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文檔簡介

李云貴設計規范要求在軟件中的實現及設計參數的合理確定內容恒載計算活載計算風荷載計算地震作用計算地震作用調整設計內力調整作用效應組合荷載取值模擬施工加載計算施工加載1施工加載21.恒載計算

1.1施工加載過程1.2模擬施工加載的機理在豎向恒載作用下,結構變形基本上是在施工過程中逐層形成的。逐層形成結構剛度;逐層找平;逐層加荷載。在逐層施工過程中,基礎發生不均勻沉降。恒載作用下結構變形形成示意圖

恒載作用下結構變形形成近似示意圖模擬施工加載1的計算簡圖

1.3模擬施工加載1考慮了從下往上依次施工和逐層找平因素的影響;未考慮結構地基的不均勻沉降;若結構地基無不均勻沉降,模擬施工加載1能較準確地反映結構的實際受力狀態;若結構地基有不均勻沉降,上述分析結果會存在一定的誤差,尤其對于框剪結構,外圍框架柱受力偏小。1.4模擬施工加載2考慮在模擬施工加載1的基礎上,近似考慮基礎的不均勻沉降:

(1)假定基礎的剛度是均勻的; (2)豎向構件的軸向剛度放大10倍,間接減小豎 向變形差。“模擬施工加載2”在理論上并不嚴密,是一種經驗上的處理方法,但這種經驗上的處理,會使地基有不均勻沉降的結構的分析結果更合理,能更好地反映這類結構的實際受力狀態。上海環環球金金融中中心((101層層)上海國國際金金融中中心高101層層巨型柱柱巨型支支撐帶狀桁桁架伸臂桁桁架轉換桁桁架核心筒筒墻內內的鋼鋼支撐撐核心筒筒體系系(-3-91層))下部和和中部部核心心筒的的交接接轉換換(57-63層))巨型支支撐((7-18層))巨型支支撐((19-30層層)巨型支支撐((78-93層層)頂部連接內內筒和和外柱柱的伸伸臂桁桁架和和帶狀狀桁架架活載作作用隨隨機性性的模模擬活載作作用的的加載載方式式活載作作用的的折減減2.活載計計算3.風荷載載計算算風壓標標準值值計算算2.1振型系系數按新荷荷載規規范7.4.5條,采采用條條文說說明中中的公公式計計算::該公式式是以以高層層建筑筑為主主,且且結構構以彎彎剪型型變形形為主主的振振型系系數計計算公公式。。2.2結構基基本自自振周周期脈動增增大系系數ξ與結構構的基基本周周期有有關((woT12)。結構的的基本本周期期可采采用結結構力力學方方法計計算,,對于于比較較規則則的結結構,,也可可以采采用近近似方方法計計算::框架結結構T=(0.08-1.00)N框剪結結構、、框筒筒結構構T=(0.06-0.08)N剪力墻墻結構構、筒筒中筒筒結構構T=(0.05-0.06)N其中N為結構構層數數。也可采采用結結構分分析得得到的的結構構第1平動周周期。。2.3風風作用用的編編輯修修改文本文文件修修改圖形修修改4.地地震震作用用計算算有效質質量系系數扭轉耦耦聯雙向地地震扭扭轉效效應偶然偏偏心多方向向水平平地震震作用用抗震規規范第第5.2.2條規定定抗震震計算算時,,不進進行扭扭轉耦耦聯計計算的的結構構,水水平地地震作作用標標準值值的效效應,,可只只取前前2~3個振型型,當當基本本自振振周期期大于于1.5s或房屋屋高寬寬比大大于5時,振振型個個數應應適當當增加加。其其條文文說明明中還還指出出為使使高柔柔建筑筑的分分析精精度有有所改改進,,其組組合的的振型型個數數適當當增加加。振振型個個數一一般可可以取取振型型參與與質量量達到到總質質量的的90%所需的的振型型數。。高規5.1.13-2條規定定,抗抗震計計算時時,宜宜考慮慮平扭扭耦聯聯計算算結構構的扭扭轉效效應,,振型型數不不應小小于15,對多多塔結結構的的振型型數不不應小小于塔塔樓數數的9倍,且且計算算振型型數應應使振振型參參與質質量不不小于于總質質量的的90%。4.1有有效質質量系系數WILSONE.L.教授提提出了了振型型有效效質量量系數數的概概念,,用于于判斷斷參與與振型型數足足夠與與否。。有效質質量因因子的的含義義解釋釋。程序自自動計計算該該參數數并輸輸出。。TAT輸出在在“TAT-4.OUT”文件中中,SATWE輸出在在“WZQ.OUT”文件中中,PMSAP則輸出出在““工程程名.ABS””文件中中。4.2扭扭轉耦耦聯對于多多層和和高層層建筑筑,建建議都都考慮慮扭轉轉耦聯聯。新高規規3.3.4條規定定,質質量、、剛度度不對對稱、、不均均勻的的結構構,以以及高高度超超過100m的高層層建筑筑結構構應采采用考考慮扭扭轉耦耦聯振振動影影響的的振型型分解解反應應譜法法。新抗震震規范范5.2.3條規定定,規規則結結構不不進行行扭轉轉耦連連計算算時,,平行行于地地震作作用方方向的的兩個個邊榀榀,其其地震震作用用效應應應乘乘增大大系數數。