裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 課件 第三章 裝配式多高層鋼結(jié)構(gòu)_第1頁(yè)
裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 課件 第三章 裝配式多高層鋼結(jié)構(gòu)_第2頁(yè)
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第3章裝配式多高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析

1.多高層鋼結(jié)構(gòu)材料選擇2.多高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定3.荷載與作用4.結(jié)構(gòu)計(jì)算分析

第三章裝配式多高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常用規(guī)范:《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》(GB55001-2021)《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》(GB55002-2021)《鋼結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》(GB55006-2021)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)(2015年版)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)(2016年版)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50017-2017)《建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50068-2018)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223-2008)《裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T51232-2016)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ99-2015)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)4《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》圖示(16G108-7)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》圖示(20G108-3)《多高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳圖》(16SG519)《工程做法建筑構(gòu)造通用圖集》(19BJ1-1)《模塊化鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑構(gòu)造》(20J910-3)《鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》(20G122)《建筑物抗震構(gòu)造詳圖》(單層工業(yè)廠房)(20G329-3)《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》(16G101-1、2、3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常用參考圖集:5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常用參考圖集:6結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常用參考圖集:7結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常用參考圖集:81.鋼材結(jié)構(gòu)的重要性荷載特征結(jié)構(gòu)形式連接方法鋼材厚度環(huán)境溫度構(gòu)件所處部位考慮選擇合適的牌號(hào)和材質(zhì)保證鋼材的抗拉強(qiáng)度屈服點(diǎn)伸長(zhǎng)率冷彎試驗(yàn)沖擊韌性硫、磷含量91.鋼材10鋼板的牌號(hào):Q235GJ、Q345GJ、Q235GJZ、Q345GJZ每一牌號(hào)有C、D、E三個(gè)質(zhì)量等級(jí)綜合表示法:Q235GJ-C(D、E)Q345GJ-C(D、E)Q235GJZ-15(25、35)-C(D、E)Q345GJZ-15(25、35)-C(D、E)

GJ

高層建筑GJZ高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板有Z向斷面收縮率的要求1.鋼材111.鋼材121.鋼材13

質(zhì)量等級(jí)與沖擊韌性的關(guān)系質(zhì)量等級(jí)沖擊試驗(yàn)溫度及要求結(jié)構(gòu)工作溫度(T)備注A不保證沖擊韌性設(shè)計(jì)中不使用B具有常溫沖擊韌性的合格保證T>0℃用于室內(nèi)環(huán)境及熱帶環(huán)境C具有0℃沖擊韌性的合格保證0℃≥T>-20℃用于寒冷環(huán)境D具有-20℃沖擊韌性的合格保證-20℃≥T>-40℃用于嚴(yán)寒環(huán)境E具有-40℃沖擊韌性的合格保證T≤-40℃用于極端低溫環(huán)境注:《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ99規(guī)定,抗震等級(jí)為一、二級(jí)高層鋼結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件鋼材的質(zhì)量等級(jí)不宜低于C級(jí)。1.鋼材14嚴(yán)格來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)工作溫度的取值與可靠度相關(guān)。為便于使用,在室外工作的構(gòu)件結(jié)構(gòu)工作溫度可按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50019-2015)附錄的最低日平均氣溫采用,見(jiàn)下表。

最低日平均氣溫(℃)對(duì)于室內(nèi)工作的構(gòu)件,如能確保始終在某一溫度以上,可將其作為工作溫度,如采暖房間的工作溫度可視為0℃以上;否則可按表最低日氣溫增加5℃采用。1.鋼材152.焊接材料焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)保證碳的含量不高于限值高層鋼結(jié)構(gòu)在梁柱連接處和箱形柱角部焊縫附近,由于局部構(gòu)造,形成高約束,焊接時(shí)容易引起層狀撕裂。所以,高層鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)等局部部位的厚板(≥40mm),均采用Z向鋼,Z向鋼應(yīng)該滿足《厚度方向性能鋼板》(GB/T5313-2010)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)要求Z向鋼的特點(diǎn)是以低硫含量為顯著標(biāo)志來(lái)保證Z向性能。然而,Z向鋼的價(jià)格昂貴(一般增加20%左右),除了梁柱節(jié)點(diǎn)等關(guān)鍵部位使用外,其他部分一般不宜采用Z向鋼該國(guó)標(biāo)適用于造船、海上平臺(tái)、鍋爐、壓力容器等重要焊接結(jié)構(gòu)。它將厚度方向的斷面收縮率分為Z15,Z25,Z35三個(gè)等級(jí),并規(guī)定了試件取材方法和試件尺寸16厚度方向性能級(jí)別硫含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))%Z15≤0.010Z25≤0.007Z35≤0.005厚度方向性能級(jí)別斷面收縮率Z/%三個(gè)試樣的最小平均值單個(gè)試樣最小值Z151510Z252515Z353525表1硫含量(熔煉分析)表2厚度方向性能級(jí)別及斷面收縮率值《厚度方向性能鋼板》(GB/T5313-2010)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)Z15級(jí)的規(guī)定要求2.焊接材料173.1多高層鋼結(jié)構(gòu)材料選擇2.螺栓緊固件材料一、高強(qiáng)度螺栓

?類型與標(biāo)準(zhǔn)

?大六角頭螺栓:GB/T1228-2006(螺栓)GB/T1229-2006(螺母)GB/T1230-2006(墊圈)GB/T1231-2006(技術(shù)條件)?扭剪型螺栓:GB/T3632-2008(連接副)

?性能要求:材質(zhì):20MnTiB/35VB(10.9級(jí))預(yù)拉力、扭矩系數(shù)需復(fù)驗(yàn)

材質(zhì):20MnTiB/35VB(10.9級(jí))預(yù)拉力、扭矩系數(shù)需復(fù)驗(yàn)二、組合結(jié)構(gòu)連接件

?圓柱頭焊釘(栓釘)?

標(biāo)準(zhǔn):GB/T10433-2002性能:屈服強(qiáng)度≥?320MPa抗拉強(qiáng)度≥?400MPa伸長(zhǎng)率≥?14%?

