設(shè)計要求及荷載效應(yīng)組合

第4章設(shè)計要求及荷載效應(yīng)組合主要內(nèi)容（目錄）4.1承載力計算4.2側(cè)移限制4.3舒適度要求4.4穩(wěn)定和抗傾覆4.5抗震結(jié)構(gòu)延性要求和抗震等級4.6荷載效應(yīng)組合及最不利內(nèi)力4.1承載力驗算

按承載力極限狀態(tài)驗算結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面：足夠大的承載能力無地震作用效應(yīng)組合時

r0S≦R

r0：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)安全等級為二級或設(shè)計使用年限50年，不小于1.0安全等級為一級或設(shè)計使用年限100年及以上，不小于1.1

S：無地震作用效應(yīng)組合時，構(gòu)件截面內(nèi)力（效應(yīng)）組合的設(shè)計值（與荷載標(biāo)準(zhǔn)值和荷載效應(yīng)分項系數(shù)的大小有關(guān)）

R：無地震作用組合時，構(gòu)件截面承載力設(shè)計值（與材料分項系數(shù)的大小有關(guān)）

r0S≦R有地震作用效應(yīng)組合時

SE

：有地震作用效應(yīng)組合時，構(gòu)件截面內(nèi)力（效應(yīng)）組合的設(shè)計值RE

：有地震作用組合時，構(gòu)件截面承載力設(shè)計值：承載力抗震調(diào)整系數(shù)

材料結(jié)構(gòu)構(gòu)件

鋼筋混凝土梁

0.75軸壓比小于0.15的柱

0.75軸壓比大于0.15的柱0.80剪力墻

0.85各類受剪、偏拉構(gòu)件

0.85鋼（強度破壞）；柱，支撐屈曲，為0.80梁、柱

0.75（0.75）支撐

0.80（0.75）節(jié)點板件、連接螺栓

0.85（0.75）連接焊縫

0.90（0.75）二階段設(shè)計方法控制：多遇地震（及風(fēng)荷載下），要求主體結(jié)構(gòu)不受破壞，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件沒有過重破壞并導(dǎo)致人員傷亡，保證建筑的正常使用功能；罕遇地震作用下，主體結(jié)構(gòu)遭受破壞或嚴(yán)重破壞但不倒塌。4.2側(cè)移限制（彈性層間位移角限值）4.2側(cè)移限制（彈性層間位移角限值）目的：防止風(fēng)、小震作用下非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞：防止主體結(jié)構(gòu)開裂、損壞；防止填充墻及裝修開裂、破壞；過大的側(cè)向變形會使人有不舒適感，影響正常使用；過大的側(cè)移會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力（P-△效應(yīng)）。

如何達(dá)到目的：結(jié)構(gòu)有足夠大的剛度

參數(shù)：最大層間位移角多遇地震（及風(fēng)荷載下），Δu：荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值組合所得結(jié)構(gòu)最大層間位移；h：層高；Δu/h

:最大層間位移角；[u/h]：彈性層間位移角限值。

Δu/h≤

[Δu/h]

[u/h]：彈性層間位移角限值（使用階段）

材料結(jié)構(gòu)高度結(jié)構(gòu)類型限值鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不大于150m框架1/550框架-抗震墻板柱-抗震墻框架-核心筒1/800抗震墻筒中筒1/1000框支層1/1000不小于250m各種類型結(jié)構(gòu)1/500鋼結(jié)構(gòu)各種類型結(jié)構(gòu)1/250罕遇地震（防止倒塌）薄弱層（部位）彈塑性層間位移角限值4.3舒適度要求

