高層建筑第三章荷載作用與組合

1、第三章第三章 荷載作用與組合荷載作用與組合【本章教學(xué)目標(biāo)本章教學(xué)目標(biāo)】本章主要介紹荷載與作用的概念與分類；本章主要介紹荷載與作用的概念與分類；掌握結(jié)構(gòu)豎向荷載的計(jì)算、水平荷載中風(fēng)掌握結(jié)構(gòu)豎向荷載的計(jì)算、水平荷載中風(fēng)荷載和地震作用計(jì)算方法。掌握荷載效應(yīng)荷載和地震作用計(jì)算方法。掌握荷載效應(yīng)組合的方法和設(shè)計(jì)要求，掌握結(jié)構(gòu)內(nèi)力組組合的方法和設(shè)計(jì)要求，掌握結(jié)構(gòu)內(nèi)力組合的方法，并能進(jìn)行內(nèi)力組合的計(jì)算。合的方法，并能進(jìn)行內(nèi)力組合的計(jì)算。第一節(jié)第一節(jié) 荷載與作用的概念與分類荷載與作用的概念與分類一、荷載與作用的定義一、荷載與作用的定義 使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形效應(yīng)的一切外因統(tǒng)稱為作用。結(jié)構(gòu)必須能抵抗外部各種作用。

2、 作用包括建筑物自重、使用荷載、風(fēng)荷載、地震作用及溫度變化、地基不均勻沉降等。 習(xí)慣上把直接施加于結(jié)構(gòu)上的外因稱為荷載，如自重、活荷載、風(fēng)雪荷載等直接作用；把間接施加于結(jié)構(gòu)上的外因稱為作用，如地基不均勻變形、混凝土收縮、焊接變形、溫度變化或地震等間接作用。二、荷載與作用的分類荷載與作用的分類按時(shí)間特征：按時(shí)間特征：(1) 永久荷載：在結(jié)構(gòu)使用期間，荷載值及 作用位置幾乎不隨時(shí)間而變。如結(jié)構(gòu)自 重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。 (2) 可變荷載：在結(jié)構(gòu)使用期間，荷載值隨 時(shí)間變化。如樓屋面活荷載、積灰荷載、風(fēng)雪荷載等。(3) 偶然荷載：在結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)， 其量值很大且持續(xù)時(shí)間較短的荷載。

3、如地 震、爆炸力、撞擊力等。按作用方向：按作用方向：(1) 豎向荷載：荷載作用方向沿垂直方向的 荷載。如結(jié)構(gòu)自重、樓屋面活荷載等。 (2)水平荷載：荷載作用方向沿水平方向的荷 載。如風(fēng)荷載、水平地震作用等。與多層建筑相比，高層建筑層數(shù)多、高度較大，其豎向荷載的影響是與建筑高度成正比的線性關(guān)系，而水平作用所產(chǎn)生的作用效應(yīng)隨建筑高度成非線性的增長(zhǎng)。并逐漸成為設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。三、荷載代表值三、荷載代表值荷載代表值是指為了方便設(shè)計(jì)給荷載規(guī)定以一定的量值。 包括：標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值。其中標(biāo)準(zhǔn)值指正常情況下在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（如50年）內(nèi)可能出現(xiàn)的最不利荷載值，是荷載的基本代表值，而其他代表值是采用

4、相應(yīng)的系數(shù)乘以其標(biāo)準(zhǔn)值得出。系數(shù)查現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）。 永久荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值；可變荷載應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值或準(zhǔn)永久值作為代表值；偶然荷載應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)使用特點(diǎn)確定其代表值。 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)使用過程中在結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的荷載，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進(jìn)行荷載組合，并應(yīng)取各自的最不利的效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。 對(duì)于承載能力極限狀態(tài)，應(yīng)按荷載效應(yīng)的基本組合或偶然組合進(jìn)行荷載組合。對(duì)于正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合或偶然組合、頻遇組合或準(zhǔn)永久組合進(jìn)行荷載組合。下面介紹豎向荷載（恒、活荷載）和水平荷載下

5、面介紹豎向荷載（恒、活荷載）和水平荷載（風(fēng)荷載、地震作用）標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法（風(fēng)荷載、地震作用）標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算方法第二節(jié)第二節(jié) 豎向荷載的計(jì)算豎向荷載的計(jì)算結(jié)構(gòu)自重、樓屋面活荷載、雪荷載、積灰荷載、施工和檢修荷載等均屬于豎向荷載。一、結(jié)構(gòu)恒載的計(jì)算一、結(jié)構(gòu)恒載的計(jì)算結(jié)構(gòu)恒載（自重荷載）可由構(gòu)件和裝修的設(shè)計(jì)尺寸與材料單位體積的自重計(jì)算確定。下表摘錄了荷載規(guī)范的部分材料和構(gòu)件的自重。二、結(jié)構(gòu)活載的計(jì)算二、結(jié)構(gòu)活載的計(jì)算 荷載規(guī)范給出了各種建筑樓屋面活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù)。樓屋面活荷載、雪荷載、積灰荷載、施工和檢修荷載等均可按規(guī)范查得。下表給出荷載規(guī)范的民用建筑樓面均布活荷載的量

6、值。三、豎向荷載的估算三、豎向荷載的估算通常結(jié)構(gòu)單位樓層面積的平均結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值（含恒、活荷載）： 砌體結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)多層建筑：12kN/m2； 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高層建筑：15kN/m2； 鋼結(jié)構(gòu)房屋：8kN/m2；豎向荷載估算值在方案設(shè)計(jì)階段很有用，可作為地基承載力和結(jié)構(gòu)底部剪力以及構(gòu)件截面的估算依據(jù)。第三節(jié)第三節(jié) 風(fēng)荷載風(fēng)荷載 空氣流動(dòng)形成的風(fēng)可在建筑物表面產(chǎn)生壓力與吸力，稱為風(fēng)荷載。 風(fēng)作用是不規(guī)則的，風(fēng)壓隨風(fēng)速、風(fēng)向而不停地改變，實(shí)際上是一種動(dòng)力荷載，在高度較大、剛度較小的高層建筑中應(yīng)考慮風(fēng)荷載的動(dòng)力效應(yīng)影響。 與地震作用相比，風(fēng)荷載相對(duì)較小，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，在進(jìn)行房屋設(shè)計(jì)時(shí)近似把它