?錨栓鋼材

可選材料:Q235鋼(GB/T700-2006)Q355/Q390鋼(GB/T1591-2018)高強(qiáng)錨栓:Q460及以上184.抗震結(jié)構(gòu)的附加要求注:抗震設(shè)防的高層建筑中,僅承受重力荷載的鋼構(gòu)件,上述各項(xiàng)要求可適當(dāng)放寬鋼材的伸長(zhǎng)率不應(yīng)小于20%,以保證構(gòu)件具有足夠的塑性變形能力。

鋼材的強(qiáng)屈比(鋼材的抗拉極限強(qiáng)度實(shí)測(cè)值與屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值)不低于1.2,按8度和8度以上抗震設(shè)防的高層建筑鋼結(jié)構(gòu),則不應(yīng)低于1.5,以確保結(jié)構(gòu)具有足夠的安全儲(chǔ)備。鋼材具有明顯的屈服平臺(tái)??拐痤悇e為甲類或乙類的高層建筑鋼結(jié)構(gòu),鋼材的屈服點(diǎn)不宜超過(guò)其標(biāo)準(zhǔn)值的10%,以避免結(jié)構(gòu)中預(yù)定的桿件塑性鉸位置,發(fā)生不符合“強(qiáng)柱弱梁”等設(shè)計(jì)要求的轉(zhuǎn)移。在保持較大延性的條件下具有良好的可焊性。2.1一般規(guī)定

1.安全等級(jí)與結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)19安全等級(jí)?破壞后果?抗震建筑類型?一級(jí)很嚴(yán)重:人員群死/巨大經(jīng)濟(jì)損失甲類、乙類?二級(jí)嚴(yán)重:人員傷亡/較大經(jīng)濟(jì)損失丙類?三級(jí)不嚴(yán)重:局部影響/損失可控丁類安全等級(jí)劃分結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)(γ?)安全等級(jí)?持久/短暫設(shè)計(jì)?偶然/地震設(shè)計(jì)一級(jí)1.11.0二級(jí)1.01.0三級(jí)0.91.0設(shè)計(jì)原則:構(gòu)件安全等級(jí)≥三級(jí),允許局部調(diào)整但需綜合評(píng)估抗震設(shè)計(jì)按規(guī)范匹配安全等級(jí)(甲類→一級(jí),乙類→一級(jí),類推)

2.抗震設(shè)防要求20一、三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)設(shè)防水準(zhǔn)?地震作用?設(shè)計(jì)要求?保證措施?小震不壞多遇地震(低于設(shè)防烈度)主體結(jié)構(gòu)無(wú)損壞,可繼續(xù)使用第一階段承載力驗(yàn)算(彈性分析)?中震可修設(shè)防地震(相當(dāng)于設(shè)防烈度)允許損壞,經(jīng)一般修理可恢復(fù)抗震構(gòu)造措施(延性設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)等)?大震不倒罕遇地震(高于設(shè)防烈度)防止倒塌或危及生命的破壞第二階段彈塑性變形驗(yàn)算(薄弱層分析)二、兩階段設(shè)計(jì)方法?第一階段:承載力驗(yàn)算適用范圍:所有建筑內(nèi)容:多遇地震作用下的彈性地震力計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力驗(yàn)算彈性變形控制(層間位移角限值)第二階段:彈塑性變形驗(yàn)算適用范圍:易倒塌結(jié)構(gòu)(如框架-剪力墻結(jié)構(gòu))不規(guī)則結(jié)構(gòu)(薄弱層顯著)特殊功能建筑(醫(yī)院、應(yīng)急中心等)內(nèi)容:罕遇地震下彈塑性層間位移驗(yàn)算構(gòu)造措施強(qiáng)化(如增設(shè)耗能支撐)《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223-2008)3.0.2條與《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》(GB5002-2021)2.3.1條規(guī)定一致:建筑工程應(yīng)分為以下四個(gè)抗震設(shè)防類別:

3.抗震設(shè)防分類1.特殊設(shè)防類:

指使用上有特殊設(shè)施,涉及國(guó)家公共安全的重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果,需要進(jìn)行特殊設(shè)防的建筑。簡(jiǎn)稱甲類。2.重點(diǎn)設(shè)防類:指地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑,以及地震時(shí)可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果,需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑。簡(jiǎn)稱乙類。3.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類:指大量的除1、2、4款以外按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)防的建筑。簡(jiǎn)稱丙類。4.適度設(shè)防類:指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害,允許在一定條件下適度降低要求的建筑。簡(jiǎn)稱丁類。211.抗震設(shè)防分類某教學(xué)樓案例(8度0.2g)北側(cè)模型南側(cè)模型《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》6.0.8條:教育建筑中,幼兒園、小學(xué)、中學(xué)的教學(xué)用房以及學(xué)生宿舍和食堂,抗震設(shè)防類別應(yīng)不低于重點(diǎn)設(shè)防類。22《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223-2008)3.0.3條與《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》(GB550022021)2.3.2條一致規(guī)定:各抗震設(shè)防類別建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)符合下列要求:4.抗震措施和地震作用調(diào)整1.標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(丙類):

應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用,達(dá)到在遭遇高于當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度的預(yù)估罕遇地震影響時(shí)不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴(yán)重破壞的抗震設(shè)防目標(biāo)。

2.重點(diǎn)設(shè)防類(乙類):應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強(qiáng)其抗震措施;但抗震設(shè)防烈度為9度時(shí)應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施。同時(shí),應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。

3.特殊設(shè)防類(甲類):應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強(qiáng)其抗震措施;但抗震設(shè)防烈度為9度時(shí)應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施。同時(shí),應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)的結(jié)果且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作用。4.適度設(shè)防類(丁類):允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低其抗震措施,但抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)不應(yīng)降低。一般情況下,仍應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用23某教學(xué)樓案例(8度0.2g)北側(cè)模型南側(cè)模型改教學(xué)樓屬于重點(diǎn)設(shè)防類(乙類)建筑:地震作用:8度建筑抗震措施:提高一度為9度244.抗震措施和地震作用調(diào)整25示范工程現(xiàn)場(chǎng)安裝《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》5.3.1條規(guī)定規(guī)定:

鋼結(jié)構(gòu)房屋應(yīng)根據(jù)設(shè)防分類、烈度和房屋高度采用不同的抗震等級(jí),并應(yīng)符合相應(yīng)的計(jì)算和構(gòu)造措施要求。丙類建筑的抗震等級(jí)應(yīng)由下表確定。5.鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震等級(jí)房屋高度烈度6789四三二四三二一1高度接近或等于高度分界時(shí),應(yīng)允許結(jié)合房屋不規(guī)則程度和場(chǎng)地、地基條件確定抗震等級(jí);

