作用效應(yīng)的計(jì)算與調(diào)整

作用效應(yīng)的計(jì)算與調(diào)整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

1、1施工加載過(guò)程1、2模擬施工加載得機(jī)理在豎向恒載作用下,結(jié)構(gòu)變形基本上就是在施工過(guò)程中逐層形成得。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。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得計(jì)算簡(jiǎn)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得影響;未考慮結(jié)構(gòu)地基得不均勻沉降;若結(jié)構(gòu)地基無(wú)不均勻沉降,模擬施工加載1能較準(zhǔn)確地反映結(jié)構(gòu)得實(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)存在一定得誤差,尤其對(duì)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得基礎(chǔ)上,近似考慮基礎(chǔ)得不均勻沉降:

(1)假定基礎(chǔ)得剛度就是均勻得; (2)豎向構(gòu)件得軸向剛度放大10倍,間接減小豎 向變形差?！澳M施工加載2”在理論上并不嚴(yán)密,就是一種經(jīng)驗(yàn)上得處理方法,但這種經(jīng)驗(yàn)上得處理,會(huì)使地基有不均勻沉降得結(jié)構(gòu)得分析結(jié)果更合理,能更好地反映這類(lèi)結(jié)構(gòu)得實(shí)際受力狀態(tài)。上海環(huán)球金融中心(101層)大家學(xué)習(xí)辛苦了，還是要堅(jiān)持繼續(xù)保持安靜上海國(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)得鋼支撐核心筒體系(-3-91層)巨型支撐(19-30層)頂部連接內(nèi)筒和外柱得伸臂桁架和帶狀桁架活載作用隨機(jī)性得模擬活載作用得加載方式活載作用得折減2、活載計(jì)算

3、風(fēng)荷載計(jì)算

風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 2、1振型系數(shù)按新荷載規(guī)范7、4、5條,采用條文說(shuō)明中得公式計(jì)算:該公式就是以高層建筑為主,且結(jié)構(gòu)以彎剪型變形為主得振型系數(shù)計(jì)算公式。2、2結(jié)構(gòu)基本自振周期脈動(dòng)增大系數(shù)ξ與結(jié)構(gòu)得基本周期有關(guān)(woT12)。結(jié)構(gòu)得基本周期可采用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算,對(duì)于比較規(guī)則得結(jié)構(gòu),也可以采用近似方法計(jì)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)分析得到得結(jié)構(gòu)第1平動(dòng)周期。2、3風(fēng)作用得編輯修改文本文件修改圖形修改4、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抗震規(guī)范第5、2、2條規(guī)定抗震計(jì)算時(shí),不進(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算得結(jié)構(gòu),水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值得效應(yīng),可只取前2～3個(gè)振型,當(dāng)基本自振周期大于1、5s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得分析精度有所改進(jìn),其組合得振型個(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)量得90%所需得振型數(shù)。高規(guī)5、1、13-2條規(guī)定,抗震計(jì)算時(shí),宜考慮平扭耦聯(lián)計(jì)算結(jié)構(gòu)得扭轉(zhuǎn)效應(yīng),振型數(shù)不應(yīng)小于15,對(duì)多塔結(jié)構(gòu)得振型數(shù)不應(yīng)小于塔樓數(shù)得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)量得90%。4、1有效質(zhì)量系數(shù)WILSONE、L、教授提出了振型有效質(zhì)量系數(shù)得概念,用于判斷參與振型數(shù)足夠與否。有效質(zhì)量因子得含義解釋。

程序自動(dòng)計(jì)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(duì)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(duì)稱(chēng)、不均勻得結(jié)構(gòu),以及高度超過(guò)100m得高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)采用考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動(dòng)影響得振型分解反應(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(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦連計(jì)算時(shí),平行于地震作用方向得兩個(gè)邊榀,其地震作用效應(yīng)應(yīng)乘增大系數(shù)。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)

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(duì)稱(chēng)得結(jié)構(gòu),應(yīng)計(jì)入雙向地震作用下得扭轉(zhuǎn)影響。一般情況,可根據(jù)不考慮偶然偏心得樓層最大位移與平均位移比判斷: A級(jí)>1、2,B級(jí)>1、25、2、3條給出得雙向地震作用計(jì)算公式如下

雙向地震作用計(jì)算原則

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`=50Nx`=131Y`方向Myx`=50Myy`=109Ny`=131

4、4偶然偏心新高規(guī)3、3、3條規(guī)定,計(jì)算地震作用時(shí),應(yīng)考慮偶然偏心得影響,附加偏心距可取與地震作用方向垂直得建筑物邊長(zhǎng)得5%。從理論上講,各個(gè)樓層得質(zhì)心都可以在各自不同得方向出現(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%

