多高层结构分析和设计参数较全面

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范要求的值,即需乘以一放大系数; 3。对框架剪力墙结构,需做0.2Qo的层剪力比较,然后再
调整各层框架的地震内力; 4。对于顶部小塔楼,程序设置了地震力放大系数; 5。对于框支托梁,规范规定了相应的放大系数1.8、1.5、
1.25等; 6。对框支柱,地震轴力需乘以放大系数1.8、1.5、1.2。
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对一级、特一级的剪力墙,配筋采用的弯矩是底层墙底的设计 弯矩,所以当剪力墙是一级、特一级时,配筋要比旧规范大的 多。
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6.1 加强区与边缘构件
1。在加强区及以上一层为约束边缘构件; 2。加强区的设计调整系数与非加强区不同; 3。地下室程序自动认为是加强区; 4。有地下室时,程序自动扣除地下室的高度计算加强区; 5。“高规”规定加强区都为约束边缘构件,“抗震规范” 在
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四、调整系数
新规范有三类调整系数,1。地震力调整系数;2。设计内 力调整系数;3。其它调整系数。调整系数大多为放大系 数。
4.1 地震力放大系数 1。对于层刚度比不满足规范要求的,即薄弱层的地震内力
需乘以1.15的放大系数; 2。对于楼层剪力不满足规范要求的,需把地震力调整到规
1.3 36层剪力墙结构
风位移:-0.37%;地震位移:11.77%;剪力系数:6.06%; 梁全楼配筋:5.3%。
1.4 17层框支剪力墙结构
风位移:3.53%;地震位移:10.34%;剪力系数:8.28%; 梁全楼配筋:6.0%;柱全楼配筋:2.3%。
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二、新规范的地震控制和参数选择
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5.2 地下室和人防的设计
1。设计参数分第1层和其他层,对最下一层的地下室其设计
调整系数按第1层的系数取用,其他层地下室按其他层系
数取用,±0层按第1层系数取用, ±0以上层按其他层系
数取用;
2。地下室考虑侧向土压力和水压力,此时土、水压力按:
qs=hs wsγ qw=hw
所以结构必须计算活荷载;
5。人防设计只考虑人防层及以下层,人防以上层不考虑。
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六、剪力墙结构与边缘构件
新规范对剪力墙的配筋方式做了重大改进,剪力墙的配筋 是根据墙的轴压比,先确定配箍特征值,再确定边缘构件的尺 寸,在计算剪力墙的主筋时,采用一字形剪力墙的墙肢,进行 配筋,然后再与边缘构件的节点叠加,产生边缘构件的配筋面 积,并与边缘构件的构造相比取大。 所以,新规范剪力墙的配筋与旧规范有很大差别。
楼层最小剪力系数:按新规范要求,当地震力不满足楼层最 小剪力系数时,应对结构方案的合理性进行判断, 并调整方案,或由程序自动把基底剪力提高。
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当采用不同的刚度计算模型时,结构的周期比、位移 比会有较大变化,这也是正常的,所以重要工程应用 两种不同的计算模型进行分析、对比。
对于复杂高层结构如:多塔结构,为了适应相应的周期 比、剪重比和位移比,如没有方法分离各个塔的周期比 、位移比和剪重比,一般需要切开独立分析,得到规范 相应的控制比值,然后再用整体计算的方法分析。
3.2 柱长度系数的取值
柱长度系数是反应柱整体稳定性的参数,就是柱的P-△效应 ,它对柱的配筋有较大影响。 软件提供三种长度系数取值:1。底层为1,其它层1.25; 2。各层采用混凝土规范第7-3-11之3条的梁柱刚度比计算的 长度系数;3。考虑P-△效应,此时各层长度系数取1。
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4.3 其它调整系数 1。梁活荷载折减系数(在PM导荷载中); 2。柱墙活荷载折减系数; 3。传基础的活荷载折减系数; 4。梁恒、活负弯矩调幅系数; 5。梁扭转刚度折减系数; 6。温度应力折减系数。 注意:1中的梁活荷载调整系数,不要与2中的柱墙活荷载
调整系数时用
