四、地震作用的調(diào)整
1.最小地震剪力調(diào)整《抗規(guī)》5.2.5條規(guī)定,抗震驗(yàn)算時,結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震的剪重比不應(yīng)小于表5.2.5給出的最小地震剪力系數(shù),此條程序自動調(diào)整,無須人工干預(yù)。但建議設(shè)計(jì)者注意查看SATWE文本文件“周期、地震力及振型輸出文件WZQ.OUT”,目的是從中可判斷薄弱層所在樓層。采集者退散
2.0.2V.的調(diào)整系數(shù)對于框架剪力墻結(jié)構(gòu),一般剪力墻的剛度很大,剪力墻吸引了大量的地震力,而框架所承擔(dān)的地震力很小。對于框架部分,如果按這樣的地震力進(jìn)行設(shè)計(jì),在剪力墻開裂后會很不安全,所以需要讓框架部分承擔(dān)至少20%的基底剪力和按框架剪力墻分析的框架部分各樓層地震剪力中值1.5倍二者的較小值,以增加框架的安全度,但在考慮調(diào)整時還須注意以下幾點(diǎn):a.對柱少剪力墻多的框架剪力墻結(jié)構(gòu),讓框架梁柱承擔(dān)20%的基底剪力會使放大系數(shù)過大,以致梁柱無法設(shè)計(jì)。所以20%的調(diào)整一般只用于主體結(jié)構(gòu),一旦結(jié)構(gòu)內(nèi)收則不應(yīng)往上調(diào)整。
b.若考慮調(diào)整后框架梁柱內(nèi)力增加過大,可調(diào)整文件中的放大系數(shù),程序?qū)碬V02Q.OUT中的系數(shù)調(diào)整。來源:www.examda.com
c.0.20調(diào)整的放大系數(shù)只針對框架梁柱的彎矩及剪力,不調(diào)整軸力。來源:考試大
d.對于側(cè)向剛度沿豎向分布不均勻的框架—剪力墻結(jié)構(gòu),如多塔結(jié)構(gòu)或大底盤結(jié)構(gòu),已不在《抗規(guī)》6.2.13條規(guī)定的范圍內(nèi),對這類結(jié)構(gòu)進(jìn)地調(diào)整時需特別注意。
e.程序?qū)蚣艚Y(jié)構(gòu),依據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行0.2V0調(diào)整,設(shè)計(jì)者可以指定調(diào)整樓層范圍,同時,也可人工干預(yù)調(diào)整系數(shù)。
3.豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)調(diào)整《抗規(guī)》3.4.3條及《高規(guī)》5.1.14條規(guī)定:樓層側(cè)向剛度小于上層的70%或其上三層平均值的80%左時,其薄弱層地震剪力應(yīng)乘以 1.15的增大系數(shù)。設(shè)計(jì)者應(yīng)注意:此條要求設(shè)計(jì)者必須指出薄弱層所在樓層,然后程序?qū)⒏鶕?jù)設(shè)計(jì)者指定的薄弱層層號,將這些樓層地震作用的內(nèi)力乘以 1.15的增大系數(shù)。
4.特殊構(gòu)件地震力調(diào)整系數(shù)考試大-全國教育類網(wǎng)站(www.Examda。com)
(1)。轉(zhuǎn)換梁在地震作用下的內(nèi)力調(diào)整:《高規(guī)》10.2.23條規(guī)定:轉(zhuǎn)換梁在特一級、一級、二級抗震設(shè)計(jì)時,基地震作用下的內(nèi)力分別放大1.8、1.5、1.25倍。設(shè)計(jì)時注意:設(shè)計(jì)必須在特殊構(gòu)件定義時人工定義了轉(zhuǎn)換梁,則程序會自動對其進(jìn)行調(diào)整。來源:考試大
(2)。框支柱在地震作用下的內(nèi)力調(diào)整:《高規(guī)》10.2.7條規(guī)定也要調(diào)整,設(shè)計(jì)時注意:設(shè)計(jì)必須在特殊構(gòu)件定義時人工定義了框支柱,則程序會自動對其進(jìn)行調(diào)整。由于調(diào)整系數(shù)往往很大,為了避免異常情況,程序給出一個控制開關(guān),設(shè)計(jì)者可決是否對與框支柱相連的框架梁的彎矩剪力進(jìn)行調(diào)整。
(3)。另外對于“不調(diào)幅的梁”、“鉸接梁”、“滑動支座梁”、“剛性梁”、“鉸接件”、“鉸接支撐”、“彈性樓板”、“臨空墻”等均需人工定義。
5.其它構(gòu)件地震力調(diào)整系數(shù)如果整個結(jié)構(gòu)的抗震等級確定,則(除特殊要求構(gòu)件外)各構(gòu)件的設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整均由程序自動完成,不需人工干預(yù)。
五、結(jié)構(gòu)整體性能的控制
對于一個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),主要需從以下幾個方面對結(jié)構(gòu)整體性能進(jìn)行控制:1、水平位移限值(層間位移)
高規(guī)4.6.3條按彈性方法計(jì)算樓層層間位移與層高之比△μ/h宜符合以下規(guī)定:高度不大于150m的高層建筑,其樓層層間位移與層高之比△μ/h不宜大于表4.6.3的限值;高度等于或大于250m的高層建筑,其樓層層間位移與層高之比△μ/h的限值不宜大于 1/500;高度在150m~250m之間的高層建筑,其樓層層間位移與層高之比△μ/h的限值按本條第一款和第二款的限值線性插入取用。
注意:a.樓層層間位移△μ以樓層的水平位移差計(jì)算,不扣除整體彎曲變形。