對于非非耦聯情況況,89規范版版采用用簡化化剛度度計算算;新規范范版改改為采采用真真實剛剛度計計算。。非耦聯耦聯4.3雙雙向向地震震作用用新抗震震規范范5.1.1條規定定,質質量和和剛度度分布布明顯顯不對對稱的的結構構,應應計入入雙向向地震震作用用下的的扭轉轉影響響。一般情情況,,可根根據不不考慮慮偶然然偏心心的樓樓層最最大位位移與與平均均位移移比判判斷:A級>1.2,B級>1.25.2.3條給出出的雙雙向地地震作作用計計算公公式如如下雙向地地震作作用計計算原原則雙向地地震作作用計計算示示例單方向X方向Mxx=100Mxy=50Nx=100Y方向Myx=50Myy=100Ny=100雙方向X`方向Mxx`=109Mxy`=50Nx`=131Y`方向Myx`=50Myy`=109Ny`=1314.4偶偶然偏偏心新高規3.3.3條規定,計算地震震作用時,應考慮慮偶然偏心的影響響,附加偏心距可可取與地震作用方方向垂直的建筑物物邊長的5%。從理論上講,各個個樓層的質心都可可以在各自不同的的方向出現偶然偏偏心,程序中只考考慮四種最不利偏偏心方式:X正向偏心5%、X負向偏心5%Y正向偏心5%、Y負向偏心5%偶然偏心計算方法法考慮偶然偏心的計計算。結構分析涉涉及的因素有:剛度、質量、周期期、振型、地震作作用、位移、內力力方法1(TBSA):剛度、質量、周期、振型型、地震作用、位位移、內力方法2(SATWE、TAT、PMSAP):剛度、質量、周期期、振型、地震作用、位移、、內力實例:偶然偏心心對構件內力的影影響構件標準內力對比比(FRAM1第8層)梁支座彎矩比∶1.16(2)1.01(24)AVER=1.06梁剪力比∶∶1.16(2)1.01(24)AVER=1.06柱剪力Vx比∶1.17(23)1.01(6)AVER=1.06柱剪力Vy比∶1.17(24)1.01(2)AVER=1.07柱軸力N比∶1.09(20)1.02(2)AVER=1.05柱底彎矩Mx比∶∶1.17(24)1.01(2)AVER=1.07柱底彎矩My比∶∶1.16(23)1.01(6)AVER=1.06柱頂彎矩Mx比∶∶1.17(24)1.01(2)AVER=1.07柱頂彎矩My比∶∶1.17(24)1.01(2)AVER=1.07偶然偏心對配筋((平均)的影響柱柱梁梁15層框剪11.9%2.3%13層框剪(PJ2) 0.4%1.7%33層框支0.8%8層框架7.7% 3.9%21層框剪0.9%1.2%19層框剪1.3%1.2%18層框剪0.7%3.0%偶然偏心對最大位位移比的影響(最最大/平均)不考慮考考慮慮增增加15層框剪1.201.318.11%13層框剪(PJ2)1.821.956.99%33層框支1.051.530.32%8層框架1.762.3926.22%19層框剪1.571.7510.04%18層框剪1.432.0329.16%偶然偏向與雙向地地震作用的關系高規3.3.1條的條文說明:當計算雙向地震作作用時,可不考慮慮質量偶然偏心的的影響抗震規范5.2.5條的條文說明:如果考慮(雙向地震)扭轉耦聯影響的地地震作用效應小于于考慮偶然偏心引引起的地震作用效效應時,應取后者者以策安全,但二二者不疊加計算。。4.5多方向水平地震作作用規范條文抗震規范5.1.1條規定,有斜交抗側力構件件的結構,當相交角度大于15度時,應分別計算各抗側側力構件方向的水水平地震作用。程序實現針對這一條,程序序增加了自動計算算多方向水平地震震作用的功能。用用戶可以根據需要要指定多個(最多多允許12個)地震作用方向向,程序對每一地地震方向進行地震震反應譜分析,計計算相應的構件內內力。在構件設計計階段,也將考慮慮每一方向地震作作用下構件內力的的組合,這樣不至至于漏掉最不利情情形,保證了結構構設計的安全。無斜交抗側力結構構無斜交抗側力結構構有斜交抗側力結構構有斜交抗側力結構構5.地震作用調整最小地震剪力調整整0.2Qo調整邊榀地震作用效應應調整豎向不規則結構地地震作用效應調整整轉換梁地震作用下下的內力調整框支柱地震作用下下的內力調整板柱—抗震墻結構地震作作用調整5.1最小地震剪力調整整新規范5.2.5條規定,抗震驗算算時,結構任一樓樓層的水平地震的的剪重比不應小于于表5.2.5給出的最小地震剪剪力系數λ。對于豎向不規則結結構的薄弱層,尚尚應乘以1.15的增大系數。類別7度7.5度8度8.5度9度扭轉效應明顯或基本周期小于3.5s1.62.43.24.86.4基本周期大于5.0s1.2

