一、前言:隨著建筑結(jié)構(gòu)新規(guī)范全面頒布,新規(guī)范在工程設(shè)計已全面開始,這對于如何在工程設(shè)計中正確應(yīng)用理解規(guī)范條文,正確選擇設(shè)計軟件及合理選取設(shè)計參數(shù)顯得尤為重要。
二、明確幾個概念:
1、“多塔結(jié)構(gòu)”與“分縫結(jié)構(gòu)”的區(qū)別:
(1)“塔”的概念:這里的塔是個工程概念,指的是四邊都有迎風(fēng)面且在水平荷載作下可獨自變行的建筑體部。將多個塔建同一個大底盤體部上,叫多塔結(jié)構(gòu)。
(2)多塔結(jié)構(gòu)的定義:對與大底盤多塔結(jié)構(gòu)、巨型框架結(jié)構(gòu),如果把裙房部分按塔的形式切開計算,則裙房部分誤差較大,且各塔的相互影響無法考慮。因此,程序采用了分塊平面內(nèi)無限剛的假定以減少自由度,且同時考慮塔與塔的相互影響。對于多塔結(jié)構(gòu),各剛性¥板的信息程序自動定義。但其包含區(qū)域需由用戶定義。
(3)分縫結(jié)構(gòu):在一個大的建筑體部里,因設(shè)伸縮縫、沉降縫、抗震縫,分成了若干小的建筑體部,叫分縫結(jié)構(gòu)。分縫結(jié)構(gòu)與多塔結(jié)構(gòu)區(qū)別是四邊中有的邊不是迎風(fēng)面。
(4)對分縫結(jié)構(gòu)各塊要分開計算。
(5)多塔結(jié)構(gòu)新規(guī)范條文注意事項:第一扭轉(zhuǎn)周期與第一平動周期的比值限值、最大λ移平動λ移的比值限值,對多塔結(jié)構(gòu)特別注意,目前程序是不對的,不能直接采用,必須將多塔結(jié)構(gòu)分搭計算,方可判斷兩者的比值。
2、“剛性¥板“與”彈性§板“
(1)剛性¥板是是指平面內(nèi)設(shè)定為剛度無限大,內(nèi)力計算時不考慮平面內(nèi)外變形,與板厚無關(guān),程序默認(rèn)¥板為剛性¥板。
(2)彈性§板:必需以房間為單元進(jìn)行定義,與板厚有關(guān),分以下三種情況:
彈性§板6:程序真實考慮¥板平面內(nèi)、外剛度對結(jié)構(gòu)的影響,采用殼單元,原則上適用于所有結(jié)構(gòu)。但采用彈性§板6計算時,¥板和梁共同承擔(dān)平面外彎矩,其結(jié)果梁的配筋偏小,¥版承擔(dān)的平面外彎矩計算配又δ考慮,此外計算工做量大,因此該模型僅適用板柱結(jié)構(gòu)。
彈性§板3:程序設(shè)定¥板平面內(nèi)剛度為無限大,而僅考慮平面外剛度對結(jié)構(gòu)的影響,采用殼單元,因此該模型僅適用厚板結(jié)構(gòu)。
彈性膜:程序真實考慮¥板平面內(nèi)剛度,而假定平面外剛度為零。采用膜剪切單元,因此該模型適用鋼¥板結(jié)構(gòu)。
注意:1:彈性§板僅適用于高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。2:不適用于多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)建筑。3:多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)建筑中存在有彈性§板時,可近似的按開洞處理,但要注意人工將荷載分配到周邊梁上。
3、有關(guān)振型的幾個概念
(1)振型參與系數(shù):ÿ個質(zhì)點質(zhì)量與其在某一振型中相應(yīng)坐標(biāo)乘積之和與該振型的主質(zhì)量(或者說該模態(tài)質(zhì)量)之比,即為該振型參與系數(shù)。
(2)振型的有效質(zhì)量:這個概念只對于串連剛片系有效(即基于剛性¥板假定的,不適用于一般構(gòu)),某一振型的某一方向的有效質(zhì)量為各個質(zhì)點質(zhì)量與該質(zhì)點在該一振型中相應(yīng)方向?qū)?yīng)坐標(biāo)乘積之和的平方。