b.抗震設(shè)計(jì)時,本條規(guī)定的樓層位移計(jì)算不考慮偶然偏心的影響。
2.位移比控制《高規(guī)》4.3.5條規(guī)定,結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響。在考慮偶然偏心影響的地震作用下,樓層豎向構(gòu)件的水平位移和結(jié)構(gòu)層間位移,A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍,不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍;B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)層建筑及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍,不應(yīng)大于該樓層的1.4倍。
注意: a、這條要求主要是限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性;b.若結(jié)構(gòu)中有不與樓板相連的構(gòu)件或定義了彈性樓板,那么,那么,程序輸出結(jié)果與規(guī)范要求不同,此時,需要由設(shè)計(jì)者依據(jù)剛性樓板假定條件下的分析結(jié)果
c.查看這個比值須是在考慮偶然偏心影響,并強(qiáng)制假設(shè)在剛性樓板下的情況下;d.這個不是硬性指標(biāo),是計(jì)算方法的問題。規(guī)范中的各種位移比實(shí)際上是來控制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)不能太大的,扭轉(zhuǎn)效應(yīng)只有在剛性樓板的假定下才有意義,可以想象,如果不考慮剛性樓板假定,那么樓板薄弱的地方位移就會偏大些,樓板強(qiáng)的地方位移就會小一些,這些都是局部的變化,用這樣的位移算出來的位移比是毫無意義的,不能反映整個結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)情況,所以計(jì)算位移比時應(yīng)該在剛性樓板假定的條件下進(jìn)行。
3.周期比控制《高規(guī)》4.3.5條規(guī)定,結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比,A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9,B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85.注意:a、這條要求主要是限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。b、提醒大家解決扭轉(zhuǎn),要注意做好加減法。
4.層剛度比控制(1)。《高規(guī)》4.4.2條及《抗規(guī)》3.4.2條規(guī)定,抗震設(shè)計(jì)的高層建筑結(jié)構(gòu),其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%.如不滿足則應(yīng)按薄弱層對待。
(2)。轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的要求:《高規(guī)》附錄E及《抗規(guī)》附錄E規(guī)定:a.底部大空間為1層時,其轉(zhuǎn)換層上、下層側(cè)向剛度比宜為1,抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)大于2,非抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)大于3. b.底部大空間層樓大于1層時,其轉(zhuǎn)換層上、下層側(cè)向剛度比宜為1,抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)大于1.3,非抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)大于2. c.當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在3層及3層以上時,其樓層側(cè)向剛度尚不應(yīng)小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的60%.(3)?!陡咭?guī)》5.3.7條 高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算中,當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固部位時,地下室結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍。
表4.6.3樓層層間最在位移與層高之比的限值結(jié)構(gòu)類型△μ/h限值框架 1/550框架—剪力墻、框架—核力筒、板柱—剪力墻 1/800筒中筒、剪力墻 1/1000框支層 1/1000多(高)層鋼結(jié)構(gòu) 1/300(1/250)
注意:a.當(dāng)?shù)叵率也荒軡M足嵌固部位的樓層側(cè)向剛度比規(guī)定的,有條件的,可增加地下室的側(cè)向剛度。
b.沒有條件時,將主體結(jié)構(gòu)的嵌固部位下移至符合要求的部位,如筏形基礎(chǔ)頂面或箱型基礎(chǔ)頂面。
