11高层建筑:10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑,以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑混凝土结构。高层建筑结构设计的特点:1水平荷载成为设计的决定性因素2侧移成为设计的控制指标3轴向变形的影响在设计中不容忽视4延性成为结构设计的重要指标5结构材料用量显著增加。框架结构:平面布置灵活,可形成较大空间,施工方便,经济2缺点:抗侧移刚度小,侧移大剪力墙:抗侧刚度大、侧移小,室内墙面平整,缺点:平面布置不灵活,不能形成大空间,自重大,刚度大,所受地震作用也大,施工较复杂,造价高框-剪结构集中了框架结构和剪力墙结构的优点,既能大大减小侧移,较好地抵抗水平荷载,又能获得较为灵活的平面布置。布置原则:简单规则均匀对称,承重结构双向布置,偏心小,构建类型少,平面长度和突出及凹角处满足要求,施工简便,造价省22框架抗震性认知:1梁铰(整体)优于柱铰机制2弯曲(压弯)优于剪切破坏3大偏压优于小偏压4避免核心区及梁纵筋在核心区粘结破坏。框架梁破坏形态:剪切和弯曲破坏;柱:压弯和弯曲;剪切受压或受拉;剪切斜拉和粘结开裂框架抗震概念设计:强柱弱梁(即柱子不先于梁破坏,因为梁破坏属构件破坏局部性,柱是整体破坏);强剪弱弯(构件的抗剪能力应好于抗弯能力,,弯曲破坏是延性破坏有预兆而剪切破坏时脆性破坏,没有预兆所以要避免发生剪切破坏);强节点、强锚固(使节点承载力大于构件。);局部加强(柱根部、角柱、框支柱);限制柱轴压比,加强柱箍筋对混凝土的约束。强柱弱梁实施方法:1增大系数法,将实际受弯承载力的关系转化为内力设计值的关系,柱端组合的弯矩计算值乘以一个大于1.0的系数,成为承载力验算采用的弯矩设计值2实配法,确定梁端按实际配置的钢筋等计算得到的抗震受弯承载力对应的弯矩,确定柱端组合的弯矩设计值影响梁延性的主要因素:1破坏形态2相对受压区高度3塑性铰区砼约束程度影响柱延性的因素:剪跨比;轴压比;箍筋构造。箍筋作用:约束混凝土;防止纵筋压屈;抗剪33剪力墙的类型:整体墙,联肢墙,不规则开洞剪力墙。梁破坏:剪切和弯曲;墙肢:弯曲弯剪剪切滑移破坏剪力墙(整体墙)计算假定及荷载分配:平面结构假定;荷载分配:竖向荷载:按各片墙负荷面积分配;水平荷载:无扭转时,总水平荷载或层剪力按各片墙的等效抗弯刚度的大小进行分配联肢墙计算(连续连杆法:连梁看做连续连杆)基本假定:1忽略连梁轴向变形(两墙肢同一高度处水平位移相等)2连梁反弯点在中点(两墙肢同一高度处截面曲率、转角相等)3沿竖向墙肢、连梁截面刚度不变、层高不变。基本思路1将每一楼层处的连梁连续化为均布在整个楼层高度范围内的连续连杆2沿连续连杆反弯点处切开,暴露出基本未知力τ(x)3由切开处的变形协调条件(切开处相对位移为零)建立微分方程4解微分方程,得到τ(x)5在楼层高度范围内对τ(x)积分,还原为连梁剪力6由连梁剪力求出其它内力和位移。连肢墙侧移及内力分布:整体系数a增大则连梁剪应力和墙肢轴力增大,连肢墙侧移和墙肢弯矩减小剪力墙连梁设计:按照延性剪力墙强墙肢弱连梁的要求,地震作用下连梁屈服应先于墙肢屈服,连梁首先形成塑性铰耗散地震能量;连梁应为强剪弱弯,避免剪切破坏。一般情况下,可以在小震作用下的结构抗震计算时,降低连梁的刚度,从而降低连梁的弯矩设计值,使连梁先于墙肢破坏和实现弯曲屈服剪力墙抗震设计要求:1强墙弱梁:连梁塑性铰先于墙肢出现,利用连梁的塑性变形耗散地震能量。(墙肢弯矩设计值调整)2强剪弱弯:合理设计剪力墙,保证墙肢不出现剪切破坏,避免连梁过早剪坏。(剪力设计值调整,限制墙肢轴压比,合理设置边缘构件)3设置底部加强部位:地震力一般会使墙肢底部形成塑性铰,为推迟底部塑性铰的出现,应对该部位采取加强措施。底部加强部位的高度,应从地下室顶板算起,取底部两层和墙体总高度的1/10二者的较大值4限制墙肢轴压比和墙肢设置约束边缘构件5连梁特殊措施约束边缘构件:用箍筋约束的暗柱,端柱和翼墙,其箍筋较多,对砼的约束较强,因而砼有比较大的受压变形能力,构造边缘构件的箍筋较少,对砼的约束程度较差。