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文檔簡介

1、1.第4章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求及作用效果組合,講師:郭,2,4.1荷載效果組合及最不利內(nèi)力、荷載、豎向荷載、恒載、活載、風(fēng)荷載、水平地震作用、水平荷載、滿足:承載力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài),3,1。荷載效應(yīng):指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在一定荷載作用下的內(nèi)力和結(jié)構(gòu)。荷載效應(yīng)組合:指在所有可能的荷載組合下,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生的效應(yīng)。其中,最不利組合是指在所有可能的荷載組合中,對結(jié)構(gòu)構(gòu)件整體影響最不利的一組。一個(gè)基本概念,4、荷載效應(yīng)、荷載效應(yīng)組合,5、2、控制截面和最不利內(nèi)力。構(gòu)件截面的設(shè)計(jì)是基于控制截面上最不利的內(nèi)力??刂平孛妫簝?nèi)力最大、最不利的截面:鋼筋的最大可能內(nèi)力,1、框架梁:兩端支座跨度,6、2、框架柱(墻)(

2、1)將梁柱軸向端的內(nèi)力調(diào)整為構(gòu)件邊緣端的內(nèi)力(控制截面)。當(dāng)梁柱截面高度較小時(shí),這種調(diào)整可以省略(部分安全),m=m-VB/2,v=v-(g q) b/2,2020/7/17,8,(2)垂直通常減小支座負(fù)彎矩,以減少支座上部的鋼筋,便于施工。對于現(xiàn)澆梁,支座負(fù)彎矩的調(diào)整系數(shù)可取為0.80.9,對于裝配式整體梁,在支座彎矩確定為0.70.8后,為安全起見,中跨彎矩必須滿足兩個(gè)要求:中跨彎矩后的支座彎矩由內(nèi)力調(diào)整,按簡支梁計(jì)算時(shí)組合,9、支座彎矩。中跨彎矩乘以1.11.2,或根據(jù)平衡條件計(jì)算,調(diào)幅前,調(diào)幅后,框架梁在豎向荷載作用下的塑性調(diào)整,10,4,荷載布置(1)恒載(2)活載布置,H、活載的不

3、利布置可考慮,可采用與恒載相同的全分布方法。出于安全原因,框架梁的彎矩乘以1。對稱結(jié)構(gòu)計(jì)算一次,內(nèi)力加上 或-,p,h,h,12,1)非抗震設(shè)計(jì)及永久荷載效應(yīng)、樓面活荷載效應(yīng)、風(fēng)荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值;當(dāng)永久荷載效應(yīng)起控制作用時(shí),分別取樓層活載組合系數(shù)和風(fēng)荷載組合系數(shù):當(dāng)可變荷載效應(yīng)起控制作用時(shí),分別取0.7和0.0:1.0、0.6、0.7 (0.9)和1.0,對于書庫、檔案室、庫房、通風(fēng)室和電梯室;5.內(nèi)力組合;13、荷載分項(xiàng)系數(shù)取值:承載力計(jì)算(1)永久荷載分項(xiàng)系數(shù):對結(jié)構(gòu)不利:可變荷載效應(yīng)控制組合:1.2永久荷載效應(yīng)控制組合:1.35對結(jié)構(gòu)有利:1.0 (2)樓層活載分項(xiàng)系數(shù)1.4 (3)風(fēng)荷

4、載分項(xiàng)系數(shù)1.4位移計(jì)算以上分項(xiàng)系數(shù)值為1.0。(不含風(fēng)的恒定荷載控制)(含風(fēng)的活載控制)(含風(fēng)的風(fēng)荷載控制),荷載效應(yīng)組合,15,2)存在地震效應(yīng)組合時(shí),荷載效應(yīng)和地震效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值;重力荷載代表值的影響;地震作用水平特征值的影響應(yīng)乘以相應(yīng)的增加系數(shù)或調(diào)整系數(shù);地震作用的垂直特征值的影響應(yīng)乘以相應(yīng)的增加系數(shù)或調(diào)整系數(shù);風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的影響;風(fēng)荷載的組合值系數(shù)為0.2,16,部分荷載系數(shù)的值(位移計(jì)算為1.0),2020/7/17,17,(恒載控制,無風(fēng))(活載控制,風(fēng))(風(fēng)荷載控制,風(fēng))(地震控制),18,例如:一個(gè)50m高的框架,試求各種作用下梁端的Mmax,Mmax和框架梁端的標(biāo)準(zhǔn)彎矩值