2一般情況,構(gòu)件的抗震等級(jí)應(yīng)與結(jié)構(gòu)相同;當(dāng)某個(gè)部位各構(gòu)件的承載力均滿足2倍地震作用組合下的內(nèi)力要求時(shí),7~9度的構(gòu)件抗震等級(jí)應(yīng)允許按降低一度確定。注:26《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》3.7.3條規(guī)定:3.7.3抗震設(shè)計(jì)時(shí),高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防分類、烈度和房屋高度采用不同的抗震等級(jí),并應(yīng)符合相應(yīng)的計(jì)算和構(gòu)造措施要求。丙類建筑的抗震等級(jí)應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011的有關(guān)規(guī)定確定。對(duì)甲類建筑和房屋高度超過(guò)50m,抗震設(shè)防烈度9度時(shí)的乙類建筑應(yīng)采取更有效的抗震措施。5.鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震等級(jí)某教學(xué)樓案例(8度0.2g)該教學(xué)樓屬于重點(diǎn)設(shè)防類(乙類)建筑,抗震構(gòu)造措施的抗震等級(jí)由三級(jí)提高一級(jí),為二級(jí)。272.2.鋼結(jié)構(gòu)體系和選型1.結(jié)構(gòu)體系選用原則28結(jié)構(gòu)體系支撐、墻體和筒形式框架支撐結(jié)構(gòu)中心支撐普通鋼支撐,屈曲約束支撐框架-支撐中心支撐普通鋼支撐,屈曲約束支撐偏心支撐普通鋼支撐框架-剪力墻板鋼板墻,延性墻板筒體結(jié)構(gòu)筒體普通桁架筒密柱深梁筒斜交網(wǎng)格筒剪力墻板筒框架-筒體筒中筒束筒表A.2.1??多高層鋼結(jié)構(gòu)常用體系巨型結(jié)構(gòu)巨型框架——巨型框架-支撐29A.2.2??結(jié)構(gòu)布置應(yīng)符合下列原則1??建筑平面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則,結(jié)構(gòu)平面布置宜對(duì)稱,水平荷載的合力作用線宜接近抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度中心;高層鋼結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向動(dòng)力特性宜相近;2??結(jié)構(gòu)豎向體型宜規(guī)則、均勻,豎向布置宜使側(cè)向剛度和受剪承載力沿豎向均勻變化;3??高層建筑不應(yīng)采用單跨框架結(jié)構(gòu),多層建筑不宜采用單跨框架結(jié)構(gòu);4??高層鋼結(jié)構(gòu)宜選用風(fēng)壓和橫風(fēng)向振動(dòng)效應(yīng)較小的建筑體型,并應(yīng)考慮相鄰高層建筑對(duì)風(fēng)荷載的影響;5??支撐布置平面上宜均勻、分散,沿豎向宜連續(xù)布置,設(shè)置地下室時(shí),支撐應(yīng)延伸至基礎(chǔ)或在地下室相應(yīng)位置設(shè)置剪力墻;支撐無(wú)法連續(xù)時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加錯(cuò)開(kāi)支撐并加強(qiáng)錯(cuò)開(kāi)支撐之間的上下樓層水平剛度。1.結(jié)構(gòu)體系選用原則一、二級(jí)鋼結(jié)構(gòu)房屋,宜設(shè)置偏心支撐、帶豎縫鋼筋混凝土抗震墻板、內(nèi)藏鋼支撐鋼筋混凝土墻板、屈曲約束支撐等消能支撐或筒體。(抗規(guī)8.1.5)三、四級(jí)且高度不大于50m的鋼結(jié)構(gòu)宜采用中心支撐,也可采用偏心支撐、屈曲約束支撐等消能支撐。(抗規(guī)8.1.6)30中心支撐-交叉支撐中心支撐-人字形支撐1.結(jié)構(gòu)體系選用原則不超過(guò)50m的鋼結(jié)構(gòu)房屋可采用框架結(jié)構(gòu)、框架-中心支撐結(jié)構(gòu)或其它體系的結(jié)構(gòu);超過(guò)50m的鋼結(jié)構(gòu)房屋,8、9度時(shí)宜采用框架-偏心支撐、框架-延性墻板或屈曲約束支撐等結(jié)構(gòu)。高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用單跨框架結(jié)構(gòu)。(高鋼規(guī)3.2.4)支撐框架在兩個(gè)方向的布置均宜基本對(duì)稱,支撐框架之間樓蓋的長(zhǎng)寬比不宜大于3。(抗規(guī)8.1.6)31偏心支撐消能梁段偏心支撐-門架式中心支撐-跨層交叉支撐1.結(jié)構(gòu)體系選用原則中心支撐框架宜采用交叉支撐,也可采用人字支撐或單斜桿支撐,不宜采用K形支撐;支撐的軸線宜交匯于梁柱構(gòu)件軸線的交點(diǎn),偏離交點(diǎn)時(shí)的偏心距不應(yīng)超過(guò)支撐桿件寬度,并應(yīng)計(jì)入由此產(chǎn)生的附加彎矩。當(dāng)中心支撐采用只能受拉的單斜桿體系時(shí),應(yīng)同時(shí)設(shè)置不同傾斜方向的兩組斜桿,且每組中不同方向單斜桿的截面面積在水平方向的投影面積之差不應(yīng)大于10%。(抗規(guī)8.1.6)32中心支撐框架1.結(jié)構(gòu)體系選用原則偏心支撐框架的每根支撐應(yīng)至少有一端與框架梁連接,并在支撐與梁交點(diǎn)和柱之間或同一跨內(nèi)另一支撐與梁交點(diǎn)之間形成消能梁段·。(抗規(guī)8.1.6)采用屈曲約束支撐時(shí),宜采用人字支撐、成對(duì)布置的單斜桿支撐等形式,不應(yīng)采用K形或X形,支撐與柱的夾角宜在35o~55o之間。屈曲約束支撐受壓時(shí),其設(shè)計(jì)參數(shù)、性能檢驗(yàn)和作為一種消能部件的計(jì)算方法可按相關(guān)要求設(shè)計(jì)。

(抗規(guī)8.1.6)33偏心支撐框架1.結(jié)構(gòu)體系選用原則342.最大適用高度《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)8.1.1條規(guī)定:鋼結(jié)構(gòu)民用房屋的結(jié)構(gòu)類型和最大高度應(yīng)符合下表的規(guī)定。平面和豎向均不規(guī)則的鋼結(jié)構(gòu),適用的最大高度宜適當(dāng)降低。鋼結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度(m)結(jié)構(gòu)類型6、7度(0.1g)7度(0.15g)8度9度(0.40g)(0.20g)(0.30g)框架11090907050框架-中心支撐220200180150120框架-偏心支撐(延性墻板)240220200180160筒體(框筒,筒中筒,桁架筒,束筒)和巨型框架3002802602401801房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂?shù)母叨?不包括局部突出屋頂部分);2超過(guò)表內(nèi)高度的房屋,應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證,采取有效的加強(qiáng)措施;3表內(nèi)的筒體不包括混凝土筒。注:高層鋼結(jié)構(gòu)建筑10層及10層以上或房屋高度大于28m的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其他高層民用建筑352.最大適用高度《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》3.2.2條規(guī)定:非抗震設(shè)計(jì)和抗震設(shè)防烈度為6度至9度的乙類和丙類高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)適用的最大高度應(yīng)符合下表的規(guī)定。高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)適用的最大高度(m)結(jié)構(gòu)類型6、7度(0.1g)7度(0.15g)8度9度(0.40g)非抗震設(shè)計(jì)(0.20g)(0.30g)框架11090907050110框架-中心支撐220200180150120240框架-偏心支撐(延性墻板)240220200180160260筒體(框筒,筒中筒,桁架筒,束筒)和巨型框架3002802602401803601房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂?shù)母叨?不包括局部突出屋頂部分);

2超過(guò)表內(nèi)高度的房屋,應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證,采取有效的加強(qiáng)措施;