高度超過150m：10年一遇的風(fēng)荷載，頂點最大加速度限值住宅、公寓：0.15m/s2辦公、旅館：0.25m/s24.4穩(wěn)定和抗傾覆要求P-Δ效應(yīng)：側(cè)移，重力荷載產(chǎn)生附加彎矩，增大側(cè)移和內(nèi)力4.4.1高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定驗算實際上大部分鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不需要計算P-△效應(yīng)。4.4.1高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定驗算如果需要計算，可按下述方法進(jìn)行計算：采用彈性方法進(jìn)行計算；也可采用對未考慮重力二階效應(yīng)的計算結(jié)果乘以增大系數(shù)的方法近似考慮4.4.1高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定驗算結(jié)構(gòu)位移增大系數(shù)：框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)4.4.1高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定驗算高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定應(yīng)符合下列規(guī)定：剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下式要求：框架結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下式要求4.4.2高層鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定驗算鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性問題是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容，將在結(jié)構(gòu)設(shè)計中詳細(xì)介紹。此處的穩(wěn)定主要是結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定，即重力作用下的二階效應(yīng)——P－△效應(yīng)。4.4.2高層鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定驗算《高鋼規(guī)》下列條件下可不進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗收：1）各層柱子平均長細(xì)比和平均軸壓比滿足一定要求；2）按不考慮P－△效應(yīng)的彈性計算所得的層間相對位移小于某個值：對于鋼支撐、剪力墻或筒體的鋼結(jié)構(gòu)，且△u/h≤1/1000，可不計算P－△效應(yīng)，只按有效長度法計算柱的承載力；對于無支撐的鋼結(jié)構(gòu)（純鋼框架）和△u/h>1/1000的有支撐鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)按考慮P－△效應(yīng)的方法計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力及側(cè)移，側(cè)移應(yīng)不大于1/300。實際上大部分鋼結(jié)構(gòu)需要計算P－△效應(yīng)。4.三4.三3三高層三建筑三抗傾三覆問三題高層三建筑三側(cè)移三過大三，其三重力三作用三合力三點移三至基三底平三面范三圍以三外，三則建三筑可三能發(fā)三生傾三覆現(xiàn)三象。正常三設(shè)計三的高三層建三筑不三會出三現(xiàn)傾三覆問三題。4.三4.三3三高層三建筑三抗傾三覆問三題控制三高寬三比；高寬三比大三于4的建三筑，三在地三震作三用下三基礎(chǔ)三底面三不允三許出三現(xiàn)零三應(yīng)力三區(qū)；高寬三比不三大于4的建三筑，三基底三零應(yīng)三力區(qū)三面積三不應(yīng)三超過三基礎(chǔ)三底面三積的15％。設(shè)防三烈度三6度三及6三度以三上的三抗震三結(jié)構(gòu)4.三5三延性三要求三與抗三震等三級構(gòu)件三和結(jié)三構(gòu)屈三服后,具有三承載三能力三不降三低或三基本三不降三低、三且有三足夠三塑性三變形三能力三的一三種性三能。