pkpm參數(shù)意義與調(diào)整
高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中六個(gè)“比”的控制與調(diào)整
                -----SATWE電算結(jié)果與規(guī)范條文的對照理解
1. 位移比(層間位移比):
1.1 名詞釋義:
(1) 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。
(2) 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。
1.3 控制目的:
高層建筑層數(shù)多,高度大,為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)具有必要的剛度,應(yīng)對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 保證主體結(jié)構(gòu)基本處于彈性受力狀態(tài),避免混凝土墻柱出現(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,幕墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的完好,避免產(chǎn)生明顯的損壞。
3. 控制結(jié)構(gòu)平面規(guī)則性,以免形成扭轉(zhuǎn),對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。
1.2 相關(guān)規(guī)范條文的控制:
[抗規(guī)]3.4.2條規(guī)定,建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則,對稱,并應(yīng)具有良好的整體性,當(dāng)存在結(jié)構(gòu)平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則時(shí),樓層的最大彈性水平位移(或?qū)娱g位移),不宜大于該樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值的1.2倍。
[高規(guī)]4.3.5條規(guī)定,樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移,A、B級高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍;且***高度高層建筑不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍,B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑,不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。
[高規(guī)]4.6.3條規(guī)定,高度不大于150m的高層建筑,其樓層層間最大位移與層間之比(即最大層間位移角)Δu/h應(yīng)滿足以下要求:
結(jié)構(gòu)休系 Δu/h限值
框架 1/550
框架-剪力墻,框架-核心筒 1/800
筒中筒,剪力墻 1/1000
框支層 1/1000
1.4 電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點(diǎn):
PKPM軟件中的SATWE程序?qū)γ恳粯菍佑?jì)算并輸出最大水平位移、最大層間位移角、平均水平位移、平均層間位移角及相應(yīng)的比值,詳位移輸出文件WDISP.OUT。但對于計(jì)算結(jié)果的判讀,應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)若位移比(層間位移比)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;
(2)驗(yàn)算位移比需要考慮偶然偏心作用,驗(yàn)算層間位移角則不需要考慮偶然偏心
(3)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)平面不對稱時(shí)尚應(yīng)計(jì)及扭轉(zhuǎn)影響
(4)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)行構(gòu)件分析。(5)因?yàn)楦邔咏ㄖ谒搅ψ饔孟?幾乎都會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn),故樓層最大位移一般都發(fā)生在結(jié)構(gòu)單元的邊角部位
2.周期比:
2.1 名詞釋義:
周期比即結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期(也稱第一扭振周期)Tt與平動為主的第一自振周期(也稱第一側(cè)振周期)T1的比值。周期比主要控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng),減小扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響,使結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。因?yàn)楫?dāng)兩者接近時(shí),由于振動藕連的影響,結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)將明顯增大。
2.2 相關(guān)規(guī)范條文的控制:
[高規(guī)]4.3.5條規(guī)定,結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比(即周期比),***高度高層建筑不應(yīng)大于0.9;B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。
[高規(guī)]5.1.13條規(guī)定,高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算振型數(shù)不應(yīng)小于9,抗震計(jì)算時(shí),宜考慮平扭藕連計(jì)算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),振型數(shù)不小于15,對于多塔樓結(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%。
2.3 電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點(diǎn):
(1).計(jì)算結(jié)果詳周期、地震力與振型輸出文件。因SATWE電算結(jié)果中并未直接給出周期比,故對于通常的規(guī)則單塔樓結(jié)構(gòu),需人工按如下步驟驗(yàn)算周期比:
a)根據(jù)各振型的兩個(gè)平動系數(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(也稱扭振振型)還是平動為主的振型(也稱側(cè)振振型)。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)為側(cè)振振型。當(dāng)然,對某些極為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)還應(yīng)結(jié)合主振型信息來進(jìn)行判斷;
b)周期最長的扭振振型對應(yīng)的就是第一扭振周期Tt,周期最長的側(cè)振振型對應(yīng)的就是第一側(cè)振周期T1;
c)計(jì)算Tt / T1,看是否超過0.9(0.85)。
對于多塔結(jié)構(gòu)周期比,不能直接按上面的方法驗(yàn)算,這時(shí)應(yīng)該將多塔結(jié)構(gòu)分成多個(gè)單塔,按多個(gè)結(jié)構(gòu)分別計(jì)算、分別驗(yàn)算(注意不是在同一結(jié)構(gòu)中定義多塔,而是按塔分成多個(gè)結(jié)構(gòu))。
(2).對于剛度均勻的結(jié)構(gòu),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,但對于剛度不均勻的復(fù)雜結(jié)構(gòu),上述規(guī)律不一定存在?傊诟邔咏Y(jié)構(gòu)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基底剪力貢獻(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)振型對基底剪力的貢獻(xiàn)大小。
(3).振型分解反應(yīng)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)的確定。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)行計(jì)算。而當(dāng)結(jié)構(gòu)定義有彈性樓板時(shí)則應(yīng)選擇“總剛模型”進(jìn)行計(jì)算較為合理。至于振型數(shù)的確定,應(yīng)按上述[高規(guī)]5.1.13條執(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)行判別。
(4).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關(guān)系,而非其絕對大小,它的目的是使抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置更有效、更合理,使結(jié)構(gòu)不致于出現(xiàn)過大(相對于側(cè)移)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。即周期比控制不是在要求結(jié)構(gòu)足夠結(jié)實(shí),而是在要求結(jié)構(gòu)承載布局的合理性?紤]周期比限制以后,以前看來規(guī)整的結(jié)構(gòu)平面,從新規(guī)范的角度來看,可能成為“平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)”。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,說明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對于側(cè)移剛度較小,總的調(diào)整原則是要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圈,或者削弱內(nèi)筒。
(5).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),若層位移角控制潛力較大,宜減小結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件剛度,增大平動周期;
    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,若存在應(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結(jié)構(gòu)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)整結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。
