歐洲規(guī)范11.12.16.ppt

1、第一部分 歐洲規(guī)范風(fēng)荷載計算風(fēng)荷載的規(guī)范計算方法 一、直接計算風(fēng)荷載合力方法wsdfperefFc ccqzAwsdfperefFc 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(fēng)壓計算風(fēng)荷載的合力 風(fēng)荷載的規(guī)范計算方法各表面refpeepdsew,AczqccF 各表面refpiipiw,AczqFfrepfrfrAzqcF偶然偏心的計算 （1）對于普通矩形結(jié)構(gòu)，其迎風(fēng)面施加三角形荷載，背風(fēng)面施加矩形荷載（2）對于廣告牌增加偏心工況，偏心距離0.25eb 平均風(fēng)壓的計算

2、22pvrob1 7( )( )qzIzczczq bq vIz表示基準(zhǔn)風(fēng)壓,z表示風(fēng)荷載的計算高度 ；為紊流強(qiáng)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(fēng)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(fēng)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(qiáng)度系數(shù) lvo0ln/kIzczz zmaxminzzz minvvzIzIminzz 周邊高層建筑對風(fēng)速的影響 高層建筑對周邊相對較矮建筑的影響 迎風(fēng)面障礙建筑對風(fēng)速的影響 高層建筑對周邊相對較矮建筑的影響

3、2nrz 2112lownhzrxrrxr2rxrnlowzh2xr迎風(fēng)面障礙建筑對風(fēng)速的影響min 0.8,0.6disavehhh2avexhmin 1.20.2,0.6disavehhxh26aveavehxh0dish6avexh結(jié)構(gòu)系數(shù)的計算ev22evpds7121zIRBzIkccveIzezpk表示紊流強(qiáng)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(fēng)荷載系數(shù)的計算 風(fēng)荷載系數(shù)包括合力系數(shù)、風(fēng)壓系數(shù)和摩擦力系數(shù)，其中風(fēng)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(xué)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),1,1,1010logpepepe

4、peccccA側(cè)面外壓力系數(shù)分區(qū)示意普通風(fēng)的程序?qū)崿F(xiàn)計算當(dāng)前層迎風(fēng)面寬度b, h確定計算高度Z=Zn OR Z=Zist+Hdis計算平均風(fēng)壓Qp計算基本風(fēng)壓Qb否是每個計算面的面積Aref每個計算面的幾何信息風(fēng)荷載外壓力系數(shù)Cpe每個計算面上的風(fēng)荷載疊加得本層風(fēng)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(fēng)荷載簡圖偶然偏心的程序計算cycxexxDeyyD)()(minmaxminmax偏心距的計算 xxTxDFFyyTyDFFX向風(fēng)荷載作用下偶然偏心引起的附加扭矩為 Y向風(fēng)荷載作用下偶然偏心引起的附加扭矩為 名義風(fēng)荷載 名義風(fēng)荷載為結(jié)構(gòu)重力荷載的1.5%，其中重力荷載為 其中

5、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(diǎn)上的質(zhì)量換算每個結(jié)點(diǎn)上的名義風(fēng)荷載，計算X，Y兩個方向 缺陷荷載缺陷荷載活恒RMC180180fyyfxxGFGF重力荷載 兩個方向的缺陷荷載分別為 風(fēng)荷載統(tǒng)計結(jié)果內(nèi)力結(jié)果第二部分 SLABCAD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(diǎn)在于其時間及空間上分布的隨機(jī)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

6、少 ， 所 以 ， 在 樓 板 軟 件SLABCAD中增加這個功能具有較強(qiáng)的工程實(shí)用價值。簡化計算方法 對于一般多層民用建筑，活荷載標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)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?？扇?.1-1.3，

7、活載大時可選用較大數(shù)值，正、負(fù)彎矩應(yīng)同時予以放大。SLABCAD計算模型 理論上每一次獨(dú)立的活荷加載方式都應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的整體分析，并進(jìn)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(shí)際工程?？紤]到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(xué)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(xiàn)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(qiáng)了實(shí)用性。具體到某一樓層時，其計算原理是：首先將各個活荷

