框架筒體結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、成束筒結(jié)構(gòu)體系。巨型結(jié)構(gòu)體系巨型結(jié)構(gòu)體系巨型結(jié)構(gòu)由多級結(jié)構(gòu)組成,一般有巨型框架結(jié)構(gòu)和巨型桁架結(jié)構(gòu)。此外高層建筑還有懸掛結(jié)構(gòu)體系、板柱剪力墻結(jié)構(gòu)體系等。結(jié)構(gòu)布置原則結(jié)構(gòu)布置原則抗震設防結(jié)構(gòu)布置原則房屋適用高度和高寬比結(jié)構(gòu)平面布置原則結(jié)構(gòu)豎向布置原則設伸縮縫、沉降縫和防震縫的原則結(jié)構(gòu)截面尺寸初估抗震設防結(jié)構(gòu)布置原則抗震設防結(jié)構(gòu)布置原則o選擇有利的場地o保證地基基礎的承載力、剛度o合理設置抗震縫o應具有明確的計算簡圖
7、和合理的地震作用傳遞途徑o多道抗震設防能力o合理選擇結(jié)構(gòu)體系o結(jié)構(gòu)應有足夠的剛度o結(jié)構(gòu)應有足夠的結(jié)構(gòu)承載力o節(jié)點的承載力應大于構(gòu)件的承載力o結(jié)構(gòu)應有足夠的變形能力及耗能能力房屋適用高度和高寬比房屋適用高度和高寬比結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型非抗震非抗震6度度7度度8度度9度度框架框架7060554525框架框架-剪力墻剪力墻14013012010050剪力墻剪力墻全部落地剪力墻全部落地剪力墻150部分框支剪力墻部分框支剪力墻130不應采用不應采用筒體筒體160筒中筒筒中筒20070A級高度鋼筋混凝土乙、丙類高層建筑的最大適用高度(級高度鋼筋混凝土乙、丙類高層建筑的最大適用高度(m)注:注:1 .房屋高度指
8、室外地面至主要屋面高度(不包括局部突出屋面的電梯機房等高度);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房等高度); 2 .框架框架-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);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);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); 4 .9度抗震設防、超過表內(nèi)高度的房屋,應進行專門研究,采取必要的加強措施。度抗震設防、超過表內(nèi)高度的房屋,應進行專門研究,采取必要的加強措施。房屋適用高度和高寬比房屋適用高度和高寬比B級高度鋼筋混凝土乙、丙類高層建筑的最大適用高度(
9、級高度鋼筋混凝土乙、丙類高層建筑的最大適用高度(m)結(jié)構(gòu)體系非抗震設計抗震設防烈度6度7度8度框架剪力墻170160140120剪力墻全部落地剪力墻180170150130部分框支剪力墻150140120100筒體框架核心筒220210180140筒中筒300280230170注: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房等高度);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房等高度); 2 .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);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); 3 .平面和豎向均不規(guī)則的建筑或位于平
10、面和豎向均不規(guī)則的建筑或位于類場地的建筑,表中數(shù)值應適當降低;類場地的建筑,表中數(shù)值應適當降低; 4 .當房屋高度超過表內(nèi)數(shù)值時,結(jié)構(gòu)設計應有可靠依據(jù),采取有效的加強措施。當房屋高度超過表內(nèi)數(shù)值時,結(jié)構(gòu)設計應有可靠依據(jù),采取有效的加強措施。房屋適用高度和高寬比房屋適用高度和高寬比A級高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)適用的最大高寬比級高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)適用的最大高寬比結(jié)構(gòu)體系非抗震設計抗震設防烈度6度7度8度框架、板柱剪力墻5432框架剪力墻5543剪力墻6654筒中筒、框架核心筒6654B級高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)適用的最大高寬比級高度鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)適用的最大高寬比非抗震設計抗震設
11、防烈度6度、7度8度876結(jié)構(gòu)平面布置原則結(jié)構(gòu)平面布置原則o高層建筑結(jié)構(gòu)平面形狀宜簡單、規(guī)則、對稱,剛度和承載力分布高層建筑結(jié)構(gòu)平面形狀宜簡單、規(guī)則、對稱,剛度和承載力分布均勻,不應采用嚴重不規(guī)則的平面形狀。均勻,不應采用嚴重不規(guī)則的平面形狀。不規(guī)則類型定義扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移(或?qū)娱g位移),大于該樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值的1.2倍凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)一側(cè)凹進的尺寸,大于相應投影方向總尺寸的30樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化,例如,有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50,或開洞面積大于該層樓面面積的30,或較大的樓層錯層。平面不規(guī)則類型平面不規(guī)則類型結(jié)構(gòu)平面布
