摘要：重力二阶效应即P-Δ效应包含两部门：（1）由构件挠曲引发的附加效应；（2）由程度荷载产生侧移，重力荷载在此侧移下引发的附加效应。一般高层布局设计中只考虑第（2）种，第（1）种对布局影响相对较小。

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    1 重力与布局不变
    第一种环境：侧向刚度相对较柔的建筑物，在风荷载或程度地动感化下将产生较大年夜的程度位移△，因为布局在竖向荷载P的感化下，使布局进一步增加侧移值且引发布局内部各构件产生附加内力，这类使布局产生几何非线性的效应，称之为重力二阶效应。因为P-Δ效应的影响，将降落布局的承载力，从而影响布局的整体不变性。第二种环境：当高层建筑高宽比较大年夜，程度风或地动感化较大年夜，地基刚度较弱时，布局整体倾覆验算也很首要。是以，在布局设计中需要限制布局的侧向刚度及其与重力之间的关系，以包管布局的整体不变。
    2 布局不变设计的概念
    2.1 重力二阶效应即P-Δ效应包含两部门：（1）由构件挠曲引发的附加效应；（2）由程度荷载产生侧移，重力荷载在此侧移下引发的附加效应。一般高层布局设计中只考虑第（2）种，第（1）种对布局影响相对较小。 一般布局侧移愈来愈大年夜时，重力产生的 P-Δ效应将愈来愈大年夜，当布局P-Δ效应达到20%摆布时，它将随刚重比的略微减小而急剧增大年夜，从而可能导致布局整体掉稳，如图1所示。按照图示曲线的理论推导，此处存在一个标题问题：假定布局阐发入彀较出来的P-Δ效应大年夜概20%(已考虑刚度折减)，可是刚重比不知足规范要求，是不是意味着可以冲破规范的要求呢？P-Δ效应可用下面的公式估算：R=2*(1/(1-0.135/刚重比))。
    2.2 对布局平立面安插知足规范设计要求的常规布局而言，一般多层布局而言 P-Δ效应影响很小；大年夜大都高层布局， P-Δ效应影响将在5%～10%之间；而大年夜部门高宽比较大年夜的超高层布局， P-Δ效应影响可能会在10%以上。需要寄望的是，对高层建筑而言，国内大年夜部门的地区的位移角限值对布局的侧向刚度起节建造用，而对低地动烈度区且风荷载很小的环境下，高宽较大年夜的高层建筑很多是布局的刚重比而不是层间位移角对布局的侧向刚度起节建造用。对弯剪型高层布局，侧向力总底部剪力/布局顶部整体位移角>7.64倍总重力设计值，便可包管P-Δ效应小于10%。进一步推导若最大年夜层间位移角达到1/500（550），那么可遵循侧向力总底部剪力V0>(1/90-1/100)*G(总重力设计值)估算整体不变标题问题。
    2.3 不变节制指标。
框架为剪切型变形，按每层的刚重比验算布局的整体不变
剪力墙为曲折型变形，按整体的刚重比验算布局的整体不变
整体抗倾覆，按计较根本底部零应力区节制
    3 规范设计要求（高规）
    （1）高规条，划定了高层建筑布局的不变所应知足的前提（黑体强条）。
    （2）高规条，当高层建筑布局的不变应合适必然前提时，可以不考虑重力二阶效应的晦气影响。
    （3）高规条，高层建筑布局假定不知足第5.4.1条（即布局刚重比）的规按时，应考虑重力二阶效应对程度力（地动、风）感化下布局内力和位移的晦气影响。
    （4）高规，亏弱层弹塑性变形计较
    （5）高规，高宽比大年夜于4的高层建筑，根本底面不宜呈现零应力区；高宽比不大年夜于4的高层建筑，根本底面与地基之间零应力区面积不该超越根本底面面积的15%。
    4、不变性设计内容
    4.1 刚重比
    当布局整体不变验算合适高规5.4章节，或在布局阐发中考虑P-Δ效应后，或经由过程内力调剂后，可觉得知足布局整体不变设计的要求。而对不知足条强迫限值要求的布局，必需调剂布局安插，抗侧力系统，乃至是削减布局的高宽比，以进步布局的整体刚度。
    4.2 布局大年夜震下的不变
布局抗震设计的第二阶段设计是布局的亏弱层弹塑性变形验算（高规5.5节），要求布局的亏弱部位应知足大年夜震不倒的位移限制要求。在计较上，第二阶段的弹塑性变形阐发，也应同时考虑布局的P-Δ效应。为了包管布局大年夜震下的不变，弹塑性层间位移角应知足下表的要求：
布局类型 弹塑性位移角限值[θp]
混凝土框架 1/50
混凝土框剪、框筒 1/100
混凝土剪力墙、筒中筒 1/120
多高层钢布局 1/50
    4.3 布局整体抗倾覆验算
    高层建筑混凝土布局手艺规程》（JGJ3-2010）与《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），对高层建筑特别是高宽比大年夜于4的高层建筑的整体抗倾覆提出了严格的要求。
    具体计较时可假定根本及地基均具有足够的刚度，基底反力呈线性漫衍；重力荷载合力中间与基底形心根基重合（一般要求偏疼距不大年夜于B/60）。如为基岩，地基足够刚，MR/MOV要求可是当放松；如为中软地盘基，MR/MOV要求还应恰当从严。地动时，地基不变状况遭到影响，故抗震设计时，特别抗震设防烈度为8度以上地区， MR/MOV要求还要求恰当从严；抗风时，可计及地下室周边被动土压力感化，但MR/MOV要求仍应知足规程要求、不宜放松。