“多塔结构”与“分缝结构”的区别
浅谈钢筋混凝土高层结构设计常见问题
浅谈钢筋混凝土高层结构设计常见问题随着时代的推移和经济的繁荣,高层建筑也在我国不断的发展起来,建筑高度不断增加,建筑结构的体系也变得更加形式多样,建筑结构功能也越来越复杂,高层建筑结构设计成为结构工程师设计工作的主要重点和难点,本文主要针对当前高层建筑钢筋混凝土高层结构设计中一些常见问题进行简要分析与探讨。
标签:钢筋混凝土高层结构设计结构问题为了避免在钢筋混凝土高层结构设计过程中经常出现一些纰漏或者错误,笔者通过多年来经验,将一些常常出现的问题总结如下:一、结构选型在工程设计的结构选型阶段,需要注意以下几个内容:第一,是结构体系的选择问题。
高层结构设计过程中,“无论采用何种结构体系,都应使结构具有合理的刚度和承载能力,避免产生软弱层或薄弱层,保证结构的稳定和抗倾覆能力,使结构具有多道防线,提高结构和构件的延性,增强其抗震能力。
” 选择一种结构体系,需要通过工程的实际情况来进行核定。
第二,是结构的规则性和均匀性问题。
结构的设计应当注意规则性与均匀性,建筑造型和结构布置应当注重规则与均匀,切忌采用不规则的结构设计方案,对于结构在竖向某一楼层或极少数楼层出现敏感的薄弱部位应当进行限制;第三,是结构的超高问题。
在抗震规范与高规中,建筑结构的高度是进行了严格限制的,特别是新规范中针对以前的超高问题,在原有A级高度的基础上增加了B级高度的建筑,这就要求工程设计过程中将B级高度的建筑严格控制在B级高度范围内,否则将会面临较为复杂的改动,处理措施也将有较大的变更,造成巨大的损失和影响,因此,切忌因为采用B级高度的结构就忽略本身存在的高度问题。
第四,是嵌固端的设置问题。
嵌固端设置在地下室顶板或人防顶板等位置的情况一般是发生在带有两层或两层以上地下室或人防的高层建筑上,因此,在嵌固端的设置方面,嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设置、结构抗震缝设置与嵌固端位置的协调等等在工程设计时需要注意的问题往往容易被忽略,而一旦任何一个方面被忽略,都将为后期的工作造成麻烦甚至埋下安全隐患。
浅谈PKPM软件的合理应用技巧与计算结果的分析(精)
甘肃科技纵横2006年(第35卷第3期摘要:阐述结构计算中的模型的选取,设计参数的合理选取,地震调整,结构整体性能的控制,计算结果正确性的判断关键词:模型选取设计参数地震调整控制随着经济的发展建筑结构造型多变、高层建筑的发展及新规范全面颁布,合理的应用计算机软件使选择参数更符合规范条文及实际工程就变得尤为重要。
1.1“分缝结构”与“多塔结构”的区别1.1.1多塔结构同一个结构的基体上沿高度伸出几个部分,这几个部分拥有相同的底部,而上部却有各自的独立的变形,而且各独立体的四周都有独立的迎风面。
1.1.2对于大底盘多塔结构在计算时,应该考虑两种模型(a 内力分析时如果把裙房部分按塔的形式切开计算,则下部裙房计算误差较大,且各塔间的相互影响无法考虑。
因此,宜采用整体建模。
(b 多塔结构适用规范条文的应注意:第一扭转周期与第一平动周期比值限值、最大位移与平均位移比值的限值时,对多塔结构特别注意,目前程序结果是不对的,不能直接采用,必须将多塔结构分开建模分别计算,方可判断两者的比值。
1.1.3分缝结构就是指将一个不规则或超长结构采用抗震缝、伸缩缝分为几个相对独立的结构,对于分缝建筑,其上每个部分有独立的变形,但没有独立的迎风面。
1.1.4对分缝结构,最好是将分缝结构的各块分开建模分开计算1.2有关高层建筑超限审查的规定建设部第111号令2002年7月25日颁发《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》,规定超限高层建筑并规程规定应当进行抗震专项审查的高层建筑。
注意:取消了对于高宽比超限时审查的要求。
高层建筑的高宽比,是对结构刚度、整体稳定及经济合理性的宏观控制。
2.1抗震等级确定(1规范中抗震等级均指"丙"类建筑,如果是"甲"、"乙"、"丁"则需按规范要求对抗震等级进行调整:例如医院。
(2接近或等于高度分界时,应结合房屋不规则程度及场地、地基条件适当确定抗震等级:(3当转换层的位置设置在3层及3层以上时,其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震墙等级宜按《抗规》6.1.2条或《高规》4.8条查得的抗震等级提高一级采用,已为特一级时可不再提高。
嵌固端
高层建筑结构设计中如何选取结构嵌固端的探讨1、引言高层建筑在进行结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端的所在位置,而嵌固端的选取却面临着各种不同情况,如不设地下室但基础埋深较大;没有地下室但其层数或多或少,且基础形式不同等。
根据以上情况正确选取其结构嵌固端,是高层建筑结构计算模式中的一个重要假定,它不仅关系到结构中某些构件内力分配的准确性,而且还影响结构产生侧移的真实性,以及结构局部的经济性,因此有必要对结构嵌固端的选取作进一步探讨,并由此引伸出若干相关的技术问题。