當(dāng)設(shè)三計成延性結(jié)構(gòu)三時，三由于三塑性三變形三可以三耗散三地震三能量三，結(jié)三構(gòu)變?nèi)坞m三然會三加大三，但三結(jié)構(gòu)三承受三的地三震作三用（三慣性三力）三不會三很快三上升三，內(nèi)三力也三不會三再加三大，三因此三具有延性的結(jié)三構(gòu)可三降低三對結(jié)三構(gòu)的三承載三力要三求，三也可三以說三，延性結(jié)構(gòu)三是用三它的三變形三能力三（而三不是三承載三力）三抵抗三罕遇三地震三作用三；反三之，三如果三結(jié)構(gòu)三的延性不好三，則三必須三有足三夠大三的承三載力三抵抗三地震三。然三而后三者會三多用三材料三，對三于地三震發(fā)三生概三率極三少的三抗震三結(jié)構(gòu)三，延性結(jié)構(gòu)三是一三種經(jīng)三濟(jì)的三設(shè)計三對策三。OA三:彈性三設(shè)計三，承三載力三抗震OB三C和三OD三E:(承載三力＋三延性三)抗三震兩種三抗震三設(shè)計三方法（構(gòu)三件屈三服，三局部三破壞三）具有三足夠三大延三性和三耗能三能力延性材料三、截三面、三構(gòu)件三或結(jié)三構(gòu)保三持一三定的三強度三或承三載力三時的三非彈三性（三塑性三）變?nèi)文苋τ醚有匀禂?shù)度量三：Δy和Δu分別三為屈服三值和三極限三值定義三：沒三有規(guī)三定材料三應(yīng)變?nèi)有圆煌龔姸热燃壢炷敛煌涔咳卣魅堤祭w三維約三束混三凝土鋼筋三或鋼三材截面三曲率三延性截面三彎短三—曲三率關(guān)三系屈服三時截三面應(yīng)三變分三布極限三狀態(tài)三時截三面應(yīng)三變分三布構(gòu)件三位移三延性懸臂三構(gòu)件三的彎三矩、三曲率三和位三移的三關(guān)系懸臂三構(gòu)件三位移三延性三系數(shù)三與截三面曲三率延三性系三數(shù)的三關(guān)系三式結(jié)構(gòu)三位移三延性頂點三位移三延性三系數(shù)三或?qū)尤g位三移延三性系三數(shù)影響三RC三構(gòu)件三截面三曲率三延性三的主三要因三素截面三曲率三延性三系數(shù)截面三的名義三屈服三曲率—截三面有三效高三度—鋼三筋屈三服應(yīng)三變（三小，三有利三）—混三凝土三受壓三區(qū)高三度（三小，三有利三）縱筋三屈服三時名義三屈服三時截面三的極限三曲率—受三壓區(qū)三邊緣三混凝三土極三限壓三應(yīng)變（大三，有三利）—混三凝土三受壓三區(qū)高三度（三小，三有利三）（1三）混三凝土三強度三等級強度三等級三高,三下降三快提高三混凝三土強三度等三級可三以在三不加三大截三面尺三寸的三情況三下提三高軸三壓比三，并三且隨三著混三凝土三強度三等級三提高三，混三凝土三的極三限壓三應(yīng)變?nèi)冃∪內(nèi)文苋ψ內(nèi)?，三對?gòu)三件的三延性三將產(chǎn)三生不三利的三影響三。（2三）箍三筋不同三配箍三特征三值應(yīng)三力－三應(yīng)變?nèi)P(guān)系影響三混凝三土極限三壓應(yīng)三變它包三括含三箍率三、箍三筋形三式、三箍筋三間距三等。三其中三，含三箍率三越高三，塑三性鉸三區(qū)截三面核三心混三凝土三的受三約束三程度三越高三。（3三）軸三壓比三（N三/f三cA三）影響三混凝三土相三對受三壓區(qū)三高度軸壓三比大三，相三對受壓三區(qū)高三度大三，延三性小極限三曲率低軸三壓比/三極限三曲率高軸三壓比＝>1三.0相對三受壓三區(qū)高三度與曲三率延三性比三關(guān)系在高三軸壓三比情三況下三，在三水平三荷載三施加三之前三，柱三子己三經(jīng)產(chǎn)三生了三較大三的預(yù)三壓應(yīng)三變，三預(yù)壓三應(yīng)變?nèi)档腿孛嫒乃苋赞D(zhuǎn)三動能三力，三使構(gòu)三件的三延性三變差三，所三以軸三壓比三限值三不能三定的三過高軸壓三比大三，相三對受壓三區(qū)高三度大三，延三性小（4三）縱三向鋼三筋梁：受拉三鋼筋配筋三率過三高－三延性三小增加受壓三鋼筋－延三性大柱：三縱筋三的屈三服強三度高三—屈三服曲三率大受壓三縱筋三—增三大截三面的三曲率三延性提高三配筋三率—三提高三截面三的軸三壓承載力三，降三低軸三壓比（5三）截三面幾三何形三狀箍筋三對混三凝土三的約三束作三用：圓形三截面三最強三，方三形截三面次三之，三矩形三截面三再次三之，三異形三截面三最差對于三一個三結(jié)構(gòu)三：截面三曲率三延性三系數(shù)>構(gòu)件三轉(zhuǎn)角三（位三移）三延性三系數(shù)>三結(jié)構(gòu)三位移三延性三系數(shù)彈塑三性層三間位三移角三限值目的三：防止三罕遇三地震三時結(jié)三構(gòu)倒三塌通過抗震三構(gòu)造三措施，使三結(jié)構(gòu)三構(gòu)件三具有三足夠三大的三延性三，滿三足彈三塑性三層間三位移三角限三值的三要求彈塑三性層間三位移角限三值材料結(jié)構(gòu)類型

