《高層建筑設(shè)計》PPT課件.ppt

5.1 計算分析 5.2 荷載效應(yīng)和地震作用組合 5.3 設(shè)計要求 5.4 概念設(shè)計 5.5 超限高層建筑工程設(shè)計,back,5.計算分析和設(shè)計要求,4.1 計算分析,5.1 計算分析 （一）計算分析方法 彈性與彈塑性假定 平面結(jié)構(gòu)假定與空間結(jié)構(gòu) 樓板平面內(nèi)無窮剛性假定與協(xié)同計算 構(gòu)件剛度與變形,back,彈性與彈塑性假定,彈性假定豎向荷載、風(fēng)荷載及多遇地震作用下的內(nèi)力和位移計算 彈塑性假定罕遇地震作用下的位移驗算 塑性內(nèi)力重分布,back,塑性內(nèi)力重分布,考慮原因 彈性內(nèi)力與實際不符（構(gòu)件內(nèi)力與剛度有關(guān)，開裂后則產(chǎn)生重分布）； 有意識地減少或增大某些部位配筋，以利于合理破壞機構(gòu)和施工 考慮方法內(nèi)力調(diào)幅（調(diào)整） 彈性計算內(nèi)力乘以系數(shù) 框架梁（連續(xù)梁）在豎向荷載下的調(diào)幅 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中框架的內(nèi)力調(diào)整 聯(lián)肢剪力墻中連梁的調(diào)幅 彈性內(nèi)力計算時降低構(gòu)件剛度 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中框架與剪力墻間的連系梁的調(diào)幅 聯(lián)肢剪力墻中連梁的調(diào)幅,back,平面結(jié)構(gòu)假定與空間結(jié)構(gòu),平面結(jié)構(gòu)假定A 結(jié)構(gòu)面外剛度為零（二維，每個節(jié)點3自由度） 平面框架、剪力墻 空間結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)面外有相互傳力關(guān)系（三維，每個節(jié)點6自由度） 框筒角柱、空間框架、空間桁架,back,樓板平面內(nèi)無窮剛性假定與協(xié)同計算,樓板平面內(nèi)無窮剛性假定B 多數(shù)情況下，樓板平面內(nèi)無窮剛性 水平位移協(xié)調(diào)（豎向位移獨立） A+B： 不考慮扭轉(zhuǎn)平面協(xié)同計算（正交方向抗側(cè)力單元不參加工作） 考慮扭轉(zhuǎn)空間協(xié)同計算（正交方向抗側(cè)力單元參加抵抗扭矩） 樓板滿足一定要求 樓板不滿足要求，樓板有變形 樓板有限剛性計算 樓板剛性計算，適當調(diào)整內(nèi)力 空間計算 空間計算,back,構(gòu)件剛度與變形,構(gòu)件剛度彈性剛度 構(gòu)件變形 構(gòu)件的變形與剛度 軸向EA 彎曲EI 剪切GA 構(gòu)件變形的考慮 忽略梁的軸向變形 高度50m及H/B4：考慮柱、墻的軸向變形 長細比4：忽略剪切變形,back,5.2 水平力作用方向,只考慮兩個正交（主軸）方向的水平力，各方向水平力全部由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔 新修訂：某些結(jié)構(gòu)須考慮兩個正交（主軸）方向的水平力同時作用,back,5.3 分析方法,簡化方法 平面結(jié)構(gòu)協(xié)同分析 程序方法 桿件有限元方法 空間協(xié)同分析方法 廣泛用于框架、框剪、剪力墻結(jié)構(gòu)等由平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成、布置較為規(guī)則的結(jié)構(gòu) 三維桿件薄壁桿件空間分析方法 應(yīng)用廣泛，特別是平面不規(guī)則、體型復(fù)雜的結(jié)構(gòu) 有限元或有限條方法,back,5 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求,5.1 強度問題構(gòu)件截面承載力驗算 5.2 剛度問題正常使用條件下結(jié)構(gòu)水平 位移驗算 5.3 穩(wěn)定問題結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與抗傾覆驗算 5.4 延性問題抗震結(jié)構(gòu)的延性要求 5.5 