44框架-剪力墙协同工作定义:1框架-剪力墙结构由框架和剪力墙两种抗侧力单元组成,两者在水平荷载一的受力和变形特点不同2在水平荷载作用下,平面内刚度很大的楼盖将二者联系在一起,框架和剪力墙在各层楼板标高处共同变形,二者之间存在协同工作问题。协同工作特点:1框-剪结构侧移曲线为弯剪型,层间侧移在结构下部小于纯框架,在结构上部小于纯剪力墙,层间侧移趋于均匀2在结构下部,剪力墙将框架向左拉(剪力墙帮框架受剪),剪力墙担负更多的剪力;在结构上部,框架将剪力墙向左推(框架帮剪力墙受剪),框架担负的剪力沿高度更均匀3.框架与剪力墙分担荷载的比例沿结构高度是变化的。协同工作计算思路:关键:解决水平荷载(层剪力)在协同工作的框架与剪力墙之间的分配问题。思路:1合并刚度特征相同的抗侧力结构2将荷载在总剪力墙和总框架之间分配3将总剪力墙的内力按各片墙的等效抗弯刚度进行分配,将总框架的剪力按各榀框架的D值进行分配。基本假定:1楼板在自身平面内的刚度为无限大;2不考虑扭转的影响。同一楼层标高处,各榀框架和和片剪力墙的水平位移相等计算简图:1铰接体系:剪力墙之间和剪力墙与框架之间通过楼板联系,楼板对各抗侧力单元不产生约束弯矩,可看成铰接,形成铰接体系2刚接体系:剪力墙之间和剪力墙与框架之间通过连梁和楼板联系,连梁对剪力墙有约束弯矩。剪力墙之间的连梁:两端刚接;剪力墙与框架之间的连梁:一端刚接,一端铰接框-剪结构位移与内力分布规律λ:对剪力分配的影响:1剪力墙最大剪力在结构底部,上部出现负剪力2框架最大剪力在结构中部偏下3在结构顶部,框架、剪力墙剪力均不为04底截面计算剪力为0,并不符合实际情况。水平荷载的分配:1剪力墙下部Pw>P2框架:Pf上部为正,下部为负。剪力墙、框架顶部均有集中力,方向相反。框剪内力调整(0.2V0调整):框-剪结构在得到弹性计算内力之后,要对其中框架的内力进行调整。为什么要调整?1地震作用下,剪力墙先开裂,刚度降低,框架内力增加;2楼板平面内实际上并非完全刚性;3计算方法存在近似性。如何调整?满足Vf≥0.2V0要求的楼层,其框架总剪力不必调整;不满足Vf≥0.2V0要求的楼层,其框架总剪力应按0.2V0和1.5Vfmax二者的较小值采用。55质心:水平地震作用点即惯性力的合力作用点,与质量分布有关。刚度中心:各抗侧力结构抗侧移刚度的中心。扭转偏心距:水平力作用线与刚度中心间的距离。高宽比是对房屋结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观调控。风荷载因素:建筑物高度地形地貌风速风向动力作用建筑外形;风荷载体型系数:结构体型尺寸位移比在规定水平地震力作用下,楼层的最大层间位移与该楼层两端层间位移平均值的比值。周期比:结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振振周期T1的比值。剪重比(楼层地震剪力系数)多遇地震时,楼层水平地震剪力标准值与该层及以上各层重力荷载代表值之和的比值延性:结构能维持承载力而又具有较大塑性变形的能力。影响因素:混凝土强度、箍筋、纵筋、轴压比、截面几何形状等耗能能力:结构或构件耗散地震能量的能力。一般用结构或构件在在往复荷载作用下的力-变形滞回曲线包含的面积来度量。66地震是指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的振动。震级是反映一次地震本身大小的等级,用M表示。一次地震只有一个震级。烈度:地震发生时在波及范围内一定地点地面振动的激烈程度;基本烈度:一个地区未来50年内一般场地条件下可能遭受的,具有10%超越概率的地震烈度值称为该地区的基本烈度。用Ib表示。设防烈度:按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度称为设防烈度,用Id表示。通常取基本烈度作为设防烈度。地震分组:反映震级和震中距影响分三组;场地类别是根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度划分4类。抗震等级是抗震设计的重要设计参数。根据:抗震设防类别,结构类型,烈度和房屋高度,还有场地土类别。