3表內(nèi)筒體不包括混凝土筒;

4框架柱包括全鋼柱和鋼管混凝土柱;5甲類建筑,6、7、8度時(shí)宜按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高1度后符合本表要求,9度時(shí)應(yīng)專門研究。注:36鋼結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度(m)《抗規(guī)》結(jié)構(gòu)類型6、7度(0.1g)7度(0.15g)8度9度(0.40g)(0.20g)(0.30g)框架11090907050框架-中心支撐220200180150120框架-偏心支撐(延性墻板)240220200180160筒體(框筒,筒中筒,桁架筒,束筒)和巨型框架300280260240180高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)適用的最大高度(m)(高規(guī)鋼)結(jié)構(gòu)類型6、7度(0.1g)7度(0.15g)8度9度(0.40g)非抗震設(shè)計(jì)(0.20g)(0.30g)框架11090907050110框架-中心支撐220200180150120240框架-偏心支撐(延性墻板)240220200180160260筒體(框筒,筒中筒,桁架筒,束筒)和巨型框架300280260240180360372.最大適用高度《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-201011.1.2條規(guī)定:

混合結(jié)構(gòu)高層建筑適用的最大高度應(yīng)符合下表的規(guī)定?;旌辖Y(jié)構(gòu)高層建筑適用的最大高度(m)結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計(jì)6度7度8度9度0.2g0.3g框架-核心筒鋼框架-鋼筋混凝土核心筒21011090907050型鋼(鋼管)混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒240220200180150120筒中筒鋼外筒-鋼筋混凝土核心筒280240220200180160型鋼(鋼管)混凝土外筒-鋼筋混凝土核心筒300300280260240180注:平面和豎向均不規(guī)則的結(jié)構(gòu),最大適用高度應(yīng)適當(dāng)降低。某教學(xué)樓案例(8度0.2g)2.最大適用高度層號(hào)高度(m)立面(m)54.520.443.915.933.91223.98.114.24.2結(jié)構(gòu)類型6、7度(0.1g)7度(0.15g)8度(0.20g)(0.30g)框架110909070結(jié)構(gòu)高度:20.4m,小于地區(qū)框架結(jié)構(gòu)限高90m38《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》8.1.2條與《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》3.2.3條

規(guī)定一致:3.最大高寬比烈度6、789最大高寬比6.56.05.5高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)適用的最大高寬比1計(jì)算高寬比的高度從室外地面算起;

2當(dāng)塔形建筑底部有大底盤時(shí),計(jì)算高寬比的高度從大底盤頂部算起。注:39北側(cè)模型南側(cè)模型3.最大高寬比某教學(xué)樓案例(8度0.2g)北側(cè)部分:138.5m×16.4m最大高寬比:20.4/16.4=1.24南側(cè)部分:147.5m×50.5m最小寬度:15.8m(東側(cè))最大高寬比:20.4/15.8=1.29烈度6、789最大高寬比6.56.05.5均小于地區(qū)最大高寬比限值6.040《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》3.3.1、3.3.2條規(guī)定:2.3建筑形體及結(jié)構(gòu)布置規(guī)則性1.建筑形體要求高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)的要求明確建筑形體的規(guī)則性。不規(guī)則的建筑方案應(yīng)按規(guī)定采取加強(qiáng)措施;特別不規(guī)則的建筑方案應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證,采用特別的加強(qiáng)措施;嚴(yán)重不規(guī)則的建筑方案不應(yīng)采用。3.3.1高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對(duì)稱,并應(yīng)具有良好的整體性;建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則,結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度沿高度宜均勻變化,豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小,應(yīng)避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。3.3.24142不規(guī)則類型定義和參考指標(biāo)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則在具有偶然偏心的規(guī)定水平力作用下,樓層兩端抗側(cè)力構(gòu)件彈性水平位移(或?qū)娱g位移)的最大值與其平均值的比值大于1.2凹凸不規(guī)則平面凹進(jìn)的尺寸,大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化,例如,有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%,或開(kāi)洞面積大于該層樓面面積的30%,或有較大的樓層錯(cuò)層《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》3.4.3條規(guī)定:2.結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則判斷432.結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則判斷不規(guī)則類型定義和參考指標(biāo)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則在規(guī)定的水平力及偶然偏心作用下,樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)的最大值與其平均值的比值大于1.2偏心布置任一層的偏心率大于0.15(偏心率按本規(guī)程附錄A的規(guī)定計(jì)算)或相鄰層質(zhì)心相差大于相應(yīng)邊長(zhǎng)的15%凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的尺寸,大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化,例如,有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%,或開(kāi)洞面積大于該層樓面面積的30%,或有較大的樓層錯(cuò)層《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》3.3.2條:2.結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則判斷考慮抗震設(shè)防的鋼結(jié)構(gòu)高層建筑,在結(jié)構(gòu)平面布置上具有下列情況之一者,則屬于平面不規(guī)則結(jié)構(gòu):無(wú)法避免時(shí),應(yīng)計(jì)算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)影響

水平地震作用44

無(wú)法避免時(shí),應(yīng)采用相應(yīng)的計(jì)算模型,對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)的作用效應(yīng)計(jì)算,合理確定薄弱部位以及復(fù)雜傳力途徑中各構(gòu)件的內(nèi)力,并采取針對(duì)性的構(gòu)造措施2.結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則判斷(2)存在樓板尺寸或水平剛度突變,例如,局部樓板有效寬度小于該層樓板典型寬度的50%,或者樓板開(kāi)洞面積超過(guò)該層樓面總面積的30%,或有較大的樓層錯(cuò)層,均屬于“樓板局部不連續(xù)”結(jié)構(gòu)。樓蓋錯(cuò)層復(fù)式框架

大中庭

樓板大開(kāi)洞

452.結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則判斷(3)結(jié)構(gòu)平面形狀帶有缺口,缺口在兩個(gè)方向凹進(jìn)的深度和長(zhǎng)度,分別超過(guò)樓層平面相應(yīng)方向總邊長(zhǎng)的30%。無(wú)法避免時(shí),應(yīng)采用相應(yīng)的構(gòu)造措施。

46該教學(xué)樓南側(cè)模型2.結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則判斷147.5m50.5m15.8m21.4m南側(cè)部分:147.5m×50.5m最小寬度:東側(cè)15.8m,北側(cè)21.4m屬平面凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)計(jì)算得出的最大層間位移比為1.31>1.2

水平地震作用

屬平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則結(jié)構(gòu)47

48不規(guī)則類型定義和參考指標(biāo)側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%,或小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%;除頂層或出屋面小建筑外,局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件(柱、抗震墻、抗震支撐)的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件(梁、桁架等)向下傳遞樓板承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》3.4.3條與《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》3.3.2條對(duì)結(jié)構(gòu)豎向不規(guī)則的規(guī)定相同:3.結(jié)構(gòu)豎向不規(guī)則判斷3.結(jié)構(gòu)豎向不規(guī)則判斷(1)某一樓層的側(cè)向剛度,小于其相鄰上一樓層側(cè)向剛度的70%或小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%;除頂層或出屋面小建筑外,局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%。有柔弱層的豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)

