作用效应的计算与调整

作用效应的计算与调整
内容
恒载计算 活载计算 风荷载计算 地震作用计算 地震作用调整 设计内力调整 作用效应组合
1. 恒载计算
▪ 荷载取值 ▪ 模拟施工加载计算
✓ 施工加载 1 ✓ 施工加载 2
1.1 施工加载过程
1.2 模拟施工加载的机理
在竖向恒载作用下，结构变形基本上是在施工过程 中逐层形成的。 逐层形成结构刚度； 逐层找平； 逐层加荷载。 在逐层施工过程中，基础发生不均匀沉降。
3.07
2141
轴力
配筋率
X 向配筋 Y 向配筋
(kN )
RAs
A sx (m m *m m )
Asy (m m *m m )
-2345
2.5
2575
2440
配箍率 Rsv
0.85
-2553
2.85
2838
2800
1.17
1.09
1.14
1.1021
1.1475
1.3765
-2421
2.63
2126
1502
1.3
-2435
恒载作用下结构变形形成示意图
n
1 i1
i 1
n
2 i2
i2
n nn
恒载作用下结构变形形成近似示意图
n
1 i1
i 1
n
2 i2
i2
n nn
模拟施工加载1的计算简图
1.3 模拟施工加载1
考虑了从下往上依次施工和逐层找平因素 的影响； 未考虑结构地基的不均匀沉降； 若结构地基无不均匀沉降，模拟施工加载1 能较准确地反映结构的实际受力状态； 若结构地基有不均匀沉降，上述分析结果 会存在一定的误差，尤其对于框剪结构， 外围框架柱受力偏小。
框架结构
T=（0.08-1.00）N
框剪结构、框筒结构
T=（0.06-0.08）N
剪力墙结构、筒中筒结构 T=（0.05-0.06）N
其中N为结构层数。
也可采用结构分析得到的结构第1平动周期。
2.3 风作用的编辑修改
文本文件修改 图形修改
4. 地震作用计算
▪ 有效质量系数 ▪ 扭转耦联 ▪ 双向地震扭转效应 ▪ 偶然偏心 ▪ 多方向水平地震作用
Mxy=50 Myy=100
Nx=100 Ny=100
双 X`方向
方 向
Y`方向
Mxx`=109 Myx`=50
Mxy`=50 Myy`=109
Nx`=131 Ny`=131
柱类 别
单 地 角双 柱地 比 值 单 地 边双 柱地 比 值 单 地 中双 柱地 比 值
规则框架单、双向地震（单偏压配筋）对比
对于非耦联情况，
✓ 89规范版采用简化刚度计算； ✓ 新规范版改为采用真实刚度计算。
非耦联
耦联
j
n
X ji G i
i1
n
X ji 2 G i
i1
n
n
tj XjG i i/ (XjiYjiri2 j2i)Gi
i1
i1
m
S
S
2 j
j 1
mm
S
jkSjSk
j1 k
4.3 双向地震作用
新抗震规范5.1.1条规定，质量和刚度分布明显不对 称的结构，应计入双向地震作用下的扭转影响。 一般情况，可根据不考虑偶然偏心的楼层最大位移 与平均位移比判断:
A级>1.2，B级>1.2 5.2.3条给出的双向地震作用计算公式如下
Sx' Sx2(0.85Sy)2 Sy' Sy2(0.85Sx)2
双向地震作用计算原则
对于单方向地M震 xx、作 Mxy和 用Myx、Myy
如|果 M xx||M xy|
M xx ' M x 2x(0.8M 5yx )2 Mx' y Mxy
否则
Mx' x Mxx
M xy ' M y 2x(0.8M 5xx )2
双向地震作用计算示例
单 X方向 方 向 Y方向
Mxx=100 Myx=50
上海环球金融中心（101层）
上海国际金融中心
高101层 巨型柱 巨型支撑 带状桁架 伸臂桁架 转换桁架 核心筒墙内的钢支撑
核心筒体系(-3-91层）
巨型支撑（19-30层）
顶部
连接内筒和外柱的伸臂桁架和带状桁架
2. 活载计算
▪ 活载作用随机性的模拟 ▪ 活载作用的加载方式 ▪ 活载作用的折减
3. 风荷载计算
风压标准值计算
k ZSZwO
Z
1 Z Z
2.1 振型系数
按新荷载规范7.4.5条，采用条文说明中的公式计算：
Z
π tg[ (
z
)0.7]
4H
该公式是以高层建筑为主，且结构以弯剪型变形为主的 振型系数计算公式。
2.2 结构基本自振周期
脉动增大系数ξ与结构的基本周期有关（woT12）。结构 的基本周期可采用结构力学方法计算，对于比较规则的 结构，也可以采用近似方法计算：
高规5.1.13-2条规定，抗震计算时，宜考虑平扭耦联计算 结构的扭转效应，振型数不应小于15，对多塔结构的振型 数不应小于塔楼数的9倍，且计算振型数应使振型参与质 量不小于总质量的90%。
WILSON E.L. 教授提出了振型有效质量系数的概念， 用于判断参与振型数足够与否。
有效质量因子的含义解释。
1.4 模拟施工加载2
考虑在模拟施工加载1的基础上，近似考虑基 础的不均匀沉降：
（1）假定基础的刚度是均匀的； （2）竖向构件的轴向刚度放大10倍，间接减小竖
向变形差。
“模拟施工加载2”在理论上并不严密，是一种经 验上的处理方法，但这种经验上的处理，会使 地基有不均匀沉降的结构的分析结果更合理， 能更好地反映这类结构的实际受力状态。
Baidu Nhomakorabea
4.1 有效质量系数
抗震规范第5.2.2条规定抗震计算时，不进行扭转耦联计 算的结构，水平地震作用标准值的效应，可只取前2～3个 振型，当基本自振周期大于1.5s或房屋高宽比大于5时， 振型个数应适当增加。其条文说明中还指出为使高柔建筑 的分析精度有所改进，其组合的振型个数适当增加。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。
程 序 自 动 计 算 该 参 数 并 输 出 。 TAT 输 出 在 “ TAT4.OUT” 文 件 中 ， SATWE 输 出 在 “ WZQ.OUT” 文 件 中 ， PMSAP则输出在“工程名.ABS”文件中。
4.2 扭转耦联
对于多层和高层建筑，建议都考虑扭转耦联。 新高规3.3.4条规定，质量、刚度不对称、不均匀的结 构，以及高度超过100m的高层建筑结构应采用考虑扭 转耦联振动影响的振型分解反应谱法。 新抗震规范5.2.3条规定，规则结构不进行扭转耦连计 算时，平行于地震作用方向的两个边榀，其地震作用 效应应乘增大系数。