7、看作為靜荷載。 作用在建筑物表面單位面積上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下式?jīng)Q定： Wk=ZSZWo(KN/)-得到單位面積上的風(fēng)壓值，垂直于表面，正為壓力，負(fù)為吸力。一、基本風(fēng)壓值一、基本風(fēng)壓值Wo(KN/) Wo=VO2/2計(jì)算風(fēng)壓值，VO風(fēng)速(m/s) Wo值可以查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 (GB5009-2012 ） 南京地區(qū)為0.4KN/m2。Wo計(jì)算依據(jù)：該城市(地區(qū))空曠平坦地面離地10m處，重現(xiàn)期為50年的10分鐘平均最大風(fēng)速作為計(jì)算基本風(fēng)壓值的依據(jù)。不得小于0.3KN/m2特別重要或?qū)︼L(fēng)荷載比較敏感的高層建筑：其基本風(fēng)壓按重現(xiàn)期為100年的風(fēng)速計(jì)算，可查規(guī)范表。二、風(fēng)壓高度變化系數(shù)二、風(fēng)壓高度變化

8、系數(shù)Z：一般而言10m以上高度越大，風(fēng)速越大，風(fēng)壓也越大，Z用以修正基本風(fēng)壓值，Z的值可見下表離地面或海平面高度5102030405060708090100150200地面粗糙度類別A1.091.281.521.671.791.891.972.052.122.182.232.462.64B1.001.001.231.391.521.621.711.791.871.932.002.252.46C0.650.650.740.881.001.101.201.281.361.431.501.792.03D0.510.510.510.510.600.69077084091098104133158注：A類

9、指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；B類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；C類指有密集建筑群的城市市區(qū)；D類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。 三、風(fēng)載體型系數(shù)三、風(fēng)載體型系數(shù)s風(fēng)流動(dòng)經(jīng)過建筑物時(shí)，對(duì)建筑不同部位會(huì)產(chǎn)生不同的效果，有壓力，也有吸力。空氣流動(dòng)還會(huì)產(chǎn)生渦流，使建筑物局部有較大的壓力和吸力。因此風(fēng)載隨建筑物的體型、尺度、表面位置、表面狀況而改變，作用力大小和方向可通過實(shí)測(cè)或風(fēng)洞試驗(yàn)得到。圖中：沿房屋表面的風(fēng)壓值并不均勻，風(fēng)壓作用方向與表面垂直（1)迎風(fēng)面受正壓力。中間偏上為最大，兩邊及底部最小。（2）背風(fēng)面全部承受負(fù)壓力（吸力），兩邊略大、中間 小，背面

10、負(fù)壓力分布較均勻。（3）當(dāng)風(fēng)平行于建筑物側(cè)面時(shí)，兩側(cè)承受吸力，近側(cè) 大，遠(yuǎn)側(cè)小。分布極不均勻。（4）由于風(fēng)向、風(fēng)速的隨機(jī)性，因而迎風(fēng)面正壓、背風(fēng) 面負(fù)壓以及兩側(cè)負(fù)壓也隨機(jī)變化。高層建筑體型系數(shù)高層建筑體型系數(shù)s設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化s的值l 方形、矩形、十字形平面建筑物s =1.3，當(dāng)建筑物的高寬比H/d4 而平面長(zhǎng)寬比l/d=1.01.5時(shí)，取1.4； l 弧形、V形、Y形、雙十字形、井字形、L形和槽形平面s =1.4；l 圓形平面s =0.8 ；l 正多邊形平面 其中n為邊數(shù)。l 作用于V形、槽形平面上正、反方向風(fēng)力是不同的，可按兩向大小相等、符號(hào)相反、絕對(duì)值取較大值簡(jiǎn)化。 ns2.18.0l 驗(yàn)算圍護(hù)

11、構(gòu)件及其連接強(qiáng)度時(shí)，正壓區(qū)、負(fù)壓區(qū)需注意四、風(fēng)振系數(shù)四、風(fēng)振系數(shù)Z風(fēng)是不規(guī)則的，風(fēng)速、風(fēng)向不停變化，從而導(dǎo)致風(fēng)壓不停變化。平均風(fēng)壓使建筑物產(chǎn)生一定側(cè)移，波動(dòng)風(fēng)壓則使建筑物在平均側(cè)移附近左右搖擺。波動(dòng)風(fēng)壓效應(yīng)：對(duì)高度大，剛度較小的高層建筑會(huì)產(chǎn)生一些不可忽略的動(dòng)力效應(yīng)，振幅加大，故在風(fēng)壓值上乘以放大風(fēng)振系數(shù)ZZ=1+Zz)()(Z210( )21/zzzgI BR 振型系數(shù)；可采用振型計(jì)算點(diǎn)距室外地面高度Z 與房屋高度H的比值 式中：3/421211)1 (6xxR5,301011xkfxw( )1zazxzzBkH 其中：HeHHz60601060/BeBBx50501060/10Ig：峰值因子

12、，可取2.5；：10m高度名義湍流強(qiáng)度，對(duì)應(yīng)A、B、C、D類地面粗糙度，可分別取0.12、0.14、0.23和0.39；WK：地面粗糙度修正系數(shù)，對(duì)A、B、C、D類地面粗糙度分別取1.28、1.0、0.54和0.26；1：結(jié)構(gòu)阻尼比，鋼筋砼取0.05K， 為系數(shù)，查規(guī)范GB50009-2012表8.4.5-11a五、總體風(fēng)荷載與局部風(fēng)荷載五、總體風(fēng)荷載與局部風(fēng)荷載總體風(fēng)荷載指作用在建筑物上的全部風(fēng)荷載使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力和位移。局部效應(yīng)指風(fēng)對(duì)建筑物某個(gè)局部產(chǎn)生的內(nèi)力與變形。1、總風(fēng)荷載(KN/m）各表面承受風(fēng)力的合力，且沿高度變化。W=ZZWo(s1B1cos1+s2B2cos2+snBncosn

13、) n建筑物外圍表面數(shù) B1、B2、Bnn個(gè)表面寬度 s1，s2snn個(gè)表面風(fēng)載體型系數(shù) 1，2，nn個(gè)表面法線與風(fēng)作用方向夾角 總風(fēng)荷載作用點(diǎn)為各表面風(fēng)荷載合力作用點(diǎn)。 1=00風(fēng)壓全計(jì)入總風(fēng)載 1=900風(fēng)壓不計(jì)入總風(fēng)載2、局部風(fēng)載（計(jì)算維護(hù)結(jié)構(gòu)） 風(fēng)壓在建筑物表面不均勻，在某些風(fēng)壓大的部分，要考慮局部風(fēng)載不利作用，采用局部風(fēng)壓體型系數(shù)。 計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)：Wk=gZSlZWo正壓區(qū)局部風(fēng)壓體型系數(shù)同總風(fēng)載，負(fù)壓區(qū)荷載規(guī)范有特殊規(guī)定。 陽臺(tái)、雨篷、遮陽板等懸挑構(gòu)件，驗(yàn)算向上漂浮的風(fēng)載，超過自重會(huì)出現(xiàn)反向彎矩，其局部風(fēng)壓體型系數(shù)S取-2.0。 計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的陣風(fēng)系數(shù)gZ下表：離地面高離地面高度