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加强区是否为约束边缘构件由轴压比控制,程序由参数 控制; 6。剪力墙单肢轴压比,按1.2倍重力荷载代表值计算; 7。加强区的确定有局限,应按需要定义; 8。短肢剪力墙需特殊定义; 9。短肢剪力墙仍需符合框剪结构50%倾覆弯矩的要求; 10。短肢墙的抗震等级需提高一级,并乘以相应的剪力 设计调整系数。
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另外一些新的条件和分析功能,如: 1。 P-△效应; 2。特征周期增加0.05; 3。风力计算增加了D类粗糙度; 4。偶然偏心和双向地震; 5。多方向地震; 6。最小楼层剪力系数和薄弱层的调整。
新旧规范对结构的刚度、楼层质量并没有调整,所以新旧 规范计算出的结构周期、振型是相同的。但新规范的地震 力计算与旧规范不同,所以新旧规范版的地震、风产生楼 层位移会有增加。
第三种方法在结构复杂且又斜交梁时,采用简化的投影方 法,并没有考虑斜支撑的作用。
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3.1 考虑P-△效应的原则 对于混凝土结构一般不需要考虑P-△效应,但对于高层特别 是超高层结构、钢结构应考虑P-△效应。 P-△效应的计算原则是考虑竖向力在水平力作用下产生的附 加弯矩影响。或者说是一种特殊的几何非线性问题。
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三、考虑P-△效应与柱长度系数
新规范对重力二阶效应做了明确的要求,程序采用精确 的弹性分析法,以解决二阶效应问题。由于二阶效应计算 较为复杂,新规范又给出了两种不同的简化算法,因此对 柱的计算长度系数就有三套,分别得到不同的计算长度系 数,这对柱的配筋也有影响。
1。考虑P-⊿效应,柱长度系数仍按要求计算; 2。按现浇楼板施工,考虑柱长度系数为1、1.25; 3。按新规范梁柱刚度比,计算柱长度系数,>1、>1.25。
1。楼层剪切刚度; 2。单层加单位力的楼层剪弯刚度; 3。楼层平均剪力与平均层间位移比值的层刚度。
这三种计算方法有差异是正常的,可以根据需要选择。
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对于大多数一般的结构应选择第 3 种层刚度算法; 对于多层结构可以选择第 1 种层刚度算法; 对于有斜支撑的钢结构可以选择第 2 种层刚度算法。 转换层结构按照“高规”要求计算转换层上下几层的层 刚度比,一般取转换层上下等高的层数计算。 层刚度作为该层是否为薄弱层的重要指标之一,对结构 的薄弱层,规范要求其地震剪力放大1.15,这里程序将 由用户自行控制。
4.2 设计内力调整系数
1。对不同抗震等级的梁、连梁,按规范乘以相应的剪力放 大系数;
2。不同抗震等级的柱、角柱、框支柱,按规范乘以相应的 剪力放大系数、弯矩放大系数;
3。对不同抗震等级的剪力墙,按规范乘以相应的剪力放大 系数、弯矩放大系数,对短肢剪力墙结构,还应再乘以 相应的剪力放大系数;
4。梁设计弯矩放大系数; 5。梁设计扭矩折减系数; 6。结构重要性系数。
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2.4 周期比、剪重比和位移比
新规范对结构的周期、位移和楼层剪力有明确要求,即周期 比、最大层间位移和位移比、以及楼层最小剪力系数。
周期比:是控制结构在大震时,扭转振型不应靠前,以减少 震害;
最大层间位移:按规范要求取楼层竖向构件的最大杆间位移 为楼层控制层间位移;
位移比:取楼层最大杆间位移与楼层平均杆间位移的比值, 位移比是控制结构的扭转效应;
新规范对地震力计算改动较大,增加了楼层最小剪力系数 的控制。
2.1 5%偶然偏心
对于高层建筑且是规则结构时选择,对不规则结构应选择 “双向地震”,两者选其一,不要都选。偶然偏心按结构 长度的5%考虑,程序以增加各层的地震扭矩的方式来计算 偶然偏心下的楼层位移和构件内力。
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2.2 双向地震
3.3 柱长度系数讨论
1。考虑P-△效应而柱长度系数仍按要求计算,不考虑P-△效 应而取计算的长度系数,两者对钢柱影响较大,对混凝土 结构一般影响不大。 2。柱长度系数按梁柱线刚度比计算,计算公式有局限,它 不能准确地反映任意情况,如:斜交、越层、带支撑等, 所以对计算的柱长度系数应分析、修正。 3。对与剪力墙相连的边框柱,取长度系数为0.75; 4。当选择了P-△效应,柱配筋仍然考虑偏心矩放大系数。
五、地下室、人防的设计分析
使用SATWE对地下室、人防的正确分析和设计。
5.1 地下室的刚度和分析 1。地下室一般与上部结构共同分析; 2。地下室能否与上部结构分开独立计算,取决于地下室的
