高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)講稿4.ppt

1、1、第三章高層建筑結(jié)構(gòu)荷載作用與結(jié)構(gòu)設(shè)置修訂原則，第三章高層建筑結(jié)構(gòu)荷載作用與結(jié)構(gòu)設(shè)置修訂原則3.4荷載效應(yīng)的組合，荷載效應(yīng)：指荷載作用下在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上產(chǎn)生的內(nèi)力或變形。 高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)有恒荷載效應(yīng)、活荷載效應(yīng)、風(fēng)荷載效應(yīng)、地震作用效應(yīng)、溫度作用效應(yīng)、地基不均勻沉降效應(yīng)等。 由于這些效果同時(shí)或者總是同時(shí)作用于高層建筑結(jié)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件的總效果是各效果的“重合”組合1、負(fù)荷效果組合2、第3章高層建筑結(jié)構(gòu)負(fù)荷作用和結(jié)構(gòu)設(shè)置修訂原則、1， 荷載效應(yīng)組合一般用途的高層建筑荷載效應(yīng)組合可以分為以下兩種情況，只考慮60m以上的高層結(jié)構(gòu)，只考慮360m以上的9度抗震結(jié)構(gòu)和60m以上的8、9度時(shí)的

2、長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)。back，4，第三章高層建筑結(jié)構(gòu)荷載作用和結(jié)構(gòu)設(shè)置修訂原則、二、設(shè)置修訂要求1、極限承載能力的管理強(qiáng)度修訂計(jì)算極限承載能力管理的公式為不考慮地震作用的組合內(nèi)力兩種情況：有地震作用組合：5、第三二、設(shè)置修訂要求1、極限承載能力的管理2、位移限制剛性管理高層建筑的位移必須限制在一定范圍內(nèi)這是因?yàn)檫^(guò)大的位移會(huì)給人帶來(lái)不快感，影響使用。 這主要是對(duì)于風(fēng)荷重來(lái)說(shuō)，地震發(fā)生時(shí)的舒適感是次要的。 大的位移會(huì)使填充墻和建筑裝飾產(chǎn)生龜裂和破損，電梯的軌道也會(huì)變形。 如果位移過(guò)大，主體結(jié)構(gòu)可能會(huì)出現(xiàn)龜裂或破損。 位移過(guò)大時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力，-效果顯著。 對(duì)高層建筑位移的限制實(shí)際上是對(duì)橫向移動(dòng)剛度的

3、要求。 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)是結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移和層間位移，高層規(guī)章對(duì)位移有限制。6、第三章高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載作用和結(jié)構(gòu)設(shè)置修改原則、二、設(shè)置修改要求1、極限承載能力的管理2、位移限制3、大地震下的變形管理按照我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范提出的“三水準(zhǔn)”(小地震不錯(cuò)，可以修理中地震，大地震不倒)及79度防護(hù)，高度大，按照高度結(jié)構(gòu)其中，樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)按下式進(jìn)行修正=、=、7、樓層高度、脆弱層彈塑性變形管理目的：防止倒塌或嚴(yán)重破壞范圍：脆弱層彈塑性變形修正方法脆弱層位置的確定：式：彈塑性層間位移、彈塑性層間位移角限制值、back、d值法的基本假設(shè)和影響反彎點(diǎn)的要素框架的橫向移動(dòng)特征本章要點(diǎn)：框架的內(nèi)力和位移的修正方法框架

