4．作用效應組合

1)、作用效應組合基本公式非抗震設計時由可變荷載控制的組合zs=γGSGK+γJQJZ的iYQiSω非抗震設計時由永久荷載控制的組合zs=γGSGK+立的hSQik抗震設計時的組合。

2)、恒荷載作用的分項系數(shù)：當其對結構不利時,對于可變荷載效應控制的組合,應取1.2,對于永久荷載效應控制的組合,應取l.35:當其對結構不利時,一般應取1.0。

3)、可變荷載作用的分項系數(shù)和組合值系數(shù)：一般應取l.4；對于標準值大于4.OKN/m2的工業(yè)房屋樓面結構的活荷載應取1.3；樓面活荷載的組合值系數(shù)見荷載規(guī)范表4.1.1,取值范圍在0.7-0.9之間；風荷載的組合值系數(shù)為0.6；與地震作用效應組合時風荷載的組合系數(shù)為0.2。

4)、地震作用的分項系數(shù)：一般應取1.3:當同時考慮水平、豎向地震作用時,應取0.5。

5〉、重力荷載代表值：新抗震規(guī)范5.1.3條規(guī)定,建筑的重力荷載代表值應取結構和構配件自重標準值和各可變荷載組合值之和。各可變荷載組合值系數(shù),應按表5.1.3采用。(與荷載規(guī)范表4.1.1不同〉

5.設計內(nèi)力調(diào)整

1)、梁設計剪力調(diào)整：抗震規(guī)范第6.2.4條和高規(guī)第6.2.5、7.2.21條規(guī)定,抗震設計時,特一、一、二、三級的框架梁和抗震墻中跨高比大于2.5的連梁,其梁端截面組合的設計剪力值應調(diào)整。

2)、柱設計內(nèi)力調(diào)整：為了體現(xiàn)抗震設計中強柱弱梁概念設計的要求,抗震規(guī)范第6.2.2、6.2.3、6.2.6、6.2.10條和高規(guī)第4.9.2條規(guī)定抗震設計時,特一、一、二、三級的框架柱、框架結構的底層柱下端截面、角柱、框支柱的組合設計內(nèi)力值應調(diào)整。

3)、剪力墻設計內(nèi)力調(diào)整：高規(guī)第7.2.10、10.2.14、4.9.2條規(guī)定,抗震設計時,特一、一、二、三級的剪力墻底部加強區(qū)和非加強區(qū)截面組合的設計內(nèi)力值應調(diào)整。

6.結構整體性能控制

1)、位移控制：新高規(guī)的4.3.5條規(guī)定,樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移角,A、B級高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍；且A級高度高層建筑不應大于該樓層平均值的1.5倍,B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑,不應大于該樓層平均值的1.3倍。

2)、周期控制：新高規(guī)的4.3.5條規(guī)定,結構扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt與平動為主的第一周期T1之比,A級高度高層建筑不應大于0.9；B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑不應大于0.850。

3〉、層剛度比控制：新抗震規(guī)范附錄E2.1規(guī)定,筒體結構轉(zhuǎn)換層上下層的側向剛度比不宜大于2；新高規(guī)的4.4.3條規(guī)定,抗震設計的高層建筑結構,其樓層側向剛度不宜小于相臨上部樓層側向剛度的70%或其上相臨三層側向剛度平均值的80%；新高規(guī)的5.3.7條規(guī)定,高層建筑結構計算中,當?shù)叵率业捻敯遄鳛樯喜拷Y構嵌固端時,地下室結構的樓層側向剛度不應小于相鄰上部結構樓層側向剛度的2倍:新高規(guī)的10.2.6條規(guī)定,底部大空間剪力墻結構,轉(zhuǎn)換層上部結構與下部結構的側向剛度,應符合高規(guī)附錄D的規(guī)定。

D.0.1：底部大空間為一層的部分框支剪力墻結構,可近似采用轉(zhuǎn)換層上、下層結構等效剛度比γ表示轉(zhuǎn)換層上、下層結構剛度的變化,非抗震設計時γ不應大于3,抗震設計時不應大于2。

D.0.2：底部為2-5層大空間的部分框支剪力墻結構,其轉(zhuǎn)換層下部框架一剪力墻結構的等效側向剛度與相同或相近高度的上部剪力墻結構的等效側向剛度比γe宜接近1,非抗震設計時不應大于2,抗震設計時不應大于1.3。