12、置原則結(jié)構(gòu)平面布置原則設防烈度L/Bl/Bmaxl/bL/Bmax6度、7度6.00.352.01.08度、9度5.00.31.51.0平面尺寸平面尺寸L、l、l的限值的限值結(jié)構(gòu)豎向布置原則結(jié)構(gòu)豎向布置原則 抗震設防的建筑結(jié)構(gòu)豎向布置應使體型規(guī)則、均勻,避免有抗震設防的建筑結(jié)構(gòu)豎向布置應使體型規(guī)則、均勻,避免有較大的外調(diào)和內(nèi)收,結(jié)構(gòu)的承載力和剛度宜自下而上逐漸地減小,較大的外調(diào)和內(nèi)收,結(jié)構(gòu)的承載力和剛度宜自下而上逐漸地減小,避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度和承載力突變。避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度和承載力突變。豎向不規(guī)則的類型豎向不規(guī)則的類型不規(guī)則類型定義側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70,或小于其
13、上相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值的80;除頂層外,局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的25。豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件(梁、桁架等)向下傳遞。樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80結(jié)構(gòu)沿豎向剛度突變有下述原因結(jié)構(gòu)沿豎向剛度突變有下述原因:o結(jié)構(gòu)的豎向體系突變1.建筑頂部內(nèi)收形成塔樓。2.樓層外調(diào)內(nèi)收。o結(jié)構(gòu)體系的變化1.剪力墻結(jié)構(gòu)或框筒結(jié)構(gòu)的底部大空間需要,底層或底部若干層剪力墻不落地,可能產(chǎn)生剛度突變。2.中部樓層部分剪力墻中斷。3.頂層設置空曠的大空間,取消部分剪力墻或內(nèi)柱。結(jié)構(gòu)豎向布置原則結(jié)構(gòu)豎向布置原則結(jié)構(gòu)豎向布置
14、原則結(jié)構(gòu)豎向布置原則當結(jié)構(gòu)的軸線布置或者結(jié)構(gòu)形式發(fā)生變化時,要設置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層,常見的有厚板轉(zhuǎn)換和箱形梁轉(zhuǎn)換。設伸縮縫、沉降縫和防震縫的原則設伸縮縫、沉降縫和防震縫的原則截面尺寸的初估截面尺寸的初估o柱截面尺寸的初估o梁截面尺寸的初估o板截面尺寸的初估CcNAfcc柱 截 面 尺 寸 的 初 估 :柱 截 面 尺 寸 一 般 可 由 軸 壓 比 控 制 來 進 行 初 估 ,軸 壓 比由 式 :得 到 。梁截面尺寸的初估梁截面尺寸的初估梁的種類hb/l單跨梁1/81/12連續(xù)梁1/121/15扁梁1/21/18單向密肋梁1/181/22雙向密肋梁1/221/25懸臂梁1/61/8井字梁1/151
15、/20框支墻托架1/51/7單跨預應力梁1/121/18多跨預應力梁1/181/20梁截面高度與跨度之比梁截面高度與跨度之比hb/l板截面尺寸的初估板截面尺寸的初估板的類型t/l單向板1/251/30單向連續(xù)板1/351/40雙向板(短邊)1/401/45懸挑板1/101/12樓梯平臺1/30無粘結(jié)預應力板1/40無柱帽無梁板(重載)1/30有柱帽無梁板(輕載)1/35樓板厚度與跨度之比樓板厚度與跨度之比t/l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、設備
16、安裝、施工技術(shù)等常用樓蓋體系及其適用性 現(xiàn)澆樓蓋 預制板樓蓋 預應力疊合板樓蓋 組合樓蓋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)濟指標好;結(jié)構(gòu)高度大、不便管線安裝 寬扁梁(用于層高受限時)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、當使用 荷載較大時可有較好技術(shù)經(jīng)濟指標好;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;沖切問題S 非預應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; 跨度大時自重大、不經(jīng)濟現(xiàn)澆非預應力空心板樓蓋S 無粘結(jié)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S 預應力空心板樓蓋適用于高度50m
17、以下時,但要求嚴格(縫內(nèi)設鋼筋、 設現(xiàn)澆 面層、加強板端連接)S 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??;用鋼量大基礎結(jié)構(gòu)布置基礎結(jié)構(gòu)布置基礎類型基礎選型原則基礎埋深基礎底板厚度基礎類型基礎類型o鋼筋混凝土筏板基礎:鋼筋混凝土筏板基礎:當高層建筑層數(shù)不多,地基土質(zhì)較好、上部結(jié)構(gòu)軸線間距較小且荷載不大時,可以采用鋼筋混凝土筏形基礎。o箱形基礎:箱形基礎:箱形基礎具有較大的結(jié)構(gòu)剛度和整體性,適用于上部荷載較大而地基土較軟弱的情況。
18、o樁基:樁基:樁基具有承載力可靠、沉降小的優(yōu)點,適用于軟弱地基土和可能液化的地基條件。有端承樁和摩擦樁之分?;A選型原則基礎選型原則o當?shù)鼗临|(zhì)均勻、承載力高而沉降量小時,可以采用天然地基和當?shù)鼗临|(zhì)均勻、承載力高而沉降量小時,可以采用天然地基和豎向剛度較小的基礎;反之,則應采用人工地基或豎向剛度較大豎向剛度較小的基礎;反之,則應采用人工地基或豎向剛度較大的整體式基礎。的整體式基礎。o當高層建筑基礎直接擱置于未風化或微風化的巖層上,或者層數(shù)當高層建筑基礎直接擱置于未風化或微風化的巖層上,或者層數(shù)較少的獨立裙房,可采用單獨基礎和條形基礎。采用獨立基礎時較少的獨立裙房,可采用單獨基礎和條形基礎。采
