(完整版)结构计算中几个重要参数的合理选取
建筑结构设计七个重要参数
建筑结构设计七个重要参数建筑结构设计是建筑工程中至关重要的环节,它关乎到建筑的稳固性、经济性和安全性。
在进行建筑结构设计时,需要考虑七个重要参数,这些参数对于建筑结构的设计和建设起着至关重要的作用。
下面将详细介绍这七个重要参数。
参数一:荷载荷载是指对建筑结构施加的外力和外载荷。
外力包括自重、活载(人员、设备等)、风载、地震载、温度变化引起的荷载等。
荷载是建筑结构设计的基础,合理估计和分析荷载有助于确保结构的稳定性和安全性。
参数二:强度强度是指结构材料所能承受的最大外力或应力。
在建筑结构设计中,需要考虑材料的强度和抗力,以确保结构的安全性。
强度设计要充分考虑结构的各种不利因素,如荷载类型、弯曲、剪切、压缩等,并根据设计规范进行相应的计算和分析。
参数三:刚度刚度是指结构抵抗外力变形的能力。
在建筑结构设计中,需要考虑结构的刚度,以确保结构在受力后能够保持稳定。
刚度设计要充分考虑结构的几何形状、材料的性质,以及结构的连接方式,采用合适的刚度设计有助于提高结构的稳定性和整体性。
参数四:稳定性稳定性是指建筑结构在受到外力作用后仍能保持平衡和稳定的能力。
在建筑结构设计中,需要考虑结构的整体稳定性,以确保结构不会发生失稳和倒塌。
稳定性设计要充分考虑结构的几何形状、重心位置、支座条件等因素,采用合适的稳定性设计有助于提高结构的抗风、抗震能力。
参数五:耐久性耐久性是指建筑结构能够在长期使用条件下保持强度、刚度和稳定性的能力。
在建筑结构设计中,需要考虑结构的耐久性,以确保结构能够长期使用而不会出现损坏和退化。
耐久性设计要充分考虑结构材料的性质、外界环境的影响,采用合适的防护措施有助于延长结构的使用寿命。
参数六:经济性经济性是指在保证结构安全、稳定和耐久的前提下,以最少的材料和成本达到设计要求。
在建筑结构设计中,需要考虑结构的经济性,以确保在有限的资源条件下实现设计目标。
经济性设计要充分考虑结构的材料选择、结构形式和施工工艺,采用合适的经济性设计有助于减少成本和资源消耗。
结构设计中的七个重要参数
1、轴压比轴压比主要是控制结构的延性,具体要求见抗规6.3.6和6.4.5,高规6.4.2和7.2.14。
轴压比过大则结构的延性要求无法保证,此时应加大截面面积或提高混凝土强度;轴压比过小,则结构的经济性不好,此时应减小截面面积。
轴压比不满足时的调整方法:增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度。
02周期比周期比控制的是结构侧向刚度与扭转刚度之间的相对关系,它的目的是使抗侧力构件的平面布置更合理,使结构不致于出现过大的扭转效应。
一句话,周期比不是要求结构足够结实,而是要求结构承载布置合理,具体要求见高规4.3.5。
刚度越大,周期越小。
抗侧力构件对结构扭转刚度的贡献与其距结构刚心的距离成正比,意思是结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大。
结构的第一、第二振型宜为平动,扭转周期宜出现在第三振型及以后。
当第一振型为扭转时:说明结构的扭转刚度相对于其两个主轴的侧移刚度过小,此时应沿两个主轴适当加强结构外围的刚度,或沿两个主轴适当削弱结构内部的刚度。
当第二振型为扭转时:说明结构沿两个主轴的侧移刚度相差较大,结构的扭转刚度相对于其中一主轴(第一振型转角方向)的侧移刚度是合理的,但对于另一主轴(第三振型转角方向)的侧移刚度过小,此时应适当削弱结构内部沿第三振型转角方向的刚度或适当加强结构外围(主要是沿第一振型转角方向)的刚度。
周期比不满足时的调整方法:通过人工调整改变结构布置,提高结构的抗扭刚度;总的调整原则是加强结构外围墙、柱或梁的刚度,适当削弱结构中间墙、柱的刚度;利用结构刚度与周期的反比关系,合理布置抗侧力构件,加强需要减小周期方向(包括平动方向和扭转方向)的刚度,或削弱需要增大周期方向的刚度。
03、位移比/位移角位移比是指采用刚性楼板假定下,端部最大位移(层间位移)与两端位移(层间位移)平均值的比,位移比的大小反映了结构的扭转效应,同周期比的概念一样都是为了控制建筑的扭转效应提出的控制参数。
一般结构计算参数选择
1.5 KN/m2
250厚墙
3.8 KN/m2
栏杆
1.0 KN/m2
200厚墙
3.2 KN/m2
女儿墙
2.0 KN/m2
100厚墙
2.0 KN/m2
04
振型个数
15
《高规》第5.1.13条:不小于15,且计算振型应使振型参与质量不小于总质量的90%。
05
混凝土容重
一般取27
钢筋混凝土容重一般为25KN/m3,考虑构件表面粉刷层、装修层重量,适当增加。
06
钢材容重
一般取78
钢筋混凝土容重一般为78KN/m3,考虑构件表面粉刷层、装修层重量,适当增加。
结构计算参数选择
一、结构体系
结构设计参数
结构设计取值
规范条文
结构安全等级
二级
《混凝土规范》第3.2.1条
结构重要性系数
1.0
《混凝土规范》第3.2.3条
建筑设防类别
丙类建筑
《抗震设防分类标准》第3.0.2条
结构体系
框架结构/框剪结构/剪力墙结构/短肢剪力墙
《抗震规范》第6.1.1条
《高规》第4.2.2条
二、地震设计参数
结构设计参数
结构设计取值
规范条文
设防烈度:
7度
《抗震规范》第3.2.4条及附录A
设计地震分组
第一组
《抗震规范》第3.2.4条及附录A
场地类别:
ⅠⅡⅢⅣ上海
工程地质勘察报告
抗震等级:
三级
《抗震规范》第6.1.2条、第6.1.3条
《高规》第4.8.1条、第4.8.2条、第4.8.3条、第4.8.4条、第4.8.5条、第4.8.6条
(完整版)结构计算中几个重要参数的合理选取
结构计算中几个重要参数的合理选取《抗震规范》第3。
6。
6。
4条指出,所有的计算机计算结果,应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。
