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文檔簡介
...wd......wd......wd...SATWE軟件計(jì)算結(jié)果分析一、位移比1.位移標(biāo)準(zhǔn)條文:新高規(guī)3.4.5規(guī)定:構(gòu)造平面布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響。在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下,樓層豎向構(gòu)件最大的水平位移和層間位移,A級(jí)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(jí)高度高層建筑、超過A級(jí)高度的混合構(gòu)造及本規(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)大于該樓層平均值的1.4倍。根本概念:位移比包含兩項(xiàng)內(nèi)容〔1〕樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移與平均水平位移的比值;〔2〕樓層豎向構(gòu)件的最大層間位移與平均層間位移的比值;計(jì)算位移比僅考慮墻頂,柱頂?shù)蓉Q向構(gòu)件上節(jié)點(diǎn)的最大位移,不考慮其他節(jié)點(diǎn)的位移。位移比可以用構(gòu)造剛心與質(zhì)心的相對(duì)位置〔偏心率〕表示,二者相距較遠(yuǎn)的構(gòu)造在地震作用下扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較大,位移比是控制構(gòu)造整體抗扭特性和平面不規(guī)則性的重要指標(biāo)。鋼筋混凝土高層建筑構(gòu)造的最大適用高度應(yīng)區(qū)分為A級(jí)和B級(jí):名詞釋義:位移比:即樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移與平均水平位移的比值。層間位移比:即樓層豎向構(gòu)件的最大層間位移角與平均層間位移角的比值。其中:最大水平位移:墻頂、柱頂節(jié)點(diǎn)的最大水平位移。平均水平位移:墻頂、柱頂節(jié)點(diǎn)的最大水平位移與最小水平位移之和除2。層間位移角:墻、柱層間位移與層高的比值。最大層間位移角:墻、柱層間位移角的最大值。平均層間位移角:墻、柱層間位移角的最大值與最小值之和除2。控制目的:高層建筑層數(shù)多,高度大,為了保證高層建筑構(gòu)造具有必要的剛度,應(yīng)對(duì)其最大位移和層間位移加以控制,主要目的有以下幾點(diǎn):1.保證主體構(gòu)造根本處于彈性受力狀態(tài),防止混凝土墻柱出現(xiàn)裂縫,控制樓面梁板的裂縫數(shù)量,寬度。2.保證填充墻,隔墻,幕墻等非構(gòu)造構(gòu)件的完好,防止產(chǎn)生明顯的損壞。3.控制構(gòu)造平面規(guī)則性,以免形成扭轉(zhuǎn),對(duì)構(gòu)造產(chǎn)生不利影響。構(gòu)造位移輸出文件〔WDISP.OUT〕Max-(X)、Max-(Y)----最大X、Y向位移。〔mm〕Ave-(X)、Ave-(Y)----X、Y平均位移?!瞞m〕Max-Dx,Max-Dy:X,Y方向的最大層間位移Ave-Dx,Ave-Dy:X,Y方向的平均層間位移Ratio-(X)、Ratio-(Y)----X、Y向最大位移與平均位移的比值。Ratio-Dx,Ratio-Dy:最大層間位移與平均層間位移的比值即要求:Ratio-(X)=Max-(X)/Ave-(X)最好<1.2不能超過1.5Ratio-Dx=Max-Dx/Ave-Dx最好<1.2不能超過1.5Y方向一樣操作要點(diǎn):位移比在<構(gòu)造位移>〔WDISP.OUT〕中輸出,各樓層位移比為Ratio(X)和Radio(Y)。其中,Ratio(X)=Max(X)/Ave(X)調(diào)整方法:1〕程序調(diào)整:satwe程序不能實(shí)現(xiàn)2〕人工調(diào)整:只能人工調(diào)整改變構(gòu)造平面布置,使構(gòu)造規(guī)則,剛度均勻,減小構(gòu)造剛心與形心的偏心距:可利用程序的節(jié)點(diǎn)搜索功能在satwe的“分析構(gòu)造圖形和文本顯示〞中的“各層配筋構(gòu)件編號(hào)簡圖〞中快速找到位移最大的節(jié)點(diǎn),加強(qiáng)該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的墻、柱等構(gòu)件剛度;也可以找出位移最小的節(jié)點(diǎn)削弱其剛度;直到位移比滿足要求。本卷須知〔1〕.驗(yàn)算位移比應(yīng)選擇強(qiáng)制剛性樓板假定,但當(dāng)凸凹不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)時(shí),應(yīng)采用符合樓板平面內(nèi)實(shí)際剛度變化的計(jì)算模型,當(dāng)平面不對(duì)稱時(shí)尚應(yīng)計(jì)及扭轉(zhuǎn)影響。最大層間位移、位移比是在剛性樓板假設(shè)下的控制參數(shù)。構(gòu)件設(shè)計(jì)與位移信息不是在同一條件下的結(jié)果〔即構(gòu)件設(shè)計(jì)可以采用彈性樓板計(jì)算,而位移計(jì)算必須在剛性樓板假設(shè)下獲得〕,故可先采用剛性樓板算出位移,而后采用彈性樓板進(jìn)展構(gòu)件分析?!?〕但需注意的是,對(duì)于復(fù)雜構(gòu)造,如不規(guī)則的坡屋頂、體育館看臺(tái)、工業(yè)廠房、錯(cuò)層和越層構(gòu)造,或者柱、墻不在同一標(biāo)高,或者沒有樓板等情況,如果采用強(qiáng)制剛性樓板假定,構(gòu)造分析會(huì)嚴(yán)重失真,所以,一般這些構(gòu)造都不強(qiáng)行進(jìn)展位移比控制?!?〕高層建筑位移比計(jì)算應(yīng)考慮偶然偏心的影響,多層建筑可以不考慮?!?〕位移比是判斷構(gòu)造規(guī)則性的重要依據(jù),對(duì)是否考慮雙向地震有重要參考作用。〔5〕當(dāng)樓層的最大層間位移角不大于新高規(guī)第3.7.3條規(guī)定的限值的40%時(shí),該樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移與該樓層平均值的比值可適當(dāng)放松,但不應(yīng)大于1.6?!?〕假設(shè)位移比超過1.2,則需要在總信息參數(shù)設(shè)置中考慮雙向地震作用;〔7〕因?yàn)楦邔咏ㄖ谒搅ψ饔孟?,幾乎都?huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn),故樓層最大位移一般都發(fā)生在構(gòu)造單元的邊角部位。二、層間最大位移與層高之比〔層間位移角〕標(biāo)準(zhǔn)條文:新高規(guī)的3.7.3條規(guī)定按彈性方法計(jì)算的風(fēng)荷載或多遇地震標(biāo)準(zhǔn)值作用下的樓層層間最大水平位移與層高之比△u/h宜符合以下規(guī)定:1.高度不大于150m的高層建筑,其樓層層間最大位移與層高之比△u/h不宜大于表3.7.3的限值。表3.7.3構(gòu)造體系Δu/h框架1/550框架—剪力墻、框架—核心筒、板柱—剪力墻1/800筒中筒、剪力墻1/1000除框架構(gòu)造外的轉(zhuǎn)換層1/10002.高度不小于250m的高層建筑,其樓層層間最大位移與層高之比△u/h從不宜大于1/500。3.高度在150m~250m之間的高層建筑,其樓層層間最大位移與層高之比△u/h從的限值可按本條第1款和第2款的限值線性插入取用。注:樓層層間最大位移△u以樓層豎向構(gòu)件最大的水平位移差計(jì)算,不扣除整體彎曲變形??拐鹪O(shè)計(jì)時(shí),本條規(guī)定的樓層位移計(jì)算可不考慮偶然偏心的影響。抗規(guī)5.5.1條文說明:第一階段設(shè)計(jì),變形驗(yàn)算以彈性層間位移角表示。名詞釋義:〔1〕
