設(shè)計(jì)規(guī)范要求在軟件中的實(shí)現(xiàn)及設(shè)計(jì)參數(shù)的合

1、李云貴設(shè)計(jì)規(guī)范要求在軟件中的實(shí)現(xiàn)及設(shè)計(jì)參數(shù)的合理確定1內(nèi)容 恒載計(jì)算活載計(jì)算 風(fēng)荷載計(jì)算地震作用計(jì)算地震作用調(diào)整設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整作用效應(yīng)組合2荷載取值模擬施工加載計(jì)算施工加載 1施工加載 21. 恒載計(jì)算 31.1 施工加載過(guò)程41.2 模擬施工加載的機(jī)理在豎向恒載作用下，結(jié)構(gòu)變形基本上是在施工過(guò)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(guò)程中，基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降。5恒載作用下結(jié)構(gòu)變形形成示意圖 6恒載作用下結(jié)構(gòu)變形形成近似示意圖7模擬施工加載1的計(jì)算簡(jiǎn)圖 81.3 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(wú)不均勻沉降

2、，模擬施工加載1能較準(zhǔn)確地反映結(jié)構(gòu)的實(shí)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(huì)存在一定的誤差，尤其對(duì)于框剪結(jié)構(gòu)，外圍框架柱受力偏小。91.4 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(yán)密，是一種經(jīng)驗(yàn)上的處理方法，但這種經(jīng)驗(yàn)上的處理，會(huì)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(shí)際受力狀態(tài)。10上海環(huán)球金融中心（101層）11上海國(guó)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12核心筒體

3、系(-3-91層）13下部和中部核心筒的交接轉(zhuǎn)換（57-63層）14巨型支撐（7-18層）15巨型支撐（19-30層）16巨型支撐（78-93層）17頂部18連接內(nèi)筒和外柱的伸臂桁架和帶狀桁架1920活載作用隨機(jī)性的模擬活載作用的加載方式活載作用的折減2. 活載計(jì)算 213. 風(fēng)荷載計(jì)算 2223 風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算24 2.1 振型系數(shù) 按新荷載規(guī)范條，采用條文說(shuō)明中的公式計(jì)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(jì)算公式。 25 2.2 結(jié)構(gòu)基本自振周期 脈動(dòng)增大系數(shù)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(jì)算，對(duì)于比較規(guī)則的結(jié)構(gòu)，也可以采用近似

4、方法計(jì)算： 框架結(jié)構(gòu) T=（）N框剪結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu) T=（）N剪力墻結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu) T=（）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(dòng)周期。 26 2.3 風(fēng)作用的編輯修改文本文件修改圖形修改274. 地震作用計(jì)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28抗震規(guī)范第條規(guī)定抗震計(jì)算時(shí)，不進(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算的結(jié)構(gòu)，水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)，可只取前23個(gè)振型，當(dāng)基本自振周期大于或房屋高寬比大于5時(shí)，振型個(gè)數(shù)應(yīng)適當(dāng)增加。其條文說(shuō)明中還指出為使高柔建筑的分析精度有所改進(jìn)，其組合的振型個(gè)數(shù)適當(dāng)增加。振型個(gè)數(shù)一般可以取振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量的90%所需的振型數(shù)。高規(guī)條規(guī)

5、定，抗震計(jì)算時(shí)，宜考慮平扭耦聯(lián)計(jì)算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，振型數(shù)不應(yīng)小于15，對(duì)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(jì)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)29WILSON 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(dòng)計(jì)算該參數(shù)并輸出。TAT輸出在“”文件中，SATWE輸出在“”文件中，PMSAP則輸出在“工程名.ABS”文件中。304.2 扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)對(duì)于多層和高層建筑，建議都考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)。新高規(guī)條規(guī)定，質(zhì)量、剛度不對(duì)稱、不均勻的結(jié)構(gòu)，以及高度超過(guò)100m的高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動(dòng)影響的振型分解反應(yīng)

6、譜法。 新抗震規(guī)范條規(guī)定，規(guī)則結(jié)構(gòu)不進(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦連計(jì)算時(shí)，平行于地震作用方向的兩個(gè)邊榀，其地震作用效應(yīng)應(yīng)乘增大系數(shù)。31對(duì)于非耦聯(lián)情況，89規(guī)范版采用簡(jiǎn)化剛度計(jì)算；新規(guī)范版改為采用真實(shí)剛度計(jì)算。非耦聯(lián) 耦聯(lián)32 4.3 雙向地震作用新抗震規(guī)范條規(guī)定，質(zhì)量和剛度分布明顯不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，應(yīng)計(jì)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(jí)，B級(jí)條給出的雙向地震作用計(jì)算公式如下33 雙向地震作用計(jì)算原則34 雙向地震作用計(jì)算示例單方向X方向Mxx=100Mxy=50Nx=100Y方向Myx=50Myy=100Ny=100雙方向X方向Mxx=109Mxy=50