层刚度,当地下室层刚度大于上部层刚度的2倍时,地 下室与上部结构可以分开计算,否则应共同计算; 3。当地下室与上部结构共同分析时,地下室回填土的约束 作用用增加地下室层刚度的方法模拟,即程序中所提 到的相对刚度,一般取3; 4。当定义了地下室后,侧向不论有无约束,风力的计算 都按有地下室考虑,即在计算高度系数时,扣除地下室 的高度;
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5。相对约束刚度如果选择: A。取0,则表示外围对地下室没有约束,此时地震 的计算与没有设地下室一样; B。取小于0,如-3,则表示地下室的侧向位移被完 全嵌固; C。取有限值,如3,则表示侧向约束产生的刚度是 地下室层刚度的3倍。
6。地下室与上部结构共同分析是一种更合理的分析方 法,共同分析使上部结构的轴力、弯矩可以传给地下 室结构,而剪力可以根据需要传递。
三角形作用形式
其中:hs、hw----为土、水的深度;ws----为土的容重;
γ ----为土的侧压力系数
当土、水同时作用时,还要减去水的浮力。
3。对有人防的内外临空墙,还有侧向人防荷载。人防侧向
荷载与侧向土、水压力综合为一个侧向均布力,对外墙和
临空墙作剪力墙平面外的水平、竖向分布筋的配筋;
4。人防的竖向力按活荷载分布规律分布,并作用在梁墙上,
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1.1 7层框架结构
风位移:1.57%;地震位移:16.2%;剪力系数:15.76%; 梁全楼配筋:4.6%;柱全楼配筋:15.1%。
1.2 18层框架剪力墙结构
风位移:-1.77%;地震位移:13.4%;剪力系数:9.81%; 梁全楼配筋:14.4%;柱全楼配筋:17.9%。
对于有空旷的、考虑楼板变形的、错层的结构,楼层位 移和位移比规范没有规定,这时可仍以刚性楼板假定的 方法来计算结构的位移,并求出位移比,以此作为结构 变形控制、规则性控制的参考值。设计仍按原来有空旷 的、考虑楼板变形的、错层的结构进行设计。
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2.5 层刚度计算和层刚度比
新规范要求结构各层之间的刚度比,并根据刚度比对地 震力进行放大,所以刚度比的合理计算较为重要。 新规范对结构的层刚度有明确的要求,在判断楼层是否 为薄弱层、地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否 满足要求等等,都要求有层刚度作为依据,所以层刚度 计算的准确性就比较重要。程序提供了三种计算方法:
双向地震一般只对不规则结构采用,并注意不要与“偶然 偏心”同时用。由于双向地震是把另一方向地震内力的 85%同时作用在结构上,这样在组合配筋时可认为有两个 方向的地震同时作用,结构的配筋会增加约20%~30%。 当采用双偏压计算柱配筋时,柱配筋面积会大幅度提高。
一般设计可以遵循以下规则:
1。当为规则结构时,考虑偶然偏心; 2。当为一般不规则结构时,考虑扭转耦连; 3。当为很不规则结构时,考虑双向地震。
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2.3 多方向地震
对于有斜交榀时,按新规范要求要计算该斜方向的地震。 一般选择斜交榀方向,再增加一最不利地震方向。 多方向地震与总信息中的结构转角是不同的: 多方向地震只是对偶联振型的不同方向的投影,得到各方 向的地震力,而风力并没有改变方向,所以多方向地震与 风不对应,这也反映了一种结构的受力情况。 结构转角产生的地震力与风力方向是对应的,但每次只能 计算一组方向,所以当结构设计以地震为主时,应选择多 方向地震。
多高层结构分析和设计参数较 全面
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一、混凝土结构的新旧规范设计对比
新规范在地震力、风力的计算中,做了较大调整,尤其是 地震力的计算参数与旧规范有很大区别,所以在比较两者 的配筋时,应尽量使设计参数一致。 尽管这样,新旧规范在以下几方面是不同的: 1。材料强度:混凝土,钢筋; 2。保护层厚度:35改为30+12.5; 3。柱长度系数对柱配筋的影响; 4。剪力墙边缘构件对墙配筋的影响; 5。梁剪扭配筋的改进对梁配筋的影响; 6。柱双偏压计算配筋的改进和双剪配箍; 7。地震力的内力调整; 8。设计内力的调整; 9。内力组合,如1.35恒+0.7*1.4活等; 10。复杂高层结构的地震内力、设计内力调整等。
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