第4章  設(shè)計要求及荷載效應(yīng)組合

4．1承載力驗算和水平位移限制為什么是不同的極限狀態(tài)？這兩種驗算在荷載效應(yīng)組合時有什么不同？

答：因為承載力驗算是在承載力極限狀態(tài)，水平位移限制是在正常使用狀態(tài)。由于承載力驗算是極限狀態(tài)驗算，在內(nèi)力組合時，根據(jù)荷載性質(zhì)不同，荷載效應(yīng)要乘以各自的分項系數(shù)和組合系數(shù)。位移計算時，為正常使用狀態(tài)。

4.2 為什么高而柔的結(jié)構(gòu)要進行舒適度驗算？

答：因為高而柔的結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較小，在風(fēng)荷載作用下會產(chǎn)生較大的側(cè)向加速度，使人感覺不舒適，因此要進行舒適度驗算，按重現(xiàn)期為10年的風(fēng)荷載計算結(jié)構(gòu)頂點加速度，或由風(fēng)洞試驗確定順風(fēng)向與橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)頂點最大加速度，使其滿足規(guī)范要求。

4.3 P-△效應(yīng)計算與結(jié)構(gòu)總體穩(wěn)定的含義有何不同？

答：P-△效應(yīng)是指在水平荷載作用下，出現(xiàn)側(cè)移后，重力荷載會產(chǎn)生附加彎矩，附加彎矩又增大側(cè)移，這是一種二階效應(yīng)。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一般所說的考慮P-△效應(yīng)即是進行結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定驗算，但結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定驗算還包括結(jié)構(gòu)僅在重力作用下，出現(xiàn)的喪失穩(wěn)定問題，不過這種情況出現(xiàn)的很少。

4.4延性和延性比是什么？為什么抗震結(jié)構(gòu)要具有延性？

答：延性是指構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后，具有承載能力不降低或基本不降低、且有足夠塑性變形能力的一種性能，一般用延性比表示延性，即塑性變形能力的大小。

4.5為什么抗震設(shè)計區(qū)分抗震等級？抗震等級與延性要求是什么關(guān)系？試比較一幢15層、45m高7度抗震設(shè)防區(qū)的框架和框架----剪力墻結(jié)構(gòu)抗震等級有什么不同？如果在8度設(shè)防區(qū)，抗震等級有變化嗎?

答： (1)因為在不同情況下， 構(gòu)件的延性要求有所不同：地震作用強烈或?qū)Φ卣鹱饔妹舾械慕Y(jié)構(gòu)延性要求應(yīng)該高一些，重要的、震害造成損失較大的結(jié)構(gòu)，延性要求也應(yīng)該高一些；反之，要求可以降低一些。不過，由于計算結(jié)構(gòu)延性比十分困難，也無法提出確切的延性比要求，因此我國抗震規(guī)范對抗震設(shè)計采取區(qū)分抗震等級的方法，不同抗震等級的構(gòu)造措施不同，從宏觀上區(qū)別對結(jié)構(gòu)的不同延性要求。          (2)抗震等級與延性要求的關(guān)系：特一級抗震等級延性要求最高，然后依次為一、二、三、四級。    (3)在七度抗震設(shè)防區(qū)，框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為二級；框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的框架部分的抗震等級為三級，剪力墻部分的抗震等級為二級。在八度設(shè)防區(qū)，框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為一級；框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的框架部分抗震等級為二級，剪力墻部分抗震等級為一級。

4.6什么是荷載效應(yīng)組合？效應(yīng)指什么？

答：荷載效應(yīng)組合是指按極限狀態(tài)設(shè)計時,為保證結(jié)構(gòu)的可靠性而對同時出現(xiàn)的各種荷載效應(yīng)設(shè)計值規(guī)定的組合。效應(yīng)是指建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,由荷載引起結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的反應(yīng)。

