歐洲規(guī)范111216

1、第一部分 歐洲規(guī)范風荷載計算 風荷載的規(guī)范計算方法 一、直接計算風荷載合力方法 wsdfperef Fc ccqzA wsdfperef Fc ccqzA 各構(gòu)件 適用于：廣告牌、天蓬式屋頂（比如加油站）、圓 柱結(jié)構(gòu)、圓球結(jié)構(gòu)、腳手架和網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)的各 種局部構(gòu)件以及高寬比大于5的高層建筑結(jié)構(gòu)等 二、由單位面積上的風壓計算風荷載的合力 風荷載的規(guī)范計算方法 各表面 refpeepdsew, AczqccF 各表面 refpiipiw, AczqF frepfrfr AzqcF 偶然偏心的計算 （1）對于普通矩形結(jié)構(gòu)，其迎風面施加三角形荷 載，背風面施加矩形荷載 （2）對于廣告牌增加偏心工況，

2、偏心距離 0.25eb 平均風壓的計算 22 pvrob 1 7( )( )qzIzczczq b q v Iz 表示基準風壓,z表示風荷載的計算高度 ； 為紊流強度系數(shù)； r ( )cz表示地形粗糙度系數(shù)； o ( )cz表示地形形態(tài)修正系數(shù) 平均風壓的計算 其中：Zmin和Zmax表示最小和最大高度；c0(z)表示地形 形態(tài)修正系數(shù)；z表示風荷載的計算高度；k1表示擾動系 數(shù)，可參考各國自己的規(guī)范，推薦采用1.0；z0表示粗糙度 長度系數(shù) 其中紊流強度系數(shù) l v o0 ln/ k Iz czz z maxmin zzz minvv zIzI min zz 周邊高層建筑對風速的影響 高層建

3、筑對周邊相對較矮建筑的影響 迎風面障礙建筑對風速的影響 高層建筑對周邊相對較矮建筑的影響 2 n r z 21 1 2 low n h zrxr r xr 2rxr nlow zh 2xr 迎風面障礙建筑對風速的影響 min 0.8,0.6 disave hhh2 ave xh min 1.20.2,0.6 disave hhxh26 aveave hxh 0 dis h6 ave xh 結(jié)構(gòu)系數(shù)的計算 ev 22 evp ds 71 21 zI RBzIk cc ve Iz e z p k 表示紊流強度系數(shù)； 表示計算高度 表示峰值系數(shù)； B表示背景系數(shù)； R表示共振系數(shù) 風荷載系數(shù)的計算

4、風荷載系數(shù)包括合力系數(shù)、風壓系數(shù)和摩擦力系 數(shù)，其中風壓系數(shù)又包括外壓力系數(shù)和內(nèi)壓力系 數(shù)，它們本質(zhì)上是空氣動力學系數(shù)的反映，因此 其取值與結(jié)構(gòu)體型相關(guān) 外壓力系數(shù) ,1,1,1010 log pepepepe ccccA 側(cè)面外壓力系數(shù)分區(qū)示意 普通風的程序?qū)崿F(xiàn) 計算當前層迎風面寬度 b, h 確定計算高度 Z=Zn OR Z=Zist+Hdis 計算平均風壓Qp 計算基本風壓Qb 否 是 每個計算面的面積Aref每個計算面的幾何信息 風荷載外壓力系數(shù)Cpe 每個計算面上的風荷載 疊加得本層風荷載 層號總層數(shù) 結(jié)束 是 否 層號+1 開始 層號地下室 外壓力系數(shù)界面 風荷載簡圖 偶然偏心的程

5、序計算 cy cx exxD eyyD )( )( minmax minmax 偏心距的計算 xxTx DFF yyTy DFF X向風荷載作用下偶然偏心引起的附加扭矩為 Y向風荷載作用下偶然偏心引起的附加扭矩為 名義風荷載 名義風荷載為結(jié)構(gòu)重力荷載的1.5%，其中重力荷 載為 其中RMC為活荷載質(zhì)量折減系數(shù)。 重力荷載包括結(jié)構(gòu)的自重、恒荷載以及折減后的 活荷載。 根據(jù)每個結(jié)點上的質(zhì)量換算每個結(jié)點上的名義風 荷載，計算X，Y兩個方向 缺陷荷載 缺陷荷載 活恒RMC 180 180 fy y fx x G F G F 重力荷載 兩個方向的缺陷荷載分別為 風荷載統(tǒng)計結(jié)果 內(nèi)力結(jié)果 第二部分 SLA

