一、荷载与地震作用
高规荷载和地震作用
3 输入地震加速度的最大值,可按表4.3.5 采用; 4 结构地震作用效应宜取多条时程曲线计算结果的包络值与振型分解反应谱法 计算结果的较大值。 原规程:应取;
【说明】
本条第2 款将原规程中对地震波持续时间的要求进行了提高。因为本次修 订增加了结构抗震性能设计规定,因此本条第3 款补充了设防地震(中震)和6 度时的数值。当取七组及七组以上的时程曲线进行时,计算结果可取时程法的平 均值和振型分解反应谱法的较大值。
4.2.3 位于平坦或稍有起伏地形的高层建筑,其风压高度变化系数 应根据地面粗糙度类别按表4.2.3 确定。地面粗糙度应分为四类:A 类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;B 类指田野、乡村、 丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;C 类指有密集建 筑群的城市市区;D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。 原规程3.2.3未修订 4.2.4 位于山区的高层建筑,按本规程第4.2.3 条确定风压高度变化 系数后,尚应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009 的 有关规定进行修正。 原规程3.2.4未修订
【说明】
对结构平面及立面形状复杂、开洞或连体建筑及周围地形环境复杂的结构, 都建议进行风洞试验,取消了原规程中150m 以上才建议考虑的要求。对风洞试 验的结果,当其与规范建议荷载存在较大差距时,设计人员应进行分析判断,合 理确定建筑物的风荷载取值,因此将条文由“采用风洞试验确定建筑物的风荷载” 改为“进行风洞试验判断确定建筑物的风荷载”。
4.2.9 考虑横风向风振影响时,结构主轴方向的侧向位移应分别符 合本规程3.7.3 条的规定。 新增 【说明】
4.2.8、4.2.9 条为新增条文,意在提醒设计人员注意考虑结构横风向风振对 高层建筑尤其是超高层建筑的影响。高层建筑的横风向风振受建筑造型、平面尺 寸等多方面因素影响,应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009 具 体考虑。 横风向效应与顺风向效应是同时发生的,因此必须考虑两者的效应组合。对 于结构侧向位移控制,仍可按同时考虑横风向与顺风向影响后的主轴方向位移确 定,不必按矢量和的方向控制结构的层间位移。
5.6荷载效应和地震作用组合的效应
〈〈高层建筑混凝土结构技术规程》 5. 6荷载效应和地震作用组合的效应5. 6荷载效应和地震作用组合的效应5.6.1 持久设计状况和短暂设计状况下,当荷载与荷载效应按线形关系考虑时,荷载基本组合的效应设计值应按下式确定:S =Y G&k +Y L Q Y Q&k w Y w S wk ( 5.6.1 )式中:S――荷载组合的效应设计值;Y G永久荷载分项系数;Y Q――楼面活荷载分项系数;Y w――风荷载的分项系数;Y L――考虑结构设计使用年限的荷载调整系数,设计使用年限为50年时取1.0,设计使用年限为100年时取1.1 ;S3k 永久荷载效应标准值;S Qk 楼面活荷载效应标准值;S-――风荷载效应标准值;》Q、》w――分别为楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数,当永久荷载效应起控制作用时应分别取0.7和0.0 ;当可变荷载效应起控制作用时应分别取 1.0和0.6或0.7和1.0。
注:对书库、档案室、储藏室、通风机房和电梯机房,本条楼面活荷载组合值系数取0.7的场合应取为0.9。
5.6.2 持久设计状况和短暂设计状况下,荷载基本组合的分项系数应按下列规定采用:1永久荷载的分项系数Y G当其效应对结构承载力不利时,对由可变荷载效应控制的组合应取 1.2,对由永久荷载控制的组合应取1.35 ;当其效应对结构有利时,应取 1.0 ;2楼面活荷载的分项系数Y Q:—般情况下应取1.4 ;3风荷载的分项系数Y w应取1.4。
2位移计算时,本规程公式(5.6.1 )中个分项系数均应取1.0。
5.6.3 地震设计状况下,当作用与作用效应按线形关系考虑时,荷载和短暂作用基本组合的的效应设计值应按下式确定:S d S=Y °&E + Y Eh Shk + Y Ev Svk +书w Y Sk (5.6.3 )式中:S――荷载和地震作用组合的效应设计值;S GE――重力荷载代表值的效应;S Ehk――水平地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数、调整系数;S Evk ――竖向地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数、调整系数;Y G――重力荷载分项系数;Y w――风荷载分项系数;Y Eh――水平地震作用分项系数;Y E ------------- 竖向地震作用分项系数;屮w――风荷载组合值系数,应取0.2。
结构构件的地震作用效应和其他荷载效应基本组合例题
结构构件的地震作用效应和其他荷载效应基本组合例题摘要:一、前言二、结构构件的地震作用效应三、其他荷载效应四、荷载效应的基本组合五、例题解析正文:一、前言在建筑结构设计中,荷载效应是一个重要的概念。
结构构件在承受各种荷载作用时,会产生不同的反应,如内力、变形和裂缝等。
为了保证结构的安全性,需要对这些荷载效应进行合理的组合和计算。
本文将重点介绍结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合例题。
二、结构构件的地震作用效应地震作用效应是指在地震荷载作用下,结构构件产生的反应。
由于地震荷载具有突发性和不确定性,因此在设计时需要对其进行特殊的考虑。