4、梁、柱、節(jié)點(diǎn)的設(shè)定修正。修訂學(xué)時(shí)： 5學(xué)時(shí)，9，高層建筑結(jié)構(gòu)修訂原則和一般規(guī)定(補(bǔ)充)，一，修訂基本假設(shè)二，水平力作用方向三，分析方法，back，10，一，修訂基本假設(shè)，彈性和彈塑性假設(shè)平面結(jié)構(gòu)假設(shè)和空間結(jié)構(gòu)地面內(nèi)無(wú)限剛性假設(shè)和協(xié)同彈性假設(shè)縱向載荷， 風(fēng)荷載及地震應(yīng)力和位移修正算彈塑性假設(shè)地震位移管理塑性應(yīng)力的重分布、back、12、塑性應(yīng)力的重分布，考慮原因彈性應(yīng)力與實(shí)際不一致(與構(gòu)件應(yīng)力和剛度有關(guān)，裂紋產(chǎn)生重分布)。 有意減少或增大某部位鋼筋有利于合理破壞機(jī)理和施工思路的內(nèi)力振幅調(diào)制(調(diào)整)彈性修正內(nèi)力乘以系數(shù)框架梁(連續(xù)梁)縱向負(fù)荷下的振幅調(diào)制(0. 8，0.9 ) 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中框

5、架的內(nèi)力調(diào)整計(jì)算連肢剪力墻中連梁的振幅調(diào)制彈性內(nèi)力時(shí)，降低框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中框架和剪力墻之間的連梁的振幅調(diào)制連肢剪力墻中連梁的振幅調(diào)制13，2 .平面結(jié)構(gòu)假設(shè)和空間結(jié)構(gòu)，平面結(jié)構(gòu)假設(shè)a結(jié)構(gòu)面外剛性為零(2維，各節(jié)點(diǎn)3自由度) 剪力墻空間結(jié)構(gòu)面外相互傳遞力關(guān)系(三維、各節(jié)點(diǎn)6自由度)框筒棱柱、空間框架、空間桁架、back、地板平面內(nèi)無(wú)限剛性水平位移協(xié)調(diào)(垂直位移獨(dú)立) A B :不考慮扭轉(zhuǎn)平面協(xié)調(diào)計(jì)算(正交方向阻力單元不參加工作) 考慮扭轉(zhuǎn)空間協(xié)調(diào)修正算法(正交方向抗側(cè)力單元參加阻力扭矩)樓板滿足一定要求樓板不滿足的要求，樓板適當(dāng)調(diào)整變形樓板有限剛度修正算法樓板剛度修正算法、應(yīng)力空間修正算法、b

6、ack，15，4 .構(gòu)件剛度和變形， 部件剛性彈性剛性部件變形部件的變形和剛性軸向EA彎曲EI剪切GA部件變形的考慮忽略梁的軸向變形高度50m和H/B4:考慮柱、壁的軸向變形長(zhǎng)度細(xì)比忽略4 :剪切變形，back、16、二， 水平力作用方向各方向的水平力均由該方向的抗側(cè)力部件承擔(dān)新的修訂：有些結(jié)構(gòu)必須考慮兩個(gè)正交(主軸)方向的水平力同時(shí)作用，back，17，3，分析方法簡(jiǎn)化方法平面結(jié)構(gòu)協(xié)同分析：簡(jiǎn)化的手算法(d值法) 編程方法構(gòu)件有限元方法空間協(xié)同分析方法廣泛應(yīng)用于由框架、框架切割、剪力墻結(jié)構(gòu)等平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成，配置比較規(guī)則的結(jié)構(gòu)的三維構(gòu)件薄壁構(gòu)件空間分析方法，特別是平面不規(guī)則、體型復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

7、有限元(梁元和殼體等)或有限條方法4 .框架結(jié)構(gòu)設(shè)置back、構(gòu)造配置、補(bǔ)正算模型、負(fù)荷分析、內(nèi)力補(bǔ)正算、斷面設(shè)定補(bǔ)正、構(gòu)造要求、變形管理、第19、4章框架構(gòu)造設(shè)定補(bǔ)正、第4章框架構(gòu)造設(shè)定補(bǔ)正4.1框架構(gòu)造的補(bǔ)正算略圖、框架構(gòu)造的補(bǔ)正算略圖因此，一般的校正模型是空間模型平面模型，20，1，校正模型的確定，空間模型平面模型：結(jié)構(gòu)面外剛性零(二維，各節(jié)點(diǎn)3的自由度)地面內(nèi)無(wú)限剛性水平位移協(xié)調(diào)(垂直位移獨(dú)立) A B :不考慮扭轉(zhuǎn)平面協(xié)調(diào)校正運(yùn)算(正交方向阻力單元不參加工作) 考慮扭轉(zhuǎn)空間協(xié)調(diào)修正運(yùn)算(正交方向阻力單元參加阻力轉(zhuǎn)矩)的修正運(yùn)算單元的決定： P50節(jié)點(diǎn)處理3360p51剛節(jié)點(diǎn)修正跨度3

