荷载效应组合与设计要求
高层建筑结构计算的基本假定和荷载效应组合设计要求
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内力与位移计算的一般原则
在自身平面内的刚度很大
平面外刚度很小， 可以忽略
平面外的刚度 很小，可忽略，
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可以抵抗在本身平面 内的侧向力
1、平面抗侧力结构假定
一片框架或简力墙在自身平面内刚度很大， 可以抵抗在本身平面内的侧向力； 而在平面外的刚度很小，可忽略， 即垂直该平面的方向不能抵抗侧向力 ——整个结构可分不同方向的平面抗侧力结
按刚度和变形分配
（2）计算每片平面抗侧力结构分到的水平作用下 的内力和位移
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4.2 荷载效应组合
荷载效应
指结构或构件在某种荷载作用下的结构的内力和 位移。
荷载效应组合
指在所有可能同时出现的诸荷载组合下，确定结 构或构件内产生的效应。其中最不利组合是指所 有可能产生的荷载组合中，对结构构件产生总效 应为最不利的一组
（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
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➢ 不考虑地震作用组合：
0S R
➢ 考虑地震作用组合：
SE RE / RE
0 结构重要性系数，分别取1.1、1.0、0.9
RE 承载力抗震调整系数
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结构设计要求
2) 侧向(水平）位移限制和舒适度要求
➢ 弹性方法计算：
高层设计要求及荷载效应组合
优化结构体型和立面设计
通过优化结构体型和立面设计 ，减小风荷载对结构的不利影 响，提高结构的抗风性能。
采取构造措施加强抗风能 力
在结构设计中采取加强构件连 接、设置加强筋等构造措施， 提高结构的整体刚度和抗风能 力。
稳定性与承载能力保障措施
进行整体稳定性分析
通过整体稳定性分析，确保高层建 筑在各种荷载组合作用下的整体稳 定性。
考虑永久荷载（如结构自重）和可变荷载（如楼面活荷载、 雪荷载等）的标准值或设计值进行组合，以计算结构的基 本受力状态。
控制截面法
通过选取结构的关键截面，将荷载效应在该截面上进行组 合，以确定结构的最不利受力状态。
极限状态设计法
基于结构或构件达到承载能力极限状态或正常使用极限状 态的原则，考虑各种荷载效应的组合，进行相应的设计计 算。
性。
监测技术应用及数据分析方法
应用传感器、雷达、激光扫描等监测技术，实时监测结构变形、应力、温度等参数。 建立数据采集、传输、处理和分析系统，实现监测数据的自动化处理和管理。
运用统计分析、模式识别、机器学习等方法，深入挖掘监测数据中的有用信息。
预警机制建立与应急预案制定
根据结构安全性评估结果和监测数据分析，建立 预警机制，及时发现潜在安全隐患。
抗侧力构件布置
结构转换层设计
合理布置剪力墙、支撑等抗侧力构件，提 高结构的抗侧移刚度。
对于多功能高层建筑，需要设置结构转换层 ，实现不同功能区域的结构转换。
02 荷载分类及作用方式
永久荷载
结构自重
包括梁、板、柱、墙等 构件的自重。
土压力
作用于建筑物或构筑物 上的土压力，包括主动 土压力和被动土压力。
满足使用功能要求
确保结构在正常使用条件 下具有良好的承载能力和 变形能力，满足使用功能 要求。
荷载效应的标准组合
荷载效应的标准组合荷载效应的标准组合是指将多个荷载同时作用于结构上时，根据不同的荷载类型给出的不同荷载系数进行组合计算得到的最不利情况的荷载效应。
荷载系数的设计目的是为了在不同荷载类型间进行比较和组合，以控制结构的安全性能。
通常，荷载效应的标准组合包括设计荷载组合和极限荷载组合。
设计荷载组合考虑结构在使用阶段可能遭受的作用力，由此确定荷载系数和组合方式，是建筑结构设计的一项基本内容。
设计荷载组合的目的是确保结构在使用阶段能够承受常见荷载而不出现破坏或超限情况。
极限荷载组合考虑结构在事故性情况下可能承受的最大荷载，包括紧急事故荷载组合和破坏状态下荷载组合。
极限荷载组合的目的是确保结构在设计寿命内，在可能产生的最严重荷载下不会发生破坏。
荷载效应的标准组合通常由标准和规范制定，也可根据实际情况进行调整。
国际上通用的荷载效应组合有欧洲标准和英美标准，我国采用的是国家标准，如《建筑结构荷载规范》和《公路桥梁设计规范》等。
这些标准规范主要考虑结构的安全性能和使用要求，保证结构在设计寿命内能够承受常见和特殊荷载。
在荷载效应计算中，荷载系数的选取直接影响到结构的安全性能。
荷载系数的选取应根据荷载类型、设计要求和实际情况进行综合考虑。
不同类型的荷载有不同的贡献系数，应按其重要性分别选取，在计算荷载效应时进行组合。
同时，应对特殊荷载或特殊结构进行详细思考和分析，进行特殊荷载组合的设计，以确保结构的安全性能。