層間位移比:即樓層豎向構(gòu)件的最大層間位移角與平均層間位移角的比值。其中:層間位移角:墻、柱層間位移與層高的比值。最大層間位移角:墻、柱層間位移角的最大值。平均層間位移角:墻、柱層間位移角的最大值與最小值之和除2??刂颇康?高層建筑層數(shù)多,高度大,為了保證高層建筑構(gòu)造具有必要的剛度,應(yīng)對(duì)其最大位移和層間位移加以控制,主要目的有以下幾點(diǎn):1.保證主體構(gòu)造根本處于彈性受力狀態(tài),防止混凝土墻柱出現(xiàn)裂縫,控制樓面梁板的裂縫數(shù)量,寬度。2.保證填充墻,隔墻,幕墻等非構(gòu)造構(gòu)件的完好,防止產(chǎn)生明顯的損壞。構(gòu)造位移輸出文件〔WDISP.OUT〕Max—Dx、Max—Dy
:x和y方向?qū)娱g最大位移即要求:Max—Dx/h和Max—Dy/h滿足標(biāo)準(zhǔn)要求電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點(diǎn):1.驗(yàn)算層間位移角則不需要考慮偶然偏心;2.最大層間位移是在剛性樓板假設(shè)下的控制參數(shù)。構(gòu)件設(shè)計(jì)與位移信息不是在同一條件下的結(jié)果〔即構(gòu)件設(shè)計(jì)可以采用彈性樓板計(jì)算,而位移計(jì)算必須在剛性樓板假設(shè)下獲得〕,故可先采用剛性樓板算出位移,而后采用彈性樓板進(jìn)展構(gòu)件分析。3.因?yàn)楦邔咏ㄖ谒搅ψ饔孟?幾乎都會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn),故樓層最大位移一般都發(fā)生在構(gòu)造單元的邊角部位。4.當(dāng)構(gòu)造層間位移角很小,例如一般構(gòu)造彈性位移角小于規(guī)定限值的1/2,復(fù)雜構(gòu)造和高層構(gòu)造彈性位移角小于規(guī)定限值的1/3,位移比可適當(dāng)放寬,如放大20%。周期比構(gòu)造的自振周期周期、地震力與振型輸出文件〔WZQ.OUT〕抗震標(biāo)準(zhǔn)(5.2.5)條要求的X向樓層最小剪重比=1.60%電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點(diǎn):1.對(duì)于豎向不規(guī)則構(gòu)造的薄弱層的水平地震剪力應(yīng)增大1.15倍,即上表中樓層最小剪力系數(shù)λ應(yīng)乘以1.15倍。當(dāng)周期介于3.5S和5.0S之間時(shí),可對(duì)于上表采用插入法求值。2.對(duì)于一般高層建筑而言,構(gòu)造剪重比底層為最小,頂層最大,故實(shí)際工程中,構(gòu)造剪重比由底層控制,由下到上,哪層的地震剪力不夠,就放大哪層的設(shè)計(jì)地震內(nèi)力.3.各層地震內(nèi)力自動(dòng)放大與否在調(diào)整信息欄設(shè)開關(guān);如果用戶考慮自動(dòng)放大,SATWE將在WZQ.OUT中輸出程序內(nèi)部采用的放大系數(shù).4.六度區(qū)剪重比可在0.7%~1%取。假設(shè)剪重比過小,均為構(gòu)造配筋,說明底部剪力過小,要對(duì)構(gòu)件截面大小、周期折減等進(jìn)展檢查;假設(shè)剪重比過大,說明底部剪力很大,也應(yīng)檢查構(gòu)造模型,參數(shù)設(shè)置是否正確或構(gòu)造布置是否太剛。對(duì)一般的工程,構(gòu)造的自振周期在考慮折減系數(shù)后應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)。如構(gòu)造的根本自振周期〔即第一周期〕大致為:框架構(gòu)造
T1≈(0.12~0.15)n框-剪和框-筒構(gòu)造
T1≈(0.08~0.12)n剪力墻和筒中筒構(gòu)造T1≈(0.04~0.06)n式中,n為建筑物的總層數(shù)。第二周期、第三周期與第一周期的關(guān)系大致為:T2≈(1/3~1/5)T1T3≈(1/5~1/7)T1周期偏長,說明構(gòu)造過“軟〞、所承當(dāng)?shù)牡卣鸺袅ζ。瑧?yīng)考慮抗側(cè)力構(gòu)件〔柱、墻〕截面太小或布置不當(dāng);如周期偏短,說明構(gòu)造過“剛〞、所承當(dāng)?shù)牡卣鹆ζ螅瑧?yīng)考慮抗側(cè)力構(gòu)件截面太大或墻的布置太多或墻的剛度太大〔宜設(shè)構(gòu)造洞予以減小其剛度〕。如果抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸、布置都很正常,無特殊情況而自振周期偏離太遠(yuǎn),則應(yīng)檢查輸入數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)誤。對(duì)20層以上的高層建筑構(gòu)造,如果一切正常,其根本自振周期往往在2.0~3.0之間〔叫次長周期〕,則需要增加地震力〔調(diào)整系數(shù)取1.5~1.8〕重新進(jìn)展計(jì)算。以上的判斷是根據(jù)平移振動(dòng)振型分解方法得出來的??紤]彎扭耦連振動(dòng)時(shí)情況要復(fù)雜得多,可以挑出與平移振動(dòng)相對(duì)應(yīng)的自振周期來進(jìn)展上述比擬,至于扭轉(zhuǎn)周期的合理數(shù)值,由于缺乏經(jīng)歷尚難提出。周期比新高規(guī)的3.4.5條規(guī)定構(gòu)造扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動(dòng)為主的第一自振周期Tl之比,A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于0.9,B級(jí)高度高層建筑、超過A級(jí)高度的混合構(gòu)造及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。(抗規(guī)中沒有明確提出該概念,所以多層時(shí)該控制指標(biāo)可以適當(dāng)放松,但一般不大于1.0。)新高規(guī)5.1.13條規(guī)定,抗震設(shè)計(jì)時(shí),B級(jí)高度的高層建筑構(gòu)造、混合構(gòu)造和本規(guī)程第10章規(guī)定的復(fù)雜高層建筑構(gòu)造,尚應(yīng)符合以下規(guī)定:1宜考慮平扭耦聯(lián)計(jì)算構(gòu)造的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),振型數(shù)不應(yīng)小于15,對(duì)多塔樓構(gòu)造的振型數(shù)不應(yīng)小于塔樓數(shù)的9倍,且計(jì)算振型數(shù)應(yīng)使各振型參與質(zhì)量之和不小于總質(zhì)量的90%;2應(yīng)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)展補(bǔ)充計(jì)算;3宜采用彈塑性靜力或彈塑性動(dòng)力分析方法補(bǔ)充計(jì)算。名詞釋義:周期比:即構(gòu)造扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期〔也稱第一扭振周期〕Tt與平動(dòng)為主的第一自振周期〔也稱第一側(cè)振周期〕T1的比值。