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文檔簡介

設計規范要求求在軟件中的的實現及設計計參數的合理理確定內容1、結構整體性能能控制2、作用效應的計計算與調整3、鋼筋混凝土構構件設計4、設計參數的的選取內容1、層剛度比控制制2、周期比的控控制3、位移比的控控制4、剪重比的控控制5、結構薄弱層層驗算6、結構的二階階效應1、層剛度比控控制新抗震震規范范附錄錄E2.1規定,,筒體體結構構轉換換層上上下層層的側側向剛剛度比比不宜宜大于于2。新高規規的4.4.2條規定定,抗抗震設設計的的高層層建筑筑結構構,其其樓層層側向向剛度度不宜宜小于于相臨臨上部部樓層層側向向剛度度的70%或其上上相臨臨三層層側向向剛度度平均均值的的80%。新高規規的5.3.7條規定定,高高層建建筑結結構計計算中中,當當地下下室的的頂板板作為為上部部結構構嵌固固端時時,地地下室室結構構的樓樓層側側向剛剛度不不應小小于相相鄰上上部結結構樓樓層側側向剛剛度的的2倍。新高規規的10.2.3條規定定,底底部帶帶轉換換層的的高層層結構構,轉轉換層層上部部結構構與下下部結結構的的側向向剛度度,應應符合合高規規附錄錄E的規定定。E.0.1底部大大空間間為一一層的的部分分框支支剪力力墻結結構,,可近近似采采用轉轉換層層上、、下層層結構構等效效剛度度比γ表示轉轉換層層上、、下層層結構構剛度度的變變化,,非抗抗震設設計時時γ不應大大于3,抗震震設計計時不不應大大于2。E.0.2底部為多多于一層層大空間間的部分分框支剪剪力墻結結構,其其等效側側向剛度度比γe宜接近1,非抗震震設計時時不應大大于2,抗震設設計時不不應大于于1.3。1.1層剛度比比計算方方法高規附錄錄E.0.1建議的方方法——剪切剛度度Ki=(CiGciAci+GwiAwi)/hi高規附錄錄E.0.2建議的方方法——剪彎剛度度Ki=Fi/Δi抗震規范范的3.4.2和3.4.3條文說明明中建議議的計算算方法::Ki=Vi/Δui高位轉換換層剛度度比高位轉換換層剛度度比1.2層剛度比比算例比比較層號剪切剛度剪彎剛度剛度(E1)剛度(均布)剛度(集中)100.50.1560.3340.3020.46291.01.00.8300.7610.94381.01.00.9120.9040.95971.01.00.9520.9360.96461.01.00.9500.9370.95551.01.00.9330.9140.93141.01.00.8830.8570.87731.01.00.7660.7370.75721.01.00.4320.4150.42911.01.01.0001.0001.0001層剛度1.47E72.68E74.27E64.76E64.032E6剪切剛度度高規附錄錄E.0.1建議的方方法——剪切剛度度Ki=(CiGciAci+GwiAwi)/hi計算簡單單不能考慮慮有支撐撐的情況況不能考慮慮剪力墻墻動口高高度的變變化剪彎剛度度產生單位位位移所所需要的的水平力力Ki=Fi/Δi計算較繁繁瑣適用于所所有情況況計算模型型值得商商討抗震規范范的3.4.2和3.4.3條文說明中建建議的計計算方法法層剪力與與層間位位移的比比值:Ki=Vi/ΔUi計算簡單單概念簡單單剪力和位位移的取取值得商商討ΔjVj1.3存在的問問題層抗側移移剛度的的基本概概念?層抗側移移剛度計計算的力力學模型型?層抗側移移剛度有有關的限限制指標標?