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文檔簡介
第4章
設(shè)計(jì)計(jì)算的基本規(guī)定●宜采用高強(qiáng)高性能混凝土和高強(qiáng)鋼筋;構(gòu)件內(nèi)力較大或抗震性能有較高要求時,宜采用型鋼混凝土柱和鋼管混凝土柱?!窀黝惤Y(jié)構(gòu)用混凝土的強(qiáng)度等級均不應(yīng)低于C20且應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定P77。●按一、二、三級抗震等級設(shè)計(jì)的框架和斜撐構(gòu)件,其縱向受力鋼筋應(yīng)采用專用抗震鋼筋。24.1結(jié)構(gòu)材料5●抗震設(shè)計(jì)時混合結(jié)構(gòu)中鋼材的實(shí)測屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值不應(yīng)大于0.85;伸長率不應(yīng)小于20%;鋼材應(yīng)有良好的焊接性和合格的沖擊韌性。注:①混合結(jié)構(gòu):由兩種或兩種以上不同材料的承重結(jié)構(gòu)所共同組成的結(jié)構(gòu)體系均為混合結(jié)構(gòu)②屈強(qiáng)比:材料的屈服點(diǎn)(屈服強(qiáng)度)與抗拉強(qiáng)度的比值,稱為屈強(qiáng)比。能反映鋼材的利用率和結(jié)構(gòu)的安全可靠性,屈強(qiáng)比愈小,反映鋼材受力超過屈服點(diǎn)工作時的可靠性愈大,因而結(jié)構(gòu)的安全性愈高。③伸長率:伸長的長度與原來構(gòu)件長度的比率●混合結(jié)構(gòu)中的型鋼混凝土豎向構(gòu)件的型鋼及鋼管混凝土的鋼管宜采用Q345和
Q235鋼材,也可采用Q390、Q420或其他符合結(jié)構(gòu)性能要求的其他鋼材;型鋼梁宜采用Q235和Q345鋼材。注:Q345----屈服值為345MPa4.2結(jié)構(gòu)計(jì)算的一般規(guī)定1、計(jì)算原則(1)內(nèi)力與變形可按彈性方法計(jì)算,截面設(shè)計(jì)則應(yīng)考慮彈塑性性質(zhì)。注:①彈性、塑性、彈塑性:可變形固體在外力作用下將發(fā)生變形。根據(jù)變形的特點(diǎn),固體在受力過程中的力學(xué)行為可分為兩個明顯不同的階段:當(dāng)外力小于某一限值(通常稱之為彈性極限荷載)時,在引起變形的外力卸除后,固體能完全恢復(fù)原來的形狀,這種能恢復(fù)的變形稱為彈性變形,固體只產(chǎn)生彈性變形的階段稱為彈性階段;當(dāng)外力一旦超過彈性極限荷載時,這時再卸除荷載,固體也不能恢復(fù)原狀,其中有一部分不能消失的變形被保留下來,這種保留下來的永久變形就稱為塑性變形,這一階段稱為塑性階段.根據(jù)上述固體受力變形的特點(diǎn),所謂彈性,就定義為固體在去掉外力后恢復(fù)原來形狀的性質(zhì);而所謂塑性,則定義為在去掉外力后不能恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)。(2)對于比較柔軟的結(jié)構(gòu),要考慮重力二階效應(yīng)的不利影響。注:重力二階效應(yīng):側(cè)向剛度較柔的建筑物,在風(fēng)荷載或水平地震作用下將產(chǎn)生較大的水平位移△,由于結(jié)構(gòu)在豎向荷載P的作用下,使結(jié)構(gòu)進(jìn)一步增加側(cè)移值且引起結(jié)構(gòu)內(nèi)部各構(gòu)件產(chǎn)生附加內(nèi)力。這種使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生幾何非線性的效應(yīng),稱之為重力二階效應(yīng)。由于P—△效應(yīng)的影響,將降低結(jié)構(gòu)的承載力和結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。(3)對于復(fù)雜的不規(guī)則結(jié)構(gòu)或重要結(jié)構(gòu)(如甲類建筑和9度抗震設(shè)計(jì)的乙類建筑),應(yīng)該驗(yàn)算其在罕遇地震下薄弱層的彈塑性變形注:根據(jù)高層建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,抗震設(shè)計(jì)的宗旨是“大震不倒,小震不壞”,抗震設(shè)計(jì)的要求是“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固”。