19、用獨立基礎時應設置縱橫向的拉梁。應設置縱橫向的拉梁。o當采用樁基時,應盡可能采用單根、單排大直徑樁或擴底墩,使當采用樁基時,應盡可能采用單根、單排大直徑樁或擴底墩,使上部結(jié)構(gòu)的荷載直接由柱或墻體傳至樁頂,基礎底板因此可以做上部結(jié)構(gòu)的荷載直接由柱或墻體傳至樁頂,基礎底板因此可以做得較薄。得較薄。基礎埋深基礎埋深基礎結(jié)構(gòu)形式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)天然地基或復合地基H/15H/15樁基H/18(樁長不計)H/185基礎埋深基礎埋深埋深是指:側(cè)向限值位移的土體深度,即由天然地面至箱基、筏基底板或樁承臺底標高底距離,樁長不計?;A底板厚度基礎底板厚度平均反力f(KN/)受力狀況t/l150200單向1/6
20、1/8雙向1/91/12400500單向1/31/4雙向1/41/6基礎厚度與跨度之比基礎厚度與跨度之比t/l基礎底板厚度可按表選用:基礎底板厚度可按表選用:水平位移限值和舒適度要求水平位移限值和舒適度要求 在正常使用條件下,高層建筑結(jié)構(gòu)應具有足夠的剛度,避免產(chǎn)生過大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和剛度。表現(xiàn)在: 1.彈性方法計算的驗算 2.彈塑性驗算 3.其他要求。彈性方法計算的驗算彈性方法計算的驗算1.高度不大于高度不大于150m的高層建筑,其樓層層間最大位移與層高之比不宜的高層建筑,其樓層層間最大位移與層高之比不宜大于表中限值。大于表中限值。2.高度等于或大于高度等于或大于250m的高
21、層建筑,其樓層層間最大位移與層高之比的高層建筑,其樓層層間最大位移與層高之比不宜大于不宜大于1/500;3.高度在高度在150250m之間的高層建筑,其樓層層間最大位移與層高之之間的高層建筑,其樓層層間最大位移與層高之比的限值按比的限值按1和和2插值。插值。結(jié)構(gòu)類型u/h限值框架1/550框架剪力墻、框架核心筒、板柱剪力墻1/800筒中筒、剪力墻1/1000框支層1/1000樓層層間最大位移與層高之比的限值樓層層間最大位移與層高之比的限值彈塑性驗算彈塑性驗算;pppphh高層建筑結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下有時需進行彈塑性變形驗算,防止結(jié)構(gòu)因局部樓層變形過大而倒塌破壞,結(jié)構(gòu)薄弱層(部位)層間彈塑性位移
22、應符合下式要求:式中:層間彈塑性位移,層間彈塑性位移角限值,層高。層間彈塑性位移角限值層間彈塑性位移角限值結(jié)構(gòu)類型p框架結(jié)構(gòu)1/50框架剪力墻、框架核心筒、板柱剪力墻1/100剪力墻結(jié)構(gòu)和筒中筒結(jié)構(gòu)1/120框支層1/120高度超過150m的高層建筑結(jié)構(gòu)應具有良好的使用條件,滿足舒適度要求,按現(xiàn)行國家標準建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009)規(guī)定的10年一遇的風荷載取值計算的順風向與橫風向結(jié)構(gòu)頂點最大加速度不應超過限值。1.2 高層建筑結(jié)構(gòu)荷載作用與結(jié)構(gòu)設計原則高層建筑結(jié)構(gòu)荷載作用與結(jié)構(gòu)設計原則恒荷載及樓面活荷載的計算風荷載的計算地震作用的計算荷載效應的組合結(jié)構(gòu)簡化計算原則扭轉(zhuǎn)效應的簡化計算1.2
23、.1 恒荷載及樓面活荷載的計算恒荷載及樓面活荷載的計算o恒荷載:包括結(jié)構(gòu)本身的自重和附加于結(jié)構(gòu)上的永久荷載,如非承重構(gòu)件的自重、可移動的隔墻重、玻璃幕墻及其附件重、各種外飾面的材料重、樓面的找平層、吊在樓面下的各種管道重等。它可由構(gòu)件和裝修的尺寸和材料的重量直接計算,材料的自重可按荷載規(guī)范取值。恒荷載及樓面活荷載的計算恒荷載及樓面活荷載的計算o活荷載:樓面活荷載按荷載規(guī)范取用。設計樓面梁、墻柱及基礎時,樓面活荷載標準值應乘以折減系數(shù)。施工活荷載一般取1.01.5KN/m2直升機平臺的活荷載按荷載規(guī)范取。目前,我國的鋼筋混凝土高層建筑單位面積的重量大約如下: 框架、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系:1214
24、KN/m2 剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)體系:1416KN/m2。而活荷載平均為1.52.0KN/m2,僅占全部豎向荷載的10%15%左右,同時高層建筑的層數(shù)和跨數(shù)都很多,不利布置方式繁多,所以在工程設計時把恒荷載和活荷載合并計算,按滿載考慮。1.2.2 風荷載的計算風荷載的計算 空氣流動形成的風遇到建筑物時,就在建筑物表面產(chǎn)生空氣流動形成的風遇到建筑物時,就在建筑物表面產(chǎn)生壓力和吸力,這種風力作用稱為風荷載壓力和吸力,這種風力作用稱為風荷載。風的作用是不規(guī)則。風的作用是不規(guī)則的,風壓隨著風速、風向的紊亂變化而不停的改變。實際上,的,風壓隨著風速、風向的紊亂變化而不停的改變。實際上,風荷載是隨時間而波動的
25、動力荷載,但房屋設計中一般把它風荷載是隨時間而波動的動力荷載,但房屋設計中一般把它看成靜荷載。在設計抗側(cè)力結(jié)構(gòu)、維護構(gòu)件及考慮人們的舒看成靜荷載。在設計抗側(cè)力結(jié)構(gòu)、維護構(gòu)件及考慮人們的舒適度時都需要考慮風荷載的作用。首先,要確定建筑物表面適度時都需要考慮風荷載的作用。首先,要確定建筑物表面單位面積上的風荷載標準值,然后計算建筑物表面的總風荷單位面積上的風荷載標準值,然后計算建筑物表面的總風荷載。對于高度較大且比較柔軟的高層建筑,要考慮動力效應載。對于高度較大且比較柔軟的高層建筑,要考慮動力效應影響,適當加大風荷載數(shù)值。影響,適當加大風荷載數(shù)值。確定高層建筑風荷載的方法有兩種,大多數(shù)建筑(高度確