周期比主要控制構(gòu)造扭轉(zhuǎn)效應(yīng),減小扭轉(zhuǎn)對(duì)構(gòu)造產(chǎn)生的不利影響,使構(gòu)造的抗扭剛度不能太弱。因?yàn)楫?dāng)兩者接近時(shí),由于振動(dòng)藕連的影響,構(gòu)造的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)將明顯增大。對(duì)于通常的規(guī)則單塔樓構(gòu)造,如下驗(yàn)算周期比:〔1〕計(jì)算結(jié)果詳周期、地震力與振型輸出文件〔WZQ.OUT〕,因satwe電算結(jié)果中并未直接給出周期比,故對(duì)于通常的規(guī)則單塔樓構(gòu)造,需人工按如下步驟驗(yàn)算周期比?!?〕根據(jù)各振型的兩個(gè)平動(dòng)系數(shù)和一個(gè)扭轉(zhuǎn)系數(shù)〔三者之和等于1〕判別各振型分別是扭轉(zhuǎn)為主的振型〔也稱扭轉(zhuǎn)振型〕還是平動(dòng)為主的振型〔也稱平動(dòng)振型〕。一般情況下,當(dāng)扭轉(zhuǎn)系數(shù)大于0.5時(shí),可認(rèn)為該振型是扭振振型,反之應(yīng)為平動(dòng)振型。當(dāng)然,對(duì)某些極為復(fù)雜的構(gòu)造還應(yīng)結(jié)合主振型信息來進(jìn)展判斷;〔3〕通常周期最長的扭轉(zhuǎn)振型對(duì)應(yīng)的就是第一扭轉(zhuǎn)周期Tt,周期最長的平動(dòng)振型對(duì)應(yīng)的就是第一平動(dòng)周期T1〔4〕對(duì)照“構(gòu)造整體空間振動(dòng)簡圖〞,考察第一扭轉(zhuǎn)/平動(dòng)周期是否引起整體振動(dòng),局部振動(dòng)不能當(dāng)做第一扭轉(zhuǎn)/平動(dòng)周期。需考察下一個(gè)次長周期。
〔5〕考察第一平動(dòng)周期的基底剪力比是否為最大〔值得注意的是在判斷某些復(fù)雜工程的第一平動(dòng)周期時(shí),還應(yīng)考察該振型產(chǎn)生的基底剪力是否為各振型中的最大值,如果該振型產(chǎn)生的基底剪力很小,那么在地震力作用下他出現(xiàn)的概率就很小,因而也就不是平動(dòng)主振型,當(dāng)然也就不能成為第一平動(dòng)周期〕〔6〕構(gòu)造扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt與平動(dòng)為主的第一周期T1
之比,A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于0.9;B級(jí)高度高層建筑、混合構(gòu)造高層建筑及復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。多塔構(gòu)造周期比:對(duì)于多塔樓構(gòu)造,不能直接按上面的方法驗(yàn)算,而應(yīng)該將多塔構(gòu)造切分成多個(gè)單塔,按多個(gè)單塔構(gòu)造分別計(jì)算。體育場(chǎng)館、空曠構(gòu)造和特殊的工業(yè)建筑,沒有特殊要求的,一般不需要控制周期比。體育場(chǎng)館、空曠構(gòu)造和特殊的工業(yè)建筑,沒有特殊要求的,一般不需要控制周期比。周期、地震力與振型輸出文件〔WZQ.OUT〕
考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí)的振動(dòng)周期(秒)、X,Y方向的平動(dòng)系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù)
振型號(hào)
周期
轉(zhuǎn)角
平動(dòng)系數(shù)(X+Y)
扭轉(zhuǎn)系數(shù)
1
0.6306
110.18
0.99(0.12+0.88)
0.01
2
0.6144
21.19
0.95(0.82+0.12)
0.05
3
0.4248
2.39
0.06(0.06+0.00)
0.94
4
0.1876
174.52
0.96(0.95+0.01)
0.04
5
0.1718
85.00
1.00(0.01+0.99)
0.00
6
0.1355
5.03
0.05(0.05+0.00)
0.95
7
0.0994
177.15
0.97(0.97+0.00)
0.03
8
0.0849
87.63
1.00(0.00+1.00)
0.00
9
0.0752
12.73
0.03(0.03+0.00)
0.97X方向的有效質(zhì)量系數(shù):
97.72%Y方向的有效質(zhì)量系數(shù):
96.71%即要求:0.4248/0.6306=0.67
<0.997.72%
96.71%
>90%
說明無需再增加振型計(jì)算〔高規(guī)5.1.13,計(jì)算振型數(shù)應(yīng)使各振型參與質(zhì)量之和不小于總質(zhì)量的90%〕分析動(dòng)力學(xué)認(rèn)為構(gòu)造的第一周期應(yīng)該是出現(xiàn)該振形時(shí)所需要的能量最小,第二周期所需要的能量次之,依次往后推。我認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定Tt/T1<0.9就是為了讓對(duì)構(gòu)造產(chǎn)生作用的能量中的大局部只夠激起構(gòu)造的平動(dòng)而不是扭轉(zhuǎn)。按照動(dòng)力學(xué)理論,構(gòu)造第一周期只與構(gòu)造本身的質(zhì)量、剛度和邊界條件有關(guān),與外界力沒有關(guān)系,地震只是提供一個(gè)激振力,基底剪力是反映這個(gè)激振效果的一個(gè)指標(biāo),這個(gè)除了以上的條件外,同時(shí)就跟地震參數(shù)有關(guān),比方加速度的值。而構(gòu)造最容易出現(xiàn)振動(dòng)的振型就應(yīng)該是第一振型,這個(gè)振型所需要的能量最小,最容易發(fā)生。這個(gè)就很容易理解為什么扭轉(zhuǎn)振型不能太靠前,起碼不能出現(xiàn)再第一振型。通高層設(shè)計(jì)中是可行的。關(guān)于第二平動(dòng)周期與扭轉(zhuǎn)周期比擬接近的問題是相對(duì)的,我個(gè)人認(rèn)為就是說能拉大到0.9以下最好,但是不能拉到0.9以下,也盡量不要超的太多。怎么理解主振型pkpm采用了wilson教授的質(zhì)量參與系數(shù)的概念〔可以查看sap和etabs〕,比方我們計(jì)算15個(gè)振型,質(zhì)量參與系數(shù)到達(dá)了98%,那么15個(gè)振型當(dāng)中就有一個(gè)質(zhì)量參與系數(shù)最大的振型,比方是2振型,它對(duì)這個(gè)98%的奉獻(xiàn)最大〔比方到達(dá)40%〕,那么我們就認(rèn)為它就是主振型。而其它的振型的奉獻(xiàn)可能相對(duì)很小。主振型的意義在于:它可能不是最容易被鼓勵(lì)起的振型,但是它一旦被鼓勵(lì)起了,那么它就是構(gòu)造振動(dòng)的主要成分,所以我們?cè)诳拐鸬臅r(shí)候我特別給與關(guān)注,盡量防止它與扭轉(zhuǎn)振型靠近。這也就是我建議ljbwhu將T2與Tt拉大點(diǎn)的原因。在常規(guī)的高層構(gòu)造設(shè)計(jì)中,由于各種限制,不容易出現(xiàn)以下這種情況:當(dāng)構(gòu)造中存在某些相對(duì)軟弱的局部或者構(gòu)件的時(shí)候,則構(gòu)造的主振型會(huì)出現(xiàn)的比擬靠后,這很容易理解,因?yàn)檐浫醯牡胤皆诠膭?lì)能量相對(duì)小的時(shí)候就會(huì)局部振動(dòng),此時(shí)不是整體振動(dòng),所以該振型的質(zhì)量參與系數(shù)很小,但是它們卻是低階振型。