設(shè)計規(guī)范要求在軟件中的實現(xiàn)及設(shè)計參數(shù)的合理確定01演示文檔

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設(shè)計規(guī)范要求在軟件中的實現(xiàn)及設(shè)計參數(shù)的合理確定,.,內(nèi)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(diào)整 設(shè)計內(nèi)力調(diào)整 作用效應(yīng)組合,.,荷載取值 模擬施工加載計算 施工加載 1 施工加載 2,1. 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(jié)構(gòu)變形基本上是在施工過程中逐層形成的。 逐層形成結(jié)構(gòu)剛度； 逐層找平； 逐層加荷載。 在逐層施工過程中，基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降。,.,恒載作用下結(jié)構(gòu)變形形成示意圖,,.,,,,恒載作用下結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)地基的不均勻沉降； 若結(jié)構(gòu)地基無不均勻沉降，模擬施工加載1能較準確地反映結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài)； 若結(jié)構(gòu)地基有不均勻沉降，上述分析結(jié)果會存在一定的誤差，尤其對于框剪結(jié)構(gòu)，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(chǔ)上，近似考慮基礎(chǔ)的不均勻沉降： （1）假定基礎(chǔ)的剛度是均勻的； （2）豎向構(gòu)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(jīng)驗上的處理方法，但這種經(jīng)驗上的處理，會使地基有不均勻沉降的結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果更合理，能更好地反映這類結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài)。,.,上海環(huán)球金融中心（101層）,.,上海國際金融中心 高101層 巨型柱 巨型支撐 帶狀桁架 伸臂桁架 轉(zhuǎn)換桁架 核心筒墻內(nèi)的鋼支撐,.,核心筒體系(-3-91層）,.,下部和中部核心筒的交接轉(zhuǎn)換（57-63層）,.,巨型支撐（7-18層）,.,巨型支撐（19-30層）,.,巨型支撐（78-93層）,.,頂部,.,連接內(nèi)筒和外柱的伸臂桁架和帶狀桁架,.,.,活載作用隨機性的模擬 活載作用的加載方式 活載作用的折減,2. 活載計算,.,3. 風荷載計算,.,.,風壓標準值計算,.,,,,2.1 振型系數(shù),按新荷載規(guī)范7.4.5條，采用條文說明中的公式計算：,該公式是以高層建筑為主，且結(jié)構(gòu)以彎剪型變形為主的振型系數(shù)計算公式。,.,,,,2.2 結(jié)構(gòu)基本自振周期,脈動增大系數(shù)ξ與結(jié)構(gòu)的基本周期有關(guān)（woT12）。結(jié)構(gòu)的基本周期可采用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計算，對于比較規(guī)則的結(jié)構(gòu)，也可以采用近似方法計算： 框架結(jié)構(gòu) T=（0.08-1.00）N 框剪結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu) T=（0.06-0.08）N 剪力墻結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu) T=（0.05-0.06）N 其中N為結(jié)構(gòu)層數(shù)。 也可采用結(jié)構(gòu)分析得到的結(jié)構(gòu)第1平動周期。,.,,,,2.3 風作用的編輯修改,文本文件修改 圖形修改,4. 地震作用計算,有效質(zhì)量系數(shù) 扭轉(zhuǎn)耦聯(lián) 雙向地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng) 偶然偏心 多方向水平地震作用,.,,,抗震規(guī)范第5.2.2條規(guī)定抗震計算時，不進行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算的結(jié)構(gòu)，水平地震作用標準值的效應(yīng)，可只取前2～3個振型，當基本自振周期大于1.5s或房屋高寬比大于5時，振型個數(shù)應(yīng)適當增加。其條文說明中還指出為使高柔建筑的分析精度有所改進，其組合的振型個數(shù)適當增加。振型個數(shù)一般可以取振型參與質(zhì)量達到總質(zhì)量的90%所需的振型數(shù)。 