26、定高層建筑風荷載的方法有兩種,大多數(shù)建筑(高度300m以下)可按照以下)可按照荷載規(guī)范荷載規(guī)范規(guī)定的方法計算風荷載值,規(guī)定的方法計算風荷載值,少數(shù)建筑(高度大、對風荷載敏感或有特殊情況者)還要通少數(shù)建筑(高度大、對風荷載敏感或有特殊情況者)還要通過風洞試驗確定風荷載,以補充規(guī)范的不足。過風洞試驗確定風荷載,以補充規(guī)范的不足。風荷載標準值風荷載標準值0kzsz 荷載規(guī)范規(guī)定垂直于建筑物表面上的風荷載應按下式計算:高度處的風振系數(shù)。風壓高度變化系數(shù);風荷載體型系數(shù););基本風壓();風荷載標準值(zmkNmkNzzsk22/0基本風壓0年一遇的風壓值采用。建筑其基本風壓按風荷載比較敏感的高層或后采
27、用;對于特別重要中所給的值乘以層建筑,用荷載規(guī)范。對于一般的高采用,但不得小于它應根據(jù)荷載規(guī)范確定的風壓值。準,按分鐘平均最大風速為標年一遇的的高,統(tǒng)計得到的地面上離地系以當?shù)乇容^空曠平坦基本風壓值1001 . 1m/3 . 02110501022000KNm風荷載體型系數(shù)s風作用力大小和方向可以通過實測或風洞實驗得到,圖風作用力大小和方向可以通過實測或風洞實驗得到,圖31是一個矩形是一個矩形建筑物的實測結(jié)果,圖中風壓分布系數(shù)是指表面風壓與基本風壓的比值,建筑物的實測結(jié)果,圖中風壓分布系數(shù)是指表面風壓與基本風壓的比值,正值是壓力,負值是吸力。從圖中可以看出房屋表面風壓分布是不均勻的。正值是壓力
28、,負值是吸力。從圖中可以看出房屋表面風壓分布是不均勻的。但在設計時,采用各個表面風作用力的平均值,該平均值與基本風壓但在設計時,采用各個表面風作用力的平均值,該平均值與基本風壓的比值稱為風載體型系數(shù)。規(guī)范給出了系數(shù)取值,設計時直接查取。的比值稱為風載體型系數(shù)。規(guī)范給出了系數(shù)取值,設計時直接查取。風壓高度變化系數(shù)z 位于平坦或稍有起伏地形的高層建筑,其風壓高度變化位于平坦或稍有起伏地形的高層建筑,其風壓高度變化系數(shù)應根據(jù)地面粗糙度類別確定。系數(shù)應根據(jù)地面粗糙度類別確定。荷載規(guī)范荷載規(guī)范將地面粗糙度分為將地面粗糙度分為A、B、C、D四類,其風速四類,其風速沿高度的變化系數(shù)見規(guī)范。其中:沿高度的變化
29、系數(shù)見規(guī)范。其中:A類指近海海面、海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū);類指近海海面、海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū);B類指田野、鄉(xiāng)村。叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和類指田野、鄉(xiāng)村。叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū);城市郊區(qū);C類指有密集建筑群的城市市區(qū);類指有密集建筑群的城市市區(qū);D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。高度處的風振系數(shù)zz風的作用是不規(guī)則的。通常近似把風速的平均值看成穩(wěn)定風速或平風的作用是不規(guī)則的。通常近似把風速的平均值看成穩(wěn)定風速或平均風速,它對建筑物的作用使建筑物產(chǎn)生靜側(cè)移;實際風速在均風速,它對建筑物的作用使建筑物產(chǎn)生靜側(cè)移;實際
30、風速在平均風速附近波動,風壓也在平均風壓附近波動,稱為波動風平均風速附近波動,風壓也在平均風壓附近波動,稱為波動風壓,因此實際上建筑物在平均側(cè)移附近搖擺。壓,因此實際上建筑物在平均側(cè)移附近搖擺。對于高度大于對于高度大于30m且高寬比大于且高寬比大于1.5的房屋建筑,設計時,用風的房屋建筑,設計時,用風振系數(shù)振系數(shù)z增大風載(否則取增大風載(否則取z1.0)。)。z的計算公式如下:的計算公式如下: 式中式中z基本振型基本振型z高度處振型系數(shù),當剛度和質(zhì)量沿高度高度處振型系數(shù),當剛度和質(zhì)量沿高度 分布均勻時,可近似用分布均勻時,可近似用z/H代替振型系數(shù);代替振型系數(shù); 脈動增大系數(shù);脈動增大系數(shù)
31、; 脈動影響系數(shù);脈動影響系數(shù);z 風壓高度變化系數(shù)。風壓高度變化系數(shù)。zzz1總體風荷載總體風荷載總體風荷載是建筑物各表面承受風作用的合力,是沿高度變化的分布荷載用于總體風荷載是建筑物各表面承受風作用的合力,是沿高度變化的分布荷載用于計算抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)移及各構(gòu)件內(nèi)力。首先計算得到某高度處的風荷載計算抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)移及各構(gòu)件內(nèi)力。首先計算得到某高度處的風荷載標準值標準值wk,然后計算某高度處各個受風面上風荷載的合力值(各受風面,然后計算某高度處各個受風面上風荷載的合力值(各受風面上的風荷載垂直于該表面,投影后求合力)。也可按下式直接計算:上的風荷載垂直于該表面,投影后求合力)。也可按下式直接計
32、算: 式中式中 n 建筑外圍表面數(shù);建筑外圍表面數(shù); Bi第第i個表面的寬度;個表面的寬度; si第第i個表面的風載體型系數(shù);個表面的風載體型系數(shù); i第第i個表面法線與總風荷載作用方向的夾角。個表面法線與總風荷載作用方向的夾角。 要注意每個表面體系系數(shù)的正負號,即注意每個表面是風壓力還是風吸力,要注意每個表面體系系數(shù)的正負號,即注意每個表面是風壓力還是風吸力,以便在求和時作矢量相加。注意由上式計算得到的以便在求和時作矢量相加。注意由上式計算得到的W是線荷載,單位是是線荷載,單位是KN/m。 各表面風力的合力作用點,即為總體風荷載的作用點。設計時將沿高度分各表面風力的合力作用點,即為總體風荷載