2、结构嵌固端的条件高层高层建筑的结构嵌固端通常是选择在地面标高处,但地面标高处要真正成为结构嵌固端是有条件的,而且在输入首层计算高度时还有许多讲究。
2.1设有地下室时的条件(1)地下室顶板标高与室外地坪的高差不能太大,极端的情况如半地下室则首层楼面一般不能成为结构嵌固端(即室外地坪与地下室顶板的高差大于层高的1/3),除非其高差仅为1—3级台阶高度时才可能考虑;(2)地下室顶板结构应为梁板体系(即不可设计成无梁楼盖),且该层楼面不得留有大孔洞,并且满足抗震规范6.1.14的要求(刚度和梁柱受弯承载力要求)(3)地下室侧壁要有良好的侧限,即必须与“地球”有良好的接壤,上述半地下室顶板不能成为结构嵌固端的原因就是不满足此条件。
且地下室侧壁离塔楼边不超过3倍地下负一层层高。
对于上述条件中对首层楼面框架梁的要求,假设满足《抗震规范》第6.1.14条“位于地下室的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际受弯承载力之和”和刚度比的要求,最关键是做到地震时地上一层的柱底出现塑性铰,相当于强梁弱柱的概念。
严格来说,嵌固端柱底的弯矩应该由地下室顶板梁和地下室柱的柱顶弯矩共同承担,即采用提高地下室顶板梁和地下室柱顶的受弯承载力的方法实现柱底的嵌固条件。
一般情况下均能满足,不满足也要创造条件满足(另一种意见是这种情况对高层建筑来说很难满足,因为高层的柱底弯矩太大,鉴于此,需要把嵌固端下移至基础顶面)2.2不设地下室时的条件高层建筑不设地下室通常是针对层数有限的小高层,或其基础持力层较浅的情况,但从抗震角度考虑是不宜提倡的。
浅谈PKPM软件的合理应用技巧与针算结果的分析
2 设计 参数选取 的 技巧
21抗震等级确定 . () 1 规范中抗震 等级均指 ” ” 丙 类建筑 , 如果 是” 、 乙” ” 甲” ” 、丁 ” 则需按规范要求对抗 震等级进行调整 : 例如 医院。 () 2 接近或等于高度 分界时 ,应结合房屋不规则程度及场 地、 地基条件适当确定抗震等级 : () 3 当转换层 的位 置设置在3 层及3 以上 时 , 层 其框 支柱 、 剪 力墙底部加强部位 的抗震墙等级宜 按《 规》 .2 抗 61 条或《 . 高规 . 48 条查得的抗震等级提高一级采用 , 已为特一级时可不再提高。 () 4 短肢剪力墙 结构 的抗震等级也应按《 抗规= .2 》 1 条或《 6. 高 规> . 48 条查得的抗震等级提高一级采用 。但注意对多层短肢剪力 墙结构可不提高。 () 5 注意 : 钢结构、 砌体结构没有抗震等级 , 计算时可选 ”” 5 不 考虑抗震构造措施 。 22振型组合数的选取 . 在计算 地震力时 , 振型个数 的选取应使振型参与质量 达到总 质量9 %以上所需的振型数 。同时要注意以下几点 : 0 () 1振型数不 能超 过结构固有 的振 型总数 , 因一个楼层最多 只有三个有效动力 自由度 , 所以一个楼层也就最多可选3 个振型。 如果所选振 型多于结构 固有的振型总数则会造 成地震力计算异
11 _. 缝 结 构 3分
25活荷 载 折 减 系数 . 活荷折减 系数使用时应注意软件默认的是按住宅取用 的, 当 不属于这种情况 ( 工业设计时 ) 如 时应按规范取用。 26关于柱计算长度系数 Байду номын сангаас.
现在实 际工 程中有的柱连续走两 到三层计算 时应注意把 每 层的柱取相 同的计算长度 , 否则计算结果会 不真实 。
大底盘多塔楼高层建筑结构的设计研究
大底盘多塔楼高层建筑结构的设计研究摘要:随着社会经济的发展和进步,人们的生活水平也在逐步提高,于是人们对生活质量的要求也就越来越高,从建筑结构角度来看,高层建筑正在向多功能的方向发展。
为了满足人们对高品质的追求,大底盘多塔楼高层建筑越来越受到人们的喜爱。
底盘多塔楼主要的结构特点为,在几个高层建筑的底部存在一个大裙房把建筑连为一个整体,形成一个大底盘,这种结构设计形式不仅解决了我国土地紧缺的问题,还满足了人们对建筑形态多样化的要求。
针对大底盘多塔楼高层建筑结构作了简要的分析。
关键词:大底盘;多塔楼;高层建筑;结构设计引言在如今高层建筑结构不断地向多功能方向发展的过程中,产生了各种各样的建筑设计体系,我国建筑行业蒸蒸日上,行业里人才辈出,其实就现阶段来说,优秀的建筑设计者,更有好的结构设计理念,高层建筑中的大底盘多塔楼就有理想的设计效果,这种结构形式较为复杂,在设计过程中的竖向刚度突变及高振型等都会使其影响加剧,设计者在设计过程中要进行严谨的计算,不能有丝毫的马虎。
现在各企业的要求越来越高,建筑设计过程中,确定一个合理的结构体系,将能更好的实现各方共赢。
1大底盘多塔概述随着社会的不断前进发展,城市的建设己达到饱和的状态,为了节约建设用地扩大绿色空间,每个城市的建设往往以高层建设为主,同时以高层建筑来权衡各地区经济进步的一项重要因素。
由于人们生活质量的逐年提高,普通的高层结构己满足不了人们现在的生活需求,于是研究人员提出了大底盘多塔高层结构的思想。