所以我前面的貼子提到了模型錯(cuò)誤,這里的錯(cuò)誤并不是指模型邏輯上的錯(cuò)誤,而是某些構(gòu)件的剛度、尺寸、材料等原因的錯(cuò)誤,造成局部軟弱。這種情況比擬特殊,但是也可能出現(xiàn),所以要防止。主振型:對(duì)于某個(gè)特定的地震作用引起的構(gòu)造反響而言,一般每個(gè)參與振型都有著一定的奉獻(xiàn),奉獻(xiàn)最大的振型就是主振型,奉獻(xiàn)指標(biāo)確實(shí)定一般有兩個(gè),一是基底剪力的奉獻(xiàn)大小,二是應(yīng)變能的奉獻(xiàn)大小。一般而言,基底剪力的奉獻(xiàn)大小比擬直觀,容易被我們承受扭轉(zhuǎn)為主的振型中,周期最長的稱為第一扭轉(zhuǎn)為主的振型,其周期稱為扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt。平動(dòng)為主的振型中,根據(jù)確定的兩個(gè)水平坐標(biāo)軸方向X、Y,可區(qū)分為X向平動(dòng)為主的振型和Y向平動(dòng)為主的振型。假定X、Y方向平動(dòng)為主的第一振型(即兩個(gè)方向平動(dòng)為主的振型中周期最長的振型)的周期值分別記為T1X和T1Y,其中的大者位T1,小者為T2。則T1即為《高規(guī)》第41315條中所說的平動(dòng)為主的第一自振周期,T2姑且稱作平動(dòng)為主的第二自振周期。研究說明,構(gòu)造扭轉(zhuǎn)第一自振周期與地震作用方向的平動(dòng)第一自振周期之比值,對(duì)構(gòu)造的扭轉(zhuǎn)響應(yīng)有明顯影響,當(dāng)兩者接近時(shí),構(gòu)造的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)顯著增大[7]。《高規(guī)》第41315條對(duì)構(gòu)造扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動(dòng)為主的第一自振周期T1之比值進(jìn)展了限制,其目的就是控制構(gòu)造扭轉(zhuǎn)剛度不能過弱,以減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。《高規(guī)》對(duì)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動(dòng)為主的第二自振周期T2之比值沒有進(jìn)展限制,主要考慮到實(shí)際工程中,單純的一階扭轉(zhuǎn)或平動(dòng)振型的工程較少,多數(shù)工程的振型是扭轉(zhuǎn)和平動(dòng)相伴隨的,即使是平動(dòng)振型,往往在兩個(gè)坐標(biāo)軸方向都有分量。針對(duì)上述情況,限制Tt與T1的比值是必要的,也是合理的,具有廣泛適用性;如對(duì)Tt與T2的比值也加以同樣的限制,對(duì)一般工程是偏嚴(yán)的要求。對(duì)特殊工程,如比擬規(guī)則、扭轉(zhuǎn)中心與質(zhì)心相重合的構(gòu)造,當(dāng)兩個(gè)主軸方向的側(cè)向剛度相差過大時(shí),可對(duì)Tt與T2的比值加以限制,一般不宜大于1.0。實(shí)際上,按照《抗震標(biāo)準(zhǔn)》第31513條的規(guī)定,構(gòu)造在兩個(gè)主軸方向的側(cè)向剛度不宜相差過大,以使構(gòu)造在兩個(gè)主軸方向上具有比擬相近的抗震性能。當(dāng)然,振型特征判斷還與宏觀振動(dòng)形態(tài)有關(guān)。對(duì)構(gòu)造整體振動(dòng)分析而言,構(gòu)造的某些局部振動(dòng)的振型是可以忽略的,以利于主要問題的把握。注意上面這句話的意義說明了,某些局部振動(dòng)可以忽略掉,那么如何判斷某些局部振動(dòng)呢就轉(zhuǎn)到我們上面所討論的問題上來了,可以采用振型總剪力的大小來判斷或者振型質(zhì)量參與系數(shù)來判斷。忽略某些總剪力很小或者質(zhì)量參與系數(shù)很小的振型,而保存那些相對(duì)較大的振型,這樣說的話,就沒有必要強(qiáng)制制要求將總剪力最大的平動(dòng)周期作為第一平動(dòng)周期了!第一扭轉(zhuǎn)周期確實(shí)定也沒有什么疑惑。那個(gè)審圖中心的意見有問題!1〕如果一個(gè)構(gòu)造X,Y方向周期相差很大時(shí),前幾個(gè)平動(dòng)周期往往是一個(gè)方向的〔如均為X方向或均為Y方向〕。此時(shí)要求Tt/T1<0.9即可?!?〕如果一個(gè)構(gòu)造X,Y方向周期相差不大時(shí),應(yīng)使第一第二振型周期以平動(dòng)為主〔此時(shí)第一第二振型分別是X,Y向〕,此時(shí)要求Tt/T1和Tt/T2均<0.9。這是容易作到的。另附手頭一些資料,不知對(duì)大家有無幫助:〔1〕高規(guī)4.3.5條的條文說明主要意思:Tt與T1兩者接近時(shí)由于振動(dòng)耦連影響,構(gòu)造扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯增大?!?〕2002年9月版SATWE用戶手冊(cè)124頁:振型的方向角0度是X方向,90度是Y方向。依次類推。它的意義在于使我們明確知道構(gòu)造剛度的薄弱方向。兩個(gè)第一側(cè)移振型的方向角,代表了水平地震作用的兩個(gè)近似的最不利方向?!?〕2002年9月版SATWE用戶手冊(cè)124頁:主振型的概念:對(duì)于地震引起的構(gòu)造反響而言,參與振型奉獻(xiàn)最大的就是主振型。衡量奉獻(xiàn)大小有2個(gè)指標(biāo)較適宜,一是基底剪力奉獻(xiàn),二是應(yīng)變能奉獻(xiàn)。基底剪力奉獻(xiàn)較易為工程技術(shù)人員承受。SATWE給出每個(gè)振型每個(gè)地震方向的基底剪力奉獻(xiàn)。用于判斷每個(gè)地震方向的主振型。PS:周期比計(jì)算方法:1)扭轉(zhuǎn)周期與平動(dòng)周期的判斷:從計(jì)算書中找出所有扭轉(zhuǎn)系數(shù)大于0.5的平動(dòng)周期,按周期值從大到小排列。同理,將所有平動(dòng)系數(shù)大于0.5的平動(dòng)周期值從大到小排列;2〕第一周期的判斷:從列隊(duì)中選出數(shù)值最大的扭轉(zhuǎn)〔平動(dòng)〕周期,查看軟件的“構(gòu)造整體空間振動(dòng)簡圖〞,看該周期值所對(duì)應(yīng)的振型的空間振動(dòng)是否為整體振動(dòng),如果其僅僅引起局部振動(dòng),則不能作為第一扭轉(zhuǎn)〔平動(dòng)〕周期,要從隊(duì)列中取出下一個(gè)周期進(jìn)展考察,以此類推,直到選出不僅周期值較大而且其對(duì)應(yīng)的振型為構(gòu)造整體振動(dòng)的值即為第一扭轉(zhuǎn)〔平動(dòng)〕周期;值得注意的是,在判斷復(fù)雜構(gòu)造的第一平動(dòng)周期時(shí),還應(yīng)考察該振型產(chǎn)生的基底剪力是否為各振型中的最大值,如果該振型產(chǎn)生的基底剪力很小,就不是第一平動(dòng)周期?!苍敿?xì)見PKPM新天地2005.1期〕3)周期比計(jì)算:將第一扭轉(zhuǎn)周期值除以第一平動(dòng)周期即可。調(diào)整方法:1〕程序調(diào)整:satwe程序不能實(shí)現(xiàn)2〕人工調(diào)整:只能人工調(diào)整改變構(gòu)造平面布置,提高構(gòu)造規(guī)扭轉(zhuǎn)剛度;總的調(diào)整原則是加強(qiáng)構(gòu)造外圍墻、柱或梁的剛度,適當(dāng)削弱構(gòu)造中間墻、柱的剛度。電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點(diǎn):1.