5、(kN.m)。注:1 .永久荷載和活載下的彎矩值已被調(diào)幅;2.計(jì)算重力荷載時(shí),可變荷載組合值的系數(shù)為0.5,19。解決方案:1 .計(jì)算mmax。1)在無地震作用的組合恒載下進(jìn)行控制。在無風(fēng)情況下,活載為1.35(50)0.7 1.4(80)145.9千牛米,在有風(fēng)情況下,活載為1.2(50)1.01.4(80)0.61.4(65)226.6千牛米。風(fēng)1.2(50)0.7 1.4(80)1 . 01 . 4(65)229.4 kN . m 2)地震組合1.2500.5 (80) 1.3 (110)251kN.m,因此Mmax 251kN.m,20,2。計(jì)算Mmax(恒載有利于結(jié)構(gòu))1)無地震作用

6、的組合1.0 (50)1.0 1.4 (65) 41kN.m 2)有地震作用的組合1.0500.5 (80) 1.3 11053kN.m,所以Mmax 53kN.m,21,補(bǔ)充練習(xí),一棟辦公樓,已知底部中間柱底部截面的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值(見下表)顯示彎矩為順時(shí)針正,軸向力為負(fù)要求:計(jì)算底部中間柱底部截面彎矩和軸力的基本組合設(shè)計(jì)值;22、3、舒適度驗(yàn)算;4.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求;1、承載力驗(yàn)算;2、水平側(cè)向位移限值;5、抗震結(jié)構(gòu)的延性要求和抗震等級;4、穩(wěn)定性和抗傾覆驗(yàn)算;23、忽略地震作用組合;考慮地震作用組合:分別取結(jié)構(gòu)重要度1.1、1.0和0.9的承載力地震調(diào)整系數(shù);1.承載力驗(yàn)算;24.2.水平橫向位

7、移限制;a)使用階段限制層間位移的原因:1)水平位移過大(尤其是層間側(cè)向位移過大)將導(dǎo)致填充墻和裝修開裂或損壞,并使電梯軌道變形。2)水平位移過大會(huì)使建筑物內(nèi)的人感到不舒服,影響正常使用;3)水平位移過大會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力,嚴(yán)重時(shí)會(huì)加速結(jié)構(gòu)的倒塌;4)水平位移過大會(huì)導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)開裂和損壞。25,樓層間最大位移與高度之比用彈性法計(jì)算,b)水平側(cè)向位移限值的計(jì)算方法,以及用彈性法計(jì)算的方法:(風(fēng)荷載和小震作用),26,5)結(jié)構(gòu)的隔震和耗能設(shè)計(jì)。彈塑性法計(jì)算(罕遇地震作用下軟弱層的彈塑性變形計(jì)算),(1)以下結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行彈塑性變形計(jì)算:(1)單層鋼筋混凝土柱廠房橫向排架8度、相似場地9度;2)79

8、度樓板屈服強(qiáng)度系數(shù)小于0.5的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu);3)高度大于150米的鋼結(jié)構(gòu);4)甲類建筑和乙類建筑中9度角的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu);27,4)高度不大于150米的高層鋼結(jié)構(gòu)。(2)下列結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算:(1)高度屬于時(shí)程分析法范圍,屬于豎向不規(guī)則型的高層建筑結(jié)構(gòu):(2)7度、1度、8度的乙類建筑中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu);3)板柱抗震墻結(jié)構(gòu)和底框磚房;對于樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)沿高度分布不均勻的結(jié)構(gòu),可以采用屈服系數(shù)最小且樓層相對較小的樓層,一般不超過23層;(3)薄弱樓層的位置;對于樓板屈服強(qiáng)度系數(shù)沿高度均勻分布的結(jié)構(gòu),可采用底層樓板;28.(4)屈服系數(shù):根據(jù)構(gòu)件的實(shí)際配筋和材料在大

9、地震作用下的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度計(jì)算的樓層抗剪承載力,其中h為高地震下軟弱層之間的彈塑性位移,(5)彈塑性位移的限值:(a)彈塑性變形計(jì)算的簡化方法,(b)彈塑性變形計(jì)算的彈塑性分析法,29為大地震下軟弱層的彈塑性位移增加系數(shù)。當(dāng)軟弱層y不小于相鄰層平均值的80%時(shí),按下表采用。當(dāng)弱層y小于相鄰層平均值的50%時(shí),可以使用表中值的1.5倍。對于其他情況,可以使用插值方法。(a)彈塑性變形計(jì)算的簡化方法(12層,框架結(jié)構(gòu),層間橫向剛度無突變),彈塑性層間位移增加系數(shù)30,表明薄弱層彈塑性橫向位移應(yīng)在截面設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行驗(yàn)算。彈塑性變形計(jì)算的彈塑性分析法、靜態(tài)彈塑性分析法和彈塑性動(dòng)態(tài)時(shí)程分析法,31。住宅為amax0.15m米/平方米,公寓為amax0.25m米/平方米,酒店為amax0.25m米/平方米。注:根據(jù)風(fēng)荷載每

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