7、Nx=131Y方向Myx=50Myy=109Ny=131353637 4.4 偶然偏心新高規(guī)條規(guī)定，計(jì)算地震作用時(shí)，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(zhǎng)的5%。從理論上講，各個(gè)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(fù)向偏心5% Y正向偏心5% 、 Y負(fù)向偏心5%3839偶然偏心計(jì)算方法考慮偶然偏心的計(jì)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

8、震作用、位移、內(nèi)力40 實(shí)例： 偶然偏心對(duì)構(gòu)件內(nèi)力的影響 構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)力對(duì)比 (FRAM1 第 8 層) 梁支座彎矩比 梁剪力比 柱剪力Vx比 柱剪力Vy比 柱軸力N比 柱底彎矩Mx比 柱底彎矩My比 柱頂彎矩Mx比 柱頂彎矩My比 41 偶然偏心對(duì)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%42 偶然偏心對(duì)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 8.11%13層框剪 6.9

9、9%33層框支 1.05 1.5 30.32%8層框架 1.76 2.39 26.22%19層框剪 10.04%18層框剪 1.43 2.03 29.16%43偶然偏向與雙向地震作用的關(guān)系高規(guī)條的條文說(shuō)明： 當(dāng)計(jì)算雙向地震作用時(shí)，可不考慮質(zhì)量偶然偏心的影響抗震規(guī)范條的條文說(shuō)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(shí)，應(yīng)取后者以策安全，但二者不疊加計(jì)算。44 多方向水平地震作用 規(guī)范條文抗震規(guī)范條規(guī)定,有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu),當(dāng)相交角度大于15度時(shí),應(yīng)分別計(jì)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(duì)這一條，程序增加了自動(dòng)計(jì)算多方向水平地震作用的

10、功能。用戶可以根據(jù)需要指定多個(gè)（最多允許12個(gè)）地震作用方向，程序?qū)γ恳坏卣鸱较蜻M(jìn)行地震反應(yīng)譜分析，計(jì)算相應(yīng)的構(gòu)件內(nèi)力。在構(gòu)件設(shè)計(jì)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(jì)的安全。4546無(wú)斜交抗側(cè)力結(jié)構(gòu)47無(wú)斜交抗側(cè)力結(jié)構(gòu)48有斜交抗側(cè)力結(jié)構(gòu)49有斜交抗側(cè)力結(jié)構(gòu)505. 地震作用調(diào)整 最小地震剪力調(diào)整 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 51 最小地震剪力調(diào)整 新規(guī)范條規(guī)定，抗震驗(yàn)算時(shí)，結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震的剪重比不應(yīng)小于表給出的最小地震

11、剪力系數(shù)。對(duì)于豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)的薄弱層，尚應(yīng)乘以的增大系數(shù)。 類別7度7.5度8度8.5度9度扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期小于3.5s1.6 2.43.24.86.4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(jié)構(gòu)，可插入取值。52最小地震剪力調(diào)整軟件實(shí)現(xiàn)：設(shè)置控制開(kāi)關(guān)， 設(shè)計(jì)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。53 調(diào)整 抗震規(guī)范條規(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的倍二者的較小值。高規(guī)條（分段調(diào)整）：對(duì)框架柱

12、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(duì)應(yīng)地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的結(jié)構(gòu)底部總剪力。54SATWE程序調(diào)整系數(shù)的修改用戶在工作目錄建立文本文件 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) 7 1.2 1.2 55SATWE在文件中輸出系數(shù)56 5.3 邊榀地震作用效應(yīng)調(diào)整 新規(guī)范條規(guī)定，規(guī)則結(jié)構(gòu)不進(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦連計(jì)算時(shí)，平行于地震作用方向的兩個(gè)邊榀，其地震作用效應(yīng)應(yīng)乘增大系數(shù)。一般情況下，短邊可按采用，長(zhǎng)邊可按采用；當(dāng)扭轉(zhuǎn)剛度較小時(shí)，宜按不小于采用。軟件未執(zhí)行這一條規(guī)定。 可通過(guò)考慮扭轉(zhuǎn)耦連來(lái)

13、避開(kāi)這一條規(guī)定。57 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)乘以的增大系數(shù)。新高規(guī)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(shí)，該樓層地震剪力應(yīng)乘增大系數(shù)。軟件要求在參數(shù)定義菜單指定薄弱層。58 5.5 轉(zhuǎn)換梁地震作用下的內(nèi)力調(diào)整 新規(guī)范條規(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(shí)，該構(gòu)件傳遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力應(yīng)乘以的增大系數(shù)。新高規(guī)條規(guī)定，轉(zhuǎn)換梁在特一級(jí)和一、二級(jí)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，其地震作用下的內(nèi)力分別放大、倍。 軟件要求在“特殊構(gòu)件定義”中定義轉(zhuǎn)換梁。 59 框支柱地震作用下的內(nèi)力調(diào)整新高規(guī)條規(guī)定，框支柱數(shù)