14、（度（m）地面粗糙度類別地面粗糙度類別ABCD51.651.702.052.40101.601.702.052.40151.571.662.052.40201.551.631.992.40301.531.591.902.40401.511.571.852.29501.491.551.812.20601.481.541.782.14701.481.521.752.09801.471.511.732.04901.461.501.712.011001.461.501.691.981501.431.471.631.872001.421.451.591.792501.411.431.571.743001

15、.401.421.541.70例例3-1：計(jì)算具有下圖平面的框架剪力墻結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載 及合力作用位置。18層房屋總高58m，地區(qū)標(biāo)準(zhǔn) 風(fēng)壓WO=0.7KN/，風(fēng)向?yàn)閳D中箭頭所示方向。解：每個(gè)表面沿建筑物高度每米的風(fēng)荷載是 WZ=ZZWoBisicosi首先計(jì)算WoBisicosi，按8塊表面 積分別計(jì)算風(fēng)力(壓力或吸力)在y方向投影值，投影后與y坐標(biāo)正向相同者取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。表面序號(hào)在中注明，計(jì)算如下表，xi為Wi到原點(diǎn)o的距離。序號(hào)BisiWocosiWi(KN/m)Xi(m)Wixi128.380.80.7115.8914.19225.52261.00.70.52.1029.8862.7

16、53-60.450.7/2-1.6433.98-55.62428.380.50.70.54.5629.48146.435-60.50.70.5-1.0523.85-25.08660.50.7/21.8222.7941.46728.380.50.70.54.9613.165.04860.50.712.1036.3029.16466.80m1616.2980.466iZZZw)HH(wii29.16KN/m)HH76. 0(iz風(fēng)力合力作用點(diǎn)距原點(diǎn)：Xo= 框架剪力墻結(jié)構(gòu)基本周期近似值取0.07N，N為層數(shù)。 T=0.0718=1.26s, 0.794 1/s, B類地區(qū)：H=58m， WZ=33

17、1f14. 001I05. 010 . 1wk187. 0,67. 01akZ=1+Zz)()947. 0(76. 0結(jié)果見下表HH76. 0iZZZ(KN/m)WZ層數(shù)Hi/m分布圖形18580.761.702.4671.717540.701.662.3668.816510.671.632.3067.115480.631.602.2365.014450.581.572.1563.913420.551.542.0962.712390.511.512.0258.911360.471.471.9456.610330.431.431.8654.29300.391.391.7651.98270.361

18、.351.7149.87240.311.301.6146.96210.271.241.5144.05180.231.211.4442.04150.201.181.3840.23120.161.151.3138.2290.121.001.1232.7150.071.001.0731.2第四節(jié)第四節(jié) 地震作用地震作用一、基本知識(shí)一、基本知識(shí)地震時(shí)地震波產(chǎn)生地面運(yùn)動(dòng)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生震動(dòng)，稱為結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。包括加速度、速度與位移反應(yīng)。地震波可使產(chǎn)生豎向與水平振動(dòng)，一般對(duì)房屋的破壞主要由水平振動(dòng)引起。設(shè)計(jì)中應(yīng)該主要考慮水平作用。只有在震中附近高烈度區(qū)，才考慮豎向地震作用。地震動(dòng)三要素：1、強(qiáng)度：反映地震波的

19、幅值。烈度大，強(qiáng)度大。2、頻譜：反映地震波的波形。1962年墨西哥地震時(shí)，墨 西哥市a=0.05g，但由于地震卓越周期與結(jié)構(gòu)接 近，從而破壞嚴(yán)重。3、持時(shí)：反映地震波的持續(xù)時(shí)間。短則對(duì)建筑物影響不 大。地震動(dòng)影響因素：1、震源2、深度3、震中距4、土壤性質(zhì)：地震波在傳播過程中高頻部分易被吸收，軟土中更是如此。故震中附近或是巖石等堅(jiān)硬土中，卓越周期在0.10.3s左右。離震中較遠(yuǎn)或沖積土等軟土中，卓越周期在1.52s左右，對(duì)高層建筑不利。5、建筑物本身：包括自振周期、振型與阻尼，與剛度、質(zhì)量有關(guān)，剛度大則周期短，質(zhì)量大則作用力大。剛度小、質(zhì)量大，則周期長(zhǎng)，位移大，當(dāng)?shù)卣鸩ㄗ吭街芷谂c建筑物自振周期

20、相近時(shí)，引起類共振，反映劇烈?？拐鹪O(shè)計(jì)：以等效地震荷載來表示地震作用。抗震設(shè)計(jì)三水準(zhǔn)：小震不壞：50年超越概率63.2%中震可修：50年超越概率10%，局部構(gòu)件可進(jìn)入塑性， 但可修。大震不倒：50年超越概率23%，不能倒塌?？拐鹪O(shè)計(jì)二階段方法：設(shè)計(jì)階段采用相應(yīng)于設(shè)防烈度的小震作用計(jì)算彈性位 移及內(nèi)力，用極限狀態(tài)方法設(shè)計(jì)配筋，并按 延性采取相應(yīng)抗震措施。驗(yàn)算階段：用罕遇地震作用計(jì)算所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的彈塑性側(cè)移 變形，如層間位移超過允許值，應(yīng)重新設(shè)計(jì)， 直至滿足大震不倒的要求為止。不計(jì)算內(nèi)力。幾個(gè)有關(guān)抗震的術(shù)語及其間的關(guān)系：震級(jí)表示一次地震釋放能量的大小。一次地震只有一個(gè)震級(jí)。烈度表示某地區(qū)遭受地震影響