此种结构下面通常是几层的裙房,裙房常被商业所用,裙房以上是由不同数量的塔楼构成,一般为办公、住宅等所用。
此种结构的造型千差万别,有效的提高了建设用地利用率和空间资源,也较大程度上满足了人们对美好生活的追求。
1.1大底盘对于建筑外观而言,建筑物的使用功能通常较类似,一般情况下塔楼的竖向受力构件(柱、抗震墙等)从基础到结构顶部是贯通连续的,所以上部结构塔楼的整体刚度要小于下部底盘的,此类建筑有较好的防震性能,但两者之间的衔接处在抗震性能分析时易出现刚度变化较大的问题,于是规范要求了在塔楼与大底盘的连接处要升高设置一至两层的底部加强区的抗震措施。
PKPM结构用户问题及解答汇总
PKPM结构用户问题及解答汇总PKPM结构用户问题及解答汇总(2010年9月)2010年9月第一周结构技术问题汇总1、在PKPM的JCCAD中设计剪力墙下的桩基和承台,如何建模?答:剪力墙下承台,可按非承台桩布置,由围桩承台方式生成,也可以用布置筏板的方式生成,最后用桩筏有限元计算。
2、请问底层柱子配筋比上层小, 这种情况正常吗?答:正常。
如果底层柱为大偏心受压,起控制作用的内力为弯矩大、轴力小的组合内力,这样底层柱的配筋就可能比上层柱的配筋大。
3、SATWE内力与配筋计算,怎么运行到VSS模态分析时就运行不下去了?答:如果选择模拟施工3或VSS求解,可能会出现计算到“VSS模态分析”停止,表明振型数取的过多,超过了VSS求解器的限制。
降低振型数试试看,再不行,选择“模拟施工1+LDLT分解”计算。
4、08版PKPM,独立基础怎么没有标注尺寸和独基编号了呢?答:在基础施工图的下拉菜单,在“标注构件”与“标注字符”中分别标注独基尺寸与独基编号。
5、筏板后浇带如何设置?答:在新版JCCAD,基础人机交互输入中筏板菜单下增加“布后浇带”功能,可直接输入后浇带宽度后进行布置。
6、08版PMCAD中楼板层间复制如何使用?答:选择当前标准层,勾选需要复制的目标标准层号,即可把当前标准层的楼板开洞和板厚等信息复制到目标标准层里。
7、PKPM里面生成的吊筋有没有考虑人防荷载?答:没有考虑。
SATWE内力作整体分析,按照等效静力荷载考虑人防荷载,而次梁集中力属于局部内力计算,可以不考虑。
目前程序只是考虑1.2恒+1.4活工况组合下的次梁集中力来计算次梁箍筋加密与吊筋。
8、PKPM楼梯建模,可以建剪刀梯吗?答:楼梯布置菜单下暂时没有剪刀梯的楼梯类型,可按照斜杆来近似模拟剪刀梯板的作用。
9、请问WDISP.OUT文件中竖向恒载作用下的楼层最大位移为星号是什么原因?答:模型输入有问题,请检查。
局部构件没有竖向构件的支撑,形成长悬臂结构而导致恒载作用下竖向位移超大的现象。
高层建筑混凝土结构设计
高层建筑混凝土结构设计浅析【摘要】本文从高层建筑结构的设计特点出发,分析结构选型时应注意的问题,进而深入探讨高层建筑结构设计体系的相关设计要求。
【关键词】高层建筑;混凝土;结构设计一、高层建筑结构设计特点首先,影响高层建筑结构内力、变形就土建造价的核心要素即为侧向力(风或水平地震作用)。
高层建筑与低层建筑相同,需承受自重、活载、雪载等垂直荷载以及风、地震等水平力。
在低层结构中,水平荷载带来的内力与位移不大,可忽略不计;多层结构中,水平荷载的效应(内力与位移)会越发增加;而高层建筑中,水平荷载与地震力两大因素占主导作用。
其次,结构也有其适宜的刚度,与高度成正比例,高层建筑越高,其侧向位移也更大。
所以我们设计高层建筑时,既要保证结构的足够强度,又要注重让其有适宜的刚度,让结构拥有自振频率等动力特性,同时还应合理控制水平力作用下的层位移。
第三,结构要具有较好的延性。
与低楼层相比言,高楼结构要柔和些,在地震作用下也更容易变形。
而建筑结构的耐震的两个影响因素是结构的承载力与变形能力。
要保证结构进入塑性变形阶段后,始终保持足够的变形能力,在大震下不至于倒塌,就应该控制好其强度,运用好的概念设计与科学的构造措施来增加建筑结构尤其是薄弱层的变形能力,使结构具备较强的延性。
二、结构选型2.1 结构的规则性问题。
新规范在结构的规则性问题上做出了明显的变动,也增加了较多的限制条件,如:平面规则性与嵌固端上下层刚度比信息等,另外,新规范明令提出“建筑不能采取严重不规则的设计方案。
”所以,结构工程师应看到和注重上述限制条件,主动控制后期施工图设计阶段中的工作。
2.2 结构超高。
抗震规范和高规中都明令限制了结构的总高度,特别是新规范中看待过去的超高问题,除将固有的限制高度划为a 级高度建筑外,还增设了b级高度的建筑,所以,应严格控制好结构的这一因素,如果结构为b 级高度建筑或者超出了b级高度,那么所采用的设计方法及处理措施都将有所改变。
给水管线排气阀的应用探讨
给水管线排气阀的应用探讨
王桂丽 李宁 ( 阿城市 自来水公司 10献标识码 : A