3 剛度比
3.1 名詞釋義:
剛度比指結(jié)構(gòu)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結(jié)構(gòu)的豎向規(guī)則性,以免豎向剛度突變,形成薄弱層。對于地下室結(jié)構(gòu)頂板能否作為嵌固端,轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)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)、剪彎剛度(Ki=Vi/Δi)、地震剪力與地震層間位移的比值(Ki=Qi/Δui)。
3.2 相關(guān)規(guī)范條文的控制:[抗規(guī)]附錄E2.1規(guī)定,筒體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層上下層的側(cè)向剛度比不宜大于2;
[高規(guī)]4.4.2條規(guī)定,抗震設(shè)計(jì)的高層建筑結(jié)構(gòu),其樓層側(cè)向剛度不宜小于相臨上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相臨三層側(cè)向剛度平均值的80%;
[高規(guī)]5.3.7條規(guī)定,高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算中,當(dāng)?shù)叵率业捻敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固端時(shí),地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍;
[高規(guī)]10.2.3條規(guī)定,底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度,應(yīng)符合高規(guī)附錄E的規(guī)定:
E.01)底部大空間為一層的部分框支剪力墻結(jié)構(gòu),可近似采用轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)等效剛度比γ表示轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)剛度的變化,非抗震設(shè)計(jì)時(shí)γ不應(yīng)大于3,抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于2。
E.02)底部大空間層數(shù)大于一層時(shí),其轉(zhuǎn)換層上部框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的與底部大空間層相同或相近高度的部分的等效側(cè)向剛度與轉(zhuǎn)換層下部的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比γe宜接近1,非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于2,抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于1.3。
3.3 電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點(diǎn):
(1)規(guī)范對結(jié)構(gòu)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)條件下完成其它結(jié)構(gòu)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)果詳建筑結(jié)構(gòu)的總信息WMASS.OUT。一般來說,結(jié)構(gòu)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剪力的大小自動判定薄弱層,并乘以放大系數(shù),以保證結(jié)構(gòu)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)行選擇:對于底部大空間為一層時(shí)或多層建筑及磚混結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇“剪切剛度”;對于底部大空間為多層時(shí)或有支撐的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇“剪彎剛度”;而對于通常工程來說,則可選用第三種規(guī)范建議方法,此法也是SATWE程序的默認(rèn)方法。
4.剛重比
4.1 名詞釋義:
結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度與重力荷載設(shè)計(jì)值之比稱為剛重比。它是影響重力二階效應(yīng)的主要參數(shù),且重力二階效應(yīng)隨著結(jié)構(gòu)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,若重力二階效應(yīng)過大則會引起結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌,故控制好結(jié)構(gòu)的剛重比,則可以控制結(jié)構(gòu)不失去穩(wěn)定。
4.2 相關(guān)規(guī)范條文的控制:
[高規(guī)]5.4.4條規(guī)定:
1.對于剪力墻結(jié)構(gòu),框剪結(jié)構(gòu),筒體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性必須符合下列規(guī)定: 
2.對于框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性必須符合下列規(guī)定: Di*Hi/Gi>=10
4.3 電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點(diǎn):
1.按照下式計(jì)算等效側(cè)向剛度: 
2.對于剪切型的框架結(jié)構(gòu),當(dāng)剛重比大于10時(shí),則結(jié)構(gòu)重力二階效應(yīng)可控制在20%以內(nèi),結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定已經(jīng)具有一定的安全儲備;當(dāng)剛重比大于20時(shí),重力二階效應(yīng)對結(jié)構(gòu)的影響已經(jīng)很小,故規(guī)范規(guī)定此時(shí)可以不考慮重力二階效應(yīng)。
3.對于彎剪型的剪力墻結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu),當(dāng)剛重比大于1.4時(shí),結(jié)構(gòu)能夠保持整體穩(wěn)定;當(dāng)剛重比大于2.7時(shí),重力二階效應(yīng)導(dǎo)致的內(nèi)力和位移增量僅在5%左右,故規(guī)范規(guī)定此時(shí)可以不考慮重力二階效應(yīng)。
2.若結(jié)構(gòu)剛重比(Ejd/GH2)>1.4,則滿足整體穩(wěn)定條件,SATWE輸出結(jié)果參WMASS.OUT,
3.高層建筑的高寬比滿足限值時(shí),可不進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算,否則應(yīng)進(jìn)行。     4.當(dāng)高層建筑的穩(wěn)定不滿足上述規(guī)定時(shí),應(yīng)調(diào)整并增大結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度。
5、剪重比:
5.1 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,尤其是對于基本周期大于3.5S的結(jié)構(gòu),以及存在薄弱層的結(jié)構(gòu),出于對結(jié)構(gòu)安全的考慮,規(guī)范增加了對剪重比的要求。
5.2 相關(guān)規(guī)范條文的控制:
[抗規(guī)]5.2.5條與[高規(guī)]3.3.13條規(guī)定,抗震驗(yàn)算時(shí),結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力不應(yīng)小于下表給出的最小地震剪力系數(shù)λ。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3.5S的結(jié)構(gòu) 0.016 0.024 0.032 0.048 0.064
基本周期大于5.0S的結(jié)構(gòu) 0.012 0.018 0.024 0.032 0.040
5.3 電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點(diǎn):
(1).對于豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)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),可對于上表采用插入法求值。
(2).對于一般高層建筑而言,結(jié)構(gòu)剪重比底層為最小,頂層最大,故實(shí)際工程中,結(jié)構(gòu)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).結(jié)構(gòu)各層剪重比及各樓層地震剪力調(diào)整系數(shù)自動計(jì)算取值,結(jié)果詳SATWE周期、地震力與振型輸出文件WZQ.OUT)
(4).各層地震內(nèi)力自動放大與否在調(diào)整信息欄設(shè)開關(guān);如果用戶考慮自動放大,SATWE將在WZQ.OUT中輸出程序內(nèi)部采用的放大系數(shù).
(5).六度區(qū)剪重比可在0.7%~1%取。若剪重比過小,均為構(gòu)造配筋,說明底部剪力過小,要對構(gòu)件截面大小、周期折減等進(jìn)行檢查;若剪重比過大,說明底部剪力很大,也應(yīng)檢查結(jié)構(gòu)模型,參數(shù)設(shè)置是否正確或結(jié)構(gòu)布置是否太剛。
6、軸壓比
6.1 名詞釋義:
柱(墻)軸壓比N/(fcA)指柱(墻)軸壓力設(shè)計(jì)值與柱(墻)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。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,規(guī)范采取的措施之一就是限制軸壓比。
6.2 相關(guān)規(guī)范條文的控制:[砼規(guī)]11.4.16條[抗規(guī)]6.3.7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。
結(jié)構(gòu)類型 抗震等級
一 二 三
框架結(jié)構(gòu) 0.7 0.8 0.9
框架抗震墻,板柱抗震墻筒體 0.75 0.85 0.95
部分框支抗震墻 0.6 0.7 --
[砼規(guī)]11.7.13條[高規(guī)]7.2.14條同時(shí)規(guī)定:抗震設(shè)計(jì)時(shí),一二級抗震等級的剪力墻底部加強(qiáng)部位,其重力荷載代表值作用下墻肢的軸壓比不宜超過下表中限值.
