PKPM應(yīng)用流程及參數(shù)調(diào)整
PKPM軟件使用流程:
Pkpm計(jì)算中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)計(jì)算文件錯(cuò)誤的問(wèn)題,原因大概有兩種:
1,是人為原因,主要是因?yàn)槭痔煺`點(diǎn)。
2,是軟件自身問(wèn)題:軟件功能不夠強(qiáng)大,例如對(duì)CAD的圓弧軸線轉(zhuǎn)換的不太好,經(jīng)常造成圓弧于直線不相交等,最終造成計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤。房間現(xiàn)澆板導(dǎo)荷方式錯(cuò)誤,導(dǎo)致軸力計(jì)算錯(cuò)誤等……
所以文件輸入是否正確是正確計(jì)算的前提,所以在看計(jì)算結(jié)果的時(shí)候必須首先判斷下輸入的計(jì)算文件的正確性。
判斷方法和程序:
在保證所有荷載和計(jì)算參數(shù)合理正確的前提下開(kāi)始計(jì)算,算完后先不看方案合理性,主要室看撓度曲線和各工況下內(nèi)力簡(jiǎn)圖(主要是恒載,活載,地震,風(fēng)載),根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)判斷正確性(是否撓度異常,出現(xiàn)反向撓度或者無(wú)撓度;內(nèi)力簡(jiǎn)圖出現(xiàn)懸挑內(nèi)力等)。下來(lái)看振動(dòng)簡(jiǎn)圖(是否出現(xiàn)無(wú)振動(dòng)或局部振動(dòng)現(xiàn)象),還有豎向?qū)Ш傻慕Y(jié)果是否異常(完全一樣的戶型軸力是否相差過(guò)大),都沒(méi)有異常的情況下在看結(jié)構(gòu)的方案合理性的七大參數(shù)。
出現(xiàn)問(wèn)題的解決方法:
1, 如果是圓弧的問(wèn)題最好在pkpm里自己輸圓弧。
2, 看是否節(jié)點(diǎn)錯(cuò)誤和房間不封閉。
3, 如果找不到原因,就用別人的機(jī)子或者換版本算一遍即可解決。
4, 房間現(xiàn)澆板導(dǎo)荷方式錯(cuò)誤的改過(guò)來(lái)就行了。
希望以后大家養(yǎng)成良好的習(xí)慣,無(wú)論工作多忙,自己不要急,不比速度比的是合理性和正確性。
高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要控制的七個(gè)比值 :
高層設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于豎向承重構(gòu)件(柱、剪力墻等)的合理布置,設(shè)計(jì)過(guò)程中控制的目標(biāo)參數(shù)主要有如下七個(gè):
一、 軸壓比:
主要為限制結(jié)構(gòu)的軸壓比,保證結(jié)構(gòu)的延性要求,規(guī)范對(duì)墻肢和柱均有
相應(yīng)限值要求,見(jiàn)抗規(guī)6.3.7和6.4.6,高規(guī) 6.4.2和7.2.14及相應(yīng)的條文說(shuō)明。軸壓比不滿足要求,結(jié)構(gòu)的延性要求無(wú)法保證;軸壓比過(guò)小,則說(shuō)明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差,宜適當(dāng)減少相應(yīng)墻、柱的截面面積。
1、程序調(diào)整:SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。
2、人工調(diào)整:增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強(qiáng)度。
二、 剪重比:
主要為限制各樓層的最小水平地震剪力,確保周期較長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)的安全,
見(jiàn)抗規(guī)5.2.5,高規(guī)3.3.13及相應(yīng)的條文說(shuō)明。這個(gè)要求如同最小配筋率的要求,算出來(lái)的水平地震剪力如果達(dá)不到規(guī)范的最低要求,就要人為提高,并按這個(gè)最低要求完成后續(xù)的計(jì)算。剪重比不滿足規(guī)范要求,說(shuō)明結(jié)構(gòu)的剛度相對(duì)于水平地震剪力過(guò);但剪重比過(guò)分大,則說(shuō)明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差,宜適當(dāng)減少墻、柱等豎向構(gòu)件的截面面積。
剪重比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:
1、。1、程序調(diào)整:當(dāng)剪重比偏小但與規(guī)范限值相差不大(如剪重比達(dá)到規(guī)范限值的80%以上)時(shí),可按下列方法之一進(jìn)行調(diào)整:
1)在SATWE的“調(diào)整信息”中勾選“按抗震規(guī)范5.2.5調(diào)整各樓層地震內(nèi)力”,SATWE按抗規(guī)5.2.5自動(dòng)將樓層最小地震剪力系數(shù)直接乘以該層及以上重力荷載代表值之和,用以調(diào)整該樓層地震剪力,以滿足剪重比要求。