在给水管线设 计中 , 管路 的排气是一个非常重要而又 复杂 的 属于微量排气阀与高速排气/ 吸气 阀的组合 , 为双孔排气阀 , 问题 , 排气 阀作 为一个附属设施 设计是否得 当、是 否合理 , 对以 具有三个功能 : 微量 排气 .高速排 气、高速 吸气 , 自动排除 管 能 后管路 系统的运 行状态和 水泵的动 力消耗有着重要 影响 。 严重 道 系统正常运 行中产生的少量气体 , 同时能排除管路充水时的大 者可引起水柱分 离 , 发生 巨大的压 力 , 坏管道 。 破 量气体 , 及在 系统放 空时吸进空气 , 破坏 真空 , 直径 DN2 — 0 。 5 4 0 据资料 介绍 , 国、 日本推 荐选 用直径 为干 管直径 之 1 8。 美 / 1管路气 囊的危害 . 水在管道流动的过程 中 , 随着地形高程和外界气候的变化 , 其 3 排气 阀的安装位置 . 压力和温 度也 在不断 变化。水在输送过程 中 , 在接近 水力坡 度线 排气阀的安装位置直接影 响着排 气效 果和管路的运行状态。 的局部最高点 , 水中溶解空 气很容易释放 出来 , 一旦释放 出来 以 设计人员在设计时 , 往往局限于局部最高点 , 其实排气 阀的安装位 后, 就不容易再 回到原来的水溶 解中去 , 对系统的正常运行发生很 置有 多种 , 只有 整个管路综 合考虑 , 才能使排气效果 达到最佳 。 大 的影响 。 3. 1局部最 高点。 11 . 动力消耗增加 , 费能源 浪 这是最主要 、最常 见的安装 位置 , 因为管道是按一定的坡 度 逐渐增大的水 中气囊压缩水流通道截面 , 使水流通道截面面 敷设的 , 在局部最高点积聚的空 气较 多 , 安装在此位置 , 排气效果 手变小甚至被切断 , } { 水流受阻 , 系统循环能力下 降, 局部流速提高 , 较 好 。 水头损失增大 , 为了维 持原来的水量或水压 , 必须加大水泵扬程 或 3. 2下降坡度 变大点 。 增开水泵 , 无形 中增加 了动 力运行费用 , 成 了能源的额外浪费 。 造 管道沿 着下降坡度敷 设中 , 坡度突然 变大 , 需安 装排气 阀。 1 2管路 系统 不稳定 。 . 3. 3上升坡度 变小点 。 由于水 中溶解空气 的不断释放和空气囊的不断增大 , 管内水 管道沿着上升坡度敷设 中 , 度突然变小 , 坡 需安装排气阀 流速 度和 压力不断 变化 , 可能发生较大的振动和噪音 。同时交替 3 4长距离无折点上升或下 降管段。 . 接 触空气和水 , 金属 管道表 面腐蚀加 剧 。 3 5长距离水平管线 。 . 每隔 50 10 米安装一 个排 气阀 , 0 - 00 2 排气阀的类 型 , , 目前市 场 上 常 见的排 气 阀 有三 种 :微 量排 气 阀 、高 速 排 4 排气 阀的选型 , 气 / 吸 气 阀、 复合 式 排气 阀 。 4. 1类型选择 。 2. 1微量排气 阀 。 在工程设计 中, 应根据具体的现场情况选用 各个类型的排 气 用于排除给水 系统中释放 出来的少量空气 , 为高 压型小孔排 阀 , 对局部最 高点需安装复 合式排气 阀 ;对于长 距离水平管段 、 气 阀 , 径 DN 1 -5 。 直 0 5 长距离 无折点下 降管段宜安装 复合式排 气阀或微量排气 阀 ;对 2. 2高速排 气 /吸气 阀 。 于下降坡度变大 点、上升坡 度变小点宜选用微量排气阀 , 当需要 用于 管网第一次 冲水时 高速排 气和管 网排 空时的 高速吸 气 真空保 护时 , 可选用 高速 排气 /吸气阀或复合 式排气阀 。 应 ( 破坏真空 ) 为低 压型大孔 排气 阀 , 径 DN2 4 0 , 直 5 0 。 4. 2直径选择 。 2. 3复合式 排气阀 。 微 量排 气阀 由于 适用 范 围较 小 , 直接 选用 , 般 管径 为 可 一
阐述多塔结构工程设计
阐述多塔结构工程设计多塔结构常被称为大底盘的多塔结构,是指结构不为一个整体,但存在独立成栋的情况,而因其可能出现共用一个大底盘裙楼的现象。
与普通城市建筑不同,独立的普通建筑在设计与施工时不需要考虑两栋或者多栋建筑之间的互相干扰因素,而这种多个塔楼共用一个裙楼的情况则需要考虑到裙楼对于塔楼水平力的作用互相影响,所以多塔结构的建筑在设计结构时有很多需要考虑的因素。
一、多塔结构的简介。
随着城市的经济水平与社会的发展,大底盘结构的多塔建筑形式越来越多,而我国《高层建筑混凝土结构技术规程》中也提出了相应的专门规定。
人们对于城市建筑功能的需求推动着多塔结构建筑的广泛应用,其对于城市的影响也是非常重要的,随着应用的增多,其结构形式方面的一些理论分析也逐渐得到了关注。
多塔结构的建筑就是指,包括大底盘与多塔两个部分组成的建筑,其结构主要有以下几种:大底盘。
从结构上来看,大底盘是支撑上部塔楼结构的重要部分,但其与塔楼之间还可以多种连接的关系存在。
一方面,底盘与上部塔楼结构之间的竖向分布为间断性的,在连处采用的是转换层的方式来实现,这种结构主要被用在住宅修建中。
大底盘常常会使用框架结构或者是布置剪力墙的框架结构来实现。
另一方面,如果两者之间的结构竖向分布为连续的,这时的上部塔楼的竖向结构并没有形成顶部中断,而是呈一种连续的基础结构。
塔楼。
塔楼是多塔结构中最主体的部分,与众多单体结构一样,可以分为钢筋混凝土结构、钢结构、以及钢筋与钢筋混凝土混合结构三种,而常用的结构的形式也可以分为框架、剪力墙、框筒以及筒体结构几种,对于多塔结构形式的建筑,在塔楼的刚度、质量两个方面必须完全一致,分为对称与不对称两种。