5.高層建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定的控制《高規(guī)》5.4.4(強(qiáng)規(guī))高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定應(yīng)符合下列規(guī)定:(1)剪力墻結(jié)構(gòu),框架—剪力墻結(jié)構(gòu),筒體結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下式要求:EJd>1.4H2ΣGi(2)框架結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下式要求:Dj>10ΣGi/hi注意:a.計(jì)算完后設(shè)計(jì)可查看SATWE文本文件“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息輸出文件WMASS.OUT”,查看是否滿足要求。
b.大量的工程經(jīng)驗(yàn)說明:只要高寬比在規(guī)范允許的范圍內(nèi),其整體穩(wěn)定性總是滿足的。但設(shè)計(jì)時,對于高寬比超限的結(jié)構(gòu)要特別注意。
6.框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中框架承擔(dān)的傾覆力矩控制《高規(guī)》8.1.3條及《抗規(guī)》6.1.3條規(guī)定:抗震設(shè)計(jì)的框架—剪力墻結(jié)構(gòu),在基本振型地震作用下,框架部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)部傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)部傾覆力的50% 時,其框架部分的抗震等級應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)采用;否則其框架部分的抗震等級應(yīng)按框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架采用,程序按《抗規(guī)》6.1.3條的條文說明給出了框架部分承擔(dān)的的傾覆力矩的計(jì)算方法Mc=ΣΣVijhi設(shè)計(jì)者可查看SATWE文本文件“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息輸出文件WMASS.OUTWMASS.OUT”,查看是否滿足要墳。
六、計(jì)算結(jié)果正確性的判斷
〈高規(guī)〉5.1.16條及〈抗規(guī)〉3.6.5條均有要求:對結(jié)構(gòu)分析軟件的計(jì)算結(jié)果,應(yīng)進(jìn)行分析判斷,確認(rèn)其合理,有效后方可作為工程設(shè)計(jì)依據(jù)。如何判斷?當(dāng)然只能依靠概念設(shè)計(jì)來判斷:概念設(shè)計(jì)是一種設(shè)計(jì)的思路,可以認(rèn)為是定性的設(shè)計(jì),概念設(shè)計(jì)不以精確的力學(xué)分析、生搬硬套的規(guī)范條文為依據(jù),而是由我們對工程進(jìn)行概括的分析,制定設(shè)計(jì)目標(biāo),采取相應(yīng)措施,概念設(shè)計(jì)概念包括安全度的概念、力學(xué)的概念、材料的概念、荷載的概念、地震的概念、施工的概念、使用的概念等等。概念設(shè)計(jì)要求我們?nèi)诤线@些概念,并貫徹到結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置、計(jì)算簡圖抽象、計(jì)算結(jié)果處理中。對理論無法明確的部位,要有定義的認(rèn)識。建議大家對計(jì)算結(jié)果從以下方面檢查:1、檢查原始數(shù)據(jù)是否有誤,特別是是否遺漏荷載;2、計(jì)算簡圖是否與實(shí)際相符,計(jì)算程序是選得正確;3、對計(jì)算結(jié)果分析:檢查設(shè)計(jì)參數(shù)是否選擇合適;檢查“七種比值”即:(1)柱及剪力墻軸壓比是否滿足要求,主要為控制結(jié)構(gòu)延性;(2)剪重比:主要為控制各樓層最小地震剪力,確保結(jié)構(gòu)安全性;(3)剛度比:主要為控制結(jié)構(gòu)豎向規(guī)則性,以免豎向剛度突形,形成薄弱層;(4)位移比:主要為控制結(jié)構(gòu)豎向規(guī)則性,以免形成扭轉(zhuǎn),對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響;(5)周期:主要為控制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),減少扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)帶來不利影響(此時要注意:第一、二震型在高層建筑中不能發(fā)扭轉(zhuǎn)為主第二振震型不能以`扭轉(zhuǎn)為主);(6)剛重比:主要為控制結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,以免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生滑移和傾覆;(7)有效質(zhì)量比:主要為控制結(jié)構(gòu)的地震力是否全計(jì)算出來。
以上這七種比值規(guī)范中均有明確要求。