高規(guī)5.1.13-2條規(guī)定，抗震計算時，宜考慮平扭耦聯(lián)計算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，振型數(shù)不應(yīng)小于15，對多塔結(jié)構(gòu)的振型數(shù)不應(yīng)小于塔樓數(shù)的9倍，且計算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%。,4.1 有效質(zhì)量系數(shù),.,,,WILSON E.L. 教授提出了振型有效質(zhì)量系數(shù)的概念，用于判斷參與振型數(shù)足夠與否。 有效質(zhì)量因子的含義解釋。 程序自動計算該參數(shù)并輸出。TAT輸出在“TAT-4.OUT”文件中，SATWE輸出在“WZQ.OUT”文件中，PMSAP則輸出在“工程名.ABS”文件中。,,.,,,4.2 扭轉(zhuǎn)耦聯(lián),對于多層和高層建筑，建議都考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)。 新高規(guī)3.3.4條規(guī)定，質(zhì)量、剛度不對稱、不均勻的結(jié)構(gòu)，以及高度超過100m的高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動影響的振型分解反應(yīng)譜法。 新抗震規(guī)范5.2.3條規(guī)定，規(guī)則結(jié)構(gòu)不進行扭轉(zhuǎn)耦連計算時，平行于地震作用方向的兩個邊榀，其地震作用效應(yīng)應(yīng)乘增大系數(shù)。,.,,,對于非耦聯(lián)情況， 89規(guī)范版采用簡化剛度計算； 新規(guī)范版改為采用真實剛度計算。 非耦聯(lián) 耦聯(lián),.,,,4.3 雙向地震作用,新抗震規(guī)范5.1.1條規(guī)定，質(zhì)量和剛度分布明顯不對稱的結(jié)構(gòu)，應(yīng)計入雙向地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。 一般情況，可根據(jù)不考慮偶然偏心的樓層最大位移與平均位移比判斷: A級>1.2，B級>1.2 5.2.3條給出的雙向地震作用計算公式如下,.,,,雙向地震作用計算原則,.,,雙向地震作用計算示例,,.,,,4.4 偶然偏心,新高規(guī)3.3.3條規(guī)定，計算地震作用時，應(yīng)考慮偶然偏心的影響，附加偏心距可取與地震作用方向垂直的建筑物邊長的5%。 從理論上講，各個樓層的質(zhì)心都可以在各自不同的方向出現(xiàn)偶然偏心，程序中只考慮四種最不利偏心方式： 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,考慮偶然偏心的計算。結(jié)構(gòu)分析涉及的因素有： 剛度、質(zhì)量、周期、振型、地震作用、位移、內(nèi)力 方法1（TBSA）： 剛度、質(zhì)量、周期、振型、地震作用、位移、內(nèi)力 方法2（SATWE、TAT、PMSAP）： 剛度、質(zhì)量、周期、振型、地震作用、位移、內(nèi)力,實例： 偶然偏心對構(gòu)件內(nèi)力的影響 構(gòu)件標準內(nèi)力對比 (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 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%,偶然偏心對最大位移比的影響（最大/平均） 不考慮 考慮 增加,15層框剪 1.20 1.31 8.11% 13層框剪(PJ2) 1.82 1.95 6.99% 33層框支 1.05 1.5 30.32% 8層框架 1.76 2.39 26.22% 19層框剪 1.57 1.75 10.04% 18層框剪 1.43 2.03 29.16%,.,,,偶然偏向與雙向地震作用的關(guān)系,高規(guī)3.3.1條的條文說明： 當計算雙向地震作用時，可不考慮質(zhì)量偶然偏心的影響 抗震規(guī)范5.2.5條的條文說明： 如果考慮(雙向地震) 扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)影響的地震作用效應(yīng)小于考慮偶然偏心引起的地震作用效應(yīng)時，應(yīng)取后者以策安全，但二者不疊加計算。,4.5 多方向水平地震作用,規(guī)范條文 抗震規(guī)范5.1.1條規(guī)定,有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu),當相交角度大于15度時,應(yīng)分別計算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用。 程序?qū)崿F(xiàn) 針對這一條，程序增加了自動計算多方向水平地震作用的功能。用戶可以根據(jù)需要指定多個（最多允許12個）地震作用方向，程序?qū)γ恳坏卣鸱较蜻M行地震反應(yīng)譜分析，計算相應(yīng)的構(gòu)件內(nèi)力。在構(gòu)件設(shè)計階段，也將考慮每一方向地震作用下構(gòu)件內(nèi)力的組合，這樣不至于漏掉最不利情形，保證了結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全。,,無斜交抗側(cè)力結(jié)構(gòu),無斜交抗側(cè)力結(jié)構(gòu),有斜交抗側(cè)力結(jié)構(gòu),有斜交抗側(cè)力結(jié)構(gòu),.,5. 