(柔弱層)結(jié)構(gòu)層間剛度曲線

(柔弱層)結(jié)構(gòu)層間剛度曲線

493.結(jié)構(gòu)豎向不規(guī)則判斷(2)某任一樓層全部抗側(cè)力構(gòu)件按實(shí)際截面和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算所得的總受剪承載力小于相鄰上一層受剪承載力的80%。(3)結(jié)構(gòu)中的主要抗側(cè)力構(gòu)件在某一樓層(轉(zhuǎn)換層)中斷或轉(zhuǎn)換為其他類型的抗側(cè)力構(gòu)件,導(dǎo)致抗側(cè)力構(gòu)件(柱、抗震墻、支撐等)的內(nèi)力經(jīng)由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件(梁、桁架等)向下傳遞的豎向不連續(xù)。樓層序號(hào)樓層受剪承載力12ii+1n

(薄弱層)

不落地柱托柱梁不規(guī)則框架5051層間位移比最大值為1.31,大于限值1.2,屬平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則結(jié)構(gòu)樓層剛度比最小值為1.48,大于限值0.7,滿足豎向規(guī)則要求樓層受剪承載力比值最小值為0.94,大于限值0.8,滿足豎向規(guī)則要求馬那瓜美洲銀行大廈馬那瓜中央銀行大廈52工程案例:ProjectReference有兩幢相隔不遠(yuǎn)的高層建筑:中央銀行大廈(15層)美洲銀行大廈(18層)1972年12月23日南美洲尼加拉瓜(Nicaragua)首都馬那瓜(Managua)發(fā)生6.3級(jí)(矩震級(jí))地震,震源深度10千米。(1972Nicaraguaearthquake)地震中破壞嚴(yán)重地震中損害輕微,震后稍加修理便恢復(fù)使用美洲銀行大廈至今仍在繼續(xù)使用中央銀行大廈震后已拆除馬那瓜中央銀行大廈(a)平面圖;(b)立面圖53工程案例:ProjectReference馬那瓜中央銀行大廈中央銀行大廈的震害如此嚴(yán)重,主要是它的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和布置對(duì)抗震很不利在四層以上塔樓的北、東、南三面布置了密集的柱子共64根,支承在四層樓面的過(guò)渡梁上,該梁又支承在10根間距達(dá)9.4m截面為1.0m×1.55m的柱子上建筑的電梯井和樓梯間偏置塔樓西端,且西端還設(shè)有填充墻結(jié)構(gòu)剛心和質(zhì)心不重合,地震時(shí)產(chǎn)生了極大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)塔樓和裙樓兩部分結(jié)構(gòu)不連續(xù)、剛度嚴(yán)重突變1平面不規(guī)則而豎向規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu),應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型,并應(yīng)符合下列要求:4.不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)措施《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》3.4.4條規(guī)定:建筑形體及其構(gòu)件布置不規(guī)則時(shí),應(yīng)按下列要求進(jìn)行水平地震作用計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整,并應(yīng)對(duì)薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施:扭轉(zhuǎn)不規(guī)則時(shí),應(yīng)計(jì)入扭轉(zhuǎn)影響,且在具有偶然偏心的規(guī)定水平力作用下,樓層兩端抗側(cè)力構(gòu)件彈性水平位移或?qū)娱g位移的最大值與平均值的比值不宜大于1.5,當(dāng)最大層間位移遠(yuǎn)小于規(guī)范限值時(shí),可適當(dāng)放寬;凹凸不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)時(shí),應(yīng)采用符合樓板平面內(nèi)實(shí)際剛度變化的計(jì)算模型;高烈度或不規(guī)則程度較大時(shí),宜計(jì)入樓板局部變形的影響;平面不對(duì)稱且凹凸不規(guī)則或局部不連續(xù),可根據(jù)實(shí)際情況分塊計(jì)算扭轉(zhuǎn)位移比,扭轉(zhuǎn)較大的部位應(yīng)考慮局部的內(nèi)力增大系數(shù)。542平面規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu),應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型,剛度小的樓層的地震剪力應(yīng)乘以不小于1.15的增大系數(shù),其薄弱層應(yīng)按本規(guī)范有關(guān)規(guī)定進(jìn)行彈塑性變形分析,并應(yīng)符合下列要求:

4.不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)措施豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)時(shí),該構(gòu)件傳遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力應(yīng)根據(jù)烈度高低和水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的類型、受力情況、幾何尺寸等,乘以1.25~2.0的增大系數(shù);側(cè)向剛度不規(guī)則時(shí),相鄰層的側(cè)向剛度比應(yīng)依據(jù)其結(jié)構(gòu)類型符合本規(guī)范相關(guān)章節(jié)的規(guī)定;樓層承載力突變時(shí),薄弱層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不應(yīng)小于相鄰上一樓層的65%。3

平面不規(guī)則且豎向不規(guī)則的建筑,應(yīng)根據(jù)不規(guī)則類型的數(shù)量和程度,有針對(duì)性地采取不低于本條1、2款要求的各項(xiàng)抗震措施。特別不規(guī)則的建筑,應(yīng)經(jīng)專門研究,采取更有效的加強(qiáng)措施或?qū)Ρ∪醪课徊捎孟鄳?yīng)的抗震性能化設(shè)計(jì)方法。55由于結(jié)構(gòu)平面凹凸和扭轉(zhuǎn)不規(guī)則,層間位移比上限值為1.54.不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)措施某教學(xué)樓模型5657建筑平面宜簡(jiǎn)單規(guī)則,結(jié)構(gòu)平面布置宜對(duì)稱;水平荷載的合力作用線宜接近抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度中心;高層鋼結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向動(dòng)力特性宜相近。柱網(wǎng)布置應(yīng)與建筑布置相協(xié)調(diào),一般將柱子設(shè)在縱橫墻交義點(diǎn)上;柱網(wǎng)的尺寸還受到梁跨度的限制,一般梁跨度在6~9m之間??傮w布置5.具體布置原則柱網(wǎng)布置583.次梁布置多跨次梁情況下,每跨次梁都應(yīng)為簡(jiǎn)支梁;懸挑次梁在主梁支撐點(diǎn)處設(shè)置為剛接;交替布置次梁可以使兩個(gè)方向的框架梁受力均衡,提高房間凈高;長(zhǎng)向布置次梁,可使KL2的梁高減小以提高房間凈高。常規(guī)布置交替布置長(zhǎng)向布置次梁布置5.具體布置原則高層建筑在風(fēng)荷載作用下將產(chǎn)生振動(dòng),過(guò)大的振動(dòng)加速度將使在高樓內(nèi)居住的人們感到不舒適,甚至不能忍受,直接影響工作和生活,不舒適程度與建筑物的加速度關(guān)系如右表所示?!陡咪撘?guī)》第3.5.5條規(guī)定,高度不小于150m的高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足風(fēng)振舒適度要求。在現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的10年一遇的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下,結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的順風(fēng)向和橫風(fēng)向振動(dòng)最大加速度計(jì)算值不應(yīng)大于右表取值。計(jì)算時(shí)鋼結(jié)構(gòu)阻尼比宜取0.01~0.015。2.4水平位移限制和舒適度要求不舒適的程度建筑物的加速度無(wú)感覺(jué)<0.005g有感0.005g~0.015g擾人0.015g~0.05g十分?jǐn)_人0.05g~0.15g不能忍受>0.15g使用功能αmax(m/s2)住宅、公寓0.20辦公、旅館0.28592.多高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》5.5.1規(guī)定彈性層間位移角限值:3.5.2