4)、層剛度比計算：

高規(guī)附錄D.0.l建議的方法一剪切剛度Ki=GiAi/hI

高規(guī)附錄D.0.2建議的方法一剪彎剛度Ki=Ai/Hi

抗震規(guī)范的3.4.2和3.4.3條文說明中建議的計算方法:

Ki=Vi/AIji

新規(guī)范軟件中提供前兩種算法。

5)、框剪結構中框架承擔的傾覆力矩計算；新抗震規(guī)范第6.1.3條、高規(guī)8.1.3條規(guī)定,框架一剪力墻結構,在基本振型地震作用下,若框架部分承擔的地震傾覆力矩大于總地震傾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等級應按框架結構確定,柱軸壓比限值宜按框架結構采用�？拐鹨�(guī)范第6.1.3條的條文說明給出了框架部分承擔的傾覆力矩的計算方法zMC=ZZVjh

7.結構構件設計計算

1〉、柱軸壓比計算：新抗震規(guī)范6.3.7條、高規(guī)的6.4.2條和混凝土規(guī)范的11.4.16條,都規(guī)定了柱軸壓比的限值,并規(guī)定建造于IV類場地且較高的高層建筑柱軸壓比限值應適當降低。柱軸壓比指柱考慮地震作用組合的軸壓力設計值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設計值乘積之比:可不進行地震計算的結構,取無地震作用組合的軸壓力設計值:

2)、剪力墻軸壓比計算：新抗震規(guī)范6.4.6條、高規(guī)的7.2.14條和混凝土規(guī)范的11.7.13條,都規(guī)定了剪力墻軸壓比的限值。目前新規(guī)范程序給出各個墻肢的軸壓比。

3)、剪力墻強區(qū)：底部加新抗震規(guī)范和新高規(guī)對剪力墻結構底部加強部位的定義略有不同,分別定義如下:

新抗震規(guī)范6.1.10條規(guī)定,部分框支抗震墻結構的抗震墻,其底部加強部位的高度,可取框支層加上框支層以上兩層的高度及落地抗震墻總高度的l/8二者的較大值,且不大于15m,其它結構的抗震墻,其底部加強部位的高度可取墻肢總高度的1/8和底部二層高度二者的較大值,且不大于15m。

新高規(guī)的7.1.9條規(guī)定,一般剪力墻結構底部加強部位的高度可取墻肢總高度的l/8和底部二層高度二者的較大值,當剪力墻高度超過150m時,其底部加強部位的范圍可取墻肢總高度的1/10。新高規(guī)的10.2.5條規(guī)定,帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結構,剪力墻結構底部加強部位可取框支層加上框支層以上兩層的高度及墻肢總高度的1/8二者的較大值。

4)、剪力墻的約束邊緣構件和構造邊緣構件：

新高規(guī)的7.2.15條規(guī)定,抗震設計時,一、二級剪力墻結構底部加強部位及以上一層的墻肢設置約束邊緣構件,一、二級剪力墻的其它部位以及三、四級和非抗震設計的剪力墻墻肢均應設置構造邊緣構件。

5)、梁、柱、支撐、墻配筋計算：

基本構件的設計公式都有不同程度改變。應用SATWE軟件的幾點問題在應用2002新規(guī)范版SATWE軟件計算鋼筋混凝土結構的工程實踐中,就本人兒點認識,提出來和大家討論(SATWE軟件版本為2002年12月)。

1.剪力墻配筋

SATWE根據(jù)新規(guī)范計算剪力墻配筋,增加了邊緣構件計算,因此在其傳統(tǒng)的平面配筋簡圖中表示的剪力墻墻柱(暗柱、端柱和翼墻)配筋不再作為配筋設計的直接依據(jù),僅作為參考保留,設計墻柱配筋時應根據(jù)邊緣構件配筋簡圖或剪力墻邊緣構件輸出文件SatbInb.out進行設計。但是SATWE目前還未將平面配筋簡圖和邊緣構件配筋簡圖的內(nèi)容結合在同一圖形內(nèi)統(tǒng)一表達,所以對墻體水平配筋值和超限信息依舊在平面配筋簡圖中表示,邊緣構件配筋簡圖中僅表示墻柱設計配筋值及截面尺寸。因為平面配筋簡圖早為大家所熟知,而且比目前的邊緣構件配筋簡圖和文本文件都來得直觀,所以希望SATWE軟件在這方面進行改進,以方便設計者使用。