地震作用效应主要包括以下几个方面:1.地震剪切作用:地震发生时,地面产生水平剪切运动,使得结构构件产生剪切内力。
2.地震弯矩作用:地震发生时,地面产生垂直运动,使得结构构件产生弯矩内力。
3.地震扭矩作用:地震发生时,由于结构的转动,使得结构构件产生扭矩。
三、其他荷载效应除了地震作用效应外,结构构件还需要承受其他荷载效应,如静荷载、活荷载、温度变化等。
这些荷载效应会对结构构件产生不同的影响,如内力、变形和裂缝等。
四、荷载效应的基本组合荷载效应的基本组合是指在设计过程中,将各种荷载效应进行合理的组合,以保证结构的安全性。
荷载效应的基本组合主要包括以下几个方面:1.地震作用效应与其他荷载效应的组合:在地震作用下,结构构件需要同时承受地震作用效应和其他荷载效应。
2.不同类型的荷载效应的组合:在设计过程中,需要将不同类型的荷载效应进行合理的组合,以保证结构的安全性。
五、例题解析下面通过一个例题来说明荷载效应的基本组合方法:设一钢筋混凝土梁,跨度为L,梁高为h,梁上均匀布置了N个集中荷载。
求该梁在地震作用和其他荷载作用下的荷载效应组合。
解答:根据荷载效应的基本组合方法,首先需要计算地震作用效应和其他荷载效应。
假设地震作用效应为Ese,其他荷载效应为Eol。
根据地震作用效应的计算公式,可以得到:Ese = α * E * β其中,α为地震作用系数,E为地震荷载,β为结构抗震等级系数。
抗震与荷载计算公式
抗震与荷载计算公式在建筑工程设计中,抗震与荷载计算是非常重要的一部分。
抗震计算是为了保证建筑在地震发生时能够安全稳固地承受地震力,而荷载计算则是为了确保建筑在使用过程中能够承受各种荷载的作用而不发生破坏。
本文将分别介绍抗震与荷载计算的相关公式及其应用。
抗震计算公式。
抗震计算是为了确定建筑在地震作用下的受力情况,其中最常用的抗震计算公式是地震力计算公式。
地震力的计算可以采用静力法或动力法,其中静力法是根据建筑结构的刚度和质量来计算地震力的大小,而动力法则是根据地震波的传播特性和建筑结构的动力响应来计算地震力的作用。
静力法的地震力计算公式为:F = m × a。
其中,F为地震力,m为建筑结构的质量,a为地震加速度。
地震加速度可以根据地震烈度和场地条件来确定,一般由地震专家根据地震波的特性和场地条件进行评估。
动力法的地震力计算公式较为复杂,需要考虑建筑结构的动力特性、地震波的传播特性以及结构的动力响应等因素。
一般情况下,动力法的地震力计算需要借助专业软件进行模拟分析,得出地震力的大小和作用方式。
除了地震力计算公式外,抗震计算还需要考虑建筑结构的抗震性能,包括抗震设计的等级、结构的抗震能力等参数。
这些参数需要根据建筑的用途、地理位置、场地条件等因素来确定,是抗震设计的重要内容。
荷载计算公式。
荷载计算是为了确定建筑在使用过程中承受的各种荷载的大小和作用方式,其中最常用的荷载计算公式是建筑结构的荷载计算公式。
建筑结构的荷载包括静载荷和动载荷两种类型,静载荷是建筑自身重量和使用荷载的作用,而动载荷则是风载、雪载、人员活动荷载等外部荷载的作用。
静载荷的计算公式为:W = m × g。
其中,W为静载荷,m为建筑结构的质量,g为重力加速度。
静载荷的计算需要考虑建筑结构的自重和使用荷载的作用,一般由结构设计师根据建筑的结构形式和用途来确定。
动载荷的计算公式较为复杂,需要考虑建筑结构在外部荷载作用下的响应情况,包括风载、雪载、人员活动荷载等因素。
风荷载及地震作用
风荷载的特点
风力作用与建筑物外形有直接关系,圆形与正方形受到的风力较合理
风力受到建筑物周围环境影响较大,处于高层建筑群中的高层建筑,有 时会出现受力更为不利的情况 风力作用具有静力、动力两重性质。 风力在建筑物表面的分布很不均匀,在角区和建筑物内收的局部区域, 会产生较大的风力。 与地震作用相比,风力作用持续时间较长,其作用更接近于静力,但建 筑物的使用期限出现较大风力的次数较多。
高层建筑与抗震设计-风荷载与地震作用
平均风压与波动风压图
高层建筑与抗震设计-风荷载与地震作用
《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)中规 定: 当建筑物高度>30m、高宽比>1.5时,考虑风振 系数:
振型系数
脉动增大系数,按下表采用:
脉动影响系数 按照不同的地面粗糙度A类地形、 B类地形、 C类地 形和D类地形取值。见《高层建筑混凝土结构技术规 程》(JGJ3-2002)中的规定。 风压高度变化系数,按下表采用:
Z
风 压 高 度 变 化 系 数
离地面或海平 面高度(m)
5 15 50
地面粗糙度类别
A 1.17 1.52 2.03 B 1.00 1.14 1.67 C 0.74 0.74 1.25 D 0.62 0.62 0.84
300
3.12
2.97
2.75
2.45
高层建筑与抗震设计-风荷载与地震作用
C Z 0.616
由于有较长期的气象观测,大风的重现期很短,所以风力大小的估计比 地震作用大小的估计较为可靠。而且抗风设计具有较大的可靠性。
高层建筑与抗震设计-风荷载与地震作用
3-1 风荷载
1、高层建筑风荷载的特点
地震作用时活荷载组合系数
地震作用时活荷载组合系数大家好,今天咱们来聊聊一个不那么炫酷但却非常重要的工程话题——地震作用时的活荷载组合系数。
听到这个名字,你是不是觉得有点头疼,仿佛自己正在面对一堆枯燥的公式?别急,咱们一步步来,保证让你在搞清楚这玩意儿的同时还能多了解点实用知识。
别把自己搞得像要去打地震一样紧张,放轻松,咱们一起搞定它!1. 什么是活荷载组合系数?首先,咱们得搞清楚活荷载组合系数是啥玩意儿。
简单来说,活荷载就是那些能移动的、可能会在建筑物里出现的重量,比如说人、家具、机器等等。
想象一下,你家里那一堆的沙发、电视、冰箱还有你自己,统统都是活荷载。
至于“组合系数”,它就是在建筑设计中,我们需要考虑各种负荷的一个调整系数。
明白了吗?这就像是你在超市买东西时,打折前的原价和打折后的折后价之间的关系。