關(guān)鍵詞: PKPM 設(shè)計(jì) 計(jì)算
1.風(fēng)荷載
  風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式為:WK=βzμsμZ W。其中:βz=1+ξυφz/μz在新規(guī)范中,基本風(fēng)壓Wo略有提高,而建筑的風(fēng)壓高度變化系數(shù)μE、脈動增大系數(shù)ξ、脈動影響系數(shù)υ都存在減小的情況。所以,按新規(guī)范計(jì)算的風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值可能比89規(guī)范大,也可能比89規(guī)范小。具體的變化包括下面幾條:
  1)、基本風(fēng)壓::新的荷載規(guī)范將風(fēng)荷載基本值的重現(xiàn)期由原來的30年一遇改為50年一遇:新高規(guī)3.2.2條規(guī)定:對于B級高度的高層建筑或特別重要的高層建筑,應(yīng)按100年一遇的風(fēng)壓值采用。
  2)、地面粗糙度類別:由原來的A、B、C類,改為A、B、C、D類。C類是指有密集建筑群的城市市區(qū);D類為有密集建筑群,且房屋較高的城市市區(qū)。
  3)、鳳壓高度變化系數(shù):A、B、C類對應(yīng)的風(fēng)壓高度變化系數(shù)略有調(diào)整。新增加的D類對應(yīng)的風(fēng)壓高度變化系數(shù)最,比C類小20%到50%。
  4)、脈動增大系數(shù):A、B、C類對應(yīng)的脈動增大系數(shù)略有調(diào)整。新增加的D類對應(yīng)脈動增大系數(shù)比89規(guī)范小,約5%到10%。與結(jié)構(gòu)的材料和形式有關(guān)。
  5)、脈動影晌系數(shù):在89高規(guī)中,脈動影響系數(shù)僅與地面粗糙度類別有關(guān),對應(yīng)A、B、C類的脈動影響系數(shù)分別為,0.48、0.53和0.63。在新規(guī)范中,脈動影響系數(shù)不僅與地面粗糙度類別有關(guān),而且還與建筑的高寬比和總高度有關(guān),其數(shù)值都小于89高規(guī)。如C類、高度為5Om、高寬比為3的建筑,υ=0.46,比89高規(guī)小28%,若為D類,則小37%。
  6)、結(jié)構(gòu)的基本周期: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(jì)算,對于比較規(guī)則的結(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)。
2.地震作用
  1)、抗震設(shè)防烈度::新規(guī)范改變了抗震設(shè)防烈度與設(shè)計(jì)基本地震加速度值的對應(yīng)關(guān)系,增加了7度(0.15g〉和8度(0.30g)兩種情況(見新抗震規(guī)范表3.2.2)。
  2)、設(shè)計(jì)地震分組:新規(guī)范把直接影響建筑的設(shè)計(jì)特征周期Tg的設(shè)計(jì)近震、遠(yuǎn)震改為設(shè)計(jì)地震分組,分別為設(shè)計(jì)地震第一組、第二組和第三組。
  3)、特征周期值:比89規(guī)范增加了0.05s以上,這在一定程度上提高了地震作用。
  4)、地震影響系數(shù)曲線:新規(guī)范5.1.5條,設(shè)計(jì)反應(yīng)譜范圍由原來的3s延伸到6s,分上升段、平臺段、指數(shù)下降段和傾斜下降段四個(gè)區(qū)段。在5Tg以內(nèi)與89規(guī)范相同,從5Tg起改為傾斜下降段,斜率為0.02。對于阻尼比不等于0.05的結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)反應(yīng)譜在阻尼比ζ等于0.05的基礎(chǔ)上調(diào)整。
  5)、扭轉(zhuǎn)耦連:新高規(guī)3.3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)稿連振動影響的振型分解反應(yīng)譜法。
  6)、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(jì)入雙向地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。
  7)、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%。
  8)、豎向地震作用:新規(guī)范5.3.1條規(guī)定,對于9度的高層建筑,其豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按
公式(5.3.1-1)和〈5.3.14〉計(jì)算,并宜乘以1.5的放大系數(shù)。相當(dāng)于重力荷載代表值的33.4%:新規(guī)范5.3.3條規(guī)定,長懸臂和其它大跨度結(jié)構(gòu)豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值,8度、8.5度和9度時(shí)分別取重力荷載代表值的10%、15%和20%:新高規(guī)10.2.3條規(guī)定,帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu),8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)轉(zhuǎn)換構(gòu)件應(yīng)考慮豎向地震影響。
3.地震作用調(diào)整
  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)。
  2)、0.2Q0調(diào)整:新規(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一剪結(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1.5倍二者的較小值。
  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)禍連計(jì)算時(shí),平行于地震作用方向的兩個(gè)邊桶,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(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。
  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%或其正二層平均值的80%時(shí),該樓層地震剪力應(yīng)乘1.15增大系數(shù);新規(guī)范3.4.3條規(guī)定,堅(jiān)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1.25-1.5的增大系數(shù)。
  5〉、轉(zhuǎn)換梁地震作用下的內(nèi)力調(diào)整: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(jì)時(shí),其地震作用下的內(nèi)力分別放大1.8、1.5、1.25倍。
  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(shí):當(dāng)框支層為1一2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1一2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3。她框支柱剪力調(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。
4.作用效應(yīng)組合
  1)、作用效應(yīng)組合基本公式非抗震設(shè)計(jì)時(shí)由可變荷載控制的組合zs=γGSGK+γJQJZ的iYQiSω非抗震設(shè)計(jì)時(shí)由永久荷載控制的組合zs=γGSGK+立的hSQik抗震設(shè)計(jì)時(shí)的組合。