算法一::剪切剛剛度判斷地下下室嵌固固點一層轉換換結構的的剛度比比上海地區區鋼筋混混凝土結結構算法二::剪彎剛剛度多層轉換換結構的的剛度比比算法三::抗震規規范算法法一般情況況層剛度比比控制——目前的應應用建議方法法2.周期比的的控制高層規程程第4.3.5條,要求求:結構構扭轉為為主的第第一自振振周期Tt與平動為為主的第第一自振振周期T1之比,A級高度高高層建筑筑不應大大于0.9,B級高度高高層建筑筑、混合合結構高高層建筑筑及本規規程第10章所指的的復雜高高層建筑筑不應大大于0.85。2.1周期比的的驗算驗算周期期比的目目的,主主要為控控制結構構在大震震下的扭扭轉效應應。周期比,即即:第一扭扭轉周期與與第一平動動周期的比比值。程序計算出出每個振型型的側振成成份和扭振振成份,通通過平動系系數和扭轉轉系數可以以明確地區區分振型的的特征。周期最長的的基本扭轉轉振型對應應的就是第第一扭振周周期Tt,周期最長的的基本平動動振型對應應的就是第第一側振周周期T1。知道了Tt和T1,即可驗證其其比值是否否滿足規范范平動因子與與扭轉因子子總振動能量量平動能量扭轉能量平動因子扭轉因子考慮扭轉耦耦聯時的振振動周期(秒)、X,Y方向的平動動系數、扭扭轉系數振型號周周期期轉轉角平平動系數數(X+Y)扭轉系數11.574283.440.06(0.00+0.06)0.9421.452490.890.94(0.00+0.94)0.0631.26650.451.00(1.00+0.00)0.0040.530290.560.03(0.00+0.03)0.9750.4025103.180.97(0.05+0.92)0.0360.374814.351.00(0.94+0.05)0.0070.3631138.630.50(0.29+0.21)0.5080.308293.370.05(0.00+0.05)0.9590.212692.740.06(0.00+0.06)0.94第一振型為為扭轉平面規整的的剪力墻結結構,但第第一振型為為扭轉平面規整的的框剪結構構,但第一一振型為扭扭轉15層狹長結構構周期比計算算原則樓板剛度假假定不符合剛性樓板假假定情況::可以不采采用樓板剛剛度假定周期比控制制什么?周期比側重重控制的是是側向剛度度與扭轉剛剛度之間的的一種相對對關系,而而不是絕對對大小。目的是是使抗抗側力力構件件的平平面布布置更更有效效、更更合理理,使使結構構不致致于出出現過過大((相對對于側側移))的扭扭轉效效應。。周期期比比不不滿滿足足要要求求,,如如何何調調整整??一旦旦出出現現周周期期比比不不滿滿足足要要求求的的情情況況,,一一般般只只能能通通過過調調整整平平面面布布置置來來改改善善,,這這種種改改變變一一般般是是整整體體性性的的,,局局部部的的小小調調整整往往往往收收效效甚甚微微。。周期期比比不不滿滿足足要要求求,,說說明明結結構構的的扭扭轉轉剛剛度度相相對對于于側側移移剛剛度度較較小小,,調調整整原原則則是是加加強強結結構構外外部部,,或或者者削削弱弱內內部部。。多塔塔結結構構周周期期比比::對于于多多塔塔樓樓結結構構,,不不能能直直接接按按上上面面的的方方法法驗驗算算。。如如果果上上部部沒沒有有連連接接,,應應該該各各個個塔塔樓樓分分別別計計算算并并分分別別驗驗算算,,如如果果上上部部有有連連接接,,驗驗算算方方法法尚尚不不清清楚楚。。體育場館館、空曠曠結構和和特殊的的工業建建筑,沒沒有特殊殊要求的的,一般般不需要要控制周周期比。。