总之，荷载效应的标准组合是建筑结构设计和施工中不可缺少的一环，直接关系到结构的安全性能和使用寿命。
荷载系数的选取应根据实际情况进行综合考虑，同时要对特殊荷载进行认真思考和分析，以保证结构的安全性能。
高层建筑结构与抗震常见问题解答第9章 荷载效应组合及设计要求
第9章 荷载效应组合及设计要求1．什么是荷载效应？什么是荷载效应组合？一般用途的高层建筑结构承受哪些何载？答：所谓荷载效应，是指在某种荷载作用下结构的内力或位移。
按照概率统计和可靠度理论把各种荷载效应按一定规律加以组合，就是荷载效应组合。
一般用途的高层建筑结构承受的竖向荷载有结构、填充墙、装修等自重（永久荷载）和楼面使用荷载、雪荷载等（可变荷载）；水平荷载有风荷载及地震作用。
各种荷载可能同时出现在结构上，但是出现的概率不同。
2．如何考虑荷载效应的组合？分项系数与组合系数各起何作用？答：通常，在各种不同荷载作用下分别进行结构分析，得到内力和位移后，再用分项系数与组合系数加以组合。
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001，以下简称为《荷载规范》）上给出的自重及使用荷载、雪荷载等值，以及风荷载及地震等效荷载值都称为荷载标准值。
各种标准荷载独立作用产生的内力及位移称为荷载效应标准值，在组合时各项荷载效应应乘以分项系数及组合系数。
分项系数是考虑各种荷载可能出现超过标准值的情况而确定的荷载效应增大系数，而组合系数则是考虑到某些荷载同时作用的概率较小，在叠加其效应时要乘以小于1的系数。
例如，风荷载和地震作用同时达到最大值的概率较小，因此在风荷载和地震作用组合时，风荷载乘以组合系数0.2。
3．如何选择控制截面及最不利内力类型答：在构件设计时，要找出构件设计的控制截面及控制截面上的最不利内力，作为配筋设计的依据。
首先要确定构件的控制截面，其次要挑选这些截面的最不利内力。
所谓最不利内力，就是使截面配筋最大的内力。
控制截面通常是内力最大的截面，但是不同的内力（如弯矩、剪力）并不一定在同一截面达到最大值，因此一个构件可能同时有几个控制截面。
对于框架横梁，其两端支座截面常常是最大负弯矩及最大剪力作用处，在水平荷载作用下，端截面还有正弯矩。
而跨中控制截面常常是最大正弯矩作用处。
在梁端截面（指柱边缘处的梁截面），要组合最大负弯矩及最大剪力，也要组合可能出现的正弯矩。
荷载效应标准组合
荷载效应标准组合
荷载效应标准组合是指在工程设计中，根据不同荷载的作用情况，采用不同的标准组合来考虑结构的受力情况。
荷载效应标准组合的确定对于结构的安全性和可靠性具有重要的影响，因此在工程设计中必须要严格按照相关规范和标准进行确定和应用。
首先，荷载效应标准组合的确定需要根据结构所受荷载的性质和作用情况进行分析和计算。
在工程设计中，结构所受的荷载主要包括恒载、活载、风载、地震作用等，这些荷载的作用情况各不相同，因此需要根据具体情况来确定相应的荷载效应标准组合。
其次，荷载效应标准组合的确定需要考虑不同荷载之间的相互作用。
在实际工程中，结构所受的荷载往往是多种多样的，不同荷载之间可能存在相互作用，因此在确定荷载效应标准组合时，需要充分考虑不同荷载之间的相互作用，以确保结构在受力情况下能够满足安全性和可靠性的要求。
另外，荷载效应标准组合的确定还需要考虑结构的受力性能和受力特点。
不同结构在受力情况下可能存在不同的受力性能和受力特点，因此在确定荷载效应标准组合时，需要根据结构的具体情况
来进行分析和计算，以确保确定的标准组合能够准确反映结构的受力情况。
总的来说，荷载效应标准组合的确定是工程设计中非常重要的一部分，它直接关系到结构的安全性和可靠性。
在确定荷载效应标准组合时，需要充分考虑结构所受荷载的性质和作用情况，考虑不同荷载之间的相互作用，考虑结构的受力性能和受力特点，以确保确定的标准组合能够准确反映结构的受力情况，保证结构在使用过程中能够安全可靠地工作。
荷载效应标准组合
荷载效应标准组合
荷载效应标准组合是指在工程结构设计中，根据不同荷载作用
的特点和组合方式，对结构进行合理的设计和分析。
在工程实践中，荷载效应标准组合是非常重要的，它能够确保结构在受到不同荷载
作用时的安全性和稳定性，是结构设计中不可或缺的一环。
首先，荷载效应标准组合是根据结构受力的实际情况和荷载的
作用特点进行综合考虑的。
在工程设计中，结构受到的荷载包括静
荷载、动荷载、温度荷载、风荷载、地震荷载等多种作用，而这些
荷载的作用方式和大小都不尽相同。
因此，为了确保结构在受到这
些荷载作用时能够安全可靠地运行，需要对这些荷载进行合理的组
合和分析。
其次，荷载效应标准组合也是根据结构受力的不同阶段和荷载
作用的可能性进行考虑的。
在结构设计中，荷载的作用不仅有瞬时
的作用，还有持续的作用，而且在结构受力的不同阶段，荷载的作
用方式和大小也会有所不同。
因此，为了确保结构在整个使用寿命
内都能够安全可靠地运行，需要对荷载的作用情况进行全面的分析
和组合。
此外，荷载效应标准组合还需要考虑结构的安全性和稳定性。
在结构设计中，为了确保结构在受到荷载作用时不会发生破坏或失稳，需要对荷载的作用方式和大小进行合理的组合和分析。