也就是說,在地震時,柱子所受的影響比梁要大,構(gòu)件所受的剪力比彎矩大,節(jié)點(diǎn)部位的影響比非節(jié)點(diǎn)大。所以薄弱環(huán)節(jié)在柱子、節(jié)點(diǎn)(梁柱交接處)、以及鋼筋有錨固的地方。(4)框架梁及連梁等構(gòu)件可考慮局部塑性變形引起的內(nèi)力重新分布。注:①在結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算中,考慮地震時連梁的剛度降低(連梁按折減后的剛度計(jì)算)及框架梁端的塑性內(nèi)力重新分布(如按彈性方法計(jì)算后對梁端彎矩調(diào)整幅度,并相應(yīng)調(diào)整梁的跨中彎矩)對結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響。②在結(jié)構(gòu)變形計(jì)算中,結(jié)構(gòu)剛度按照彈性方法計(jì)算,不考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件如連梁、框架等由于塑性發(fā)展而引起的剛度降低,也不考慮由于鋼筋混凝土構(gòu)件實(shí)際配筋對構(gòu)件剛度的影響,變形計(jì)算屬于一種近似計(jì)算的范疇,變形計(jì)算的數(shù)值的大小是對結(jié)構(gòu)剛度的大致判斷,實(shí)際工程中不必對具體數(shù)值過分追究。2、計(jì)算模型高層建筑的常用模型有:
——平面結(jié)構(gòu)空間協(xié)同模型;
——空間桿系模型;
——空間桿-薄壁桿系模型;——空間桿-墻板元模型
——其他組合有限元模型。注:體形復(fù)雜、結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜的高層建筑結(jié)構(gòu),應(yīng)采用至少兩個不同力學(xué)模型的結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行整體計(jì)算,包含兩層含義,一個是比較適合的不同的兩個計(jì)算模型;另一個是兩個不同的計(jì)算軟件。3、結(jié)構(gòu)構(gòu)件剛度(1)樓蓋和屋蓋結(jié)構(gòu)剛度
1)不開洞樓面、屋面自身平面內(nèi)的剛度可視為無限大。
2)樓面內(nèi)變形會使樓層內(nèi)抗側(cè)剛度較小的構(gòu)件位移和受力加大。
3)當(dāng)需要考慮樓板面內(nèi)變形而計(jì)算中采用樓板面內(nèi)為無限剛性假定時,應(yīng)對所得的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。一般對樓板削弱部位的抗側(cè)剛度相對較小的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,適當(dāng)增大其計(jì)算內(nèi)力,加強(qiáng)配筋和構(gòu)造措施。4)無梁樓蓋樓板較厚,應(yīng)考慮其平面外剛度平面內(nèi)就是指和載荷作用方向一致的方向,平面外就是和載荷作用方向垂直的方向,無梁樓蓋樓板承受水平方向來的風(fēng)荷載或者是地震荷載,在豎直方向上產(chǎn)生的剛度就是平面外剛度。
(2)連梁剛度
對于連梁的剛度,在抗震設(shè)計(jì)時,可考慮在不影響其承受豎向荷載能力的前提下,允許其適當(dāng)開裂而把內(nèi)力轉(zhuǎn)移到墻體等其他構(gòu)件上,通常,設(shè)防烈度低時連梁剛度可以少折減一些,設(shè)防烈度高時可以多折減一些,抗震設(shè)防烈度為6、7度時,折減系數(shù)可取0.7;8、9度時可取0.5。(3)樓蓋梁的抗扭效應(yīng)樓板對梁有約束作用,樓面梁的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較小。(4)地下室頂板剛度地下室頂板剛度較大,當(dāng)滿足以下條件時,可作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端:
1)采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu);
2)抗側(cè)剛度不小于相鄰上部樓層的2倍;