2. 为啥要考虑地震呢?2.1. 地震的威力地震可不是开玩笑的,这东西可怕得很!即使我们在平稳的地方生活,地震的威胁依然存在。
建筑物在地震中可能会受到巨大的影响,所以设计的时候得把这个因素考虑进去。
就像你在开车的时候,车速快了,你就得多注意路况一样,设计建筑物的时候也要考虑地震带来的风险。
2.2. 活荷载的影响我们为什么需要在地震作用下考虑活荷载?因为地震的时候,建筑物的结构会晃动,活荷载也会随之移动。
想象一下你在地震中站在一个大摇篮里,房间里的椅子、书桌也会因为摇晃而四处移动。
如果这些东西移动了,它们就可能会加重建筑的负担,甚至可能造成安全隐患。
3. 怎么算活荷载组合系数?3.1. 计算方法活荷载组合系数的计算,乍一听很复杂,其实我们可以把它当成是建筑设计中的“加减法”。
通常,工程师们会根据建筑的具体情况和地震的强度来确定一个合适的系数。
比如说,如果你在设计一个高楼大厦,可能需要考虑更高的系数,而对于低层建筑来说,系数就会相对小一点。
3.2. 实际应用在实际应用中,活荷载组合系数是为了确保建筑物在地震中能保持稳定。
它就像是你在做一个复杂的菜肴时需要加的调料,要精准到位,才能保证菜肴的味道完美。
高层建筑结构设计荷载和地震作用
温度变化的影响
温度变化的定义
温度变化是指由于环境温度的变化而引起结构材料的热胀冷缩,从而产生变形和应力。
温度变化对高层建筑结构的影响
温度变化对高层建筑结构的影响主要体现在结构的变形和应力的变化上,可能导致结构开 裂、变形过大等问题。
温度变化的设计方法
在进行高层建筑结构设计时,应考虑温度变化对结构的影响,可以采用相应的设计方法来 减小温度变化对结构的影响,如设置伸缩缝、采用柔性结构等。
01
早在20世纪初,人们就开始研究高层建筑的结构设计,而荷载和地震作用的研 究可以追溯到20世纪中期。
02
随着计算机技术和数值计算方法的不断发展,对于高层建筑结构设计中荷载和 地震作用的研究也日益深入。
03
目前,高层建筑结构设计已经成为了建筑领域的重要分支,而荷载和地震作用 的研究仍然是该领域的热点和难点问题之一。
智能化技术的应用
未来可以应用人工智能、大数据、云计算等技术,对高层建筑结构设计进行智能化优化, 提高设计效率和质量。
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土壤-结构相互作用的 设计方法
在进行高层建筑结构设计时,应考虑 土壤-结构相互作用对结构的影响, 可以采用相应的设计方法来减小土壤 -结构相互作用对结构的影响,如选 择合适的基础形式、加强基础承载能 力等。
05
设计案例分析
某高层办公楼结构设计方案
01
结构形式
采用钢筋混凝土框架-核心筒结构形式,具有较高的承载力和侧向刚度
地震烈度分为12个烈度,其中 烈度1表示人无感觉,烈度7表
示建筑物普遍毁坏。
结构地震反应分析和抗震设计
结构地震反应分析是研究地震作用对结构产生的影 响和结构对地震作用的反应。
(整理)荷载效应及地震作用效应组合仅供参考
8 荷载效应效应组合本设计所应用到的用于承载能力极限状态下的内力组合公式如下: ①无地震时,由可变荷载效应控制的组合: G GK Q Q QK W W WK S S S S γψγψγ=++式中 S —结构构件荷载效应组合的设计值,包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值; r G 、r Q 、r W —永久荷载、楼面活荷载和风荷载的分项系数;ΨQ 、ΨW —楼面活荷载和风荷载的组合系数,当为第一可变荷载时取1。
S GK 、S Qk 、S Wk —永久荷载、楼面荷载和风荷载效应标准值。
②无地震时,由永久荷载效应控制的组合(根据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 [2]第3.2.3条注3,水平风荷载不参与组合。
但2006版规范中取消了此注,即水平风荷载参与组合,当风荷载效应不大时也可忽略之。
):?G GK Q Q QK S S S γψγ=+③有地震时,即重力荷载与水平地震作用的组合:G GE Eh Ehk S S S γγ=+式中 S —结构构件荷载效应与地震作用效应组合的设计值; r G 、r Eh —重力荷载、水平地震作用的分项系数; S GE 、S Eh —重力荷载代表值、水平地震作用标准值。
用于正常使用极限状态下的内力组合(标准组合)公式如下: GK Q QK W WK S S S S ψψ=++8.1控制截面及最不利内力类型8.1.1构件的控制截面框架梁的控制截面是支座截面和跨中截面。
在支座截面处,一般产生最大负弯矩(max M -)和最大剪力(m ax V )(水平荷载作用下还有正弯矩产生,故也要注意组合可能出现的正弯矩);跨间截面则是最大正弯矩(max M +)作用处(也要注意组合可能出现的负弯矩)。
因此,框架梁的最不利内力为:梁端截面:max M +、max M -、m ax V 梁跨间截面:max M +由于内力分析的结果是轴线位置处的内力,而梁支座截面的最不利位置应是柱边缘处,因此,在求该处的最不利内力时,应根据梁轴线处的弯矩和剪力计算出柱边缘处梁截面的弯矩和剪力,即:/2M M Vb '=-/2V V qb '=-式中 M '—柱边缘处梁截面的弯矩标准值;V '—柱边缘处梁截面的剪力标准值;M —梁柱中线交点处的弯矩标准值;V —与M 相应的梁柱中线交点处的剪力标准值;b —柱截面高度;q —梁单位长度的均布荷载标准值。
土木工程荷载与结构设计方法 第三章地震作用
我国的地震活动
我国主要地震带有两条: 南北地震带 — 北起贺兰山,向南经六盘山、穿越秦岭沿川 西至云南省东北,纵贯南北,地震带宽度各处不一。 东西地震带 — 北面的一条沿陕西、山西、河北北部向东延 伸至辽宁北部;南面一条自帕米尔经昆仑山至大别山。 我国大致分为六个地震活动区: 台湾及其附近海域、喜马拉雅山、南北地震带 天山地震活动区、华北地震区、东南沿海
地震震害