1.82.43.24.0基本周期介于3.5s和5.0s之間的結構,可插入取值。最小地震剪力調整整軟件實現:設置控制開關,設設計人員可以干干預;僅調整內力,而且且調整后的內力不不平衡。5.20.2Qo調整抗震規范6.2.13條規定,側側向剛度沿沿豎向分布布基本均勻勻的框—剪結構,任任一層框架架部分的地地震剪力,,不應小于于結構底部部總地震剪剪力Vo的20%和按框—剪結構分析析的框架部部分各樓層層地震剪力力中最大值值Vfmax的1.5倍二者的較較小值。高規8.1.4條(分段0.2Qo調整):對框架柱數數量從下到到上有規律律變化的結結構,Vo應取每段最最下一層結構對對應地震作作用標準值值的結構底底部總剪力力。SATWE程序0.2Q0調調整系數的的修改用戶在工作作目錄建立立文本文件件SATINPUT.02Q該文件格式式如下:ISTCxCyISTCxCy………..ISTCxCy比如:21.51.8指指定第第2層x、、y方向的的調整系數數62.01.271.21.2SATWE在文件WV02Q.OUT中輸出0.2Q0系數5.3邊邊榀地震作作用效應調調整新規范5.2.3條規定,規規則結構不不進行扭轉轉耦連計算算時,平行行于地震作作用方向的的兩個邊榀榀,其地震震作用效應應應乘增大大系數。一般情況下下,短邊可可按1.15采用,長邊邊可按1.05采用;當扭扭轉剛度較較小時,宜宜按不小于于1.3采用。軟件未執行行這一條規規定。可通過考慮慮扭轉耦連連來避開這這一條規定定。5.4豎豎向不規則則結構地震震作用效應應調整新規范3.4.3條規定,豎豎向不規則則的建筑結結構,其薄薄弱層的地地震剪力應應乘以1.15的增大系數數。新高規5.1.14條規定,樓樓層側向剛剛度小于上上層的70%或其上三層層平均值的的80%時,該樓層層地震剪力力應乘1.15增大系數。。軟件要求在在參數定義義菜單指定定薄弱層。5.5轉轉換梁地震震作用下的的內力調整整新規范3.4.3條規定,豎豎向不規則則的建筑結結構,豎向向抗側力構構件不連續續時,該構構件傳遞給給水平轉換換構件的地地震內力應應乘以1.25-1.5的增大系數數。新高規10.2.23條規定,轉轉換梁在特特一級和一一、二級抗抗震設計時時,其地震震作用下的的內力分別別放大1.8、1.5、1.25倍。軟件要求在“特殊構構件定義””中定義轉轉換梁。5.6框支柱地震震作用下的的內力調整整新高規10.2.7條規定,框框支柱數目目不多于10根時:當框支層為為1—2層時各層每每根柱所受受的剪力應應至少取基基底剪力的的2%; 當框支支層為3層及3層以上時,,各層每根根柱所受的的剪力應至至少取基底底剪力的3%。;框支柱數目目多于10根時,當框框支層為1—2層時每層框框支柱所承承受剪力之之和應取基基底剪力20%,當框支層層為3層及3層以上時,,每層框支支柱所承受受剪力之和和應取基底底剪力30%。框支柱剪力力調整后,,應相應調調整框支柱柱的彎矩及及柱端梁的的剪力、彎彎矩,框支支柱的軸力力可不調整整。框支柱地震震作用下的的內力調整整軟件要求在“特殊構構件定義””中定義框支柱。由于調整系系數往往很很大,為了了避免異常常情況,程程序給出一一個控制開開關,由設設計人員決決定是否對對與框支柱柱相連的框框架梁的彎彎矩、剪力力進行相應應調整。