2)在SATWE的“調(diào)整信息”中的“全樓地震作用放大系數(shù)”中輸入大于1的系數(shù),增大地震作用,以滿足剪重比要求。
3)在SATWE的“地震信息”中的“周期折減系數(shù)”中適當(dāng)減小系數(shù),增大地震作用,以滿足剪重比要求。
2、人工調(diào)整:如果還需人工干預(yù),可按下列三種情況進(jìn)行調(diào)整:
1)當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角又偏大時(shí),說(shuō)明結(jié)構(gòu)過(guò)柔,宜適當(dāng)加大墻、柱截面,提高剛度。
2)當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ蠖鴮娱g側(cè)移角又偏小時(shí),說(shuō)明結(jié)構(gòu)過(guò)剛,宜適當(dāng)減小墻、柱截面,降低剛度以取得合適的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。
3)當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角又恰當(dāng)時(shí),可在SATWE的“調(diào)整信息”中的“全樓地震作用放大系數(shù)”中輸入大于1的系數(shù)增大地震作用,以滿足剪重比要求。
3、結(jié)構(gòu)調(diào)整:當(dāng)剪重比偏小且與規(guī)范限值相差較大時(shí),宜調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件,加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。
三、 剛度比:
主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性,避免結(jié)構(gòu)剛度沿豎向突變,形成薄弱層,見(jiàn)抗規(guī)3.4.2,高規(guī)4.4.2及相應(yīng)的條文說(shuō)明;對(duì)于形成的薄弱層則按高規(guī)5.1.14予以加強(qiáng)。
剛度比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:
1、程序調(diào)整:如果某樓層剛度比的計(jì)算結(jié)果不滿足要求,SATWE自動(dòng)將該樓層定義為薄弱層,并按高規(guī)5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。
2、人工調(diào)整:如果還需人工干預(yù),可按以下方法調(diào)整:
1)適當(dāng)降低本層層高,或適當(dāng)提高上部相關(guān)樓層的層高。
2)適當(dāng)加強(qiáng)本層墻、柱和梁的剛度,適當(dāng)提高上部相關(guān)樓層的層高或適當(dāng)削弱上部相關(guān)樓層墻、柱和梁的剛度。
四、 位移比:
主要為限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性,以避免產(chǎn)生過(guò)大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。見(jiàn)抗規(guī)3.4.2,高規(guī) 4.3.5及相應(yīng)的條文說(shuō)明。
位移比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:
1、程序調(diào)整:SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。
2、人工調(diào)整:只能通過(guò)人工調(diào)整改變結(jié)構(gòu)平面布置,減小結(jié)構(gòu)剛心與形心的偏心距;調(diào)整方法如下:
1)由于位移比是在剛性樓板假定下計(jì)算的,最大位移比往往出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的四角部位;因此應(yīng)注意調(diào)整結(jié)構(gòu)外圍對(duì)應(yīng)位置抗側(cè)力構(gòu)件的剛度;同時(shí)在設(shè)計(jì)中,應(yīng)在構(gòu)造措施上對(duì)樓板的剛度予以保證。
2)利用程序的節(jié)點(diǎn)搜索功能在SATWE的“分析結(jié)果圖形和文本顯示”中的“各層配筋構(gòu)件編號(hào)簡(jiǎn)圖”中快速找到位移最大的節(jié)點(diǎn),加強(qiáng)該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的墻、柱等構(gòu)件的剛度;也可找出位移最小的節(jié)點(diǎn)削弱其剛度;直到位移比滿足要求。
