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1、高层建筑结构,青岛理工大学 田 砾2011.10,简要回顾 Review,基本风压如何确定？影响因素？总风荷载如何计算？地震作用常用计算方法及适用条件？地震反应包括什么？地震动三要素？结构动力特性？与什么有关？反应谱？,本章重点（Emphases）承载力验算及侧移限制稳定、抗倾覆、舒适度延性结构、抗震等级荷载效应组合,Chp.4 设计要求及荷载效应组合,宁波 甬江沿岸,房屋建筑结构应具有：,足够的承载力；足够的刚度；抗震结构还应具有足够的延性和良好的耗能能力。,合理地选择计算分析方法，确定计算模型和相关参数，正确使用计算机分析软件，检验和判断计算结果的可靠性等 对高层建筑结构至关重要。目前，仍
2、以线弹性法分析内力，弹塑性设计截面为主。,高层建筑结构是复杂的三维空间受力体系，计算分析时应根据结构实际情况，选取能较准确地反映结构中各构件的实际受力状况的力学模型。平面或空间协同工作 空间杆系 空间杆-薄壁杆系 空间杆-墙板元 其他组合有限元 等计算模型。,1.承载力验算,0SRRESERERE0 Why?P75 表4-1，分析比较,过大的侧向变形,（1）会使人不舒服，影响使用。（2）会使填充墙或建筑装饰出现裂缝或损坏，也会使电梯轨道变形。（3）会使主体结构出现裂缝，甚至损坏。（4）过大的侧向内力会使结构产生附加内力，甚至引起倒塌。,2.所以应当限制侧移！,风、小震：足够的刚度（弹性）罕遇地
3、震：防止倒塌（弹塑性）,2.1使用阶段层间侧移限制,(u/h)maxu/h-P75表4-2u-层间侧移u/h层间转角?框架结构、剪力墙结构大 体上应当验算哪一层？,2.2防止倒塌层间侧移限制,罕遇地震下应限制结构最大弹塑性层间侧移P76表4-3,Apartment building with first-story collapse(RC,5F),能否判断此结构类型？,3.舒适度要求,风载作用下，H150m，应按照10年重现期计算风载下结构顶点加速度，或由风洞试验确定顺风向和横风向结构顶点加速度 住宅、公寓 amax0.15m/s2 办公、旅馆 amax0.25m/s2,Collapse of
4、 a penthouse,4.稳定和抗倾覆,重力荷载倾覆问题 水平荷载 P-效应,钢结构钢砼结构,5.延性结构,延性：构件或结构屈服后，具有承载力不降低或基本不降低、具有足够塑性变形能力的一种性能。构件延性比：极限变形与屈服变形的比值结构延性比：极限状态顶点位移与屈服顶点位移的比值 P78图4-1,6.抗震等级,如何确定？目的？,A级高层,思考题：钢筋混凝土框架剪力墙房屋结构，高60m,丙类建筑，8度设防。确定：类场地时，框架、剪力墙的抗震等级；类场地时，框架、剪力墙的抗震等级。110m高呢？与表2-2，2-3，4-4，4-5，4-6有关,3、2、2、11、1、1、特1,1)承载能力极限状态设
5、计表达式,可变荷载控制的组合,永久荷载控制的组合,7.荷载效应组合,7.荷载效应组合,标准组合：准永久组合:频遇组合：,2)正常使用极限状态设计表达式,3）有地震的荷载效应组合P82-83,7.荷载效应组合,S,v,Evk,+,8.塑性内力重分布,在超静定结构中，构件的内力与刚度大小有关。在某些情况下，构件很容易开裂(有时出现塑性铰)，开裂后刚度降低，该杆件的内力分配比例减小，另一些构件内力增大，这种现象称为塑性内力重分配。考虑塑性内力重分配，设计时的内力调整有两种：,调 幅,一方面是为了使计算较为符合实际，另一方面也是利用这种性质，使某个部位降低内力，减少配筋，可采用“调幅”方法调整内力，一
6、些构件内力降低，另一些构件内力增大。降低了内力的部位就会早出裂缝，或早进入屈服，调幅愈大，裂缝出得愈早。,调整内力,考虑到在地震作用下，某些部位先屈服，则未屈服部位必然内力增大，为了后者的安全，有意加大其内力，但前者内力并不减少。例如：P129式5-41 调幅(调整)的多少可由设计人员根据需要确定和控制，但是规范对各种调幅有限制，也就是规定了内力的最低值。,两类调幅(调整)的方法：,(1)用弹性计算所得到的内力乘以系数(大于1或小于)(2)在计算时降低杆件刚度，计算时构件刚度 降低愈多，内力愈小。什么情况下调幅？（水平荷载？竖向荷载）调幅与组合的顺序？调幅后跨中弯矩怎么办？,高规中规定的调幅有
7、下列几处:,框架梁(连续梁)在竖向荷载下的调幅，框架-剪力墙结构中框架的内力调整，内力乘以系数框架-剪力墙结构中框架与剪力墙之间的联系梁的调幅，联肢剪力墙中连梁的调幅，刚度折减如：装配整体式框架梁端弯矩调幅系数，现浇则为，剪力墙或框剪结构连梁刚度折减系数可取0.55。,其他问题,竖向活载不利布置水平荷载方向控制截面最不利内力平面结构假定，刚性楼盖假定计算方法：弹性计算内力，弹塑性设计截面例题4-1,本章小结思考题,结构分析方法主要有哪些？高层结构一般采用哪种方法计算其内力和位移？高层建筑结构的计算模型有哪些？通常根据什么原则确定结构的计算模型？什么是荷载效应组合？有无地震作用效应组合的区别是什么？要考虑哪些工况？为什么要限制结构在正常情况下的水平位移？如何防止高层建筑出现倾覆问题？为什么不进行专门的抗倾覆验算？为什么抗震设计要区分抗震等级？抗震等级与延性要求是什么关系？,致谢 Acknowledgment,本课件中部分资料参考了钱稼茹老师的课件，在此表示深深的感谢！,THANK YOU FOR YOUR ATTENTION!,