8、載布置在單個房間，作為一個獨(dú)立工況，計算各個工況單獨(dú)作用下的樓板內(nèi)力，然后將計算結(jié)果進(jìn)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(fù)值的工況不參與組合)，同一位置處的負(fù)值相互疊加得到負(fù)的最大值(此時出現(xiàn)正值的工況不參與組合)。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(jìn)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(jìn)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

9、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(qiáng)度 歐洲規(guī)范以直徑150高300的圓柱體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為基礎(chǔ)，同時斜線后面標(biāo)示150立方體抗壓強(qiáng)度 。 常用的混凝土標(biāo)號取值區(qū)間C12/15 C90/105 歐洲規(guī)范規(guī)定混凝土強(qiáng)度設(shè)計值為ccckcdcff0 . 18 . 0:cc5 . 1:c(默認(rèn)值取0.85)鋼筋強(qiáng)度 歐洲規(guī)范以鋼筋的特征屈服強(qiáng)度 或0.2%應(yīng)變的驗(yàn)證應(yīng)力 作為鋼筋強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值，并以標(biāo)準(zhǔn)值作為鋼筋強(qiáng)度選擇的標(biāo)準(zhǔn)。 常用的鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取值區(qū)間400600 N/mm2 歐洲規(guī)范規(guī)定鋼筋強(qiáng)度

10、設(shè)計值為15. 1:sykfykydsff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.平截面假定：加載前后截面始終近似為平面。2.認(rèn)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(qiáng)度。4.混凝土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系見下式： 。cccdcc2c2ccdc2ccu211 0 nff梁構(gòu)件設(shè)計 混凝土梁正截面設(shè)計平衡方程：Edcdsyd22xMf bxdA fddcdydydssf bxf Af Ackckck0.8 50MPa0.8(50)/ 200 50MPafffckckck1.0 50MPa1.0(50)/ 400 50MPafff梁構(gòu)件設(shè)計 算例1

11、，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=300mm X 600mm,混凝土強(qiáng)度等級C25/30,鋼筋合力點(diǎn)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(biāo)號混凝土標(biāo)號混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度設(shè)計值設(shè)計值（MPa）鋼筋強(qiáng)度鋼筋強(qiáng)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(qiáng)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

12、模型進(jìn)行分析圖 4 12 梁桁架模型圖梁構(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swRdRd,sywdcotAVVzfsRd,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120120.5(1)(1)0.450.45kkllkk121201212max1 10;(1)(1)11k kkkllkkkk ( /)(/ )kMEI l柱構(gòu)件設(shè)計 算例2，柱計算長度系數(shù)比較 現(xiàn)澆樓蓋框架柱，

13、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(xì)長柱，細(xì)長柱需要考慮二階效應(yīng) 短柱與細(xì)長柱的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)，同時作為忽略二階效應(yīng)的準(zhǔn)則minmin20/A B Cnef1/(1 0.2)A12Bm=1.7-CrEdccdNnA f柱構(gòu)件設(shè)計 算例3：柱計算忽略二階效應(yīng)的

14、比較 幾何條件同算例2,混凝土強(qiáng)度等級C30（對應(yīng)歐洲規(guī)范為C25/30）,縱向鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)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(xì)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(yán)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(xì)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：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

15、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Ed0Ed20EdEd2MMMMN e2021 ler cr011K Krr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 bdEdcdyds2()()()22hdMf bdf A ddcussdxExcdydscussEd()dxf bxf AE ANx柱構(gòu)件設(shè)計 柱雙偏壓計算 分別驗(yàn)算y向和z向的單偏壓情況 不滿足下面條件時，需要進(jìn)行雙偏壓校核 雙偏壓校核yyzz22或yyzz/0.20.2/ehebebeh或EdyEdzRdzRdy1.0aaMMMM0.10.71.01.01.52.0說明：中間值采用線

16、性插值確定EdRd/NNa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(qiáng)度等級C30（對應(yīng)歐洲規(guī)范為C25/30）,縱向鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)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1.8e e2z2z=18.77 =18.77 mm Mmm M2 2=30=30 kN.mMed=274.214411441中國規(guī)范中國規(guī)范1.25C Cm mnsM=1.09=1.09240=260.7513121312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(xué)方法計算 受拉鋼筋應(yīng)該滿足以下條件2EdwwE