通常情况下,计算机的计算结果主要是结构的自振周期、楼层地震剪力系数、楼层弹性层间位移(包括最大位移与平均位移比)和弹塑性变形验算时楼层的弹塑性层间位移、楼层的侧向刚度比、振型参与质量系数、墙和柱的轴压比及墙、柱、梁和板的配筋、底层墙和柱底部截面的内力设计值、框架—-抗震墙结构抗震墙承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值、超筋超限信息等等.为了分析判断计算机计算结果是否合理,结构设计计算时,除了有合理的结构方案、正确的结构计算简图外,正确填写抗震设防烈度和场地类别,合理选取电算程序总信息中的其他各项参数也是十分重要的。
1.结构的抗震等级《抗震规范》规定建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。
甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑,地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求,其值应按批准的地震安全性评价结果确定。
抗震措施,当抗震设防烈度为6~8度时,应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求,当为9度时,应符合比9度抗震设防更高的要求。
乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑,地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求。
抗震措施,一般情况下,当抗震设防烈度为6~8度时,应5符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求,当为9度时,应符合比9度抗震设防更高的要求;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。
对较小的乙类建筑,当其结构改用抗震性能较好的结构类型时,应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。
丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑,地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求.丁类建筑应属于抗震次要建筑。
一般情况下,地震作用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求;抗震措施应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低,但抗震设防烈度为6度时不应降低.抗震设防烈度为6度时,除规范有具体规定外,对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。
高层建筑结构分析中计算参数合理取值解析
平位移约束为零。注意嵌固层约束与柱底约束不同。 II. 无地下室但将地梁作为结构1层输入的计算模型,嵌固层号填1。 III.最大嵌固层层号优先于有侧约束地下室层数。 IV.嵌固层的刚度不应小于上层的2倍。大多数工程地下室与首层刚度比
1 SATWE设置嵌固层号不影响内力计算; 2SATWE地下室侧约束参数为土层水平抗 力系 数的比例系数M(N/m4)。用M值求出的 地下 室侧向刚度约束呈三角形分布,在地下室 顶层 处为0,并随深度增加而增加。M的取值范 围 一般在2.5—100之间,在少数情况的中密、 密 实的沙砾、碎石类土取值可达100—300。设 为 嵌固时填负值。
高层结构分析中计算参数合理取值解析
主要内容
1、总体计算参数合理取值 2、构件属性参数合理取值 3、弹性计算分析结果的判断 4、建筑结构抗震性能分析计算参数
1.总体计算参数合理取值
1. 总体信息 2. 地震信息 3. 风计算信息 4. 调整信息 5. 时程分析信息
1.1 总体信息
1.1 总体信息
IV.若总层数包含地下室和小塔楼层数,应填写地下 室、小塔楼层数,在计算刚重比时软件自动减去 这部分层数,否则稳定性验算不容易满足。
1.1 总体信息
1.1.12 结地构下计室算层总数
取值范围 (≤总层数,≥有侧约束地下室层数 ) I. 影响风荷载计算和剪力墙底部加强范围判断。 II. 当地梁或地下室底板作为一个结构层输入,则计
对于多层的框架结构, 重力恒载工况下考虑模拟施工与不考虑模拟施工柱的轴力相差约为8%;梁 端弯矩最大相差2倍。 对于多层结构也应该考虑模拟施工的影响。
结构设计常用数据
结构设计常用数据1. 强度设计参数在结构设计中,强度设计参数是十分重要的数据,它们包括以下几个方面:抗压强度(fc):表示材料在受到压力时的最大承载能力。
这个参数常用于柱子、墙体等受压构件的设计中。
抗拉强度(ft):表示材料在受到拉力时的最大承载能力。
这个参数常用于梁、板等受拉构件的设计中。
剪切强度(fv):表示材料在受到剪切力时的最大承载能力。
这个参数常用于梁、板等受剪构件的设计中。
扭转强度(fd):表示材料在受到扭转力时的最大承载能力。
这个参数常用于柱子、梁等受扭构件的设计中。
这些强度设计参数通常由材料的试验数据得出,不同的材料在不同情况下可能会有不同的数值。
2. 几何数据几何数据是描述构件形状和尺寸的重要参数,在结构设计中经常被使用。
常见的几何数据包括:面积(A):表示构件所占据的平面面积,常用于计算受压构件的承载能力。
截面形状参数:不同形状的截面有不同的计算公式,一些常见的截面形状参数包括矩形、圆形、T形、I形等。
跨度(L):表示构件的长度,常用于计算梁的挠度和承载能力。
高度(H):表示构件的垂直距离,常用于计算柱子的承载能力。
倾角(θ):表示构件的倾斜程度,常用于计算斜拉索的张力等。
这些几何数据通常由工程师根据实际情况测量得出或者通过图纸获得。
3. 荷载数据荷载数据是指结构在使用过程中所受到的外力或内力,它是结构设计中不可或缺的重要参数。