二、多塔结构工程设计的特征分析。
1、多塔结构的建模形式。
多塔结构建筑的建模方式,一般分为按照统一标准层建设和不同标准层建设两种,也就是通常说的共用標准与广义层两种。
而同一多塔结构的两种建模方式,其后续分析计算的效率与结构是否一致,两者的引用范围与后处理文件又有怎样的区别都需要我们进行分析。
复杂高层结构多塔结构
(1)周期比
是控制结构扭转效应的重要指标,必须控制扭转为主的第 一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期下之比值:
Tt/T1=1.4221/2.6349=0.54<0.9 高规规定:Tt/T1≤0.9以上结果均满足周期比要求(见表1)
(2)位移比
是控制结构平面不规则的重要指数,"高规"明确规 定,楼层竖向构件的最小水平位移和层间位移,A级 不应大于该楼层平均值的1.5倍,(见表2)
架一核心筒办公楼和B座(地上23层)框一核心筒住 宅及3层框架商业裙房组成,设1层整体地下室。平 面长宽均为66 m。结构抗震设防烈度为6度,设计 基本地震加速度为0.05 g,场地类别Ⅲ类,框架抗震 等级为3级,核心筒抗震等级为2级,建筑剖面图分 别下图所示(双塔大底盘结构)。
建筑剖面图
双塔大底盘结构的计算要点
(3)刚度比
是控制结构竖向不规则的重要指标,"高规"规定:抗 震设计的高层建筑结构,其楼层侧向刚度不宜小于 相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻3层侧向 刚度平均值的80%(见表3)
(4)层间受剪承载力之比
也是控制竖向不规则的重要指标"高规"规定, A及 高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受承载力 不宜小于其上1层受剪承载力的80%,不应小于其 上1层受剪承载力的65%(见表4)
结构布置
大低盘多塔结构在大低盘上一层突然改进,使其侧移刚度 和质量突然变化,故这中结构属于竖向不规则结构。另外 由于大低盘上有两个或两个以上塔楼,结构振型复杂,会 产生复杂的扭转振动,引起结构的局部应力集中,对结构 的抗震不利。如果结构布置不当,竖向刚度突变,则扭转 振动反应及高振型影响将会加剧。故多塔结构体系设计时 应遵守下列布置要求。
17、多塔有缝结构设计
3.4。错层节点和越层柱
软件自动将错层构件在楼层平面内的节点设为独立的弹性 节点,不受楼板计算假定限制,因而能更真实地反应结构 的实际受力状态。 对于错层结构,程序判断柱和墙是否越层的原则是:既不 和梁相连,又不和楼板相连。程序自动按上述原则搜索出 越层信息,无需用户交互操作。 在错层结构设计计算中,越层柱的计算长度系数计算应受 到足够重视。当该柱四周都没有梁和楼板时,称全越层柱; 当只有一个方向上有梁,则称单边越层柱。
周期比:0.655
按多塔模型计算的剪重比
塔1的剪重比:1.71%
塔2的剪重比:1.55%
按单塔结构模型计算的塔1的剪重比
塔1的剪重比:1.72%
按单塔结构模型计算的塔2的剪重比
塔2的剪重比:1.55%
按多塔模型计算的位移比
在交接层7层的位移比
按单塔结构模型计算的塔1的位移比
在塔1第7层的位移比
计算周期比的分离模型
底盘为地下室
地上部分各自分别 建模、计算
分离模型1
计算周期比的分离模型
分离模型2
底盘为地上部分
多塔结构整体计算与切开分析的对比
底盘平面地下2层、地上2层
多塔标准层平面35层
按多塔模型计算的结构周期
按单塔结构模型计算的塔1的周期
周期比:0.843
按单塔结构模型计算的塔2的周期
1.5。顶部小塔楼
《抗震设计规范》 5.2.4条: 采用基底剪力法时,突出屋面部分的地震作用效应宜乘 以增大系数3。 采用振型分解法时,突出屋面部分每层可作为一个质点, 并取足够的计算振型。 当小塔楼较多时,可以不定义多塔,按单塔统计位移。 当小塔楼层数较多时,则需要定义多塔,此时由于刚度、 质量与下部结构差异较大,小塔楼的地震反应较大,需要 重点关注。
一级注册结构工程师考试之多塔、有缝及错层结构
积极与同事交流经验,与领导对话沟通,与客户建立良好沟通渠道。
3 不断探索
关注新技术,探寻新思路,持续提高自己,追求卓越。
3
设计案例分享
相关工程案例的分析和评述,以及相应结 构设计的讨论。
有缝结构
设计原理
有缝建筑结构设计的基本原理,展示如何降低建筑 结构的重量。
应用示例
多个有缝结构的应用示例,包括各自应用的特点和 难点。
施工难点
关于有缝结构的施工难点分析及解决方案分享。
趋势与前景
有缝结构在未来的发展和应用潜力探究。
错层结构
检查万无一失
学习重点是考试范围内的结构设计 和计算方法,还要详细研究处理不 同情况的解决方法。
组队学习
寻找一些志同道合的同学或在业界 有经验的朋友来帮助你提高成绩。
练习、实践
利用业余时间进行小项目练习或参 加一些与建筑相关的实践,提升自 己的实际操作能力。
结语
1 加强学习
需要认真学习理论知识,掌握专业工具,听讲座讨论,进行实践操作。
