抗震設(shè)防烈度等因素-課件

第六章高層建筑結(jié)構(gòu)荷載作用與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則廣東工業(yè)大學(xué)建設(shè)學(xué)院韋愛鳳13.1基本假定彈性變形假定只對(duì)某些構(gòu)件（框架梁及連梁）考慮局部塑性變形（內(nèi)力調(diào)幅）剛性樓板假設(shè)各層水平位移相等平面抗側(cè)力假設(shè)任何一片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)只能承受其平面內(nèi)的側(cè)向力，其平面外的剛度為零23.2荷載效應(yīng)及地震作用效應(yīng)組合1.無地震作用效應(yīng)組合時(shí)，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式確定：（3.1)樓面活荷載組合值系數(shù)和風(fēng)荷載組合值系數(shù)ψQψw當(dāng)可變荷載效應(yīng)起控制作用時(shí)1.00.7（0.9)0.61.0當(dāng)永久荷載效應(yīng)起控制作用時(shí)0.7（0.9)

0.03荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)按下列規(guī)定采用：

γＧγＱγｗ其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)承載力計(jì)算時(shí)當(dāng)可變荷載效應(yīng)起控制作用時(shí)1.2

1.01.41.4當(dāng)永久荷載效應(yīng)起控制作用時(shí)1.35位移計(jì)算時(shí)1.01.01.042.有地震作用效應(yīng)組合時(shí)，荷載效應(yīng)和地震作用效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式確定：

（3.2)

5(1)承載力計(jì)算時(shí):（２）位移計(jì)算時(shí)，各分項(xiàng)系數(shù)均應(yīng)取1.0

63.3構(gòu)件承載力計(jì)算、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定驗(yàn)算和抗傾覆驗(yàn)算3.3.1構(gòu)件承載力計(jì)算無地震作用組合：（3.3)有地震作用組合：（3.4)γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，γRE——構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)。

7γRE——構(gòu)件承載力抗震調(diào)整系數(shù)當(dāng)僅考慮豎向地震作用組合時(shí)，各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力抗震調(diào)整系數(shù)均應(yīng)取為1.0

構(gòu)件類別梁軸壓比小于0.15的柱軸壓比不小于0.15柱剪力墻各類構(gòu)件節(jié)點(diǎn)受力狀態(tài)受彎偏壓偏壓偏壓局部承壓受剪、偏拉受剪γRE

0.750.750.800.851.00.850.8583.3.2結(jié)構(gòu)穩(wěn)定驗(yàn)算（剛重比）1剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下式要求：

（3.5)2框架結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下式要求：（3.6)9結(jié)構(gòu)抗傾覆驗(yàn)算（3.7)ＭＳ—穩(wěn)定力矩，計(jì)算時(shí)，恒載取90%，樓面活荷載取50％；Ｍ０－傾覆力矩，按風(fēng)荷載或水平地震作用計(jì)算其設(shè)計(jì)值103.4高層建筑結(jié)構(gòu)水平位移限值1.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△u/h不宜大于表3.5的限值

表3.5樓層層間最大位移與層高之比的限值

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1/100011

2.高度等于或大于250m的高層建筑，其樓層層間最大位移與層高之比△u/h不宜大于1／500;3.高度在150～250m之間的高層建筑，其樓層層間最大位移與層高之比△u/h的限值按本條第1款和第2款的限值線性插入取用。

123.5罕遇地震作用下薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算1下列結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算：1)8度Ⅲ、Ⅳ類場(chǎng)地和9度時(shí)，高大的單層鋼筋混凝土柱廠房的橫向排架；2)7～9度時(shí)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)小于0.5的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)；3)高度大于150m的鋼結(jié)構(gòu)；4)甲類建筑和9度時(shí)乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)；5)采用隔震和消能減震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)。

13樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)142下列結(jié)構(gòu)宜進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算：1)采用時(shí)程分析的房屋和豎向不規(guī)則類型的高層建筑結(jié)構(gòu)；2)7度Ⅲ、Ⅳ類場(chǎng)地和8度時(shí)乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)；3)板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)和底部框架磚房；4)高度不大于150m的其它高層鋼結(jié)構(gòu)。15結(jié)構(gòu)薄弱層(部位)的位置：

1)

樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)沿高度分布均勻的結(jié)構(gòu)，可取底層；

2)

樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)沿高度分布不均勻的結(jié)構(gòu)，可取該系數(shù)最小的樓層(部位)和相對(duì)較小的樓層，一般不超過2～3處；16