  2)、恒荷載作用的分項(xiàng)系數(shù):當(dāng)其對結(jié)構(gòu)不利時(shí),對于可變荷載效應(yīng)控制的組合,應(yīng)取1.2,對于永久荷載效應(yīng)控制的組合,應(yīng)取l.35:當(dāng)其對結(jié)構(gòu)不利時(shí),一般應(yīng)取1.0。
  3)、可變荷載作用的分項(xiàng)系數(shù)和組合值系數(shù):一般應(yīng)取l.4;對于標(biāo)準(zhǔn)值大于4.OKN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載應(yīng)取1.3;樓面活荷載的組合值系數(shù)見荷載規(guī)范表4.1.1,取值范圍在0.7-0.9之間;風(fēng)荷載的組合值系數(shù)為0.6;與地震作用效應(yīng)組合時(shí)風(fēng)荷載的組合系數(shù)為0.2。
  4)、地震作用的分項(xiàng)系數(shù):一般應(yīng)取1.3:當(dāng)同時(shí)考慮水平、豎向地震作用時(shí),應(yīng)取0.5。
  5〉、重力荷載代表值:新抗震規(guī)范5.1.3條規(guī)定,建筑的重力荷載代表值應(yīng)取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值和各可變荷載組合值之和。各可變荷載組合值系數(shù),應(yīng)按表5.1.3采用。(與荷載規(guī)范表4.1.1不同〉
5.設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整
  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、三級的框架梁和抗震墻中跨高比大于2.5的連梁,其梁端截面組合的設(shè)計(jì)剪力值應(yīng)調(diào)整。
  2)、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(jì)時(shí),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(jì)內(nèi)力值應(yīng)調(diào)整。
  3)、剪力墻設(shè)計(jì)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(jì)時(shí),特一、一、二、三級的剪力墻底部加強(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。
6.結(jié)構(gòu)整體性能控制
  1)、位移控制:新高規(guī)的4.3.5條規(guī)定,樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移角,A、B級高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍;且A級高度高層建筑不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍,B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑,不應(yīng)大于該樓層平均值的1.3倍。
  2)、周期控制:新高規(guī)的4.3.5條規(guī)定,結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt與平動為主的第一周期T1之比,A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9;B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.850。
  3〉、層剛度比控制:新抗震規(guī)范附錄E2.1規(guī)定,筒體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層上下層的側(cè)向剛度比不宜大于2;新高規(guī)的4.4.3條規(guī)定,抗震設(shè)計(jì)的高層建筑結(jié)構(gòu),其樓層側(cè)向剛度不宜小于相臨上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相臨三層側(cè)向剛度平均值的80%;新高規(guī)的5.3.7條規(guī)定,高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算中,當(dāng)?shù)叵率业捻敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固端時(shí),地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍:新高規(guī)的10.2.6條規(guī)定,底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度,應(yīng)符合高規(guī)附錄D的規(guī)定。
  D.0.1:底部大空間為一層的部分框支剪力墻結(jié)構(gòu),可近似采用轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)等效剛度比γ表示轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)剛度的變化,非抗震設(shè)計(jì)時(shí)γ不應(yīng)大于3,抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于2。
  D.0.2:底部為2-5層大空間的部分框支剪力墻結(jié)構(gòu),其轉(zhuǎn)換層下部框架一剪力墻結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度與相同或相近高度的上部剪力墻結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比γe宜接近1,非抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于2,抗震設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)大于1.3。
  4)、層剛度比計(jì)算:
高規(guī)附錄D.0.l建議的方法一剪切剛度Ki=Gi Ai/hI
高規(guī)附錄D.0.2建議的方法一剪彎剛度Ki=A i/Hi
抗震規(guī)范的3.4.2和3.4.3條文說明中建議的計(jì)算方法:
Ki=Vi /A Iji
新規(guī)范軟件中提供前兩種算法。
  5)、框剪結(jié)構(gòu)中框架承擔(dān)的傾覆力矩計(jì)算;新抗震規(guī)范第6.1.3條、高規(guī)8.1.3條規(guī)定,框架一剪力墻結(jié)構(gòu),在基本振型地震作用下,若框架部分承擔(dān)的地震傾覆力矩大于總地震傾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等級應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)確定,柱軸壓比限值宜按框架結(jié)構(gòu)采用。抗震規(guī)范第6.1.3條的條文說明給出了框架部分承擔(dān)的傾覆力矩的計(jì)算方法zMC=ZZVjh
7.結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算
  1〉、柱軸壓比計(jì)算:新抗震規(guī)范6.3.7條、高規(guī)的6.4.2條和混凝土規(guī)范的11.4.16條,都規(guī)定了柱軸壓比的限值,并規(guī)定建造于IV類場地且較高的高層建筑柱軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)降低。柱軸壓比指柱考慮地震作用組合的軸壓力設(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:可不進(jìn)行地震計(jì)算的結(jié)構(gòu),取無地震作用組合的軸壓力設(shè)計(jì)值:
  2)、剪力墻軸壓比計(jì)算:新抗震規(guī)范6.4.6條、高規(guī)的7.2.14條和混凝土規(guī)范的11.7.13條,都規(guī)定了剪力墻軸壓比的限值。目前新規(guī)范程序給出各個(gè)墻肢的軸壓比。
  3)、剪力墻強(qiáng)區(qū):底部加新抗震規(guī)范和新高規(guī)對剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的定義略有不同,分別定義如下:
  新抗震規(guī)范6.1.10條規(guī)定,部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震墻,其底部加強(qiáng)部位的高度,可取框支層加上框支層以上兩層的高度及落地抗震墻總高度的l/8二者的較大值,且不大于15m,其它結(jié)構(gòu)的抗震墻,其底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的1/8和底部二層高度二者的較大值,且不大于15m。
  新高規(guī)的7.1.9條規(guī)定,一般剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的l/8和底部二層高度二者的較大值,當(dāng)剪力墻高度超過150m時(shí),其底部加強(qiáng)部位的范圍可取墻肢總高度的1/10。新高規(guī)的10.2.5條規(guī)定,帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu),剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位可取框支層加上框支層以上兩層的高度及墻肢總高度的1/8二者的較大值。
  4)、剪力墻的約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件:
  新高規(guī)的7.2.15條規(guī)定,抗震設(shè)計(jì)時(shí),一、二級剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位及以上一層的墻肢設(shè)置約束邊緣構(gòu)件,一、二級剪力墻的其它部位以及三、四級和非抗震設(shè)計(jì)的剪力墻墻肢均應(yīng)設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。
  5)、梁、柱、支撐、墻配筋計(jì)算:
  基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)公式都有不同程度改變。應(yīng)用SATWE軟件的幾點(diǎn)問題在應(yīng)用2002新規(guī)范版SATWE軟件計(jì)算鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的工程實(shí)踐中,就本人兒點(diǎn)認(rèn)識,提出來和大家討論(SATWE軟件版本為2002年12月)。
  1.剪力墻配筋
  SATWE根據(jù)新規(guī)范計(jì)算剪力墻配筋,增加了邊緣構(gòu)件計(jì)算,因此在其傳統(tǒng)的平面配筋簡圖中表示的剪力墻墻柱(暗柱、端柱和翼墻)配筋不再作為配筋設(shè)計(jì)的直接依據(jù),僅作為參考保留,設(shè)計(jì)墻柱配筋時(shí)應(yīng)根據(jù)邊緣構(gòu)件配筋簡圖或剪力墻邊緣構(gòu)件輸出文件SatbInb.out進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是SATWE目前還未將平面配筋簡圖和邊緣構(gòu)件配筋簡圖的內(nèi)容結(jié)合在同一圖形內(nèi)統(tǒng)一表達(dá),所以對墻體水平配筋值和超限信息依舊在平面配筋簡圖中表示,邊緣構(gòu)件配筋簡圖中僅表示墻柱設(shè)計(jì)配筋值及截面尺寸。因?yàn)槠矫媾浣詈唸D早為大家所熟知,而且比目前的邊緣構(gòu)件配筋簡圖和文本文件都來得直觀,所以希望SATWE軟件在這方面進(jìn)行改進(jìn),以方便設(shè)計(jì)者使用。
  在目前的平面配筋簡圖中表示的墻柱配筋值指的是計(jì)算值而非設(shè)計(jì)值,未考慮最小配筋率等構(gòu)造要求,當(dāng)某段墻肢墻柱配筋值顯示為0時(shí),則表示該墻柱為構(gòu)造配筋。需要注意的是,在邊緣構(gòu)件配筋簡圖中,雖然軟件自動計(jì)算了墻柱的截面尺寸,但是出于某些原因該尺寸可能并不一定符合實(shí)際情況,需要設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)予以調(diào)整。另外,對頂部有小塔樓的結(jié)構(gòu),SATWE在計(jì)算底部加強(qiáng)部位范圍時(shí),對墻肢總高度的取值,是按首層樓面至小塔樓屋面的總高度計(jì)算的而不是按各墻肢自身總高度分別計(jì)算的,程序自動將底部加強(qiáng)部位向上延伸一層計(jì)算約束邊緣構(gòu)件。
  2.地下室結(jié)構(gòu)'
  當(dāng)墻體為擋土墻時(shí),軟件目前并未在平面配筋簡圖中給出墻體在平面外受力的配筋,所以若想得到這類墻體的配筋數(shù)據(jù),應(yīng)在文本文件中查詢與該層對應(yīng)的配筋文件。但是由于實(shí)際工程中情況千變?nèi)f化,而軟件又有一定的適用范圍,所以對地下室擋土墻的計(jì)算還是以手算為好,當(dāng)采用軟件計(jì)算結(jié)果時(shí),應(yīng)注意人工復(fù)核。另外,對于有窗井的地下室結(jié)構(gòu),可以在PMCAD中建模,窗井頂部設(shè)置為全房間洞,SATWE軟件可以計(jì)算窗井隔墻對豎向構(gòu)件的側(cè)向作用。對計(jì)算結(jié)果,亦應(yīng)注意人工復(fù)核。
  3.帶地下室結(jié)構(gòu)嵌固層的選取
  《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第5.3.7條規(guī)定,當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固層時(shí),地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的2倍,而規(guī)范中設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整系數(shù)所對應(yīng)的底層即指嵌固層樓板。因此,正確選取嵌固層就成為結(jié)構(gòu)整體計(jì)算是否正確的關(guān)鍵。但是目前軟件尚無法自動判斷嵌固層位置,而且工程實(shí)踐中情況千差萬別,要求軟件做到自動判斷亦十分困難,仍然需要設(shè)計(jì)者進(jìn)行人工干預(yù),軟件為此提供了必要的條件。首先可以按實(shí)際地下室層數(shù)進(jìn)行第一次計(jì)算,查文本文件中的"結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總信息",軟件自動計(jì)算了樓層上下側(cè)向剛度,這是結(jié)構(gòu)自身的固有性質(zhì),不會因地下室層數(shù)的變化而改變,據(jù)此可以判斷嵌固層的位置(當(dāng)然,對一般工程來說,也可以根據(jù)規(guī)范提供的公式手算樓層側(cè)向剛度比〉。然后根據(jù)嵌固層位置調(diào)整計(jì)算參數(shù)中的"地下室層數(shù)"進(jìn)行第二次計(jì)算,SATWE將設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整系數(shù)作用在地下室頂板上。