21、的強(qiáng)弱程度?？拐鹪O(shè)防烈度：該地區(qū)50年可能遭遇的超越概率10%的地 震烈度，由國家頒布。設(shè)計(jì)基本地震加速度：50年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期超越概率10%的地 震地震加速度的設(shè)計(jì)取值。ME5 . 18 .111010)(5 . 15 . 18 .115 . 18 .111212121010101010MMMMEE321000105 . 112EE震級(jí)和烈度只在特定條件下存在大致對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)于淺源地震（震源深度在10-30km）震級(jí)與震中烈度Io的關(guān)系： M1+2/3Io1976年唐山7.8級(jí)地震，當(dāng)時(shí)規(guī)范定的是6度區(qū)，當(dāng)時(shí)規(guī)范規(guī)定7度開始設(shè)防。北川，安縣，綿竹，汶川，都江堰抗震設(shè)防烈度規(guī)范定為7度，現(xiàn)改為8度

22、。震級(jí)M與地震釋放能量E之間的關(guān)系： lgE=11.8+1.5M 震級(jí)相差一級(jí),震原定為7.8級(jí)，后修正為8.0級(jí)，釋放的能量相差2.0倍。 唐山大地震釋放的能量相當(dāng)于400顆廣島原子彈。,能量相差約32倍；汶川地gg20. 010. 0278gg05. 010. 0276gg15. 010. 02759. 7gg30. 010. 02759. 8)(/3310. 02255. 1galscmg )(/19610. 0221galscmg 抗震設(shè)防烈度與設(shè)計(jì)基本地震加速度的關(guān)系：規(guī)定一：規(guī)定一：設(shè)計(jì)基本地震地面運(yùn)動(dòng)加速度為0.10g的地區(qū)，其抗震設(shè)防烈度為7度，地面運(yùn)動(dòng)加速度每增加（或降低）一

23、倍，則抗震設(shè)防烈度增加(或降低)約1度。規(guī)定二：規(guī)定二：多遇地震的烈度比設(shè)計(jì)基本烈度約低1.55度；罕遇地震的烈度比設(shè)計(jì)基本烈度約高1度。6度區(qū)為： 7.59度區(qū)為： 8.59度區(qū)為： 7度區(qū)多遇地震： 7度區(qū)罕遇地震：8度區(qū)的地面運(yùn)動(dòng)加速度為：二、地震作用計(jì)算二、地震作用計(jì)算 1、地震作用計(jì)算的一般規(guī)定（1）計(jì)算原則各抗震設(shè)防類別建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下列要求：甲類建筑：地震作用高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度，按地震安全性 評(píng)價(jià)，抗震措施68度時(shí)抗震設(shè)防烈度提高一度， 9度適當(dāng)提高；乙類建筑：地震作用符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度，抗震措施68 度時(shí)抗震設(shè)防烈度提高一度，9度適當(dāng)提高；較小 的乙類建筑，結(jié)

24、構(gòu)抗震性能好的結(jié)構(gòu)類型，抗震措 施允許不提高；丙類建筑：地震作用和抗震措施應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度；丁類建筑：地震作用符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度，抗震措施允許 適當(dāng)降低，但6度時(shí)不應(yīng)降低抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)，除規(guī)范具體規(guī)定外，乙、丙、丁類建筑可不進(jìn)行地震作用計(jì)算。一般情況下，應(yīng)允許在建筑結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算水平地震作用，并進(jìn)行抗震驗(yàn)算，各方向的水平地震作用應(yīng)由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)。有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，當(dāng)相交角度大于15時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用。質(zhì)量和剛度分布明顯不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，應(yīng)計(jì)入雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響，其他情況，應(yīng)允許采用調(diào)整地震作用效應(yīng)的方法計(jì)入扭轉(zhuǎn)影響。8

25、、9度時(shí)的大跨度和長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)及9度時(shí)的高層建筑，應(yīng)計(jì)算豎向地震作用。注: 8、9度時(shí)采用隔震設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)按有關(guān)規(guī)定計(jì)算豎向地震作用。(2) 各類結(jié)構(gòu)適用的抗震計(jì)算方法 高度不超過40m ，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高 度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié) 構(gòu)，可采用底部剪力法等簡(jiǎn)化方法。 除1款外的建筑結(jié)構(gòu)，宜采用振型分解反應(yīng)譜法。特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和規(guī)范規(guī)定高度范圍的高 層建筑，應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì) 算，可取多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果的平均值與振型分解反 應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的較大值。計(jì)算罕遇地震下結(jié)構(gòu)的變形，采用簡(jiǎn)化的彈塑性分析方 法或彈塑性時(shí)程分析法。11/

26、EkeqaeqaeqeqFm Sm g SgGG2 2、結(jié)構(gòu)地震影響系數(shù)的確定、結(jié)構(gòu)地震影響系數(shù)的確定在地震作用下，將結(jié)構(gòu)等效為單質(zhì)點(diǎn)體系，其所受到的水平地震作用為：式中： 等效單質(zhì)點(diǎn)體系地震加速度反應(yīng)譜值 (等效單質(zhì)點(diǎn)體系地震加速度絕對(duì)最大值） -相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期T1的水平地震 影響系數(shù)值。建筑結(jié)構(gòu)的地震影響系數(shù)應(yīng)根據(jù)烈度、場(chǎng)地類別、設(shè)計(jì)地震分組和結(jié)構(gòu)自振周期以及阻尼比確定。其水平地震影響系數(shù)最大值max應(yīng)按抗規(guī)表5.1.4-1采用；特征周期應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地類別和設(shè)計(jì)地震分組按下表5.1.4-2采用,計(jì)算8、9度罕遇地震作用時(shí)，特征周期應(yīng)增加0.05s。aS1建筑結(jié)構(gòu)地震影響系數(shù)曲線(圖5.

27、1.5)的阻尼調(diào)整和形狀參數(shù)應(yīng)符合下列要求：1）、除有專門規(guī)定外，建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比應(yīng)取0.05，地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整系數(shù)應(yīng)按1.0采用，形狀參數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）直線上升段，周期小于0.1s的區(qū)段。（2)水平段，自0.1s至特征周期區(qū)段，應(yīng)取最大值max。（3)曲線下降段，自特征周期至5倍特征周期區(qū)段，衰減 指數(shù)應(yīng)取0.9。（4)直線下降段，自5倍特征周期至6s區(qū)段，下降斜率調(diào) 整系數(shù)應(yīng)取0.02。 2）、當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比按有關(guān)規(guī)定不等于0.05時(shí)，地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整系數(shù)和形狀參數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定：曲線下降段的衰減指數(shù)應(yīng)按下式確定： 式中： 曲線下降段得衰減指數(shù) 阻尼比直線下