(3)有效質(zhì)量系數(shù):如果計算時只取了幾個振型,那ô這幾個振型的有效質(zhì)量之和與總質(zhì)量之比即為有效質(zhì)量系數(shù)。用于判斷參與參與振型數(shù)足夠與否,并將用于程序。
(4)振型參與質(zhì)量:某一振型的主質(zhì)量(或者說該模態(tài)質(zhì)量)乘以該振型的參振型與系數(shù)的平方,即為該振型的振型參與質(zhì)量。
(5)振型參與質(zhì)量系數(shù):由于有效質(zhì)量系數(shù)只適用于剛性¥板假定,《高規(guī)》5.1.13條及《抗規(guī)》5.2.2條文說明,提出了用振型參與質(zhì)量系數(shù)來判斷參與振型數(shù)足夠與否的方法。即選定振型個數(shù)的振型參與質(zhì)量之和與總質(zhì)量之比即為振型參與質(zhì)量系數(shù)。這種方法適用于剛性¥板假定,也適用于彈性¥板。
4、總剛與側(cè)剛的概念
(1)總剛:就是用結(jié)構(gòu)的總剛陣和與之相對的質(zhì)量陣按振型疊加法求解結(jié)構(gòu)的周期及振型。結(jié)構(gòu)的總剛陣即為結(jié)構(gòu)靜力分析時形成的結(jié)構(gòu)總剛度矩陣。自由度數(shù)為N的高層結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)的總剛度矩陣為N階方矩陣,若定義有較大范Χ多的彈性¥板或有較多的不與¥板相連構(gòu)件時,可準(zhǔn)確分析出結(jié)構(gòu)ÿ層ÿ根構(gòu)件的空間反應(yīng),可發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的剛度突變部λ,連接薄弱的構(gòu)件以及數(shù)據(jù)有誤的部λ。缺點是計算量大,費時長。
(2)側(cè)剛:在高層結(jié)構(gòu)分析中,為了提高分析效率,對于引入¥板平面內(nèi)無限剛或分塊無限剛,平面外剛度為零的假定后,采用一種簡化計算方法,可已大大降低結(jié)構(gòu)的自由度,使得結(jié)構(gòu)ÿ層只有3個獨立的平動自由度,這就是側(cè)剛的方法。優(yōu)點是分析效率高,誤差在允許范Χ。
(3)若平面û有布置彈性¥板且û有不與¥板相連構(gòu)件的工程,側(cè)剛、總剛的結(jié)果是一致的。
5、抗震措施與抗震構(gòu)造措施概念
(1)抗震措施:是指除地震作用計算和抗力計算以外的設(shè)計內(nèi)容,包括建筑總體布置,結(jié)構(gòu)選型,
地基抗液化措施,考慮概念設(shè)計要求對地震作用效應(yīng)(內(nèi)力及變形)的調(diào)整,以及各種構(gòu)造措施。
(2)抗震構(gòu)造措施:是指根據(jù)抗震概念設(shè)計的原則,一般不需計算而對結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分所采取的細(xì)部構(gòu)造,如鋼筋ê固、塔接,混凝土保護(hù)層,最小配筋率等!翱拐鸫胧焙w了“抗震構(gòu)造措施”,請注意:抗震等級劃分屬“抗震措施”。
6有關(guān)高層建筑超限的審查規(guī)定:建設(shè)部第111號令2002年7月25日頒發(fā)《超限高層建筑工程抗震設(shè)防管理規(guī)定》,所ν的超限高層建筑,是指:超出現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的適應(yīng)高度和適應(yīng)結(jié)構(gòu)類型的高層建筑工程,體型特別不規(guī)則的建筑工程,高λ轉(zhuǎn)換層(8度3層以上、7度5層以上)及有關(guān)規(guī)范、規(guī)程規(guī)定應(yīng)當(dāng)進(jìn)行抗震專項審查的高層建筑。
注意:取消了對于高寬比超限時審查要求,高層建筑的高寬比,是對結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)合理性的宏觀控制。