高層建筑結構設計講稿4.ppt

1、1、第三章高層建筑結構荷載作用與結構設置修訂原則，第三章高層建筑結構荷載作用與結構設置修訂原則3.4荷載效應的組合，荷載效應：指荷載作用下在結構或構件上產生的內力或變形。 高層建筑結構的荷載效應有恒荷載效應、活荷載效應、風荷載效應、地震作用效應、溫度作用效應、地基不均勻沉降效應等。 由于這些效果同時或者總是同時作用于高層建筑結構，所以結構或者構件的總效果是各效果的“重合”組合1、負荷效果組合2、第3章高層建筑結構負荷作用和結構設置修訂原則、1， 荷載效應組合一般用途的高層建筑荷載效應組合可以分為以下兩種情況，只考慮60m以上的高層結構，只考慮360m以上的9度抗震結構和60m以上的8、9度時的

2、長懸臂結構。back，4，第三章高層建筑結構荷載作用和結構設置修訂原則、二、設置修訂要求1、極限承載能力的管理強度修訂計算極限承載能力管理的公式為不考慮地震作用的組合內力兩種情況：有地震作用組合：5、第三二、設置修訂要求1、極限承載能力的管理2、位移限制剛性管理高層建筑的位移必須限制在一定范圍內這是因為過大的位移會給人帶來不快感，影響使用。 這主要是對于風荷重來說，地震發(fā)生時的舒適感是次要的。 大的位移會使填充墻和建筑裝飾產生龜裂和破損，電梯的軌道也會變形。 如果位移過大，主體結構可能會出現(xiàn)龜裂或破損。 位移過大時，結構會產生附加內力，-效果顯著。 對高層建筑位移的限制實際上是對橫向移動剛度的

3、要求。 測量標準是結構頂點位移和層間位移，高層規(guī)章對位移有限制。6、第三章高層建筑結構的荷載作用和結構設置修改原則、二、設置修改要求1、極限承載能力的管理2、位移限制3、大地震下的變形管理按照我國建筑結構抗震規(guī)范提出的“三水準”(小地震不錯，可以修理中地震，大地震不倒)及79度防護，高度大，按照高度結構其中，樓層屈服強度系數(shù)按下式進行修正=、=、7、樓層高度、脆弱層彈塑性變形管理目的：防止倒塌或嚴重破壞范圍：脆弱層彈塑性變形修正方法脆弱層位置的確定：式：彈塑性層間位移、彈塑性層間位移角限制值、back、d值法的基本假設和影響反彎點的要素框架的橫向移動特征本章要點：框架的內力和位移的修正方法框架

4、梁、柱、節(jié)點的設定修正。修訂學時： 5學時，9，高層建筑結構修訂原則和一般規(guī)定(補充)，一，修訂基本假設二，水平力作用方向三，分析方法，back，10，一，修訂基本假設，彈性和彈塑性假設平面結構假設和空間結構地面內無限剛性假設和協(xié)同彈性假設縱向載荷， 風荷載及地震應力和位移修正算彈塑性假設地震位移管理塑性應力的重分布、back、12、塑性應力的重分布，考慮原因彈性應力與實際不一致(與構件應力和剛度有關，裂紋產生重分布)。 有意減少或增大某部位鋼筋有利于合理破壞機理和施工思路的內力振幅調制(調整)彈性修正內力乘以系數(shù)框架梁(連續(xù)梁)縱向負荷下的振幅調制(0. 8，0.9 ) 框架-剪力墻結構中框

5、架的內力調整計算連肢剪力墻中連梁的振幅調制彈性內力時，降低框架-剪力墻結構中框架和剪力墻之間的連梁的振幅調制連肢剪力墻中連梁的振幅調制13，2 .平面結構假設和空間結構，平面結構假設a結構面外剛性為零(2維，各節(jié)點3自由度) 剪力墻空間結構面外相互傳遞力關系(三維、各節(jié)點6自由度)框筒棱柱、空間框架、空間桁架、back、地板平面內無限剛性水平位移協(xié)調(垂直位移獨立) A B :不考慮扭轉平面協(xié)調計算(正交方向阻力單元不參加工作) 考慮扭轉空間協(xié)調修正算法(正交方向抗側力單元參加阻力扭矩)樓板滿足一定要求樓板不滿足的要求，樓板適當調整變形樓板有限剛度修正算法樓板剛度修正算法、應力空間修正算法、b

