設計要求及荷載效應組合

第4章設計要求及荷載效應組合主要內容（目錄）4.1承載力計算4.2側移限制4.3舒適度要求4.4穩(wěn)定和抗傾覆4.5抗震結構延性要求和抗震等級4.6荷載效應組合及最不利內力4.1承載力驗算

按承載力極限狀態(tài)驗算結構構件截面：足夠大的承載能力無地震作用效應組合時

r0S≦R

r0：結構重要性系數安全等級為二級或設計使用年限50年，不小于1.0安全等級為一級或設計使用年限100年及以上，不小于1.1

S：無地震作用效應組合時，構件截面內力（效應）組合的設計值（與荷載標準值和荷載效應分項系數的大小有關）

R：無地震作用組合時，構件截面承載力設計值（與材料分項系數的大小有關）

r0S≦R有地震作用效應組合時

SE

：有地震作用效應組合時，構件截面內力（效應）組合的設計值RE

：有地震作用組合時，構件截面承載力設計值：承載力抗震調整系數

材料結構構件

鋼筋混凝土梁

0.75軸壓比小于0.15的柱

0.75軸壓比大于0.15的柱0.80剪力墻

0.85各類受剪、偏拉構件

0.85鋼（強度破壞）；柱，支撐屈曲，為0.80梁、柱

0.75（0.75）支撐

0.80（0.75）節(jié)點板件、連接螺栓

0.85（0.75）連接焊縫

0.90（0.75）二階段設計方法控制：多遇地震（及風荷載下），要求主體結構不受破壞，非結構構件沒有過重破壞并導致人員傷亡，保證建筑的正常使用功能；罕遇地震作用下，主體結構遭受破壞或嚴重破壞但不倒塌。4.2側移限制（彈性層間位移角限值）4.2側移限制（彈性層間位移角限值）目的：防止風、小震作用下非結構構件破壞：防止主體結構開裂、損壞；防止填充墻及裝修開裂、破壞；過大的側向變形會使人有不舒適感，影響正常使用；過大的側移會使結構產生附加內力（P-△效應）。

如何達到目的：結構有足夠大的剛度

參數：最大層間位移角多遇地震（及風荷載下），Δu：荷載效應標準值組合所得結構最大層間位移；h：層高；Δu/h

:最大層間位移角；[u/h]：彈性層間位移角限值。

Δu/h≤

[Δu/h]

[u/h]：彈性層間位移角限值（使用階段）

材料結構高度結構類型限值鋼筋混凝土結構不大于150m框架1/550框架-抗震墻板柱-抗震墻框架-核心筒1/800抗震墻筒中筒1/1000框支層1/1000不小于250m各種類型結構1/500鋼結構各種類型結構1/250罕遇地震（防止倒塌）薄弱層（部位）彈塑性層間位移角限值4.3舒適度要求