地震作用与很多因素有关1地震波特性;强度(振幅);频谱;持续时间2场地土性质3建筑物自身动力特性场地、震级和震中距都会影响地震波的性质,从而影响反应谱曲线形状,因此反应谱的形状也可反应场地土的性质,卓越周期是指地震功率反应谱中能量占主要部分的周期。抗震措施:除结构地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容,包括抗震构造措施。抗震构造措施:一般不须计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。三水准抗震设防目标:小震不坏中震可修大震不倒“三水准”设计思想是以保障生命安全为主要设防目标的,尽管它可以做到大震时主体结构不倒以保障生命安全,但它可能导致中小震结构正常使用功能的丧失而引起巨大的经济损失。抗震设计方法“两阶段”抗震设防方法:第一阶段对绝大多数结构按小震作用效应组合验算结构构件的承载力及弹性变形限值,同时按规定要求采取抗震措施,以满足第一、二水准设防目标。第二阶段对一些规范规定的结构进行大震作用下的弹塑性变形验算,以满足第三水准设防目标。抗震概念设计:根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造过程。从开始就全面把握好结构设计本质问题,估计关键部位细节,力求消除结构中的薄弱环节,从根本上保证结构的抗震性能。抗震设防类别划分依据(为达到减轻地震灾害又合理控制建设投资)1建筑破坏造成的人员损伤,直接和间接经济损失及社会影响的大小2城镇的大小、行业的特点、工矿企业的规则3建筑使用功能失效后,对全局的影响范围大小、抗震划分抗震设防类别4不同行业的相同建筑,当所处地位及地震破坏所产生的后果和影响不同时,其抗震设防类别课不相同。按建筑物使用功能的重要性和损害后果的严重性将建筑物分为四个抗震设防类别。建筑类别不同,抗震设防标准也不同。77建筑形体和结构布置基本原则1采用规则建筑,不采用严重不规则建筑2具有明确的计算简图,合理的地震作用传递途径和不间断传力路线3具有足够大的承载能力和刚度4具备良好的弹塑性变形能力和大的消耗地震能量的能力5具有整体牢固性6构件与构件之间,结构与结构之间,或是牢固连接或是彻底分离,避免似连接非连接似分离非分离的不确定状态7设置多道抗震防线平面不规则:扭转、凹凸不规则、楼板局部不连续;竖向不规则:侧向刚度不规则竖向抗侧力构件不连续和楼层承载能力突变弹性变形限制:在风荷载及多遇地震作用下,高层建筑结构应具有足够打的刚度。钢混结构1/550;框剪结构1/800其他1/1000弹塑性变形限制:在罕遇地震作用下,为避免发生倒塌,高层建筑结构薄弱层建应符合弹塑性要求重力二阶效应:在水平作用力下,高层建筑结构产生水平位移,竖向重力荷载由于水平位移而使结构产生附加内力,附加内力又增大水平位移。11高层建筑:10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑,以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑混凝土结构。高层建筑结构设计的特点:1水平荷载成为设计的决定性因素2侧移成为设计的控制指标3轴向变形的影响在设计中不容忽视4延性成为结构设计的重要指标5结构材料用量显著增加。框架结构:平面布置灵活,可形成较大空间,施工方便,经济2缺点:抗侧移刚度小,侧移大剪力墙:抗侧刚度大、侧移小,室内墙面平整,缺点:平面布置不灵活,不能形成大空间,自重大,刚度大,所受地震作用也大,施工较复杂,造价高框-剪结构集中了框架结构和剪力墙结构的优点,既能大大减小侧移,较好地抵抗水平荷载,又能获得较为灵活的平面布置。布置原则:简单规则均匀对称,承重结构双向布置,偏心小,构建类型少,平面长度和突出及凹角处满足要求,施工简便,造价省22框架抗震性认知:1梁铰(整体)优于柱铰机制2弯曲(压弯)优于剪切破坏3大偏压优于小偏压4避免核心区及梁纵筋在核心区粘结破坏。框架梁破坏形态:剪切和弯曲破坏;柱:压弯和弯曲;剪切受压或受拉;剪切斜拉和粘结开裂框架抗震概念设计:强柱弱梁(即柱子不先于梁破坏,因为梁破坏属构件破坏局部性,柱是整体破坏);强剪弱弯(构件的抗剪能力应好于抗弯能力,,弯曲破坏是延性破坏有