3)厚度不小于180mm,混凝土強(qiáng)度等級不低于C30,采用雙層雙向配筋。4、計(jì)算簡圖結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖既要符合工程實(shí)際,又要棄繁就簡,滿足工程精度要求,保證結(jié)構(gòu)安全。(1)構(gòu)件偏心和剛域長度的計(jì)算①實(shí)際工程中的三種構(gòu)件偏心情況---P80②剛域長度的計(jì)算公式--P80公式4.1-4.4注:剛域:指計(jì)算中,在桿件端部其彎曲剛度按無限大考慮的區(qū)域,此區(qū)域構(gòu)件不發(fā)生彎曲和剪切變形,但仍保留軸向變形和扭轉(zhuǎn)變形。(2)密肋樓蓋和無梁樓蓋①無梁樓蓋需考慮平面外剛度②密肋梁可以等效為柱上框架梁:等效框架梁的截面寬度可取密肋梁截面寬度之和等效框架梁的截面高度可取密肋梁的截面高度(3)復(fù)雜平面和立面剪力墻選擇合適的計(jì)算模型并對模型進(jìn)行必要的處理(4)結(jié)構(gòu)嵌固部位---固定端,即對作為主體結(jié)構(gòu)嵌固部位地下室樓層的整體剛度和承載能力加以控制。施工洞是為了施工的方便,在墻上預(yù)留孔洞,這樣方便運(yùn)送材料,人員的輸送,好像在施工作業(yè)中是不可少的。一般規(guī)定,洞的尺寸,寬不大于一米,高不大于兩米,(超過的要加過梁,實(shí)際施工中,一般的洞都加的有過梁。)5、各類構(gòu)件應(yīng)考慮的變形注:結(jié)構(gòu)計(jì)算中一般可不考慮梁的軸向變形,但當(dāng)梁可能承受較大的拉力,如設(shè)置斜柱、轉(zhuǎn)換梁等時,應(yīng)考慮梁的軸向變形,對結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位樓板應(yīng)考慮開裂對其軸向剛度的影響,設(shè)置樓層水平桁架或樓面鋼梁以傳遞樓層水平力時,可偏安全的按照零剛度樓板計(jì)算梁等樓面水平構(gòu)件的軸力。6、B類高層建筑和復(fù)雜高層建筑
1)應(yīng)采用兩個或兩個以上不同三維力學(xué)模型的軟件計(jì)算;
2)宜考慮平扭耦聯(lián)計(jì)算,振型數(shù)不小于15,多塔結(jié)構(gòu)的振型數(shù)不小于塔樓數(shù)的9倍,振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%(抗震規(guī)范第3.6.13.6.23.6.6條)
3)應(yīng)采用彈性時程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算;4)宜采用彈塑性靜力或彈塑性動力分析方法補(bǔ)充計(jì)算。
在抗震中,“耦聯(lián)”就是作用在給定側(cè)移的某一質(zhì)點(diǎn)上的彈性回復(fù)力不僅取決于這一質(zhì)點(diǎn)上的側(cè)移,而且還取決于其他各質(zhì)點(diǎn)的位移,因而存在著剛度耦聯(lián),這樣會給微分方程組的求解帶來不少困難,所以,應(yīng)運(yùn)用振型分解和振型正交性原理來解耦,使方程組求解大大簡化。7、風(fēng)荷載效應(yīng)分析對稱結(jié)構(gòu)應(yīng)按兩個方向風(fēng)效應(yīng)的較大值采用,體型復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)按多個方向風(fēng)效應(yīng)的較大值采用。8、重力荷載下的施工過程模擬房屋高度大于150m時應(yīng)考慮重力荷載下的施工過程模擬計(jì)算內(nèi)力。9、多塔結(jié)構(gòu)宜按整體模型和各塔樓分開的模型分別計(jì)算,并采用較不利的結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。彎曲變形、剪切變形的概念:彎曲變形、剪切變形:這兩個是材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)中的概念,分別指構(gòu)件中的某一個截面的彎矩、剪力產(chǎn)生的變形,可以由彎矩和抗彎剛度、剪力和抗剪剛度計(jì)算得到。
4.3重力二階效應(yīng)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定框架結(jié)構(gòu),剪力墻結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu)在側(cè)向力作用下的水平位移曲線的特點(diǎn):
1、框:抗側(cè)剛度較小,其位移由兩部分組成:梁和柱的彎曲變形產(chǎn)生的位移,側(cè)移曲線呈剪切型,自下而上層間位移減小;柱的軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移,側(cè)移曲線呈彎曲型,自下而上層間位移增大.第一部分是主要的,第二部分很小可以忽略,所以框架結(jié)構(gòu)在側(cè)向力作用下的側(cè)移曲線以剪切型為主,故稱為剪切型變形.
