建筑结构审查要点(3)

2019-04-23 18:45

a) 参与振型数越多,有效质量系数越大; b) 参与振型数 =0 时,有效质量系数 =0; c) 参与振型数 =NM 时,有效质量系数 =1.0。 5)参与振型数 NP 如何确定?

a) 参与振型数 NP 在 1-NM 之间选取; b) NP应该足够大,使得有效质量系数大于0.9。

5)对弹性接点较多的结构,如跃层柱多、开洞多、带吊车的厂房等,需要较多振型才能准确计算地震作用,这时尤其要注意有效质量系数是否超过了0.9。 4、振型是扭转振型还是平动振型判断及第一扭振周期与第一平动周期之比 规范条文:高规4.3.5 规定结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比,A级高度高层建筑不应大于0.9,B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。

概念:一个振型的反应能量可以分拆成平动能量和转动能量,它们各自占总能量的比例我们称为侧振成分和扭振成分。如果某个振型的侧振成份大于50%,我们就把这个振型叫做侧移振型,反之如果某个振型的扭振成份大于50%,我们就把这个振型叫做扭振振型。 作用:

1)PKPM有振型成份的输出,可以使用户方便地了解各个振型的性态; 2)同时,可以作为判断结构第一扭转周期与第一侧振周期的依据

3)周期最长的扭振振型对应的就是第一扭振周期Tt,周期最长的侧振振型对应的就是第一侧振周期T1;

4)计算Tt/T1,看是否超过0.9 (0.85)

注意事项:a、正确判断第一扭转周期和第一侧振周期的贡献 b、第一振型不得是扭转的振型 c、最好第一振型和第二振型均为平动为主的振型 5、周期折减系数

规范条文:高规3.3.17 当非承重墙体为填充砖墙时,高层建筑结构的计算自振周期折减系数ψT可按下列规定取值:a、框架结构可取0.6~0.7;b、 框架-剪力墙结构可取0.7~0.8;c 、剪力墙结构可取0.9~1.0。

这个问题其实不应该提,但发现还是有好多设计人员概念不清。甚至于认为取值越大越偏于安全。

一定要根据填充墙刚度及其与主结构连系方式取值,如果填充墙刚度很大才

取比较小的值。

现在的框架结构多采用加气混凝土砌块,其刚度较小,与框架柱连接往往采用非刚性连接;周期折减系数可以取0.9甚至更大。 6、框支柱地震作用下的内力调整

规范条文:高规10.2.7条规定,框支柱数目不多于10根时:当框支层为1—2层时各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的2%;当框支层为3层及3层以上时,各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的3%。;框支柱数目多于10根时,当框支层为1—2层时每层框支柱所承受剪力之和应取基底剪力20%,当框支层为3层及3层以上时,每层框支柱所承受剪力之和应取基底剪力30%;框支柱剪力调整后,应相应调整框支柱的弯矩及柱端梁的剪力、弯矩,框支柱的轴力可不调整。

TAT、SATWE在执行本条时,只对框支柱的弯矩剪力作调整,由于调整系数往往很大,为了避免异常情况,对与框支柱相连的框架梁的弯矩剪力暂不作调整。 程序应用:

1) 一定要定义转换层所在层号;

2) 本调整仅针对转换层所在层号的框支柱进行。

3) 对其他各层,应在特殊构件补充定义中手工定义框支柱(程序不自动搜

索);

7、位移比控制、层间位移比控制

规范条文:高规的4.3.5条规定,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角,A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍;且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍,B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑,不应大于该楼层平均值的1.4倍。

本条主要限制结构平面布置的不规则性,避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应;限制结构的抗扭刚度不能太弱;针对此条,程序处理很好,对每一层都计算并输出最大水平位移、最大层间位移角、平均水平位移、平均层间位移角及相应的比值,用户可以一目了然地判断是否满足规范。问题是不少设计者似乎不在意,几乎达到限值且绝对位移也不小都不去处理,很容易造成超限审查;减少中间刚度或增大四周刚度是很好的选择,建议不要超过1.35

注意:1)验算位移比可以选择强制刚性楼板假定;2)验算位移比需要考虑偶然偏心,验算层间位移角则不需要考虑偶然偏;3)位移比超过1.2,需要考虑双向地震。 8、层刚度比算法选择 规范条文:

抗震规范附录E.2.1规定,筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2 高规的4.4.2条规定,抗震设计的高层建筑结构,其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的70%或其上相临三层侧向刚度平均值的80%

高规的5.3.7条规定,高层建筑结构计算中,当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时,地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍

高规的10.2.3条规定,底部大空间剪力墙结构,转换层上部结构与下部结构的侧向刚度,应符合高规附录E的规定:

1)底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构,可近似采用转换层上、下层结构等效刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化,非抗震设计时γ不应大于3,抗震设计时不应大于2

2)底部大空间层数大于一层时,其转换层上部框架-剪力墙结构的与底部大空间层相同或相近高度的部分的等效侧向刚度与转换层下部的框架-剪力墙结构的等效侧向刚度比γe宜接近1,非抗震设计时不应大于2,抗震设计时不应大于1.3。

上述所有这些刚度比的控制,都涉及到楼层刚度的计算方法,目前看来,有

三种方案可供选择:

高规附录E.0.1建议的方法——剪切刚度 Ki = Gi Ai / hi 高规附录E.0.2建议的方法——剪弯刚度 Ki = Vi / Δi 抗震规范的3.4.2和3.4.3条文说明中建议方法 Ki = Vi / Δui