6、BCAD歐洲規(guī)范版 活荷載不利布置 開發(fā)意義 活荷作用的特點在于其時間及空間上分布的隨機性，因此， 在結(jié)構(gòu)設(shè)計中通過活荷載不利布置分析，找出受力構(gòu)件最 不利的受力狀態(tài)是十分必要的。 目前，現(xiàn)有樓板分析軟件對這個問題都采用不考慮活荷載 不利布置或簡化方法計算，對于板上活載不利布置對板的 內(nèi) 力 、 配 筋 的 影 響 研 究 較 少 ， 所 以 ， 在 樓 板 軟 件 SLABCAD中增加這個功能具有較強的工程實用價值。 簡化計算方法 對于一般多層民用建筑，活荷載標準值約為2.0-3.0 kN/m2，只占由恒載和活載引起的全部豎向荷載的15%- 20 %，活荷載不利布置的影響較小。故工程中多不考

7、慮 活荷載的不利布置，而簡化按均勻滿布計算內(nèi)力。但是， 當樓面活荷載大于4kN/m，(JGJ 3-2010)高層建筑混凝 土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程規(guī)定應(yīng)考慮活荷載不利布置的影響。 工程中常采用近似方法來考慮活荷載的不利布置的影響。 高規(guī)提出了放大系數(shù)法，將未考慮活荷載不利分布計算的 框架梁彎矩乘以放大系數(shù)予以近似考慮，該放大系數(shù)通常 可取為1.1-1.3，活載大時可選用較大數(shù)值，正、負彎矩應(yīng) 同時予以放大。 SLABCAD計算模型 理論上每一次獨立的活荷加載方式都應(yīng)進行結(jié)構(gòu)的整體分析，并進行 構(gòu)件內(nèi)力的累加形成最大受力包絡(luò)，但因計算工作量的巨大而使得這 種活荷不利作用的計算方法難以應(yīng)用于實際工程?？紤]到

8、板的活荷不 利布置主要對本層樓板影響大，而層與層之間的影響較小，借鑒結(jié)構(gòu) 力學中的“分層模型”的計算方法，采用分層剛度模型，在每次加載 時，只考慮本層剛度，該剛度由本層所有梁和相連的上下層的柱、支 撐、墻等豎向構(gòu)件的剛度貢獻而成。經(jīng)此簡化，一次求解內(nèi)力時間大 大縮短，即解決了活荷不利布置的計算速度問題，又增強了實用性。 具體到某一樓層時，其計算原理是：首先將各個活荷載布置在單個房 間，作為一個獨立工況，計算各個工況單獨作用下的樓板內(nèi)力，然后 將計算結(jié)果進行單值疊加，即同一位置處的正值相互疊加得到正的最 大值(此時出現(xiàn)負值的工況不參與組合)，同一位置處的負值相互疊加 得到負的最大值(此時出現(xiàn)正值

9、的工況不參與組合)。從而得到各個組 合工況作用下樓板最大響應(yīng)。 SLABCAD計算模型 活荷載不利布置計算模型（q表示作用在結(jié)構(gòu)上的活載） 軟件流程 自動選取PMCAD模型的單個樓層；對樓板進行網(wǎng) 格劃分，形成板、殼有限元計算數(shù)據(jù)；自動施加 約束條件； 考慮活荷載不利布置，進行有限元法分析； 后處理顯示，包括內(nèi)力顯示和配筋顯示； 軟件界面 算例 三跨樓板， 樓板厚度 100，自重 自動計算， 活載為 2kN/m2， 滿布活載 跨中彎矩 活載最不利布置 考慮活荷載不利布置，板跨中彎矩增大1.38倍 跨中彎矩 第三部分 歐洲規(guī)范版構(gòu)件設(shè)計 混凝土強度 歐洲規(guī)范以直徑150高300的圓柱體抗壓強度標