地震作用調(diào)整,最小地震剪力調(diào)整 0.2Qo調(diào)整 邊榀地震作用效應(yīng)調(diào)整 豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)調(diào)整 轉(zhuǎn)換梁地震作用下的內(nèi)力調(diào)整 框支柱地震作用下的內(nèi)力調(diào)整 板柱—抗震墻結(jié)構(gòu)地震作用調(diào)整,.,,5.1 最小地震剪力調(diào)整,新規(guī)范5.2.5條規(guī)定，抗震驗算時，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)λ。對于豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)的薄弱層，尚應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù)。,.,,最小地震剪力調(diào)整,軟件實現(xiàn)： 設(shè)置控制開關(guān)， 設(shè)計人員可以干預(yù)； 僅調(diào)整內(nèi)力，而且調(diào)整后的內(nèi)力不平衡。,.,,5.2 0.2Qo調(diào)整,抗震規(guī)范6.2.13條規(guī)定，側(cè)向剛度沿豎向分布基本均勻的框—剪結(jié)構(gòu)，任一層框架部分的地震剪力，不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力Vo的20%和按框—剪結(jié)構(gòu)分析的框架部分各樓層地震剪力中最大值Vfmax的1.5倍二者的較小值。,高規(guī)8.1.4條（分段0.2Qo調(diào)整）： 對框架柱數(shù)量從下到上有規(guī)律變化的結(jié)構(gòu)， Vo應(yīng)取每段最下一層結(jié)構(gòu)對應(yīng)地震作用標準值的結(jié)構(gòu)底部總剪力。,SATWE程序0.2Q0調(diào)整系數(shù)的修改,用戶在工作目錄建立文本文件 SATINPUT.02Q 該文件格式如下： IST Cx Cy IST Cx Cy ……….. IST Cx Cy 比如： 2 1.5 1.8 指定第2層x、y方向的調(diào)整系數(shù) 6 2.0 1.2 7 1.2 1.2,,,SATWE在文件WV02Q.OUT中輸出0.2Q0系數(shù),.,,5.3 邊榀地震作用效應(yīng)調(diào)整,新規(guī)范5.2.3條規(guī)定，規(guī)則結(jié)構(gòu)不進行扭轉(zhuǎn)耦連計算時，平行于地震作用方向的兩個邊榀，其地震作用效應(yīng)應(yīng)乘增大系數(shù)。 一般情況下，短邊可按1.15采用，長邊可按1.05采用；當扭轉(zhuǎn)剛度較小時，宜按不小于1.3采用。 軟件未執(zhí)行這一條規(guī)定。 可通過考慮扭轉(zhuǎn)耦連來避開這一條規(guī)定。,.,,5.4 豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)調(diào)整,新規(guī)范3.4.3條規(guī)定，豎向不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，其薄弱層的地震剪力應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù)。 新高規(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%時，該樓層地震剪力應(yīng)乘1.15增大系數(shù)。 軟件要求在參數(shù)定義菜單指定薄弱層。,.,,5.5 轉(zhuǎn)換梁地震作用下的內(nèi)力調(diào)整,新規(guī)范3.4.3條規(guī)定，豎向不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)時，該構(gòu)件傳遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力應(yīng)乘以1.25-1.5的增大系數(shù)。 新高規(guī)10.2.23條規(guī)定，轉(zhuǎn)換梁在特一級和一、二級抗震設(shè)計時，其地震作用下的內(nèi)力分別放大1.8、1.5、1.25倍。 軟件要求在“特殊構(gòu)件定義”中定義轉(zhuǎn)換梁。,.,,5.6 框支柱地震作用下的內(nèi)力調(diào)整,新高規(guī)10.2.7條規(guī)定，框支柱數(shù)目不多于10根時:當框支層為1—2層時各層每根柱所受的剪力應(yīng)至少取基底剪力的2%； 當框支層為3層及3層以上時，各層每根柱所受的剪力應(yīng)至少取基底剪力的3%。； 框支柱數(shù)目多于10根時，當框支層為1—2層時每層框支柱所承受剪力之和應(yīng)取基底剪力20%，當框支層為3層及3層以上時，每層框支柱所承受剪力之和應(yīng)取基底剪力30%。 框支柱剪力調(diào)整后，應(yīng)相應(yīng)調(diào)整框支柱的彎矩及柱端梁的剪力、彎矩，框支柱的軸力可不調(diào)整。,.,,框支柱地震作用下的內(nèi)力調(diào)整,軟件要求在“特殊構(gòu)件定義”中定義框支柱。 