第4章結構設計要求 和荷載效應組合,豎向：恒、活等 自重、雪、樓面活、 水平向：風、地震,滿足：承載能力極限狀態 正常使用極限狀態,旋轉餐廳軌道和驅動設備、擦窗機等 荷載較大的水箱、冷卻塔、冷凍機 、屋頂直升機停機,荷載效應組合,荷載效應 指結構或構件在某種荷載作用下的結構的內力和位移。 荷載效應組合 指在所有可能同時出現的諸荷載組合下，確定結構或構件內產生的效應。其中最不利組合是指所有可能產生的荷載組合中，對結構構件產生總效應為最不利的一組，,荷載效應,+,荷載效應組合,S荷載效應組合的設計值； 一永久荷載分項系數；當其效應對結構不利時，對由可變荷載效應控制的組合應取1.2，對由永久荷載效應控制的組合應取1.35；當其效應對結構有利時，應取1.0； 一樓面活荷載分項系數；應取1.4； 一風荷載的分項系數；應取1.4； 一永久荷載效應標準值； 一樓面活荷載效應標準值； 風荷載效應標準值；,荷載效應組合 1無地震作用效應組合時,（恒荷載起控制，無風） （活荷載起控制，有風） （風荷載起控制，有風）,荷載效應組合 1無地震作用效應組合時,荷載效應組合 2地震作用效應組合時,S載效應和地震作用效應組合的設計值；,一重力荷載代表值的效應；,一水平地震作用標準值的效應，尚應乘以相應的增大系數或調整系數；,豎向地震作用標準值的效應，尚應乘以相應的增大系數或調整系數；,風荷載的組合值系數0.2,有地震作用效應組合時荷載和作用分項系數,結構設計要求,1.承載能力的驗算,2.水平側移限制,3.舒適度的驗算,4.穩定和抗傾覆驗算 5.抗震結構的延性要求和抗震等級,位移計算 以上各分項系數取值為1.0,二、結構設計要求,1、承載能力的驗算,無地震作用組合,有地震作用組合,:結構重要性系數，分別取1.1、1.0、0.9 :承載力抗震調整系數,二、結構設計要求,(2) 水平側移限制,彈性方法計算的樓層層間最大位移與層高之比,(3)舒適度的驗算：,二、結構設計要求,高度超過150m,結構頂點最大加速度值滿足：,(4)整體穩定、傾覆問題 1 整體穩定 高層建筑結構的穩定應符合下列規定：,剪力墻結構、框架-剪力墻結構、筒體結構應符合下式要求： 框架結構應符合下式要求： 2 傾覆問題 高層建筑由于總高度值很大，基底面積小，在水平荷載和水平地震力下，產生很大的傾覆力矩，如果傾覆力矩超過穩定力矩，則建筑物將會發生傾覆。,(5) 結構的延性和抗震等級 根據設防烈度、結構類型和房屋高度區分為不同的抗震等級， 采用相應的計算和構造措施， 抗震等級的高低，體現了對結構抗震性能要求的嚴格程度。 抗震等級分：特一級、一級、二級、三級、四級。,二、結構設計要求,延性：結構構件吸收能量的能力(力位移曲線包圍的面積，主要反應塑性變形能力) 延性比：構件破壞時的變形與屈服時的變形的比值,結構設計要求,決定抗震構造措施等級時應考慮的烈度,乙建筑,按特一級 考慮抗震措施 甲類建筑, 采取更有效的抗震措施,A級高度的高層建筑結構抗震等級,二、結構設計要求,B級高度的高層建筑結構抗震等級,二、結構設計要求,(5) 結構的延性和抗震等級,在“小震不壞、中震可修，大震不倒“的抗震設計原則下，結構都應該設計成延性結構，即在設防烈度地震作用下，允許構件出現塑性鉸，當合理控制塑性鉸部位、構件又具有足夠的延性時，可在大震作用下結構不倒塌。 當設計成延性結構時由于塑性變形可以耗散地震能量，結構變形加大，但結構、承受的地震作用( 慣性力)不會直線上升。在這種情況下可降低結構的承載力要求，而結構的塑性變形能力，即延性，應當足夠好。也可說，當延性結構達到其承載力后，結構是用它的變形能力在抵抗地震作用；反之，如果結構的延性不好，則必須有足夠大的承載力抵抗地震。然而后者會多用材料，也是不經濟的。,影響結構延性的因素： 1.材料 鋼是延性很好的材料，磚石砌體的延性很差，鋼筋混凝土則介于二者之間。如果設計合理，鋼筋混凝土構件可以有較好的延性 2.進行結構概念設計：選擇對抗震有利的結構方案和布置，采取減少扭轉和加強抗扭剛度的措施，設計延性結構和延性構件，分析結構的薄弱部位，并采取相應措施避免薄弱層過早破壞，盡可能設置抵抗地震的多道防線。超靜定結構允許部分構件屈服或甚至損壞，是抗震結構的優選結構。合理預見并控制超靜定結構的塑性鉸出現部位，就可能形成抗震的多道防線。第一道防線是指全部結構，其部分構件可能屈服，要求具有良好的延性；第二道防線能形成獨立的結構，抵抗總剛度減小后的地震作用。,3.設計延性結構 4.鋼筋混凝土結構的抗震構造措施及抗震等級,6、罕遇地震作用下的變形驗算,（1） 下列結構應進行彈塑性變形驗算： 1）8度、類場地和9度時，高大的單層鋼筋混凝土柱廠房的橫向排架； 2)79度時樓層屈服強度系數小于0.5的鋼筋混凝土框架結構； 3)高度大于150m的鋼結構； 4)甲類建筑和9度時乙類建筑中的鋼筋混凝土結構和鋼結構； 5)采用隔震和消能減震設計的結構。,6、罕遇地震作用下的變形驗算,（2）下列結構宜進行彈塑性變形驗算： 1）高度屬于應采用時程分析方法范圍并且屬于豎向不規則類型的高層建筑結構： 2)7度、類場地和8度時乙類建筑中的鋼筋混凝土結構和鋼結構； 3)板柱-抗震墻結構和底部框架磚房； 4)高度不大于150m的高層鋼結構。,控制截面及最不利內力,控制截面：內力最大的截面 框架梁的控制截面為支座截面及跨中截面；框架柱或墻肢為每層柱（墻肢）的兩端。 梁支座截面的最不利內力：最大正彎矩及最大負彎矩，以及最大剪力；跨中截面為最大正彎矩，有時也可能出現負彎矩。,柱（墻）是偏壓構件。可能有四種最不利的內力組合： 1.最大彎矩及相應的N; 2.最大軸力及相應的M; 3.最小軸力及相應的M; 4.M較大及