重力二阶效应及结构稳定.docx

重力二阶效应及结构稳定5.4.1当高层建筑结构满足下列规定时，弹性计算分析时可不考虑重力二阶效应的不利影响1剪力墙结构、框架-剪力墙结构、板柱剪力墙结构、筒体结构：(5.4.102框架结构：D{ > 20 J] Gj/hi (i = 1,2,・・・,〃) (5. 4. 1-2)式中：玖——结构一中土轴方向的弹性等效侧向刚度，可按倒•三角形分布荷载作用下结构顶点位移相等的原 贝h将结构的侧向刚度折算为竖向悬臂受弯构件,的等效侧向刚度；H——房屋高度；GG——分别为第£、，楼层重力荷载设计值，取1.2倍的 永久荷载标准值与1.4倍的楼面可变荷载标准值 的组合值；hi 第:楼层层高;D—第]楼层的弹性等效侧向刚度，可取该层剪力与 层间位移的比值；n——结构计算总层数5.4.2当高层建筑结构不满足本规程第5.4.1条的规定时，结构弹性计算 时应考虑重力二阶效应对水平力作用下结构内力和位移的不利影响5.4.3高层建筑结构的重力二阶效应可采用有限元方法进行计算；也可采 用对未考虑重力二阶效应的计算结果乘以增大系数的方法近似考虑近 似考虑时，结构位移增大系数Fi、R以及结构构件誓巨和剪力增大系数 F2、Fz可分别按下列规定计算，位移计算结果仍应满足本规程第3.7.3 条的规定。

对框架结构，可按下列公式计算：Fm = ； (: = 1,2,(5.4. 3-1)1—Zg/ (DA)Fit = ； (t = ],2,…，刀)1 一 2五0/

本条公式使结构按弹性分析的二阶效应对结构内力、位移的增参 制在5%左右；考虑实际刚度折减50%时，结构内力增量控制在10%以 内如果结构满足本条要求,重力二阶效应的影响相对较小，可忽略不计 公式（541-1）与德国设计规范（DIN1045汲原规程JGJ 3—91第4.3.1条 的规定基本一致结构的弹性等效侧向冈!I度EJd，可近似按倒三角形分布荷载作用下结构顶 点位移相等的原则，将结构的侧向刚蜥算为竖向悬臂受弯构件的等效 侧向刚度假定倒三角形分布荷载的最大值为q ,在该荷载作用下结构 顶点质心的弹性水平位移为u ,房屋高度为H，则结构的弹性等效侧向刚度EJd可按下式计算：(5)5A2混凝土结构在水平力作用下，如果侧向刚度不满足本规程第 5.4.1条的规定,应考虑重力二阶效应对结构构件的不利影响但重力二 阶效应产生的内力、位移增量宜控制在一定范围，不宜过大考虑二阶 效应后计算的位移仍应满足本规程第3.7.3条的规定5.4.3 一般可根据楼层重力和楼层在水平力作用下产生的层间位移，计算 出等效的荷载向量,利用结构力学方法求解重力二阶效应重力二阶效 应可采用有限元分析计算,也可按简化的弹性方法近似考虑。

增大系数 法是一种简单近似的考虑重力P—△效应的方法考虑重力P—△效应的 结构位移可采用未考虑重力二阶效应的位移乘以位移增大系数，但位移 限制条件不变糊!程第3.7.3条规定按弹性方法计算的位移宜满足规定 的位移限值，因此结构位移增大系数计算时，不考虑结构刚度的折减 考虑重力P—△效应的结构构件（梁、柱、剪力墙）内力可采用未考虑重力 二阶效应的内力乘以内力增大系数，内力增大系数计算时,考虑结构刚 度的折减，为简化计算，折减系数近似取0.5，以适当提高结构构件承载 力的安全储备5.4.4结构整体稳定性是高层建筑结构设计的基本要求研究表明，高层 建筑混凝土结构仅在竖向重力荷载作用下产生整体失稳的可育修性很小 高层建筑结构的稳定设计主要是控制在风荷载或水平地震作用下，重力 荷载产生的二阶效应不致过大，以免引起结构的失稳、倒塌结构的刚 度和重力荷载之比（简称刚重比）是影响重力P _△效应的主要参数如果 结构的冈!J重比满足本条公式（5.4.4-1域（544-2）的规定，则在考虑结构弹 性刚度折减50%的情况下，重力P—△效应仍可控制在20%之内，结构 的稳定具有适宜的安全储备若结构的冈重比进一步减小，则重力P-A 效应将会呈非线性关系急剧增长，直至引起结构的整体失稳。

在水平力 作用下，高层建筑结构的稳定应满足本条的规定，不应再放松要求如 不满足本条的规定，应调整并增大结构的侧向冈蟆当结构的设计水平力较小,如计算的楼层剪重比（楼层剪力与其上各层重 力荷载代表值之和的比值）小于0.02时结构冈膜虽能茜足水平位移限值 要求，但有可能不满足本条规定的稳定要求。