高度超過150m：10年一遇的風荷載，頂點最大加速度限值住宅、公寓：0.15m/s2辦公、旅館：0.25m/s24.4穩(wěn)定和抗傾覆要求P-Δ效應：側移，重力荷載產生附加彎矩，增大側移和內力4.4.1高層鋼筋混凝土結構的穩(wěn)定驗算實際上大部分鋼筋混凝土結構不需要計算P-△效應。4.4.1高層鋼筋混凝土結構的穩(wěn)定驗算如果需要計算，可按下述方法進行計算：采用彈性方法進行計算；也可采用對未考慮重力二階效應的計算結果乘以增大系數的方法近似考慮4.4.1高層鋼筋混凝土結構的穩(wěn)定驗算結構位移增大系數：框架結構剪力墻結構、框架-剪力墻結構、筒體結構4.4.1高層鋼筋混凝土結構的穩(wěn)定驗算高層建筑結構的穩(wěn)定應符合下列規(guī)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4.4.2高層鋼結構的穩(wěn)定驗算鋼結構構件的穩(wěn)定性問題是鋼結構設計的重要內容，將在結構設計中詳細介紹。此處的穩(wěn)定主要是結構整體穩(wěn)定，即重力作用下的二階效應——P－△效應。4.4.2高層鋼結構的穩(wěn)定驗算《高鋼規(guī)》下列條件下可不進行整體穩(wěn)定性驗收：1）各層柱子平均長細比和平均軸壓比滿足一定要求；2）按不考慮P－△效應的彈性計算所得的層間相對位移小于某個值：對于鋼支撐、剪力墻或筒體的鋼結構，且△u/h≤1/1000，可不計算P－△效應，只按有效長度法計算柱的承載力；對于無支撐的鋼結構（純鋼框架）和△u/h>1/1000的有支撐鋼結構，應按考慮P－△效應的方法計算結構內力及側移，側移應不大于1/300。實際上大部分鋼結構需要計算P－△效應。4.虛4.軌3搏高層貞建筑邁抗傾臟覆問黨題高層季建筑場側移事過大繳，其襯重力誤作用葬合力滲點移霞至基邪底平跨面范燙圍以文外，齡則建曲筑可關能發(fā)彼生傾識覆現哲象。正常設卷計的高屋層建筑暮不會出菊現傾覆云問題。4.塊4.堵3股高層再建筑膚抗傾湊覆問邊題控制布高寬利比；高寬比尸大于4的建筑帝，在地脫震作用具下基礎南底面不志允許出艱現零應舅力區(qū)；高寬比女不大于4的建筑鋪，基底孤零應力龍區(qū)面積喚不應超釀過基礎鈴底面積浴的15％。設防烈巡壽度6度身及6度和以上的遍抗震結擠構4.鄭5智延性初要求搜與抗付震等況級構件降和結惹構屈邁服后,具有選承載棄能力班不降贏低或鳳基本夏不降焰低、遍且有右足夠統(tǒng)塑性難變形誕能力矛的一各種性錢能。當設溫計成延性結構姻時，棟由于遵塑性謀變形隱可以引耗散港地震滋能量虛，結摘構變侮形雖網然會罩加大難，但洞結構壤承受您的地妖震作保用（飼慣性橫力）供不會至很快禾上升墓，內維力也弊不會槐再加返大，狐因此濤具有延性的結構陣可降低挖對結構褲的承載康力要求籃，也可投以說，延性結構是暮用它的恭變形能畜力（而由不是承涌載力）腳抵抗罕兩遇地震誼作用；棄反之，牲如果結輪構的延性不好枝，則兄必須潔有足役夠大仔的承廉載力給抵抗摘地震咽。然上而后己者會手多用區(qū)材料蹲，對泄于地奴震發(fā)薄生概遞率極譜少的島抗震茅結構蠶，延性結構高是一趁種經究濟的榮設計樸對策部。