33、的作用點。設計時將沿高度分布的總體風荷載的線荷載換算成集中作用在各樓層位置的集中荷載,再布的總體風荷載的線荷載換算成集中作用在各樓層位置的集中荷載,再計算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及位移。計算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及位移。)coscoscos(2221110nnsnsszzBBBwW 結(jié)構(gòu)的自振周期經(jīng)驗公式的計算可見荷載規(guī)范,準確的計算需進行結(jié)構(gòu)的動力分析可得。例:例:o某高層建筑為剪力墻結(jié)構(gòu),上部結(jié)構(gòu)為38層,底部13層層高為4m,其他各層層高為3m,室外地面至檐口的高度為120m,平面尺寸為30m*60m,已知基本風壓為0.5KN/m2,建筑場地位于大城市郊區(qū)。已計算求得作用于突出屋面小塔樓上的風荷載標準值的總值為8
34、00kN,為簡化計算,將建筑物沿高度分為6段,每個區(qū)段位20m,近似取其中點位置的風荷載作為該區(qū)段的平均值。試計算在風荷載作用下的結(jié)構(gòu)底部(一層)的剪力標準值。作業(yè):某10層的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架-剪力墻辦公樓平面及剖面如圖所示,當?shù)鼗撅L壓為0.7,地面粗糙度為B類,試計算作用于各層樓的風力標準值。1.2.3地震作用的計算地震作用的計算o一般的計算原則o水平地震作用的計算o突出屋面上塔樓的地震作用o豎向地震作用的計算一般計算原則地震區(qū)的高層建筑一般應進行抗震設防。6度設防時一般不必計算地震作用,只須采取必要的抗震措施,79度設防時,要計算地震的作用,10度及以上地區(qū)要進行專門研究??拐鹪O計
35、的高層建筑應根據(jù)其使用功能的重要性分為甲、乙、丙三個抗震設防類別。高層建筑結(jié)構(gòu)應按下列原則考慮地震作用:1.一般情況下,應允許在結(jié)構(gòu)兩個主軸方向分別考慮水平地震作用計算;有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu),當相交角度大于15度時,應分別計算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用;2.質(zhì)量和剛度分布明顯不對稱、不均勻的結(jié)構(gòu),應計算雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響;其他情況,應計算單向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響;3.8度、9度抗震設計時,高層建筑中的大跨度和長懸臂結(jié)構(gòu)應考慮豎向地震作用;4.9度抗震設計時應計算豎向地震作用。一般計算原則高層建筑應按下列不同情況分別采用相應的地震作用計算方法:1.高度不超過40m,以剪切變形
36、為主,剛度與質(zhì)量沿高度分布比較均勻的建筑物,可采取底部剪力法。2.高層建筑宜采用振型分解反應譜法。對質(zhì)量和剛度不對稱、不均勻的結(jié)構(gòu)以及高度超過100m的高層建筑結(jié)構(gòu)應采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)影響的振型分解法。3.79度抗震設防的高層建筑,下列情況應采用彈性時程分析法進行多遇地震下的補充計算:A甲類高層建筑結(jié)構(gòu);B下表所列的乙、丙類高層建筑結(jié)構(gòu)C復雜高層建筑結(jié)構(gòu);D質(zhì)量沿豎向分布特別不均勻的高層建筑結(jié)構(gòu)。設防烈度、場地類別建筑高度范圍8度、類場地和7度100m8度、類場地80m9度60m采用時程分析法的高層建筑結(jié)構(gòu)水平地震作用的計算高層建筑結(jié)構(gòu)的地震影響系數(shù)曲線:)(sT01 . 0gTgT50 . 6
37、max2max45. 0max2)(TTgmax12)5(2 . 0gTT地震影響系數(shù)曲線05. 0;55 . 005. 09 . 0阻尼比,取00; 8/05. 002. 0111時,取且當)( 地震影響系數(shù);地震影響系數(shù);max 地震影響系數(shù)最大值;地震影響系數(shù)最大值; -曲線下降段的衰減指數(shù);曲線下降段的衰減指數(shù); 1- 直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù);直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù);2- 阻尼調(diào)整系數(shù),阻尼調(diào)整系數(shù),T -結(jié)構(gòu)自振周期(結(jié)構(gòu)自振周期(s),),Tg-特征周期,它是對應于反應譜峰值區(qū)拐點處的周期,可根據(jù)場地類別,地震特征周期,它是對應于反應譜峰值區(qū)拐點處的周期,可根據(jù)場地類別
38、,地震震級和震中距確定。震級和震中距確定??拐鹨?guī)范抗震規(guī)范按震級和震中距的影響將設計地震分成三組,按震級和震中距的影響將設計地震分成三組,特征周期及可根據(jù)場地類別及設計地震分組按表采用,但在計算特征周期及可根據(jù)場地類別及設計地震分組按表采用,但在計算8度度.9度罕遇地震度罕遇地震作用時,其特征周期應增加作用時,其特征周期應增加0.05 s55. 055. 07 . 106. 005. 01222時,??;且當?shù)卣鹩绊懴禂?shù)地震影響系數(shù)設計地震分設計地震分組組 場場 地地 類類 別別 第一組第一組 0.25 0.25 0.35 0.35 0.45 0.45 0.65 0.65 第二組第二組 0.30
39、 0.30 0.40 0.40 0.55 0.55 0.75 0.75 第三組第三組 0.35 0.35 0.45 0.45 0.65 0.65 0.90 0.90水平地震影響系數(shù)最大值水平地震影響系數(shù)最大值地震地震影響影響 烈烈 度度6789多遇地震多遇地震0.040.08(0.12) 0.16(0.24) 0.32罕遇地震罕遇地震-0.50(0.72) 0.90(1.20) 1.40表中的括號內(nèi)數(shù)值分別用于基本地震加速度為表中的括號內(nèi)數(shù)值分別用于基本地震加速度為0.15g和和0.03g 的地區(qū)的地區(qū)場地土的特征周期場地土的特征周期計算水平地震作用的底部剪力法計算水平地震作用的底部剪力法一、
