設計要求及荷載效應組合

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1、第四章設計要求及荷載效應組合設計高層建筑時，分別計算各種荷載作用下的內(nèi)力和位移，然后從不同工況的荷載組合中找到最不利內(nèi)力及位移，進行結構設計。設計要求：承載力驗算；側移限制；舒適度要求；穩(wěn)定和抗傾覆；結構抗震性能設計(結構方案特殊，不符合抗震概念設計，如特別不規(guī)則結構應進行抗震性能設計);抗連續(xù)倒塌設計(安全性等級為一級的高層建筑)。1/564.1承載力驗算高層建筑結構構件承載力驗算的一般表達式為：無地震作用組合：有地震作用組合：式中，Sd為荷載效應組合的設計值；Rd為構件承載力設計值；為結構重要性系數(shù)，對安全等級為一級的結構構件，不應小于1.1

2、；對安全等級為二級的結構構件，不應小于1.0。為承載力抗震調(diào)整系數(shù)，見表4-1。2/564.1承載力驗算表4-1承載力抗震調(diào)整系數(shù)材料結構構件γRE鋼筋混凝土梁0.75軸壓比小于0.15的柱0.75軸壓比不小于0.15的柱0.80剪力墻0.85(偏壓)、局部承壓(1.0)各類受剪、偏拉構件0.85鋼強度0.75穩(wěn)定0.803/564.1承載力驗算對構件承載力進行抗震調(diào)整，是考慮到地震作用是一種偶然作用，作用時間短，材料性能與靜力作用不同，因此可靠度可略微降低。當僅考慮豎向地震作用組合時，各類結構構件的承載力調(diào)整系數(shù)均應取1.0。4/564.2側移

3、限制在正常使用條件下，高層建筑結構應具有足夠的剛度，避免產(chǎn)生過大的位移而影響結構的承載力、穩(wěn)定性和使用要求。4.2.1使用階段層間位移限制彈性方法計算的樓層層間最大位移與層高之比應滿足下式：正常使用狀態(tài)下的限制值見表4-2。正常使用條件下的結構水平位移按本第3章規(guī)定的風荷載、地震作用(多遇地震）和彈性方法計算。5/564.2側移限制表4-2正常使用情況下的限制值材料結構高度結構類型限制值鋼筋混凝土結構a、不大于150m框架1/550框架-剪力墻、框架-核心筒1/800剪力墻、筒中筒1/1000框支層1/1000b、不小于250m各種結構類型1/5

4、00鋼結構各種結構類型1/250注：高度在150~250m之間的鋼筋混凝土高層建筑，限制值按a、b兩類限制值插入計算。6/564.2側移限制在正常使用狀態(tài)下，限制側向變形的主要原因：要防止主體結構開裂、損壞；防止填充墻及裝修開裂、損壞；過大的側向變形會使人有不舒適感，影響正常使用；過大的側移會使結構產(chǎn)生附加內(nèi)力(效應)。7/564.2側移限制4.2.2防止倒塌層間位移限制為防止結構倒塌，規(guī)定罕遇地震作用下彈塑性層間位移限值見表4-3。表4-3材料結構類型限制值鋼筋混凝土結構框架1/50框架-剪力墻、框架-核心筒、板柱-剪力墻結構1/100剪力墻、

5、筒中筒1/120除框架結構外的轉換層1/120鋼結構各種結構類型1/508/564.2側移限制4.2.2防止倒塌層間位移限制對框架結構，當軸壓比小于0.40時，可提高10%；當柱子全高的箍筋構造采用比本規(guī)程中框架柱最小配箍特征值大30%時，可提高20%，但累計提高不宜超過25%。9/564.3舒適度要求高度不小于150m的高層建筑結構應具有良好的使用條件，滿足舒適度要求。按現(xiàn)行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》規(guī)定的10年一遇的風荷載取值計算的順風向與橫風向結構頂點最大加速度不應超過表4-4的值。必要時，可通過專門風洞試驗結果計算確定順風向與橫風向結構

6、頂點最大加速度。表4-4結構頂點最大加速度限值使用功能amax(m/s2)住宅、公寓0.15辦公、旅館0.2510/564.3舒適度要求表樓蓋豎向振動加速度限值樓蓋結構應具有適當?shù)氖孢m度。樓蓋結構的豎向振動頻率不宜小于3Hz，豎向振動加速度峰值不宜超過下表的值。樓蓋結構豎向振動加速度按高規(guī)附錄A計算。人員活動環(huán)境峰值加速度限值(m/s2)豎向自振頻率不大于2Hz豎向自振頻率不小于4Hz住宅、辦公0.070.05商場及室內(nèi)連廊0.220.1511/564.4穩(wěn)定和抗傾覆高層建筑在重力荷載作用下一般都不會出現(xiàn)整體喪失穩(wěn)定的問題。在水平荷載作用下，某些

7、情況下的高層建筑結構計算要考慮二階效應(P-△效應)，進行整體穩(wěn)定計算。12/564.4穩(wěn)定和抗傾覆4.4.1高層鋼筋混凝土結構的穩(wěn)定驗算在水平力作用下，當高層建筑結構滿足下列規(guī)定時，彈性計算分析時可不考慮重力二階效應的不利影響。剪力墻結構、框架-剪力墻結構、板柱-剪力墻結構、筒體結構：框架結構：式中，為結構一個主軸方向的彈性等效側向剛度，可按倒三角形分布荷載作用下結構頂點位移相等的原則，將結構的側向剛度折算為豎向懸臂受彎構件的等效側向剛度。H為房屋高度；為第i樓層的彈性等效側向剛度。此公式使結構的二階效應對結構內(nèi)力、位移的增量控制在5%左右。1

8、3/564.4穩(wěn)定和抗傾覆4.4.1高層鋼筋混凝土結構的穩(wěn)定驗算高層建筑結構的穩(wěn)定應符合下列要求(強制性條文)：剪力墻結構、框架-剪力墻