据统计,我国大陆地震约占世界大陆地震的三分之一。 原因是:我国正好介于地球的两大地震带之间。 全世界地震主要分布于以下两个带: (1)环太平洋地震带:包括南北美洲的太平洋沿岸和从阿 留申群岛、堪察加半岛、经千岛群岛日本列岛南下至 我国台湾省,再经菲律宾群岛转向东南,直到新西兰。 (2)喜马拉雅——地中海地震带:从印度、尼泊尔经缅甸 至我国横断山脉、喜马拉雅山区,越帕米尔高原,经 中亚细亚到地中海及其附近。
5
门窗、屋顶、屋架颤动 作响,灰土掉落。抹灰 出现微细裂缝 损坏—个别砖瓦掉落、 墙体微细裂缝 轻度破坏—局部破坏开 裂,但不妨碍使用 中等破坏—结构受损, 需要修理 严重破坏—墙体龟裂, 局部倒塌,修复困难 倒塌——大部倒塌,不 堪修复 毁灭
不稳定器物翻倒
6 7 8 9 10
河岸和松软土出现裂缝。饱和砂层出现喷砂冒 水。地面上有的砖烟囱轻度裂缝掉头 河岸出现坍方。饱和砂层常见喷砂冒水。松软 土上地裂缝较多。大多数砖烟囱中等破坏 干硬土上亦有裂缝。大多数砖烟囱严重破坏 干硬土上有许多地方出现裂缝,基岩上可能出 现裂缝。滑坡、坍方常见。砖烟囱出现倒塌 山崩和地震断裂出现。基岩上的拱桥破坏。大 多数砖烟囱从根部破坏或倒毁 地震断裂延续很长。山崩常见。基岩上的拱桥 毁坏 地面剧烈变化,山河改观
经验性 优化选择
承载力极限状态设计时,作用效应的基本组合
承载力极限状态设计时,作用效应的基本组合
在结构设计时,极限状态设计是一种常用的设计方法,其中承载力极限状态是指结构或构件能够承受的最大荷载或内力,超过这一极限状态可能会导致结构失效或破坏。
在承载力极限状态设计时,需要考虑各种作用效应,这些效应是由各种可能出现的荷载组合而成的。
承载力极限状态设计时,作用效应的基本组合指的是将各种可能出现的荷载以一定的方式组合在一起,用于评估结构在承载力极限状态下的安全性和稳定性。
这些组合包括了基本组合和偶然组合。
以下是承载力极限状态设计时,作用效应的基本组合的一些示例:
1.恒载与活载的组合:这种组合考虑了结构长期承受的恒定荷载(如结构自
重、装修重量等)和可变荷载(如人员、设备、风、雪等)的共同作用。
2.恒载与地震作用的组合:这种组合考虑了结构自重等恒定荷载和地震作用
(地震产生的动态荷载)的共同作用。
3.不同工况下的组合:根据结构在不同使用工况下的受力情况,可以将各种
可能的荷载组合在一起,如施工工况、使用工况、检修工况等。
4.不同地震烈度下的组合:根据地震烈度的不同,可以将不同烈度下的地震
作用与恒载、活载等进行组合。
总结来说,承载力极限状态设计时,作用效应的基本组合是指在结构设计时,将各种可能出现的荷载以一定的方式组合在一起,用于评估结构在承载力极限状态下的安全性和稳定性。
这些组合包括了基本组合和偶然组合,通过合理地选择和确定这些组合,可以确保结构的安全性和稳定性。
3_荷载与地震作用
4
3.3 楼面活荷载
• 一、楼面活荷载
• 1.民用建筑楼面活荷载:一般取值2kN/m2,具体的取值参照 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2010)的相关表格。 • 2.楼面活荷载的折减 • 考虑到作用于楼面上的活荷载不可能以标准值的大小 同时布满所有的楼面,在设计梁、墙、柱及基础时,还要考 虑实际荷载沿楼面分布的变异情况。在确定梁、墙、柱及基 础的荷载标准值时,还应按楼面活荷载标准值乘以折减系数。 具体的折减系数参见《建筑结构荷载规范》(GB5009-2010) 的相关表格。
恒载 荷载 楼面活荷载 雪荷载 风荷载 非结构构件重量
高层建筑结构 上的主要作用
非荷载
活载 屋面活荷载 地震作用 混凝土收缩徐变 温度作用
3
3.2 恒载
• 恒载包括结构构件和非结构构件的重量, 这些重量的大小、方向、作用点不随时间 而改变,又称为永久荷载。 • 恒荷载标准值等于构件的体积乘以材料的 自重标注值。常见的钢筋混凝土材料自重 标准值为25kN/m3。
13
二、风荷载标准值
• 1. 单位面积风荷载标准 值 • 主体承重结构
迎风面 压力
背风面 吸力
• 围护结构
gz — —高度z处的阵风系数; si — —局部风压体型系数。
14
二、风荷载标准值
• 2.总风荷载标准值
风向
i — —第i个表面外法线与风作用 方向的夹角;
Bi — —第i个表面的宽度;
•
10
三、屋面积雪分布系数
•
11
3.6 风荷载
12
一、风荷载的特点
风力作用与建筑物外形有直接关系,圆形与正方形受到的 风力较合理; 风力受到建筑物周围环境影响较大,处于高层建筑群中的 高层建筑,有时会出现受力更为不利的情况; 风力作用具有静力、动力两重性质; 风力在建筑物表面的分布很不均匀,在角区和建筑物内收 的局部区域,会产生较大的风力; 与地震作用相比,风力作用持续时间较长,其作用更接近 于静力,但建筑物的使用期限出现较大风力的次数较多; 由于有较长期的气象观测,大风的重现期很短,所以风力 大小的估计比地震作用大小的估计较为可靠,因而抗风设计具 有较大的可靠性。
结构构件的地震作用效应和其他荷载效应基本组合例题
结构构件的地震作用效应和其他荷载效应基本组合例题摘要:1.荷载效应组合的定义与分类2.无地震作用组合的表达式3.有地震作用组合的表达式4.荷载效应组合在结构构件设计中的应用5.结构构件的荷载效应S 和抗力R 的表达正文:一、荷载效应组合的定义与分类荷载效应组合是指在建筑结构设计中,结构或结构构件在使用期间可能同时承受两种或两种以上的活荷载,这些荷载同时作用时产生的效应。
荷载效应组合主要分为两类:无地震作用组合和有地震作用组合。
二、无地震作用组合的表达式无地震作用组合时,荷载效应组合的设计值可以通过以下表达式计算:s = 1.2 * √(1 + 0.6 * (q1 + q2 + q3))式中,s 为荷载效应组合的设计值;q1、q2、q3 分别为三种活荷载的分布系数。
三、有地震作用组合的表达式有地震作用组合时,需要将地震作用考虑在内。