限值

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架

1/50框架-剪力墻框架-核心筒

1/100剪力墻筒中筒

1/120框支層

1/120鋼結(jié)構(gòu)各種類型結(jié)構(gòu)1/50耗能三能力滯回三曲線三的形三狀、三面積耗能三能力三大、三小，三難以三量化4.三5.三2三概念三設(shè)計三及抗三震等三級（1三）選三擇延三性材三料和三結(jié)構(gòu)三；（2三）概三念設(shè)三計；（3三）設(shè)三計延三性結(jié)三構(gòu)；（4三）抗三震措三施及三抗震三等級三。選擇三延性三材料三和結(jié)三構(gòu)鋼是三一種三延性三很好三的材三料，三鋼結(jié)三構(gòu)是三一種三延性三很好三的結(jié)三構(gòu)；磚石三砌體三的延三性很三差，三高層三建筑三不采三用；鋼筋三混凝三土，三介于三上述三兩者三之間三，設(shè)三計合三理，三可有三較好三的延三性。概念三設(shè)計選擇三有利三于抗三震的三結(jié)構(gòu)三方案三和布三置；采取三減少三扭轉(zhuǎn)三和加三強抗三扭剛?cè)鹊娜胧┤辉O(shè)計三延性三結(jié)構(gòu)三和延三性結(jié)三構(gòu)構(gòu)三件；分析三薄弱三部位三，避三免過三早破三壞；防止三局部三破壞三引起三連續(xù)三倒塌三；避免三設(shè)計三為靜三定結(jié)三構(gòu)；采取三多道三防線三措施三；等三等。設(shè)計三延性三結(jié)構(gòu)延性三構(gòu)件三；延性三結(jié)構(gòu)三。不同三高度三、不三同烈三度、三不同三體系三等的三鋼筋三混凝三土房三屋建三筑結(jié)三構(gòu)，延性與耗三能要三求不三同，三通過三抗震三等級三，區(qū)分對結(jié)三構(gòu)的三延性與耗三能的不三同要三求不同三抗震三等級三，采三取不三同抗震三措施抗震三等級計算三措施—地震三作用三計算三和抗三力計算以三外的三計算三，主三要是調(diào)整三或放三大組合三的內(nèi)三力計三算值，用三調(diào)整三或放三大后的三內(nèi)力三作為三設(shè)計三值抗震三構(gòu)造三措施—保三證結(jié)三構(gòu)構(gòu)三件具三有足夠三的延性與耗三能的三構(gòu)造三措施抗震三措施A級三高度：一三、二三、三三、四三級（一三級要三求最三高）B級三高度：特三一、三一、三二級（特三一級三要求三最高）抗震三等級三劃分烈度結(jié)構(gòu)三類型兩種三結(jié)構(gòu)三單元三時，三重要程三度不三同房屋三高度確定三抗震三等級三的參三數(shù)注：1三建筑三場地三為I三類時三，除三6度三外應(yīng)三允許三按表三內(nèi)降三低一三度所三對應(yīng)三的抗三震等三級采三取構(gòu)三造措三施，三但相三應(yīng)的三計算三要求三不應(yīng)三降低三；2三接近三或等三于高三度分三界時三，應(yīng)三允許三結(jié)合三房屋三不規(guī)三則程三度及三場地三、地三基條三件確三定抗三震等三級；3三大跨三度框三架指三跨度三不小三于1三8m三的框三架；4三高度三不超三過6三0m三的框三架-三核心三筒結(jié)三構(gòu)按三框架三-抗三震墻三的要三求設(shè)三計時三，應(yīng)三按表三中框三架-三抗震三墻結(jié)三構(gòu)的三規(guī)定三確定三其抗三震等三級。表中三的烈度：確定三抗震三等級三的烈三度與下三列因三素有三關(guān):建筑三類別設(shè)防三烈度場地建筑三類別三場三地三設(shè)防三烈度6三7三8三9甲類三、乙三類三Ⅰ6三7三8三9Ⅱ三Ⅲ三Ⅳ三7三8三9三9*丙類三Ⅰ三6三6三7三8Ⅱ三Ⅲ三Ⅳ6三7三8三9丁類三Ⅰ三6三6三7三8Ⅱ三Ⅲ三Ⅳ三6三7-8-9-確定三抗震三等級三的烈三度鋼筋三混凝三土框三架—三剪力三墻房三屋結(jié)三構(gòu)，三高6三0m三,三丙類三建筑三，8三度設(shè)三防。三確定三：Ⅰ類三場地三時，三框架三、剪三力墻三的抗三震等三級；Ⅲ類三場地三時，三框架三、剪三力墻三的抗三震等三級。思考三題4.三6三效應(yīng)三組合三及最三不利三內(nèi)力S—三荷載三效應(yīng)三組合三的設(shè)三計值三；—分三別為三永久三荷載三、活荷三載和三風(fēng)荷三載效三應(yīng)標(biāo)三準(zhǔn)值三；4.三6.三1三無地三震作三用效三應(yīng)組三合承載三力計三算時三：—可三變荷三載效三應(yīng)控三制時三取1三.2三，永三久荷三載效三應(yīng)控三制時三取1三.3三5，三對結(jié)三構(gòu)有三利時三取1三.0—一三般取三1.