荷载效应组合与设计要求

构位移逐渐加大而倒塌。因此，高层建筑结构计
算要考虑P－△效应，也就是所谓的结构整体稳定
验算。由于钢筋混凝土结构与钢结构变形性能不
相同，要求进行稳定验算的条件也不相同。
四、稳定和抗倾覆
一、高层钢筋混凝土结构的稳定验算
一般不必进行P－△效应的计算，只需在钢筋
混凝土柱承载力验算时考虑挠曲影响的偏心距增
重力荷载+ 地震作用+
风荷载
S=γGCGGE+γEhCEhEhk +γEvCEvEvk +ψWγWCWWk ⑧ S=γGCGGE+1.3CEhEhk+0.2γWCWWk ⑨ S=γGCGGE+1.3CEhEhk+0.5CEvEvk+0.2γWCWWk
注：1 ⑥、⑦仅8、9Leabharlann Baidu时的大跨和长悬臂结构及9度抗震结构考虑； 2 ⑧仅60m以上的高层结构考虑； 3 ⑨仅60m以上的9度抗震结构和60m以上8、9度时的长悬臂结构考虑。
位于设防烈度6度及6度以上地区的建筑 除了满足抗震承载力及侧移限制要求外， 要满足延性要求和具有良好的耗能性能， 这是实现“中震可修、大震不倒”的基本 措施。钢结构的材料本身就具有良好的延 性，而钢筋混凝土结构要通过延性设计， 才能实现延性结构。
五、抗震结构延性要求和抗震等级
延性是指构件和结构屈服后，具有承载能力不 降低或基本不降低、且有足够塑性变形能力的 一种性能，一般用延性比表示延性，即塑性变 形能力的大小。
二、侧移限制
（△u／h）max≤［△u／h］ 式中，△u为荷载效应组合所得结构楼层层间位移，
h为该层层高， △ u／h为层间转角。应取各楼层中 最大的层间转角，即（△u／h）max验算是否满足要 求。右端是限制值
二、侧移限制
目的
➢ 防止主要结构开裂、损坏
➢ 防止填充、装修开裂、损坏
➢ 防止过大侧移，以引发人的不适、影响正常使用、产生附加内力
一、承载力验算
要求 ➢ 荷载效应组合⇒构件最不利内力⇒承载力极限状态设计
表达式 ➢ 无地震作用组合 ➢ 有地震作用组合
关于S
➢ 抗震结构与有无地震作用组合 ➢ 高层建筑结构荷载组合表达式 关于R ➢ 抗震结构抗弯承载能力 = 非抗震结构抗弯承载能力 ➢ 抗震结构抗剪承载能力 = 非抗震结构抗剪承载能力*80%
住宅、公寓 αmax不大于0.15m／s2
办公、旅馆 αmax不大于0.25m／s2
四、稳定和抗倾覆
高层建筑在重力荷载下一般都不会出现整体
丧失稳定的问题。但是在水平荷载作用下，出现
侧移后，重力荷载会产生附加弯矩，附加弯矩又
增大侧移，这是一种二阶效应，也称为“P－△效
应”，它不仅会增加构件内力，严重时还会使结
大系数η。
二、高层钢结构的稳定验算
《高钢规》规定了可以不进行整体稳定验算的 两个条件，一是各楼层柱子平均长细比和平均轴 压比满足一定要求，二是按不考虑P－△效应的弹 性计算所得层间相对位移小于某个值。
四、稳定和抗倾覆
三、高层建筑抗倾覆问题
在设计高层建筑时，一般都要控制高宽比（H
／B），在基础设计时，高宽比大于4的高层建筑，
M——倾覆力矩=由风荷载或地震作用（或二者组合）计算的基础顶面
处的最大倾覆力矩
Gte
➢ 整体稳定性验算
表达式
Gte≤ΣEIeq/(8H2)
Gte——顶端等效重力荷载设计值= ΣGiHi2 /H2
ΣEIeq——验算方向的抗侧力构件等效刚度和
Gi——第i层重力荷载设计值
H
Gi ΣEIeq
Hi
五、抗震结构延性要求和抗震等级
表达式——双控（弹性位移）
➢ 层间位移 Δu/h≤[Δu/h]
➢ 顶点位移
u/H≤[ u/H]
荷载组合
➢ 不考虑重力荷载引起的侧移
➢ 各水平荷载单独作用
➢ 荷载分项系数取1.0
位移限值
➢ 地震作用下的位移限值略宽松
三、舒适度要求
在风荷载作用下，高度超过l50m的高层建筑，应满足人使用的舒适度要求。 此时，按照重现期为10年的风荷载计算结构顶点加速度，或由风洞试验确定 顺风向与横风向结构顶点最大加速度，αmax应满足下列要求：
组合 类别
重力荷载
非抗震
多层（8层以下） 抗震结构
非抗震
① S=γGCGGk+γQCQQk
γG=效应对结构有利时 1.0；不利时 1.2 γQ=一般 1.4；Q≥4.0kN/m2时 1.3
高层（8层及其以上） 抗震结构
重力荷载+ ② S=γGCGGk+ψ(γQCQQk +γWCWWk ) ③ S=γGCGGk+γQCQQk +ψWγWCWWk )
根据确定抗震等级的设防烈度、结构类型、结构高度确定
延性结构设计原则 ➢ 四项措施
提高构件延性 强柱（墙）弱梁 强剪弱弯 强节点（锚固）弱构件
构件延性比是指极限变形（曲率¢u、转角θu 或挠度fu，）与屈服变形（¢y、θy或fy）的 比值。屈服变形定义是钢筋屈服时的变形，极 限变形一般定义为承载力降低10%－20%时的变 形。
结构延性比是指达到极限时顶点位移与屈服时 顶点位移的比值。
五、抗震结构延性要求和抗震等级
结构抗震等级 ➢ 确定方法
风荷载
ψ=0.85， γW=1.4
ψW =1.0 ， γW=1.4
重力荷载+ 地震作用
④ S=γGCGGE+γEhCEhEhk GE=Gk+ψQQk ，ψQ=0.5 γEh=1.3
S=γGCGGE+γEhCEhEhk +γEvCEvEvk ⑤ S=γGCGGE+1.3CEhEhk ⑥ S=γGCGGE+1.3CEvEvk ⑦ S=γGCGGE+1.3CEhEhk +0.5CEvEvk
第四章 荷载效应组合及设计要求
掌握荷载效应组合各种工况的区别应用。理解无地震 组合及有地震组合时承载力验算与位移限制的区别。 掌握确定结构抗震等级的方法；理解抗震结构的延性 要求与构造措施的关系。
主要内容 一、承载力验算 二、侧移限制 三、舒适度要求 四、稳定和抗倾覆 五、抗震结构延性要求和抗震等级 六、荷载效应组合及最不利内力
在地震作用下基础底面不允许出现零应力区，其
他建筑，基础底面零应力区面积不应超过基础底
面积的15％。符合这些条件，因此通常不需要进
行特殊的抗倾覆验算。
四、稳定和抗倾覆
一般不需验算
H/B>5时宜验算
➢ 抗倾覆验算
表达式
M≤[M]
[M]——稳定力矩=竖向荷载（ 50%楼面活载+90%恒载）对基础边缘取矩