在風(fēng)荷載或多遇地震標(biāo)準(zhǔn)值作用下,按彈性方法計(jì)算的樓層層間最大水平位移與層高之比不宜大于1/250。《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》3.5.2條層間位移角限值結(jié)構(gòu)類型鋼筋混凝土框架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)1/250彈性層間位移角限值602.多高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定樓層地震作用XY51/5041/55641/3941/43931/3351/38421/3231/38111/5321/688層間位移角1/3231/250層間位移角限值61PKPM計(jì)算X向最大層間位移角出現(xiàn)在地上2層,為1/323;Y向最大層間位移角出現(xiàn)在地上2層,為1/381,均滿足彈性層間位移角限值1/250的限值要求。1/3811/250X向?qū)娱g位移角Y向?qū)娱g位移角2.多高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響。在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下,樓層豎向構(gòu)件最大的水平位移和層間位移,A級(jí)高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍,不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍;B級(jí)高度高層建筑、超過(guò)A級(jí)高度的混合結(jié)構(gòu)及本規(guī)程所指的復(fù)雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍,不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍?!陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》3.4.5條《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》3.4.3條在具有偶然偏心的規(guī)定水平力作用下,樓層兩端抗側(cè)力構(gòu)件彈性水平位移(或?qū)娱g位移)的最大值與平均值的比值不應(yīng)大于1.2,否則屬于平面不規(guī)則。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》3.4.4條平面不規(guī)則而豎向規(guī)則的建筑,應(yīng)符合:在具有偶然偏心的規(guī)定水平力作用下,樓層兩端抗側(cè)力構(gòu)件彈性水平位移或?qū)娱g位移的最大值與平均值的比值不宜大于1.5,當(dāng)最大層間位移小于規(guī)范限值時(shí),可適當(dāng)放寬。層間位移比622.多高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定各層層位移比均滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.4.4條限值的要求即不宜大于1.2,不應(yīng)大于1.5。層間位移比各層層間位移比63樓層地震作用XY51.041.3141.031.3031.031.2721.031.2511.031.212.多高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定64位移比不滿足時(shí)一般調(diào)整方法:1)改變結(jié)構(gòu)平面布置,減小剛心與形心的偏心距;2)找到位移最大的節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)其剛度,位移小的削弱剛度。位移比指采用剛性樓板假定下,端部最大位移(層間位移)與兩端位移(層間位移)平均值的比,位移比的大小反映了結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。層間位移角不滿足時(shí)一般調(diào)整方法:一般通過(guò)增加整樓的剛度,加大梁柱的截面進(jìn)行調(diào)整。位移角位移比層間位移角指樓層層間水平位移與層高之比,主要為限制結(jié)構(gòu)在正常使用狀態(tài),水平荷載作用下水平位移過(guò)大,使人產(chǎn)生不舒適感。2.多高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本規(guī)定1、豎向荷載高層建筑的自重荷載、樓(屋)面活荷載及屋面雪荷載等應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55001-2021的有關(guān)規(guī)定采用。項(xiàng)次類別1(1)住宅、宿舍、旅館、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園2.00.70.50.4(2)辦公樓、教室、醫(yī)院門診室2.50.70.60.52食堂、餐廳、試驗(yàn)室、閱覽室、會(huì)議室、一般資料檔案室3.00.70.60.53禮堂、劇場(chǎng)、影院、有固定座位的看臺(tái)、公共洗衣房3.50.70.50.3………………………………民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù)注:僅列出了前三項(xiàng)《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55001-2021第4.2.2條一般使用條件下的民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值系數(shù)、頻遇值系數(shù)和準(zhǔn)永久值系數(shù)的取值,不應(yīng)小于表4.2.2的規(guī)定。當(dāng)使用荷載較大、情況特殊或有專門要求時(shí),應(yīng)按實(shí)際情況采用。653.荷載與作用民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值系數(shù)、頻遇值系數(shù)和準(zhǔn)永久值系數(shù)(《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55001-2021)663.荷載與作用1、豎向荷載《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55001-2021第4.2.4條共同規(guī)定:

設(shè)計(jì)樓面梁、墻、柱及基礎(chǔ)時(shí),本規(guī)范表5.1.1中樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值的折減系數(shù)取值不應(yīng)小于下列規(guī)定:1設(shè)計(jì)樓面梁時(shí):1)第1(1)項(xiàng)當(dāng)樓面梁從屬面積超過(guò)25m2時(shí),應(yīng)取0.9;2)第1(2)~7項(xiàng)當(dāng)樓面梁從屬面積超過(guò)50m2時(shí),應(yīng)取0.9;3)第8項(xiàng)對(duì)單向板樓蓋的次梁和槽形板的縱肋應(yīng)取0.8,對(duì)單向板樓蓋的主梁應(yīng)取0.6,對(duì)雙向板樓蓋的梁應(yīng)取0.8;4)第9~13項(xiàng)應(yīng)采用與所屬房屋類別相同的折減系數(shù)。67作用在樓面上的活荷載,不可能以標(biāo)準(zhǔn)值的大小同時(shí)布滿在所有的樓面上,因此,在確定梁、墻、柱和基礎(chǔ)的荷載標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)按樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以折減系數(shù)后取用。為什么設(shè)計(jì)樓面梁、墻、柱及基礎(chǔ)時(shí)樓面活荷載應(yīng)乘以規(guī)定的折減系數(shù)?3.荷載與作用表5.1.2活荷載按樓層的折減系數(shù)墻、柱、基礎(chǔ)計(jì)算截面以上的層數(shù)12~34~56~89~20>20計(jì)算截面以上各樓層活荷載總和的折減系數(shù)1.0(0.90)0.850.700.650.600.55注:當(dāng)樓面梁的從屬面積超過(guò)25m2時(shí),應(yīng)當(dāng)采用括號(hào)內(nèi)的系數(shù)。1、豎向荷載2設(shè)計(jì)墻、柱和基礎(chǔ)時(shí):1)第1(1)項(xiàng)應(yīng)按表5.1.2規(guī)定采用;2)第1(2)~7項(xiàng)應(yīng)采用與其樓面梁相同的折減系數(shù);3)第8項(xiàng)停車庫(kù)的客車,對(duì)單向板樓蓋應(yīng)取0.5,對(duì)雙向板樓蓋和無(wú)梁樓蓋應(yīng)取0.8;4)第9~13項(xiàng)應(yīng)采用與所屬房屋類別相同的折減系數(shù)。《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》GB55001-2021第4.2.5條注:樓面梁的從屬面積應(yīng)按梁兩側(cè)各延伸二分之一梁間距的范圍內(nèi)的實(shí)際面積確定。683.荷載與作用計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)和抗側(cè)力構(gòu)件時(shí),垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:2、風(fēng)荷載