14、目不多于10根時(shí):當(dāng)框支層為12層時(shí)各層每根柱所受的剪力應(yīng)至少取基底剪力的2%；當(dāng)框支層為3層及3層以上時(shí)，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(shí)，當(dāng)框支層為12層時(shí)每層框支柱所承受剪力之和應(yīng)取基底剪力20%，當(dāng)框支層為3層及3層以上時(shí)，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。 60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(gè)控制開(kāi)關(guān)，由設(shè)計(jì)人員決定是否對(duì)與框支柱相連的框架梁的彎矩、剪力進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。 6

15、1 5.7 板柱抗震墻結(jié)構(gòu)地震作用調(diào)整 新抗震規(guī)范第條規(guī)定，板柱抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震墻，應(yīng)承擔(dān)結(jié)構(gòu)的全部地震作用，各層板柱部分應(yīng)滿足計(jì)算要求，并應(yīng)能承擔(dān)不少于各層地震作用的20%。軟件按要求進(jìn)行調(diào)整。626. 設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整 梁設(shè)計(jì)剪力調(diào)整 柱設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整 剪力墻設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整9度或一級(jí)框架結(jié)構(gòu) 構(gòu)件的抗震等級(jí) 63 梁設(shè)計(jì)剪力調(diào)整 抗震規(guī)范第條和高規(guī)第、條規(guī)定，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，特一、一、二、三級(jí)的框架梁和抗震墻中高跨比大于的連梁，其梁端截面的組合設(shè)計(jì)剪力值應(yīng)調(diào)整?？拐鸬燃?jí)框架梁連梁特一1.561.3一1.3/1.2711.3/1.271二1.2/1.051.2/1.05三1.1/1.01.1/1.064

16、 柱設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整 為了體現(xiàn)抗震設(shè)計(jì)中強(qiáng)柱弱梁概念設(shè)計(jì)的要求，抗震規(guī)范第、條和高規(guī)第條規(guī)定，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，特一、一、二、三級(jí)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(jì)內(nèi)力值應(yīng)調(diào)整。 65抗震等級(jí)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)底層角柱底M1.98-1.3751.265Q3.326-1.651.392框支柱M1.81.51.25-Q3.0

17、242.11.5-66 剪力墻設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整 高規(guī)第7.2.10 、條規(guī)定，抗震設(shè)計(jì)時(shí)，特一、一、二、三級(jí)的剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)和非加強(qiáng)區(qū)截面組合的設(shè)計(jì)內(nèi)力值應(yīng)調(diào)整?？拐鸬燃?jí)底部加強(qiáng)區(qū)非加強(qiáng)區(qū)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 1.01.0三1.01.01.2/1.01.01.0676.4 9度或一級(jí)框架結(jié)構(gòu) （1）對(duì)于9度設(shè)防烈度的各類框架和一級(jí)抗震等級(jí)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(shí)配鋼筋和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算。程序根據(jù)用戶輸入的超配系數(shù)As，并取鋼筋超強(qiáng)系數(shù)為1.1

18、 。按新抗震規(guī)范第條、新高規(guī)第條計(jì)算框架梁和連梁端部剪力調(diào)整系數(shù)V=1.1*1.1*As689度或一級(jí)框架結(jié)構(gòu) （2）按新抗震規(guī)范第條，柱端部彎矩調(diào)整系數(shù)：mcAs柱端部剪力調(diào)整系數(shù)vc按抗震規(guī)范第255頁(yè)公式近似計(jì)算，其中近似取軸壓比N=：vc=1.2*0.15+0.7*(0.4762+As)mc =1.584*0.15+0.7*(0.4762+As)As As = 1.101.151.20 mc vc 699度或一級(jí)框架結(jié)構(gòu) （3）對(duì)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(qiáng)部位的設(shè)計(jì)剪力調(diào)整應(yīng)按實(shí)配鋼筋和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)計(jì)算。新抗震規(guī)范第條條文說(shuō)明給出的公式計(jì)算剪力調(diào)整系數(shù):vc=1.2+ (As N)程序近似取V，相當(dāng)于As， N706.5 構(gòu)件的抗震等級(jí) 按新高規(guī)第條規(guī)定，對(duì)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?dòng)增加1級(jí)抗震等級(jí)，但已經(jīng)是特1級(jí)的不再提高。對(duì)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(dòng)按上下截面是否對(duì)齊來(lái)判斷。按新高規(guī)第條規(guī)定，當(dāng)結(jié)構(gòu)體