但是對實(shí)際工程,地下室結(jié)構(gòu)一般都有側(cè)向土體約束,對帶有多層地下室的結(jié)構(gòu),當(dāng)?shù)叵率翼敯宀荒茏鳛榍豆虒訒r(shí),單純將地下結(jié)構(gòu)加入到主體結(jié)構(gòu)中進(jìn)行計(jì)算,即認(rèn)為嵌固層位置在地下二層樓板處或更低,則可能造成結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移計(jì)算結(jié)果不符合實(shí)際情況,甚至導(dǎo)致薄弱層位置變化等等。因此在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)將兩種計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,取最不利結(jié)果作為設(shè)計(jì)依據(jù)。應(yīng)注意,SATWE允詐利用"地下室信息"里的"回填土對地下室約束剛度比"參數(shù)來控制地下室結(jié)構(gòu)的水平位移,但是這一參數(shù)并不影響設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整系數(shù)作用位置。另外,《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于"位于地下室頂板的梁柱節(jié)點(diǎn)左右梁端截面實(shí)際受彎承載力之和不宜小于上下柱端實(shí)際受彎承載力之和"的規(guī)定,目前軟件還沒有考慮。
  4.結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)周期計(jì)算
  計(jì)算扭轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)按剛性板假定進(jìn)行,而不應(yīng)設(shè)置彈性板,否則計(jì)算出來的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)周期和結(jié)構(gòu)位移是不真實(shí)的。因此,當(dāng)結(jié)構(gòu)計(jì)算中需要指定某些板塊為彈性板時(shí),應(yīng)先按無彈性板模型考查結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)是否合格,配筋設(shè)計(jì)時(shí)取兩種模型計(jì)算的最不利結(jié)果作為設(shè)計(jì)依據(jù)。值得注意的是,不論是采用剛性板假定還是彈性板假定的計(jì)算,均要求每個(gè)方向結(jié)構(gòu)的有效質(zhì)量系月數(shù)不小于90%。
  5.錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的輸入
  SATWE軟件可以進(jìn)行錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的計(jì)算,方法是在PMCAD建模時(shí)按實(shí)際情況輸入錯(cuò)層平面,即對應(yīng)每個(gè)錯(cuò)層平面應(yīng)建立兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層,并將沒有樓板的部分設(shè)置為全房間洞,SATWE軟件會自動搜索判斷錯(cuò)層并計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力。在用PMCAD建模時(shí),"輸入次梁樓板"菜單里的兩個(gè)參數(shù)"樓板錯(cuò)層"和"梁錯(cuò)層",常引起設(shè)計(jì)者的誤會,以為這兩個(gè)參數(shù)就是用來計(jì)算錯(cuò)層的,其實(shí)這兩個(gè)參數(shù)
只影響畫圖,而不能用來計(jì)算錯(cuò)層。建議PMCAD在這里做一個(gè)提示,以免設(shè)計(jì)者因誤會而造成錯(cuò)誤。工程中有時(shí)會遇到剪力墻上因錯(cuò)層而造成門窗洞口被分為上下兩部分的情況,此時(shí)應(yīng)在洞口兩側(cè)增加節(jié)點(diǎn),使下部墻體成為相互獨(dú)立的兩段墻,并在上部按實(shí)際連梁高度輸入主梁。對于多塔結(jié)構(gòu),當(dāng)各塔層高不同時(shí),有的設(shè)計(jì)者也將其按錯(cuò)層輸入,這是不正確的。對這種情況,可以在PMC AD建模時(shí)先按一種層高建模,然后在SATWE的"多塔樓定義"里,修改各塔層高。當(dāng)然,在修改層高之前別忘了按實(shí)際情況先設(shè)置多塔。
  6.當(dāng)某洞頂連梁(按洞口輸入而不是按主梁輸入)高度小于300m時(shí),SATWE在計(jì)算內(nèi)力時(shí)將忽略該梁的存在,亦不計(jì)算其配筋。對某些連梁超限的情況,當(dāng)其破壞對承受豎向荷載無明顯影響時(shí),可考慮在大震作用下該連梁不參與工作,按獨(dú)立墻肢進(jìn)行第二次多遇地震作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析。為此,可以調(diào)整結(jié)構(gòu)計(jì)算模型中的洞口高度,使洞頂連梁高度小于300,從而實(shí)現(xiàn)這一目的,避免了增加節(jié)點(diǎn)設(shè)置主梁的麻煩。配筋設(shè)計(jì)時(shí),墻肢應(yīng)按兩次計(jì)算所得的較大內(nèi)力進(jìn)行配筋設(shè)計(jì),連梁按實(shí)際截面計(jì)算,縱筋可按2.0%~2.5%的配筋率配置,并按實(shí)際配筋面積反算連梁彎矩來計(jì)算所需的箍筋面積,做到"強(qiáng)剪弱彎"。
  7.在SATWE"分析與設(shè)計(jì)參數(shù)補(bǔ)充定義"中,對考慮了雙向地震力作用的結(jié)構(gòu),不應(yīng)同時(shí)考慮按雙偏壓方法計(jì)算一般框架柱配筋。一般來說,對異型枉、角枉,應(yīng)采用雙偏壓計(jì)算,對一般框架柱,則可以采用單偏壓計(jì)算。需要指出的是,目前SATWE雖然要求設(shè)計(jì)者在"特殊構(gòu)件補(bǔ)充定義"里定義角柱,但在結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí),如果設(shè)計(jì)者沒有選擇"按雙偏壓計(jì)算柱",則軟件并不按雙偏壓方法計(jì)算設(shè)計(jì)者定義的角柱。所以,對框架角柱來說,應(yīng)進(jìn)行雙偏壓的補(bǔ)充驗(yàn)算。[PKPM 2003.1 P19]
◆ 樓層最小地震剪力系數(shù)λ(剪質(zhì)比)7度區(qū)0.016!犊拐稹5.2.5
◆ 大開洞問題:《高規(guī)》4.3.6-8
◆ 彈性層間位移角限值[θe]:《抗震》5.5.1
◆ 薄弱層彈塑性層間位移角限值[θp]:《抗震》5.5.5
◆ “剛域”:《高規(guī)》5.3.4
◆規(guī)則結(jié)構(gòu)不進(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算時(shí)……《抗震》5.2.3 建筑結(jié)構(gòu)估計(jì)水平地震作用扭轉(zhuǎn)影響時(shí),應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算其地震作用和作用效應(yīng):1 規(guī)則結(jié)構(gòu)不進(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)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)乘以增大系數(shù)。一般情況下,短邊可按1.15采用,長邊可按1.05采用;當(dāng)扭轉(zhuǎn)剛度較小時(shí)宜按不小于1.3采用2扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振型分解法計(jì)算時(shí)各樓層可取兩個(gè)正交的水平位移和一個(gè)轉(zhuǎn)角共三個(gè)自由度并應(yīng)按下列公式計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震作用和作用效應(yīng)確有依據(jù)時(shí)尚可采用簡化計(jì)算方法確定地震作用效應(yīng)。
