零应力区关于结构整体抗倾覆验算不足的问题.pdf

《关于结构整体抗倾覆验算不足的问题》

YJK‐赵健

高层设计中，有时会遇到结构整体计算后，抗倾覆验算不足的问题，例如本题：

《高规》条文：

对于整体抗倾覆验算，YJK采用《复杂高层建筑结构设计》的简化方法计算，即假定水平

荷载为倒三角分布，合力作用点位置在2/3*H处理。不同的是，YJK考虑了塔楼偏置的影响，

按塔楼综合质心计算抗倾覆力臂，如下图所示。

软件分别采用风和地震参与的标准组合进行验算。对于风荷载组合，活荷载组合系数取

0.7；对于地震组合，活荷载乘以重力荷载代表值系数，可以考虑单独定义的构件质量折减系

数。

程序算零应力区时区分有裙房和无裙房两种情况，有裙房情况，取综合质心距结构边最

短距离的两倍为底层底面宽度；无裙房只有塔楼情况，则取底层实际宽度。

零应力区的计算公式及推导过程：

其中：B为底层底面宽度；

m为综合质心距离边界最短距离；

E0为水平地震作用或风荷载与竖向荷载共同作用下基底反力的合力点到基础中心的距

离，

Mr为抗倾覆力矩；

Mov为倾覆力矩；

对于本工程：

质量信息：

层高信息：

风荷载信息：

地震剪力：

验算倾覆力矩

Mov

：

风载：Movx

=

Vox(2H/3

+C）=

688.8

x

[

(62.350

‐

5.820)x

(2/3)

+

5.820

]

=

29967.4

KN*m

Movy

=

Voy(2H/3

+C）=

1232.2

x

[

(62.350

‐

5.820)x

(2/3)

+

5.820

]

=

53608.9

KN*m

地震：Movx

=

Vox(2H/3

+C）=

3514.19

x

[

(62.350

‐

5.820)x

(2/3)

+

5.820

]

=

152867.3

KN*m

Movy

=

Voy(2H/3

+C）=

3255.86x

[

(62.350

‐

5.820)x

(2/3)

+

5.820

]

=

141629.9KN*m

电算结果：

由此可见倾覆力矩Mov电算结果与手核吻合。

验算抗倾覆力矩Mr：

程序算抗倾覆力矩时考虑了塔楼偏置的影响，也就是Mr=Gm，其中的抗倾覆力臂m不是直接

取底层宽度，而是按综合质心来计算。

本例中，最底层的质心与其上部质心位置接近，故近似采用其上部质心计算mx和my，但应注

意软件在计算时是采用的全楼的综合质心位置计算m，我这里手算过程进行了简化。通过测

量，确定mx

=

13.56m,

my

=

6.278m。

风载：Mrx

=

(

恒载

+

0.7*活载）*mx=

(7588.249

+

0.7x687.383x2)

x

10

x

13.56

=

1159459.4

KN*m

Mry

=

(

恒载

+

0.7*活载）*my=

(7588.249

+

0.7x687.383x2)

x

10

x

6.278=

536805.7

KN*m

地震：Mrx

=

(

恒载

+

0.5*活载）*mx=

(7588.249

+

687.383)

x

10

x

13.56

=

1122175.7

KN*m

Mry

=

(

恒载

+

0.5*活载）*my=

(7588.249

+

687.383)

x

10

x

6.278=

519544.2

KN*m

电算结果：

由此可见抗倾覆力矩Mr电算结果与手核吻合。

零应力区校核：

对于Y向地震，本例为不带裙房，

=

1

‐

3

x

6.278

x

(

1‐

1.417/5.165

)

/

17.5

=

0.219

电算结果：

由此可见，软件对于结构整体抗倾覆验算不满足的提示是正确的。

既然《高规》对于结构底面的零应力区面积提出了限值要求，那么抗倾覆验算不通过就必

须要对模型进行调整。

一般来说，抗倾覆验算不够或者基底零应力区面积