28、降段的下降斜率調(diào)整系數(shù)應(yīng)按下式確定： （3-58) 式中： 直線下降段的下降斜率調(diào)整系數(shù)，小于 零時(shí)取零阻尼調(diào)整系數(shù)應(yīng)按下式確定： （3-59) 式中： 阻尼調(diào)整系數(shù)，當(dāng)小于0.55時(shí)取0.55。805. 002. 0117 . 106. 005. 012255 . 005. 09 . 0（3-57)從圖5.1.5可以看出： 點(diǎn)的自振周期為零，即頻率無限高，說明該結(jié)構(gòu)為剛體，所以其運(yùn)動(dòng)和地面的相同，其最大加速度即地面運(yùn)動(dòng)的加速度，由圖中可見，點(diǎn)的地震影響系數(shù)為.45 max ?？拐鹨?guī)范規(guī)定時(shí)程分析所用7 度區(qū)多遇地震的地震加速度時(shí)程曲線最大值為35cm/s2 ,它應(yīng)該等于0.45maxg，即：

29、0.45 max980cm/s2=35cm/s2，由此可算得max =0.0794，抗震規(guī)范規(guī)定的7 度區(qū)多遇地震max =0.08。 段結(jié)構(gòu)當(dāng)進(jìn)入彈塑性階段，其剛度降低，自振周期加長(zhǎng)，地震作用加大，對(duì)抗震很不利，結(jié)構(gòu)物的自振周期不宜設(shè)計(jì)在該區(qū)域。BC平臺(tái)段為共振區(qū)，結(jié)束點(diǎn)C對(duì)應(yīng)的周期為特征周期，特征周期反映了設(shè)計(jì)地震分組和場(chǎng)地類別的影響，特征周期的大小將決定平臺(tái)的長(zhǎng)度，故場(chǎng)地條件越差，特征周期越長(zhǎng)，共振區(qū)就越長(zhǎng)；由于共振，地震作用本應(yīng)該是無限大，但由于阻尼力的存在以及地震時(shí)間短，使得地震作用不再放大，形成平臺(tái)。BC 段的中點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的周期基本上是場(chǎng)地土的自振周期。由于上述原因，結(jié)構(gòu)的自振周期應(yīng)

30、該設(shè)計(jì)在Tg以后，即影響系數(shù)曲線的下降段，下降段隨結(jié)構(gòu)自振周期的增大，地震作用減小，對(duì)抗震有利。但如果結(jié)構(gòu)的自振周期過大，則結(jié)構(gòu)過柔，變形過大，使人沒有安全感，故結(jié)構(gòu)的自振周期應(yīng)該設(shè)計(jì)在Tg5Tg之間為最宜。由表5.1.4-2還可見，特征周期隨設(shè)計(jì)地震分組的增大而增大，這是因?yàn)樵谡鹬懈浇?，短周期成分占主?dǎo)地位，而距離震中較遠(yuǎn)的地區(qū)，由于短周期成分被吸收較多，長(zhǎng)周期占主導(dǎo)地位。由表5.1.4-2還可見，場(chǎng)地土的特征周期小于等于0.9s，而高層建筑結(jié)構(gòu)的第I自振周期一般均大于1s，所以高層建筑結(jié)構(gòu)的第1自振周期一般均處在地震影響系數(shù)曲線的下降段。但對(duì)于IV類場(chǎng)地上1020層的高層建筑，結(jié)構(gòu)的剛度應(yīng)

31、盡量設(shè)計(jì)得弱些，才能避開共振區(qū)。3、水平地震作用計(jì)算、水平地震作用計(jì)算 由于地震地面運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性與復(fù)雜性、結(jié)構(gòu)體系的多樣性、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理與地基基礎(chǔ)相互作用的復(fù)雜性等因素決定了無論用什么方法計(jì)算地震作用，都只能是一種近似的估計(jì)。水平地震作用的確定方法主要有底部剪力法、振型分解反應(yīng)譜法、時(shí)程分析法等。（1 1）. .底部剪力法底部剪力法采用底部剪力法時(shí)，各樓層可僅取一個(gè)自由度，結(jié)構(gòu)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下列公式確定(圖5.2.1)：式中：FEK結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值； 1相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值，應(yīng)按圖5.1.5確定，多層砌體房屋、底部框架和多層內(nèi)框架磚房，宜取水平地震影響

32、系數(shù)最大值；eqEKGF1Geq結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，單質(zhì)點(diǎn)應(yīng)取總重力荷載代表值，多質(zhì)點(diǎn)可取總重力荷載代表值的85%；即單質(zhì)點(diǎn)結(jié)構(gòu): 多質(zhì)點(diǎn)結(jié)構(gòu): kkEeqQGGG5 . 0)5 . 0(85. 085. 01kikiniEeqQGGG 可變荷載種類組合值系數(shù) 雪荷載 0.5 屋面積灰荷載 0.5 屋面活荷載 不計(jì)入 按實(shí)際情況考慮的樓面活荷載 1.0 按等效均布活荷 載考慮的樓面活 荷載 藏書庫、檔案庫 0.8 其它民用建筑 0.5 吊車懸吊物重力 硬鉤吊車 0.3 軟鉤吊車 不計(jì)入重力荷載代表值組合值系數(shù)1(1)iiiE knnjjjGHFFGHnnE kFF各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：主體

33、結(jié)構(gòu)頂層附加水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：Fi質(zhì)點(diǎn)i的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值； Gi，Gj分別為集中于質(zhì)點(diǎn)i、j的重力荷載代表值； Hi，Hj分別為質(zhì)點(diǎn)i、j的計(jì)算高度； n頂部附加地震作用系數(shù)，多層內(nèi)框架磚房可 采用0.2；其他房屋可采用0.0； Fn頂部附加水平地震作用。Tg(s)T11.4 TgT11.4 Tg0.350.08 T1+0.070.00.350.550.08 T1+0.010.550.08 T1-0.02頂部附加地震作用系數(shù)n注：T1為結(jié)構(gòu)基本自振周期。 TTT7 . 11對(duì)于質(zhì)量和剛度沿房屋高度較均勻分布的框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的高層建筑，其基本自振周期T1（s）可按下式計(jì)算：

34、其中框架結(jié)構(gòu)取 T = 0.6-0.7，框架剪力墻結(jié)構(gòu)可取0.7-0.8,剪力墻結(jié)構(gòu)可取 0.9-1.0 。 （2）.振型分解反應(yīng)譜法振型分解反應(yīng)譜法用集中質(zhì)量法，把n層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為n個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成的n個(gè)自由的體系，求得其振型。不考慮扭轉(zhuǎn)偶聯(lián)振動(dòng)影響時(shí)，結(jié)構(gòu)第 j振型i質(zhì)點(diǎn)水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值： Fji=jjXjiGi j第j個(gè)振型周期Tj對(duì)應(yīng)的地震影響系數(shù) Xjij振型i質(zhì)點(diǎn)的振幅系數(shù)jj振型參與系數(shù) j=n1ii2jin1iijiGXGX 用Fji分別求出第j個(gè)振型下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移，通過振型組合法計(jì)算結(jié)構(gòu)各處的內(nèi)力和位移，振型組合時(shí)采用平方和的平方根方法(SRSS) SEK=m1jj2S Sj第