◆ (頂塔樓)突出屋面梯間等放大系數(shù)3,《抗震》5.2.4-采用底部剪力法時(shí),突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等的地震作用效應(yīng),宜乘以增大系數(shù)3,此增大部分不應(yīng)往下傳遞,但與該突出部分相連的構(gòu)件應(yīng)予計(jì)入;采用振型分解法時(shí),突出屋面部分可作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn);單層廠房突出屋面天窗架的地震作用效應(yīng)的增大系數(shù),應(yīng)按本規(guī)范9章的有關(guān)規(guī)定采用。
◆ 結(jié)構(gòu)安全等級:分三級。一般建筑為二級!痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》――3.2.1
◆ 裂縫控制等級:分三級。《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》3.3.3
◆ 耐久性規(guī)定(環(huán)境類別):《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》3.4.1
 
  摘要: 這是本人10年結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),屬于一家之言,看看也好,別太當(dāng)真。歡迎交流探討指教。
  關(guān)鍵詞: 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
  這是本人10年結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),屬于一家之言,看看也好,別太當(dāng)真。歡迎交流探討指教。
  1. 關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板挑板的陽角問題:
 。1).陽角面積在整個(gè)基礎(chǔ)底面積中所占比例極小,干脆砍了?煽吵芍苯腔蛐苯恰
 。2).如果底板鋼筋雙向雙排,且在懸挑部分不變,陽角不必加輻射筋,誰見過獨(dú)立基礎(chǔ)加輻射筋的?當(dāng)然加了也無壞處。(獨(dú)立基礎(chǔ)接近剛性角與薄底板受力差之遠(yuǎn)矣。獨(dú)立基礎(chǔ)有裂縫無妨,懸挑底板縱向?yàn)闃?gòu)造筋至陽角處雙向?yàn)闃?gòu)造,加放射筋能抵抗集中應(yīng)力,防止漏水,豈能馬虎。)
 。3).如果甲方及老板不是太可惡的話,可將懸挑板的單向板的分布鋼筋改為直徑12的,別小看這一改,一個(gè)工程省個(gè)3、2萬不成問題。
  2. 關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板問題:
  (1).從結(jié)構(gòu)角度來講,如果能出挑板,能調(diào)勻邊跨底板鋼筋,特別是當(dāng)?shù)装邃摻钔ㄩL布置時(shí),不會因邊跨鋼筋而加大整個(gè)底板的通長筋,較節(jié)約。
 。2).出挑板后,能降低基底附加應(yīng)力,當(dāng)基礎(chǔ)形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時(shí),加挑板就可能采用天然地基。必要時(shí)可加較大跨度的周圈窗井。
 。3).能降低整體沉降,當(dāng)荷載偏心時(shí),在特定部位設(shè)挑板,還可調(diào)整沉降差和整體傾斜。
 。4).窗井部位可以認(rèn)為是挑板上砌墻,不宜再出長挑板。雖然在計(jì)算時(shí)此處板并不應(yīng)按挑板計(jì)算。當(dāng)然此問題并不絕對,當(dāng)有數(shù)層地下室,窗井橫隔墻較密,且橫隔墻能與內(nèi)部墻體連通時(shí),可靈活考慮。
  (5).當(dāng)?shù)叵滤缓芨,出基礎(chǔ)挑板,有利于解決抗浮問題。
  (6).從建筑角度講,取消挑板,可方便柔性防水做法。當(dāng)為多層建筑時(shí),結(jié)構(gòu)也可謙讓一下建筑。
  3. 關(guān)于箍筋在梁配筋中的比例問題(約10~20%):
  例如一8米跨梁,截面為400X600,配筋:上6根25,截?cái)?/3,下5根25,箍筋:8@100/200(4),1000范圍內(nèi)加密?v筋總量:3.85*9*8=281kg,箍筋:0.395*3.5*50=69,箍筋/縱筋=1/4,如果雙肢箍僅為1/8,箍筋相對縱筋來講所占比例較小,故不必在箍筋上摳門。且不說要強(qiáng)剪弱彎。已經(jīng)是構(gòu)造配箍除外。
  4. 關(guān)于梁、板的計(jì)算跨度:
  一般的手冊或教科書上所講的計(jì)算跨度,如凈跨的1.1倍等,這些規(guī)定和概念僅適用于常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在應(yīng)用日廣的寬扁梁中是不合適的。梁板結(jié)構(gòu),簡單點(diǎn)講,可認(rèn)為是在梁的中心線上有一剛性支座,取消梁的概念,將梁板統(tǒng)一認(rèn)為是一變截面板。在扁梁結(jié)構(gòu)中,梁高比板厚大不了多少時(shí),應(yīng)將計(jì)算長度取至梁中心,選梁中心處的彎距和梁厚,及梁邊彎距和板厚配筋,取二者大值配筋。(借用臺階式獨(dú)立基礎(chǔ)變截面處的概念)柱子也可認(rèn)為是超大截面梁,所以梁配筋時(shí)應(yīng)取柱邊彎距。削峰是正常的,不削峰才有問題。
  5. 縱筋搭接長度為若干倍鋼筋直徑d,一般情況下,d取鋼筋直徑的較小值,這是有個(gè)前提,即大直徑鋼筋強(qiáng)度并未充分利用。否則應(yīng)取鋼筋直徑的較大值。如框架結(jié)構(gòu)頂層的柱子縱筋有時(shí)比下層大,d應(yīng)取較大的鋼筋直徑,甚至縱筋應(yīng)向下延伸一層。其
 
  實(shí),兩根鋼筋放一起,用鐵絲捆一下,能起多大用,還消弱了鋼筋與混凝土的握裹力。所以,鋼筋如有可能盡量采用機(jī)械連接或焊接。(錨固搭接全靠混凝土握裹,鐵絲捆一下僅作鋼筋定位,如非受拉,遠(yuǎn)比焊接可靠.機(jī)械聯(lián)接成本過高,若非鋼筋直徑過大()25),能省則省。)
  6. 鋼筋錨固長度為若干倍鋼筋直徑d,這是在鋼筋強(qiáng)度被充分利用的前提下的要求,在鋼筋強(qiáng)度未被充分利用時(shí),如梁上小挑沿縱筋,剪力墻的水平筋端部等,錨固長度可折減。如剪力墻的水平筋端部僅要求有10d的直鉤即可。
  7. 柱子造價(jià)在框架結(jié)構(gòu)中是很小的,而在抗震時(shí)起的作用是決定性的。經(jīng)實(shí)驗(yàn),考慮空間作用時(shí),柱子縱筋加大至計(jì)算值的2.5倍左右才可保證塑性鉸不出現(xiàn)在柱子上?刹话从(jì)算配筋,大幅度增加縱筋,同時(shí)增大箍筋。(加大柱配筋能保證塑性鉸不出現(xiàn)在柱子上,實(shí)驗(yàn)依據(jù)何在。常規(guī)0.8~1.0%柱配筋x2.5=2.0~2.5%,高得離譜。)
  8. 抗震縫應(yīng)加大,經(jīng)統(tǒng)計(jì),按規(guī)范要求設(shè)的防震縫在地震時(shí)有40%發(fā)生了碰撞。故應(yīng)增大抗震縫間距。
  9. 錨固?搭接?:例如,中柱節(jié)點(diǎn)處,框架梁下縱筋錨入柱內(nèi)LAE,其搭接長度:2*LAE-柱寬,如鋼筋直徑25,LAE=40D,柱寬500,2*25*40-500=1500,既其搭接長度,已經(jīng)達(dá)到了1500,遠(yuǎn)大于1.2*LAE=1200.而柱變斷面,如上下柱斷面相差50,上柱錨入下柱40D,此處按錨固還時(shí)搭接?