式中:

693.荷載與作用某教學(xué)樓荷載取值703.荷載與作用活荷載折減可按荷載屬性確定構(gòu)件折減系數(shù)。某教學(xué)樓活荷載折減713.荷載與作用1.多遇地震下的計(jì)算,高度不大于50m時(shí)可取0.04;高度大于50m且小于200m時(shí),可取0.03;高度不小于200m時(shí),宜取0.02。3、地震作用底部剪力法振型分解法時(shí)程分析法地震作用計(jì)算方法2.當(dāng)偏心支撐框架部分承擔(dān)的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%時(shí),其阻尼比可比本條1款相應(yīng)增加0.005。3.在罕遇地震下的彈塑性分析,阻尼比可取0.05。8.2.2鋼結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算的阻尼比宜符合下列規(guī)定:《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》8.2.2條723.荷載與作用73多遇地震下鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),高度不大于50m時(shí)可取0.04,該教學(xué)樓高度為20.4m,故取0.04,定義地震信息時(shí),如圖輸入阻尼比0.04。3、地震作用3.荷載與作用3、地震作用5.1.1各類建筑結(jié)構(gòu)的地震作用,應(yīng)符合下列規(guī)定:1一般情況下,應(yīng)至少在建筑結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算水平地震作用,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)。2

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;其他情況,應(yīng)允許采用調(diào)整地震作用效應(yīng)的方法計(jì)入扭轉(zhuǎn)影響。38、9度時(shí)的大跨度和長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)及9度時(shí)的高層建筑,應(yīng)計(jì)算豎向地震作用?!督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》5.1.1條與《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》4.1.2條規(guī)定743.荷載與作用3、地震作用單向地震作用《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》5.3.7條規(guī)定,計(jì)算單向水平地震作用效應(yīng)時(shí)應(yīng)考慮偶然偏心的影響。每層質(zhì)心沿垂直于地震作用方向的偏移值可按下列公式計(jì)算:式中:

方形及矩形平面其他形式平面753.荷載與作用高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算單向地震作用時(shí)為什么要考慮偶然偏心的影響?3、地震作用考慮偶然偏心的影響主要是考慮結(jié)構(gòu)地震動(dòng)力反應(yīng)過(guò)程中可能由于地面扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),結(jié)構(gòu)實(shí)際的剛度和質(zhì)量分布相對(duì)于計(jì)算假定值的偏差,以及在彈塑性反應(yīng)過(guò)程中各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度退化程度不同等原因引起的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)增大,特別是目前對(duì)地面運(yùn)動(dòng)扭轉(zhuǎn)分量的強(qiáng)震實(shí)測(cè)記錄很少,地震作用計(jì)算中還不能考慮輸入地面運(yùn)動(dòng)扭轉(zhuǎn)分量。采用附加偶然偏心作用計(jì)算是一種實(shí)用方法。763.荷載與作用偶然偏心:在地震信息窗口中可以定義偏心率為0.05。3、地震作用773.荷載與作用3、地震作用《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》5.3.1條規(guī)定,扭轉(zhuǎn)特別不規(guī)則的結(jié)構(gòu),應(yīng)計(jì)入雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響;其他情況,應(yīng)計(jì)算單向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響?!陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》4.3.2條規(guī)定,質(zhì)量與剛度分布明顯不對(duì)稱的結(jié)構(gòu),應(yīng)計(jì)算雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響;其他情況,應(yīng)計(jì)算單向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。雙向地震作用《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》4.1.2條規(guī)定,一般情況下,應(yīng)至少沿結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算水平地震作用;計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件的水平地震作用效應(yīng)時(shí),應(yīng)計(jì)入扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響。783.荷載與作用3、地震作用《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》5.1.1條條文說(shuō)明解釋,不對(duì)稱不均勻的結(jié)構(gòu)是“不規(guī)則結(jié)構(gòu)”的一種,同一建筑單元同一平面內(nèi)質(zhì)量、剛度分布不對(duì)稱,或雖在本層平面內(nèi)對(duì)稱,但沿高度分布不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。關(guān)于“質(zhì)量和剛度分布明顯不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)”,規(guī)范并未對(duì)此概念有明確量化的定義。主要看結(jié)構(gòu)剛度和質(zhì)量的分布情況以及結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的大小,總體上是一種宏觀判斷,不同設(shè)計(jì)者的認(rèn)識(shí)有一些差異是正常的,但不應(yīng)產(chǎn)生質(zhì)的差別。一般而言,可根據(jù)樓層最大位移與平均位移之比值(位移比)判斷,若該值超過(guò)扭轉(zhuǎn)位移比下限1.2較多(如位移比在1.3以上),則可認(rèn)為扭轉(zhuǎn)明顯,需考慮雙向地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)計(jì)算。如何定義“質(zhì)量和剛度分布明顯不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)”?793.荷載與作用扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)指的是同一質(zhì)點(diǎn)的不同振型之間相互耦聯(lián)影響,比如同一質(zhì)點(diǎn)的平動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振型之間的耦聯(lián)作用。5.2.3水平地震作用下,建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)地震效應(yīng)應(yīng)符合下列要求:

(1)

規(guī)則結(jié)構(gòu)不進(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算時(shí),平行于地震作用方向的兩個(gè)邊榀各構(gòu)件,其地震作用效應(yīng)應(yīng)乘以增大系數(shù)。一般情況下,短邊可按1.15采用,長(zhǎng)邊可按1.05采用;當(dāng)扭轉(zhuǎn)剛度較小時(shí),周邊各構(gòu)件宜按不小于1.3采用。角部構(gòu)件宜同時(shí)乘以兩個(gè)方向各自的增大系數(shù)。

(2)

按扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振型分解法計(jì)算時(shí),各樓層可取兩個(gè)正交的水平位移和一個(gè)轉(zhuǎn)角共三個(gè)自由度,并應(yīng)按下列公式計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震作用和作用效應(yīng)。確有依據(jù)時(shí),尚可采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法確定地震作用效應(yīng)。3、地震作用《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》5.2.3條注:對(duì)于《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》5.2.3條第一款,規(guī)則結(jié)構(gòu)不進(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算時(shí),《高鋼規(guī)》與《高規(guī)》中針對(duì)高層結(jié)構(gòu),均已采用考慮偶然偏心的算法更為嚴(yán)格的考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng),而不使用增大系數(shù)的方法。803.荷載與作用按扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振型分解法計(jì)算時(shí),結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)計(jì)算:3、地震作用式中:——地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的扭轉(zhuǎn)效應(yīng);——分別為j、k振型地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng),可取前9~15個(gè)振型;——分別為j、k振型的阻尼比;——j振型與k振型的耦聯(lián)系數(shù);——k振型與j振型的自振周期比。