在目前的平面配筋簡圖中表示的墻柱配筋值指的是計算值而非設計值,未考慮最小配筋率等構造要求,當某段墻肢墻柱配筋值顯示為0時,則表示該墻柱為構造配筋。需要注意的是,在邊緣構件配筋簡圖中,雖然軟件自動計算了墻柱的截面尺寸,但是出于某些原因該尺寸可能并不一定符合實際情況,需要設計者在設計時予以調(diào)整。另外,對頂部有小塔樓的結構,SATWE在計算底部加強部位范圍時,對墻肢總高度的取值,是按首層樓面至小塔樓屋面的總高度計算的而不是按各墻肢自身總高度分別計算的,程序自動將底部加強部位向上延伸一層計算約束邊緣構件。

2.地下室結構

當墻體為擋土墻時,軟件目前并未在平面配筋簡圖中給出墻體在平面外受力的配筋,所以若想得到這類墻體的配筋數(shù)據(jù),應在文本文件中查詢與該層對應的配筋文件。但是由于實際工程中情況千變?nèi)f化,而軟件又有一定的適用范圍,所以對地下室擋土墻的計算還是以手算為好,當采用軟件計算結果時,應注意人工復核。另外,對于有窗井的地下室結構,可以在PMCAD中建模,窗井頂部設置為全房間洞,SATWE軟件可以計算窗井隔墻對豎向構件的側向作用。對計算結果,亦應注意人工復核。

3.帶地下室結構嵌固層的選取

《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》第5.3.7條規(guī)定,當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y構的嵌固層時,地下室結構的樓層側向剛度不應小于相鄰上部樓層側向剛度的2倍,而規(guī)范中設計內(nèi)力調(diào)整系數(shù)所對應的底層即指嵌固層樓板。因此,正確選取嵌固層就成為結構整體計算是否正確的關鍵。但是目前軟件尚無法自動判斷嵌固層位置,而且工程實踐中情況千差萬別,要求軟件做到自動判斷亦十分困難,仍然需要設計者進行人工干預,軟件為此提供了必要的條件。首先可以按實際地下室層數(shù)進行第一次計算,查文本文件中的”結構設計總信息”,軟件自動計算了樓層上下側向剛度,這是結構自身的固有性質(zhì),不會因地下室層數(shù)的變化而改變,據(jù)此可以判斷嵌固層的位置(當然,對一般工程來說,也可以根據(jù)規(guī)范提供的公式手算樓層側向剛度比〉。然后根據(jù)嵌固層位置調(diào)整計算參數(shù)中的”地下室層數(shù)”進行第二次計算,SATWE將設計內(nèi)力調(diào)整系數(shù)作用在地下室頂板上。但是對實際工程,地下室結構一般都有側向土體約束,對帶有多層地下室的結構,當?shù)叵率翼敯宀荒茏鳛榍豆虒訒r,單純將地下結構加入到主體結構中進行計算,即認為嵌固層位置在地下二層樓板處或更低,則可能造成結構的內(nèi)力與位移計算結果不符合實際情況,甚至導致薄弱層位置變化等等。因此在設計時,應將兩種計算結果進行比較,取最不利結果作為設計依據(jù)。應注意,SATWE允詐利用”地下室信息”里的”回填土對地下室約束剛度比”參數(shù)來控制地下室結構的水平位移,但是這一參數(shù)并不影響設計內(nèi)力調(diào)整系數(shù)作用位置。另外,《建筑抗震設計規(guī)范》中關于”位于地下室頂板的梁柱節(jié)點左右梁端截面實際受彎承載力之和不宜小于上下柱端實際受彎承載力之和”的規(guī)定,目前軟件還沒有考慮。

4.結構扭轉(zhuǎn)周期計算

計算扭轉(zhuǎn)時應按剛性板假定進行,而不應設置彈性板,否則計算出來的結構扭轉(zhuǎn)周期和結構位移是不真實的。因此,當結構計算中需要指定某些板塊為彈性板時,應先按無彈性板模型考查結構扭轉(zhuǎn)是否合格,配筋設計時取兩種模型計算的最不利結果作為設計依據(jù)。值得注意的是,不論是采用剛性板假定還是彈性板假定的計算,均要求每個方向結構的有效質(zhì)量系月數(shù)不小于90%。

5.錯層結構的輸入

SATWE軟件可以進行錯層結構的計算,方法是在PMCAD建模時按實際情況輸入錯層平面,即對應每個錯層平面應建立兩個標準層,并將沒有樓板的部分設置為全房間洞,SATWE軟件會自動搜索判斷錯層并計算結構內(nèi)力。在用PMCAD建模時,”輸入次梁樓板”菜單里的兩個參數(shù)”樓板錯層”和”梁錯層”,常引起設計者的誤會,以為這兩個參數(shù)就是用來計算錯層的,其實這兩個參數(shù)

