建筑结构荷载计算.
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如何达到目的：结构有足够大的 刚度
参数：最大层间位移角
Δu/h≤ [Δu/h]
Δu：荷载效应标准值组合所得结构最 大层间位移； h：层高； Δu/h :最大层间位移角； [u/h]：弹性层间位移角限值。
[u/h]：弹性层间位移角限值（使用阶段）
材料 结构高度 结构类型
限值
钢筋 混凝土 结构
不大于 150m
安全等级为二级或设计使用年限 50年，不小于1.0
安全等级为一级或设计使用年限 100年及以上，不小于1.1
r0S≦R S ：无地震作用效应组合时，构件截 面内力（效应）组合的设计值（与荷 载标准值和荷载效应分项系数的大小
有关） R：无地震作用组合时，构件截面 承载力设计值（与材料分项系数的 大小有关）
两种抗震设计方法
OA: 弹性设计，承载力抗震 OBC和ODE: (承载力＋延性)抗震 （构件屈服，局部破坏） 具有足够大延性和耗能能力
延性
材料、截面、构件或结构保持一定的强 度或承载力时的非弹性（塑性）变形能力
用延性系数度量：
＝u / y
Δy和Δu分别为屈服值和极限值 定义：没有规定
材料应变延性 u / y
住宅、公寓：0.15m/s2 办公、旅馆：0.25m/s2
4.4 稳定和抗倾覆要求
P-Δ效应： 侧移，重力荷载产生附加 弯矩，增大侧移和内力
4.4.1 高层钢筋混凝土结构的稳定验算
实际上大部分钢筋混凝土结构 不需要计算P-△效应。
4.4.1 高层钢筋混凝土结构的稳定验算
如果需要计算，可按下述方法进 行计算：
有地震作用效应组合时
SE RE / RE
SE ：有地震作用效应组合时，构件 截面内力（效应）组合的设计值 RE ：有地震作用组合时，构件截面 承载力设计值
RE：承载力抗震调整系数
材料
结构构件
钢筋混凝土 梁
轴压比小于0.15的柱
轴压比大于0.15的柱
剪力墙
各类受剪、偏拉构件
钢（强度破 梁、柱
•采用弹性方法进行计算；
•也可采用对未考虑重力二阶效 应的计算结果乘以增大系数的方 法近似考虑
4.4.1 高层钢筋混凝土结构的稳定验算
结构位移增大系数： 框架结构 剪力墙结构、框架-剪力墙结构、 筒体结构
4.4.1 高层钢筋混凝土结构的稳定验算
高层建筑结构的稳定应符合下列规定： •剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结 构应符合下式要求：
框架
框架-抗震墙 板柱-抗震墙 框架-核心筒 抗震墙 筒中筒
1/550 1/800
1/1000
框支层
1/1000
钢结构
不 小 于 各种类型结构 250m
各种类型结构
1/500 1/250
罕遇地震（防止倒塌）
薄弱层（部位）弹塑性层间位 移角限值
4.3 舒适度要求
高度超过150m： 10年一遇的风荷载，顶点 最大加速度限值
坏）；
支撑
柱，支撑屈 节点板件、连接螺栓 曲，为0.80 连接焊缝
RE
0.75 0.75 0.80 0.85 0.85 0.75（0.75） 0.80（0.75） 0.85（0.75） 0.90（0.75）
4.2 侧移限制（弹性层间位移角限值）
二阶段设计方法控制： 多遇地震（及风荷载下），要求主
体结构不受破坏，非结构构件没有过重破坏 并导致人员伤亡，保证建筑的正常使用功能；
罕遇地震作用下，主体结构遭受破 坏或严重破坏但不倒塌。
4.2 侧移限制（弹性层间位移角限值）
多遇地震（及风荷载下），
目的：防止风、小震作用下非结 构构件破坏：
•防止主体结构开裂、损坏； •防止填充墙及装修开裂、破坏； •过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用； •过大的侧移会使结构产生附加内力（P-△效应）。
2）按不考虑P－△效应的弹性计算所得的层间相对位移 小于某个值：
对于钢支撑、剪力墙或筒体的钢结构，且△u/h≤1/1000， 可不计算P－△效应，只按有效长度法计算柱的承载力；
对于无支撑的钢结构（纯钢框架）和△u/h>1/1000的有 支撑钢结构，应按考虑P－△效应的方法计算结构内力 及侧移，侧移应不大于1/300。
高宽比不大于4的建筑，基底 零应力区面积不应超过基础底面 积的15％。
4.5 延性要求与抗震等级
设防烈度6度及6度以上的抗震结构