CQC法:X向地震樓層位移曲線

1.單向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)效應(yīng),可按下列公式確定:

813.荷載與作用按扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振型分解法計(jì)算時(shí),結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)計(jì)算:3、地震作用CQC法:

X向地震樓層位移曲線

2.雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)效應(yīng),可按下列公式中的較大值確定:

或82為使高柔結(jié)構(gòu)的分析精度有所改進(jìn),其組合的振型個(gè)數(shù)適當(dāng)增加,一般要求振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%。3.荷載與作用3、地震作用833.荷載與作用3、地震作用在右圖地震信息窗口中定義計(jì)算參與的振型數(shù),計(jì)算分析結(jié)果中可以查看振型質(zhì)量參與系數(shù)是否滿足90%限值要求。振型參與質(zhì)量系數(shù):843.荷載與作用85振型參與質(zhì)量系數(shù)則分別有x、y、z、rx、ry、rz六個(gè)方向的振型參與質(zhì)量系數(shù)。

3、地震作用振型參與質(zhì)量系數(shù):式中:——i層質(zhì)點(diǎn)重力荷載代表值;——i層質(zhì)量;——j振型i層質(zhì)點(diǎn)x向位移。

j振型參與系數(shù)

j振型質(zhì)量參與系數(shù)

3.荷載與作用3、地震作用雙向地震作用與偶然偏心是否同時(shí)考慮?86偶然偏心和雙向地震作用都是客觀存在的事實(shí),是兩個(gè)完全不同的概念。在地震作用計(jì)算時(shí),無(wú)論考慮單向地震作用還是雙向地震作用,都有結(jié)構(gòu)質(zhì)量偶然偏心的問(wèn)題;反之,不論是否考慮質(zhì)量偶然偏心的影響,地震作用的多維性本來(lái)都應(yīng)考慮。顯然,同時(shí)考慮二者的影響計(jì)算地震作用原則上是合理的。但是,鑒于目前考慮二者影響的計(jì)算方法并不能完全反映實(shí)際地震作用情況,而是近似的計(jì)算方法,因此,根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求二者一般不同時(shí)考慮。3.荷載與作用突出屋面的塔樓水平地震作用怎樣計(jì)算?塔樓放在屋面上,受到的是經(jīng)過(guò)建筑放大后的地震加速度,因而受到強(qiáng)化的激勵(lì),水平地震作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在地面時(shí)的作用。所以,屋上塔樓產(chǎn)生顯著的鞭梢效應(yīng),地震中屋面上塔樓震害嚴(yán)重表明了這一點(diǎn)?!犊挂?guī)》5.2.4采用底部剪力法時(shí),突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等的地震作用效應(yīng),宜乘以增大系數(shù)3,此增大部分不應(yīng)往下傳遞,但與該突出部分相連的構(gòu)件應(yīng)予計(jì)入;采用振型分解法時(shí),突出屋面部分可作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。《高鋼規(guī)》5.4.4高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用時(shí),突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等的地震作用效應(yīng),宜乘以增大系數(shù)3。此增大部分不應(yīng)往下傳遞,但與該突出部分相連的構(gòu)件應(yīng)予計(jì)入;采用振型分解法反應(yīng)譜時(shí),突出屋面部分可作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。3、地震作用873.荷載與作用最小地震剪力(剪重比)《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》第4.2.3條5.2.5

抗震驗(yàn)算時(shí),結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力應(yīng)符合下式要求:

式中:

——剪力系數(shù),不應(yīng)小于表5.2.5規(guī)定的樓層最小地震剪力系數(shù)值,對(duì)豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)的薄弱層,尚應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù);

類別6度7度8度9度扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期小于3.5s的結(jié)構(gòu)0.0080.016(0.024)0.032(0.048)0.064基本周期大于5.0s的結(jié)構(gòu)0.0060.012(0.018)0.024(0.036)0.048樓層最小地震剪力系數(shù)值注:1基本周期介于3.5s和5s之間的結(jié)構(gòu),按插入法取值;2括號(hào)內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)。883.荷載與作用根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》5.2.5條規(guī)定,8度(0.2g)設(shè)防地區(qū),本結(jié)構(gòu)基本周期小于3.5s,樓層剪重比不應(yīng)小于3.20%,X向和Y向地震剪重比均滿足要求。最小地震剪力(剪重比)剪重比λ89樓層樓層剪力剪重比XYXY59202867713.17%12.42%4126701205611.82%11.23%3153811466610.62%10.12%217363165009.52%9.04%118477175068.25%7.82%3.荷載與作用為什么水平地震作用計(jì)算時(shí),結(jié)構(gòu)各樓層要規(guī)定最小地震剪力?類別6度7度8度9度扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期小于3.5s的結(jié)構(gòu)0.0080.016(0.024)0.032(0.048)0.064基本周期大于5.0s的結(jié)構(gòu)0.0060.012(0.018)0.024(0.036)0.048樓層最小地震剪力系數(shù)值90由于地震影響系數(shù)在長(zhǎng)周期段下降較快,對(duì)于基本周期大于3s的結(jié)構(gòu),由此計(jì)算所得的水平地震作用下結(jié)構(gòu)效應(yīng)可能偏小。而對(duì)于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu),地震地面運(yùn)動(dòng)加速度和位移可能對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞具有更大的影響,但是規(guī)范所采用的振型分解反應(yīng)譜法尚無(wú)法對(duì)此作出估計(jì)。出于結(jié)構(gòu)安全的考慮,增加了對(duì)各樓層水平地震剪力最小值的要求,規(guī)定了不同烈度下的樓層地震剪力系數(shù)(即剪重比),結(jié)構(gòu)水平地震作用效應(yīng)應(yīng)據(jù)此進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。對(duì)于豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)的薄弱層的水平地震剪力應(yīng)按《抗規(guī)》第5.2.5乘以1.15的增大系數(shù),并應(yīng)符合本條的規(guī)定,即樓層最小剪力系數(shù)不應(yīng)小于1.15λ。3.荷載與作用最小地震剪力(剪重比)91剪重比要求結(jié)構(gòu)承擔(dān)足夠的地震作用,設(shè)計(jì)時(shí)不能小于規(guī)范的要求。前提是當(dāng)“有效質(zhì)量系數(shù)”大于90%時(shí),再考察結(jié)構(gòu)的剪重比是否合適,有效質(zhì)量系數(shù)與振型數(shù)有關(guān),如果有效質(zhì)

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