4.另外大家也要注意超配筋信息文件,對超配筋的處理。
七、結(jié)束語www.Examda.CoM考試就到考試大
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注重概念設(shè)計(jì),重視結(jié)構(gòu)的選型和平、立面布置的規(guī)則性,擇優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)性能好且經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系,加強(qiáng)構(gòu)造措施。在抗震設(shè)計(jì)中,應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體抗震性能,使整個結(jié)構(gòu)具有必要的承載力、剛度和延性。應(yīng)該來講概念設(shè)計(jì)在初步設(shè)計(jì)階段特別重要,設(shè)計(jì)中不能陷入只憑計(jì)算的誤區(qū),不要盲目的依賴計(jì)算結(jié)果。
結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使整體結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用,避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)敏感的薄弱部位,地震能量的耗散僅集中在極少數(shù)薄弱部位,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過早破壞?,F(xiàn)有抗震設(shè)計(jì)方法的前提之一是假定整個結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用,在此前題下,才能以多遇地震作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算、構(gòu)件設(shè)計(jì)并加以構(gòu)造措施,或采用動力時程分析進(jìn)行驗(yàn)算,試圖達(dá)到罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)不倒塌的目標(biāo)。對一個結(jié)構(gòu)并非設(shè)計(jì)得越剛強(qiáng)越好,一個好的設(shè)計(jì)應(yīng)該是“結(jié)構(gòu)剛度、承載力、延性、經(jīng)濟(jì)性完美的匹配”。
參考文獻(xiàn)1.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)定(GB50011-2001)
2.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2002)考試大-全國教育類網(wǎng)站(www.Examda。com)
3.高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程(JGJ3-2002)考試大論壇
4.中國建筑科學(xué)研究院編制的PKPM系軟件2003年5版雜志編者按語在2005年第4期《PKPM新天地》中的“縱論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新規(guī)范與軟件SATWE的合理應(yīng)用(上)”一文中提到“注意:a、彈性樓板僅適用于高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);b、不適用于多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)建筑;c、對于多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)建筑中存在有彈性樓板時,可以近似按洞口處理,但要注意人工將荷載分配到四周的梁上。這段文字是不正確的。
彈性樓板假定的應(yīng)用,并不是針對結(jié)構(gòu)的高度來設(shè)置,主要是針對樓板的布置,結(jié)構(gòu)的類型等情況選擇不同的樓板假定,來反映各種結(jié)構(gòu)的受力特性和傳力途徑,滿足各種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。對于各種樓板的應(yīng)用范圍可采用如下方法確定:彈性樓板6假定是采用殼單元真實(shí)地計(jì)算樓板平面內(nèi)和平面外的剛度。從理論上講,彈性樓板6最符合樓板的實(shí)際情況,可用于任何工程。但部分豎向樓面荷載將通過樓板面外剛度直接傳遞給豎向構(gòu)件,導(dǎo)致梁的彎矩減小。相應(yīng)的配筋也會減小,造成梁的安全儲備減小。困此,我們建議彈性樓板6一般用于板柱結(jié)構(gòu)和板柱抗震墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算。
彈性樓板3假定樓板平面內(nèi)無限剛,程序僅真實(shí)地計(jì)算樓板平面外剛度,是針對厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換厚板提出的??紤]厚板轉(zhuǎn)換層的板厚一般在1m以上,面內(nèi)剛度很大,面外剛度是結(jié)構(gòu)傳力的關(guān)鍵,程序采用中厚板彎曲單元計(jì)算樓板的平面外剛度。來源:考試大