五、周期比:主要為限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱,使結(jié)構(gòu)具有必要的抗扭剛度,減小扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響,見(jiàn)高規(guī)4.3.5及相應(yīng)的條文說(shuō)明。周期比不滿足要求,說(shuō)明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)于側(cè)移剛度較小,扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過(guò)大,結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置不合理。
四、層間位移角:主要為限制結(jié)構(gòu)在正常使用條件下的水平位移,確保高層結(jié)構(gòu)應(yīng)具備的剛度,避免產(chǎn)生過(guò)大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和使用要求。見(jiàn)高規(guī) 4.6.1、4.6.2和4.6.3及相應(yīng)的條文說(shuō)明。層間位移角不滿足規(guī)范要求,說(shuō)明結(jié)構(gòu)的上述要求無(wú)法得到滿足。但層間位移角過(guò)分小,則說(shuō)明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差,宜適當(dāng)減少墻、柱等豎向構(gòu)件的截面面積。
層間位移角不滿足規(guī)范要求時(shí)的調(diào)整方法:
1、程序調(diào)整:SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。
2、結(jié)構(gòu)調(diào)整:只能通過(guò)調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件,加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。
1)由于高層結(jié)構(gòu)在水平力的作用下將不可避免地發(fā)生扭轉(zhuǎn),所以符合剛性樓板假定的高層結(jié)構(gòu)的最大層間位移往往出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的邊角部位,因此應(yīng)注意加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍對(duì)應(yīng)位置抗側(cè)力構(gòu)件的剛度,減小結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形。同時(shí)在設(shè)計(jì)中,應(yīng)在構(gòu)造措施上對(duì)樓板的剛度予以保證。
2)利用程序的節(jié)點(diǎn)搜索功能在SATWE的“分析結(jié)果圖形和文本顯示”中的“各層配筋構(gòu)件編號(hào)簡(jiǎn)圖”中快速找到層間位移角超過(guò)規(guī)范限值的節(jié)點(diǎn),加強(qiáng)該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的墻、柱等構(gòu)件的剛度。節(jié)點(diǎn)號(hào)在“SATWE位移輸出文件”中查找。
四、位移比(層間位移比):主要為限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性,以避免產(chǎn)生過(guò)大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。見(jiàn)抗規(guī)3.4.2,高規(guī) 4.3.5及相應(yīng)的條文說(shuō)明。位移比(包括層間位移比,下同)不滿足規(guī)范要求,說(shuō)明結(jié)構(gòu)的剛心偏離質(zhì)心的距離較大,扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過(guò)大,結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置不合理。
位移比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:
1、程序調(diào)整:SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。
2、人工調(diào)整:只能通過(guò)人工調(diào)整改變結(jié)構(gòu)平面布置,減小結(jié)構(gòu)剛心與形心的偏心距;調(diào)整方法如下:
1)由于位移比是在剛性樓板假定下計(jì)算的,結(jié)構(gòu)最大水平位移與層間位移往往出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的四角部位;因此應(yīng)注意調(diào)整結(jié)構(gòu)外圍對(duì)應(yīng)位置抗側(cè)力構(gòu)件的剛度,減小結(jié)構(gòu)剛心與質(zhì)心的偏心距。;同時(shí)在設(shè)計(jì)中,應(yīng)在構(gòu)造措施上對(duì)樓板的剛度予以保證。