35、j振型等效地震荷載的效應(yīng)值， 可為彎矩、剪力、位移等。 SEK水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值組合后的效應(yīng)值。 m參加組合的振型數(shù)，一般2-3個(gè)， 沿高度剛度不均勻可取5-6個(gè)。kcmxg、 （3 3）、時(shí)程分析法）、時(shí)程分析法房屋高度較高，地震烈度較高，或沿房屋高度方向剛度與質(zhì)量極不均勻，要采用時(shí)程分析法來進(jìn)行補(bǔ)充分析注意：建筑物頂部突出的小塔樓(樓電梯間，煙囪等)剛 度比主體結(jié)構(gòu)小很多，會(huì)產(chǎn)生明顯的鞭稍效應(yīng)。 計(jì)算時(shí)頂點(diǎn)附加水平力Fn不再向下傳遞，僅作 用于主體頂部。 底部剪力法將分配到小塔樓質(zhì)點(diǎn)上等效地震力增 大，放大3倍。 振型分析法小塔樓多取n個(gè)質(zhì)點(diǎn)，而且多取一些振 型數(shù)，則鞭稍效應(yīng)通過高振型參與

36、反 映出來。 時(shí)程分析法無須處理已知，一步步求xgXmkxxcxm EVKn1jjjF HGHGiin1jVFj4 4、豎向地震作用計(jì)算、豎向地震作用計(jì)算豎向地震會(huì)改變墻、柱等構(gòu)件的軸向力?？拐鹨?guī)范規(guī)定豎向地震作用一般只在9度設(shè)防區(qū)的建筑物中考慮；但在長(zhǎng)懸臂及跨度很大的梁中，豎向地震的作用不容忽視，在8度及9度設(shè)防時(shí)都應(yīng)計(jì)算基底總軸向力標(biāo)準(zhǔn)值：FEVK=v,maxGeqv,max豎向地震影響系數(shù)，取多遇地震下水平地震 影響系數(shù)的0.65倍。Geq結(jié)構(gòu)等效重力荷載，Geq=0.75GE第i層豎向總軸力Nvi=求得Nvi后，將其按柱、墻承受的重力荷載值大小分配到柱、墻上，進(jìn)行荷載組合，Nvi可為正

37、，也可為負(fù)，按不利的值取用。(2-23) 第i層等效豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：Fvi=第五節(jié)第五節(jié) 荷載效應(yīng)組合及設(shè)計(jì)要求荷載效應(yīng)組合及設(shè)計(jì)要求一、荷載效應(yīng)組合一、荷載效應(yīng)組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮可能發(fā)生的各種荷載的最大值以及它們同時(shí)作用在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的綜合效應(yīng)，荷載不同，其發(fā)生的概率和對(duì)結(jié)構(gòu)的作用也不同，荷載規(guī)范規(guī)定必須采用荷載效應(yīng)組合的方法來考慮結(jié)構(gòu)的荷載的作用。荷載效應(yīng)：在某種荷載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移。通常，對(duì)各種不同的荷載作用分別進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，得到內(nèi)力和位移后，再用分項(xiàng)系數(shù)與組合系數(shù)加以組合。無地震作用效應(yīng)組合時(shí)，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值公式：S= o (GSGK+QQSQK+WWSWK) =o(

38、GCGGK+Q1CQ1Q1K+Q2CQ2Q2K+WWCWGW)其中：o重要性系數(shù)，根據(jù)建筑物重要性相應(yīng)取為 1.1或1.0 CGGK、CQ1Q1K、CQ2Q2K永久荷載、使用荷載、 雪荷載等標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的荷載效應(yīng)。 CWGW風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的荷載效應(yīng) G，Q1，Q2，W與上述各種荷載相應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)。承載力計(jì)算時(shí)：永久荷載分項(xiàng)系數(shù)G，當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)，由可變荷載效應(yīng)控制的組合應(yīng)取1.2，由永久荷載效應(yīng)控制的組合應(yīng)取1.35，當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)應(yīng)取1.0。 樓面活荷載分項(xiàng)系數(shù)Q一般情況下應(yīng)取1.4。 風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)W取1.4。Q 、w分別為樓面活荷載組合值系數(shù)和風(fēng)荷載組合值系數(shù)。當(dāng)永久荷

39、載效應(yīng)控制時(shí)分別取0.7和0.0,當(dāng)可變荷載效應(yīng)控制時(shí)取1.0和0.6或0.7和1.0。 位移計(jì)算時(shí)公式中各分項(xiàng)系數(shù)均應(yīng)取1.0。有地震作用效應(yīng)組合時(shí)，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值公式： SE=GSGE+EhSEhK+EVSEVK+WWSWK =GCGGE+EhCEhEhK+EVCEVEVK+WWCWWh其中：CGGE抗震計(jì)算時(shí)重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的荷載效應(yīng)，重力荷載包括全部自重、50%雪荷載、50%80%使用荷載。 CEhEhk，CEvEvk水平荷載作用以及豎向地震作用產(chǎn)生的荷載效應(yīng)。 Eh，Ev水平和豎向地震作用分項(xiàng)系數(shù)。其中：有地震作用組合，承載力計(jì)算時(shí)荷載效應(yīng)和地震作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)按下表采用。

40、風(fēng)荷載組合值系數(shù)W應(yīng)取0.2。但重力荷載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)承載力有利時(shí)，下表中G不應(yīng)大于1.0。注意：注意：內(nèi)力組合計(jì)算，各分項(xiàng)系數(shù)用表中的值，位移效應(yīng)組合，各分項(xiàng)系數(shù)取為1.0。高層建筑：無地震作用效應(yīng)組合和1、4項(xiàng)是基本組合情況，2、3、5中考慮了豎向地震作用，只有在9度設(shè)防區(qū)才需要考慮，在6度設(shè)防區(qū)，除了類場(chǎng)地以外，可以不進(jìn)行抗震計(jì)算，此時(shí)不需要與地震作用效應(yīng)組合。當(dāng)選定可能出現(xiàn)的幾種可能的組合情況后，要選最不利的S值作為構(gòu)件設(shè)計(jì)值。歸納高層結(jié)構(gòu)荷載組合計(jì)算公式：（有利、無風(fēng)荷載）無地震作用效應(yīng)組合時(shí)的常規(guī)狀況：Sd= GSGK+LQQSQK+WWSWK永久荷載控制： Sd= 1.35SGK+0