40、底部剪力的計算一、底部剪力的計算3jF第第j j振型振型2jF1 jFj j振型的底部剪力為振型的底部剪力為nijijFV10jjjijjiGxFniijijjGx1niijijjGGxG111GG結(jié)構(gòu)的總重力荷載代表值結(jié)構(gòu)的總重力荷載代表值niiGG1組合后的結(jié)構(gòu)底部剪力組合后的結(jié)構(gòu)底部剪力GqGGxGVFnjniijijjnjEKj11121112)(0 njniijijjGGxq1121)(高振型影響系數(shù)高振型影響系數(shù)( (規(guī)范取規(guī)范取0.85)0.85)eqEKGF1Geq結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值,結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值,0.85G0.85GiiiiGxFF1111二、各質(zhì)點的水平地
41、震作用標準值的計算二、各質(zhì)點的水平地震作用標準值的計算1HkHH1G1GkHknF1FkFiiGH11nkkknkkEKGHFF11111nkkkGH111nkkkEKGHF111/EKnkkkiiiFGHGHF1地震作用下各樓層水平地震層間剪力為地震作用下各樓層水平地震層間剪力為nikkiFVEKnnFF三、頂部附加地震作用的計算三、頂部附加地震作用的計算EKnkkkiiiFGHGHF1 當結(jié)構(gòu)層數(shù)較多時,按上式計算出的水平地當結(jié)構(gòu)層數(shù)較多時,按上式計算出的水平地震作用比振型分解反應譜法小。震作用比振型分解反應譜法小。 為了修正,在頂部附加一個集中力為了修正,在頂部附加一個集中力 。nFH1
42、G1GkHk1HkHnF1FkFnF)1(1nEKnkkkiiiFGHGHF-結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值;結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值;EkF1-相應于結(jié)構(gòu)基本周期的水平地震相應于結(jié)構(gòu)基本周期的水平地震影響系數(shù);多層砌體房屋、底部框影響系數(shù);多層砌體房屋、底部框架和多層內(nèi)框架磚房,宜取水平地架和多層內(nèi)框架磚房,宜取水平地震影響系數(shù)最大值;震影響系數(shù)最大值;eqG- - 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載結(jié)構(gòu)等效總重力荷載;iF- i- i質(zhì)點水平地震作用質(zhì)點水平地震作用;eqEkGF1iG-i-i質(zhì)點重力荷載代表值質(zhì)點重力荷載代表值;iH- i- i質(zhì)點的計算高度;質(zhì)點的計算高度;n- - 頂部附加地震作用系數(shù),多
43、層內(nèi)框架頂部附加地震作用系數(shù),多層內(nèi)框架 磚房磚房0.2,0.2,多層剛混、鋼結(jié)構(gòu)房屋按下多層剛混、鋼結(jié)構(gòu)房屋按下 表表, ,其它可不考慮。其它可不考慮。gTT4 . 11gTT4 . 11)(sTg35. 055. 035. 055. 007. 008. 01T01. 008. 01T02. 008. 01T000頂部附加地震作用系數(shù)頂部附加地震作用系數(shù)底部剪力法應用舉例底部剪力法應用舉例例例1 1:試用底部剪力法計算圖示:試用底部剪力法計算圖示框架多遇地震時的層間剪力。已框架多遇地震時的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期知結(jié)構(gòu)的基本周期T T1 1=0.467s ,=0.467s ,抗抗震設防烈
44、度為震設防烈度為8 8度度,類場地類場地, ,設設計地震分組為第二組。計地震分組為第二組。解:解: (1 1)計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值)計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值8.9)180270270(85.085.0nikkeqGGkN6.5997tm2701tm2702tm1803MN/m2451KMN/m1952KMN/m983K10.5m7.0m3.5m(2 2)計算水平地震影響系數(shù))計算水平地震影響系數(shù)查表得查表得16.0max1.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震多遇地震 9 8 7 6地震影響地
45、震影響烈度烈度地震影響系數(shù)最大值(阻尼比為地震影響系數(shù)最大值(阻尼比為0.050.05)解:解: (1 1)計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值)計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值kN6.5997eqG例例1 1:試用底部剪力法計算圖示:試用底部剪力法計算圖示框架多遇地震時的層間剪力。已框架多遇地震時的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期知結(jié)構(gòu)的基本周期T T1 1=0.467s ,=0.467s ,抗抗震設防烈度為震設防烈度為8 8度度,類場地類場地, ,設設計地震分組為第二組。計地震分組為第二組。tm2701tm2702tm1803MN/m2451KMN/m1952KMN/m983K10.5m7.0m3.5m(