2、剪:抗側(cè)剛度較大,剪力墻的剪切變形產(chǎn)生位移,側(cè)向位移呈彎曲型,即層間位移由下至上逐漸增大,相當(dāng)于一個懸臂梁;3、框剪:位移曲線包括剪切型和彎曲型,由于樓板的作用,框架和墻的側(cè)向位移必須協(xié)調(diào).在結(jié)構(gòu)的底部,框架的側(cè)移減小;在結(jié)構(gòu)的上部,剪力墻的側(cè)移減小,側(cè)移曲線呈彎剪型,層間位移沿建筑物的高度比較均勻,改善了框架結(jié)構(gòu)及剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能,也有利于減少小震作用下非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。二階效應(yīng)P-δ效應(yīng):由于構(gòu)件自身撓曲引起的附加重力效應(yīng)。P-?效應(yīng):重力荷載由于結(jié)構(gòu)的水平側(cè)移而引起的附加效應(yīng)。如圖所示兩端鉸支且兩端偏心距相等的”標(biāo)準(zhǔn)偏壓柱”P-δ效應(yīng)P-?效應(yīng)高層建筑重力二階效應(yīng)可采用有限元計(jì)算,也可采用對未考慮重力二階效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果乘以增大系數(shù)的方法近似考慮。只對水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力與位移乘增大系數(shù)。
344.3.1重力二階效應(yīng)與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定35(1)框架結(jié)構(gòu)框架柱二階效應(yīng)圖柱的抗側(cè)剛度為:
(11)由此可得:
(12)36由圖(c)的靜力平衡條件可以求得:(13)(14)
由式(14)可得:如果框架失穩(wěn),則應(yīng)趨于無窮大,即(15)中分母應(yīng)趨于零,由此得:(15)(16)由式(17)可見,第i層的臨界荷載等于該層柱的抗側(cè)剛度與該層層高的乘積。(17)37由式(15)可得將式(19)代入(18)得:式中,為框架結(jié)構(gòu)考慮重力二階效應(yīng)的位移放大系數(shù)。(18)(20)(5.4.3-1)(19)彎矩和剪力可以仿照位移相似的方法乘放大系數(shù)。但是在位移計(jì)算時不考慮剛度折減;而在內(nèi)力計(jì)算時要考慮剛度折減,同時還要使結(jié)構(gòu)內(nèi)力增量控制在20%以內(nèi)。則式中為框架結(jié)構(gòu)考慮重力二階效應(yīng)的內(nèi)力放大系數(shù)。(21)(22)(5.4.3-2)39為便于分析討論,將式(20)寫成如下形式:(23)40(2)當(dāng)框架結(jié)構(gòu)剛重比不小于20,即
重力二階效應(yīng)的影響已經(jīng)很小,可以忽略不計(jì)。(5.4.1-2)(5.4.4-2)(1)框架結(jié)構(gòu)的剛重必應(yīng)滿足以下規(guī)定:41結(jié)論:(3)當(dāng)框架結(jié)構(gòu)的剛重比在10~20之間時,要考慮重力二階效應(yīng),變形和內(nèi)力應(yīng)分別乘放大系數(shù)和。F1i
F2i
42(2)剪力墻、框架-剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)
豎向彎曲型懸臂桿的頂點(diǎn)歐拉臨界荷載為:重力荷載沿豎向均勻分布時的等效頂點(diǎn)臨界荷載為:(24)(25)(5.4.3-3)(5.4.3-4)仿照公式(18)可求得:(26)(27)將公式(25)和(27)代入公式(26)可得:43為便于分析討論,將式(5.4.3-3)寫成如下形式:(28)44(1)因此為了保持剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體
結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定,要求:(5.4.4-1)(2)在水平力作用下,當(dāng)滿足下列規(guī)定時,可不考慮重力二階效應(yīng)的不利影響:
(5.4.1-1)45結(jié)論:(3)當(dāng)結(jié)構(gòu)的剛重比在1.4~2.7之間時,要考慮重力二階效應(yīng)的影響,位移和內(nèi)力要分別乘放大系數(shù)F1和F2。464.3.2抗傾覆驗(yàn)算高寬比大于4的高層建筑,基礎(chǔ)底面不宜出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū)。高寬比不大于4時零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過基礎(chǔ)底面積的15%。47底部應(yīng)力的三種分布48MR/MOV3.02.31.51.31.0(B-X)/B零應(yīng)力區(qū)比例0(全截面受壓)15%50%65.4%100%49增加抗傾覆的措施:(a)增加基礎(chǔ)的埋置深度;(b)做剛性大底盤;(c)加錨桿;(d)綜合運(yùn)用上述方法。