41、.7X1.4XSQK活荷載控制： Sd= 1.2SGK+1.4XSQK+0.6X1.4XSWK風(fēng)荷載控制： Sd= 1.2SGK+0.7X1.4XSQK+1.0X1.4XSWK有地震作用效應(yīng)組合時(shí)：（中震1.2X0.5，大震1.0X0.5) Sd=GSGE+EhSEhK+EVSEVK+WWSWK =1.2SGE+1.3SEhK+0.2X1.4XSWK（最后一項(xiàng)僅用于60m以上高層建筑）二、二、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求1、設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)要求（1）、一般結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相同，多、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)保證在荷載作用下結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力和剛度，保證結(jié)構(gòu)的安全與正常作用。（2）、在使用荷載及風(fēng)荷載作用下，多

42、、高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)處于彈性階段或僅有微小的裂縫出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足承載能力及限制側(cè)向位移的要求。（3）、地震作用下，用兩階段設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)，要求要達(dá)到三水準(zhǔn)目標(biāo)(本章第4節(jié))。第一階段：采用相應(yīng)設(shè)防烈度小震參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，除了要滿足承載力及側(cè)向位移限制要求外，還要通過采取一系列抗震措施來滿足延性要求。第二階段：采用相應(yīng)設(shè)防烈度大震參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，要求結(jié)構(gòu)滿足彈塑性層間變形的限制要求。2、承載力計(jì)算、承載力計(jì)算按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的要求，承載力驗(yàn)算的一般表達(dá)式為：無地震作用組合時(shí)：SR。其中： S采用本節(jié)一中的公式，通過荷載效應(yīng)組合后的 構(gòu)件內(nèi)力； R無地震作用組合時(shí)構(gòu)件的承載能力，不同的構(gòu)件，要采用不同的承載能

43、力計(jì)算公式，如：抗彎承載力、抗剪承載力等?？梢詤⒖加嘘P(guān)鋼筋混凝土基本構(gòu)件計(jì)算以及鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算的有關(guān)教材。有地震作用組合時(shí)：SERE/RE其中：SE采用第一節(jié)中的公式，考慮地震作用通過 荷載效應(yīng)組合后的構(gòu)件內(nèi)力； RE地震作用下構(gòu)件的承載能力，由于在地震 作用下，構(gòu)件要受到反復(fù)作用力及變形， 構(gòu)件的承載力要降低，其計(jì)算公式將在后面章節(jié)中給出。 RE抗震承載力調(diào)整系數(shù)。主要是考慮到地震作用是一種偶然作用，而且作用時(shí)間很短，材料性能也靜力作用下不同，因此，根據(jù)可靠度理論，對(duì)抗震設(shè)計(jì)的承載能力作用相應(yīng)的調(diào)整，規(guī)范給出的抗震承載力調(diào)整系數(shù)見下表。3、側(cè)移變形限制、側(cè)移變形限制結(jié)構(gòu)的剛度要求用限制側(cè)向變

44、形的形式表達(dá)，即： /h/h其中：結(jié)構(gòu)層間變形 h結(jié)構(gòu)層高上面公式均是在使用狀態(tài)下的設(shè)計(jì)要求，因此，是荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的位移組合效應(yīng)，即組合時(shí)取分項(xiàng)系數(shù)為1.0，上述公式右端為限制值。限制結(jié)構(gòu)水平變形主要原因有：限制結(jié)構(gòu)水平變形主要原因有：（1）、過大的側(cè)向變形會(huì)使人不舒服，影響正常使用。（2）、過大的側(cè)向變形，特別是過大的層間變形會(huì)使填充墻以及一些建筑裝修出現(xiàn)裂縫或損壞，同時(shí)也會(huì)使電梯軌道變形或玻璃破損。（3）、過大的側(cè)向變形會(huì)使主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫甚至破損，限制結(jié)構(gòu)裂縫寬度就要限制結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形及層間變形。（4）、過大的側(cè)向變形會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)加速倒塌，這是因?yàn)閭?cè)移后，建筑物上的垂

45、直荷載會(huì)造成附加彎矩，側(cè)移越大，附加彎矩就越大。上述各種因素對(duì)不同的結(jié)構(gòu)體系，不同材料的結(jié)構(gòu)的作用不盡相同，前面已給出高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程上規(guī)定的層間位移限制值，它是通過總結(jié)過去的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及綜合各種要求得到的。4、抗震措施、抗震措施在中等地震烈度下，允許結(jié)構(gòu)的某些部位進(jìn)入屈服狀態(tài)，形成塑性鉸，此時(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段，結(jié)構(gòu)變形加大，但在這個(gè)階段，結(jié)構(gòu)可以通過塑性變形耗散地震能量，但是必須保證結(jié)構(gòu)的承載能力，結(jié)構(gòu)不能破壞，這種性能被稱為延性。延性越好，抗震能力越強(qiáng)。延性影響因素：截面的應(yīng)力性質(zhì)、構(gòu)件材料及截面配筋量、配筋構(gòu)造等。延性在設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)：對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件采取一系列抗震措施，可分為四個(gè)等級(jí)，稱

46、為抗震等級(jí)。一級(jí)最高，二、三、四級(jí)要求依次減少，一般而言，抗震設(shè)防烈度高，建筑物高度高，抗震等級(jí)也高，可能出現(xiàn)較大變形的結(jié)構(gòu)，抗震等級(jí)也相應(yīng)提高，比較重要的建筑，抗震等級(jí)也相應(yīng)提高。下表為根據(jù)抗震措施烈度規(guī)定的抗震措施等級(jí)：4.建筑場(chǎng)地為III、IV類時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)， 分別按8度和9度采取抗震構(gòu)造措施。5、罕遇地震作用下的變形驗(yàn)算、罕遇地震作用下的變形驗(yàn)算一般情況下，經(jīng)過小震地震作用計(jì)算后，采用若干抗震措施即可滿足“大震不倒”這個(gè)第三水準(zhǔn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。需要進(jìn)行罕遇地震作用下的變形計(jì)算的情況：（1）、79度設(shè)防的、樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)y小于0.5的框架。屈服強(qiáng)度系