彈性膜假定采有平面應(yīng)力膜單元真實(shí)計(jì)算樓板的平面內(nèi)剛度,忽略樓板的平面外剛度。主要針對空曠的工業(yè)廠房地產(chǎn)體育場館結(jié)構(gòu)、樓板局部開大洞結(jié)構(gòu)、樓板平面較長或在較大凹入以及平面弱連接結(jié)構(gòu)等。
1.最小地震剪力調(diào)整《抗規(guī)》5.2.5條規(guī)定,抗震驗(yàn)算時,結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震的剪重比不應(yīng)小于表5.2.5給出的最小地震剪力系數(shù),此條程序自動調(diào)整,無須人工干預(yù)。但建議設(shè)計(jì)者注意查看SATWE文本文件“周期、地震力及振型輸出文件WZQ.OUT”,目的是從中可判斷薄弱層所在樓層。采集者退散
2.0.2V.的調(diào)整系數(shù)對于框架剪力墻結(jié)構(gòu),一般剪力墻的剛度很大,剪力墻吸引了大量的地震力,而框架所承擔(dān)的地震力很小。對于框架部分,如果按這樣的地震力進(jìn)行設(shè)計(jì),在剪力墻開裂后會很不安全,所以需要讓框架部分承擔(dān)至少20%的基底剪力和按框架剪力墻分析的框架部分各樓層地震剪力中值1.5倍二者的較小值,以增加框架的安全度,但在考慮調(diào)整時還須注意以下幾點(diǎn):a.對柱少剪力墻多的框架剪力墻結(jié)構(gòu),讓框架梁柱承擔(dān)20%的基底剪力會使放大系數(shù)過大,以致梁柱無法設(shè)計(jì)。所以20%的調(diào)整一般只用于主體結(jié)構(gòu),一旦結(jié)構(gòu)內(nèi)收則不應(yīng)往上調(diào)整。
b.若考慮調(diào)整后框架梁柱內(nèi)力增加過大,可調(diào)整文件中的放大系數(shù),程序?qū)碬V02Q.OUT中的系數(shù)調(diào)整。來源:www.examda.com
c.0.20調(diào)整的放大系數(shù)只針對框架梁柱的彎矩及剪力,不調(diào)整軸力。來源:考試大
d.對于側(cè)向剛度沿豎向分布不均勻的框架—剪力墻結(jié)構(gòu),如多塔結(jié)構(gòu)或大底盤結(jié)構(gòu),已不在《抗規(guī)》6.2.13條規(guī)定的范圍內(nèi),對這類結(jié)構(gòu)進(jìn)地調(diào)整時需特別注意。
e.程序?qū)蚣艚Y(jié)構(gòu),依據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行0.2V0調(diào)整,設(shè)計(jì)者可以指定調(diào)整樓層范圍,同時,也可人工干預(yù)調(diào)整系數(shù)。
3.豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)調(diào)整《抗規(guī)》3.4.3條及《高規(guī)》5.1.14條規(guī)定:樓層側(cè)向剛度小于上層的70%或其上三層平均值的80%左時,其薄弱層地震剪力應(yīng)乘以 1.15的增大系數(shù)。設(shè)計(jì)者應(yīng)注意:此條要求設(shè)計(jì)者必須指出薄弱層所在樓層,然后程序?qū)⒏鶕?jù)設(shè)計(jì)者指定的薄弱層層號,將這些樓層地震作用的內(nèi)力乘以 1.15的增大系數(shù)。
4.特殊構(gòu)件地震力調(diào)整系數(shù)考試大-全國教育類網(wǎng)站(www.Examda。com)
(1)。轉(zhuǎn)換梁在地震作用下的內(nèi)力調(diào)整:《高規(guī)》10.2.23條規(guī)定:轉(zhuǎn)換梁在特一級、一級、二級抗震設(shè)計(jì)時,基地震作用下的內(nèi)力分別放大1.8、1.5、1.25倍。設(shè)計(jì)時注意:設(shè)計(jì)必須在特殊構(gòu)件定義時人工定義了轉(zhuǎn)換梁,則程序會自動對其進(jìn)行調(diào)整。來源:考試大
(2)。框支柱在地震作用下的內(nèi)力調(diào)整:《高規(guī)》10.2.7條規(guī)定也要調(diào)整,設(shè)計(jì)時注意:設(shè)計(jì)必須在特殊構(gòu)件定義時人工定義了框支柱,則程序會自動對其進(jìn)行調(diào)整。由于調(diào)整系數(shù)往往很大,為了避免異常情況,程序給出一個控制開關(guān),設(shè)計(jì)者可決是否對與框支柱相連的框架梁的彎矩剪力進(jìn)行調(diào)整。
(3)。另外對于“不調(diào)幅的梁”、“鉸接梁”、“滑動支座梁”、“剛性梁”、“鉸接件”、“鉸接支撐”、“彈性樓板”、“臨空墻”等均需人工定義。
5.其它構(gòu)件地震力調(diào)整系數(shù)如果整個結(jié)構(gòu)的抗震等級確定,則(除特殊要求構(gòu)件外)各構(gòu)件的設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整均由程序自動完成,不需人工干預(yù)。
五、結(jié)構(gòu)整體性能的控制
對于一個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),主要需從以下幾個方面對結(jié)構(gòu)整體性能進(jìn)行控制:1、水平位移限值(層間位移)
高規(guī)4.6.3條按彈性方法計(jì)算樓層層間位移與層高之比△μ/h宜符合以下規(guī)定:高度不大于150m的高層建筑,其樓層層間位移與層高之比△μ/h不宜大于表4.6.3的限值;高度等于或大于250m的高層建筑,其樓層層間位移與層高之比△μ/h的限值不宜大于 1/500;高度在150m~250m之間的高層建筑,其樓層層間位移與層高之比△μ/h的限值按本條第一款和第二款的限值線性插入取用。