經(jīng)驗問題抗震結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計要求,back,5.1 強度問題構(gòu)件截面承載力驗算,要求 荷載效應(yīng)組合構(gòu)件最不利內(nèi)力承載力極限狀態(tài)設(shè)計 表達式 無地震作用組合 0SR 有地震作用組合 SR/RE 關(guān)于S 抗震結(jié)構(gòu)與有無地震作用組合 高層建筑結(jié)構(gòu)荷載組合表達式 關(guān)于R 抗震結(jié)構(gòu)抗彎承載能力 = 非抗震結(jié)構(gòu)抗彎承載能力 抗震結(jié)構(gòu)抗剪承載能力 = 非抗震結(jié)構(gòu)抗剪承載能力*80%,back,多高層建筑結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計荷載組合表達式,注：1 、僅8、9度時的大跨和長懸臂結(jié)構(gòu)及9度抗震結(jié)構(gòu)考慮； 2 僅60m以上的高層結(jié)構(gòu)考慮； 3 僅60m以上的9度抗震結(jié)構(gòu)和60m以上8、9度時的長懸臂結(jié)構(gòu)考慮。,back,5.2 剛度問題正常使用條件下結(jié)構(gòu)水平位移驗算,目的 防止主要結(jié)構(gòu)開裂、損壞 防止填充、裝修開裂、損壞 防止過大側(cè)移，以引發(fā)人的不適、影響正常使用、產(chǎn)生附加內(nèi)力 表達式雙控（彈性位移） 層間位移 u/hu/h 頂點位移 u/H u/H 荷載組合 不考慮重力荷載引起的側(cè)移 各水平荷載單獨作用 荷載分項系數(shù)取1.0 位移限值 地震作用下的位移限值略寬松 新規(guī)范的兩點修正 取消與“裝修標準”有關(guān)的提法 限值略偏嚴格,back,5.3 穩(wěn)定問題結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與抗傾覆驗算,一般不需驗算 H/B5時宜驗算 抗傾覆驗算 表達式 MM M穩(wěn)定力矩=豎向荷載（ 50%樓面活載+90%恒載）對基礎(chǔ)邊緣取矩 M傾覆力矩=由風(fēng)荷載或地震作用（或二者組合）計算的基礎(chǔ)頂面 處的最大傾覆力矩 整體穩(wěn)定性驗算 表達式 GteEIeq/(8H2) Gte頂端等效重力荷載設(shè)計值= GiHi2 /H2 EIeq驗算方向的抗側(cè)力構(gòu)件等效剛度和 Gi第i層重力荷載設(shè)計值,Gte H Gi EIeq Hi,back,5.4 延性問題抗震結(jié)構(gòu)的延性要求,結(jié)構(gòu)抗震等級 確定方法 根據(jù)確定抗震等級的設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)高度確定 延性結(jié)構(gòu)設(shè)計原則 四項措施 提高構(gòu)件延性 強柱（墻）弱梁 強剪弱彎 強節(jié)點（錨固）弱構(gòu)件 罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算 一般不驗算，但須采取構(gòu)造措施 驗算 需驗算結(jié)構(gòu)的界定（范圍） 表達式單控（彈塑性）up/hup/h 驗算方法簡化方法或時程分析法,back,5.5 經(jīng)驗問題抗震結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計要求,概念設(shè)計 要點 選擇有利場地和地基 選擇延性好結(jié)構(gòu)體系與材料 規(guī)則結(jié)構(gòu) 延性結(jié)構(gòu) 減輕自重 避開地震動反應(yīng)譜特征周期 避免薄弱層 減少扭轉(zhuǎn) 協(xié)調(diào)承載能力與延性的關(guān)系 設(shè)置多道抗震防線 實現(xiàn)合理屈服耗能機制 提高整體性,back,概念設(shè)計,意義 “計算設(shè)計”很難有效控制結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，不能完全解決問題 地震作用的不確定性 結(jié)構(gòu)計算假定與實際情況的差異（計算模型、材料、阻尼變化等） 經(jīng)驗總結(jié)、定性判斷 含義 在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先著眼