6、ack，15，4 .構件剛度和變形， 部件剛性彈性剛性部件變形部件的變形和剛性軸向EA彎曲EI剪切GA部件變形的考慮忽略梁的軸向變形高度50m和H/B4:考慮柱、壁的軸向變形長度細比忽略4 :剪切變形，back、16、二， 水平力作用方向各方向的水平力均由該方向的抗側力部件承擔新的修訂：有些結構必須考慮兩個正交(主軸)方向的水平力同時作用，back，17，3，分析方法簡化方法平面結構協(xié)同分析：簡化的手算法(d值法) 編程方法構件有限元方法空間協(xié)同分析方法廣泛應用于由框架、框架切割、剪力墻結構等平面抗側力結構組成，配置比較規(guī)則的結構的三維構件薄壁構件空間分析方法，特別是平面不規(guī)則、體型復雜的結構

7、有限元(梁元和殼體等)或有限條方法4 .框架結構設置back、構造配置、補正算模型、負荷分析、內力補正算、斷面設定補正、構造要求、變形管理、第19、4章框架構造設定補正、第4章框架構造設定補正4.1框架構造的補正算略圖、框架構造的補正算略圖因此，一般的校正模型是空間模型平面模型，20，1，校正模型的確定，空間模型平面模型：結構面外剛性零(二維，各節(jié)點3的自由度)地面內無限剛性水平位移協(xié)調(垂直位移獨立) A B :不考慮扭轉平面協(xié)調校正運算(正交方向阻力單元不參加工作) 考慮扭轉空間協(xié)調修正運算(正交方向阻力單元參加阻力轉矩)的修正運算單元的決定： P50節(jié)點處理3360p51剛節(jié)點修正跨度3

8、360p51層高度3360p51耐彎曲剛性333 p 51，back，21，Wk， 二、負荷分析、縱向負荷恒定負荷Gk可變負荷(活性負荷) Qk，考慮到負荷面積的減點問題，水平負荷風負荷Wk地震作用(偶然作用) Ek、back、 最不利配置的垂直荷載應力分析方法水平荷載應力分析方法，back，3，平面框架結構應力和位移簡化修正方法，23，4.2平面框架垂直荷載應力分析方法，基本假設無橫向移動框架鄰層彎矩分配方法兩點修正柱剛度(1.0； 0.9 )彎矩傳遞系數(shù)(1/2； (1/3)步驟、back、分層法、梁固端彎矩、反彎點法修正反彎點法d值法、25、1 .反彎點法，基本上梁柱線剛性比無限大(=3

9、)不考慮梁軸向變形， 同層柱頂位移相等柱上下端角相等(底層除外)中間層：反彎點中央底層：反彎點中央底層剛性分配柱剪力、柱平衡求柱端彎矩、節(jié)點平衡求梁端彎矩、節(jié)點平衡柱軸力、梁平衡求梁剪力、例如Vi1 Vi2 Vi3、u=1、k=12 I/hi 2、修正反彎點法d值法、d值、back、反彎點高度、梁柱剛度比相關系數(shù)、標準反彎點高度(梁柱線剛度比、總層數(shù)、層次、橫向負荷形式)、上下梁柱線4.4框架構件截面設定修正、back、設定修正式、負荷效應組合前垂直負荷振幅調制、內力組合控制中、右三截面框架柱：頂、底兩截面最不利的內力組合，截面設置修正柱計算高度控制內力確定內力調整(抗震框架)節(jié)點電阻即延性框