4.7內(nèi)力組合和位移組合的項目以及分項系數(shù)、組合系數(shù)有什么異同？為什么？

答：內(nèi)力組合是要組合構(gòu)件的控制截面處的內(nèi)力，位移組合主要是組合水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)層間位移。

4.8荷載組合要考慮哪些工況？有地震作用的組合與無地震作用的組合的區(qū)別是什么？哪些建筑要前者？哪些建筑要求后者？抗震設(shè)計的結(jié)構(gòu)為什么也要進行無地震作用組合？試分析一幢30層、99m高、位于7度抗震設(shè)防區(qū)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當作哪幾種工況組合度抗震設(shè)防區(qū)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當作哪幾種工況組合？如果該建筑位于如果該建筑位于如果該建筑位于如果該建筑位于9999度抗震設(shè)防區(qū)會有哪些不同？請分別列出這兩幢結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移組合的計算式（列出分項及組合系數(shù)）

答： 1)無地震作用時的效應(yīng)組合，它應(yīng)用于非抗震設(shè)計及6度抗震設(shè)防、但不要求做地震作用計算的結(jié)構(gòu)，其一般表達式為：111GGkQQQkWWWkSSSSγγψψγ=++    高層建筑的無地震組合基本的荷載工況有兩種： 1、恒載+活載：1.2×恒載效應(yīng)+1.4×活載效應(yīng)； 1.35×恒載效應(yīng)+1.4×0.7×活載效應(yīng)。 2、恒載+活載+風(fēng)荷載：對于高層結(jié)構(gòu)：1.2×恒載效應(yīng)+1.4×活載效應(yīng)+1.4×0.7×風(fēng)載效應(yīng) (2)有地震作用時的效應(yīng)組合，它應(yīng)用于所有要求進行地震作用計算的結(jié)構(gòu)，其一般表達式為：EGGEEhEhkEvEvkWWWkSSSSSγγγψγ=+++   高層建筑的有地震作用組合的基本工況有以下幾種： 1、對于所有高層建筑：1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)。 2、對于60m以上高層建筑增加這一項： 1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+1.4×0.2×風(fēng)荷載效應(yīng)。 3、9度設(shè)防高層建筑增加這一項： 1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+0.5×豎向地震作用效應(yīng)。 4、9度設(shè)防高層建筑增加這一項：1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×豎向地震作用效應(yīng)。 5、9度設(shè)防、且為60m以上高層建筑增加這一項： 1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+0.5×豎向地震作用效應(yīng)+1.4×0.2×風(fēng)載效應(yīng)  (3)對于一幢30層、99m高、位于7度抗震設(shè)防區(qū)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當作一下兩種工況組合：：：：    1、1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)。 2、1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+1.4×0.2×風(fēng)荷載效應(yīng)。 如果該建筑位于9度抗震設(shè)防區(qū)，應(yīng)增加以下三種工況組合： 1、1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+0.5×豎向地震作用效應(yīng)。 2、1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×豎向地震作用效應(yīng)。 3、1.2×重力荷載效應(yīng)+1.3×水平地震作用效應(yīng)+0.5×豎向地震作用效應(yīng)+1.4×0.2×風(fēng)載效應(yīng)。

4.10為什么鋼筋混凝土框架梁的彎矩能作塑性調(diào)幅？如何進行調(diào)幅？調(diào)幅與組合的先后次序怎樣安排？

答：為了減少鋼筋混凝土框架梁支座處的配筋數(shù)量，在豎向荷載作用下可以考慮框架梁塑性內(nèi)力重分布，現(xiàn)澆框架支座負彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.8-0.9；裝配整體式框架，由于鋼筋焊接或接縫不嚴等原因，節(jié)點容易產(chǎn)生變形，梁端實際彎矩比彈性計算值會有所降低，因此支座彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.7-0.8《混凝土高規(guī)》對調(diào)幅系數(shù)作了規(guī)定，并規(guī)定豎向荷載作用下的彎矩應(yīng)先調(diào)幅，再與其他荷載效應(yīng)進行組合。先調(diào)幅后組合。