第4章計(jì)算規(guī)程

2023/2/31第4章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算基本規(guī)定4.1結(jié)構(gòu)計(jì)算一般規(guī)定4.2作用效應(yīng)組合4.3結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力驗(yàn)算4.4高層建筑結(jié)構(gòu)變形驗(yàn)算2023/2/324.1結(jié)構(gòu)計(jì)算的一般規(guī)定一、計(jì)算方法和模型計(jì)算方法彈性方法：計(jì)算內(nèi)力、位移彈塑性方法：內(nèi)力重分布、薄弱層位移計(jì)算模型平面結(jié)構(gòu)協(xié)同模型空間桿系模型空間桿——薄壁桿系模型空間桿——墻板模型通常并不進(jìn)行手工計(jì)算建立計(jì)算模型后，電腦完成相應(yīng)計(jì)算工作2023/2/33二、抗震計(jì)算基本原則一般要求多遇地震作用下內(nèi)力、位移的彈性分析不規(guī)則結(jié)構(gòu)或重要結(jié)構(gòu)，應(yīng)進(jìn)行罕遇地震作用下的彈塑性變形分析結(jié)構(gòu)在地震作用下的重力附加彎矩大于初始彎矩的10%時(shí)，應(yīng)計(jì)入重力二階效應(yīng)的影響（內(nèi)力增大、位移增大）質(zhì)量和剛度分布接近對(duì)稱且樓蓋剛性，采用平面結(jié)構(gòu)模型，否則空間結(jié)構(gòu)模型P由于水平位移使得重力P產(chǎn)生附加彎矩P稱為P—效應(yīng)2023/2/34計(jì)算機(jī)抗震分析要求計(jì)算模型的建立、必要的簡(jiǎn)化與處理，應(yīng)符合結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作情況；計(jì)算中應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的影響計(jì)算軟件的技術(shù)條件應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并應(yīng)闡明特殊處理的內(nèi)容和依據(jù)復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震作用下的內(nèi)力和變形分析時(shí)，應(yīng)采用不少于2個(gè)的不同力學(xué)模型，并對(duì)其計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析比較所有計(jì)算機(jī)結(jié)果，應(yīng)經(jīng)分析判斷后方可用于工程設(shè)計(jì)2023/2/35地震作用計(jì)算基本要求一般情況下，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)。有斜交的抗側(cè)力構(gòu)件，當(dāng)相交角度>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。2023/2/36樓層剪力應(yīng)滿足的條件任一樓層水平地震剪力第j層重力荷載代表值剪力系數(shù)，一般按表取值，但對(duì)于豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)的薄弱層，還應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù)括號(hào)中數(shù)值分別用于設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g、0.30g的地區(qū)基本周期介于3.5~5.0s的結(jié)構(gòu)，可插入取值類別6度7度8度9度扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期<3.5s0.0080.016(0.024)0.032(0.048)0.064基本周期>5.0s0.0060.012(0.018)0.024(0.032)0.0402023/2/37考慮地基-結(jié)構(gòu)相互作用時(shí)樓層剪力折減高寬比小于3的結(jié)構(gòu)，各樓層水平地震剪力的折減系數(shù)為：按剛性地基假定確定的結(jié)構(gòu)基本自振周期計(jì)入地基與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用的附加周期烈度III類場(chǎng)地IV類場(chǎng)地80.080.2090.100.252023/2/38高寬比不小于3的結(jié)構(gòu)，底部的剪力按系數(shù)折減，頂部不折減，中間各層按線性插入值折減。折減后各樓層的水平地震剪力，尚應(yīng)滿足最低地震剪力的要求9例題1

某一棟六層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架房屋，屋頂有局部突出的樓梯間和水箱，設(shè)防烈度8度0.2g，Ⅱ類場(chǎng)地，設(shè)計(jì)地震分組為一組。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示，基本周期0.61s。求各樓層水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值并校核其是否滿足規(guī)范要求？若第二層為豎向不規(guī)則的薄弱層，求其層間剪力標(biāo)準(zhǔn)值并校核？例題2

一棟20層鋼筋混凝土框架核心筒結(jié)構(gòu)，如圖所示，8度0.3g，基本周期1.8s，結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值392000KN，若算得結(jié)構(gòu)底部總剪力標(biāo)準(zhǔn)值為11760KN，問該底部剪力是否滿足規(guī)范要求？例題3

