同济大学高层建筑第二章2.5概要.ppt

* 第二章 结构荷载计算及设计要求 侧向(水平）位移限制和舒适度要求 结构稳定验算和抗倾覆验算 结构的延性和抗震等级 2.7 结构设计要求 承载能力的验算 1) 承载能力的验算 不考虑地震作用组合： 考虑地震作用组合： 结构重要性系数，分别取1.1、1.0、0.9 承载力抗震调整系数 2) 侧向(水平）位移限制和舒适度要求 弹性方法计算： 弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比 ⊿ue≤ h ⊿ue ——多遇地震作用标准值产生的层间侧移 层间位移限值 结构类型 框架 框-剪、框架-筒体、板柱-墙 筒中筒、剪力墙 ①高度不大于150m的高层建筑， 不宜大于表限值。 ②高度等于或大于250 m的高层建筑，不宜大于1/500。 ③高度在150m-250m之间的高层建筑，按上述限值插值。 （2）舒适度要求 高度超过150m，结构顶点最大加速度值满足： 最大加速度限值 房屋用途 顶点组大加速度（m/s2） 住宅、公寓 0.15 办公 0.25 3)弹塑性方法计算（罕遇地震作用下薄弱层弹塑性变形验算） （1）什么情况下要验算 （a）7-9度设防、楼层屈服系数0.5的框架结构 （b）7-9度设防、高度较大且沿高度的刚度和质量分布很不均匀的高层建筑 （c）特别重要的建筑（甲类建筑） （2）薄弱层的位置 （a）楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构，可取底层 （b）楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结构，可取屈服系数最小的楼层及相对较小的楼层，一般不超过2～3处 4) 屈服强度系数： 按构件实际配筋和材料标准强度计算的楼层受剪承载力 和罕遇大震作用（标准值）下由弹性计算得到的楼层剪力之比。 Vy按实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力； Ve为按罕遇地震作用计算的楼层弹性地震剪力。 结构薄弱层（部位）弹塑性层间位移要求： 式中： ——薄弱层层高 ——大震下薄弱层层间弹塑性位移 ——大震下薄弱层的层间弹性位移 ——弹塑性位移增大系数。当薄弱层 不小于相邻层平均的80％时，按照表2－19采用，当薄弱层 小于相邻层平均 的50％时，取表中数值的1.5倍，其余情况可用内插法 说明：薄弱层弹塑性侧移验算应在截面设计完成之后进行 层间弹塑性位移角限值 1.结构稳定验算指水平荷载作用下的稳定问题 注意：两阶效应 2.抗倾覆验算 5) 结构稳定验算和抗倾覆验算 重力二阶效应一般包括两部分 ： （1）一是由于构件自身挠曲引起的附加重力效应，即 效应，二阶内力与构件挠曲形态有关，一般是构件的中间大，两端为零 ； （2）二是在水平荷载作用下结构产生侧移后，重力荷载由于该侧移 而引起的附加效应，即 效应 。 分析表明， 二阶效应的影响相对较小，而重力荷载因结构侧移产生的 二阶效应相对较大，可使结构的内力和位移增加，甚至导致结构失稳。因此，高层建筑结构构件的稳定设计，主要是控制和验算结构在风或地震作用下，重力的 效应。 1.结构稳定验算的两阶效应 结构整体稳定分析 分析表明，P?Δ效应(位移增量或附加位移)随结构刚重比的减小而呈双曲线关系增加。如控制结构刚重比，使位移(或内力)增幅小 于10%或15%，则在其限值内P?Δ效应随结构刚重比降低而引起的增加比较缓慢；如超过上述限值,结构刚重比继续降低，则会使P?Δ效应增幅加快，甚至引起结构失稳。因此，控制结构刚重比是结构稳定设计的关键 。 因此，《高规》规定，结构整体稳定应符合下列规定： （1）剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构应 符合下式要求： （2）框架结构应符合下式要求： 3. 可以不考虑P-△效应的刚重比要求 刚重比要求在水平荷载作用下，当高层建筑结构满足下列规定时，可不考虑重力二阶效应的不利影响。 （1）对剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构： （2）对框架结构： 当高层、超高层建筑高宽比较大，水平风荷载或地震作用较大，地基刚度较弱时，结构整体倾覆验算十分重要，直接关系到整体结构安全度的控制。 《高规》规定：对高宽比大于4的高层建筑，基础底面不宜出现零应力区，对高宽比不大于4的高层建筑，基础底面零应力区面积不应超过基础底面面积的15%。 4.整体倾覆验算 （1）倾覆力矩与抗倾覆力矩的计算（见图） 假定倾覆力矩计算作用面为基础底面，倾覆力矩计算的作用力为水平地震作用或水平风荷载标准值，则倾覆力矩可近