一级注册结构工程师考试 之多塔、有缝及错层结构
本演示旨在帮助工程师更好地理解多塔、有缝及错层结构,以便在考试中获 得更好的成绩。我们将从考试科目入手,详细讲解各种结构类型。精美的图 片和实用的备考建议将帮助您更快地掌握考试知识。
考试概述
1 考试形式
笔试பைடு நூலகம்
2 考试内容
3 考试时间
结构设计基础知识,多塔、 有缝及错层结构设计原理及 实践。
一天,共3小时
考试科目
结构基础
多塔结构
力学、材料力学、结构分析基础等。
各种多塔结构的设计原理、实践和 挑战。
有缝结构
一级注册结构工程师考试之多塔、有缝及错层结构
设计难度大
多塔结构的设计需要考虑多个塔之间 的协同工作,需要综合考虑结构稳定 性、变形协调性等方面,设计难度较 大。
常见问题
结构稳定性问题
01
多塔结构的稳定性是一个重要问题,需要考虑多种因素,如风
荷载、地震荷载、结构自身刚度等。
变形协调性问题
02
多塔结构中各塔之间的变形需要协调,否则会出现结构裂缝、
02
多塔结构的定义主要基于其结构 形式和受力特点,与建筑物的使 用功能和用途无关。
特点
受力复杂
施工难度高
多塔结构的受力情况较为复杂,各塔 之间存在相互影响和相互作用,需要 综合考虑风荷载、地震荷载等多种因 素。
多塔结构的施工需要考虑多个塔之间 的相互影响和制约,需要合理安排施 工顺序和施工方法,确保施工安全和 质量。
总结词
复杂受力分析
详细描述
多塔结构是指一个建筑物中存在多个独立塔楼的结构形式,其受力情况较为复杂 ,需要考虑风、地震等外部荷载对各塔楼的影响,以及各塔楼之间的相互影响。
多塔结构实例
总结词
连接部位设计
详细描述
多塔结构的连接部位设计是关键,需要综合考虑结构安全、施工方便、经济性等因素,确保连接部位能够有效地 传递荷载并保证整体结构的稳定性。
审题清晰,答题准确
仔细阅读题目要求,准确理解题意,避免因误解 题目而失分。
ABCD
注意时间管理
合理分配时间,避免因为时间不足而影响答题质 量。
保持冷静,稳定心态
在考试过程中保持冷静和稳定的心态,遇到难题 不要慌张,尽量发挥出自己的最佳水平。
常见错误与避免方法
概念理解不清
对于一些容易混淆的概念,要特别注意区分 和理解。
【结构设计】新手入门——多塔结构设计
新手入门——多塔结构设计一、多塔定义高规:未通过结构缝分开的裙楼上部具有两个或两个以上塔楼的结构.所以对于分缝的结构或共用一个地下室的结构都不是多塔结构,但有一些奇葩审图人员会认为那是多塔,建议先沟通交流.二、设计要点1、布置原则(1)各塔楼的层数、平面和刚度宜接近;(2)上部塔楼结构的综合质心与底盘结构质心的距离不宜大于底盘相应边长的20%.(PS:上述图片来源公众号——土木吧)(3)转换层宜设置在底盘楼层范围内,不宜设置在底盘以上的塔楼内.如下图:2、抗震等级高规3.9.6条及其条文说明:与主楼连为整体的裙房的抗震等级,除应按裙房本身确定外,相关范围不应低于主楼的抗震等级.比如主楼是剪力墙结构,裙房是框架,查裙房的抗震等级按框架,查裙房的相关范围的抗震等级按框剪查取且不低于主楼的抗震等级.如果主楼是框支剪力墙,裙房是框架,查裙房按框架,查裙房相关范围按框剪,因为裙房坏掉了整个结构不至于坏掉了,而且裙房部分的框架柱并不转换.此外,主楼结构在裙房顶板上、下各一层应适当加强抗震构造措施.裙房与主楼分离时,应按裙房本身确定抗震等级.三、软件计算注意事项(1)建模方式a、广义层建模:可以一个标准层只有A塔楼,令一个塔楼只有B塔楼,组装时指定B塔楼的起始标高.但小编个人经过验证的是,这样建模是存在问题,在后面的位移角它识别的是叠加的,后来就再没试过这种方式,不知道后来的软件版本有没有这方面的改进,欢迎留言讨论.b、常规的建模方式都是两个建在一个标准层,哪个标准层消失就再建一层,然后在多塔立面修改两个塔楼层高等不同的情况.(2)多塔结构的阵型个数要多输入一些,一般一个塔楼取9个,看能否满足90%有效质量数,但要注意输入的个数是塔楼个数的整数倍,否则会运算出错,提示特征值不收敛.(3)多塔定义时,自动生成的多塔有时可能不够智能,需要人为修改.此时需要注意围区线必须准确从塔之间的空隙通过,不要将一个构件定义在两个塔内,或某个构件不属于任何塔,否则容易出错.(4)《荷规》8.3.2条:当多个建筑物,特别是群集的高层建筑,相互间距较近时,宜考虑风力相互干扰的群体效应;一般可将单独建筑物的体型系数μs乘以相互干扰系数.相互干扰系数可按下列规定确定:A、对矩形平面高层建筑,当单个施扰建筑与受扰建筑高度相近时,根据施扰建筑的位置,对顺风向风荷载可在1.00~1.10范围内选取,对横风向风荷载可在1.00~1.20范围内选取;B、其他情况可比照类似条件的风洞试验资料确定,必要时宜通过风洞试验确定.(5)平面有改动后重新检查多塔结构定义是否还在.(6)多塔风荷载的遮挡定义《高规》5.1.10条:高层建筑结构进行水平风荷载作用效应分析时,除对称结构外,结构构件在正反两个方向的风荷载作用下效应一般是不相同的,按两个方向风效应的较大值采用,是为了保证安全的前提下简化计算:体型复杂的高层建筑,应考虑多方向风荷载作用,进行风效应对比分析,增加结构抗风安全性.。