2)對(duì)于位移比不滿足規(guī)范要求的樓層,也可利用程序的節(jié)點(diǎn)搜索功能在SATWE的“分析結(jié)果圖形和文本顯示”中的“各層配筋構(gòu)件編號(hào)簡(jiǎn)圖”中快速找到位移最大的節(jié)點(diǎn),加強(qiáng)該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的墻、柱等構(gòu)件的剛度;節(jié)點(diǎn)號(hào)在“SATWE位移輸出文件”中查找。也可找出位移最小的節(jié)點(diǎn)削弱其剛度;直到位移比滿足要求。
由于位移比是在“全樓剛性樓板”的假定下計(jì)算的,這時(shí)的每層樓板在樓層平面內(nèi)被假定為剛體,因?yàn)榭紤]偶然偏心,在水平地震力的作用下,即使是規(guī)則對(duì)稱的結(jié)構(gòu)也不可能是純粹的平動(dòng),其最大水平位移與層間位移一定是發(fā)生在樓層邊角部位的某處。所以一般情況下位移比是由結(jié)構(gòu)邊角部位的水平位移與層間位移決定的。因此調(diào)整結(jié)構(gòu)外圍抗側(cè)力構(gòu)件的剛度是控制位移比的最為有效的方法。周期比的控制在于結(jié)構(gòu)具備足夠的抗扭轉(zhuǎn)剛度,而結(jié)構(gòu)外圍抗側(cè)力構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)剛度貢獻(xiàn)最大。因此調(diào)整結(jié)構(gòu)外圍抗側(cè)力構(gòu)件剛度以控制位移比時(shí),必然對(duì)周期比產(chǎn)生較大影響?紤]到對(duì)周期比的影響,可根據(jù)周期比的大小采用相應(yīng)的方法調(diào)整位移比。當(dāng)周期比大于或接近規(guī)范限值時(shí),應(yīng)采用加強(qiáng)剛度的方法。當(dāng)周期比小于規(guī)范限值較多時(shí),可采用削弱剛度的方法。同樣,對(duì)周期比的調(diào)整也可能影響位移比。特別是當(dāng)某主軸方向的位移比接近規(guī)范限值時(shí),此時(shí)對(duì)剛度的調(diào)整應(yīng)以結(jié)構(gòu)的質(zhì)心為中心盡量對(duì)稱。
五、 周期比:
五、周期比:主要為控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng).限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱,使結(jié)構(gòu)具有必要的抗扭剛度,減小扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響,見(jiàn)高規(guī)4.3.5及相應(yīng)的條文說(shuō)明。周期比不滿足要求,說(shuō)明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)于側(cè)移剛度較小,扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過(guò)大,結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置不合理。
周期比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:
1、程序調(diào)整:SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。
2、人工調(diào)整:只能通過(guò)人工調(diào)整改變結(jié)構(gòu)布置,提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度;由于結(jié)構(gòu)外圍的抗側(cè)力構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)的抗扭剛度貢獻(xiàn)最大,所以總的調(diào)整原則是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍墻、柱或梁的剛度,或適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)中間墻、柱的剛度;利用結(jié)構(gòu)剛度與周期的反比關(guān)系,合理布置抗側(cè)力構(gòu)件,加強(qiáng)需要減小周期方向(包括平動(dòng)方向和扭轉(zhuǎn)方向)的剛度,或削弱需要增大周期方向的剛度。當(dāng)結(jié)構(gòu)的第一或第二振型為扭轉(zhuǎn)時(shí)可按以下方法調(diào)整:
1)SATWE程序中的振型是以其周期的長(zhǎng)短排序的。
2)結(jié)構(gòu)的第一、第二振型宜為平動(dòng),扭轉(zhuǎn)周期宜出現(xiàn)在第三振型及以后。見(jiàn)抗規(guī)3.5.3條3款及條文說(shuō)明“結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性(周期和振型)宜相近”。