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)，由設(shè)計人員決定是否對與框支柱相連的框架梁的彎矩、剪力進行相應(yīng)調(diào)整。,.,,5.7 板柱—抗震墻結(jié)構(gòu)地震作用調(diào)整,新抗震規(guī)范第6.6.5條規(guī)定，板柱—抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震墻，應(yīng)承擔結(jié)構(gòu)的全部地震作用，各層板柱部分應(yīng)滿足計算要求，并應(yīng)能承擔不少于各層地震作用的20%。 軟件按要求進行調(diào)整。,.,6. 設(shè)計內(nèi)力調(diào)整,梁設(shè)計剪力調(diào)整 柱設(shè)計內(nèi)力調(diào)整 剪力墻設(shè)計內(nèi)力調(diào)整 9度或一級框架結(jié)構(gòu) 構(gòu)件的抗震等級,.,,6.1 梁設(shè)計剪力調(diào)整,,,,,抗震規(guī)范第6.2.4條和高規(guī)第6.2.5、7.2.21條規(guī)定，抗震設(shè)計時，特一、一、二、三級的框架梁和抗震墻中高跨比大于2.5的連梁，其梁端截面的組合設(shè)計剪力值應(yīng)調(diào)整。,.,,6.2 柱設(shè)計內(nèi)力調(diào)整,,,,,為了體現(xiàn)抗震設(shè)計中強柱弱梁概念設(shè)計的要求，抗震規(guī)范第6.2.2、6.2.3、6.2.6、6.2.10條和高規(guī)第4.9.2條規(guī)定，抗震設(shè)計時，特一、一、二、三級的框架柱、框架結(jié)構(gòu)的底層柱下端截面、角柱、框支柱的組合設(shè)計內(nèi)力值應(yīng)調(diào)整。,.,.,,6.3 剪力墻設(shè)計內(nèi)力調(diào)整,,,,,高規(guī)第7.2.10 、10.2.14、4.9.2條規(guī)定，抗震設(shè)計時，特一、一、二、三級的剪力墻底部加強區(qū)和非加強區(qū)截面組合的設(shè)計內(nèi)力值應(yīng)調(diào)整。,.,,6.4 9度或一級框架結(jié)構(gòu) （1）,,,,,對于9度設(shè)防烈度的各類框架和一級抗震等級的框架結(jié)構(gòu)，框架梁和連梁端部剪力調(diào)整、柱端部彎矩和剪力調(diào)整應(yīng)按實配鋼筋和材料強度標準值來計算。 程序根據(jù)用戶輸入的超配系數(shù)ηAs，并取鋼筋超強系數(shù)為1.1 。 按新抗震規(guī)范第6.2.4條、新高規(guī)第7.2.22條計算框架梁和連梁端部剪力調(diào)整系數(shù)ηV=1.1*1.1*ηAs,.,,9度或一級框架結(jié)構(gòu) （2）,,,,,按新抗震規(guī)范第6.2.3條，柱端部彎矩調(diào)整系數(shù)： ηmc =1.2*1.1ηAs 柱端部剪力調(diào)整系數(shù)ηvc按抗震規(guī)范第255頁公式近似計算，其中近似取軸壓比λN=0.4： ηvc=1.2*[0.15+0.7*(0.4762+ηAs)]ηmc =1.584*[0.15+0.7*(0.4762+ηAs)]ηAs ηAs = 1.10 1.15 1.20 ηmc = 1.45 1.52 1.58 ηvc = 2.18 2.35 2.52,.,,9度或一級框架結(jié)構(gòu) （3）,,,,,對于9度設(shè)防烈度的各類剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻底部加強部位的設(shè)計剪力調(diào)整應(yīng)按實配鋼筋和材料強度標準值來計算。新抗震規(guī)范第6.2.8條條文說明給出的公式計算剪力調(diào)整系數(shù): ηvc=1.2+ (ηAs –1)/(0.6+0.02/λN) 程序近似取ηV=1.7，相當于ηAs =1.8， λN =0.2,.,,6.5 構(gòu)件的抗震等級,,,,,按新高規(guī)第10.2.5條規(guī)定，對大于等于3層的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，程序?qū)β涞丶袅?、框支柱自動增?級抗震等級，但已經(jīng)是特1級的不再提高。對不落地墻、非框支柱不再提高。是否為落地剪力墻，由程序自動按上下截面是否對齊來判斷。 按新高規(guī)第7.1.2-3條規(guī)定，當結(jié)構(gòu)體系定義為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)時，對墻肢高度和厚度之比不大于8的短肢剪力墻，其抗震等級自動提高一級。同時程序輸出墻肢高度和厚度之比不大于8的短肢墻所占有的地震剪力和傾覆彎矩的百分比。 新規(guī)范軟件可以對每層每個梁、柱、支撐和剪力墻單獨定義抗震等級。這為新規(guī)范中特殊設(shè)計需要開了方便之門，如：地下室部分、裙房部分、弱聯(lián)結(jié)部分等等。,7. 作用效應(yīng)組合,對于普通房屋建筑 可直接采用隱含組合 對于活荷載大于4KN/M*M的建筑 修改活荷載的分項系數(shù)和組合系數(shù) 修改活荷質(zhì)量折減系數(shù) 修改地震組合中的活荷的重力荷載代表值系數(shù) 100年設(shè)計使用期的建筑 目前工程中采用的組合 《統(tǒng)一標準》的組合,.,