10、準值為基礎(chǔ)， 同時斜線后面標示150立方體抗壓強度 。 常用的混凝土標號取值區(qū)間 C12/15 C90/105 歐洲規(guī)范規(guī)定混凝土強度設(shè)計值為 ccck cd c f f 0 . 18 . 0: cc 5 . 1: c (默認值取0.85) 鋼筋強度 歐洲規(guī)范以鋼筋的特征屈服強度 或0.2%應(yīng)變的驗證應(yīng)力 作為鋼筋強度的標準值，并以標準值作為鋼筋強度選擇的 標準。 常用的鋼筋強度標準值取值區(qū)間 400600 N/mm2 歐洲規(guī)范規(guī)定鋼筋強度設(shè)計值為 15. 1: s yk f yk yd s f f 梁構(gòu)件設(shè)計 歐洲規(guī)范EC2規(guī)定正截面設(shè)計的基本假設(shè)條件與中國規(guī)范 相同，假設(shè)條件有： 1.平截

11、面假定：加載前后截面始終近似為平面。 2.認為有粘結(jié)的鋼筋應(yīng)變與周圍混凝土相同。 3.忽略混凝土抗拉強度。 4.混凝土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系見下式： 。 c ccdcc2 c2 ccdc2ccu2 11 0 n f f 梁構(gòu)件設(shè)計 混凝土梁正截面設(shè)計平衡方程： Edcdsyd2 2 x Mf bxdA fdd cdydydss f bxf Af A ck ckck 0.8 50MPa 0.8(50)/ 200 50MPa f ff ck ckck 1.0 50MPa 1.0(50)/ 400 50MPa f ff 梁構(gòu)件設(shè)計 算例1，中歐規(guī)范梁正截面配筋比較： 簡支矩形梁，截面尺寸為b X h=300m

12、m X 600mm,混凝土強度等 級C25/30,鋼筋合力點至截面近邊的距離為40mm，采用HRB400 鋼筋，彎矩設(shè)計值M=300kN m 混凝土標號混凝土標號 混凝土強度混凝土強度 設(shè)計值設(shè)計值 （MPa） 鋼筋強度鋼筋強度 設(shè)計值設(shè)計值 （MPa） 配筋面積配筋面積 （mm2） 歐洲規(guī)范歐洲規(guī)范C25/30C25/3014.214.2347.8347.817771777 中國規(guī)范中國規(guī)范C30C3014.314.336036017061706 配筋差別主要來源于材料強度設(shè)計值的不同取值 梁構(gòu)件設(shè)計 混凝土梁斜截面設(shè)計 歐洲規(guī)范統(tǒng)一采用變角空間桁架模型進行分析 圖 4 12 梁桁架模型圖

13、梁構(gòu)件設(shè)計 混凝土梁斜截面設(shè)計 桁架中拉桿抗力值為 桁架中壓桿抗力值為 sw RdRd,sywd cot A VVzf s Rd,maxcww1cd / cottanVb zf 柱構(gòu)件設(shè)計 柱計算長度的確定，歐洲規(guī)范區(qū)分有無支撐情況 無側(cè)移（ Braced columns ） 有側(cè)移（ unbraced columns ） k1，k2為柱上下兩端轉(zhuǎn)動約束的相對柔度 12 0 12 0.5(1)(1) 0.450.45 kk ll kk 1212 0 1212 max1 10;(1)(1) 11 k kkk ll kkkk ( /)(/ )kMEI l 柱構(gòu)件設(shè)計 算例2，柱計算長度系數(shù)比較 現(xiàn)