地震作用的荷载代表值的效应可以通过以下表达式计算:R = 1.2 * √(1 + 0.6 * (q1 + q2 + q3))式中,R 为地震作用的荷载代表值的效应;q1、q2、q3 分别为三种活荷载的分布系数。
四、荷载效应组合在结构构件设计中的应用结构构件的承载能力设计应根据荷载效应的基本组合值为设计值。
设计值是通过将所有可能的荷载效应组合并考虑其最不利组合得到的。
这样可以保证结构构件在使用期间能够承受各种可能的荷载组合,从而确保结构的安全性和稳定性。
五、结构构件的荷载效应S 和抗力R 的表达结构构件的荷载效应S 和抗力R 可以通过以下表达式来表示:S = 1.2 * √(1 + 0.6 * (q1 + q2 + q3))R = 1.2 * √(1 + 0.6 * (q1 + q2 + q3))其中,q1、q2、q3 分别为三种活荷载的分布系数。
荷载效应及地震作用效应组合(仅供参考)
8 荷载效应效应组合本设计所应用到的用于承载能力极限状态下的内力组合公式如下: ①无地震时,由可变荷载效应控制的组合: G GK Q Q QK W W WK S S S S γψγψγ=++式中 S —结构构件荷载效应组合的设计值,包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值; r G 、r Q 、r W —永久荷载、楼面活荷载和风荷载的分项系数;ΨQ 、ΨW —楼面活荷载和风荷载的组合系数,当为第一可变荷载时取1。
S GK 、S Qk 、S Wk —永久荷载、楼面荷载和风荷载效应标准值。
②无地震时,由永久荷载效应控制的组合(根据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 [2]第3.2.3条注3,水平风荷载不参与组合。
但2006版规范中取消了此注,即水平风荷载参与组合,当风荷载效应不大时也可忽略之。
):?G GK Q Q QK S S S γψγ=+③有地震时,即重力荷载与水平地震作用的组合:G GE Eh Ehk S S S γγ=+式中 S —结构构件荷载效应与地震作用效应组合的设计值; r G 、r Eh —重力荷载、水平地震作用的分项系数; S GE 、S Eh —重力荷载代表值、水平地震作用标准值。
用于正常使用极限状态下的内力组合(标准组合)公式如下:? GK Q QK W WK S S S S ψψ=++8.1控制截面及最不利内力类型8.1.1构件的控制截面框架梁的控制截面是支座截面和跨中截面。
在支座截面处,一般产生最大负弯矩(max M -)和最大剪力(m ax V )(水平荷载作用下还有正弯矩产生,故也要注意组合可能出现的正弯矩);跨间截面则是最大正弯矩(max M +)作用处(也要注意组合可能出现的负弯矩)。
因此,框架梁的最不利内力为:梁端截面:max M +、max M -、m ax V 梁跨间截面:max M +由于内力分析的结果是轴线位置处的内力,而梁支座截面的最不利位置应是柱边缘处,因此,在求该处的最不利内力时,应根据梁轴线处的弯矩和剪力计算出柱边缘处梁截面的弯矩和剪力,即:/2M M Vb '=-/2V V qb '=-式中 M '—柱边缘处梁截面的弯矩标准值;V '—柱边缘处梁截面的剪力标准值;M —梁柱中线交点处的弯矩标准值;V —与M 相应的梁柱中线交点处的剪力标准值;b —柱截面高度;q —梁单位长度的均布荷载标准值。
荷载规范详解
2004-12-16 21:012004-12-16 22:242004-12-20 08:412005-3-23 18:502005-3-24 22:40linlutsydtc积分133帖子59#72005-4-3 09:58抗震设计中,是5.4.1 结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合,应按下式计算:S=γG×SGE+γEh×SEhk+γEv×SEvk+γw× Swk×ψw式中S――结构构件内力组合的设计值,包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值;γG――重力荷载分项系数,一般情况应采用1.2,当重力荷载效应对构件承载能力有利时,不应大于1.0;γEh、γEv――分别为水平、竖向地震作用分项系数,应按表5.4.1 采用;γw――风荷载分项系数,应采用1.4;SGE――重力荷载代表值的效应,有吊车时,尚应包括悬吊物重力标准值的效应;SEhk――水平地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数或调整系数;SEvk――竖向地震作用标准值的效应,尚应乘以相应的增大系数或调整系数;Swk――风荷载标准值的效应;ψw――风荷载组合值系数,一般结构取0.0,风荷载起控制作用的高层建筑应采用0.2。
注:本规范一般略去表示水平方向的下标。
其实,你说的 1.4G+1.2P在抗震中就是对应于“ SGE――重力荷载代表值的效应”דγG――重力荷载分项系数”,不过,一般来说,对于结构抗震时,γG=1.2,而P(活载)前的分项系数一般为:0.5??还是多少,记不太清并不是公式没有用,而是在抗震中,只是其中一部分,而且使用的荷载组合系数有调整,这个你可以仔细看看抗震规范的条文说明另外,抗震设计和正常荷载设计时候,计算结构并对比何为控制性的,取两者大值。