無地震作用組合且荷載與荷載效應(yīng)按線性關(guān)系考慮時,荷載組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式確定:增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限的荷載調(diào)整系數(shù)γL,設(shè)計(jì)使用年限為50年時取1.0,100年時取1.1。(5.6.1)4.4作用效應(yīng)組合1、無地震作用效應(yīng)組合注:①荷載效應(yīng)組合的概念?結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用期間,除承受恒荷載外,還可能同時承受兩種或兩種以上的活荷載,這就需要給出這些荷載同時作用時產(chǎn)生的效應(yīng),這就是荷載效應(yīng)組合的概念。②荷載標(biāo)準(zhǔn)值與荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值的區(qū)別?荷載效應(yīng)是指由荷載引起結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的反應(yīng),像內(nèi)力,變形,裂縫等。所以在計(jì)算效應(yīng)組合時,一般分為兩個方面,一個是承載力的計(jì)算,一個是位移的計(jì)算。比如永久荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值SGK是按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值GK計(jì)算的荷載效應(yīng)值,簡單來說,就是用GK計(jì)算出的構(gòu)件的內(nèi)力就是SGK。再比如風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值就是Wk,通過基本風(fēng)壓W0計(jì)算而來,而風(fēng)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值Swk,是使用風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk計(jì)算出來的構(gòu)件內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值,一般是柱的彎矩和剪力。2、地震設(shè)計(jì)狀況
Sd
=
γGSGE+γEhSEvk+γEvSEvk+ΨwγwSwk式中:Sd
—荷載和地震作用組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值;
SGE—重力荷載代表值的效應(yīng);
SEhk—水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);
SEvk—豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);
Ψw—風(fēng)荷載的組合值系數(shù),應(yīng)取0.2。注:①“水平長懸臂和大跨度結(jié)構(gòu)7度(0.15g)、8度、9度抗震設(shè)計(jì)時考慮”指的是:適用于地震作用7度(0.15g,注意:7度0.10g時可不考慮)、8度(0.20g及0.30g)、9度(0.40g)的水平懸臂和大跨度結(jié)構(gòu)。7度0.15g:按照7度抗震設(shè)計(jì)時,地震時地面的加速度為0.15g。7度0.10g:按照7度抗震設(shè)計(jì)時,地震時地面的加速度為0.10g。至于是7度0.10g還是7度0.15g,是參照相關(guān)規(guī)范根據(jù)地域不同查閱而得。②實(shí)際工程中,應(yīng)對上表中規(guī)定采用的各種組合方式進(jìn)行分別的計(jì)算,按最不利情況進(jìn)行設(shè)計(jì),而不能簡單比較哪一組組合值的大或小,也不一定組合項(xiàng)越多效應(yīng)就越大,效應(yīng)值最大時也不一定是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最不利情況。
最不利情況:這里的最不利情況不一定是效應(yīng)值的最大值,而是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最不利情況,對混凝土結(jié)構(gòu)而言指的是需要的構(gòu)件截面最大或者配筋最多等。4.5構(gòu)件承載力計(jì)算1、計(jì)算公式