8、360p51層高度3360p51耐彎曲剛性333 p 51，back，21，Wk， 二、負(fù)荷分析、縱向負(fù)荷恒定負(fù)荷Gk可變負(fù)荷(活性負(fù)荷) Qk，考慮到負(fù)荷面積的減點(diǎn)問(wèn)題，水平負(fù)荷風(fēng)負(fù)荷Wk地震作用(偶然作用) Ek、back、 最不利配置的垂直荷載應(yīng)力分析方法水平荷載應(yīng)力分析方法，back，3，平面框架結(jié)構(gòu)應(yīng)力和位移簡(jiǎn)化修正方法，23，4.2平面框架垂直荷載應(yīng)力分析方法，基本假設(shè)無(wú)橫向移動(dòng)框架鄰層彎矩分配方法兩點(diǎn)修正柱剛度(1.0； 0.9 )彎矩傳遞系數(shù)(1/2； (1/3)步驟、back、分層法、梁固端彎矩、反彎點(diǎn)法修正反彎點(diǎn)法d值法、25、1 .反彎點(diǎn)法，基本上梁柱線剛性比無(wú)限大(=3

9、)不考慮梁軸向變形， 同層柱頂位移相等柱上下端角相等(底層除外)中間層：反彎點(diǎn)中央底層：反彎點(diǎn)中央底層剛性分配柱剪力、柱平衡求柱端彎矩、節(jié)點(diǎn)平衡求梁端彎矩、節(jié)點(diǎn)平衡柱軸力、梁平衡求梁剪力、例如Vi1 Vi2 Vi3、u=1、k=12 I/hi 2、修正反彎點(diǎn)法d值法、d值、back、反彎點(diǎn)高度、梁柱剛度比相關(guān)系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度(梁柱線剛度比、總層數(shù)、層次、橫向負(fù)荷形式)、上下梁柱線4.4框架構(gòu)件截面設(shè)定修正、back、設(shè)定修正式、負(fù)荷效應(yīng)組合前垂直負(fù)荷振幅調(diào)制、內(nèi)力組合控制中、右三截面框架柱：頂、底兩截面最不利的內(nèi)力組合，截面設(shè)置修正柱計(jì)算高度控制內(nèi)力確定內(nèi)力調(diào)整(抗震框架)節(jié)點(diǎn)電阻即延性框

10、架設(shè)置修正，28、當(dāng)柱端相繼出現(xiàn)塑性鉸鏈時(shí)，某層所有柱的上端和下端出現(xiàn)塑性鉸鏈，結(jié)構(gòu)就成為自動(dòng)體系。 因此，一般情況下，遇到大地震作用時(shí)，可允許梁端出現(xiàn)塑性鉸鏈，柱端不出現(xiàn)塑性鉸鏈，即人為增大(或調(diào)整)柱端的彎矩，使梁端先屈服，出現(xiàn)塑性鉸鏈。、back、強(qiáng)柱弱梁：29、抗震框架構(gòu)件內(nèi)力調(diào)整、back、強(qiáng)柱弱梁、梁、柱、彎曲、剪切、彎曲、強(qiáng)剪切弱彎曲、1.4/1.2 4.5框架構(gòu)造要求、back、一、延展性問(wèn)題截面延展性、構(gòu)件延展性構(gòu)造延展性、二、構(gòu)件延伸性上梁：截面跨高比，(4)三，框架梁的結(jié)構(gòu)要求，材料強(qiáng)度： C20C40，HRB335/HRB400/RRB400截面尺寸：一般1/81/12