一般抗震等级高的,都是抗震验算得到的内力和配筋需要大,是控制性的以上是个人理解,请大家指正!2005-6-4 21:082005-9-8 17:442005-9-11 06:472005-9-13 12:082005-9-27 21:352005-9-30 22:462005-10-5 04:062006-1-23 11:122007-8-26 15:49问大家对荷载规范中“由可变(永久)荷载控制”怎么理解?怎样才能确定一个结构是由可变或永2003-3-13 14:252003-3-13 18:052003-3-15 16:472003-4-10 13:292003-4-15 09:132003-4-30 22:062003-5-4 15:49p py.l积分154帖子1162003-6-10 16:01新的荷载规范中恒载的分项系数在实际工作中怎么取?什么时候取1.35什么时候取1.2?1.2恒+1.4活1.35恒+0.7*1.4活抗浮验算时取0.9砌体抗浮取0.81.35G+0.7*1.4Q>1.2G+1.4QG/Q>2.8所以当恒载与活载的比值大于2.8时,取1.35G+0.7*1.4Q否则,取1.2G+1.4Q对一般结构来说,1.楼板可取1.2G+1.4Q2.屋面楼板可取1.35G+0.7*1.4Q3.梁柱(有墙)可取1.35G+0.7*1.4Q4.梁柱(无墙)可取1.2G+1.4Q5.基础可取1.35G+0.7*1.4Q ----------总结的很好!!呵呵2004-5-30 20:542004-6-5 19:082004-6-10 21:422004-6-12 17:442004-6-25 22:562004-12-1 15:482006-1-23 11:37荷载组合详解荷载组合详解荷载规范里的荷载组合中提到的荷载“基本组合”、“频遇组合”和“准永久组合”分别表示什么?分别用在什么情况下?1)基本组合是属于承载力极限状态设计的荷载效应组合,它包括以永久荷载效应控制组合和可变荷载效应控制组合,荷载效应设计值取两者的大者。
第3章 高层建筑结构的荷载和地震作用
华南理工大学
高层建筑结构设计
第3章 荷载和地震作用
华南理工大学土木工程学院
第3章 荷载和地震作用
本章主要内容:
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1. 竖向荷载(简要介绍) 2. 风荷载(重点) 3. 地震作用(简要介绍,抗震课讲授)
第3章 荷载和地震作用
华南理工大学
第3章 高层建筑结构的荷载和地震作用
当风遇到建筑物时在其表面上所产生的压力或吸力即为建筑 物的风荷载。
风荷载
标准地貌 标准风速 风向 风的动力作用
建筑外型 建筑高度
对高层建筑,一方面风使建筑物受到一个基本上比较稳定 的风压,另一方面风又使建筑物产生风力振动。(静力+动力)
3.2 风荷载
第3章 荷载和地震作用
华南理工大学
3.2.1 风荷载标准值 主体结构计算时,垂直于建筑物表面的风荷载标准值
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(1)楼面活载
1)楼面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久 值系数,可按《荷载规范》的规定取用。
2)在荷载汇集及内力计算中,应按未经折减的活荷载标准 值进行计算,楼面活荷载的折减可在构件内力组合时取用。
3)计算活荷载产生内力时,可不考虑活荷载的不利布置, 按活荷载满布进行计算,然后将所得梁跨中截面和支座截面弯 矩乘以1.1~1.3的放大系数。
华南理工大学
2、风压高度变化系数 风速大小与高度有关,一般近地面处的风速较小,愈向上
风速逐步加大。当达到一定高度时(300~500m),风速不受地表 影响,达到所谓梯度风。且风速的变化还与地面粗糙程度有关。
离地高度(m)
梯度风 100
89
77
梯度风 100
90
梯度风 100
荷载与地震作用
4、关于折减系数的规定: 表 3.1 中规定的是民用建筑楼面均布活荷载的标准 值相关数据,但是在实际建筑中,除了楼面承受荷载
之外,建筑中的梁、墙柱、基础也会承受荷载,梁、
柱、墙在设计时其能承受的内力时,和作用在其上的 荷载大小有密切关系,是对这些荷载进行折减,而后 进行设计。
(1)两个概念
① 梁的从属面积的概念:按梁两侧各延二分之一梁
S0→ 基本雪压(kN/㎡)。
二、基本雪压的确定:
1、雪压定义:单位水平面积上的雪重,kN/㎡。
2、基本雪压s0的定义:统计得到的50年一遇的最大雪压
(建立气象站起到 1995年时的最大雪压),即重现期为 50年的最大雪压,作为当地的基本雪压,如图3.2。
3、确定基本雪压s0时的注意事项:
① 选择确定基本雪压的场地需要有代表性
① 承载力极限状态,应考虑荷载的“基本组合”或 “偶然组合”设计;
② 正常使用极限状态,应考虑荷载“标准组合”、
“频遇组合”或“准永久组合”设计。 (5)每个系数的适用组合: ① 基本组合中,只用到“组合值系数”; ② 偶然组合中,只用到“频遇值系数”和“准永久值
系数”;
③ 标准组合中,只用到“组合值系数”;
值的概率极小,因此主导荷载(产生最大效应的荷 载)仍可以其标准值为代表值外,其他伴随荷载均 应小于标准值的荷载为代表值,此值即为可变荷载 组合值。
③可变荷载频遇值:是指在设计基准期内,被超越
的总时间占设计基准期的比率较小的荷载值,或被 超越的频率限制在规定频率内的荷载值。也就是说, 可变荷载频遇值是指在设计基准期内被超越的总时
④ 频遇组合中,只用到“频遇值系数”和“准永久值
系数”; ⑤ 准永久组合中,只用到“准永久值系数”
荷载效应及地震作用效应组合(仅供参考)
8 荷载效应效应组合本设计所应用到的用于承载能力极限状态下的内力组合公式如下: ①无地震时,由可变荷载效应控制的组合: G GK Q Q QK W W WK S S S S γψγψγ=++式中 S —结构构件荷载效应组合的设计值,包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值; r G 、r Q 、r W —永久荷载、楼面活荷载和风荷载的分项系数;ΨQ 、ΨW —楼面活荷载和风荷载的组合系数,当为第一可变荷载时取1。
S GK 、S Qk 、S Wk —永久荷载、楼面荷载和风荷载效应标准值。
②无地震时,由永久荷载效应控制的组合(根据《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001 [2]第3.2.3条注3,水平风荷载不参与组合。
