5.4.1 當高層建筑結構滿足下列規(guī)定時，彈性計算分析時可不考慮重力二階效應的不利影響。
1 剪力墻結構、框架-剪力墻結構、板柱剪力墻結構、筒體結構：
5.4.2 當高層建筑結構不滿足本規(guī)程第5.4.1條的規(guī)定時，結構彈性計算時應考慮重力二階效應對水平力作用下結構內(nèi)力和位移的不利影響。
5.4.3 高層建筑結構的重力二階效應可采用有限元方法進行計算；也可采用對未考慮重力二階效應的計算結果乘以增大系數(shù)的方法近似考慮。近似考慮時，結構位移增大系數(shù)F1、F1i以及結構構件彎矩和剪力增大系數(shù)F2、F2i可分別按下列規(guī)定計算，位移計算結果仍應滿足本規(guī)程第3.7.3條的規(guī)定。
對框架結構，可按下列公式計算：
條文說明
5.4 重力二階效應及結構穩(wěn)定
5.4.1 在水平力作用下，帶有剪力墻或筒體的高層建筑結構的變形形態(tài)為彎剪型，框架結構的變形形態(tài)為剪切型。計算分析表明，重力荷載在水平作用位移效應上引起的二階效應(以下簡稱重力P—△效應)有時比較嚴重。對混凝土結構，隨著結構剛度的降低，重力二階效應的不利影響呈非線性增長。因此，對結構的彈性剛度和重力荷載作用的關系應加以限制。本條公式使結構按彈性分析的二階效應對結構內(nèi)力、位移的增量控制在5％左右；考慮實際剛度折減50％時，結構內(nèi)力增量控制在10％以內(nèi)。
如果結構滿足本條要求，重力二階效應的影響相對較小，可忽略不計。
公式(5.4.1-1)與德國設計規(guī)范(DIN1045)及原規(guī)程JGJ 3—91第4.3.1條的規(guī)定基本一致。
結構的彈性等效側向剛度EJd，可近似按倒三角形分布荷載作用下結構頂點位移相等的原則，將結構的側向剛度折算為豎向懸臂受彎構件的等效側向剛度。假定倒三角形分布荷載的最大值為q，在該荷載作用下結構頂點質(zhì)心的彈性水平位移為u，房屋高度為H，則結構的彈性等效側向剛度EJd可按下式計算：
5.4.2 混凝土結構在水平力作用下，如果側向剛度不滿足本規(guī)程第5.4.1條的規(guī)定，應考慮重力二階效應對結構構件的不利影響。但重力二階效應產(chǎn)生的內(nèi)力、位移增量宜控制在一定范圍，不宜過大。考慮二階效應后計算的位移仍應滿足本規(guī)程第3.7.3條的規(guī)定。
5.4.3 一般可根據(jù)樓層重力和樓層在水平力作用下產(chǎn)生的層間位移，計算出等效的荷載向量，利用結構力學方法求解重力二階效應。重力二階效應可采用有限元分析計算，也可按簡化的彈性方法近似考慮。增大系數(shù)法是一種簡單近似的考慮重力P—△效應的方法?？紤]重力P—△效應的結構位移可采用未考慮重力二階效應的位移乘以位移增大系數(shù)，但位移限制條件不變。本規(guī)程第3.7.3條規(guī)定按彈性方法計算的位移宜滿足規(guī)定的位移限值，因此結構位移增大系數(shù)計算時，不考慮結構剛度的折減?？紤]重力P—△效應的結構構件(梁、柱、剪力墻)內(nèi)力可采用未考慮重力二階效應的內(nèi)力乘以內(nèi)力增大系數(shù)，內(nèi)力增大系數(shù)計算時，考慮結構剛度的折減，為簡化計算，折減系數(shù)近似取0.5，以適當提高結構構件承載力的安全儲備。
5.4.4 結構整體穩(wěn)定性是高層建筑結構設計的基本要求。研究表明，高層建筑混凝土結構僅在豎向重力荷載作用下產(chǎn)生整體失穩(wěn)的可能性很小。高層建筑結構的穩(wěn)定設計主要是控制在風荷載或水平地震作用下，重力荷載產(chǎn)生的二階效應不致過大，以免引起結構的失穩(wěn)、倒塌。結構的剛度和重力荷載之比(簡稱剛重比)是影響重力P一△效應的主要參數(shù)。如果結構的剛重比滿足本條公式(5.4.4-1)或(5.4.4-2)的規(guī)定，則在考慮結構彈性剛度折減50％的情況下，重力P—△效應仍可控制在20％之內(nèi)，結構的穩(wěn)定具有適宜的安全儲備。若結構的剛重比進一步減小，則重力P—△效應將會呈非線性關系急劇增長，直至引起結構的整體失穩(wěn)。在水平力作用下，高層建筑結構的穩(wěn)定應滿足本條的規(guī)定，不應再放松要求。如不滿足本條的規(guī)定，應調(diào)整并增大結構的側向剛度。
當結構的設計水平力較小，如計算的樓層剪重比(樓層剪力與其上各層重力荷載代表值之和的比值)小于0.02時，結構剛度雖能滿足水平位移限值要求，但有可能不滿足本條規(guī)定的穩(wěn)定要求。
室內(nèi)消火栓 GB3445-20