只有这样，才能够保证结构在使用过程中的安全可靠性。
总的来说，荷载效应标准组合是工程结构设计中非常重要的一环，它能够确保结构在受到不同荷载作用时的安全性和稳定性。
因此，在工程设计中，需要对荷载的作用特点和结构受力的实际情况进行全面的分析和组合，以确保结构能够安全可靠地运行。
荷载效应基本组合和标准组合
荷载效应基本组合和标准组合
在工程结构设计中，荷载效应是一个重要的概念，指的是荷载作用在结构上所产生的效应，例如应力、变形等。
为了保证结构的安全性和可靠性，需要对荷载效应进行合理的组合，以充分考虑各种荷载和效应的相互作用。
荷载效应的组合有两种：基本组合和标准组合。
基本组合是指仅考虑某一种荷载作用时所需考虑的效应组合，例如只考虑地震作用时的效应组合；而标准组合则是将多种荷载效应组合在一起进行考虑，以获得更全面的效应组合。
在中国结构设计规范中，规定了一系列标准组合，常用的有常规组合、极限状态组合和抗震组合等。
常规组合适用于结构的正常使用状态，包括永久荷载、变动荷载和风荷载等；极限状态组合则适用于结构的极限状态，包括恶劣气候、地震和火灾等；抗震组合则主要考虑地震作用下的效应组合，以确保结构在地震发生时的稳定性和安全性。
综合考虑各种荷载效应的组合是工程结构设计的重要内容，需要根据实际情况进行科学合理的选取和计算，以保证结构的安全性和可靠性。
- 1 -。
荷载效应标准组合
荷载效应标准组合
荷载效应标准组合是结构工程设计中非常重要的一部分，它涉及到结构在不同荷载作用下的受力情况，对于确保结构的安全性和稳定性具有至关重要的意义。
在工程设计中，我们需要根据实际情况来确定荷载效应标准组合，以便对结构进行合理的设计和计算。
首先，荷载效应标准组合是根据结构的设计荷载和荷载组合规范来确定的。
在结构设计中，我们需要考虑到不同类型的荷载，如恒载、活载、风载、地震作用等，这些荷载会对结构产生不同的影响，因此需要进行合理的组合来考虑结构在不同荷载作用下的受力情况。
其次，荷载效应标准组合需要根据结构的受力性能和安全性能来确定。
在确定荷载效应标准组合时，我们需要考虑结构的受力性能和安全性能，以确保结构在各种荷载作用下能够满足设计要求，保证结构的安全可靠。
另外，荷载效应标准组合还需要考虑结构的使用性能和经济性能。
在确定荷载效应标准组合时，我们需要综合考虑结构的使用性能和经济性能，以确保结构在设计寿命内能够满足使用要求，并且
具有较好的经济性能，从而实现结构设计的合理性和可行性。
总之，荷载效应标准组合是结构工程设计中至关重要的一部分，它涉及到结构在不同荷载作用下的受力情况，对于确保结构的安全
性和稳定性具有至关重要的意义。
在确定荷载效应标准组合时，我
们需要充分考虑结构的设计荷载、荷载组合规范、受力性能、安全
性能、使用性能和经济性能，以确保结构设计的合理性和可行性。
希望本文能够对大家在结构工程设计中确定荷载效应标准组合时有
所帮助。
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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。
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
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 )
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ห้องสมุดไป่ตู้，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
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
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，
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
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
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、9度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。
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
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%
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
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
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：