OA:彈性隱設計礙，承濕載力傲抗震OBC親和OD蹲E:(承載導力＋甩延性纖)抗譽震兩種喬抗震析設計始方法（構件某屈服，美局部破膨壞）具有堂足夠嗓大延絮性和確耗能墨能力延性材料直、截然面、酸構件被或結是構保液持一閥定的件強度氏或承爽載力吸時的屆非彈冷性（跟塑性厘）變頑形能寺力用延性鄙系數度量程：Δy和Δu分別為屈服委值和甜極限剝值定義上：沒標有規(guī)伍定材料暴應變檢延性不同強組度等級葵混凝土不同術配箍猴特征監(jiān)值碳纖甘維約稅束混塌凝土鋼筋或亭鋼材截面擠曲率梨延性截面擁彎短慌—曲躺率關弟系屈服扣時截治面應每變分蝴布極限增狀態(tài)慌時截侵面應格變分返布構件位街移延性懸臂構套件的彎枕矩、曲膨率和位遠移的關塌系懸臂哲構件占位移嚼延性輸系數描與截緩面曲防率延霜性系高數的鋪關系眾式結構廈位移頓延性頂點位桑移延性杯系數或調層間位抄移延性宰系數影響R秩C構件奔截面曲群率延性穿的主要愧因素截面曲械率延性提系數截面遇的名義屈渾服曲率—截愛面有啞效高每度—鋼裂筋屈事服應覽變（潮小，祝有利瞧）—混凝李土受壓到區(qū)高度幅（小，遞有利）縱筋做屈服辜時名義怠屈服翼時截面的極限鄉(xiāng)豐曲率—受抽壓區(qū)逝邊緣探混凝茶土極吃限壓納應變（大很，有斤利）—混忘凝土寬受壓抬區(qū)高叮度（故小，抗有利還）（1歇）混憲凝土翼強度氏等級強度預等級無高,懇下降奴快提高混娘凝土強堤度等級咐可以在戀不加大折截面尺象寸的情灶況下提綠高軸壓略比，并帥且隨著敢混凝土載強度等稈級提高英，混凝舒土的極嘴限壓應勸變變小防，變形疫能力變拖差，對旗構件的恐延性將域產生不粘利的影給響。（2）引箍筋不同配衣箍特征縱值應力竟－應變花關系影響混乖凝土極限壓攜應變它包括炕含箍率姐、箍筋汪形式、擠箍筋間速距等。捧其中，昏含箍率旨越高，壞塑性鉸饅區(qū)截面蘿核心混忘凝土的扇受約束拘程度越較高。（3）袖軸壓比供（N/大fcA皆）影響混續(xù)凝土相詢對受壓初區(qū)高度軸壓比蠢大，相后對受壓區(qū)蠶高度大兩，延性潛小極限揭曲率低軸壓賊比/欺極限涌曲率高軸死壓比＝>1.焰0相對受壞壓區(qū)高舞度與曲率破延性比正關系在高另軸壓疤比情典況下構，在駕水平敏荷載級施加略之前忽，柱疤子己淺經產算生了捆較大擠的預竭壓應澡變，睛預壓抹應變竊降低拒截面筒的塑答性轉摸動能懷力，圓使構躺件的之延性啦變差亦，所騰以軸勞壓比堵限值陷不能撤定的設過高軸壓比姥大，相完對受壓姿區(qū)高蜻度大崖，延故性?。?托）縱西向鋼短筋梁：受拉隸鋼筋配筋率茅過高－雕延性小增加受壓鋼顏筋－延夜性大柱：縱咱筋的屈蓮服強度授高—屈域服曲率膏大受壓薦縱筋粘—增枕大截歪面的繳曲率必延性提高輪配筋究率—陡提高腥截面輕的軸梢壓承載力誓，降堂低軸候壓比（5）輕截面幾幼何形狀箍筋老對混吸凝土奏的約逗束作膀用：圓形并截面仰最強焰，方衡形截系面次氧之，桐矩形厚截面魚再次議之，謹異形杯截面墻最差對于一屋個結構懷：截面予曲率州延性探系數>構件殼轉角天（位載移）麻延性膽系數>險結構奶位移辛延性盾系數彈塑鞭性層兵間位劣移角吉限值目的：防止爽罕遇騾地震痛時結液構倒番塌通過抗震奏構造炊措施，使浙結構柔構件收具有牢足夠法大的普延性芽，滿遺足彈爛塑性眠層間料位移刮角限卷值的企要求彈塑回性層間尸位移角限值材料結構類型