但2006版规范中取消了此注,即水平风荷载参与组合,当风荷载效应不大时也可忽略之。
):?G GK Q Q QK S S S γψγ=+③有地震时,即重力荷载与水平地震作用的组合:G GE Eh Ehk S S S γγ=+式中 S —结构构件荷载效应与地震作用效应组合的设计值; r G 、r Eh —重力荷载、水平地震作用的分项系数; S GE 、S Eh —重力荷载代表值、水平地震作用标准值。
用于正常使用极限状态下的内力组合(标准组合)公式如下:? GK Q QK W WK S S S S ψψ=++8.1控制截面及最不利内力类型8.1.1构件的控制截面框架梁的控制截面是支座截面和跨中截面。
在支座截面处,一般产生最大负弯矩(max M -)和最大剪力(m ax V )(水平荷载作用下还有正弯矩产生,故也要注意组合可能出现的正弯矩);跨间截面则是最大正弯矩(max M +)作用处(也要注意组合可能出现的负弯矩)。
因此,框架梁的最不利内力为:梁端截面:max M +、max M -、m ax V 梁跨间截面:max M +由于内力分析的结果是轴线位置处的内力,而梁支座截面的最不利位置应是柱边缘处,因此,在求该处的最不利内力时,应根据梁轴线处的弯矩和剪力计算出柱边缘处梁截面的弯矩和剪力,即:/2M M Vb '=-/2V V qb '=-式中 M '—柱边缘处梁截面的弯矩标准值;V '—柱边缘处梁截面的剪力标准值;M —梁柱中线交点处的弯矩标准值;V —与M 相应的梁柱中线交点处的剪力标准值;b —柱截面高度;q —梁单位长度的均布荷载标准值。
高层建筑结构设计荷载和地震作用
结构地震反应分析
结构地震反应分析是研究结构在地震作用下的反应,包括位移、速度、加速 度和内力等反应。通过结构地震反应分析,可以确定结构的动力特性、地震 作用效应以及结构薄弱环节。
抗震设计
抗震设计是根据结构地震反应分析和建筑物的使用要求,采取相应的抗震措 施,包括场地选择、地基处理、结构体系选择、构造措施等,以满足建筑物 在地震作用下的安全性和可靠性要求。
采用有限元分析法对结构进行离散化分析, 得到各种荷载作用下的应力、应变、位移等 响应,并进行组合计算。
03
地震作用分析
地震作用特点及影响因素
地震作用随震源深度的增加而减小; 地震作用随场地土质的承载能力增加而减小;
地震作用随震中距离的增加而减小; 地震作用随建筑物高度增加而增加。
地震烈度指标和地震动参数
04
高层建筑结构荷载和地震作用精细化设计
基于性能的设计理念和原则
基于性能的设计理念
强调结构设计的安全性、适用性和耐久性,以结构性能为核心,综合考虑结构安 全性、使用性能和耐久性等多方面因素。
基于性能的设计原则
采用合理、有效的设计方法和措施,提高结构性能指标,降低结构安全风险和经 济成本,实现结构设计的高效、经济和安全。
可变荷载
包括楼面活荷载、风荷载、雪荷 载等,其数值随时间变化且与结 构使用性能有关。
偶然荷载
包括地震作用、爆炸力、撞击力等 ,其数值巨大、作用时间短暂,具 有随机性和不可预测性。
结构荷载效应组合
承载能力极限状态
结构或构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形状态,需要进行承载 能力极限状态计算。
《高层建筑结构设计荷载和地震作 用》
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附件:“PKPM上部结构设计软件常见问题释疑”研讨班授课大纲
一、荷载与地震作用
1、现浇板、悬挑板、组合楼板、斜板等在确定面荷载时有哪些注意事项?05与08版在处理上
有何不同?荷载方向如何确定,可否输入负值?
2、08版新增梁上的荷载类型“无截面设计”是何意,如何正确应用?
3、哪些节点上可以加节点荷载?对于一根梁上任加一点后,在此节点上加节点荷载05与08版
软件在处理上有何不同?
4、楼面梁是如何进行活荷载折减的,程序的处理与规范有何不同?
5、对于“柱、墙及基础活荷载折减”程序的处理05版及08版有哪些不同,结果如何查询?
6、活荷载的输入对人防荷载的计算有何影响?08版有何改动?
7、PK、SATWE进行活荷载不利布置计算时有何不同?应注意哪些相关参数?
8、何为“互斥活荷载”?怎样通过此功能来实现规范中的相应条款?
9、05及08版程序是如何进行“普通风荷载”计算的,其中与风荷载计算相关的参数该如何确定,
受风面面积及荷载作用点如何确定?“普通风荷载”计算后荷载如何分配,它作用的效应程序做了怎样的处理?
10、05版特殊风荷载是如何计算的,有哪些不足?08版特殊风荷载是如何计算的,如何灵活应
用?
11、广义层方式建立的模型是否均可以直接用软件自动计算的风荷载?
12、05、08版吊车荷载输入方法有哪些异同?
13、对于排架柱计算长度系数的计算不同模块有何不同,该如何选用?
14、近期多层人防的计算程序做了哪些重大调整?不同版本为何结果会相差如此悬殊?
15、局部有人防荷载时如何处理?
16、如何确定地下室外墙平面外的受力?如何计算地下室外墙平面外的配筋?不同版本输出结果
有何不同?程序对于地下室外墙能否正确识别?
17、如何实现人防构件的弹塑性设计?
18、何时需要考虑“双向地震”及“偶然偏心”?如果两项同时选择程序如何处理?
19、如何正确确定与地震力计算相关的一些参数?如:计算振型个数、周期折减系数。
20、如何理解“水平力与整体坐标夹角”与“斜交抗侧力构件方向附加地震数,相应角度”?
21、“按中震(或大震)不屈服做结构设计”如何应用?
22、0。
2Q0调整,不同时期版本,程度处理有何不同,原来有哪些局限?如何解决?
23、08版地下室信息中“土层水平抗力系数的比例系数”是何意,该如何取值?
二、构件设计
1、对于层间的支撑在计算时05、08版软件的处理有何不同?
2、越层支撑在与梁墙相交时05、08版在处理上有何不同?
3、08版对于柱被层间支撑打断后是如何进行内力及配筋计算的?