軸壓比:柱子所受的軸力除以柱子的混凝土所能承受的壓力2、結(jié)構(gòu)抗震等級注:①抗震等級:抗震等級是設(shè)計(jì)部門依據(jù)國家有關(guān)規(guī)定,按“建筑物重要性分類與設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)”,根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度等,而采用不同抗震等級進(jìn)行的具體設(shè)計(jì),抗震等級劃分為特一、一、二、三、四級,以表示其非常嚴(yán)重、很嚴(yán)重、嚴(yán)重、較嚴(yán)重及一般的四個級別。②烈度:地震發(fā)生時,在波及范圍內(nèi)一定地點(diǎn)地面振動的激烈程度,又稱地震烈度,地面振動的強(qiáng)弱直接影響到人的感覺的強(qiáng)弱,器物反應(yīng)的程度,房屋的損壞或破壞程度,地面景觀的變化情況等。③震級:震級是指地震的大?。皇且缘卣饍x測定的每次地震活動釋放的能量多少來確定的。3、特一級抗震等級的構(gòu)造要求:配箍特征值=配箍率×鋼筋強(qiáng)度/混凝土強(qiáng)度,用來控制單位體積內(nèi)的箍筋量,這個值比最小配筋率控制的范圍擴(kuò)大到高強(qiáng)砼和高強(qiáng)鋼筋。注:框架柱和框支柱的區(qū)別:框架柱就是在框架結(jié)構(gòu)中承受梁和板傳來的荷載,并將荷載傳給基礎(chǔ),是主要的豎向受力構(gòu)件。需要通過計(jì)算配筋。框支梁與框支柱用于轉(zhuǎn)換層,如下部為框架結(jié)構(gòu),上部為剪力墻結(jié)構(gòu),支撐上部結(jié)構(gòu)的梁柱為框支柱和框支梁??蛑еc框架柱的區(qū)別也就是所用部位不同,然后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時所考慮的也就不盡相同了。簡單一點(diǎn)就是:框支柱是框架梁上的柱,用于轉(zhuǎn)換層上層??蛑еc框架柱的區(qū)別在于框架柱與基礎(chǔ)相連,框支柱與框架梁相連連梁是指在剪力墻結(jié)構(gòu)和框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中,兩端與剪力墻相連且跨高比小于5的梁。梁暗撐一般用于剪力墻的連梁中。當(dāng)連梁的跨高比不大于2時(只要是剪力墻筒體結(jié)構(gòu)中),一般要在連梁中設(shè)置暗撐或交叉鋼筋,這種暗撐是斜向交叉的。4.6水平位移驗(yàn)算和舒適度的要求?u/h≤[?/h]結(jié)構(gòu)體系?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除框架結(jié)構(gòu)外的轉(zhuǎn)換層1/1000樓層層間最大位移與層高之比的限值式中,?u/h為側(cè)移控制指標(biāo)。[?/h]為?u/h的限值,見下表。4.6.1水平位移驗(yàn)算房屋高度不小于150m的高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足風(fēng)振舒適度要求。在10年一遇的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下,結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的順風(fēng)向和橫風(fēng)向振動最大加速度計(jì)算值不應(yīng)超過下表的限值。計(jì)算時,混凝土結(jié)構(gòu)的阻尼比取0.02,混合結(jié)構(gòu)的阻尼比取0.01~0.02。使用功能alim(m/s2)住宅、公寓0.15辦公、旅店0.25結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)風(fēng)振加速度限值alim4.6.2風(fēng)振舒適度1、結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)舒適度要求2、樓蓋豎向振動舒適度要求●鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)豎向頻率不宜小于
3Hz,豎向振動加速度不應(yīng)超過下表:人員活動環(huán)境峰值加速度限值(m/s2)豎向自振頻率不大于2Hz豎向自振頻率不小于4Hz住宅、辦公0.070.05商場及室內(nèi)連廊0.220.15樓蓋豎向振動加速度限值●樓蓋結(jié)構(gòu)自振頻率為2Hz
—
4Hz時,峰值系數(shù)限值可按線性插值法選取。
4.8結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)
(1)什么是結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)?
結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)是指以結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)為基準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。91“小震不裂、中震可修、大震不倒”是一個宏觀要求。結(jié)構(gòu)的重要性不同,對抗震性能的要求也不同。抗震性能設(shè)計(jì)是抗震設(shè)計(jì)的深化。為此,新規(guī)范設(shè)定了四個抗震性能目標(biāo)和五個抗震性能水準(zhǔn)。(2)什么是結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)?