注意:a.樓層層間位移△μ以樓層的水平位移差計(jì)算,不扣除整體彎曲變形。
b.抗震設(shè)計(jì)時,本條規(guī)定的樓層位移計(jì)算不考慮偶然偏心的影響。
2.位移比控制《高規(guī)》4.3.5條規(guī)定,結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響。在考慮偶然偏心影響的地震作用下,樓層豎向構(gòu)件的水平位移和結(jié)構(gòu)層間位移,A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍,不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍;B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)層建筑及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍,不應(yīng)大于該樓層的1.4倍。
注意: a、這條要求主要是限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性;b.若結(jié)構(gòu)中有不與樓板相連的構(gòu)件或定義了彈性樓板,那么,那么,程序輸出結(jié)果與規(guī)范要求不同,此時,需要由設(shè)計(jì)者依據(jù)剛性樓板假定條件下的分析結(jié)果
c.查看這個比值須是在考慮偶然偏心影響,并強(qiáng)制假設(shè)在剛性樓板下的情況下;d.這個不是硬性指標(biāo),是計(jì)算方法的問題。規(guī)范中的各種位移比實(shí)際上是來控制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)不能太大的,扭轉(zhuǎn)效應(yīng)只有在剛性樓板的假定下才有意義,可以想象,如果不考慮剛性樓板假定,那么樓板薄弱的地方位移就會偏大些,樓板強(qiáng)的地方位移就會小一些,這些都是局部的變化,用這樣的位移算出來的位移比是毫無意義的,不能反映整個結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)情況,所以計(jì)算位移比時應(yīng)該在剛性樓板假定的條件下進(jìn)行。
3.周期比控制《高規(guī)》4.3.5條規(guī)定,結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比,A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9,B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85.注意:a、這條要求主要是限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。b、提醒大家解決扭轉(zhuǎn),要注意做好加減法。
4.層剛度比控制(1)。《高規(guī)》4.4.2條及《抗規(guī)》3.4.2條規(guī)定,抗震設(shè)計(jì)的高層建筑結(jié)構(gòu),其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%.如不滿足則應(yīng)按薄弱層對待。
(2)。轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的要求:《高規(guī)》附錄E及《抗規(guī)》附錄E規(guī)定:a.底部大空間為1層時,其轉(zhuǎn)換層上、下層側(cè)向剛度比宜為1,抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)大于2,非抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)大于3. b.底部大空間層樓大于1層時,其轉(zhuǎn)換層上、下層側(cè)向剛度比宜為1,抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)大于1.3,非抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)大于2. c.當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在3層及3層以上時,其樓層側(cè)向剛度尚不應(yīng)小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的60%.(3)?!陡咭?guī)》5.3.7條 高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算中,當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固部位時,地下室結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍。
表4.6.3樓層層間最在位移與層高之比的限值結(jié)構(gòu)類型△μ/h限值框架 1/550框架—剪力墻、框架—核力筒、板柱—剪力墻 1/800筒中筒、剪力墻 1/1000框支層 1/1000多(高)層鋼結(jié)構(gòu) 1/300(1/250)
注意:a.當(dāng)?shù)叵率也荒軡M足嵌固部位的樓層側(cè)向剛度比規(guī)定的,有條件的,可增加地下室的側(cè)向剛度。