4、如何人为指定支撑是否参与导荷,它的导荷原则是如何定的?
5、08版支撑的计算长度系数如何确定?
6、支撑对于楼层指标的贡献05与08版在计算上有何异同?
7、刚性梁有哪些具体应用?
8、如何用两种方法输入连梁模型?两种方式输入的连梁在计算上有哪些不同?
9、如何合理填取与连梁计算相关的参数信息,如连梁刚度折减系数、墙梁转框架梁控制跨高比?
10、程序是如何实现“《抗震规范》(2008局部修订版)第3.6.6.1条” 的?
11、在输入楼梯构件时应注意的事项有哪些?
12、按主梁或次梁不同的方式输入时,在导荷、计算、施工图处理上有何不同?
13、05、08版层间梁的输入有何不同?SATWE在05、08两个版中对层间梁的计算有哪些不同?
14、08版层间梁与竖向构件相连时,程序是如何判断它们之间的连接关系的?
15、层间梁在本层输入和通过越层方式输入两种方法在计算上有哪些不同?
16、05、08版形成楼板的方法有何不同?
17、在荷载传导时程序对于四边是否共面、高低跨楼面、洞口及次梁的影响是如何考虑的?
18、如何正确应用楼板刚度计算的几种假定模型?
19、如何正确填写与楼板刚度有关的几个参数,梁刚度放大系数、梁扭矩折减系数?同为08版,
不同时期的版本,程序的处理有何不同?
20、剪力墙构造边缘构件控制配箍特征值是何意?
21、如何校核“墙施工缝验算”的结果?
22、剪力墙在计算时是否还有洞口最小尺寸的要求?节点的归并程序做了哪些调整?还会出现洞
口尺寸自动改变的现象吗?
23、墙元细分的控制长度软件做了哪能调整?
三、几种特殊结构类型(多塔结构、错层结构、转换层结构、坡屋面结构、短肢剪力墙结构)
1、如何正确应用广义层方式建立多塔模型?
2、进行多塔结构补充定义应遵循什么原则?现版本能否自动进行多塔结构补充定义?
3、设缝的多塔结构在风荷载计算时应注意哪些问题?
4、如何合理填写与多塔结构设计相关的参数,如“裙房层数”、“0.2Q0调整”等?
5、如何正确分析多塔结构的计算结果?
6、如何应用不同版本正确建立一错层结构的模型?
7、08版用广义层方式建立错层结构模型时有哪些注意事项?
8、越层柱计算时采用什么计算模型?
9、越层柱的计算长度系数的计算及输出方式05及08版有何异同?
10、对于广义层方式建立的错层结构计算风荷载时应注意哪些细节?
11、错层梁与相交竖向构件之间的连接关系程序是如何确定的?
12、两顶标高不同的相交梁,有部分截面重叠时,05版与08版是如何判断它们之间的连接关系的?
13、几种特殊情况的转换层结构如何建立正确的模型?(一梁抬一偏心墙、抬两偏心墙、抬另一
方向的墙)
14、梁抬柱或墙抬柱的转换结构在模型建立时05与08版有何不同?
15、桁架转换的结构在模型建立时如何正确模拟其中的杆件?
16、空间软件在进行转换层结构计算时有哪些细节需要注意?
17、输入斜梁来形成坡屋面时,05版与08版有哪些不同?
18、软件如何来判断斜梁与其它层构件之间的连接关系?
19、输入斜墙来形成坡屋面时,05版与08版有哪些不同?
20、如何正确输入封口梁?不同时期版本程序规定有何不同?
21、斜板刚度如何考虑?近期08版可否考虑斜板刚度的计算?
22、短肢剪力墙结构的应用范围
23、如何通过计算结果判定短肢剪力墙结构?
24、软件对特殊情况的处理所采取的原则有哪些?
四、施工图常见问题
1、为何梁或柱的实配钢筋远大于计算配筋?
2、为何井字梁的挠度在节点处不等?
3、次梁处的集中力为何与SATWE计算中节点处主梁的剪力差不同?
4、为何是楼面梁,但施工图的标注却给出的是“WKL”即屋面梁?
5、为何实配配筋率会超过2.5%,配筋比例小于1且为红色显示?
6、相同截面的三跨梁,为何其中一跨梁侧配了构造钢筋,其它二跨却没有配置
7、一端与剪力墙相连的梁,程序默认配筋最小值如何确定,如何调整?
8、如何实现梁按每个楼层归并,而非全楼归并?
9、05版与08版在归并上有何不同?
10、SATWE中柱采用双偏压计算,为何在柱施工图中采用双偏见压验算会通不过?
11、同一编号的柱在进行双偏压验算时,有的满足,有的不满足,如果都修改会造成不必要的浪
费,该如何解决?
12、一连梁高度为290mm,SAT8计算结果未见超筋,但在剪力墙施工图中,显示连梁超筋,
箍筋为一级钢Φ99@5,是何意?
13、为何板计算完无挠度显示结果?
14、为何“双向板计算方法”选择不同,但计算结果没有改变?
15、为何提高了砼的强度等级后,板的配筋没有改善?
16、08版在“楼板计算”中增加了“修改板厚”、“修改荷载”功能,其与人机交互中相关命令
有何关联?
17、如何解决板负筋在支座两边长度一样,只标一个数字的问题?
18、如何解决梁交线处,梁线连续的问题?
五、 08版使用常见问题
1、05版数据能否全部转入08版,影响转换结果的因素有哪些,该如何解决?
2、为何相同工程两个版本的计算结果会相差很大,导致这种结果的主要因素有哪些?
3、如何在一台计算机上同时安装新旧两个版本?
4、如何在一台计算机上同时使用单机与网络两种锁?
5、08网络版运行速度较慢与哪些因素有关?
六、08版研讨班用户典型问题汇总
此部分汇总了历次研讨班中学员的典型问题,进行集中讲解说明。
另注:
您对此研讨班以上所提供的大纲还有其他要改进的内容或者是还有什么需求的内容,请把具体内容发送至:pkpmpxb@
(发送问题时请注明“pkpm需求的内容”字样)。