某高層建筑，如圖所示，場(chǎng)地類別為Ⅲ類，8度，丙類建筑，設(shè)計(jì)地震分組為一組，高H為102m，寬B為25m，剛性筏基，按剛性地基假定確定的結(jié)構(gòu)基本自震周期為1.8s，進(jìn)行結(jié)構(gòu)水平地震作用分析是，H/2=51m處樓層的地震剪力為F，若剪重比滿足規(guī)范規(guī)定的最小要求，求該樓層處的實(shí)際地震剪力？2023/2/3104.2作用效應(yīng)組合一、無地震作用時(shí)效應(yīng)組合高層建筑荷載豎向荷載：恒載，活載（樓面、屋面）水平荷載：風(fēng)載（左風(fēng)+右風(fēng)）基本組合公式可變效應(yīng)控制的組合（1.2組合）活載為主要可變荷載風(fēng)載為主要可變荷載風(fēng)載組合值系數(shù)0.6活載組合值系數(shù)0.72023/2/311永久效應(yīng)控制的組合（1.35組合）2023/2/312二、有地震作用時(shí)效應(yīng)組合地震作用效應(yīng)與其他作用效應(yīng)的基本組合S重力荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般取1.2，對(duì)承載力有利時(shí)不大于1.0重力荷載代表值產(chǎn)生的效應(yīng)水平、豎向地震作用分項(xiàng)系數(shù)水平、豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)風(fēng)荷載組合值系數(shù)，一般結(jié)構(gòu)取0.0，風(fēng)荷載起控制作用的高層建筑（60m以上）應(yīng)采用0.2風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)，應(yīng)采用1.4風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)2023/2/3130.51.3同時(shí)計(jì)算水平與豎向地震作用（水平為主）1.30.0僅計(jì)算豎向地震作用0.01.3僅計(jì)算水平地震作用地震作用作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算位移時(shí)，采用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合取各分項(xiàng)系數(shù)為1.0同時(shí)計(jì)算水平與豎向地震作用（豎向?yàn)橹鳎?.51.32023/2/3144.3結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力驗(yàn)算一、承載力驗(yàn)算公式無地震作用效應(yīng)組合時(shí)荷載效應(yīng)基本組合效應(yīng)設(shè)計(jì)值不超過抗力設(shè)計(jì)值

0SR有地震作用效應(yīng)組合時(shí)作用效應(yīng)：基本組合計(jì)算目的：保證小震不壞—防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞2023/2/315抗震承載力驗(yàn)算公式承載力抗震調(diào)整系數(shù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值材料結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力狀態(tài)RE

鋼柱、梁支撐節(jié)點(diǎn)板件、連接螺栓連接焊縫0.750.750.750.75混凝土梁軸壓比小于0.15柱軸壓比不小于0.15柱抗震墻各類構(gòu)件受彎偏壓偏壓偏壓受剪、偏拉0.750.750.800.850.85當(dāng)僅計(jì)算豎向地震作用時(shí)，各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件載力抗震承調(diào)整系數(shù)均宜采用1.0。2023/2/316二、結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)抗震設(shè)防類別甲類：重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑，特殊設(shè)防類乙類：地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑，重點(diǎn)設(shè)防類丙類：除甲、乙、丁類建筑以外的一般建筑，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類丁類：抗震次要建筑，適度設(shè)防類確定抗震等級(jí)依據(jù)設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型、房屋高度高層建筑震害、科研成果、工程經(jīng)驗(yàn)2023/2/317確定抗震等級(jí)的目的不同等級(jí)，計(jì)算和構(gòu)造不同抗震等級(jí)的高低，體現(xiàn)了對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能要求的嚴(yán)格程度抗震等級(jí)結(jié)構(gòu)類型烈度6789框架高度(m)24>2424>2424>2424框架四三三二二一一大跨度框架三二一一框架--抗震墻高度(m)60>602425-26>606025-26>605025-50框架四三四三二三二一一抗震墻三二一一抗震墻高度(m)80>8080>8080>8060抗震墻四三三二二一一部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)抗震墻三二二一不宜采用不應(yīng)采用框支層框架二二一一筒體框架--核心筒框架三二一一核心筒二二一一筒中筒外筒三二一一內(nèi)筒三二一一板柱--抗震墻板柱的柱三二一不應(yīng)采用抗震墻二二二2023/2/3194.4建筑結(jié)構(gòu)變形驗(yàn)算一、變形驗(yàn)算的目的變形參數(shù)層間位移ui=ui–ui-1

層間位移角變形驗(yàn)算的目的多遇地震下彈性變形驗(yàn)算，保證小震不壞罕遇地震下彈塑性變形驗(yàn)算，保證大震不倒第i層hiuiui-1非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不壞2023/2/320二、結(jié)構(gòu)變形驗(yàn)算多遇地震下彈性變形驗(yàn)算多遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的樓層內(nèi)最大的彈性層間位移ue滿足條件層高彈性層間位移角限值

結(jié)構(gòu)類型[e]

鋼筋混凝土框架1/550鋼筋混凝土框架-抗震墻、板柱-抗震墻、框架核心筒1/800

鋼筋混凝土抗震墻、筒中筒1/1000

鋼筋混凝土框支層1/1000

多、高層鋼結(jié)構(gòu)1/2502023/2/321罕遇地震下薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算應(yīng)進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)7~9度時(shí)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)<0.5的框架結(jié)構(gòu)；高度>150m的結(jié)構(gòu)；甲類建筑和9度時(shí)乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)采用隔震和消能減震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)宜進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)抗規(guī)表5.1.2-1所列高度范圍且豎向不規(guī)則類型的高層建筑結(jié)構(gòu)；7度III、IV類場(chǎng)地和8度時(shí)乙類建筑中的鋼混級(jí)鋼結(jié)構(gòu)；板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)；高度不大于150m的高層鋼結(jié)構(gòu)2023/2/322屈服強(qiáng)度系數(shù)按實(shí)際配筋和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的樓層抗剪承載力。罕遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的樓層彈性地震剪力。薄弱層部位樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)沿高度分布均勻的結(jié)構(gòu)，可取底層；樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)沿高度分布不均勻的結(jié)構(gòu)，可取該系數(shù)最小的樓層