當高層建建筑樓層層開洞口口較復雜雜,或為為錯層結結構時,,結構往往往會產產生局部部振動,,此時可以選擇“強制剛剛性樓板假定定”來計算結結構的周期比比。以過濾局局部振動產生生的周期。2.2復雜結構的周周期比控制多塔結構的振振型12345高層結構的局局部振動調整前調整后扭轉振動的調調整調整前T1=1.4603,Tt=1.3568周期比Tt/T1=0.93調整后T1=1.4543,Tt=1.3108周期比Tt/T1=0.893.位移比控制新高規的4.3.5條規定,高層建筑的樓樓層豎向構件最大水平位移移不宜大于該該樓層平均值值的1.2倍。層間位移角,,A級高度高層建建筑不應大于于該樓層平均均值的1.5倍,B級高度高層建建筑、混合結結構高層建筑筑,及復雜高高層建筑,不不應大于該樓樓層平均值的的1.4倍。3.1最大位移和平平均位移計算最大位移:墻墻頂、柱頂頂節點的最大大位移;平均位移:墻頂、柱頂節節點的最大位位移與最小位位移之和除的的一半;最大層間位位移:墻、、柱層間位位移的最大大值;平均層間位位移:墻、柱層間間位移的最最大值與最最小值之和和的一半。。3.2位移比控制制原則計算規則1:偶然偏心心與雙向地地震作用高層結構應應考慮偶然然偏心影響響(高規3.3.3條);復雜結構應應考慮雙向向地震作用用(抗震5.1.1條);偶然偏心和和雙向地震震作用分別別考慮,不不疊加。計算規則2:樓板剛度度假定抗震規范3.4.3條,凸凹不規則則或樓板局局部不連續續時,應采采用符合樓樓板平面內內實際剛度度變化的計計算模型。。當平面不對對稱時尚應應計及扭轉轉影響。3.3復雜結構的的位移控制制復雜結構,,如坡屋頂頂層、體育育館、看臺臺、工業建建筑等,這這些結構或或者柱、墻墻不在同一一標高,或或者本層根根本沒有樓樓板,此時時如果采用用“強制剛剛性樓板假假定”,結結構分析嚴嚴重失真,,位移比也也沒有意義義。所以這這類結構可可以通過位位移的“詳詳細輸出””或觀察結結構的變形形示意圖,,來考察結結構的扭轉轉效應。對于錯層結結構或帶有有夾層的結結構,這類類結構總是是伴有大量量的越層柱柱,當選擇擇“強制剛性樓樓板假定”后,越層層柱將受到到樓層的約約束,如果果越層柱很很多,計算算失真。帶有坡屋面面、不等高高柱的結構構——第3層結構此時位移比比意義不大大——位移比異常常4.剪重比控制制抗震規范第第5.2.5條明確要求求了樓層剪剪重比。控制剪重比比,是要求求結構能過過承擔足夠夠的地震作作用,設計計時不能小小于規范的的要求。若結構的剪剪重比是小小于規范要要求,首先應研究究設計方案案是否合理理,改進結結構布置、、增加結構構剛度,使使計算的剪剪重比能自自然滿足規規范要求。。其次才考慮慮調整地震震力,剪重比調整整系數將直直接乘在該該層構件的的地震內力力上。八層層鋼鋼框框架架::存在在大大量量越越層層柱柱和和彈彈性性節節點點,,這這種種情情況況往往往需需要要很很多多振振型型才才能能使使有有效效質質量量系系數數滿滿足足要要求求。。原因因::振型整體性性差,局部部振動明顯顯8層結構:算算了30個振型有效效質量系數數仍不夠算了60個振型有效效質量系數數夠了輸出分塔的的剪重比5.結構的薄弱弱層受剪承載力力突變高規的4.4.3、5.1.14條規定,A級高度高層層建筑的樓樓層層間抗抗側力結構構的受剪承承載力不宜宜小于其上上一層受剪剪承載力的的80%,不應小于于其上一層層受剪承載載力的65%;B級高度高層層建筑的樓樓層層間抗抗側力結構構的受剪承承載力不應應小于其上上一層受剪剪承載力的的75%。