46、2 2)計算水平地震影響系數(shù))計算水平地震影響系數(shù)16.0maxs4.0gT地震特征周期分組的特征周期值(地震特征周期分組的特征周期值(s s)0.90 0.65 0.450.35第三組第三組0.75 0.55 0.400.30第二組第二組0.65 0.45 0.35 0.25第一組第一組 場地類別場地類別s31 TTgmax21)(TTg139.0)(sT01 . 0gTgT50 . 6max2max45. 0max2)(TTgmax12)5(2 . 0gTT (3 3)計算結(jié)構(gòu)總的水)計算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標準值平地震作用標準值eqEKGF1kN7.8336.5997139.0例例1 1
47、:試用底部剪力法計算圖示:試用底部剪力法計算圖示框架多遇地震時的層間剪力。已框架多遇地震時的層間剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期知結(jié)構(gòu)的基本周期T T1 1=0.467s ,=0.467s ,抗抗震設防烈度為震設防烈度為8 8度度,類場地類場地, ,設設計地震分組為第二組。計地震分組為第二組。解:解: (1 1)計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值)計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值kN6.5997eqGtm2701tm2702tm1803MN/m2451KMN/m1952KMN/m983K10.5m7.0m3.5m(2 2)計算水平地震影響系數(shù))計算水平地震影響系數(shù)16.0maxs4.0gT139.01(3 3)
48、計算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標準值)計算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標準值kN7.833EKF(4 4)頂部附加水平地震作用)頂部附加水平地震作用EKnnFFgTT4 . 11gTT4 . 11)(sTg35. 055. 035. 055. 007. 008. 01T01. 008. 01T02. 008. 01T000頂部附加地震作用系數(shù)頂部附加地震作用系數(shù)56.04.1gTgTT4.110n(5 5)計算各層的水平地震作)計算各層的水平地震作用標準值用標準值)1(1nEKnkkkiiiFGHGHF例例1 1:試用底部剪力法計算圖示:試用底部剪力法計算圖示框架多遇地震時的層間剪力。已框架多遇地震時的層間
49、剪力。已知結(jié)構(gòu)的基本周期知結(jié)構(gòu)的基本周期T T1 1=0.467s ,=0.467s ,抗抗震設防烈度為震設防烈度為8 8度度,類場地類場地, ,設設計地震分組為第二組。計地震分組為第二組。解:解: (1 1)計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值)計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值kN6.5997eqGtm2701tm2702tm1803MN/m2451KMN/m1952KMN/m983K10.5m7.0m3.5m(2 2)計算水平地震影響系數(shù))計算水平地震影響系數(shù)16.0maxs4.0gT139.01(3 3)計算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標準值)計算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標準值kN7.833EKF(4 4)頂部
50、附加水平地震作用)頂部附加水平地震作用0n(5 5)計算各層的水平地震作用標準值)計算各層的水平地震作用標準值)1 (1nEKnkkkiiiFGHGHF7 .1667 .8335 .108 .918078 .92705 .38 .92705 .38 .92701F5 .3337 .8335 .108 .918078 .92705 .38 .92700 .78 .92702F5 .3337 .8335 .108 .918078 .92705 .38 .92705 .108 .91803F例例1 1:試用底部剪力法計算圖示:試用底部剪力法計算圖示框架多遇地震時的層間剪力。已框架多遇地震時的層間剪力
51、。已知結(jié)構(gòu)的基本周期知結(jié)構(gòu)的基本周期T T1 1=0.467s ,=0.467s ,抗抗震設防烈度為震設防烈度為8 8度度,類場地類場地, ,設設計地震分組為第二組。計地震分組為第二組。解:解: (1 1)計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值)計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值kN6.5997eqGtm2701tm2702tm1803MN/m2451KMN/m1952KMN/m983K10.5m7.0m3.5m(2 2)計算水平地震影響系數(shù))計算水平地震影響系數(shù)16.0maxs4.0gT139.01(3 3)計算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標準值)計算結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標準值kN7.833EKF(4 4)頂部附加
52、水平地震作用)頂部附加水平地震作用0n(5 5)計算各層的水平地震作用標準值)計算各層的水平地震作用標準值7 .1661F5 .3332F5 .3333F(6 6)計算各層的層間剪力)計算各層的層間剪力kNFFFV7 .8333211kNFFV0 .667322kNFV5 .33333tm2701tm27025 .3335 .3337 .1665.3330.6677.8338 .3356 .6718 .845振型分解反應譜法結(jié)果例例2 2:六層磚混住宅樓,建造于基本烈度為:六層磚混住宅樓,建造于基本烈度為8 8度度區(qū),場地為區(qū),場地為類,設計地震分組為第一組,根類,設計地震分組為第一組,根據(jù)各