3)當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí),說(shuō)明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)于其兩個(gè)主軸(第二振型轉(zhuǎn)角方向和第三振型轉(zhuǎn)角方向,一般都靠近X軸和Y軸)的抗側(cè)移剛度過(guò)小,此時(shí)宜沿兩主軸適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍的剛度,并適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部的剛度。
4)當(dāng)?shù)诙裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí),說(shuō)明結(jié)構(gòu)沿兩個(gè)主軸方向的抗側(cè)移剛度相差較大,結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)其中一主軸(第一振型轉(zhuǎn)角方向)的抗側(cè)移剛度是合理的;但相對(duì)于另一主軸(第三振型轉(zhuǎn)角方向)的抗側(cè)移剛度則過(guò)小,此時(shí)宜適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿“第三振型轉(zhuǎn)角方向”的剛度,并適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍(主要是沿第一振型轉(zhuǎn)角方向)的剛度。
5)在進(jìn)行上述調(diào)整的同時(shí),應(yīng)注意使周期比滿足規(guī)范的要求。
6)當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí),周期比肯定不滿足規(guī)范的要求;當(dāng)?shù)诙裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí),周期比較難滿足規(guī)范的要求
周期比超限就說(shuō)明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度較小,因此減小結(jié)構(gòu)中部構(gòu)件剛度,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)周邊構(gòu)件剛度就最有效的辦法,另外質(zhì)心與剛心距離相差太遠(yuǎn)也有較大影響,應(yīng)盡量調(diào)整使剛心與質(zhì)心距離不要太大.周期比過(guò)大,說(shuō)明了結(jié)構(gòu)剛度分布不均勻偏心過(guò)大。需要調(diào)整結(jié)構(gòu)的剛心,1~3樓所說(shuō)的是一種方法,即增大周邊結(jié)構(gòu)的剛度從而增大結(jié)構(gòu)整體抗扭剛度。當(dāng)然,增加梁高往往會(huì)受到建筑功能的限制,有時(shí)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。這種情況下可通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)布置減少剛度偏心的方法。
六、剛重比:主要是控制在風(fēng)荷載或水平地震作用下,重力荷載產(chǎn)生的二階效應(yīng)不致過(guò)大,避免結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌,規(guī)范上限主要用于確定重力荷載在水平作用位移效應(yīng)引起的二階效應(yīng)是否可以忽略不計(jì)。見(jiàn)高規(guī)5.4.1和5.4.2.5.4.4及相應(yīng)的條文說(shuō)明。規(guī)范下限主要是控制重力荷載在水平作用位移效應(yīng)引起的二階效應(yīng)不致過(guò)大,避免結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌。見(jiàn)高規(guī)5.4.4及相應(yīng)的條文說(shuō)明。
剛重比:主要為控制結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,避免結(jié)構(gòu)在風(fēng)載或地震力的作用下整體失穩(wěn),主要為控制結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,以免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生滑移和傾覆見(jiàn)高規(guī)5.4.1和5.4.4。
剛重比不滿足規(guī)范上限要求,說(shuō)明結(jié)構(gòu)的剛度相對(duì)于重力荷載過(guò);但剛重比過(guò)分大,則說(shuō)明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差,宜適當(dāng)減少墻、柱等豎向構(gòu)件的截面面積。
剛重比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:
1、程序調(diào)整:SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。程序調(diào)整:剛重比不滿足規(guī)范上限要求,在SATWE的“設(shè)計(jì)信息”中勾選“考慮P-Δ效應(yīng)”,程序自動(dòng)計(jì)入重力二階效應(yīng)的影響。