•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。 •当设计成延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量， 结构变形虽然会加大，但结构承受的地震作用（惯性力） 不会很快上升，内力也不会再加大，因此具有延性的结 构可降低对结构的承载力要求，也可以说，延性结构是 用它的变形能力（而不是承载力）抵抗罕遇地震作用； 反之，如果结构的延性不好，则必须有足够大的承载力 抵抗地震。然而后者会多用材料，对于地震发生概率极 少的抗震结构，延性结构是一种经济的设计对策。
实际上大部分钢结构需要计算P－△效应。
4.4.3 高层建筑抗倾覆问题
高层建筑侧移过大，其重力作用 合力点移至基底平面范围以外， 则建筑可能发生倾覆现象。
正常设计的高层建筑不会出现倾 覆问题。
4.4.3 高层建筑抗倾覆问题
控制高宽比；
高宽比大于4的建筑，在地震 作用下基础底面不允许出现零应 力区；
σ /MPa
钢筋或钢材
80
60
Z12Baidu Nhomakorabea
Z13
40
Z11
20
Z8
Z9
Z10
0
ε
0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025
不同配箍特征值
第4章 设计要求及荷载效应组合
主要内容（目录）
4.1 承载力计算 4.2 侧移限制 4.3 舒适度要求 4.4 稳定和抗倾覆 4.5 抗震结构延性要求和抗震等级 4.6 荷载效应组合及最不利内力
4.1承载力验算
按承载力极限状态验算结构 构件截面： 足够大的承载能力
无地震作用效应组合时
r0S≦R r0 ：结构重要性系数
•框架结构应符合下式要求
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
钢结构构件的稳定性问题是钢结 构设计的重要内容，将在结构设 计中详细介绍。
此处的稳定主要是结构整体稳定， 即重力作用下的二阶效应——P －△效应。
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
《高钢规》下列条件下可不进行整体稳定性验收：
1）各层柱子平均长细比和平均轴压比满足一定要求；
参数：最大层间位移角
Δu/h≤ [Δu/h]
Δu：荷载效应标准值组合所得结构最 大层间位移； h：层高； Δu/h :最大层间位移角； [u/h]：弹性层间位移角限值。
[u/h]：弹性层间位移角限值（使用阶段）
材料 结构高度 结构类型
限值
钢筋 混凝土 结构
不大于 150m
安全等级为二级或设计使用年限 50年，不小于1.0
安全等级为一级或设计使用年限 100年及以上，不小于1.1
r0S≦R S ：无地震作用效应组合时，构件截 面内力（效应）组合的设计值（与荷 载标准值和荷载效应分项系数的大小
有关） R：无地震作用组合时，构件截面 承载力设计值（与材料分项系数的 大小有关）
两种抗震设计方法
OA: 弹性设计，承载力抗震 OBC和ODE: (承载力＋延性)抗震 （构件屈服，局部破坏） 具有足够大延性和耗能能力
延性
材料、截面、构件或结构保持一定的强 度或承载力时的非弹性（塑性）变形能力
用延性系数度量：
＝u / y
Δy和Δu分别为屈服值和极限值 定义：没有规定
材料应变延性 u / y
住宅、公寓：0.15m/s2 办公、旅馆：0.25m/s2
4.4 稳定和抗倾覆要求
P-Δ效应： 侧移，重力荷载产生附加 弯矩，增大侧移和内力
4.4.1 高层钢筋混凝土结构的稳定验算
实际上大部分钢筋混凝土结构 不需要计算P-△效应。
4.4.1 高层钢筋混凝土结构的稳定验算
如果需要计算，可按下述方法进 行计算：
有地震作用效应组合时
SE RE / RE
SE ：有地震作用效应组合时，构件 截面内力（效应）组合的设计值 RE ：有地震作用组合时，构件截面 承载力设计值
RE：承载力抗震调整系数
材料
结构构件
钢筋混凝土 梁
轴压比小于0.15的柱
轴压比大于0.15的柱
剪力墙
各类受剪、偏拉构件
钢（强度破 梁、柱
•采用弹性方法进行计算；
•也可采用对未考虑重力二阶效 应的计算结果乘以增大系数的方 法近似考虑
4.4.1 高层钢筋混凝土结构的稳定验算
结构位移增大系数： 框架结构 剪力墙结构、框架-剪力墙结构、 筒体结构
4.4.1 高层钢筋混凝土结构的稳定验算