10、架設置修正，28、當柱端相繼出現(xiàn)塑性鉸鏈時，某層所有柱的上端和下端出現(xiàn)塑性鉸鏈，結構就成為自動體系。 因此，一般情況下，遇到大地震作用時，可允許梁端出現(xiàn)塑性鉸鏈，柱端不出現(xiàn)塑性鉸鏈，即人為增大(或調整)柱端的彎矩，使梁端先屈服，出現(xiàn)塑性鉸鏈。、back、強柱弱梁：29、抗震框架構件內力調整、back、強柱弱梁、梁、柱、彎曲、剪切、彎曲、強剪切弱彎曲、1.4/1.2 4.5框架構造要求、back、一、延展性問題截面延展性、構件延展性構造延展性、二、構件延伸性上梁：截面跨高比，(4)三，框架梁的結構要求，材料強度： C20C40，HRB335/HRB400/RRB400截面尺寸：一般1/81/12

11、，扁梁1/15 1/18縱筋配筋率：2.5受壓鋼筋以下0.30ft/fyv直徑間距，32，4.5框架材料強度： C20C60，HRB335/HRB400/RRB400截面尺寸：滿足軸壓比的要求軸壓比N/(AC/Fc )，33，4.5框架結構要求，back，5，縱筋的切斷和連接，p 74，75，34，第5章剪力墻結構設置修訂，第5章剪力墻本章重點：各類剪力墻受力特征剪力墻類別分類剪力墻的剖面設置修訂。 修訂學時： 8學時，第35章，第5章剪力墻結構修訂，5.1剪力墻的種類和受力特征，一、剪力墻的種類一般根據(jù)剪力墻上開口的大小，或多或少的排列方式，將剪力墻分為以下種類：小開口整體的墻門和窗開口的大

12、小比整體的墻大一些這堵墻叫做整個小開口的墻。 在鏈節(jié)壁剪力墻上開有一列或多列開口，開口的尺寸比較大。 在這種情況下，剪切壁的受力相當于經由開口部間的鏈接梁而連接的一系列的壁肢，因此稱為鏈接壁。 第36、第5章剪力墻結構設置修訂、一、剪力墻類別框支剪力墻基礎需要較大空間時，采用框結構支撐上部剪力墻，形成框支剪力墻。 地震區(qū)不允許采用純框支剪力墻結構。 墻式框架在連接肢墻中，當開口開得更大，墻肢剛度較弱，連接梁剛度相對較強時，剪力墻的受力特性接近框架。 剪力墻的厚度比框架結構梁柱的寬度小一點，因此被稱為壁式框架。 有不規(guī)則開口的剪力墻根據(jù)建筑使用的要求，可能需要在剪力墻上開大的開口，開口的配置不規(guī)

13、則。 是這種類型。 另外，上述剪力墻的類型劃分并非嚴格意義上的劃分，為了嚴格劃分剪力墻的類型，還需要考慮剪力墻自身的受力特性。 關于這一點，將在后面的具體剪力墻的修正計算中進一步討論。 第37、第5章剪力墻結構設置修訂、整體壁(面積16 )、整體小開口壁(面積16 ) (局部彎矩15 )、38、第5章剪力墻結構設置修訂、兩肢壁、多肢壁、壁式框架、337小開口整體壁受開口部的影響，壁肢間的應力分布不太直線可以根據(jù)整面墻的修正計算方法進行修正。全壁橫截面上的正應力分布，第40，第5章剪力墻結構設置修訂，二，各種剪力墻的受力特征全壁和小開口全壁肢沿彎矩高度的分布圖為曲線。小開口壁橫截面上的正應力分布、第41、第5章剪力墻結構設置、二、各種剪力墻的受力特性2 .鏈節(jié)壁剪力墻上開了一列或多列開口部，開口部的尺寸相對較大，剪力墻截面的整體性被破壞，橫截面上的變形不符合平截面的假設，橫截面上鏈節(jié)壁橫截面上的正應力分布，第42，第5章剪力墻結構設置修訂，二，各種剪力墻的受力特性2 .有鏈節(jié)壁的墻肢的彎矩沿著高度分布在鏈節(jié)梁上出現(xiàn)了突變，但樓層上一般沒有出現(xiàn)反彎點。 鏈節(jié)墻的彎矩沿高度分布，第43、第5章剪力墻結構設置修訂、二、各種剪力墻的受力特征3 .壁式框架受力與普通框架相似。 剪力墻斷面的整體性完全被破壞了。 墻肢的彎矩沿著高度的分布在梁上發(fā)生突變，所有樓層都出現(xiàn)