常见的荷载数据包括:死荷载:也称为常驻荷载,是结构自身所产生的静态荷载,如自重、仪器设备等。
活荷载:也称为可变荷载,是结构在使用过程中产生的荷载,如人员、设备、雨水等。
风荷载:指风对建筑物或结构物产生的荷载。
地震荷载:指地震对建筑物或结构物产生的荷载。
荷载数据需要根据实际情况进行估算或者通过测量获得,并且需要根据设计规范进行合理的选取和计算。
4. 边界条件边界条件是结构设计中必须考虑的数据,它是指结构的约束和支承情况。
常见的边界条件包括:支座类型:包括固支、滑动支座、铰支、弹性支座等。
结构设计中七个最重要的比值详解
7.2.13 重力荷载代表值作用下,一、二、三级剪力墙墙肢的轴压比不宜超 过表 7.2.13 的限值。 表 7.2.13 剪力墙墙肢轴压比限值 一级(9 度) 一级(6、7、8 度) 0.4 0.5
抗震等级 轴压比限值
二、三级 0.6
注: 墙肢轴压比是指重力荷载代表值作用下墙肢承受的轴压力设计值与墙 肢的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。
E0.1 当转换层设置在 1、2 层时,可近似采用转换层与其相邻上层结构的 等效剪切刚度比γe1 表示转换层上、下层结构刚度的变化,γe1 易接近 1,非抗 震设计时,γe1 不应小于 0.5。γe1 可按下列公式计算:
e1
G1 A1 h2 G2 A2 h1
(i 1,2) (i 1,2)
3
表 4.3.12 楼层最小地震剪力系数值 类别 扭转效应明显 0.008 0.016(0.024) 0.032(0.048) 0.064 或基本周期小 于 3.5s 的结构 基本周期大于 0.006 0.012(0.018) 0.024(0.036) 0.048 5.0s 的结构 注意:1 基本周期介于 3.5s 和 5.0s 之间的结构,应允许线性插入取值; 2 7、8 度时括号内数值分别用于设计基本地震加速度为 0.15g 和 0.30g 的地区。
表 6.4.2 结构类型 框架结构 板柱-剪刀墙、框架-剪力 墙、框架-核心筒、筒中 筒结构 部分框支剪刀墙结构 一 0.65 0.75 0.60
柱轴压比限值 抗震等级 二 三 0.75 0.85 0.85 0.70 0.90 一
四 — 0.95
注:1 轴压比指柱考虑地震作用组合的压轴力设计值与柱全截面面积 和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值; 2.表内数值适用于混凝土强度等级不高于 C60 的柱。当混凝土强度等 级为 C65~C70 时,轴压比限值应比表值降低 0.05;当混凝土强度等级为 C75~C80 时,轴压比限值应比表中数值降低 0.10; 3.表内数值适用于剪跨比大于 2 的柱;剪跨比不大于 2 但不小于 1.5 的柱,其周亚比限值应比表中的数值减少 0.05;剪跨比小于 1.5 的柱,其 轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施; 4.当沿柱全高采用并字复合箍,箍筋间距不大于 100mm、肢距不大于 200mm、直径不小于 12mm,或当沿柱全高采用连续复合螺旋箍,且螺距
(完整版)结构设计中的8个参数比(超限)调节方法.docx
结构设计中的几个参数比1.轴压比目的:控制构件保持一定延性。
保证柱(墙)的塑性变形能力和保证结构的抗倒塌能力。
要求:详见规范(抗规柱 6.3.6 、墙 6.4.5和混规柱11.4.16、墙11.7.16&17 ),限制各等级的剪力墙和框架(支)柱轴压比;注意:剪力墙的轴压比对应的荷载为重力荷载代表值的设计值;框架(支)柱轴压比对应的荷载为含水平荷载的工况组合,多为地震工况组合。
调节方法:1)程序调整: SATWE 程序不能实现。
2)人工调整:增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度。
2.扭转周期比目的:周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系,而非其绝对大小,它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不致于出现过大(相对于侧移)的扭转效应。
一句话,周期比控制不是在要求结构足够结实,而是在要求结构承载布局的合理性要求:规范规定(高规 3.4.5):结构扭转为主的第一周期 Tt 与平动为主的第一周期 T1 之比,A 级高度高层建筑不应大于 0.9 ;B 级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85振型判别方法:振型方向因子来判断,因子以50%作为分界。
注意:全国超限建筑抗震设防中,对周期比比值不足不是一项超限,广东抗震审查技术要求中无该条规定。
调节方法:一般只能通过调整平面布置来改善这一状况,这种改变一般是整体性的,局部的小调整往往收效甚微。
周期比不满足要求说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小,总的调整原则是加强结构外圈刚度,削弱结构内筒刚度。
3.有效质量参与系数目的:保证考虑充足的地震作用。
要求:详见规范(抗规 5.2.2 条文及高规 5.1.13)计算振型数应使各振型参与质量之和不小于总质量的90%。
调节方法:增加计算参与的振型数量。
4.刚重比目的:确定在水平荷载下,结构二阶效应不致过大,而引起稳定问题。
要求:详见规范(高规 5.4)重力二阶效应及结构稳定注意:此处重力为重力荷载设计值,取 1.2 恒+1.4 活。
结构设计中计算参数合理取值探讨
建筑结构设计中计算参数合理取值探讨建筑结构设计中现常采用SATWE程序进行结构整体计算分析,对计算参数取值不当,会影响计算结果的准确性、可靠性,有可能造成计算结果偏于不安全。
应在正确理解参数的物理概念的基础上,根据工程的实际情况及规范相关要求经分析后确定。