2、人工調(diào)整:只能通過(guò)人工調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件,加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。
六、 層間受剪承載力比:
主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性,避免樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載能力
沿豎向突變,形成薄弱層,見(jiàn)抗規(guī)3.4.2,高規(guī)4.4.3及相應(yīng)的條文說(shuō)明;對(duì)于形成的薄弱層應(yīng)按高規(guī)5.1.14予以加強(qiáng)。
層間受剪承載力比不滿足時(shí)的調(diào)整方法:
1、程序調(diào)整:在SATWE的“調(diào)整信息”中的“指定薄弱層個(gè)數(shù)”中填入該樓層層號(hào),將該樓層強(qiáng)制定義為薄弱層,SATWE按高規(guī)5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。
2、人工調(diào)整:如果還需人工干預(yù),可適當(dāng)提高本層構(gòu)件強(qiáng)度(如增大柱箍筋和墻水平分布筋、提高混凝土強(qiáng)度或加大截面)以提高本層墻、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的抗剪承載力,或適當(dāng)降低上部相關(guān)樓層墻、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的抗剪承載力。
如果結(jié)構(gòu)豎向較規(guī)則,第一次試算時(shí)可只建一個(gè)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層,待結(jié)構(gòu)的周期比、位移比、剪重比、剛度比等滿足之后再添加其它標(biāo)準(zhǔn)層;這樣可以減少建模過(guò)程中的重復(fù)修改,加快建模速度。
上述幾個(gè)參數(shù)的調(diào)整涉及構(gòu)件截面、剛度及平面位置的改變,在調(diào)整過(guò)程中可能相互關(guān)聯(lián),應(yīng)注意不要顧此失彼。
上述調(diào)整方法針對(duì)的是一般的高層結(jié)構(gòu),對(duì)于復(fù)雜的高層結(jié)構(gòu)還需要更多的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)才能解決問(wèn)題。
6、剪跨比: 梁的剪跨比,剪力的位置a與h0的比值。剪跨比影響了剪應(yīng)力和正應(yīng)力之間的相對(duì)關(guān)系,因此也決定了主應(yīng)力的大小和方向,也影響著梁的斜截面受剪承載力和破壞的方式;同時(shí) 也反映在受剪承載力的公式上。柱的剪跨比: ,若反彎點(diǎn)在柱子層高范圍內(nèi),可取 柱子的剪跨比小于2時(shí),需要全長(zhǎng)加密,見(jiàn)混凝土規(guī)范11.4.12、11.4.17。
7、剪壓比(梁柱截面上的名義剪應(yīng)力V/bh0與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值):梁塑性鉸區(qū)的截面剪壓比對(duì)梁的延性、耗能能力及保持梁的強(qiáng)度、剛度有明顯的影響,當(dāng)剪壓比大于0.15的時(shí)候,梁的強(qiáng)度和剛度有明顯的退化現(xiàn)象,此時(shí)再增加箍筋用量,也不能發(fā)揮作用,因此對(duì)梁柱的截面尺寸有所要求。
9、跨高比:梁的跨高比(梁的凈跨與梁截面高度的比值)對(duì)梁的抗震性能有明顯的影響。梁(非剪力墻的連梁)的跨高比小于5和深梁都按照深受彎構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算的。
10、延性比:延性比即為彈塑性位移增大系數(shù)。延性是指材料、構(gòu)件、結(jié)構(gòu)在初始強(qiáng)度沒(méi)有明顯退化的情況下的非彈性變形能力。延性比主要分為三個(gè)層面,即截面的延性比、構(gòu)件的延性比和結(jié)構(gòu)的延性比。結(jié)構(gòu)的延性比多指框架或者剪力墻等結(jié)構(gòu)的水平荷載-頂層水平位移(P-delta)、水平荷載-層間位移等曲線。 結(jié)構(gòu)的屈服位移有等能量方法、幾何做圖法等
如果結(jié)構(gòu)豎向較規(guī)則,第一次試算時(shí)可只建一個(gè)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層,待結(jié)構(gòu)的周期比、位移比、剪重比、剛度比等滿足之后再添加其它標(biāo)準(zhǔn)層;這樣可以減少建模過(guò)程中的重復(fù)修改,加快建模速度。
編寫(xiě):韓武欽
特別鳴謝:李世峰
住宅院結(jié)構(gòu)室
2009-2-20