多塔、错层结构的建模及计算处理
PKPM多塔、设缝的建模及计算处理沈耀军张吉徐飞略中国建筑科学研究院PKPM工程部2009年7月一、多塔的建模方法建模方式一:普通层模型多塔补充定义对于在PMCAD建立的普通层模型多塔结构,需要在TAT、SATWE、PMSAP软件前处理程序中进行多塔定义,其定义方法为:1)多塔指定时,按程序提示依次输入塔楼起始、终止层号、塔总数以后,在平面图中以围区的方式指定各塔范围内的构件;但需注意,同一个构件只能也必须属于某一塔,塔号应以塔高最高者为1号塔,从高到矮依次进行编号,且总塔数不能大于9个;2)多塔结构中的各塔,如果层高、梁、柱、墙构件砼等级及钢号需要更改时,均可以在“多塔立面”中执行。
建模方式二:多塔结构广义层建模按方式一进行多塔建模,所有的塔楼平面都在同一标准层中布置完成,下一层的楼顶标高即是上一层的层底标高,任何楼层都只能和层号紧相邻的上下层相连。
新增的广义层建模方式,单塔子结构在标准层建模时只需考虑与大底盘结构的连接问题,而与其他塔楼无关,楼层组装时直接定义楼层底标高即可,不需要再补充定义多塔信息。
因此,广义层建模方式是对建模方式一的有效扩充,适合复杂多塔工程的建模。
多塔结构采用广义层建模的步骤如下:1)分别建立大底盘部分的标准层及大底盘以上各单塔独立的标准层模型,各单塔标准层的节点网格坐标要求和大底盘标准层对齐;对于像地下室相连、地面部分裙房脱开的层叠状多塔结构,可分离为地下室大底盘标准层、多个裙房标准层及各裙房以上的单塔标准层模型。
2)楼层组装时先勾选“自动计算底标高(m)”按楼层组装顺序自下而上完成第一个单塔(包括裙房)的组装;然后取消勾选“自动计算底标高(m)”项并指定第二个单塔底部标高为裙房顶部标高,然后重新勾选“自动计算底标高(m)”,依次将第二塔的各楼层添加组装完毕,目前广义层模型的楼层总数暂不能超过190层、塔数7个。
两种基本建模方式的区别1、所需标准层不同-广义层需要较多标准层广义层建模方式需要的标准层和建模方式一相比,除了大底盘部分一样,上部的标准层数量一般均大于建模方式一,这是因为广义层建模法将建模方式一中的多塔标准层拆分成各塔独立的标准层;2、楼层组装方式不同按建模方式一,自下而上依次添加楼层;广义层建模方式先自下而上完成第一个单塔,然后其余单塔通过修改楼层底标高以大底盘顶部为基底依次组装完成,由程序自动判别所有楼层的空间位置并形成连接。
PKPM中的多塔计算
关于PKPM中的多塔计算整理:老济南/cgi-bin/ut/topic_show.cgi?id=33631&h=1&bpg=1&age=-1一:问题的提出:[moresky/2003-07-24]某框架,地下三层,地上五层。
11m柱网,柱断面1050X1050。
整体尺度200X250m。
下部分是一个整体,地上部分用一个大“十”字分成四个部分(温度缝)。
SATWE中定义成4个塔(1、2、3、4)。
计算结果层间位移最大达到1/410!将上述模型修改一下,即地上部分仅留塔1,其它3个塔全删掉,多塔定义也删掉,然后再算,最大层间位移减少到1/700!为什么会有这么大的差距?我在用SATWE进行多塔计算时要注意些什么?从说明书实在找不到什么有价值的东西。
还有,多塔计算结果中的周期并没有按塔区分,那么这个周期的物理意义是什么?唉,好多困惑。
[moresky/2003-07-24]我用“多塔”搜索了一下这个话题,论坛发现两篇东东,一篇讲:《PKPM新天地》2003年第三期上有这方面讨论。
大致是讲分缝时建筑各部分可以分开计算,但是风荷载要手工修改,多塔配筋不能分开计算。
还有一篇中说道:问:在计算多塔结构时,应注意哪些问题?8004答:1)在多塔结构中,每层有两块或更多的相互独立平动的楼板。
每块楼板的平动与其它楼板无关,只是通过底盘有所影响。
由于多塔的这种性质,决定了各塔的振动中的独立性。
因此,为了使各塔均受到合理地震力,振型数不应小于12,如考虑藕联则应更多;2)在某一振型中,不能理解为某一塔的振动周期,而应理解为整个结构的周期,只是这个周期的振动以该塔为主。
在多塔结构中,不存在严格的各塔独立的周期,而应理解为各振动对哪个塔贡献大,或该振型对哪个塔的反应大。
没有人参与这个问题的讨论吗?继续等待中[WYQ/2003-07-28]你将四个小塔变成一个塔,塔的刚度增大很多,所以位移会减小。
[zw_xian2003/2003-07-28]关于多塔楼,不能将整体计算的位移认为是最终结果,你能够说清楚到底是那个塔楼的计算成果,一般对于这种情况,第一,先按照整体计算,按规范取够振型,这一点很重要,指导振型参与系数超过90%, 第二,将四个塔楼分别计算,研究其单个的特性,与整体计算结果对比,当然整体计算考虑耦联;第三,采用别的软件计算,这样有个对比,当然若有国外的ETABS更好,其它软件也可。
新的抗震规范将结构分为规则结构、一般不规则结构、特别不规则结构和严重不规则结构,而严重不规则结构是禁
SATWE中,有效质量的计算适用于弹性板和刚性板.当有效质量系数不足时,也会发生剪重比不够的情况.
