同济大学高层建筑第二章2.5

侧向(水平）位移限制和舒适度要求结构稳定验算和抗倾覆验算结构的延性和抗震等级2.7结构设计要求承载能力的验算1)承载能力的验算不考虑地震作用组合：考虑地震作用组合：

结构重要性系数，分别取1.1、1.0、0.9

承载力抗震调整系数2)侧向(水平）位移限制和舒适度要求弹性方法计算：弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比⊿ue≤

h

⊿ue

——多遇地震作用标准值产生的层间侧移

层间位移限值结构类型框架框-剪、框架-筒体、板柱-墙筒中筒、剪力墙①高度不大于150m的高层建筑，不宜大于表限值。

②高度等于或大于250m的高层建筑，不宜大于1/500。

③高度在150m-250m之间的高层建筑，按上述限值插值。（2）舒适度要求高度超过150m，结构顶点最大加速度值满足：最大加速度限值房屋用途顶点组大加速度（m/s2）住宅、公寓0.15办公0.253)弹塑性方法计算（罕遇地震作用下薄弱层弹塑性变形验算）（1）什么情况下要验算（a）7-9度设防、楼层屈服系数<0.5的框架结构（b）7-9度设防、高度较大且沿高度的刚度和质量分布很不均匀的高层建筑（c）特别重要的建筑（甲类建筑）（2）薄弱层的位置（a）楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构，可取底层（b）楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结构，可取屈服系数最小的楼层及相对较小的楼层，一般不超过2～3处4)屈服强度系数：

按构件实际配筋和材料标准强度计算的楼层受剪承载力

和罕遇大震作用（标准值）下由弹性计算得到的楼层剪力之比。Vy按实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力；Ve为按罕遇地震作用计算的楼层弹性地震剪力。

结构薄弱层（部位）弹塑性层间位移要求：

式中：

——薄弱层层高

——大震下薄弱层层间弹塑性位移

——大震下薄弱层的层间弹性位移

——弹塑性位移增大系数。当薄弱层不小于相邻层平均的80％时，按照表2－19采用，当薄弱层小于相邻层平均的50％时，取表中数值的1.5倍，其余情况可用内插法说明：薄弱层弹塑性侧移验算应在截面设计完成之后进行层间弹塑性位移角限值1.结构稳定验算指水平荷载作用下的稳定问题

注意：两阶效应2.抗倾覆验算5)结构稳定验算和抗倾覆验算重力二阶效应一般包括两部分：（1）一是由于构件自身挠曲引起的附加重力效应，即效应，二阶内力与构件挠曲形态有关，一般是构件的中间大，两端为零；（2）二是在水平荷载作用下结构产生侧移后，重力荷载由于该侧移而引起的附加效应，即效应。分析表明，二阶效应的影响相对较小，而重力荷载因结构侧移产生的二阶效应相对较大，可使结构的内力和位移增加，甚至导致结构失稳。因此，高层建筑结构构件的稳定设计，主要是控制和验算结构在风或地震作用下，重力的效应。1.结构稳定验算的两阶效应结构整体稳定分析

分析表明，P−Δ效应(位移增量或附加位移)随结构刚重比的减小而呈双曲线关系增加。如控制结构刚重比，使位移(或内力)增幅小于10%或15%，则在其限值内P−Δ效应随结构刚重比降低而引起的增加比较缓慢；如超过上述限值,结构刚重比继续降低，则会使P−Δ效应增幅加快，甚至引起结构失稳。因此，控制结构刚重比是结构稳定设计的关键。因此，《高规》规定，结构整体稳定应符合下列规定：（1）剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构应符合下式要求：（2）框架结构应符合下式要求：3.可以不考虑P-△效应的刚重比要求刚重比要求在水平荷载作用下，当高层建筑结构满足下列规定时，可不考虑重力二阶效应的不利影响。（1）对剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构：（2）对框架结构：当高层、超高层建筑高宽比较大，水平风荷载或地震作用较大，地基刚度较弱时，结构整体倾覆验算十分重要，直接关系到整体结构安全度的控制。《高规》规定：对高宽比大于4的高层建筑，基础底面不宜出现零应力区，对高宽比不大于4的高层建筑，基础底面零应力区面积不应超过基础底面面积的15%。

4.整体倾覆验算（1）倾覆力矩与抗倾覆力矩的计算（见图）假定倾覆力矩计算作用面为基础底面，倾覆力矩计算的作用力为水平地震作用或水平风荷载标准值，则倾覆力矩可近似表示为：5.倾覆验算

延性：结构构件吸收能量的能力(力－位移曲线包围的面积，主要反应塑性变形能力)延性比：构件破坏时的变形与屈服时的变形的比值6)结构的延性和抗震等级抗震等级：由结构类型、设防烈度、建筑高度等因素确定

根据设防烈度、结构类型和房屋高度区分为不同的抗震等级，采用相应的计算和构造措施，抗震等级的高低，体现了对结构抗震性能要求的严格程度。抗震等级分：特一级、一级、二级、三级、四级。抗震等级建筑类别甲、乙类丙类设防烈度67896789决定抗震构造措施等级时应考虑的烈度场地土Ⅰ67896678Ⅱ—Ⅳ789★6789★乙类超高建筑,按特一级考虑抗震措施★甲类建筑,采取更有效的抗震措施决定抗震构造措施等级时应考虑的烈度A级高度的高层建筑结构抗震等级

B级高度的高层建筑结构抗震等级

下列结构应进行弹塑性变形验算：1）8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时，高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架；2)7-9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构；3)高度大于150m的钢结构；4)甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；5)采用隔震和消能减震设计的结构。7)罕遇地震作用下的变形验算

下列结构宜进行弹塑性变形验算：

1）高度属于应采用时程分析方法范围并且属于竖向不规则类型的高层建筑结构;

2)7度Ⅲ、Ⅳ类场地和8度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构;

3)板柱-抗震墙结构和底部框架砖房；

4)高度不大于150m的高层钢结构。罕遇地震作用下的变形验算结构设计要求小结1强度问题——构件截面承载力验算2刚度问题——正常使用条件下结构水平位移验算3稳定问题——结构稳定与抗倾覆验算4延性问题——抗震结构的延性要求5经验问题——抗震结构的概念设计要求人有了知识，就会具备各种分析能力