只影響畫圖,而不能用來計算錯層。建議PMCAD在這里做一個提示,以免設計者因誤會而造成錯誤。工程中有時會遇到剪力墻上因錯層而造成門窗洞口被分為上下兩部分的情況,此時應在洞口兩側增加節(jié)點,使下部墻體成為相互獨立的兩段墻,并在上部按實際連梁高度輸入主梁。對于多塔結構,當各塔層高不同時,有的設計者也將其按錯層輸入,這是不正確的。對這種情況,可以在PMCAD建模時先按一種層高建模,然后在SATWE的”多塔樓定義”里,修改各塔層高。當然,在修改層高之前別忘了按實際情況先設置多塔。

6.當某洞頂連梁(按洞口輸入而不是按主梁輸入)高度小于300m時,SATWE在計算內(nèi)力時將忽略該梁的存在,亦不計算其配筋。對某些連梁超限的情況,當其破壞對承受豎向荷載無明顯影響時,可考慮在大震作用下該連梁不參與工作,按獨立墻肢進行第二次多遇地震作用下結構內(nèi)力分析。為此,可以調(diào)整結構計算模型中的洞口高度,使洞頂連梁高度小于300,從而實現(xiàn)這一目的,避免了增加節(jié)點設置主梁的麻煩。配筋設計時,墻肢應按兩次計算所得的較大內(nèi)力進行配筋設計,連梁按實際截面計算,縱筋可按2.0%~2.5%的配筋率配置,并按實際配筋面積反算連梁彎矩來計算所需的箍筋面積,做到”強剪弱彎”。

7.在SATWE”分析與設計參數(shù)補充定義”中,對考慮了雙向地震力作用的結構,不應同時考慮按雙偏壓方法計算一般框架柱配筋。一般來說,對異型枉、角枉,應采用雙偏壓計算,對一般框架柱,則可以采用單偏壓計算。需要指出的是,目前SATWE雖然要求設計者在”特殊構件補充定義”里定義角柱,但在結構計算時,如果設計者沒有選擇”按雙偏壓計算柱”,則軟件并不按雙偏壓方法計算設計者定義的角柱。所以,對框架角柱來說,應進行雙偏壓的補充驗算。[PKPM2003.1P19]

◆樓層最小地震剪力系數(shù)λ(剪質(zhì)比)7度區(qū)0.016�！犊拐稹�5.2.5

◆大開洞問題：《高規(guī)》4.3.6-8

◆彈性層間位移角限值［θe］：《抗震》5.5.1

◆薄弱層彈塑性層間位移角限值［θp］：《抗震》5.5.5

◆“剛域”：《高規(guī)》5.3.4

◆規(guī)則結構不進行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算時……《抗震》5.2.3建筑結構估計水平地震作用扭轉(zhuǎn)影響時，應按下列規(guī)定計算其地震作用和作用效應：1規(guī)則結構不進行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算時，平行于地震作用方向的兩個邊榀，其地震作用效應應乘以增大系數(shù)。一般情況下，短邊可按1.15采用，長邊可按1.05采用；當扭轉(zhuǎn)剛度較小時宜按不小于1.3采用2扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振型分解法計算時各樓層可取兩個正交的水平位移和一個轉(zhuǎn)角共三個自由度并應按下列公式計算結構的地震作用和作用效應確有依據(jù)時尚可采用簡化計算方法確定地震作用效應。

◆(頂塔樓)突出屋面梯間等放大系數(shù)3，《抗震》5.2.4-采用底部剪力法時，突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等的地震作用效應，宜乘以增大系數(shù)3，此增大部分不應往下傳遞,但與該突出部分相連的構件應予計入；采用振型分解法時，突出屋面部分可作為一個質(zhì)點；單層廠房突出屋面天窗架的地震作用效應的增大系數(shù)，應按本規(guī)范9章的有關規(guī)定采用。

◆結構安全等級：分三級。一般建筑為二級�！痘炷�土結構設計規(guī)范》――3.2.1

◆裂縫控制等級：分三級。《混凝土結構設計規(guī)范》3.3.3

◆耐久性規(guī)定（環(huán)境類別）：《混凝土結構設計規(guī)范》3.4.1