限值

鋼筋混凝土結構框架

1/50框架-剪力墻框架-核心筒

1/100剪力墻筒中筒

1/120框支層

1/120鋼結構各種類型結構1/50耗能能談力滯回曲稱線的形卷狀、面返積耗能能器力大、痰小，難冒以量化4.交5.刺2獵概念識設計驕及抗乓震等警級（1瞇）選代擇延非性材暖料和腔結構止；（2）團概念設鑄計；（3五）設麥計延壞性結忘構；（4蘇）抗么震措壞施及壘抗震繞等級灶。選擇稀延性塵材料外和結販構鋼是一牽種延性顆很好的芳材料，頃鋼結構離是一種絨延性很膨好的結咳構；磚石浸砌體軟的延奔性很暑差，約高層競建筑肚不采雨用；鋼筋混業(yè)凝土，物介于上霸述兩者授之間，美設計合屑理，可嶺有較好毫的延性嘉。概念看設計選擇婦有利親于抗陽震的早結構葛方案宅和布供置；采取睬減少燥扭轉球和加抓強抗盡扭剛田度的基措施揀；設計延積性結構橡和延性狐結構構鋒件；分析薄抵弱部位叨，避免熊過早破埋壞；防止局惡部破壞臣引起連即續(xù)倒塌胖；避免設記計為靜僑定結構爪；采取多油道防線腰措施；頓等等。設計文延性布結構延性督構件誦；延性結算構。不同僑高度膠、不矩同烈庸度、鍋不同旱體系挽等的書鋼筋坡混凝謊土房吃屋建盲筑結藏構，延性與耗能奔要求不陪同，通蹦過抗震西等級，區(qū)分對結蔥構的屬延性與耗能的不曾同要遣求不同涌抗震栽等級朵，采慈取不礦同抗震謀措施抗震寸等級計算右措施—地震作串用計算痕和抗力膜計算以攤外的庫計算覆，主再要是調整或沸放大組合蓮的內刺力計策算值，用建調整驕或放泡大后的鞋內力贊作為蛾設計謹值抗震多構造拍措施—保證獲結構構壞件具有足夠佩的延性與耗能逆的構造品措施抗震厭措施A級高和度：一、洽二、三療、四級（一斃級要睜求最億高）B級撇高度：特株一、危一、并二級（特一循級要求劑最高）抗震答等級考劃分烈度結構勻類型兩種結青構單元創(chuàng)時，重要程榴度不見同房屋高乳度確定抗近震等級建的參數注：1建炸筑場地錄為I類暗時，除禮6度外斤應允許竟按表內飾降低一周度所對飼應的抗降震等級姑采取構賞造措施途，但相航應的計泊算要求自不應降斤低；2蠅接近?；虻却u于高資度分演界時紹，應錫允許預結合娃房屋持不規(guī)貪則程度度及聯場地服、地燈基條薪件確孩定抗牌震等奇級；3大渡跨度框爬架指跨棚度不小鋸于18峰m的框日架；4療高度膝不超君過6雪0m憤的框夠架-鍋核心匆筒結膚構按叢框架尖-抗橫震墻倡的要頃求設殼計時俘，應艇按表體中框問架-忠抗震瘋墻結等構的沈規(guī)定卸確定率其抗擱震等購級。表中辮的烈度：確定抗掙震等級叢的烈度與下腫列因然素有記關:建筑類異別設防烈糕度場地建筑類瞧別曾場地建設衣防烈度6溉7曾8自9甲類勒、乙襲類盞Ⅰ6章7展8之9Ⅱ怨Ⅲ鑼Ⅳ立7純8膠9刻9*丙類威Ⅰ趕6腦6笑7始8ⅡⅢ參Ⅳ6洞7遷8滿9丁類舟Ⅰ謙6裙6侵7嘴8Ⅱ聞Ⅲ碑Ⅳ因6蹤蝶7-8-9-確定破抗震嗚等級暗的烈熟度鋼筋混蓮凝土框陰架—剪攔力墻房鵲屋結構碧，高6懂0m,孫丙類墓建筑，珍8度設誼防。確散定：Ⅰ類甜場地危時，在框架廣、剪文力墻陡的抗必震等魚級；Ⅲ類場蘇地時，歌框架、海剪力墻框的抗震史等級。思考瞇題4.6愧效應扶組合及負最不利司內力S—渣荷載躲效應告組合頸的設鍬計值業(yè)；—分別鐵為永久雨荷載、活荷載數和風荷架載效應吃標準值蒸；4.階6.懸1郊無地守震作擔用效康應組董合承載態(tài)力計苗算時賭：—可變蓮荷載效街應控制乖時取1莖.2，灶永久荷南載效應療控制時齊取1.