對(duì)于剛度均勻的構(gòu)造,在考慮扭轉(zhuǎn)耦連計(jì)算時(shí),一般來說前兩個(gè)或幾個(gè)振型為其主振型,但對(duì)于剛度不均勻的復(fù)雜構(gòu)造,上述規(guī)律不一定存在。總之在高層構(gòu)造設(shè)計(jì)中,使得扭轉(zhuǎn)振型不應(yīng)靠前,以減小震害。SATWE程序中給出了各振型對(duì)基底剪力奉獻(xiàn)比例的計(jì)算功能,通過參數(shù)Ratio(振型的基底剪力占總基底剪力的百分比)可以判斷出那個(gè)振型是X方向或Y方向的主振型,并可查看以及每個(gè)振型對(duì)基底剪力的奉獻(xiàn)大小。2.
振型分解反響譜法分析計(jì)算周期,地震力時(shí),還應(yīng)注意兩個(gè)問題,即計(jì)算模型的選擇與振型數(shù)確實(shí)定。一般來說,當(dāng)全樓作剛性樓板假定后,計(jì)算時(shí)宜選擇“側(cè)剛模型〞進(jìn)展計(jì)算。而當(dāng)構(gòu)造定義有彈性樓板時(shí)則應(yīng)選擇“總剛模型〞進(jìn)展計(jì)算較為合理。至于振型數(shù)確實(shí)定,應(yīng)按上述[高規(guī)]5.1.13條〔B級(jí)高度的高層建筑構(gòu)造和本規(guī)程第10章規(guī)定的復(fù)雜高層建筑構(gòu)造,抗震設(shè)計(jì)時(shí),宜考慮平扭耦聯(lián)計(jì)算構(gòu)造的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),振型數(shù)不應(yīng)小于15,對(duì)多塔樓構(gòu)造的振型數(shù)不應(yīng)小于塔樓數(shù)的9倍,且計(jì)算振型數(shù)應(yīng)使各振型參與質(zhì)量之和不小于總質(zhì)量的90%〕執(zhí)行,振型數(shù)是否足夠,應(yīng)以計(jì)算振型數(shù)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%作為唯一的條件進(jìn)展判別。([耦聯(lián)]取3的倍數(shù),且≤3倍層數(shù),[非耦聯(lián)]取≤層數(shù),直到參與計(jì)算振型的[有效質(zhì)量系數(shù)]≥90%)3.如同位移比的控制一樣,周期比側(cè)重控制的是側(cè)向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度之間的一種相對(duì)關(guān)系,而非其絕對(duì)大小,它的目的是使抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置更有效、更合理,使構(gòu)造不至于出現(xiàn)過大〔相對(duì)于側(cè)移〕的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。即周期比控制不是在要求構(gòu)造足夠結(jié)實(shí),而是在要求構(gòu)造承載布局的合理性。考慮周期比限制以后,以前看來規(guī)整的構(gòu)造平面,從新標(biāo)準(zhǔn)的角度來看,可能成為“平面不規(guī)則構(gòu)造〞。一旦出現(xiàn)周期比不滿足要求的情況,一般只能通過調(diào)整平面布置來改善這一狀況,這種改變一般是整體性的,局部的小調(diào)整往往收效甚微。周期比不滿足要求,說明構(gòu)造的扭轉(zhuǎn)剛度相對(duì)于側(cè)移剛度較小,總的調(diào)整原則是要加強(qiáng)外圈構(gòu)造剛度、增設(shè)抗震墻、增加外圍連梁的高度、削弱內(nèi)筒的剛度。4.
扭轉(zhuǎn)周期控制及調(diào)整難度較大,要查出問題關(guān)鍵所在,采取相應(yīng)措施,才能有效解決問題。a)扭轉(zhuǎn)周期大小與剛心和形心的偏心距大小無關(guān),只與樓層抗扭剛度有關(guān);b)剪力墻全部按照同一主軸兩向正交布置時(shí),較易滿足;周邊墻與核心筒墻成斜交布置時(shí)要注意檢查是否滿足;c)當(dāng)不滿足周期限制時(shí),假設(shè)層位移角控制潛力較大,宜減小構(gòu)造豎向構(gòu)件剛度,增大平動(dòng)周期;d)當(dāng)不滿足周期限制時(shí),且層位移角控制潛力不大,應(yīng)檢查是否存在扭轉(zhuǎn)剛度特別小的層,假設(shè)存在應(yīng)加強(qiáng)該層的抗扭剛度;e)當(dāng)不滿足扭轉(zhuǎn)周期限制,且層位移角控制潛力不大,各層抗扭剛度無突變,說明核心筒平面尺度與構(gòu)造總高度之比偏小,應(yīng)加大核心筒平面尺寸或加大核心筒外墻厚,增大核心筒的抗扭剛度。f)當(dāng)計(jì)算中發(fā)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)為第一振型,應(yīng)設(shè)法在建筑物周圍布置剪力墻,不應(yīng)采取只通過加大中部剪力墻的剛度措施來調(diào)整構(gòu)造的抗扭剛度。5.新高規(guī)5.1.5規(guī)定,進(jìn)展高層建筑內(nèi)力與位移計(jì)算時(shí),可假定樓板在其自身平面內(nèi)為無限剛性,如果在構(gòu)造模型中設(shè)定了彈性板或樓板開大洞,應(yīng)計(jì)算兩次,第一次抗震計(jì)算時(shí)選擇<對(duì)所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定>〔satwe→分析與設(shè)計(jì)參數(shù)補(bǔ)充定義→總信息→對(duì)所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定〕,按標(biāo)準(zhǔn)要求的條件計(jì)算周期比,第二次應(yīng)在周期比滿足要求后,不選擇該項(xiàng),以彈性樓板假定進(jìn)展配筋計(jì)算。對(duì)于不適宜剛性樓板假定的復(fù)雜高層建筑構(gòu)造,不宜考慮周期比控制。6.調(diào)整周期比原則總結(jié)如下:構(gòu)造抗側(cè)力構(gòu)件的布局均勻?qū)ΨQ。增加構(gòu)造周邊剛度:a.增大周邊柱、剪力墻的截面或數(shù)量。b.增大周邊梁的高度,樓板的厚度。c.在樓板外伸段凹槽處設(shè)置連接梁或連接板。d.加強(qiáng)轉(zhuǎn)角窗周邊構(gòu)件的截面和強(qiáng)度,包括剪力墻暗柱,窗間墻,樓板等,特別是增設(shè)暗梁。e.減小周邊剪力墻洞口。f.降低構(gòu)造中部的剛度:a.構(gòu)造中部剪力墻上開洞;b.中部核心筒開構(gòu)造洞再填充。三、層剛度比控制標(biāo)準(zhǔn)條文:1.抗震標(biāo)準(zhǔn)附錄E.2.1規(guī)定,筒體構(gòu)造轉(zhuǎn)換層上下的構(gòu)造質(zhì)量中心宜接近重合(不包括裙房),轉(zhuǎn)換層上下層的側(cè)向剛度比不宜大于2。2.高規(guī)的3.5.2條規(guī)定,抗震設(shè)計(jì)的高層建筑構(gòu)造:對(duì)框架構(gòu)造,樓層與其相鄰上層的側(cè)向剛度比γ1可按式(3.5.2—1)計(jì)算,且本層與相鄰上層的比值不宜小于0.7,與相鄰上部三層剛度平均值的比值不宜小于0.8。3.5.8側(cè)向剛度變化、承載力變化、豎向抗側(cè)力構(gòu)件連續(xù)性不符合本規(guī)程第3.5.2、3.5.3、3.5.4條要求的樓層,其對(duì)應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的剪力應(yīng)乘以1.25的增大系數(shù)。3.高規(guī)的5.3.7條規(guī)定,高層建筑構(gòu)造整體計(jì)算中,當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜繕?gòu)造嵌固部位時(shí),地下一層與首層側(cè)向剛度比不宜小于2。4.高規(guī)的10.2.3條規(guī)定,轉(zhuǎn)換層上部構(gòu)造與下部構(gòu)造的側(cè)向剛度變化應(yīng)符合本規(guī)程附錄E的規(guī)定。:E.0.1)當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在1、2層時(shí),可近似采用轉(zhuǎn)換層與其相鄰上層構(gòu)造的等效剪切剛度比γe1表示轉(zhuǎn)換層上、下層構(gòu)造剛度的變化,γe1宜接近1,非抗震設(shè)計(jì)時(shí)γe1不應(yīng)小于0.4,抗震設(shè)計(jì)時(shí)γe1不應(yīng)小于0.5。