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考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y方向的平动系数、扭转系数
振型号周期转角平动系数(X+Y)扭转系数
1 1.4877 179.67 0.99 ( 0.99+0.00 ) 0.01
周期比,位移比是通过数据来分析结构布置的合理性,另外更重要的是强调抗震较大,原则是离刚心越远的地方增加抗侧力构件的刚度,可调整边框梁柱,剪力墙断面。同时可减小X,Y向侧向刚度,总之Tt/T1,从分母,分子两个方面着手即可。
另外,多层只需满足抗规的要求,只有位移比控制,没有周期比控制,但可参考分析。
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3-Dimensional Vibration Period (Seconds)
and Vibration coefficient in X, Y direction and torsion
Mode NoPeriodAngleMovementTorsion
注释:
1)这里的“质量”的概念不同于通常意义上的质量。离散结构的振型总数是有限的,振型总个数等于独立质量的总个数。可以通过判断结构的独立质量数来了解结构的固有振型总数。具体地说:
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(2)多塔结构的定义:对与大底盘多塔结构、巨型框架结构,如果把裙房部分按塔的形式切开计算,则裙房部分误差较大,且各塔的相互影响无法考虑。
因此,程序采用了分块平面内无限刚的假定以减少自由度,且同时考虑塔与塔的相互影响。
对于多塔结构,各刚性楼板的信息程序自动定义。
但其包含区域需由用户定义。
(3)分缝结构:在一个大的建筑体部里,因设伸缩缝、沉降缝、抗震缝,分成了若干小的建筑体部,叫分缝结构。
分缝结构与多塔结构区别是四边中有的边不是迎风面。
(4)对分缝结构各块要分开计算。
(5)多塔结构新规范条文注意事项:第一扭转周期与第一平动周期的比值限值、最大位移平动位移的比值限值,对多塔结构特别注意,目前程序是不对的,不能直接采用,必须将多塔结构分搭计算,方可判断两者的比值。
多塔结构的计算
(一)带变形缝结构的计算
⑴带变形缝结构的特点:
①通过变形缝将结构分成几块独立的结构。
②若忽略基础变形的影响,各单元之间完全独立。
③缝隙面不是迎风面。
⑵计算方法:
①整体计算的注意事项:
a)在SATWE软件中将结构定义为多塔结构;
b)所给振型数要足够多,以保证有效质量系数>90%;
c)定义为多塔后,对于老版本软件,程序将对每一个缝隙面都计算迎风面,因此风荷载计算偏大;新版本软件增加了一项新的功能。
即可以人为定义遮挡面。
从而有效地解决了这一问题。
d)周期比计算有待商讨。
②分开计算的注意事项:
a)旧版软件除风荷载计算有些偏大外,其余结果都没问题,新版软件定义遮挡面后,风荷载计算也没有问题了。
b)一般而言,对于基础连在一起的带变形缝结构,由于基础对上部结构整体的协调能力
有限,所以建议采用分开计算。
(二)大底盘多塔结构的计算
⑴大底盘多塔结构的特点:
①各塔楼拥有独立的迎风面。
②各塔楼之间的变形没有直接影响,但都通过大底盘间接影响其他塔楼。
③塔楼与刚性板之间没有—一对应关系,一个塔楼可能只有一块刚性板,也可能有几块刚性板。
④大底盘顶板应有足够的刚度以协调各塔楼之间的内力、变形和位移。
⑵计算方法:
①在SATWE软件中将结构定义为多塔结构;②位移比、大底盘以上的各塔楼的刚度比均正确;③周期比、转换部位的刚度比计算有待商讨。
⑶大底盘多塔结构刚度比的计算方法:大底盘多塔结构在大底盘与各主体之间的刚度比如何计算规范并没有说明,但也没有说不要求。
SATWE软件仅仅输出1号塔的主体与大底盘相比较的结果,其它塔与大底盘相比的结果则用“*”号表示。
①大底盘多塔结构刚度比的整体计算:根据龚思礼先生主编的《建筑抗震设计手册》提供的方法:要求在计算大底盘多塔结构的地下室楼层剪切刚度比时,大底盘地下室的整体刚度与所有塔楼的总体刚度比不应小于2,每栋塔楼范围内的地下室剪切刚度与相邻上部塔楼的剪切刚度比不宜小于.
②大底盘多塔结构刚度比的分开计算:
a)根据《上海规程》第条中条文说明中建议的方法:如遇到较大面积地下室而上部塔楼面积较小的情况,在计算地下室相对刚度时,只能考虑塔楼及其周围的抗侧力构件的贡献,塔楼周围的范围可以在两个水平方向分别取地下室层高的2倍左右。
b)在各塔楼周边引 45度线,45度线范围内的竖向构件作为与上部结构共同作用的构件。