14、澆樓蓋框架柱，柱截面300mmX500mm ,柱高2.8m，位于中間 層，上下兩個主軸方向均雙側(cè)有框架梁，梁截面均為 300mmX500mm ，梁跨度5m 中國規(guī)范中國規(guī)范 歐洲規(guī)范歐洲規(guī)范 支撐框架柱支撐框架柱無支撐框架柱無支撐框架柱 1.250.751.80 中歐規(guī)范柱計算長度系數(shù)比較 有支撐情況（如框剪結(jié)構(gòu)）柱計算長度系數(shù)取值比中國規(guī)范小， 純框架中框架柱長度系數(shù)取值比中國規(guī)范大 柱構(gòu)件設(shè)計 柱區(qū)分短柱與細長柱，細長柱需要考慮二階效應(yīng) 短柱與細長柱的區(qū)分標準，同時作為忽略二階效應(yīng)的準則 min min 20/A B Cn ef 1/(1 0.2)A 12B m =1.7-Cr Ed cc

15、d N n A f 柱構(gòu)件設(shè)計 算例3：柱計算忽略二階效應(yīng)的比較 幾何條件同算例2,混凝土強度等級C30（對應(yīng)歐洲規(guī)范為C25/30） ,縱向鋼筋強度標準值fyk=400MPa,單側(cè)配筋420,截面設(shè)計壓力 N=1600kN,下端設(shè)計彎矩M=240kN.m，上端彎矩設(shè)計值M=- 200kN.m。 中歐規(guī)范柱忽略二階效應(yīng)控制長細比 支撐框架柱二階效應(yīng)忽略條件比中國規(guī)范放得寬 純框架中框架柱二階效應(yīng)忽略條件比中國規(guī)范嚴 中國規(guī)范中國規(guī)范 歐洲規(guī)范歐洲規(guī)范 支撐框架柱支撐框架柱無支撐框架柱無支撐框架柱 4458.916.27 柱構(gòu)件設(shè)計 細長柱二階效應(yīng)計算 歐洲規(guī)范針對二階效應(yīng)給出了兩種簡化計算方法

16、：一種基于名義 剛度計算，另一種基于名義曲率計算。 程序研發(fā)采用了名義曲率法 考慮二階效應(yīng)的設(shè)計彎矩為： e2二階效應(yīng)產(chǎn)生的附加撓曲變形 Ed0Ed20EdEd2 MMMMN e 2 0 2 1 l e r c r 0 11 K K rr 柱構(gòu)件設(shè)計 柱單偏壓計算 大偏心 平衡方程： 小偏心 平衡方程： Edcd ()Nf bd Edcdyds2 ()()() 22 hd Mf bdf A dd cuss dx E x cdydscussEd () dx f bxf AE AN x 柱構(gòu)件設(shè)計 柱雙偏壓計算 分別驗算y向和z向的單偏壓情況 不滿足下面條件時，需要進行雙偏壓校核 雙偏壓校核 yy

17、 zz 22 或 yy zz / 0.20.2 / eheb ebeh 或 Edy Edz RdzRdy 1.0 a a M M MM 0.10.71.0 1.01.52.0 說明：中間值采用線性插值確定 EdRd /NN a 柱構(gòu)件設(shè)計 算例4 中歐規(guī)范柱配筋設(shè)計比較 現(xiàn)澆樓蓋框架柱，柱截面300mmX500mm ,柱高2.8m，位于中間 層，上下兩個主軸方向均雙側(cè)有框架梁，梁截面均為 300mmX500mm ，梁跨度5m， 混凝土強度等級C30（對應(yīng)歐洲規(guī)范為C25/30）,縱向鋼筋強度標 準值fyk=400MPa, 截面設(shè)計壓力N=1600kN,下端設(shè)計彎矩 M=240kN.m，上端彎矩設(shè)計值M=200kN.m 計算長度計算長度 系數(shù)系數(shù) 二階彎矩二階彎矩 單側(cè)計算配筋單側(cè)計算配筋 mm2 歐洲規(guī)范歐洲規(guī)范 支撐框架柱支撐框架柱0.75不用考慮不用考慮11751175 無支撐框架柱無支撐框架柱1.8 e e2z 2z=18.77 =18.77 mm Mmm M2 2=30=30 kN.m Med=274.2 14411441 中國規(guī)范中國規(guī)范1.25 C Cm mnsM =1.09=1.09240=260.75 13121312 剪力墻設(shè)計 剪力墻正截面計算 墻兩側(cè)的應(yīng)力采用彈性力學方法計算 受拉鋼筋應(yīng)該滿足以下條件