下面就主要的计算参数进行探讨。
1.竖向荷载计算规范JGJ3-2002第5.1.9条:高层建筑进行重力荷载作用效应分析时,柱、墙轴向变形宜考虑施工过程的影响。
施工过程的模拟可根据需要采用适当的简化方法。
一次性加载:采用整体刚度模型,按一次加载方式计算竖向力。
适用于多层结构、钢结构以及有上传荷载(如吊柱)的结构。
模拟施工加载1:采用整体刚度模型,分层加载方式计算。
适用于多高层结构。
模拟施工加载2:按模拟施工加载1计算竖向力,并将框架筒体结构的外围框架构件的刚度放大十倍。
仅适用于框筒结构向基础传递荷载(不要传递刚度)。
模拟施工加载3:采用分层刚度模型,分层加载方式计算。
适用于多高层无吊车结构,更符合工程实际情况。
2.风荷载计算规范GB50009-2001第7.1.2条:基本风压应按本规范附录D.4中附表D.4给出的50年一遇的风压采用,且不得小于0.3KN/m2。
规范JGJ3-2002第3.2.2条:对于特别重要或对风荷载敏感的高层建筑,其基本风压应按100年重现期的风压采用。
如无锡地区的高层建筑风荷载计算,建筑物高度60米以下按50年重现期的基本风压值,采用0.45KN/m2;建筑物高度60米以上按100年重现期的基本风压值,采用0.50KN/m2。
风荷载计算中的结构基本周期取值,一般工程中其取值与结构计算第一周期相差较大,应在完成一次计算后,将计算结果中的结构第一平动周期代入,再对结构重新进行计算,以使结构风荷载的计算更为准确。
3.地震作用计算规范GB50011-2001第5.1.1条:1. 一般情况下,可在构筑物结构单元的两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算,各方向的水平地震作用,应全部由该方向的抗侧移构件承担。
结构计算中几个重要参数的合理选取
结构计算中几个重要参数的合理选取在结构计算中,合理选取一些重要参数是非常关键的,这些参数的选择直接影响到计算结果的准确性和可靠性。
以下是几个重要参数的合理选取方法:1.材料参数:在结构计算中,材料参数是非常重要的。
这些参数包括弹性模量、泊松比、屈服强度等。
合理选取材料参数需要考虑结构所使用的材料的特性。
通常,可以通过材料试验来获取材料参数,例如拉伸试验、压缩试验等。
如果无法进行试验,可以使用文献中已有的数据作为参考,选择合适的材料参数。
2.荷载参数:结构计算中,荷载参数是非常重要的。
合理选取荷载参数需要根据实际工程情况进行综合考虑。
常见的荷载参数包括静载荷、动载荷、风载荷、地震荷载等。
对于静态荷载,可以通过结构的重量、使用荷载、作用力等来确定。
对于动态荷载,可以通过实地观测、文献数据等来确定。
3.约束条件:结构计算中,约束条件是指结构模型的边界条件。
合理选取约束条件可以确保计算的可靠性。
通常,约束条件可以根据实际工程情况进行选择,例如支座边界、自由边界、对称边界等。
在选择约束条件时,需要注意结构的完整性和稳定性。
4.网格密度:结构计算中,网格密度是指有限元模型的离散程度。
合理选取网格密度可以保证计算结果的准确性。
通常,可以通过试算和改进法来确定合适的网格密度。
对于复杂结构,需要更加细化的网格密度,以保证计算结果的可靠性。
5.收敛准则:结构计算中,收敛准则是指计算结果收敛的条件。
合理选取收敛准则可以确保计算结果的准确性。
通常,可以通过试算的方式来确定合适的收敛准则。
对于复杂结构,需要更加严格的收敛准则,以保证计算结果的可靠性。
总结来说,合理选取结构计算中的重要参数是保证计算结果准确性和可靠性的关键。
在选择参数时,需要考虑实际工程情况,并采用综合方法进行确定。
同时,还需要注意实际条件的限制和工程经验的参考,以保证计算结果的可信度。
浅谈结构计算中几个重要参数的调整方法
浅谈结构计算中几个重要参数的调整方法摘要:为保证钢筋混凝土结构的科学性与合理性,对结构计算结果的正确判断与调整是设计中的关键。
以下针对规范中对轴压比、周期比、层间位移角、位移比、刚度比、层间受剪承载力比、刚重比、剪重比等几个重要参数的规定,提出最佳的调整方法,与同行探讨。
关键词:钢筋混凝土结构;结构计算;参数调整Will: to ensure the reinforced concrete structure more scientific and reasonable structure calculation results of the judging correctly and adjustment of the design is the key. The following for specification to axial compression ratio, cycle of displacements Angle than, than, stiffness ratio, the displacement between layers, shear bearing capacity, and just weight than, cut the heavy than than the provisions of several important parameters, put forward the best adjustment method, and peer discussion.Keywords: reinforced concrete structure; Structure calculation; Parameters adjustment1 轴压比主要为控制结构延性。
规范对墙肢和柱均有相应限值要求,见GB50011-2010《建筑抗震设计规范》(以下简称《抗规》)6.3.6和6.4.2。
结构设计选用的主要参数及电算结果的判断
结构设计选用的主要参数及电算结果的判断摘要:本文笔者在高层建筑设计中主要计算参数的选取,并对电算结果的合理性进行分析。
关键词:高层建筑结构设计设计参数电算结果在结构设计中.设计软件的使用大大地提高了工程师工作的效率,但同时也逐渐使工程师养成了依赖软件的习惯,盲目相信软件计算结果。