高層結(jié)構(gòu)整體控制參數(shù)的關(guān)聯(lián)性及剛度控制
結(jié)構(gòu)整體控制是高層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié),各控制參數(shù)與結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的剛度都有著直接的或間接的關(guān)系,因此也就不可避免地相互關(guān)聯(lián)。認(rèn)識(shí)各控制參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)性,有助于提高結(jié)構(gòu)整體控制的效率,也有助于使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加經(jīng)濟(jì)合理。本文就此拋磚引玉,和大家共同探討這一課題。
結(jié)構(gòu)整體控制的過(guò)程,也就是對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度控制、調(diào)整的過(guò)程?刂茀(shù)中,位移比和周期比不僅與結(jié)構(gòu)的剛度有關(guān),也與結(jié)構(gòu)的剛度分布情況有關(guān)。這兩個(gè)參數(shù)反映了結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)性能,是結(jié)構(gòu)整體控制的難點(diǎn),也是結(jié)構(gòu)整體控制的入手之處。
位移比&周期比:由于位移比是在“全樓剛性樓板”的假定下計(jì)算的,這時(shí)的每層樓板都是剛體,因?yàn)榭紤]偶然偏心,在水平地震力的作用下即使是規(guī)則對(duì)稱的結(jié)構(gòu)也不可能是純粹的平動(dòng),其最大層間位移一定是發(fā)生在樓層四角部位的某處。所以一般情況下位移比是由結(jié)構(gòu)四角部位的層間位移決定的。因此調(diào)整結(jié)構(gòu)外圍抗側(cè)力構(gòu)件的剛度是控制位移比的最為有效的方法。周期比的控制在于結(jié)構(gòu)具備足夠的抗扭轉(zhuǎn)剛度,而結(jié)構(gòu)外圍抗側(cè)力構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)剛度貢獻(xiàn)最大。因此調(diào)整結(jié)構(gòu)外圍抗側(cè)力構(gòu)件剛度以控制位移比時(shí),必然對(duì)周期比產(chǎn)生較大影響?紤]到對(duì)周期比的影響,可根據(jù)周期比的大小采用相應(yīng)的方法調(diào)整位移比。當(dāng)周期比大于或接近規(guī)范限值時(shí),應(yīng)采用加強(qiáng)剛度的方法。當(dāng)周期比小于規(guī)范限值較多時(shí),可采用削弱剛度的方法。同樣,對(duì)周期比的調(diào)整也可能影響位移比。特別是當(dāng)某主軸方向的位移比接近規(guī)范限值時(shí),此時(shí)對(duì)剛度的調(diào)整應(yīng)以結(jié)構(gòu)的質(zhì)心為中心盡量對(duì)稱。
周期比&剪重比:分析反應(yīng)譜曲線(地震影響系數(shù)曲線)可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)結(jié)構(gòu)的自振周期超過(guò)特征周期后,地震影響系數(shù)呈減小趨勢(shì),并且在自振周期較小的情況下,減小的較快。也就是說(shuō),結(jié)構(gòu)的周期越大,地震的作用越;結(jié)構(gòu)的周期越小,地震的作用越大。利用這個(gè)規(guī)律,當(dāng)結(jié)構(gòu)某主軸方向的剪重比不滿足規(guī)范要求時(shí),可通過(guò)加強(qiáng)該主軸方向的剛度來(lái)減小結(jié)構(gòu)的自振周期,以增大結(jié)構(gòu)的地震作用,進(jìn)而增大剪重比。還可以根據(jù)反應(yīng)譜曲線將結(jié)構(gòu)的自振周期控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi),以獲得更大的地震作用。同樣,在調(diào)整周期比時(shí),也應(yīng)根據(jù)剪重比的大小區(qū)別對(duì)待。當(dāng)某主軸方向的剪重比小于或接近規(guī)范限值時(shí),應(yīng)采用加強(qiáng)剛度的方法。當(dāng)某主軸方向的剪重比大于規(guī)范限值較多時(shí),可采用削弱剛度的方法。
位移比&剪重比:如前面所述,位移比的調(diào)整將影響到結(jié)構(gòu)的自振周期,進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)的地震作用產(chǎn)生影響,使結(jié)構(gòu)的剪重比發(fā)生變化。因此調(diào)整位移比時(shí)應(yīng)注意,當(dāng)某主軸方向的剪重比小于或接近規(guī)范限值時(shí),應(yīng)采用加強(qiáng)剛度的方法;當(dāng)某主軸方向剪重比大于規(guī)范限值較多時(shí),可采用削弱剛度的方法。同樣,對(duì)剪重比的調(diào)整也可能影響位移比。特別是當(dāng)某主軸方向的位移比接近規(guī)范限值時(shí),此時(shí)對(duì)剛度的調(diào)整應(yīng)以結(jié)構(gòu)的質(zhì)心為中心盡量對(duì)稱。