E.0.2)當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在第2層以上時(shí),按本規(guī)程式(3.5.2—1)計(jì)算的轉(zhuǎn)換層與其相鄰上層的側(cè)向剛度比不應(yīng)小于0.6。E.0.3)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在第2層以上時(shí),尚宜采用圖E所示的計(jì)算模型按公式(E.0.3)計(jì)算轉(zhuǎn)換層下部構(gòu)造與上部構(gòu)造的等效側(cè)向剛度比γe2。γe2宜接近1,非抗震設(shè)計(jì)時(shí)γe2不應(yīng)小于0.5,抗震設(shè)計(jì)時(shí)γe2不應(yīng)小于0.8。名詞釋義:剛度比指構(gòu)造豎向不同樓層的側(cè)向剛度的比值〔也稱層剛度比〕,該值主要為了控制高層構(gòu)造的豎向規(guī)則性,以免豎向剛度突變,形成薄弱層。對(duì)于地下室構(gòu)造頂板能否作為嵌固端,轉(zhuǎn)換層上、下構(gòu)造剛度能否滿足要求,及薄弱層的判斷,均以層剛度比作為依據(jù)。[抗規(guī)]與[高規(guī)]提供有三種方法計(jì)算層剛度,即剪切剛度〔Ki=GiAi/hi〕<高規(guī)附錄E.0.1>、剪彎剛度〔Ki=Vi/Δi〕<高規(guī)附錄E.0.3>、地震剪力與地震層間位移的比值〔Ki=Vi/Δui〕〔Ki=Fi/Δi,satwe實(shí)際計(jì)算方式〕。<抗震標(biāo)準(zhǔn)的3.4.2、3.4.3條文說明和高規(guī)4.3.5中建議的計(jì)算方法>通常選擇第三種算法。剛度的正確理解應(yīng)為產(chǎn)生一個(gè)單位位移所需要的力建筑構(gòu)造的總信息(WMASS.OUT)===============================================================
各層剛心、偏心率、相鄰層側(cè)移剛度比等計(jì)算信息
Ratx1,Raty1:X,Y方向本層塔側(cè)移剛度與上一層相應(yīng)塔側(cè)移剛度70%的比值或上三層平均側(cè)移剛度80%的比值中之較小者……==============================================================即要求:Ratx1、Raty1>1剛度比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:程序調(diào)整:如果某樓層剛度比的計(jì)算結(jié)果不滿足要求,satwe自動(dòng)將該樓層定義為薄弱層,并按10版高規(guī)3.5.8將該樓層地震剪力放大1.25倍。2〕人工調(diào)整:如果還需人工干預(yù),可適當(dāng)降低本層層高和加強(qiáng)本層墻、柱或梁的剛度,適當(dāng)提高上部相關(guān)樓層的層高和削弱上部相關(guān)樓層墻、柱或梁的剛度。電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點(diǎn):1.
標(biāo)準(zhǔn)對(duì)構(gòu)造層剛度比和位移比的控制一樣,也要求在剛性樓板假定條件下計(jì)算。對(duì)于有彈性板或板厚為零的工程,應(yīng)計(jì)算兩次,在剛性樓板假定條件下計(jì)算層剛度比并找出薄弱層,然后在真實(shí)條件下完成其它構(gòu)造計(jì)算。2.
層剛比計(jì)算及薄弱層地震剪力放大系數(shù)的結(jié)果詳見構(gòu)造的總信息WMASS.OUT。一般來說,構(gòu)造的抗側(cè)剛度應(yīng)該是沿高度均勻或沿高度逐漸減少,但對(duì)于框支層或抽空墻柱的中間樓層通常表現(xiàn)為薄弱層,由于薄弱層容易遭受嚴(yán)重震害,故程序根據(jù)剛度比的計(jì)算結(jié)果或?qū)娱g剪力的大小自動(dòng)判定薄弱層,并乘以放大系數(shù),以保證構(gòu)造安全。當(dāng)然,薄弱層也可在調(diào)整信息中通過人工強(qiáng)制指定。3.
對(duì)于上述三種計(jì)算層剛度的方法,我們應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)展選擇:對(duì)于底部大空間為一層時(shí)或多層建筑及磚混構(gòu)造應(yīng)選擇“剪切剛度〞;對(duì)于底部大空間為多層時(shí)或有支撐的鋼構(gòu)造應(yīng)選擇“剪彎剛度〞;而對(duì)于通常工程來說,則可選用第三種標(biāo)準(zhǔn)建議方法,此法也是SATWE程序的默認(rèn)方法。Satwe主菜單第二項(xiàng)<構(gòu)造內(nèi)力,配筋計(jì)算>〔satwe計(jì)算控制參數(shù)〕——層剛度比計(jì)算。(構(gòu)造根本自振周期可以估算,計(jì)算方式可見《高規(guī)》3.2.6條表3.2.6-1注。SATWE計(jì)算時(shí),第一次宜取程序默認(rèn)值〔按《高規(guī)》附錄B公式B.0.2自動(dòng)得出〕,經(jīng)運(yùn)算后將得出的構(gòu)造第一平動(dòng)周期代入重算。偏心率用來進(jìn)展剛心質(zhì)心距離控制,一般不宜超過0.15??挂?guī)通過水平位移比值來判斷,其實(shí)是一樣的。我覺得主要通過后者來判斷,前者可作為設(shè)計(jì)調(diào)整的參考。偏心率計(jì)算可見《高層民用建筑鋼構(gòu)造技術(shù)規(guī)程JGJ99-98》之附錄二。偏心率過大,一般是構(gòu)造布置方面的問題,如剪力墻布置不均勻等。剪力墻構(gòu)造中有時(shí)短肢墻很難防止,當(dāng)僅有少量時(shí),設(shè)計(jì)時(shí)可對(duì)短肢墻提高一級(jí)抗震等級(jí)后,滿足軸壓比和短肢墻的構(gòu)造要求即可。當(dāng)構(gòu)造中短肢剪力墻較多時(shí),應(yīng)定義為短肢剪力墻較多構(gòu)造〔北京市定義方法:短肢剪力墻較多構(gòu)造的定義,可按構(gòu)造中短肢剪力墻承受的豎向荷載與總豎向荷載的比例來確定,當(dāng)由短肢剪力墻負(fù)荷的樓面面積與全部樓面面積之比超過50%時(shí),應(yīng)定義為短肢剪力墻較多構(gòu)造;〕,短肢剪力墻較多的構(gòu)造有一些單獨(dú)的規(guī)定,如最大適用高度、抗震等級(jí)、截面厚度及配筋率等〔北京市的可參見《建筑構(gòu)造專業(yè)技術(shù)措施》第5.5.5條〕)四、層間受剪承載力之比控制標(biāo)準(zhǔn)條文:層間受剪承載力比也是控制構(gòu)造豎向不規(guī)則性和判斷薄弱層的重要指標(biāo)。新高規(guī)的3.5.3條規(guī)定,A級(jí)高度高層建筑的樓層抗側(cè)力構(gòu)造的層間受剪承載力不宜小于其相鄰上一層受剪承載力的80%,不應(yīng)小于其相鄰上一層受剪承載力的65%;B級(jí)高度高層建筑的樓層抗側(cè)力構(gòu)造的層間受剪承載力不應(yīng)小于其相鄰上一層受剪承載力的75%??挂?guī)3.4.4-2〔3〕規(guī)定:平面規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑,剛度小的樓層的地震剪力應(yīng)乘以不小于1.15的增大系數(shù);樓層承載力突變時(shí),薄弱層抗側(cè)力構(gòu)造的受剪承載力不應(yīng)小于相鄰上一樓層的65%。新高規(guī)3.5.8條規(guī)定:側(cè)向剛度變化、承載力變化、豎向抗側(cè)力構(gòu)件連續(xù)性不符合本規(guī)程第3.5.2、3.5.3、3.5.4條要求的樓層,其對(duì)應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的剪力應(yīng)乘以1.25的增大系數(shù)。建筑構(gòu)造的總信息(WMASS.OUT)************************************************************樓層抗剪承載力、及承載力比值*************************************************************Ratio_Bu:表示本層與上一層的承載力之比即要求:Ratio_Bu>0.8(0.75)如不符,說明本層為薄弱層,加強(qiáng)調(diào)整軟件實(shí)現(xiàn)方法:1.