现结合现行规范的有关条文,简要叙述如何合理地选取主要设计参数及一些注意事项。
1)总信息取值:前提条件、很重要,否则计算无意义。
虽然各种电算程序对总信息的取值都有详细的说明或规定,但不少设计人员并未充分了解其含义,取值不妥屡有发生。
混凝土容重宜取27~30:梁、柱、剪力墙等考虑粉刷或装饰面层后的容重应大于25kN/m3,如考虑粉面20厚砂浆,柱400×400:γ=(4402-4002)×20/4002+25=4.2+25=29.2,柱600×600:γ=(6402-6002)×20/6002+25=2.7555+25=27.8,柱1000×1000:γ=(10402-10002)×20/10002+25=1.632+25=26.632,梁250×500(板厚按100mm计):γ=(290×420-250×400)×20/(250×500)+25=3.488+25=28.5,梁300×800(板厚按100mm计):γ=(340×720-300×700)×20/(300×800)+25=2.9+25=27.9,剪力墙厚200:γ=40×20/200+25=4+25=29,剪力墙厚300:γ=40×20/300+25=2.67+25=27.67,可见,梁、柱、剪力墙截面尺寸越小容重越大,如贴面砖、花岗石,容重还要加大,设计人应综合考虑本工程梁、柱、剪力墙的截面尺寸大小及面层材料,确定一个较合适的混凝土容重值。
PKPM结构设计软件计算参数的合理选取
PKPM结构设计软件计算参数的合理选取摘要:随着社会经济的发展和人们物质生活水平的提高,以及城市发展的需要,现代建筑向复杂化、大型化发展。
工程设计时对结构分析计算软件的依赖性越来越强,如何保证计算模型的合理性及计算结果的可靠性,已成为结构工程师们面对的首要问题。
本文就PKPM结构设计软件的参数应用和设计范围进行探讨,对软件计算的参数合理选取进行分析。
关键词:PKPM;结构设计;计算参数;选取Abstract: with the development of social economy and the improvement of people’s living standards, and the need of city development, modern building to the complex, large-scale development. Engineering design of structure analysis and calculation software of growing dependence, how to ensure that the calculation model is reasonable and the calculation of the reliability of the results, has become a primary challenge for structural engineers. This article on the PKPM structure design software design and application range of parameters, the software calculates the parameter selection analysis.Key words: PKPM; structure design; parameter selection;随着建筑结构新规范全面颁布,新规范在工程设计已全面开始,这对于如何在工程设计中正确应用理解规范条文,正确选择设计软件及合理选取设计参数显得尤为重要。
结构设计中的几个重要比值(整理更新)
结构设计中几个重要比值(整理更新)1、轴压比:主要为控制结构的延性,规范对墙肢和柱均有相应限值要求。
柱轴压比是指,有地震作用组合的柱组合轴压力设计值与柱的全截面面积和砼轴心抗压强度设计值乘积的比值,是影响柱子破坏形态和延性的主要因素之一。
轴压比限值的依据是理论分析和试验研究并参照国外的类似条件确定的,其基准值是对称配筋柱大小偏心受压状态的轴压比分界值。
(抗规2010第62页表6.3.6)在剪力墙的轴压比计算中,轴力取重力荷载代表值,与柱子的不一样。
2、剪重比:主要为控制各楼层最小地震剪力,确保结构安全性,见抗规5.2.5。
3、侧向刚度比:主要为控制结构竖向规则性。
位移比:主要为控制结构平面规则性,以免形成扭转,对结构产生不利影响。
控制比例为1.5。
见抗规3.4.2、3.4.3。
4、周期比:主要为控制结构扭转效应,减小扭转对结构产生的不利影响。
5、刚重比:主要为控制结构的稳定性,以免结构产生滑移和倾覆,要求见高规。
6、剪跨比:梁的剪跨比,剪力的位置a与h0的比值。
剪跨比影响了剪应力和正应力之间的相对关系,因此也决定了主应力的大小和方向,也影响着梁的斜截面受剪承载力和破坏的方式;同时也反映在受剪承载力的公式上。
柱的剪跨比:若反弯点在柱子层高范围内,柱子的剪跨比小于2时,需要全长加密,见混凝土规范11.4.12、11.4.17。
7、剪压比(梁柱截面上的名义剪应力V/bh0与混凝土轴心抗压强度设计值的比值):梁塑性铰区的截面剪压比对梁的延性、耗能能力及保持梁的强度、刚度有明显的影响,当剪压比大于0.15的时候,梁的强度和刚度有明显的退化现象,此时再增加箍筋用量,也不能发挥作用,因此对梁柱的截面尺寸有所要求。
8、跨高比:梁的跨高比(梁的净跨与梁截面高度的比值)对梁的抗震性能有明显的影响。
梁(非剪力墙的连梁)的跨高比小于5和深梁都按照深受弯构件进行计算的。
9、延性比:延性比即为弹塑性位移增大系数。
延性是指材料、构件、结构在初始强度没有明显退化的情况下的非弹性变形能力。
结构整体计算总体信息的取值
结构整体计算总体信息的取值:(1)钢筋混凝土容重(KN/m3)取26~27,全剪结构取27,一般情况下混凝土容重取26KN/M3;(2)地下室层数,取实际地下室层数,当含有地下室计算时,不指定地下室层数是不对的,请审核人把关。