抗震設計計的高層建建筑結構,,結構樓層層層間抗側側力結構的的承載力小小于其上一一層的80%,其薄弱層層對應于地地震作用標標準值的地地震剪力應應乘以1.15的增大系數數。剛度突變高規的4.4.2、5.1.14條規定,抗抗震設計的的高層建筑筑結構,其其樓層側向向剛度小于于其上一層層的70%或小于其上上相臨三層層側向剛度度平均值的的80%,或某樓層層豎向抗側側力構件不不連續,其其薄弱層對對應于地震震作用標準準值的地震震剪力應乘乘以1.15的增大系數數。高規附錄E.0.2條規定,當當底部帶轉轉換層高層層建筑結構構的轉換層層設置在3層及3層以上時,,其樓層側側向剛度尚尚不應小于于相鄰上部部樓層側向向剛度的60%。抗震震規范范附錄錄E2.1規定,,筒體體結構構轉換換層上上下層層的側側向剛剛度比比不宜宜大于于2。按樓層層剛度度比判判斷薄薄弱層層按樓層層承載載力比比判斷斷薄弱弱層樓層層抗抗剪剪承承載載力力和和屈屈服服系系數數按樓樓層層承承載載力力比比判判斷斷薄薄弱弱層層樓層層彈彈塑塑性性層層間間位位移移角角按樓樓層層彈彈塑塑性性層層間間位位移移角角判判斷斷薄薄弱弱層層樓層層抗抗剪剪承承載載力力的的簡簡化化計計算算矩形形截截面面柱柱抗抗剪剪承承載載力力計計算算::對其其它它截截面面柱柱,,都都簡簡化化成成矩矩形形截截面面來來計計算算其其抗抗剪剪承承載載能能力力。。剪力力墻墻對對每每段段墻墻肢肢,,按按矩矩形形截截面面計計算算其其抗抗剪剪承承載載能能力力鋼截截面面按按不不同同的的截截面面形形式式,,分分別別計計算算Mpc,即鋼鋼截截面面的的全全塑塑性性抵抵抗抗彎彎矩矩,,然然后后再再求求其其抗抗剪剪承承載載能能力力。。抗剪剪承承載載力力的的計計算算,,體體現現了了規規范范““強強剪剪弱弱彎彎””的的設設計計思思想想,,即即構構件件應應首首先先彎彎曲曲屈屈服服、、破破壞壞,,而而不不能能剪剪切切破破壞壞。。剪剪切切破破壞壞屬屬于于脆脆性性破破壞壞,,應應避避免免。。結構的極極限承載載能力,,對復雜雜工程、、重要工工程,應應進行彈彈塑性分分析來全全面的評評估,如如:彈塑塑性靜力力分析、、彈塑性性動力分分析等。。樓層抗剪承載載力的簡化計計算,只與豎豎向構件的尺尺寸、配筋有有關,與它們們的連接關系系無關。目前軟件只是是采用了計算算配筋面積,,沒有采用實實際配筋面積積,這是有較較大出入的。。當樓層承載力力的比值不滿滿足規范要求求時,應強制制定義該層為為“薄弱層””,以提高設設計地震作用用。結構二階效應應的基本定義義與特點重力二階效應應構件撓曲二階階效應重力二階效應應(效效應)計計算構件撓曲二階階效應(效效應應)計算6、結構的二階效效應重力二階效應應:由于結構的水水平變形而引引起的重力附附加效應,結結構在水平力力(風荷載或或水平地震力力)作用下發發生水平變形形后,重力荷荷載因該水平平變形而引起起附加效應,,結構發生的的水平側移絕絕對值越大,,效應越顯著著,若結構的的水平變形過過大,可能因因重力二階效效應而導致結結構失穩。構件撓曲二階階效應:由于構件在軸軸向壓力作用用下,自身發發生撓曲引起起的附加效應應,通常指軸軸向壓力在產產生了撓曲變變形的構件中中引起的附加加彎矩,附加加彎矩與構件件的撓曲形態態有關,一般般中間大,兩兩端部小。6.1重力二階效應應和構件撓曲曲二階效應重力二階效應應準確計算嚴格的講,應應考慮材料的的非線性和裂裂縫、構件的的曲率和層間間側移、荷載載的持續作用用、混凝土的的收縮和徐變變,以及與地地積基礎的相相互作用等因因素。