層間受剪承載力的計(jì)算與砼強(qiáng)度、實(shí)配鋼筋面積等因素有關(guān),在用SATWE軟件接PK出施工圖之前,實(shí)配鋼筋面積是不知道的,因此SATWE程序以計(jì)算配筋面積代替實(shí)配鋼筋面積是不真實(shí)的。2.
目前的SATWE軟件在《構(gòu)造設(shè)計(jì)信息》〔WMASS.OUT〕文件中輸出了相鄰層層間受剪承載力之比的比值,該比值是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求需要設(shè)計(jì)人員人為判斷。3.受剪承載力計(jì)算以矩形柱代替異性柱和剪力墻作近似計(jì)算,結(jié)果僅供參考。五、剛重比控制標(biāo)準(zhǔn)條文:(新高規(guī)5.4.4條)1.對(duì)于剪力墻構(gòu)造,框剪構(gòu)造,筒體構(gòu)造穩(wěn)定性必須符合以下規(guī)定:EJd≥1.4H2∑Gi2.對(duì)于框架構(gòu)造穩(wěn)定性必須符合以下規(guī)定:Di≥10H2∑Gj/hi名詞釋義:構(gòu)造的側(cè)向剛度與重力荷載設(shè)計(jì)值之比稱為剛重比。它是控制構(gòu)造整體穩(wěn)定的重要指標(biāo),也是影響重力二階〔p-Δ〕效應(yīng)的主要參數(shù),且重力二階效應(yīng)隨著構(gòu)造剛重比的降低呈雙曲線關(guān)系增加。高層建筑在風(fēng)荷載或水平地震作用下,假設(shè)重力二階效應(yīng)過大則會(huì)引起構(gòu)造的失穩(wěn)倒塌,故控制好構(gòu)造的剛重比,則可以控制構(gòu)造不失去穩(wěn)定。建筑構(gòu)造的總信息(WMASS.OUT)=============================================================構(gòu)造整體穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果=============================================================X向剛重比EJd/GH2=
47.79
Y向剛重比EJd/GH2=
41.49
該構(gòu)造剛重比EJd/GH2大于1.4,能夠通過高規(guī)(5.4.4)的整體穩(wěn)定驗(yàn)算該構(gòu)造剛重比EJd/GH2大于2.7,可以不考慮重力二階效應(yīng)〔見七、重力二階效應(yīng)〕剛重比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:1、程序調(diào)整:剛重比不滿足標(biāo)準(zhǔn)上限要求,在SATWE的“設(shè)計(jì)信息〞中勾選“考慮P-Δ效應(yīng)〞,程序自動(dòng)計(jì)入重力二階效應(yīng)的影響。2、人工調(diào)整:剛重比不滿足標(biāo)準(zhǔn)下限要求,只能通過調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件,加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。六、重力二階效應(yīng)〔p-Δ〕:標(biāo)準(zhǔn)條文:新高規(guī)5.4.1規(guī)定:當(dāng)高層建筑構(gòu)造滿足以下規(guī)定時(shí),彈性計(jì)算分析時(shí)可不考慮重力二階效應(yīng)的不利影響。1.對(duì)于剪力墻構(gòu)造,框剪構(gòu)造,筒體構(gòu)造:EJd≥2.7H2∑Gi2.對(duì)于框架構(gòu)造Di≥20H2∑Gj/hi當(dāng)高層建筑構(gòu)造不滿足本規(guī)程第5.4.1條的規(guī)定時(shí),構(gòu)造彈性計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮重力二階效應(yīng)對(duì)水平力作用下構(gòu)造內(nèi)力和位移的不利影響。新抗規(guī)3.6.3規(guī)定:當(dāng)構(gòu)造在地震作用下的重力附加彎矩大于初始彎矩的10%時(shí),應(yīng)計(jì)入重力二階效應(yīng)的影響?!沧ⅲ褐亓Ω郊訌澗刂溉我粯菍右陨先恐亓奢d與該樓層地震平均層間位移的乘積;初始彎矩指該樓層地震剪力與樓層層高的乘積?!承驴挂?guī)8.2.3-1規(guī)定:鋼構(gòu)造應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第3.6.3條規(guī)定計(jì)入重力二階效應(yīng)。進(jìn)展二階效應(yīng)的彈性分析時(shí),應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50017的有關(guān)規(guī)定,在每層柱頂附加假想水平力。新混規(guī)5.3.4規(guī)定:當(dāng)構(gòu)造的二階效應(yīng)可能使作用效應(yīng)顯著增大時(shí),在構(gòu)造分析中應(yīng)考慮二階效應(yīng)的不利影響?;炷翗?gòu)造的重力二階效應(yīng)可采用有限元分析方法計(jì)算,也可采用本標(biāo)準(zhǔn)附錄B的簡化方法。當(dāng)采用有限元分析方法時(shí),宜考慮混凝土構(gòu)件開裂對(duì)構(gòu)件剛度的影響。新混規(guī)附錄B:在框架構(gòu)造、剪力墻構(gòu)造、框架-剪力墻構(gòu)造及筒體構(gòu)造中,當(dāng)采用增大系數(shù)法近似計(jì)算構(gòu)造因側(cè)移產(chǎn)生的二階效應(yīng)(P—△效應(yīng))時(shí),應(yīng)對(duì)未考慮P—△效應(yīng)的一階彈性分析所得的柱、墻肢端彎矩和梁端彎矩以及層間位移分別按公式(B.0.1—1)和公式(B.0.1—2)乘以增大系數(shù)ηs。名詞釋義:側(cè)向剛度較柔的建筑物,在風(fēng)荷載或水平地震作用下將產(chǎn)生較大的水平位移△,由于構(gòu)造在豎向荷載P的作用下,使構(gòu)造進(jìn)一步增加側(cè)移值且引起構(gòu)造內(nèi)部各構(gòu)件產(chǎn)生附加內(nèi)力。這種使構(gòu)造產(chǎn)生幾何非線性的效應(yīng),稱之為重力二階效應(yīng)。操作說明:在satwe→分析與設(shè)計(jì)參數(shù)補(bǔ)充定義→設(shè)計(jì)信息→考慮p-Δ效應(yīng),通常當(dāng)側(cè)移附加彎矩大于水平力作用下構(gòu)件彎矩的1/10時(shí),應(yīng)考慮重力二階效應(yīng)。通?;炷翗?gòu)造可以不考慮重力二階效應(yīng),鋼構(gòu)造按抗規(guī)8.2.3-1考慮。也可以根據(jù)WMASS.OUT中提示,假設(shè)顯示可以不考慮重力二階效應(yīng),則不考慮該選項(xiàng)。Satwe軟件采用的是等效幾何剛度的有限元法,采用這種方法考慮P—△效應(yīng)影響與不考慮P—△效應(yīng)的分析結(jié)果相比,構(gòu)造周期不變,變化的僅僅是構(gòu)造的位移和構(gòu)件內(nèi)力,這種方法既適用于采用剛性樓板假定的構(gòu)造,也適用于存在獨(dú)立彈性節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造。程序采用偏心距增大系數(shù)法近似計(jì)算偏心受壓細(xì)長柱的P—δ效應(yīng),也即考慮P—△效應(yīng)時(shí),不改變柱計(jì)算長度系數(shù)。注意:考慮二階效應(yīng)后計(jì)算的位移仍應(yīng)滿足新高規(guī)第3.7.3條的規(guī)定。