53、層樓板、墻的尺寸等得到恒荷和各樓面活據(jù)各層樓板、墻的尺寸等得到恒荷和各樓面活荷乘以組合值系數(shù),得到的各層的重力荷載代荷乘以組合值系數(shù),得到的各層的重力荷載代表值為表值為G G1 1=5399.7kN, G=5399.7kN, G2 2=G=G3 3=G=G4 4=G=G5 5=5085kN, =5085kN, G G6 6=3856.9kN=3856.9kN。試用底部剪力法計算各層地震。試用底部剪力法計算各層地震剪力標準值。剪力標準值。G12.952.702.702.702.702.70G2G3G4G5G6 由于多層砌體房屋中縱向或橫向承重墻體的數(shù)量較多,由于多層砌體房屋中縱向或橫向承重墻體的
54、數(shù)量較多,房屋的側(cè)移剛度很大,因而其縱向和橫向基本周期較短,房屋的側(cè)移剛度很大,因而其縱向和橫向基本周期較短,一般均不超過一般均不超過0.25s0.25s。所以規(guī)范規(guī)定,對于多層砌體房屋,。所以規(guī)范規(guī)定,對于多層砌體房屋,確定水平地震作用時采用確定水平地震作用時采用 。并且不考慮頂部附。并且不考慮頂部附加水平地震作用。加水平地震作用。max1例例2 2:基本烈度為:基本烈度為8 8度,場地為度,場地為類,設計地震類,設計地震分組為第一組,分組為第一組,G G1 1=5399.7kN, =5399.7kN, G G2 2=G=G3 3=G=G4 4=G=G5 5=5085kN, G=5085kN
55、, G6 6=3856.9kN=3856.9kN。計算各層地。計算各層地震剪力標準值。震剪力標準值。解:解: 結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值G12.952.702.702.702.702.70G2G3G4G5G6eqEKGFmax61max85.0iiGkN1.40256.2959685.016.01.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震多遇地震 9 8 7 6地震影響地震影響烈度烈度地震影響系數(shù)最大值(阻尼比為地震影響系數(shù)最大值(阻尼比為0.050.05)16.0maxG12.952.
56、702.702.702.702.70G2G3G4G5G6例例2 2:基本烈度為:基本烈度為8 8度,場地為度,場地為類,設計地震類,設計地震分組為第一組,分組為第一組,G G1 1=5399.7kN, =5399.7kN, G G2 2=G=G3 3=G=G4 4=G=G5 5=5085kN, G=5085kN, G6 6=3856.9kN=3856.9kN。計算各層地。計算各層地震剪力標準值。震剪力標準值。解:解: 結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值kN1.4025maxeqEKGFEKnkkkiiiFGHGHF1各層水平地震各層水平地震剪力標準值剪力標準值nikkiFV各層水
57、平地震作用各層水平地震作用層層Gi (kN)Hi (m)Gi Hi (kN.m)Fi (kN)63856.917.4555085.014.7545085.012.0535085.09.3525085.06.6515399.72.95 67320.921328.8233815.2547544.7561274.2575003.75306269.72884.5985.7805.3624.8444.4280.44025.1884.51870.22675.53300.33744.74025.129596.6例例3 3:四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),建造于基本:四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),建造于基本烈度為烈度為8
58、8度區(qū),場地為度區(qū),場地為類,設計地震分組為類,設計地震分組為第一組,層高和層重力代表值如圖所示。結(jié)構(gòu)第一組,層高和層重力代表值如圖所示。結(jié)構(gòu)的基本周期為的基本周期為0.56s,0.56s,試用底部剪力法計算各層試用底部剪力法計算各層地震剪力標準值。地震剪力標準值。解:解:結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值4.363.363.36G4 =831. 6G3 =1039. 6G2 =1039. 6G1 =1122.73.361.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震多遇地震 9 8 7 6地震影響
59、地震影響烈度烈度地震影響系數(shù)最大值(阻尼比為地震影響系數(shù)最大值(阻尼比為0.050.05)地震特征周期分組的特征周期值(地震特征周期分組的特征周期值(s s)0.90 0.65 0.450.35第三組第三組0.75 0.55 0.400.30第二組第二組0.65 0.45 0.35 0.25第一組第一組 場地類別場地類別16.0maxs35.0gT例例3 3:四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),建造于基本:四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),建造于基本烈度為烈度為8 8度區(qū),場地為度區(qū),場地為類,設計地震分組為類,設計地震分組為第一組,層高和層重力代表值如圖所示。結(jié)構(gòu)第一組,層高和層重力代表值如圖所示。結(jié)構(gòu)的基本周期
60、為的基本周期為0.56s,0.56s,試用底部剪力法計算各層試用底部剪力法計算各層地震剪力標準值。地震剪力標準值。解:解:結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值4.363.363.36G4 =831. 6G3 =1039. 6G2 =1039. 6G1 =1122.73.3616.0maxs35.0gT)(sT01 . 0gTgT50 . 6max2max45. 0max2)(TTgmax12)5(2 . 0gTT ggTTT51max21)(TTg1048.016.0)(9.01TTgeqEKGF1iG85.01kN3.359)7.112225.10396.831(85.01048
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