近似計算等效幾何剛度度的有限元法法等效水平力的的有限元迭代代法折減彈性抗彎彎剛度的有限限元法結構位移和構構件內力增大大系數法6.2重力二階效應的計算(1)等效幾何剛度度的有限元法法結構的初始平平衡方程增加了重力二二階效應后的的結構平衡方方程等效幾何剛度度矩陣考慮重力二階階效應的結構構平衡方程新規范版的SATWE、TAT、PMSAP等軟件都采采用了等效效幾何剛度度的有限元元法,目前前的ETABS軟件也提供供這種方法法。采用這種方方法考慮效效應影響,,與不考慮慮效應的分分析結果相相比,結構構的周期、、位移和構構件的內力力都有所不不同。這是一種近近似方法,,沒有考慮慮在不同的的荷載組合合中取值不不同的差異異。軟件件的的實實現現(2)等效效水水平平力力的的有有限限元元迭迭代代法法這種種方方法法的的基基本本思思路路是是::根根據據樓樓層層重重力力荷荷載載,,以以及及樓樓層層在在水水平平荷荷載載作作用用下下產產生生的的層層間間位位移移,,計計算算出出考考慮慮效效應應的的近近似似等等效效水水平平荷荷載載向向量量,,然然后后,,對對結結構構的的有有限限元元方方程程進進行行迭迭代代求求解解,,直直到到迭迭代代結結果果收收斂斂,,得得到到最最終終的的位位移移和和相相應應的的構構件件內內力力。。這種計計算方方法計計算效效率不不如等等效幾幾何剛剛度的的有限限元法法,因因為要要對每每一個個水平平荷載載作用用工況況(或或組合合)進進行迭迭代求求解。。89規范版版的SATWE、TAT軟件是是采用用這種種方法法考慮慮效應應影響響的,,新規規范版版軟件件已經經改用用等效效幾何何剛度度的有有限元元法;;目前前的ETABS軟件中中還提提供這這種方方法。。采用這這種方方法考考慮效效應影影響,,與不不考慮慮效應應的分分析結結果相相比,,結構構的周周期不不變,,變化化的僅僅僅是是結構構的位位移和和構件件的內內力。。(3)折減彈彈性抗抗彎剛剛度的的有限限元法法折減彈彈性抗抗彎剛剛度的的有限限元法法是近近年來來美國國、加加拿大大等國國設計計規范范推薦薦的一一種考考慮效效應方方法。。這種分分析方方法的的基本本思想想是采采用折折減等等效剛剛度,,近似似地考考慮鋼鋼筋混混凝土土結構構中各各類構構件在在極限限狀態態時因因開裂裂而導導致剛剛度減減小現現象,,使分分析結結果與與設計計狀態態盡可可能一一致。。如何合合理地地確定定鋼筋筋混凝凝土構構件的的彈性性抗彎彎剛度度折減減系數數,成成了決決定這這種方方法精精度、、效率率和實實用性性的關關鍵。。從理論論上講講,彈彈性抗抗彎剛剛度折折減系系數的的確定定原則則應該該使結結構在在不同同的荷荷載組組合方方式下下,采采用折折減彈彈性抗抗彎剛剛度的的彈性性分析析結果果與按按非線線性有有限元元法所所得結結果相相當。。美國規規范的的簡化化處理理由于鋼鋼筋混混凝土土結構構中各各構件件承受受荷載載的差差異,,以及及構件件各截截面開開裂不不同而而導致致剛度度變化化的復復雜性性,實實際上上很難難實現現上述述原則則的要要求。。為了使使用上上的方方便,,不得得不對對所有有的框框架梁梁(包包括剪剪力墻墻洞口口連梁梁)、、所有有的柱柱、所所有的的剪力力墻均均分別別取用用統一一的彈彈性抗抗彎剛剛度折折減系系數,,對其其初始始彈性性抗彎彎剛度度進行行折減減。美國ACI318-99明確要要求在在結構構一階階彈性性分析析時考考慮彈彈性抗抗彎剛剛度折折減,,ACI318-99給出了了鋼筋筋混凝凝土構構件的的彈性性抗彎彎剛度度折減減系數數取值值建議議:梁梁取0.35;柱取取0.7;未開開裂剪剪力墻墻取0.7,已開開裂剪剪力墻墻取0.35。