5.7板板柱—抗震墻墻結構地震震作用調整整新抗震規范范第6.6.5條規定,板柱—抗震墻結構的抗震墻,應承擔結結構的全部部地震作用用,各層板板柱部分應應滿足計算算要求,并并應能承擔擔不少于各各層地震作作用的20%。軟件按要求求進行調整整。6.設計內力調調整梁設計剪力力調整柱設計內力力調整剪力墻設計計內力調整整9度或一級框框架結構構件的抗震震等級6.1梁設計剪力力調整抗震規范第第6.2.4條和高高規第6.2.5、、7.2.21條規規定,抗震震設計時,,特一、一一、二、三三級的框架架梁和抗震震墻中高跨跨比大于2.5的連連梁,其梁梁端截面的的組合設計計剪力值應應調整。抗震等級框架梁連梁特一1.561.3一1.3/1.2711.3/1.271二1.2/1.051.2/1.05三1.1/1.01.1/1.06.2柱設計內力力調整為了體現抗抗震設計中中強柱弱梁梁概念設計計的要求,,抗震規范范第6.2.2、6.2.3、6.2.6、6.2.10條和高高規第4.9.2條條規定,抗抗震設計時時,特一、、一、二、、三級的框框架柱、框框架結構的的底層柱下下端截面、、角柱、框框支柱的組組合設計內內力值應調調整。抗震等級特一一二三框架柱M1.681.4/1.331.2/1.11.1Q2.82241.96/1.461.44/1.211.21框架結構底層柱底M1.8-1.251.15Q3.024-1.51.265角柱M1.8481.541.321.21Q3.1052.1561.5841.331框架結構底層角柱底M1.98-1.3751.265Q3.326-1.651.392框支柱M1.81.51.25-Q3.0242.11.5-6.3剪力墻設計計內力調整整高規第7.2.10、10.2.14、4.9.2條條規定,抗抗震設計時時,特一、、一、二、、三級的剪剪力墻底部部加強區和和非加強區區截面組合合的設計內內力值應調調整。

抗震等級底部加強區非加強區一般墻M框支落地墻MQMQ特一1.11.81.91.31.2一1.01.51.6/1.331.21.2二1.01.251.4/1.1

1.01.0三1.01.01.2/1.01.01.06.49度或或一級框架架結構(1)對于9度設防烈度度的各類框框架和一級級抗震等級級的框架結結構,框架架梁和連梁梁端部剪力力調整、柱柱端部彎矩矩和剪力調調整應按實實配鋼筋和和材料強度度標準值來來計算。程序根據用用戶輸入的的超配系數數ηAs,并取鋼筋超超強系數為為1.1。按新抗震規規范第6.2.4條、新高規規第7.2.22條計算框架架梁和連梁梁端部剪力力調整系數數ηV=1.1*1.1*ηAs9度或一級級框架結構構(2)按新抗震規規范第6.2.3條,柱端部部彎矩調整整系數:ηmc=1.2*1.1ηηAs柱端部剪力調整系數數ηvc按抗震規范范第255頁公式近似似計算,其其中近似取取軸壓比λN=0.4:ηvc=1.2*[0.15+0.7*(0.4762+ηAs)]ηmc=1.584*[0.15+0.7*(0.4762+ηAs)]ηAsηAs=1.10 1.15

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