(3)计算振型数,取3的倍数,高层建筑应至少取9个,考虑扭转耦联计算时,振型应不少于15个,对多塔结构不应少于塔数×9。
计算时要检查Cmass-x及Cmass-y两向质量振型参与系数,均要保证不小于90%,达不到时,应增加振型数,重新计算。
(4)地震信息中的“活荷质量一般折减系数”RMC取0.5,具体问题按照《抗震》5.1.3条)。
(5)自振周期应考虑填充墙体对刚度的影响进行折减。
当添充墙为砖墙时:框架结构0.6-0.7,框剪结构0.7-0.8,剪力墙结构0.9-1.0。
(6)活荷载信息中“柱、墙活荷载是否折减”,一般不折减,“传到基础的活荷载是否折减”,应折减。
(7)调整信息中“中梁刚度增大系数”BK取2.00;“梁端弯矩调幅系数”BT=0.85~0.9;“梁跨中旁矩增大系数”BM=1.05~1.10,取1.05;活荷载大于3.0Kpa的多层,1.1~1.2 “连梁刚度折减系数”BLZ取0.50~0.7,在内力和位移计算中,最小取0.50,一般取0.55,当结构位移由风荷载控制,不宜小于0.8;“梁扭矩折减系数”TB,一般取0.40;“全楼地震力放大系数”一般1.0,当λ不满足”抗震规范“5.25条,用此系数调至满足;“0.2Q0”框剪结构必须要求调整;“顶塔楼内力放大”当振型数多于9个,取1,否则需放大取3。
办公楼各项主要设计参数建筑结构可靠度设计标准:1、建筑结构重要性系数取1.02、建筑设计使用年限为50年;3、建筑结构安全等级为二级;4、地基基础设计等级:丙级;5、地下车库防水等级为二级,地下混凝土抗渗等级S8;6、地下二层为人防抗力等级常6级的平战结合防空地下室。
结构方程中各参数
结构方程中各参数一、参数一:模型拟合度(Model Fit)结构方程模型的拟合度是评估模型与数据之间的一致性的指标。
它反映了模型对观测数据的拟合程度,也可以用来评估模型的适应性和解释力。
常用的拟合度指标有:χ²值、χ²/df值、RMSEA、CFI、TLI等。
χ²值是统计模型拟合度的重要指标,它衡量了观测数据与模型之间的差异程度。
χ²/df值是将χ²值除以自由度,可以消除样本量对χ²值的影响,一般认为当χ²/df小于5时,表示模型与数据的拟合较好。
RMSEA是衡量模型与数据之间的拟合度的另一种指标,其值越小表示模型与数据的拟合越好,一般认为当RMSEA小于0.08时,表示模型与数据的拟合较好。
CFI和TLI是比较常用的拟合度指标,它们衡量了模型对数据的解释力。
当CFI和TLI的值大于0.9时,表示模型对数据的解释能力较好。
二、参数二:路径系数(Path Coefficients)路径系数是结构方程模型中变量之间相互关系的度量。
它反映了一个变量对另一个变量的直接和间接影响。
路径系数可以是正值或负值,表示正向或负向关系。
路径系数的大小表示了变量之间的关系强度,绝对值越大表示关系越强。
路径系数的显著性检验可以判断路径系数是否具有统计学意义,通常使用t值或z值进行检验。
三、参数三:解释变量(Exogenous Variables)解释变量也称为自变量,是结构方程模型中影响其他变量的变量。
它们是模型中的起点,不受其他变量的影响。
解释变量的选择应根据研究目的和理论基础进行,需要考虑其与其他变量的相关性和因果关系。
四、参数四:被解释变量(Endogenous Variables)被解释变量也称为因变量,是结构方程模型中被其他变量影响的变量。
它们是模型中的终点,受其他变量的影响。
被解释变量的选择应根据研究目的和理论基础进行,需要考虑其与解释变量的相关性和因果关系。
结构设计中一些重要的控制指标
结构设计中一些重要的控制指标1、层间位移角《建筑抗震设计规范》第5.5.1条、《高规》第4.6.3条规定,结构应进行多遇地震作用下的抗震变形验算,其楼层层内最大的弹性层间位移与层高之比不宜大于相关层间位移角的限制。
Pkpm计算时,规范对层间位移角的控制,要求在“刚性楼层假定”的条件下计算。
注意层间位移角的计算“不考虑偶然偏心”的影响。
2、周期比周期比是控制结构扭转效应的重要指标,是结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期的比值。
周期比控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系。
它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不至于出现过大的的扭转效应。
而不是要求结构具有足够大的刚度。
《高规》第4.3.5条规定:结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比。
A级高度高层建筑不应大于0.9,B级高度高层建筑。
调整结构周期比的措施主要有两种:1)提高结构的抗扭刚度。
这样可以改善结构的抗扭性能,是解决结构抗扭薄弱的根本方法。
提高抗扭刚度一般需要调整结构布置,增加结构周边构件的刚度,降低结构中间构件的刚度;有时要改变结构类型,如增加剪力墙等。
这种改变一般是整体性的,局部的小调整往往是收效甚微的。
调整原则是要加强结构外圈刚度,或消弱内筒降低结构中间的刚度,以增大结构的整体抗扭刚度。
2)降低平动刚度,使平移周期加长。
此法仅适用于原来结构刚度较大,层间位移远小于规范限值的情况。
3、位移比位移比是控制结构平面规则性的重要指标,是指楼层竖向构件的最大的水平位移和层间位移与本楼层平均值的比值。
结构是否规则、对称、平面内刚度是否均匀是结构本身的性能,可以用结构的刚心与质心的相对位置表示,两者相距较远的结构在地震作用下扭转可能较大。
由于刚心与质心位置都无法直接定量计算,规范采用了校核结构位移比的要求。
在楼板平面内无限刚性的假定下,增加了附加偏心距0.05L计算校核位移比。
位移比是一个相对值,在相同的位移比下,当结构刚度较小,平均侧向位移较大时,扭矩产生的最大位移也大,对结构的危害也大。