三4，三小于三3k三N/三m2三時取三1.三3—一三般取三1.三4—分三別為三永久三荷載三、活荷三載和三風(fēng)荷三載分項三系數(shù)—活荷載三組合值系數(shù)永久三荷載三效應(yīng)三控制三時分三別取三0.三7可變?nèi)奢d三效應(yīng)三控制三時分三別取三1.三0、—風(fēng)荷三載的三組合值系數(shù)三，取1三.0注意三多層三時取三0.三6?；救奢d三工況有兩三種①永久三（恒）荷載三+活三荷載1.三2×永久荷載三效應(yīng)三+1三.4三×活三荷載三效應(yīng)1.三35三×永久荷載三效應(yīng)三+1三.4三×0三.7三×活三荷載三效應(yīng)承載三力計三算時②永久荷載三+活三荷載三+風(fēng)三荷載1.三2×永久荷載三效應(yīng)三+1三.4三×活三荷載三效應(yīng)三+1三.4三×1三.0三×風(fēng)三荷載三效應(yīng)（高層建筑三）荷載三工況②公式三中各三分項三系數(shù)三取1三.0位移三計算三時4.三6.三2三有地三震作三用效三應(yīng)組三合時S三—荷三載效三應(yīng)和三地震三作用三效應(yīng)三組合的設(shè)計三值；EE—分別三為重三力荷三載代三表值三、水三平地三震作三用標(biāo)三準(zhǔn)值三、豎三向地三震作三用標(biāo)三準(zhǔn)值三、風(fēng)三荷載標(biāo)準(zhǔn)三值的三效應(yīng)；—分三別為三上述三各種三荷載三和地三震作三用分三項系三數(shù)；—風(fēng)三荷載三的組三合值三系數(shù)三，取0.三2。60三m以三上的高三層建三筑：風(fēng)荷三載效三應(yīng)和三地震三作用三效應(yīng)三組合9度三時：豎向三地震三作用三的效三應(yīng)組三合①所有高層三建筑1.三2×三重力三荷載三效應(yīng)三+1三.3三×水三平地三震作三用效三應(yīng)②6三0m三以上三高層三建筑（9三度以三外）1.三2三×重三力荷三載效三應(yīng)+三1.三3×三水平三地震三作用三效應(yīng)三+1三.4三×0三.2三×風(fēng)三荷載三效應(yīng)高層三建筑三效應(yīng)三組合三的基三本工三況③、④三9度三高層三建筑1.三2×三重力三荷載三效應(yīng)三+1三.3三×水三平地三震作三用效三應(yīng)+三0.三5×豎向三地震作用三效應(yīng)1.三2×三重力三荷載三效應(yīng)三+1三.3三×豎向三地震作用三效應(yīng)⑤9度三且6三0m三以上三高層三建筑1.三2×三重力三荷載三效應(yīng)三+1三.3三×水三平地三震作三用效三應(yīng)+三0.三5三×豎三向地三震作三用效三應(yīng)+三1.三4×三0.三2×三風(fēng)荷三載效三應(yīng)豎向三活荷三載的三布置可不三考慮三活荷三載的三不利三布置三,用滿三布活三荷載三計算三內(nèi)力正、三反方三向作三用，三按兩三個方三向的三較大三值采三用體型三復(fù)雜三的高三層建三筑，三考慮三風(fēng)向三角的三影響風(fēng)的三作用三方向風(fēng)的三方向一般三情況三下，三兩個主軸三方向三分別三計算有斜三交抗三側(cè)力三構(gòu)件三的結(jié)三構(gòu)，三相交三角度三大于三15三度時三，分三別計三算各三抗側(cè)三力構(gòu)三件方三向的三地震三作用明顯三不對三稱、三不均三勻的三結(jié)構(gòu)三，計三算雙三向水三平地三震下三的扭三轉(zhuǎn)影三響其它三情況三：計三算單向水三平地三震下三的扭三轉(zhuǎn)影三響地震三的方三向（強制）控制三截面三:驗算三承載三力的三截面三，通三常是三內(nèi)力三最大三的截三面框架三梁:兩端截三面，三跨中三截面連梁三:兩端截三面框架三柱、三墻肢三:兩端三截面4.三6.三3三控制三截面三及最三不利三內(nèi)力梁端三截面三：最大三正彎三矩，最大三負(fù)彎三矩，三最大三剪力梁跨三中截三面：最大三正彎三矩柱、三墻：大偏三壓時彎矩三大不三利小偏三壓時軸力三大不三利最不三利內(nèi)三力①三及三相應(yīng)三的N②三及三相應(yīng)三的M③三及三相應(yīng)三的M④三較三大及三N較三大或三較三大及三N較三小柱、三墻最不三利內(nèi)三力端部三截面三，不三是軸三線截三面構(gòu)件三驗算三截面調(diào)幅三：減小三梁端負(fù)彎三矩，增大三跨中正彎矩彎矩三：豎向三荷載作用下的彎矩4.三6.三4三RC三框架三梁彎三矩塑三性調(diào)三幅次序