软件全部提供这三种算法,用户可以根据需要具体选择。

抗震规范(第三种)方法为通用方法,也是程序的缺省方式,通常工程均可采用此种办法;

底部大空间为一层时,刚度比计算可采用剪切刚度; 底部大空间为多层时,刚度比计算可采用剪弯刚度;

需要注意:三种方法算出的楼层刚度可能差别很大,这是由计算方法决定的,只要符合规范推荐算法即可,不必刻意追求统一。 9、模拟施工1、2、3的选用方法

我们知道计算软件都是按弹性状态下位移协调原理计算的,一次性加载会使刚度大的竖向构件承担很大的竖向力,水平构件(梁)则有悬挑的倾向,这与实际上层层调平的施工方法不相协调,有时内力差别还狠大,为了解决这一问题,才有了模拟施工加载方法,其目的是使结构内力计算更加合理。

“模拟施工1”是采用先形成结构整体刚度矩阵再模拟施工过程加载的方法。 “模拟施工2”是对“模拟施工1”的经验修正:即假定基础的刚度是均匀的,将竖向构件的轴向刚度放大10倍,间接减小竖向构件变形差。需注意的是“模拟施工2”在理论上并不严密,一般适用于框剪结构的基础设计,在结构实际内力分析时要慎用。

“模拟施工3”是采用分层形成结构刚度矩阵模拟施工过程加载的方法。 相对而言“模拟施工3”更符合实际情况。

另外,目前程序当有吊车荷载时请勿使用“模拟施工3”。 10、梁端弯距调幅系数和梁刚度放大系数

计算软件都是按弹性状态下位移协调原理计算的,刚度凝聚都是按矩形截面考虑,梁端弯距调幅是考虑混凝土构件受拉开裂、刚度降低的调整;梁刚度放大是考虑现浇混凝土板对矩形截面梁刚度的增加;这些处理都是使结构构件的受力状态更符合实际情况。 结构设计中的下限定理

1、任何形式的结构内力分布,只要能与外荷载平衡,那么这一内力分布就是可接受的。

2、(通过配筋)给结构一个截面承载力分布(抗力分布),如果能使结构中的任何一个截面,截面承载力都大于截面所受内力,那么这种承载力分布就是安全的承载力分布。

3、在一组外荷载作用下,如果结构内力是可接受的(即与外荷载是平衡的),结构的承载力又是安全的(即承载力包络图可以包住内力图),那么,这组荷载总是比使结构破坏的真正荷载要小,即为破坏荷载的下限。

4、简单的说,下限定理就是:满足平衡条件(内平衡和外平衡)和强度条件(结构任一处的内力小于承载力)的内力是可以接受的!这时的外荷载(和内力平衡的)不会超过结构的破坏荷载,是其下限。

它告诉了我们,用来计算截面配多少钢筋的结构内力不一定要通过什么分析得到,我们可以自由地“创造”结构内力,只要它满足平衡条件!所以,弹性分析得到的结构内力不过是我们可以“创造”的无穷多组内力其中的一个!弯矩调幅后的内力充其量也是如此。

但是我们没有人会去给结构胡乱“创造”内力,都是老老实实用分析出来的内力,最多再调点幅。那是因为结构最终破坏时候的内力由截面的承载力决定,也就是由截面大小和配筋决定。

所以我们配筋的时候总是喜欢找这么一组内力,根据这组内力配筋可以让结构在最终破坏的时候自我调整得尽可能少,而得到这组内力又很方便,那没有别的选择了,就是弹性分析的内力。

当然,除了材料本身的塑性性能,还有很多别的因素阻碍我们不能自由“创造”内力,比如裂缝、变形等使用要求。

所以,梁端弯距调幅系数和梁刚度放大系数取值多少显得并不重要,但是通过许多的实验研究和多年的实践经验,一般情况下梁端弯距调幅系数取0.8,中梁刚度放大系数取1.5∽2.0。

第三节 结构设计总说明审查要点

3.1 设计说明应包含的内容

结构设计总说明最好由总工程师或项目负责人编写例稿,设计人负责补充,每一单项工程应编写一份结构设计总说明,多子项工程应编写统一的设计总说明。当工程较简单时,也可将总说明的内容可分别写在相关部分的图纸中。当结构主体材料显著不同时应分别编写结构设计总说明,当结构特别复杂时也可以分系统编写结构设计总说明。 1、 工程概况

工程地点、分区、主要功能;建筑的长、宽、高,地上与地下层数,各层层高,主要结构跨度,特殊结构及造型,工业厂房的吊车吨位等 2、 设计依据 3、 图纸说明

图纸中标高、尺寸的单位;设计±0.000标高所对应的绝对标高值;本项工程在整体工程中项次(或编号);图例符号说明;所复用的图纸和标准图。 4、 建筑分类等级

建筑结构安全等级、地基基础的设计等级、场地类别、地基土的液化等级、建筑抗震设防类别、钢筋混凝土结构的抗震等级、抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组、地下室防水等级、人防设计类别和抗力级别、建筑防火等级和耐火等级、混凝土构件的环境类别。 5、 主要荷载(作用)取值 6、 设计计算程序 7、 主要结构材料

结构材料的品种、规格、型号、性能、强度等级、受力钢筋保护层厚度、钢筋的锚固长度、搭接长度、接长方法、预应力混凝土构件的锚具种类、型号、预


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