結(jié)構(gòu)薄弱層(部位)彈塑性層間位移應(yīng)符合：

結(jié)構(gòu)類型[θp]單層鋼筋混凝土柱排架1/30鋼筋混凝土框架1/50底部框架磚房中的框架-抗震墻1/100鋼筋混凝土框架-抗震墻、板柱-抗震墻、框架-核心筒1/100鋼筋混凝土抗震墻、筒中筒1/120多、高層鋼結(jié)構(gòu)1/5017罕遇地震作用下薄弱層(部位)彈塑性變形計(jì)算1不超過12層且層側(cè)向剛度無突變的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)可采用簡(jiǎn)化計(jì)算法；2除1款以外的建筑結(jié)構(gòu)，可采用靜力彈塑性分析方法或彈塑性時(shí)程分析法等。3規(guī)則結(jié)構(gòu)可采用彎剪層模型或平面桿系模型，不規(guī)則結(jié)構(gòu)應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)模型。

18彈塑性變形計(jì)算的簡(jiǎn)化計(jì)算法：

或表3.8彈塑性層間位移增大系數(shù)ηＰξｙ0.50.40.3ηＰ1.82.02.219采用彈塑性時(shí)程分析法應(yīng)符合：應(yīng)按建筑場(chǎng)地類別、所處地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃的特征周期選用不少于兩條實(shí)際地震波和一組人工模擬的地震波的加速度時(shí)程曲線；地震波延續(xù)時(shí)間不少于12ｓ，時(shí)間間距取0.01或0.02s；輸入地震波的最大加速度，按表3.9采用；表3.9彈塑性時(shí)程分析時(shí)輸入地震波加速度的峰值抗震設(shè)防烈度7度8度9度加速度峰值（ｃｍ／ｓ２）220(310)400(510)620203.7設(shè)計(jì)要點(diǎn)及程序框圖3.7.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選取總原則：受力體系明確，傳力簡(jiǎn)捷，力求平面和立面規(guī)則，并協(xié)調(diào)建筑、水、電、暖等相關(guān)專業(yè)的要求具體有：結(jié)構(gòu)形式的選用；材料的選用；結(jié)構(gòu)單元體的劃分；“三縫”的設(shè)置和處理；抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的不同布置方式和位置；主樓和群樓的關(guān)系；轉(zhuǎn)換層的布置及采用的形式213.7.2結(jié)構(gòu)計(jì)算1.計(jì)算模型的采用真實(shí)、簡(jiǎn)化可選擇平面結(jié)構(gòu)空間協(xié)同、空間桿系、空間桿-薄壁桿系、空間桿-墻板元及其他組合有限元等計(jì)算模型；進(jìn)行高層建筑內(nèi)力與位移計(jì)算時(shí)，可假定樓板在其自身平面內(nèi)為無限剛性，相應(yīng)地設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取必要措施保證樓板平面內(nèi)的整體剛度；體型復(fù)雜、結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用至少兩個(gè)不同力學(xué)模型的結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行整體計(jì)算；計(jì)算模型還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證；222.荷載的取值一般按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范取用；按樓面、屋面的實(shí)際做法計(jì)算取用；高層建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算中，當(dāng)樓面活荷載大于4kN/m2時(shí)，應(yīng)考慮樓面活荷載不利布置引起的梁彎矩的增大。

233.計(jì)算軟件的選取注意軟件的適用范圍及通用性，輸入數(shù)據(jù)間的相互協(xié)調(diào)；大多數(shù)程序忽略梁的軸向變形，某些梁實(shí)際受到的軸向拉力很大，不能忽略，如框支剪力墻的托梁；進(jìn)行結(jié)構(gòu)時(shí)程分析時(shí)，地震波的選用非常關(guān)鍵，盡量取與場(chǎng)地性能一致的地震波；對(duì)結(jié)構(gòu)分析軟件的計(jì)算結(jié)果，應(yīng)進(jìn)行分析判斷，確認(rèn)其合理、有效后方可作為工程設(shè)計(jì)的依據(jù)；244.特殊構(gòu)件的計(jì)算特殊構(gòu)件：中庭中的柱、框支剪力墻的托梁、大跨度梁的撓度和裂縫的寬度、不規(guī)則開洞的剪力墻等；單獨(dú)取出，模擬邊界受力后用適當(dāng)?shù)某绦蛴?jì)算；255.協(xié)同工作性能框架—剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)按協(xié)同工作進(jìn)行內(nèi)力、位移計(jì)算；抗震設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)中，當(dāng)僅布置少量鋼筋混凝土剪力墻時(shí)，結(jié)構(gòu)分析計(jì)算應(yīng)考慮該剪力墻與框架的協(xié)同工作；*263.7.3抗震措施1.抗震等級(jí)的劃分高層建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)地震作用抗震措施甲類高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求，其值應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果確定6～8度時(shí)，提高一度考慮9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。當(dāng)建筑場(chǎng)地為Ⅰ類時(shí)，應(yīng)允許不提高乙類應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求丙類應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求。當(dāng)建筑場(chǎng)地為Ⅰ類時(shí)，除6度外，允許降低一度考慮丁類應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求7～9度時(shí)，降低一度考慮6度時(shí)不應(yīng)降低27表3.11A級(jí)高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)