爺35，孔對結構畏有利時誤取1.摘0—一將般取泉1.鑄4，猴小于嫌3k扒N/先m2漿時取小1.撲3—一兼般取壺1.蘿4—分別瓜為永久無荷載、活荷獨載和第風荷方載分項系莊數—活荷載鑰組合值系數永久荷罩載效應澤控制時驅分別取臟0.7可變荷薦載效應扣控制時刃分別取薯1.0、—風荷掙載的瓦組合值系數，取1.丈0注意哄多層千時取協(xié)0.丙6?；竞傻螺d工況有兩種①永久（恒）荷載升+活往荷載1.2劈燕×永久荷載效款應+1京.4×徒活荷載轟效應1.3談5×永久荷載效仿應+1略.4×盯0.7雷×活荷夠載效應承載薯力計添算時②永久荷載+性活荷載仰+風荷交載1.2熔×永久荷載效壘應+1維.4×錘活荷載曠效應+敗1.4扒×1.縫0×風瓦荷載效塞應（高層建筑院）荷載餅工況②公式傷中各攝分項車系數擱取1海.0位移啊計算般時4.缺6.區(qū)2姜有地估震作核用效仇應組賤合時S—劣荷載效紋應和地因震作用勢效應組陶合的設計港值；EE—分別為碑重力荷鑄載代表面值、水雁平地震有作用標尤準值、患豎向地作震作用剝標準值努、風荷煎載標準蠟值的板效應；—分別袖為上述理各種荷疾載和地艙震作用咬分項系壁數；—風綿荷載漸的組弱合值佛系數榴，取0.2劫。60m博以上的高姜層建雷筑：風荷載由效應和匠地震作團用效應街組合9度癥時：豎向地訪震作用昆的效應全組合①所有高層建綿筑1.2譯×重力堤荷載效鋼應+1尾.3×雕水平地陵震作用坡效應②6咱0m衰以上濫高層衛(wèi)建筑（9根度以體外）1.森2債×重澡力荷佩載效小應+朗1.帥3×浸水平揪地震罪作用糾效應唉+1干.4秘×0景.2誘×風代荷載澆效應高層麻建筑肺效應顯組合軟的基工本工看況③、④仇9度舒高層副建筑1.昌2×蠟重力懇荷載貴效應炸+1慰.3零×水事平地馬震作萄用效蜜應+丹0.粱5×豎向只地震作用趣效應1.2?！林亓尯奢d效開應+1鼻.3×豎向剪地震作用效墳應⑤9度且松60m體以上高敵層建筑1.孝2×爪重力釣荷載泰效應仇+1該.3盡×水團平地印震作栗用效彼應+夠0.治5將×豎磨向地作震作盒用效茂應+1加.4×亭0.2糠×風荷捏載效應豎向活遍荷載的初布置可不考例慮活荷恐載的不僅利布置獻,用滿螞布活討荷載仙計算仁內力正、袍反方巖向作薄用，睛按兩大個方哄向的纏較大常值采洋用體型復玩雜的高景層建筑梨，考慮飾風向角禁的影響風的作拾用方向風的專方向一般情啄況下，圍兩個主軸雀方向嘩分別吊計算有斜加交抗洗側力彼構件小的結壯構，娃相交臥角度穴大于立15盜度時回，分樣別計變算各孩抗側怕力構撕件方方向的怒地震少作用明顯最不對霧稱、籍不均關勻的檢結構設，計渴算雙輸向水果平地離震下核的扭正轉影載響其它情伸況：計棍算單向水平兔地震下煤的扭轉誕影響地震再的方零向（強制）控制跑截面掀:驗算屠承載見力的融截面詳，通貨常是妄內力央最大憤的截批面框架湯梁:兩端截面笛，跨中襪截面連梁哄:兩端截層面框架柱肚、墻肢甲:兩端奪截面4.6樓.3界控制截劈燕面及最瞎不利內雖力梁端截蛛面：最大正眨彎矩，最大負灑彎矩，撫最大剪當力梁跨中席截面：最大正雖彎矩柱、廈墻：大偏壓時彎矩大死不利小偏壓時軸力大鵲不利最不宇利內混力①蝴及題相應換的N②妨及堪相應煎的M③熄及千相應的充M④坑較章大及N警較大或淚較貌大及N跟較小柱、墻最不隱利內陵力端部雅截面跨，不噴是軸怨線截檢面構件驗厘算截面調幅劫：減小梁醋端負彎直矩，增大跨追中正彎矩彎矩：豎向