11、，扁梁1/15 1/18縱筋配筋率：2.5受壓鋼筋以下0.30ft/fyv直徑間距，32，4.5框架材料強(qiáng)度： C20C60，HRB335/HRB400/RRB400截面尺寸：滿足軸壓比的要求軸壓比N/(AC/Fc )，33，4.5框架結(jié)構(gòu)要求，back，5，縱筋的切斷和連接，p 74，75，34，第5章剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)置修訂，第5章剪力墻本章重點(diǎn)：各類剪力墻受力特征剪力墻類別分類剪力墻的剖面設(shè)置修訂。 修訂學(xué)時(shí)： 8學(xué)時(shí)，第35章，第5章剪力墻結(jié)構(gòu)修訂，5.1剪力墻的種類和受力特征，一、剪力墻的種類一般根據(jù)剪力墻上開口的大小，或多或少的排列方式，將剪力墻分為以下種類：小開口整體的墻門和窗開口的大

12、小比整體的墻大一些這堵墻叫做整個(gè)小開口的墻。 在鏈節(jié)壁剪力墻上開有一列或多列開口，開口的尺寸比較大。 在這種情況下，剪切壁的受力相當(dāng)于經(jīng)由開口部間的鏈接梁而連接的一系列的壁肢，因此稱為鏈接壁。 第36、第5章剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)置修訂、一、剪力墻類別框支剪力墻基礎(chǔ)需要較大空間時(shí)，采用框結(jié)構(gòu)支撐上部剪力墻，形成框支剪力墻。 地震區(qū)不允許采用純框支剪力墻結(jié)構(gòu)。 墻式框架在連接肢墻中，當(dāng)開口開得更大，墻肢剛度較弱，連接梁剛度相對(duì)較強(qiáng)時(shí)，剪力墻的受力特性接近框架。 剪力墻的厚度比框架結(jié)構(gòu)梁柱的寬度小一點(diǎn)，因此被稱為壁式框架。 有不規(guī)則開口的剪力墻根據(jù)建筑使用的要求，可能需要在剪力墻上開大的開口，開口的配置不規(guī)

13、則。 是這種類型。 另外，上述剪力墻的類型劃分并非嚴(yán)格意義上的劃分，為了嚴(yán)格劃分剪力墻的類型，還需要考慮剪力墻自身的受力特性。 關(guān)于這一點(diǎn)，將在后面的具體剪力墻的修正計(jì)算中進(jìn)一步討論。 第37、第5章剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)置修訂、整體壁(面積16 )、整體小開口壁(面積16 ) (局部彎矩15 )、38、第5章剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)置修訂、兩肢壁、多肢壁、壁式框架、337小開口整體壁受開口部的影響，壁肢間的應(yīng)力分布不太直線可以根據(jù)整面墻的修正計(jì)算方法進(jìn)行修正。全壁橫截面上的正應(yīng)力分布，第40，第5章剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)置修訂，二，各種剪力墻的受力特征全壁和小開口全壁肢沿彎矩高度的分布圖為曲線。小開口壁橫截面上的正應(yīng)力分布、第41、第5章剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)置、二、各種剪力墻的受力特性2 .鏈節(jié)壁剪力墻上開了一列或多列開口部，開口部的尺寸相對(duì)較大，剪力墻截面的整體性被破壞，橫截面上的變形不符合平截面的假設(shè)，橫截面上鏈節(jié)壁橫截面上的正應(yīng)力分布，第42，第5章剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)置修訂，二，各種剪力墻的受力特性2 .有鏈節(jié)壁的墻肢的彎矩沿著高度分布在鏈節(jié)梁上出現(xiàn)了突變，但樓層上一般沒(méi)有出現(xiàn)反彎點(diǎn)。 鏈節(jié)墻的彎矩沿高度分布，第43、第5章剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)置修訂、二、各種剪力墻的受力特征3 .壁式框架受力與普通框架相似。 剪力墻斷面的整體性完全被破壞了。 墻肢的彎矩沿著高度的分布在梁上發(fā)生突變，所有樓層都出現(xiàn)