我國規規范的的簡化化處理理我國《混凝土土結構構設計計規范范》引進了了該方方法。。第7.3.12條規定定,當當采用用考慮慮二階階效應應的彈彈性分分析方方法時時,宜宜在結結構分分析中中對鋼鋼筋混混凝土土構件件的彈彈性抗抗彎剛剛度EcI乘以下下列折折減系系數::梁取0.4,柱取取0.6,對未未開裂裂的剪剪力墻墻和核核心筒筒壁取取0.7,對已已開裂裂的剪剪力墻墻和核核心筒筒壁取取0.45。這些折折減系系數是是參考考美國國規范范給出出的,,但與與美國國規范范建議議的取取值略略有不不同。。討論鋼筋混混凝土土結構構在彈彈塑性性階段段的剛剛度變變化十十分復復雜。。在極極限狀狀態下下,未未必所所有構構件都都同時時開裂裂,針針對某某一構構件而而言,,在某某一作作用組組合下下可能能開裂裂,而而在另另一些些作用用組合合下未未必一一定開開裂。。采用統統一的的剛度度折減減系數數,僅僅僅可可能近近似地地反映映在極極限狀狀態下下結構構整體體的、、宏觀觀的性性能,,但很很難真真實地地反應應結構構在極極限狀狀態下下的剛剛度變變化規規律,,特別別是內內力變變化規規律。。有些文文獻中中把這這種方方法稱稱為““是一一種精精度和和效率率較高高的考考慮二二階效效應的的方法法”,,這種種提法法一定定不恰恰當。。討論采用折折減彈彈性抗抗彎剛剛度的的有限限元法法進行行結構構分析析,會會產生生一系系列新新的問問題。。如構件件彈性性抗彎彎剛度度折減減后,,按照照目前前的《建筑抗抗震設設計規規范》規定的的反應應譜方方法計計算的的地震震力隨隨之減減小,,構件件的內內力分分布規規律和和位移移沿高高度的的分布布規律律也會會發生生變化化,該該如何何考慮慮?《建筑抗抗震設設計規規范》規定的的最小小剪力力系數數是針針對這這樣分分析的的地震震力嗎嗎?這這樣分分析的的位移移是屬屬于彈彈性位位移還還是彈彈塑性性位移移,結結構的的位移移該如如何控控制??因為為彈性性位移移和彈彈塑性性位移移控制制條件件相差差很大大。鑒于上上述原原因,,在目目前的的SATWE、TAT、PMSAP等軟件件中,,都未未提供供折減減彈性性抗彎彎剛度度的有有限元元法。。(4)結構位位移和和構件件內力力增大大系數數法增大系系數法法是一一種簡簡單可可行的的考慮慮重力力二階階效應應的方方法。。這類類方法法是對對不考考慮重重力二二階效效應的的分析析結果果(結結構位位移、、構件件彎矩矩和剪剪力)),乘乘以增增大系系數,,近似似考慮慮重力力二階階效應應的影影響。。《高規》第5.4.2條規定,,高層建建筑結構構的重力力二階效效應,可可采用彈彈性方法法進行計計算,也也可采用用對未考考慮重力力二階效效應的計計算結果果乘以增增大系數數的方法法近似考考慮。結結構位移移增大系系數,以以及結構構構件彎彎矩和剪剪力增大大系數,,可分別別按下列列規定近近似計算算:(4)結構位移移和構件件內力增增大系數數法《建筑抗震震設計規規范》第3.6.3條的條文文說明中中給出了了以樓層層穩定系系數表達達的內力力增大系系數計算算公式。。在彈性性分析時時,作為為簡化方方法,重重力二階階效應的的內力增增大系數數可近似似取為::目前的SATWE、TAT等軟件中中,都未未提供樓樓層內力力和位移移增大系系數法。。