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(完整版)结构计算中几个重要参数的合理选取结构计算中几个重要参数的合理选取《抗震规范》第3.6.6.4条指出,所有的计算机计算结果,应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。
通常情况下,计算机的计算结果主要是结构的自振周期、楼层地震剪力系数、楼层弹性层间位移(包括最大位移与平均位移比)和弹塑性变形验算时楼层的弹塑性层间位移、楼层的侧向刚度比、振型参与质量系数、墙和柱的轴压比及墙、柱、梁和板的配筋、底层墙和柱底部截面的内力设计值、框架--抗震墙结构抗震墙承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值、超筋超限信息等等。
为了分析判断计算机计算结果是否合理,结构设计计算时,除了有合理的结构方案、正确的结构计算简图外,正确填写抗震设防烈度和场地类别,合理选取电算程序总信息中的其他各项参数也是十分重要的。
1.结构的抗震等级《抗震规范》规定建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。
甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑,地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求,其值应按批准的地震安全性评价结果确定。
抗震措施,当抗震设防烈度为6~8度时,应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求,当为9度时,应符合比9度抗震设防更高的要求。
乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑,地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求。
抗震措施,一般情况下,当抗震设防烈度为6~8度时,应5符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求,当为9度时,应符合比9度抗震设防更高的要求;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。
对较小的乙类建筑,当其结构改用抗震性能较好的结构类型时,应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。
丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑,地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。
丁类建筑应属于抗震次要建筑。
一般情况下,地震作用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求;抗震措施应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低,但抗震设防烈度为6度时不应降低。
抗震设防烈度为6度时,除规范有具体规定外,对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。
2.地震力的振型组合数地震力的振型组合数,对高层建筑,当不考扭转耦联计算时,至少应取3;当振型数多于3时,宜取3 的倍数,但不应多于层数;当房屋层数≤2时,振型数可取层数。
对于不规则的结构,当考虑扭转耦联时,对高层建筑,振型数应取≥9;结构层数较多或结构刚度突变较大,振型数应多取,如结构有转换层、顶部有小塔楼、多塔结构等,振型数应取≥12或更多,但不能多于房屋层数的3倍;只有当定义弹性楼板,且采用总刚分析,必要时,振型数才可以取的更多。
《抗震规范》指出,合适的振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量的90%所需的振型数。
SATWE等电算程序已有这种功能,可以很方便地输出这种参与质量的比值。
有些设计人员不大重视电算程序使用手册的应用,选取振型数时比较随意,这是应当改进。
此外,由耦联计算的地震剪力通常小于非耦联计算,仅当结构存在明显示扭转时才采用耦联计算,但在必要时应补充非耦联计算。
3.结构周期折减系数框架结构及框架--抗震墙等结构,由于填充墙的存在,使结构的实际刚度大于计算刚度,计算周期大于实际周期,因此,算出的地震剪力偏小,使结构偏于不安全,因而对结构的计算周期进行折减是必要的,但对框架结构的计算周期不折减或折减系数取得过大都是不妥当的。
对框架结构,采用砌体填充墙时,周期折减系数可取0.6~0.7;砌体填充墙较少或采用轻质砌块时,可取0.7~0.8;完全采用轻质墙体板材时,可取0.9。
只有无墙的纯框架,计算周期才可以不折减。
4.框架梁、柱箍筋间距《抗震规范》第6.3.3条及6.3.8条对不同抗震等级的框架梁、柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了明确规定。
根据这些规定,工程习惯上常取梁、柱箍筋加密区最大间距为100mm,非加密区箍筋最大间距为200mm。
电算程序总信息中通常也内定梁、柱箍筋加密区间距为100mm,并以此为依据计算出加密区箍筋面积,由设计人员要据规范确定箍筋直径和肢数。
但是,在程序内定的条件下,当框架梁的跨中部位有次梁或有较大的其他集中荷载作用却仅配两肢箍筋时,多数情况下,非加密区箍筋间距采用200mm会使梁的非加密区配箍不足,因此建议程序内定梁箍筋改为取梁的非加密区间距200mm。
这样,既可保证梁非加密区的抗剪承载力,又可适当增加梁端箍筋加密区(箍筋间距为100mm)的抗剪能力,梁的强剪性能更能充分体现。
当框架梁由于种种原因纵向钢筋超筋时,梁端适当加大抗剪承载力对结构抗震非常有利。
