高层建筑抗侧力结构及布置
抗侧力结构布置-本节重点内容
2.9.1 建筑物高度等级 2.9.2 建筑物高宽比(H/B)的限制 2.10 建筑体型和结构总体布置
概念设计(各类结构布置中的一般概念)
超限结构简介
2.10.4 不规则结构(平面和立面不规则)
2.9.1 各种体系的适用高度
例如一框-剪 结构,高度 为150m 则该房屋为B级
各种结构体 系的适用层 数。 不要混淆适 用高度和高 度等级的限 制
2.9.2 高宽比限值
保证结构抗倾覆稳定的两个主要指标:
高宽比:几何要求 刚重比:变形要求
汶川地震中的整体倾覆
对建筑物高宽比(H/B)的限值
高宽比越大,说明结构越“苗条”-细长
抗侧刚度大的体系,可以苗条些 设防烈度大,地震力大,就应该矮些。 绝大多数建筑均容易满足高宽比限值,一般不需专门验算。 例如:60m高的剪力墙结构,6度设防,宽度不得低于10m。
目前全国属于A 级高度的建筑 占98%以上。
在上表之内的为A级高度否则为B级。 分类取决于设防烈度和结构型式。 上表中为乙类和丙类建筑的适用高度。 对甲类的规定见教材P.32
B级高度的钢筋混凝土结构
B级高度的建筑物要遵守更严格的计算和构造要求 超过B级高度的特殊工程,要经过更严格的审查、 论证,补充计算甚至试验
确定荷载-各种荷载的标准值和设计值-《建筑荷载》 结构计算-计算恒、活、风、震的荷载效应S。《混凝土结构设计》 变形验算-整体变形、层间变形《高层建筑》与《抗震结构》
结构设计和计算-手工和程序计算
Biblioteka 结构构件设计-配筋与截面承载力S<R/γRE
荷载效应组合与调幅-荷载效应组合设计值《建筑荷载》,《高层建筑》与
SATWE 刚重比输出 (MASS.OUT)
================================ 结构整体稳定验算结果 ================================ X向刚重比 EJd/GH**2= 5.82 Y向刚重比 EJd/GH**2= 7.71 该结构刚重比EJd/GH**2大于1.4,能够通过高规(5.4.4) 的整体稳定验算 该结构刚重比EJd/GH**2大于2.7,可以不考虑重力二阶 效应
高规对抗倾覆稳定的要求
PKPM整体稳定性的验算(WMASS.OUT )
结构整体稳定验算结果 ================================================= 层号 X向刚度 Y向刚度 层高 上部重量 X刚重比 Y刚重比 1 0.294E+07 0.274E+07 3.00 90570. 97.30 90.92 2 0.151E+07 0.150E+07 3.00 82730. 54.91 54.39 3 0.121E+07 0.126E+07 3.00 75156. 48.42 50.22 4 0.107E+07 0.114E+07 3.00 67582. 47.46 50.52 5 0.985E+06 0.106E+07 3.00 60008. 49.23 52.89 6 0.931E+06 0.999E+06 3.00 52435. 53.24 57.14 7 0.896E+06 0.954E+06 3.00 44861. 59.90 63.82 8 0.871E+06 0.917E+06 3.00 37287. 70.06 73.79 9 0.844E+06 0.878E+06 3.00 29713. 85.20 88.61 10 0.798E+06 0.821E+06 3.00 22140. 108.10 111.24 11 0.697E+06 0.710E+06 3.00 14503. 144.21 146.96 12 0.485E+06 0.486E+06 3.00 6884. 211.42 211.92 13 0.918E+05 0.938E+05 3.30 1130. 268.27 274.18
P-Δ 效 应
刚重比
按照高规5.4.1计算结构的等效侧向刚度
11qH 4 EJ d 120u
由此计算结构刚重比。
n
EJd 1.4H
2
G
i 1
i
EJd 2 H
Gi 1.4 i 1
n
刚重比是结构刚度与重力荷载之比。它是控制结构整体稳定性的重 要因素,也是影响重力二阶效的主要参数。该值如果不满足要求, 则可能引起结构失稳倒塌 在WMASS.out中有提示:该结构刚重比Di*Hi/Gi大于20,可以不考虑 重力二阶效应。亦即P-Δ效应(重力)。则不需要考虑,否则在重新 计算时就需要考虑了。
结构刚重比Di*Hi/Gi大于10,能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算
结构整体稳定验算输出实例(毕业设 计)(WMASS.out)
X向刚重比 EJd/GH**2= 9.53 Y向刚重比 EJd/GH**2= 20.34 该结构刚重比EJd/GH**2大于1.4,能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算 该结构刚重比EJd/GH**2大于2.7,可以不考虑重力二阶效应
结构体系有效宽度对侧移的影响
注意结构 的宽度是 按有效宽 度进行计 算的。
结构在水平荷载作用下的破坏
高宽比对于变形和倾覆的影响
限制建筑物的高宽比的原 因 1.高宽比大,侧向变形 大(结构抗侧向变形能 力减弱)。 2.高宽比大,结构易倾 覆(使结构倾覆的力矩 会减小)。 3.高宽比大,结构容易 丧失整体稳定
《抗震结构》 S 配筋计算(S<R)-直线类构件《混凝土原理》;楼盖《混凝土结构设计》 抗震验算(S<R)-《抗震结构》讲框架。 《高层建筑》讲剪力墙 构造措施(S<R) -《混凝土结构设计》+《抗震结构》中讲解 结构施工图(配筋图)
其它承重构件设计-楼梯、阳台、雨蓬等《混凝土结构设计》 地基和基础设计-《土力学与地基基础》与《抗震结构》
钢筋凝土结构设计过程概要
结构方案-初步设计
结构选型- 《高层建筑》 (要结合建筑和结构考虑) 结构布置-《高层建筑》的重点内容(概念设计) 抗震等级-(重要性等级、高度等级、场地类别)《高层建筑》《抗震结构》 初选结构尺寸和材料-《混凝土结构设计》 结构布置图-平面图和剖面图
注:要通过适用、技术、经济等各方面的比较和计算最终确定方案。