高层建筑结构设计一般原则解析

式确定：
–
（3.1)
SG S G k QQ S Q k ww S wk
–式中S——荷载效应组合的设计值； –γG——永久荷载分项系数； γQ——楼屋面活荷载分项系
数； γw——风荷载的分项系数； –SGK——永久荷载效应标准值； SQk——面活荷载效应标准
值； Swk——风荷载效应标准值； –ψQ、ψw——分别为楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值
•
当结构的设计水平力较小，如计算的楼层剪重比（楼
层剪力与其上各层重力荷载代表值之和的比值）小于0.02
时，结构刚度虽能满足水平位移要求，但往往不能满足本
条的稳定要求。
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3.3.2结构稳定验算 （刚重比）
–（高规5.4）1 剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结
构应符合下式要求：
–
n
– EId 1.4H2 Gi
• （恒荷载、活荷载作用下的弯矩已调幅；计算 重力荷载代表值时，活荷载组合值系数取0.5）
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3.3构件承载力计算、结构稳定验算和抗 倾覆验算
• 3.3.1构件承载力计算 • 无地震作用组合： •
• 有地震作用组合： 0S R
• γ0——结构S重 要性R系/数，RE
• γRE——构件承载力抗震调整系数。
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、档案库、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。
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3.2荷载效应及地震作用效应组合
–1. 无地震作用效应组合时，荷载效应组合的设计 值应按下式确定：
高层建筑结构设计的一般 原则解析
1
3.1基本假定 3.2荷载效应及地震作用效应组合 3.3构件承载力计算、结构稳定验算和抗倾覆验算 3.4高层建筑结构水平位移限值 3.5罕遇地震作用下薄弱层抗震变形验算 3.6最优设防水平决策 3.7设计要点及程序框图
2
3.1基本假定
• 钢筋混凝土高层建筑结构工作行为并非体现弹性匀质性质，精 确计算十分困难，为了简化计算，要突出主要因素，忽略次要 因素。
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3.3.2结构稳定验算 （刚重比）
• （强制性条文）
• 高层建筑混凝土结构仅在竖向重力荷载作用下产生整体失 稳的可能性很小，其稳定设计主要是控制在风荷载或水平 地震作用下，重力荷载产生的二阶效应不致过大，刚重比 （刚度与重力荷载之比）是影响重力Ｐ－Δ效应的主要参 数，满足（3.5)、（3.6)要求时，，重力Ｐ－Δ效应可控制 在20%以内。
i1
n
EId 2.7H2 Gi（3.5) i1
–2 框架结构应符合下式要求：
•
n
Di 10
ji
Gj hi(i1,2,3..n.)
（3.6)
n
Di 20
ji
Gj hi(i1,2,3..n.)
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结构抗倾覆验算
• （3.7)
Ms M0 1.0
• ＭＳ—稳定力矩，计算时，恒载取90%，楼 面活荷载取50％；
– SG S G k QQ S Q k ww S wk （3.1)
楼面活荷载组合值系数和风荷 ψQ
载组合值系数
当可变荷载效应起控制作用 1.0
时
0.7（0.9)
当永久荷载效应起控制作 0.7（0.9) 用时
ψw
0.6
1.0 0.0
5
荷载分项系数应按下列规定采用：
•
γＧ
其效应对结 构不利时
其效应对结 构有利时
–γG——重力荷载分项系数；
γw——风荷载分
项系数；
γEh——水平地震作用分项系数；
–γEv——竖向地震作用分项系数；
–ψw——风荷载的组合值系数，应取0.2。
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• (1)承载力计算时:
• （２）位移计算时，各分项系数均应取1.0
• 抗震设计时应同时考虑两个公式
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• 例题：某框架结构为50米，梁端弯矩如下：恒 荷 载 -50KN.M ， 活 荷 载 -80KN.M ， 风 荷 载 +65KN.M，水平地震+-110KN.M，求梁端的最大正 负弯矩。
• Ｍ０－倾覆力矩，按风荷载或水平地震作用 计算其设计值
• 如不满足，可增大基底面积。
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3.4高层建筑结构水平位移限值
• 原因：1、要求高层建筑结构具有足够的刚度，保证 在正常使用条件中，主体结构基本处于弹性受力状态；
– –
w
取0.2
（3.2)
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–中 S—— 荷 载 效 应 和 地 震 作 用 效 应 组 合 的 设 计 值 ； SGE——重力荷载代表值的效应；
• SEvk ——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
• SEhk——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；
• 弹性变形假定 结构主体处于弹性工作状态，内力与位移采 用弹性工作方法计算，只对某些构件（框架梁及连梁）考虑局 部塑性变形（内力调幅）
• 刚性楼板假设 同层各竖向抗侧移构件水平位移相等，楼板在 平面内刚度无限大，平面外刚度为零。
• 平面抗侧力假设 任何一片抗侧力结构只能承受其平面内的侧 向力，其平面外的刚度为零
（3.3) （3.4)
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γRE——构件承载力抗震调整系数
构件类 别
梁
受力 受弯 状态
γRE 0.75
轴压比 小于 0.15的 柱
偏压
0.75
轴压比 不小于 0.15柱
偏压
0.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0
剪力墙
偏压 局部 承压
0.85 1.0
各类 构件
节点
受剪、 受剪 偏拉
0.85 0.85
• 当仅考虑竖向地震作用组合时，各类结构构件 的承载力抗震调整系数均应取为1.0
γＱ
γｗ
承载 当可变荷载效应
1.2
力计 起控制作用时
算时 当永久荷载效应
1.35
起控制作用时
位移计算时
1.0
1.4
1.0
楼面活 荷载大
1.4
于4.0的
工业房
屋，取
1.3
1.0 1.0
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–2. 有地震作用效应组合时，荷载效应和地震作用 效应组合的设计值应按下式确定：
S – G S G E E S E h h E k S E v vw k w S w
• 根据假定2，水平荷载按抗侧移刚度分配；根据假定3，将空间 结构简化为平面结构，求得各抗侧力构件分配的水平力；根据 假定1，求得内力和位移。
• 对于平面和立面规则的高层建筑结构，基本能满足基本假定；
• 对于平面和立面不规则的高层建筑结构，宜按空间整体工作计 3
3.2荷载效应及地震作用效应组合
–1. 无地震作用效应组合时，荷载效应组合的设计值应按下