这也是为什么当梁端纵向受拉钢筋配筋率大2%时,规范规定梁的箍筋直径应比最小构造直径增大2mm的原因。
对于框架柱,当框架内定柱加密区箍筋间距为100mm时,在某些情况下,亦可能因非加密区箍筋间距采用200mm引起配箍不足。
因此,我们也建议程序内定柱的箍筋间距改为取柱的非加密区的箍筋间距200mm。
这里需要指出的是,梁、柱箍筋非加密区配箍验算时可不考虑强剪弱弯的要求,即剪力设计值取加密区终点处外侧的组合剪力设计值,并且不乘以剪力增大系数。
5.地下室层数的输入处理多层框架结构房屋有的设置地下室。
由于隔墙少,常采用筏板式基础。
在电算时,应将地下室层数和上部结构一起输入,并在总信息中按实际的地下室层数填写。
这样,计算地基和基础底板的竖向荷载可以一次形成,并且在抗震计算时,程序会自动对框架底层柱底截面的弯矩设计值乘以增大系数。
同时通过对层侧移刚度比的分析比较,还可以正确判断和调整房屋的嵌固位置,并采取相应的抗震构造措施,保证楼板有必要的厚度和最小配筋率等等;当结构表现为竖向不规侧时,不仅要验算薄弱层,而且还要对薄弱层的地震剪力乘以1.15的增大系数。
如果在结构总体计算时,总信息中填写的地下室层数少于实际输入的层数,弯矩设计值增大系数将会乘错位置,从而在发生地震时,会使极易发生震害的底层柱底部位因抗震能力降低而破坏。
二.结构建模、计算及结果正确的判断1、结构整体计算总体信息的合理取值:(1)混凝土容重(KN/m3)取26~27。
考虑到梁、板构件的粉刷,故进行适当提高。
我们一般可以取27 KN/m3 (2)计算振型数。
考虑扭转耦联计算时,振型应不少于9个;(所谓耦联是考虑平动+扭转,而非耦联仅考虑平动或转动)对多塔结构不应少于塔数×9。
一般低层建筑可以不必考虑耦联计算。
在计算结果出来后,要检查计算书Cmass-x及Cmass-y两向质量振型参与系数,均要保证不小于90%,达不到时,应增加振型数,重新计算。
(4)地震信息中的“活荷载折减系数”一般取0.5,具体问题时按照《抗震》5.1.3条)。
(5)计算扭转地震方向。
对质量及刚度分布明显不对称的结构,应取双向水平地震作用下的扭转计算。
(6)地震力调整系数。
这是一个无条件放大的系数,当“SSW计算结果总信息”中输出的各层剪重比,若剪重比不满足《抗震设计规范》5.2.5的要求,可以设置增大系数,直到计算满足为止。
一般取0.8~1.5之间。
(7)周期折减系数。
自振周期应考虑填充墙体对刚度的影响进行折减。
当添充墙为砖墙时:框架结构0.6-0.8,框剪结构0.7-0.9,剪力墙结构1.0。
我们现在所作的建筑大多是框架结构,根据填充墙体的多少,一般可取0.7或0.8。
(8)墙柱基础是否考虑活载折减。
按照《建筑荷载设计规范》4.1.2条,应该考虑活荷载折减。
(9)调整信息中“梁刚度增大系数”取1.5。
主要考虑现浇楼板对梁的作用,梁板实际上按照T型截面梁工作,而在结构计算时梁截面取矩形,因此要考虑梁刚度的放大。
“梁端弯矩调幅系数”一般取0.8~0.9;通过调整使梁端负弯矩减少,并增加跨中弯矩,使梁上下配筋均匀一些,有利于形成塑性铰,增加结构的延性。
“梁跨中旁矩增大系数”当活荷载影响较大时,为了弥补主梁跨中弯矩偏小而放大该系数,一般取1.20。
“连梁刚度折减系数”,所谓连梁是指剪力墙开门洞后其上下方所形成的梁,由于连梁两端的刚度极大,所以内力计算得到的梁端内力很大,往往出现超筋,故应对其进行内力重分布,一般取0.5~0.8。
“梁扭矩折减系数”,主要是考虑现浇楼板对梁的约束作用,在计算配时,无条件对梁扭矩进行折减,一般取0.80;2、结构设计人员应在初步设计阶段对广厦SSW的电算结果进行校对、鉴别。
对主要参数应好作控制,如:剪重比、周期比(以扭转为主的基本周期与第一平动周期之比)、位移比(最大弹性层间位移与层间平均位移之比),满足规范基本要求。
3、软件电算结果的判断。
我们建好模、输入荷载、结构计算、结构配筋之后没有警告信息比如梁超筋、柱轴压比超限、梁板裂缝超限等等,是不是这样就一切OK了,不是的!我们还应该对输出的结构计算书中的自震周期、振型曲线、地震作用力、水平位移特征等结果进行检查。
详细要求是1)、自振周期对于比较正常的工程设计,其不考虑折减的计算自振周期大概在以下范围框架结构:T1=(0.08~0.10)n n为结构计算层数框架-剪力墙或者框-筒结构:T1=(0.06~0.08)n剪力墙结构:T1=(0.04~0.05)n第二振型、第三振型的自振周期近似为:T2=(1/5~1/3)T1 T3=(1/7~1/5)T1如果计算结果离上述数值太远,则应考虑设计中构件截面是否太大、太小,剪力墙数量是否合理?如果不合理则应予以调整。
反之,如果截面尺寸、结构布置都比较正常,无特殊情况而偏离太远,则应检查软件是否安装正确?是否插狗?荷载输入是否恰当?2)、振型曲线正常情况下,对于比较均匀的结构,振型曲线应该是比较均匀光滑的曲线,不应有大的凹凸曲直。
第一振型无零点,第二振型在(0.7~0.8)H处有一个零点,第三振型分别在(0.4~0.5)H及(0.8~0.9)H处有两个零点。
3)、地震作用力根据目前许多工程的计算结果,结构布置、截面尺寸都比较正常的结构,其底部剪力大致在以下范围8度地震区,2类场地土Fek=(0.03~0.06)G8度地震区,2类场地土Fek=(0.015~0.03)GG为结构总重量。
建筑层数多,刚度小时,偏于小值;层数少,刚度大时,偏于大值。
当计算的底部剪力小于上述数值时,宜加大截面,提高刚度,适当增大地震力,确保结构安全;反之,地震力过大,宜减小截面,降低刚度以求得合适的技术指标。
4)、水平位移特征结构的水平位移特征应满足《抗震规范》5.5.1和5.5.5的要求5)、对称性对称结构在对称外力作用下,对称点的内力和位移必须对称,因为SS和SSW程序本身的编制已保证了计算结果的对称性,如有反常现象则应检查输入数据是否正确。
比如,上次小陈做的珠海高栏港的维修车间,本身是对称结构,计算出来的基础内力确相差几十KN,则重新进行复查计算,证明内力应该是对称的。