  10. 關(guān)于回彈再壓縮:基坑開挖時(shí),摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土受到約束,不反彈,坑中心的地基土反彈,回彈以彈性為主,回彈部分被人工清除。當(dāng)基礎(chǔ)較小,坑底受到很大約束,如獨(dú)立基礎(chǔ),回彈可以忽略,在計(jì)算沉降時(shí),應(yīng)按基底附加應(yīng)力計(jì)算。當(dāng)基坑很大時(shí),相對受到較小約束,如箱基,計(jì)算沉降時(shí)應(yīng)按基底壓力計(jì)算,被坑邊土約束的部分當(dāng)做安全儲備,這也是計(jì)算沉降大于實(shí)際沉降的原因之一。
  11. 柱下條基一般認(rèn)為在剛度較大,柱子軸力和跨度相差不大時(shí),可按倒樓蓋計(jì)算。實(shí)際大部分都可以按倒樓蓋計(jì)算。即采用修正倒樓蓋。先按平均反力計(jì)算連續(xù)梁,然后將求得的支座反力與柱子軸力相平衡,將差值的正值加到柱兩邊的1/3梁上,負(fù)值加在梁跨中1/3,相對來講,跨中1/3的壓應(yīng)力較小。可能要修正多次,直到支座反力與柱子軸力接近平衡。
  12. 主梁有次梁處加附加筋:一般應(yīng)優(yōu)先加箍筋,附加箍筋可認(rèn)為是:主梁箍筋在次梁截面范圍無法加箍筋或箍筋短缺,在次梁兩側(cè)補(bǔ)上,象板上洞口附加筋。附加筋一般要有,但不應(yīng)絕對。規(guī)范說的清楚,位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載,應(yīng)全部由附加橫向鋼筋承擔(dān)。也就是說,位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的墊梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力應(yīng)加附加筋。但梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載可根據(jù)具體情況而定。當(dāng)主次梁截面相差不大,次梁荷載較大時(shí),應(yīng)加附加筋。當(dāng)主梁高度很高,次梁截面很小、荷載很小時(shí),如快接近板上附加暗梁,主梁可不加附加筋。還有當(dāng)主次梁截面均很大,如工藝要求形成的主次深梁,而荷載相對不大,主梁也可不加附加筋?偟脑瓌t,當(dāng)主梁上次梁開裂后,從次梁的受壓區(qū)頂至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁產(chǎn)生的剪力時(shí),主梁可不加附加筋。梁上集中力,產(chǎn)生的剪力在整個(gè)梁范圍內(nèi)是一樣,所以抗剪滿足,集中力處自然滿足。主次深梁及次梁相對主梁截面、荷載較小時(shí),也可滿足。話又說回來,也不差幾根箍筋。但有時(shí)畫圖想偷懶時(shí)可用此與老總狡辯。
  13.
  一般情況下,懸挑梁宜做成等截面,尤其出挑長度較短時(shí)。與挑板不同,挑梁的自重占總荷載的比例很小,作成變截面不能有效減輕自重。變截面挑梁的箍筋,每個(gè)都不一樣,加大施工難度。變截面梁的撓度也大于等截面梁。當(dāng)然,大挑梁外露者除外。外露的大挑梁,適當(dāng)變截面感官效果好些。
  14. 現(xiàn)澆板一般應(yīng)做成雙向板。其一,雙向板的支承邊多,抗震的穩(wěn)定性好,垮了兩邊還有兩邊。單向板垮一邊板就下來了。二,雙向板經(jīng)濟(jì)。從計(jì)算上講,例如四邊簡支支承的雙向板,其單向跨中彎距系數(shù)約1/27,兩邊簡支的單向板跨中彎距系數(shù)為1/8,二者比為2*1/27 / 1/8,約為60%.從構(gòu)造上,雙向板的板厚為1/40~50,單向板為1/3~40,雙向板薄,再著,即使是單向板,其非受力邊也得放構(gòu)造筋。
  15. 梁墊:為了減小支座反力偏心對磚墻體產(chǎn)生的附加彎距,可做成內(nèi)缺口梁墊。
  16. 一般認(rèn)為,板的上筋直徑為8以上時(shí),可防止施工時(shí)踩彎,而現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)看,只有螺紋12以上的才能保證。
  17. 現(xiàn)澆陽臺欄板,從施工條件來講,當(dāng)布單排筋時(shí),板厚應(yīng)大于80,雙排筋時(shí),應(yīng)大于120.因振搗棒最小為30,布單排筋時(shí),板厚如為60,雙向鋼筋直徑如為8+6,則鋼筋兩邊僅剩23,無法振搗。
  18. 當(dāng)某一房間采用雙向井字次梁時(shí),板應(yīng)考慮整體彎距。即,井字次梁分隔成的4個(gè)角上的小板塊,負(fù)筋應(yīng)考慮按房間開間進(jìn)深尺寸截?cái),而不是僅僅按本小板格截?cái)唷<创瘟簝H認(rèn)為是大板的加勁肋。
  19. 當(dāng)建筑大多數(shù)房間較小,而僅一兩處房間較大時(shí),如按大房間確定基礎(chǔ)板厚會造成浪費(fèi),而按小房間確定則造成配筋困難,當(dāng)承載力能滿足要求時(shí),可在大房間中部墊聚苯卸載,按小房間確定基礎(chǔ)板厚。
  20. 挑梁端部的撓度并不完全取決于本身的變形,其支座內(nèi)垮的影響很可能超過挑梁本身的變形