七、剪重比控制標(biāo)準(zhǔn)條文:[新抗規(guī)]5.2.5條與[高規(guī)]4.3.12條規(guī)定,抗震驗(yàn)算時(shí),構(gòu)造任一樓層的水平地震剪力應(yīng)符合下式要求:名詞釋義:剪重比即最小地震剪力系數(shù)λ,主要是控制各樓層最小地震剪力,尤其是對(duì)于根本周期大于3.5S的構(gòu)造,以及存在薄弱層的構(gòu)造,剪重比假設(shè)不滿足最小值要求,說明構(gòu)造有可能出現(xiàn)比擬明顯的薄弱地位,出于對(duì)構(gòu)造安全的考慮,標(biāo)準(zhǔn)增加了對(duì)剪重比的要求。周期、振型、地震力〔WZQ.OUT〕,各塔的地震剪力為Vx和Vy。操作說明:在satwe→分析與設(shè)計(jì)參數(shù)補(bǔ)充定義→調(diào)整信息→按抗震標(biāo)準(zhǔn)〔5.2.5〕調(diào)整各樓層地震內(nèi)力剪重比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:1.程序調(diào)整:satwe程序“調(diào)整信息〞中勾選“按抗震標(biāo)準(zhǔn)5.2.5調(diào)整個(gè)樓層地震內(nèi)力〞后,satwe按10抗5.2.5自動(dòng)將樓層最小地震剪力系數(shù)直接乘以該層及以上重力荷載代表值之和,用以調(diào)整該樓層地震剪力,以滿足剪重比要求。2.人工調(diào)整:如果還需人工干預(yù),可按以下三種情況進(jìn)展調(diào)整:a)當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角又偏大時(shí),說明構(gòu)造過柔,宜適當(dāng)加大墻、柱截面,提高剛度;b)當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ蠖鴮娱g側(cè)移角又偏小時(shí),說明構(gòu)造過剛,宜適當(dāng)減小墻、柱截面,降低剛度以取得適宜的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo);c)當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角又恰當(dāng)時(shí),可在satwe的“調(diào)整信息〞重的“全樓地震作用放大系數(shù)〞中輸入大于1的系數(shù)增大地震作用,以滿足剪重比要求。電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點(diǎn):1.假設(shè)構(gòu)造剪重比不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,建議先不選擇程序自動(dòng)調(diào)整,首先考察剪重比原始值,假設(shè)與標(biāo)準(zhǔn)要求相差較大,應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,改良構(gòu)造布局、調(diào)整構(gòu)造剛度;當(dāng)剪重比與標(biāo)準(zhǔn)要求相差不大時(shí),再選擇該項(xiàng)自動(dòng)調(diào)整地震剪力,以完全滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。2.對(duì)于一般高層建筑而言,構(gòu)造剪重比底層為最小,頂層最大,故實(shí)際工程中,構(gòu)造剪重比由底層控制,由下到上,哪層的地震剪力不夠,就放大哪層的設(shè)計(jì)地震內(nèi)力。3.各層地震內(nèi)力自動(dòng)放大與否在調(diào)整信息欄設(shè)開關(guān);如果用戶考慮自動(dòng)放大,SATWE將在WZQ.OUT中輸出程序內(nèi)部采用的放大系數(shù)。4.正確計(jì)算剪重比,必須選取足夠的振型個(gè)數(shù)使有效質(zhì)量系數(shù)大于0.9。5.六度區(qū)剪重比可在0.7%~1%取。假設(shè)剪重比過小,均為構(gòu)造配筋,說明底部剪力過小,要對(duì)構(gòu)件截面大小、周期折減等進(jìn)展檢查;假設(shè)剪重比過大,說明底部剪力很大,也應(yīng)檢查構(gòu)造模型,參數(shù)設(shè)置是否正確或構(gòu)造布置是否太剛。6.地下室由于受回填土的約束作用,可以不考慮剪重比調(diào)整。7.對(duì)于豎向不規(guī)則構(gòu)造的薄弱層的水平地震剪力應(yīng)增大1.15倍,即上表中樓層最小地震剪力系數(shù)λ應(yīng)乘以1.15倍,當(dāng)周期介于3.5s和5.0s之間時(shí),可對(duì)于上表采用插入法求值。八、軸壓比驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)條文:[砼規(guī)]11.4.16條[抗規(guī)]6.3.6條,[高規(guī)]6.4.2條同時(shí)規(guī)定:柱軸壓比不宜超過下表中限值。一、二、三、四級(jí)抗震等級(jí)的各類構(gòu)造的框架柱、框支柱,其軸壓比不宜大于下表規(guī)定的限值。對(duì)Ⅳ類場(chǎng)地上較高的高層建筑,柱軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小。柱軸壓比限值見下表:構(gòu)造體系抗震等級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)四級(jí)框架構(gòu)造0.650.750.850.90框架—剪力墻構(gòu)造、筒體構(gòu)造0.750.850.900.95局部框支剪力墻構(gòu)造0.600.70[砼規(guī)]11.7.16條[高規(guī)]7.2.13條同時(shí)規(guī)定:一、二、三級(jí)抗震等級(jí)的剪力墻,其底部加強(qiáng)部位的墻肢軸壓比不宜超過下表剪力墻軸壓比限值抗震等級(jí)〔設(shè)防烈度〕一級(jí)〔9度〕一級(jí)〔7、8度〕二級(jí)、三級(jí)軸壓比限值0.40.50.6[砼規(guī)]11.7.17條[高規(guī)]7.2.15條同時(shí)規(guī)定:剪力墻兩端及洞口兩側(cè)應(yīng)設(shè)置邊緣構(gòu)件,并宜符合以下要求:一、二、三級(jí)抗震等級(jí)剪力墻,在重力荷載代表值作用下,當(dāng)墻肢底截面軸壓比大于下表規(guī)定時(shí),其底部加強(qiáng)部位及其以上一層墻肢應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第11.7.18條的規(guī)定設(shè)置約束邊緣構(gòu)件;當(dāng)墻肢軸壓比不大于下規(guī)定時(shí),可按本標(biāo)準(zhǔn)第11.7.19條的規(guī)定設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件;剪力墻設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件的最大軸壓比:抗震等級(jí)〔設(shè)防烈度〕一級(jí)〔9度〕一級(jí)〔7、8度〕二級(jí)、三級(jí)軸壓比限值0.10.20.3名詞釋義:軸壓比μn=N/fcA指柱地震作用組合的軸向壓力設(shè)計(jì)值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之比值。它是影響墻柱抗震性能的主要因素之一,為了使柱墻具有很好的延性和耗能能力,標(biāo)準(zhǔn)采取的措施之一就是限制軸壓比。對(duì)不進(jìn)展地震作用計(jì)算的構(gòu)造,取無地震作用組合的軸力設(shè)計(jì)值。剪力墻肢軸壓比指在重力荷載代表值作用下墻的軸壓力設(shè)計(jì)值與墻的全截
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