b.沒有條件時,將主體結(jié)構(gòu)的嵌固部位下移至符合要求的部位,如筏形基礎(chǔ)頂面或箱型基礎(chǔ)頂面。
5.高層建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定的控制《高規(guī)》5.4.4(強(qiáng)規(guī))高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定應(yīng)符合下列規(guī)定:(1)剪力墻結(jié)構(gòu),框架—剪力墻結(jié)構(gòu),筒體結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下式要求:EJd>1.4H2ΣGi(2)框架結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下式要求:Dj>10ΣGi/hi注意:a.計(jì)算完后設(shè)計(jì)可查看SATWE文本文件“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息輸出文件WMASS.OUT”,查看是否滿足要求。
b.大量的工程經(jīng)驗(yàn)說明:只要高寬比在規(guī)范允許的范圍內(nèi),其整體穩(wěn)定性總是滿足的。但設(shè)計(jì)時,對于高寬比超限的結(jié)構(gòu)要特別注意。
6.框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中框架承擔(dān)的傾覆力矩控制《高規(guī)》8.1.3條及《抗規(guī)》6.1.3條規(guī)定:抗震設(shè)計(jì)的框架—剪力墻結(jié)構(gòu),在基本振型地震作用下,框架部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)部傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)部傾覆力的50% 時,其框架部分的抗震等級應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)采用;否則其框架部分的抗震等級應(yīng)按框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架采用,程序按《抗規(guī)》6.1.3條的條文說明給出了框架部分承擔(dān)的的傾覆力矩的計(jì)算方法Mc=ΣΣVijhi設(shè)計(jì)者可查看SATWE文本文件“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息輸出文件WMASS.OUTWMASS.OUT”,查看是否滿足要墳。
六、計(jì)算結(jié)果正確性的判斷
〈高規(guī)〉5.1.16條及〈抗規(guī)〉3.6.5條均有要求:對結(jié)構(gòu)分析軟件的計(jì)算結(jié)果,應(yīng)進(jìn)行分析判斷,確認(rèn)其合理,有效后方可作為工程設(shè)計(jì)依據(jù)。如何判斷?當(dāng)然只能依靠概念設(shè)計(jì)來判斷:概念設(shè)計(jì)是一種設(shè)計(jì)的思路,可以認(rèn)為是定性的設(shè)計(jì),概念設(shè)計(jì)不以精確的力學(xué)分析、生搬硬套的規(guī)范條文為依據(jù),而是由我們對工程進(jìn)行概括的分析,制定設(shè)計(jì)目標(biāo),采取相應(yīng)措施,概念設(shè)計(jì)概念包括安全度的概念、力學(xué)的概念、材料的概念、荷載的概念、地震的概念、施工的概念、使用的概念等等。概念設(shè)計(jì)要求我們?nèi)诤线@些概念,并貫徹到結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置、計(jì)算簡圖抽象、計(jì)算結(jié)果處理中。對理論無法明確的部位,要有定義的認(rèn)識。建議大家對計(jì)算結(jié)果從以下方面檢查:1、檢查原始數(shù)據(jù)是否有誤,特別是是否遺漏荷載;2、計(jì)算簡圖是否與實(shí)際相符,計(jì)算程序是選得正確;3、對計(jì)算結(jié)果分析:檢查設(shè)計(jì)參數(shù)是否選擇合適;檢查“七種比值”即:(1)柱及剪力墻軸壓比是否滿足要求,主要為控制結(jié)構(gòu)延性;(2)剪重比:主要為控制各樓層最小地震剪力,確保結(jié)構(gòu)安全性;(3)剛度比:主要為控制結(jié)構(gòu)豎向規(guī)則性,以免豎向剛度突形,形成薄弱層;(4)位移比:主要為控制結(jié)構(gòu)豎向規(guī)則性,以免形成扭轉(zhuǎn),對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響;(5)周期:主要為控制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),減少扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)帶來不利影響(此時要注意:第一、二震型在高層建筑中不能發(fā)扭轉(zhuǎn)為主第二振震型不能以`扭轉(zhuǎn)為主);(6)剛重比:主要為控制結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,以免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生滑移和傾覆;(7)有效質(zhì)量比:主要為控制結(jié)構(gòu)的地震力是否全計(jì)算出來。