分為A,B,C,D四個等級。這四個等級與抗震規(guī)范中提出的抗震性能1、2、3、4是一致的。A級要求最高,B級要求次之,C級要求再次之,D級要求最低。結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)應(yīng)綜合考慮抗震設(shè)防類別、設(shè)防烈度、場地條件、結(jié)構(gòu)的特殊性、建造費(fèi)用、震后損失和修復(fù)難易程度等各項(xiàng)因素選定。9293級別
結(jié)構(gòu)特征
A級特別不規(guī)則的、房屋高度超過B級高度較很多的高層建筑或處于不利地段場地的特別不規(guī)則結(jié)構(gòu),可選用A級。
B級房屋高度超過B級高度較多或不規(guī)則性超過規(guī)程適用范圍很多的結(jié)構(gòu),可選用B級。
C級房屋高度超過B級高度或不規(guī)則性超過適用范圍較多的結(jié)構(gòu),可選用C級。
D級房屋高度超過A級高度或不規(guī)則性超過適用范圍較少的結(jié)構(gòu),可選用C級或D級。(3)如何選擇抗震性能目標(biāo)?(4)什么是結(jié)構(gòu)的抗震性能水準(zhǔn)?結(jié)構(gòu)的抗震性能水準(zhǔn)是指對結(jié)構(gòu)震后損壞狀況及繼續(xù)使用可能性等抗震性能的界定。結(jié)構(gòu)抗震性能分為1、2、3、4、5五個水準(zhǔn)。9495結(jié)構(gòu)抗震性能水準(zhǔn)宏觀損壞程度損害部位繼續(xù)使用的可能性關(guān)鍵構(gòu)件普通豎向構(gòu)件耗能構(gòu)件1完好,無損壞無損壞無損壞無損壞不需修理即可繼續(xù)使用2基本完好、輕微損壞無損壞無損壞輕微損壞稍加修理后可繼續(xù)使用3輕度損壞輕微損壞輕微損壞輕度損壞、部分中度損壞一般修理后可繼續(xù)使用4中度損壞輕度損壞部分構(gòu)件中度損壞中度損壞、部分比較嚴(yán)重?fù)p壞修復(fù)或加固后可繼續(xù)使用5比較嚴(yán)重?fù)p壞中度損壞部分構(gòu)件比較嚴(yán)重?fù)p壞比較嚴(yán)重?fù)p壞需排險(xiǎn)大修(5)各性能水準(zhǔn)結(jié)構(gòu)預(yù)期的震后性能狀況如何?96性能目標(biāo)ABCD多遇地震1111設(shè)防烈度地震1234預(yù)估的罕遇地震2345(6)各性能目標(biāo)與各性能水準(zhǔn)如何對應(yīng)?每個性能目標(biāo)均與一組抗震性能水準(zhǔn)相對應(yīng),見下表。結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)表3.11.1(7)什么結(jié)構(gòu)要進(jìn)行抗震性能設(shè)計(jì)?特別不規(guī)則的結(jié)構(gòu),高度超過A級和B級的結(jié)構(gòu)以及處于不利地段上的不規(guī)則結(jié)構(gòu)等,宜采用結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析和論證。974.9抗連續(xù)性倒塌設(shè)計(jì)基本要求什么是結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌?
指結(jié)構(gòu)遭遇突發(fā)事件后因局部破壞導(dǎo)致結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌或大范圍破壞的現(xiàn)象。造成結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的原因可以是爆炸、撞擊、設(shè)計(jì)施工失誤、地基基礎(chǔ)失效等偶然因素。98典型事例:●1968年5月16日,英國倫敦某22層、64m高的公寓在18層角部因燃?xì)獗ㄒl(fā)的連續(xù)性倒塌。●1995年4月19日,美國俄克拉荷馬市聯(lián)邦大廈因汽車炸彈在距大廈前4.75處爆炸引發(fā)的連續(xù)性倒塌?!?001年9月11日,美國紐約世貿(mào)中心大廈雙子塔因兩架飛機(jī)恐怖襲擊引發(fā)的連續(xù)性倒塌。99(2)什么情況下要進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)?◆安全等級為一級的高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足抗連續(xù)倒塌概念設(shè)計(jì)的要求;◆有特殊要求時,可采用拆除構(gòu)件方法
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