位移比&剛重比:分析剛重比的定義可以發(fā)現(xiàn),剛重比與結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度成正比關(guān)系。即在結(jié)構(gòu)的質(zhì)量基本保持不變的情況下,結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度越大,剛重比越大;結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度越小,剛重比越小。如前面所述,位移比的調(diào)整將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度的變化,從而影響到剛重比。因此調(diào)整位移比時(shí)應(yīng)注意,當(dāng)某主軸方向的剛重比小于或接近規(guī)范限值時(shí),應(yīng)采用加強(qiáng)剛度的方法;當(dāng)某主軸方向剛重比大于規(guī)范限值較多時(shí),可采用削弱剛度的方法。同樣,對(duì)剛重比的調(diào)整也可能影響位移比。特別是當(dāng)某主軸方向的位移比接近規(guī)范限值時(shí),此時(shí)對(duì)剛度的調(diào)整應(yīng)以結(jié)構(gòu)的質(zhì)心為中心盡量對(duì)稱。
周期比&剛重比:如前面所述,剛重比與結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度成正比關(guān)系;周期比的調(diào)整將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度的變化,從而影響到剛重比。因此調(diào)整周期比時(shí)應(yīng)注意,當(dāng)某主軸方向的剛重比小于或接近規(guī)范限值時(shí),應(yīng)采用加強(qiáng)剛度的方法;當(dāng)某主軸方向剛重比大于規(guī)范限值較多時(shí),可采用削弱剛度的方法。同樣,對(duì)剛重比的調(diào)整也可能影響周期比。特別是當(dāng)結(jié)構(gòu)的周期比接近規(guī)范限值時(shí),應(yīng)采用加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍剛度的方法。
周期比&剛度比:結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度按計(jì)算方法的不同分為三種,適用于底部一層為轉(zhuǎn)換層的剪切剛度;適用于底部二層及二層以上為轉(zhuǎn)換層的剪彎剛度;適用于大多數(shù)結(jié)構(gòu)的樓層剪力與層間位移之比(規(guī)范算法)。這三種剛度雖然定義不同,但都反映了結(jié)構(gòu)的側(cè)移性能。特別是適用于大多數(shù)結(jié)構(gòu)的規(guī)范算法,是結(jié)構(gòu)位移、周期等參數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)樓層剛度比的調(diào)整將改變部分相關(guān)樓層的剛度,從而影響結(jié)構(gòu)的自振周期。為了不致對(duì)周期比產(chǎn)生影響,特別是當(dāng)周期比接近規(guī)范限值時(shí),在調(diào)整樓層剛度比時(shí),應(yīng)注意不要削弱結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)剛度。同樣,對(duì)周期比的調(diào)整也可能對(duì)某些豎向不規(guī)則的結(jié)構(gòu)(如帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu))的剛度比產(chǎn)生影響。由于豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù),調(diào)整時(shí)一定要注意使轉(zhuǎn)換層上下剛度相宜。
位移比&剛度比:如前面所述,結(jié)構(gòu)樓層剛度比的調(diào)整將改變部分相關(guān)樓層的剛度,從而影響結(jié)構(gòu)的位移。為了不致對(duì)位移比產(chǎn)生影響,特別是當(dāng)位移比接近規(guī)范限值時(shí),在調(diào)整樓層剛度比時(shí),應(yīng)注意要以結(jié)構(gòu)的質(zhì)心為中心對(duì)稱調(diào)整。同樣,對(duì)位移比的調(diào)整也可能對(duì)某些豎向不規(guī)則的結(jié)構(gòu)(如帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu))的剛度比產(chǎn)生影響。由于豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù),調(diào)整時(shí)一定要注意使轉(zhuǎn)換層上下剛度相宜