多層框架架整體穩穩定的驗驗算框架為剪剪切型變變形,按按每層的的剛重比比驗算結結構的整整體穩定定超高層建建筑整體體穩定的的驗算剪力墻為為彎曲型型變形,,按整體體的剛重重比驗算算結構的的整體穩穩定P-Δ效應的計計算選擇擇多層框架架結構的的對比周期對比比——變化不大大不考慮P-Δ效應考慮P-Δ效應位移對比比——變化不大大不考慮P-Δ效應考慮P-Δ效應58層超高層層結構的的對比第1層平面第15層平面周期對比比不考慮P-Δ效應考慮P-Δ效應位移對比不考慮P-Δ效應考慮P-Δ效應內力對比——底層變化不不大不考慮P-Δ效應考慮P-Δ效應柱內力對比比——15層變化較大大,不能忽忽略不考慮P-Δ效應考慮P-Δ效應梁內力對比比——不考慮P-Δ效應考慮P-Δ效應6.3構件的撓曲曲二階效應應結構“有側側移”和““無側移””的判斷標標準柱計算長度度系數的計計算因構件撓曲曲引起的附附加彎矩的的計算(1)結構“有側側移”和““無側移””的判斷標標準傳統上將結結構分為無無側移和有有側移兩類類。若結構自身身的側向剛剛度很大,,在水平荷荷載作用下下的側移很很小,或在在其豎向平平面內具有有特殊支撐撐,可認為為這類結構構是無側移移結構;否否則,為有有側移結構構。在計算偏心心受壓構件件的效應時時,框架是是屬于無側側移還是有有側移,這這是一個重重要因素。。無側移框架架中細長柱柱與有側移移框架中細細長柱的性性能存在著著重要差異異。定義嚴格地講,,有側移或或無側移是是指在某種種荷載組合合作用下,,結構的某某一樓層的的側移情況況。一個結構可可能同時包包含有側移移樓層和無無側移樓層層,某一結結構中的同同一樓層在在某一種荷荷載組合作作用下可能能為無側移移,而在另另一種或幾幾種荷載組組合作用下下就可能為為有側移,,上述定義義的原則性性很強,但但可操作性性差。在實際工程程中,框架架很少是完完全有支撐撐或完全無無支撐的。。對于一個個結構或結結構的某一一樓層,具具體如何界界定,需要要有具體的的定量指標標。判斷指標對確定受壓壓構件和樓樓層是屬于于無側移還還是有側移移情況,美美國規范ACI318-99給出了兩個個可共選擇擇的定量準準則。準則之一是是:在某種種荷載組合合作用下,,當由效應應引起的重重力附加彎彎矩不超過過一階彈性性彎矩的5%時,就可以將將該樓層作為為無側移樓層層。重力附加彎矩矩是指任意樓樓層以上全部部重力荷載與與該樓層水平平荷載作用產產生的層間位位移的乘積,,即所謂的重重力二階彎矩矩;一階彈性性彎矩是指該該樓層水平剪剪力與樓層層層高的乘積,,即所謂的初初始彎矩。準則之二是采采用樓層穩定定系數作為判判斷的定量指指標,在某種種荷載組合作作用下,當樓樓層穩定系數數不超過0.05時,則可以把把該樓層看作作是無側移的的。與荷載組合的的關系在不同的荷載載組合作用下下,水平荷載載在第i層產生的樓層層剪力和相應應的不同,計計算的樓層穩穩定系數也可可能各有差異異。對于我國一般般的房屋建筑筑結構,在線線彈性分析與與設計階段,,其荷載組合合可以分為四四類:(A)恒載+樓面面屋面活荷載載(B)恒載+樓面面屋面活荷載載+風荷載(C)恒載+樓面面屋面活荷載載+多遇地震震作用(D)恒載+樓面面屋面活荷載載+風荷載++多遇地震作作用按照美美國規規范建建議的的原則則,一一般的的房屋屋建筑筑結構構在(A)類組合合作用用下,,都可可認為為是無無側移移的,,而在在(B)、((C)、(D)類組合合作用用下,,可能能是有有側移移的,,也可可能是是無側側移的的。