偶然偏心計(jì)算方法考慮偶然偏心得計(jì)算。結(jié)構(gòu)分析涉及得因素有: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(shí)例:偶然偏心對(duì)構(gòu)件內(nèi)力得影響

構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)力對(duì)比(FRAM1第8層)梁支座彎矩比∶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(duì)配筋(平均)得影響

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(duì)最大位移比得影響(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、821、95

6、99%33層框支1、051、530、32%8層框架1、762、3926、22%19層框剪1、57

1、75

10、04%18層框剪1、432、0329、16%偶然偏向與雙向地震作用得關(guān)系高規(guī)3、3、1條得條文說(shuō)明:當(dāng)計(jì)算雙向地震作用時(shí),可不考慮質(zhì)量偶然偏心得影響抗震規(guī)范5、2、5條得條文說(shuō)明: 如果考慮(雙向地震)扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)影響得地震作用效應(yīng)小于考慮偶然偏心引起得地震作用效應(yīng)時(shí),應(yīng)取后者以策安全,但二者不疊加計(jì)算。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)件得結(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)件方向得水平地震作用。

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得功能。用戶(hù)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)得構(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)力得組合,這樣不至于漏掉最不利情形,保證了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得安全。無(wú)斜交抗側(cè)力結(jié)構(gòu)無(wú)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)換梁地震作用下得內(nèi)力調(diào)整框支柱地震作用下得內(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(yàn)算時(shí),結(jié)構(gòu)任一樓層得水平地震得剪重比不應(yīng)小于表5、2、5給出得最小地震剪力系數(shù)λ。對(duì)于豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)得薄弱層,尚應(yīng)乘以1、15得增大系數(shù)。

類(lèi)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3.5s1.62.43.24.86.4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(jié)構(gòu)，可插入取值。

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)整后得內(nèi)力不平衡。

5、20、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得框—剪結(jié)構(gòu),任一層框架部分得地震剪力,不應(yīng)小于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力Vo得20%和按框—剪結(jié)構(gòu)分析得框架部分各樓層地震剪力中最大值Vfmax得1、5倍二者得較小值。高規(guī)8、1、4條(分段0、2Qo調(diào)整): 對(duì)框架柱數(shù)量從下到上有規(guī)律變化得結(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)值得結(jié)構(gòu)底部總剪力。SATWE程序0、2Q0調(diào)整系數(shù)得修改用戶(hù)在工作目錄建立文本文件SATINPUT、02Q該文件格式如下:ISTCxCyISTCxCy………、、ISTCxCy比如:21、51、8指定第2層x、y方向得調(diào)整系數(shù)62、01、271、21、2SATWE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(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦連計(jì)算時(shí),平行于地震作用方向得兩個(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1、15采用,長(zhǎng)邊可按1、05采用;當(dāng)扭轉(zhuǎn)剛度較小時(shí),宜按不小于1、3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)避開(kāi)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)則得建筑結(jié)構(gòu),其薄弱層得地震剪力應(yīng)乘以1、15得增大系數(shù)。新高規(guī)5、1、14條規(guī)定,樓層側(cè)向剛度小于上層得70%或其上三層平均值得80%時(shí),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)換梁地震作用下得內(nèi)力調(diào)整新規(guī)范3、4、3條規(guī)定,豎向不規(guī)則得建筑結(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)件得地震內(nèi)力應(yīng)乘以1、25-1、5得增大系數(shù)。新高規(guī)10、2、23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),其地震作用下得內(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框支柱地震作用下得內(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(shí):當(dāng)框支層為1—2層時(shí)各層每根柱所受得剪力應(yīng)至少取基底剪力得2%; 當(dāng)框支層為3層及3層以上時(shí),各層每根柱所受得剪力應(yīng)至少取基底剪力得3%。;框支柱數(shù)目多于10根時(shí),當(dāng)框支層為1—2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%?？蛑е袅φ{(diào)整后,應(yīng)相應(yīng)調(diào)整框支柱得彎矩及柱端梁得剪力、彎矩,框支柱得軸力可不調(diào)整。

框支柱地震作用下得內(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)人員決定就是否對(duì)與框支柱相連得框架梁得彎矩、剪力進(jìn)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)得抗震墻,應(yīng)承擔(dān)結(jié)構(gòu)得全部地震作用,各層板柱部分應(yīng)滿(mǎn)足計(jì)算要求,并應(yīng)能承擔(dān)不少于各層地震作用得20%。軟件按要求進(jìn)行調(diào)整。6、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)件得抗震等級(jí)

6、1梁設(shè)計(jì)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(jì)時(shí),特一、一、二、三級(jí)得框架梁和抗震墻中高跨比大于2、5得連梁,其梁端截面得組合設(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.