28表3.12Ｂ級(jí)高度的高層建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)29地下室的抗震等級(jí)當(dāng)?shù)叵率翼攲幼鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固端時(shí)，地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)采用，地下一層以下結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或四級(jí)；地下室柱截面每側(cè)的縱向鋼筋面積除應(yīng)符合計(jì)算要求外，不應(yīng)少于地上一層對(duì)應(yīng)柱每側(cè)縱向鋼筋面積的1.1倍；地下室中超出上部主樓范圍且無上部結(jié)構(gòu)的部分，其抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或四級(jí)。9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)，地下室結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。30裙樓的抗震等級(jí)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，與主樓連為整體的裙樓的抗震等級(jí)不應(yīng)低于主樓的抗震等級(jí)；主樓結(jié)構(gòu)在裙房頂部上、下各一層應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)抗震構(gòu)造措施。

312.多道抗震防線設(shè)多道防線的意義：一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)由若干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來協(xié)同工作；抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部贅余度，有意識(shí)地建立一系列分布的屈服區(qū)，吸收和消耗大量的地震能量；盡量使承重構(gòu)件與耗能構(gòu)件分開；323.7.4延性延性是結(jié)構(gòu)屈服后變形能力大小的一種性質(zhì)，是結(jié)構(gòu)吸收能量能力的一種體現(xiàn)。用延性系數(shù)來表示：（3.17)μ—延性系數(shù)；Δｕ－結(jié)構(gòu)最大變形；Δｙ—結(jié)構(gòu)屈服變形；延性結(jié)構(gòu)—結(jié)構(gòu)在中震或大震作用下，能形成一定數(shù)量的塑性鉸，結(jié)構(gòu)能發(fā)生較大的變形而不倒塌。33改善結(jié)構(gòu)延性的措施截面尺寸滿足剪壓比要求；控制柱子的軸壓比、剪跨比；構(gòu)件的縱向配筋在合理范圍內(nèi)，適當(dāng)提高配箍率，采用高效配箍型式；設(shè)置多道防線；調(diào)整梁、柱、節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度的相互關(guān)系：強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)剪弱彎強(qiáng)節(jié)弱桿強(qiáng)壓弱拉343.7.5基礎(chǔ)方案基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮建筑場(chǎng)地的地質(zhì)狀況、上部結(jié)構(gòu)的類型、施工條件、使用要求，確保建筑物不致發(fā)生過量沉降或傾斜，滿足建筑物正常使用要求。注意與相鄰建筑的相互影響，了解鄰近地下構(gòu)筑物及各項(xiàng)地下設(shè)施的位置和標(biāo)高，確保施工安全。35應(yīng)采用整體性好、能滿足地基的承載力和建筑物容許變形要求并能調(diào)節(jié)不均勻沉降的基礎(chǔ)形式。如筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件好、荷載較小，且能滿足地基承載力和變形要求時(shí)，也可采用交叉梁基礎(chǔ)或其他基礎(chǔ)形式；當(dāng)?shù)鼗休d力或變形不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可采用樁基或復(fù)合地基。36基礎(chǔ)平面形心宜與上部結(jié)構(gòu)豎向荷載重心重合：在地基土比較均勻的條件下，箱形基礎(chǔ)、及筏形基礎(chǔ)的基礎(chǔ)平面形心宜與上部結(jié)構(gòu)豎向永久荷載重心重合。當(dāng)不能重合時(shí)，偏心距e宜符合下式要求：

e≤0.1W/A式中e——基底平面形心與上部結(jié)構(gòu)在永久荷載與樓（屋）面可變荷載準(zhǔn)永久組合下的重心的偏心距（m）；w——與偏心方向一致的基礎(chǔ)底面邊緣抵抗矩（m3）；A——基礎(chǔ)底面的面積（m2）。對(duì)低壓縮性地基或端承樁基的基礎(chǔ)，可適當(dāng)放寬偏心距的限制。按上式計(jì)算時(shí)，裙房與主樓可分開考慮。37基礎(chǔ)底面零應(yīng)力區(qū)的規(guī)定：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的高層建筑，基礎(chǔ)底面與地基之間零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過基礎(chǔ)底面面積的15％，計(jì)算時(shí)，質(zhì)量偏心較大的裙樓與主樓可分開考慮。

38關(guān)于基礎(chǔ)埋置深度的規(guī)定：基礎(chǔ)應(yīng)有一定的埋置深度；埋置深度取決于建筑物的高度、體型、地基土質(zhì)、抗震設(shè)防烈度等因素；埋置深度可從室外地坪算至基礎(chǔ)底面，并宜符合下列要求：1天然地基或復(fù)合地基，可取房屋高度的1/15；2樁基礎(chǔ)，可取房屋高度的1/18（樁長(zhǎng)不計(jì)在內(nèi)）。3當(dāng)建筑物采用巖石地基或采取有效措施時(shí)，在滿足地基承載力、穩(wěn)定性要求及基礎(chǔ)底面零應(yīng)力區(qū)規(guī)定的前