(2)柱計算算長度度系數數的計計算英國規規范BS8110的計算算方法法美國規規范ACI318-99的計算算方法法我國規規范GB50010-2002的計算算方法法各國規規范計計算方方法的的對比比分析析SATWE軟件的的程序序實現現英國規規范BS8110的計算算方法法對于無無側移移的框框架柱柱,計計算長長度系系數可可按下下列兩兩公式式計算算,并并取其其中的的較小小值::對于有有側移移的框框架柱柱,計計算長長度系系數可可按下下列兩兩公式式計算算,并并取其其中的的較小小值::美國規規范ACI318-99的計算算方法法對于無無側移移的框框架柱柱,計計算長長度系系數可可按下下列兩兩公式式計算算,并并取其其中的的較小小值::對于有側移的的框架柱,計計算長度系數數可按表查取取,冶可按近近似公式計算算,但其近似似公式精度差差。若若一端鉸接接我國規范GB50010-2002的計算方法法我國全部部按有側側移情況況考慮,,偏于保保守。第7.3.11條規定,,一般多多層房屋屋中梁柱柱為剛接接的框架架結構,,各層柱柱的計算算長度系系數可按按表7.3.11-2取用。樓蓋類型柱的類別計算長度系數現澆樓蓋底層柱1.0其余各層柱1.25裝配式樓蓋底層柱1.25其余各層柱1.5當水平荷荷載產生生的彎矩矩設計值值占總彎彎矩設計計值的75%以上時,,框架柱柱的計算算長度系系數可按按下列兩兩公式計計算,并并取其中中的較小小值:各國規范范計算方方法的對對比分析析對于無側側移框架架,美國國規范與與英國規規范給出出的計算算公式形形式上完完全相同同,但梁梁柱線剛剛度比計計算原則則不同,,英國規規范計算算的是彈彈性線剛剛度比,,而美國國規范要要求采用用考慮二二階效應應的線剛剛度比,,即按折折減剛度度計算線線剛度比比。所以以計算結結果差異異較大。。對于于有有側側移移框框架架,,英英國國規規范范給給出出的的計計算算公公式式比比較較合合理理,,美美國國規規范范給給出出的的公公式式計計算算結結果果與與查查表表結結果果差差異異較較大大,,實實用用價價值值有有限限。。例例如如,,同同樣樣是是一一端端嵌嵌固固的的細細長長柱柱,,若若上上端端為為鉸鉸接接,,按按公公式式計計算算與與查查表表結結果果基基本本一一致致,,;;而而若若上上端端的的約約束束很很弱弱,,取取,,按按公公式式計計算算與與查查表表結結果果差差異異很很大大,,查查表表結結果果,,而而按按公公式式計計算算結結果果,,自自相相矛矛盾盾。。各國規規范計計算方方法的的對比比分析析我國規規范GB50010-2002中,當當水平平荷載載產生生的彎彎矩設設計值值占總總彎矩矩設計計值的的75%以上時時,框框架柱柱的計計算長長度系系數計計算公公式與與英國國規范范BS8110有側移移結構構框架架柱計計算長長度系系數公公式十十分相相似,,應該該基于于相同同的基基本假假定,,但系系數略略有差差異。。SATWE軟件的的程序序實現現SATWE軟件分分中國國規范范版、、英國國規范范版和和美國國規范范版,,在上上述版版本中中,分分別實實現了了三本本規范范各自自給出出的柱柱計算算長度度系數數計算算公式式。。在柱的的計算算長度度系數數計算算中,,考慮慮了柱柱兩個個主軸軸方向向計算算長度度系數數可能能不同同的情情況。。柱兩兩個主主軸方方向的的計算算長度度系數數是分分別計計算的的,如如對于于一根根柱,,若某某個主主軸方方向既既不與與梁連連接,,又不不與樓樓板連連接,,則柱柱的該該方向向和越越層情情況相相類似似,程程序會會自動動按越越層情情況對對該方方向的的計算算長度度系數數進行行搜索索計算算。短柱

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