以上這七種比值規(guī)范中均有明確要求。
4.另外大家也要注意超配筋信息文件,對超配筋的處理。
七、結(jié)束語www.Examda.CoM考試就到考試大
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注重概念設(shè)計(jì),重視結(jié)構(gòu)的選型和平、立面布置的規(guī)則性,擇優(yōu)選用抗震和抗風(fēng)性能好且經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系,加強(qiáng)構(gòu)造措施。在抗震設(shè)計(jì)中,應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體抗震性能,使整個結(jié)構(gòu)具有必要的承載力、剛度和延性。應(yīng)該來講概念設(shè)計(jì)在初步設(shè)計(jì)階段特別重要,設(shè)計(jì)中不能陷入只憑計(jì)算的誤區(qū),不要盲目的依賴計(jì)算結(jié)果。
結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使整體結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用,避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)敏感的薄弱部位,地震能量的耗散僅集中在極少數(shù)薄弱部位,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過早破壞?,F(xiàn)有抗震設(shè)計(jì)方法的前提之一是假定整個結(jié)構(gòu)能發(fā)揮耗散地震能量的作用,在此前題下,才能以多遇地震作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算、構(gòu)件設(shè)計(jì)并加以構(gòu)造措施,或采用動力時程分析進(jìn)行驗(yàn)算,試圖達(dá)到罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)不倒塌的目標(biāo)。對一個結(jié)構(gòu)并非設(shè)計(jì)得越剛強(qiáng)越好,一個好的設(shè)計(jì)應(yīng)該是“結(jié)構(gòu)剛度、承載力、延性、經(jīng)濟(jì)性完美的匹配”。
參考文獻(xiàn)1.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)定(GB50011-2001)
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4.中國建筑科學(xué)研究院編制的PKPM系軟件2003年5版雜志編者按語在2005年第4期《PKPM新天地》中的“縱論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新規(guī)范與軟件SATWE的合理應(yīng)用(上)”一文中提到“注意:a、彈性樓板僅適用于高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);b、不適用于多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)建筑;c、對于多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)建筑中存在有彈性樓板時,可以近似按洞口處理,但要注意人工將荷載分配到四周的梁上。這段文字是不正確的。
彈性樓板假定的應(yīng)用,并不是針對結(jié)構(gòu)的高度來設(shè)置,主要是針對樓板的布置,結(jié)構(gòu)的類型等情況選擇不同的樓板假定,來反映各種結(jié)構(gòu)的受力特性和傳力途徑,滿足各種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。對于各種樓板的應(yīng)用范圍可采用如下方法確定:彈性樓板6假定是采用殼單元真實(shí)地計(jì)算樓板平面內(nèi)和平面外的剛度。從理論上講,彈性樓板6最符合樓板的實(shí)際情況,可用于任何工程。但部分豎向樓面荷載將通過樓板面外剛度直接傳遞給豎向構(gòu)件,導(dǎo)致梁的彎矩減小。相應(yīng)的配筋也會減小,造成梁的安全儲備減小。困此,我們建議彈性樓板6一般用于板柱結(jié)構(gòu)和板柱抗震墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算。
彈性樓板3假定樓板平面內(nèi)無限剛,程序僅真實(shí)地計(jì)算樓板平面外剛度,是針對厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換厚板提出的??紤]厚板轉(zhuǎn)換層的板厚一般在1m以上,面內(nèi)剛度很大,面外剛度是結(jié)構(gòu)傳力的關(guān)鍵,程序采用中厚板彎曲單元計(jì)算樓板的平面外剛度。來源:考試大
彈性膜假定采有平面應(yīng)力膜單元真實(shí)計(jì)算樓板的平面內(nèi)剛度,忽略樓板的平面外剛度。主要針對空曠的工業(yè)廠房地產(chǎn)體育場館結(jié)構(gòu)、樓板局部開大洞結(jié)構(gòu)、樓板平面較長或在較大凹入以及平面弱連接結(jié)構(gòu)等。