47、數(shù) y=樓層剪力載，由彈性計(jì)算得到的按罕遇地震作用等效荷受剪承載力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的樓層按構(gòu)件實(shí)際配筋和材料（2）、79度設(shè)防的、高度較大且沿高度結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量分布很不均勻的高層建筑。（3）、特別重要的建筑。罕遇地震作用下，大多數(shù)結(jié)構(gòu)都已進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，變形加大，主要要驗(yàn)算結(jié)構(gòu)層間變形是否超過限值，計(jì)算方法有如下兩種：反應(yīng)譜方法：反應(yīng)譜方法：采用底部剪力法或者振型分解法來計(jì)算彈塑性層間變形。適用范圍：不超過12層，且沿高度剛度無突變的框架結(jié)構(gòu)。計(jì)算方法：采用表5.1.4-1中給出的罕遇地震作用下的amax值，用底部剪力法或者振型分解法求出結(jié)構(gòu)樓層層剪力。首先找出框架結(jié)構(gòu)的薄弱層，再對(duì)薄弱層的層

48、間變形進(jìn)行驗(yàn)算。薄弱層為底層或者是屈服強(qiáng)度最小或相對(duì)較小的樓層。然后計(jì)算薄弱層的層間彈塑性位移： up=pue 其中： ue在罕遇地震的等效地震荷載下，由彈性 計(jì)算得到的層間位移。 p彈塑性位移增大系數(shù)，當(dāng)薄弱層的屈服強(qiáng) 度系數(shù)不小于相鄰層該系數(shù)的0.8時(shí)，按 下表取值。當(dāng)不大于相鄰層該系數(shù)的0.5時(shí)，按下表中數(shù)值的1.5倍取值，在0.50.8之間時(shí)，可用插入法求出p。最后驗(yàn)算是否滿足規(guī)范限值的要求?？蚣芙Y(jié)構(gòu)：up/h1/50，其中h薄弱層層高、時(shí)程分析法： 通過逐步積分，求解結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)微分方程來進(jìn)行結(jié)構(gòu)的彈塑性分析。 適用范圍：適用于所有的結(jié)構(gòu)情況。 計(jì)算方法：根據(jù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度，把結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化

49、為多自由度的振動(dòng)體系，列出如下的運(yùn)動(dòng)微分方程：gXmkxxcxm 通過在基底處輸入地面運(yùn)動(dòng)加速度波gX 很短的t時(shí)間，對(duì)動(dòng)力方程進(jìn)行逐步積分，得到各點(diǎn)的 位移、速度和加速度反應(yīng)，然后在各層位移反應(yīng)中找到最大的層間反應(yīng)。 注意：當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性以后，要考慮結(jié)構(gòu)彈塑性性 能，因此在進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)每一步要改變結(jié)構(gòu)的剛度。 上述方法需要由計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。，將時(shí)間分隔為三、三、 內(nèi)力組合及最不利內(nèi)力內(nèi)力組合及最不利內(nèi)力對(duì)各種荷載(恒載、活載、風(fēng)荷載及地震作用）分別計(jì)算內(nèi)力后，進(jìn)行荷載效應(yīng)組合時(shí)，往往需要按一種以上的組合情況(工況)進(jìn)行組合。這是因?yàn)樵诮Y(jié)構(gòu)使用期限內(nèi)，可能出現(xiàn)多種的組合情況，也即對(duì)于同一個(gè)

50、構(gòu)件或者同一個(gè)截面，多種組合產(chǎn)生的不同內(nèi)力都可能出現(xiàn)，設(shè)計(jì)時(shí)要按照可能的最不利原則進(jìn)行挑選，找出最不利內(nèi)力進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì)，不同構(gòu)件的最不利內(nèi)力并不一定來自同一個(gè)組合，因此，如何選擇構(gòu)件截面的設(shè)計(jì)內(nèi)力是內(nèi)力組合的關(guān)鍵。1、控制截面及最不利內(nèi)力類型、控制截面及最不利內(nèi)力類型 構(gòu)件設(shè)計(jì)：需要先找出控制截面，然后找出控制截面上的最不利內(nèi)力，以此作為配筋設(shè)計(jì)的依據(jù)。控制截面：通常是內(nèi)力最大的截面，但是，不同的內(nèi)力(如彎矩、剪力)并不一定在同一個(gè)截面達(dá)到最大值，因此一個(gè)構(gòu)件很有可能同時(shí)有幾個(gè)控制截面?？蚣軝M梁：兩個(gè)支座截面以及跨中截面一般為最大正彎矩作用截面，內(nèi)力組合時(shí)要找出構(gòu)件上是正彎矩和最大負(fù)彎矩，

51、用以計(jì)算上部及下部配筋，還要找到最大剪力，用以計(jì)算斜截面承載力，配置箍筋。柱子：由框架彎矩圖可以知道，彎矩最大值都在上、下兩個(gè)端截面，剪力和軸力在同一層中變化也不大，因此各層柱的控制截面可以取兩個(gè)端截面。柱子是偏壓構(gòu)件，可能出現(xiàn)大偏壓破壞，也可能出現(xiàn)小偏壓破壞，大偏壓情況下，彎矩越大越不利，小偏壓情況下，彎矩越小越不利，所以，對(duì)柱子要組合幾種不利內(nèi)力，從中判斷出最不利內(nèi)力作為配筋的依據(jù)，有時(shí)要用試算才能找出最大配筋。由于柱子一般為對(duì)稱配筋，因此組合時(shí)只需找出絕對(duì)值最大的彎矩，不利內(nèi)力可以歸納為如下四種： (1)、 與相應(yīng)的N ( 2)、Nmax與相應(yīng)的MmaxM(3)、Nmin與相應(yīng)的M (4)、M對(duì)最大或最小)；有時(shí)，絕對(duì)最大或最小的內(nèi)力不見得是最不利的，對(duì)于大偏心受壓構(gòu)件，彎矩越大，配筋越多，但對(duì)于小偏心受壓構(gòu)件，雖然N不是最大，但相應(yīng)的彎矩M比較大時(shí)，配筋也會(huì)多一些，所以組合時(shí)要找到這種情況，而且往往這種情況控制配筋。為了驗(yàn)算斜截面承載力，柱也要組合Vmax注意：注意：在進(jìn)行截面配筋計(jì)算時(shí)應(yīng)采用構(gòu)件端部截面的內(nèi)力，而不是軸線處的內(nèi)力。比較大(不是最大)。但N比較小或比較大(不是絕由上圖可以看出，梁端彎矩較軸線處彎矩小(柱端情況一樣)，因此