高层建筑结构的稳定应符合下列规定： •剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结 构应符合下式要求：
框架
框架-抗震墙 板柱-抗震墙 框架-核心筒 抗震墙 筒中筒
1/550 1/800
1/1000
框支层
1/1000
钢结构
不 小 于 各种类型结构 250m
各种类型结构
1/500 1/250
罕遇地震（防止倒塌）
薄弱层（部位）弹塑性层间位 移角限值
4.3 舒适度要求
高度超过150m： 10年一遇的风荷载，顶点 最大加速度限值
坏）；
支撑
柱，支撑屈 节点板件、连接螺栓 曲，为0.80 连接焊缝
RE
0.75 0.75 0.80 0.85 0.85 0.75（0.75） 0.80（0.75） 0.85（0.75） 0.90（0.75）
4.2 侧移限制（弹性层间位移角限值）
二阶段设计方法控制： 多遇地震（及风荷载下），要求主
体结构不受破坏，非结构构件没有过重破坏 并导致人员伤亡，保证建筑的正常使用功能；
罕遇地震作用下，主体结构遭受破 坏或严重破坏但不倒塌。
4.2 侧移限制（弹性层间位移角限值）
多遇地震（及风荷载下），
目的：防止风、小震作用下非结 构构件破坏：
•防止主体结构开裂、损坏； •防止填充墙及装修开裂、破坏； •过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用； •过大的侧移会使结构产生附加内力（P-△效应）。
2）按不考虑P－△效应的弹性计算所得的层间相对位移 小于某个值：
对于钢支撑、剪力墙或筒体的钢结构，且△u/h≤1/1000， 可不计算P－△效应，只按有效长度法计算柱的承载力；
对于无支撑的钢结构（纯钢框架）和△u/h>1/1000的有 支撑钢结构，应按考虑P－△效应的方法计算结构内力 及侧移，侧移应不大于1/300。
高宽比不大于4的建筑，基底 零应力区面积不应超过基础底面 积的15％。
4.5 延性要求与抗震等级
设防烈度6度及6度以上的抗震结构
•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。 •当设计成延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量， 结构变形虽然会加大，但结构承受的地震作用（惯性力） 不会很快上升，内力也不会再加大，因此具有延性的结 构可降低对结构的承载力要求，也可以说，延性结构是 用它的变形能力（而不是承载力）抵抗罕遇地震作用； 反之，如果结构的延性不好，则必须有足够大的承载力 抵抗地震。然而后者会多用材料，对于地震发生概率极 少的抗震结构，延性结构是一种经济的设计对策。
实际上大部分钢结构需要计算P－△效应。
4.4.3 高层建筑抗倾覆问题
高层建筑侧移过大，其重力作用 合力点移至基底平面范围以外， 则建筑可能发生倾覆现象。
正常设计的高层建筑不会出现倾 覆问题。
4.4.3 高层建筑抗倾覆问题
控制高宽比；
高宽比大于4的建筑，在地震 作用下基础底面不允许出现零应 力区；
σ /MPa
钢筋或钢材
80
60
Z12Baidu Nhomakorabea
Z13
40
Z11
20
Z8
Z9
Z10
0
ε
0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025
不同配箍特征值
第4章 设计要求及荷载效应组合
主要内容（目录）
4.1 承载力计算 4.2 侧移限制 4.3 舒适度要求 4.4 稳定和抗倾覆 4.5 抗震结构延性要求和抗震等级 4.6 荷载效应组合及最不利内力
4.1承载力验算
按承载力极限状态验算结构 构件截面： 足够大的承载能力
无地震作用效应组合时
r0S≦R r0 ：结构重要性系数
•框架结构应符合下式要求
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
钢结构构件的稳定性问题是钢结 构设计的重要内容，将在结构设 计中详细介绍。
此处的稳定主要是结构整体稳定， 即重力作用下的二阶效应——P －△效应。
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
《高钢规》下列条件下可不进行整体稳定性验收：
1）各层柱子平均长细比和平均轴压比满足一定要求；