建筑抗震结构设计计算参数思考论文
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高层建筑结构抗震的优化设计分析【摘要】为避免地震给人类带来大的灾难,作为工程技术设计人员在建筑结构的研究和工程设计中,为创造出更加安全、实用、经济美观的建筑。
应从整体宏观的观点出发,综合处理好建筑功能、技术、艺术、安全可靠性和经济合理等几方面内容。
本文在高层建筑抗震设计发展的趋势和理念的基础上,探讨了影响高层建筑结构抗震性能的相关因素,并有针对性的提出了相关优化设计的对策,希望能对高层建筑抗震设计中与工程设计实践和研究工作方向有关的参考。
【关键词】高层建筑;抗震性能;建筑结构高层建筑是指超过一定高度和层数的多层建筑。
我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3-2002)规定,10层及10层以上或者房屋高度超过28m的混凝土结构民用建筑物为高层建筑。
现代高层建筑是随着城市的发展和科学技术的进步而发展起来的,它的发展有利于节约用地、解决住房紧张,减少市政基础设施和美化城市空间环境。
现代高层建筑设计为了追求多功能、多变的使用空间及丰富的立面设计效果,常采用较为复杂的高层建筑结构体系。
因此,高层建筑结构的抗震工作一直是建筑设计和施工的重点。
1.影响高层建筑结构抗震性能的相关因素1.1地基地基情况对于建筑物的震害有很大影响,地震时有一些建筑物往往主要由于地基失效而招致损坏。
高层建筑的地基选取不恰当可能导致抗震能力差。
在具有较厚软弱冲积土层场地,高层建筑的破坏率显著增高,因此,高层建筑应选择位于开阔平坦地带的坚硬土场地或密实均匀中硬土场地,远离河岸,不垮在两类土壤上。
地基土液化会导致地基不均匀沉降,从而引起上部结构损坏或整体倾斜,所以高层建筑地基的选取应避开不利地形、不采用震陷土作天然地基,避免在断层、山崖、滑坡、地陷等抗震危险地段建造房屋。
1.2材料的选用和结构体系问题在高层建筑中,特别是在地震多发区,应注意结构体系及材料的优选。
“填墙框架”的房屋结构,钢筋混凝土框架结构平面内柱上端易发生剪切破坏,外墙框架柱在窗洞处因受窗下墙的约束而发生短柱型剪切型破坏;“底框结构”体系的房屋,刚度柔弱的底层破坏程度十分严重;采用“填墙框架”体系的房屋,当底层为敞开式框架间未砌砖墙,底层同样遭到严重破坏;采用钢筋混凝土板、柱体系结构的建筑,因楼板冲切或因楼层侧移过大、柱脚破坏,各层楼板坠落重叠在地面;采用框架一抗震墙体系的房屋结构,破坏程度较轻。
关于建筑抗震结构设计的思考摘要:本文就建筑设计在建筑抗震设计中的表现及作用进行分析,并提出一些可供参考的意见和措施。
关键词:建筑抗震;结构设计;思考建筑物的抗震问题是目前建筑业的热点话题之一,大家围绕各种抗震结构的分析阐述自己的见解,抒发自己的观点,因为它直接关系到人民的财产和生命安全,平时,没有灾难时,看似无关紧要,但是一旦震灾来临,就面临生死攸关的大问题,因此,我们在对建筑物进行结构设计的时候,必须把正视建筑物设计的抗震问题,端正态度,积极主动地探索减震措施。
1 建筑设计在建筑抗震设计中的重要性1.1 抗震设计与建筑设计的作用和关系分析众所周知,建筑设计对于建筑抗震性能有着极为重要的作用。
由于建筑结构设计相对于建筑设计而言不应有过大的变动,一次一旦建筑设计形成,建筑结构的设计就必须要严格按照建筑设计要求来进行。
如果建筑设计师对建筑抗震设计有了明确要求,那么建筑结构的设计人员应该对建筑的各个构件加以合理布置,才能确保建筑结构的稳定性,协调建筑结构变形与受力状况,整体上提升建筑设计抗震性能。
但是如果建筑设计师没有详加考虑建筑设计的抗震性能,再次情况下建筑结构设计人员应该尽量的科学布置构件,从而提高建筑结构的抗震能力。
但是在这一过程中往往需要增加建筑结构构件的截面积,导致浪费现象的发生。
为了避免这种问题,建筑抗震设计中就必须要注重建筑设计中的各种问题,科学合理的加以对待。
1.2 我国建筑抗震设计现状分析当前,在建筑抗震设计中往往缺乏规范、科学的理论,加上很多建筑设计人员并没有太多的经验,对地震的防治研究等工作不是很深入,因此建筑设计人员在具体的建筑设计过程当中,无法科学合理的开展工作。
即使依照了相关理论与依据,但是由于没有同实际情况紧密的联系起来,难免会出现纰漏。
通常情况下,建筑设计中的建筑抗震设计一般是基于固定参数的,因此很多设计人员仅仅根据计算来完成工作,忽略了实际情况。
比如我国地震设计研究当中把2.81作为地震的降级系数,并赋予小震固定的统计意义。
建筑结构抗震设计能力措施方法论文(共6篇)第1篇:房屋建筑结构设计体系选型和抗震设计分析前言我国目前房屋建筑的抗震设计工作还有很长的路要走,相关建筑企业应把房屋1具体使用需求,对不同建筑结构进行有效的功能区分,实现建筑结构资源与建筑功能的完美结合。
现阶段,我国建筑的功能越来越多样化、综合化和复杂化,用户对于建筑物的使用需求也越来越多,因此,要科学划分建筑物的使用功能,合理对建筑内部的空间进行规划,综合考虑建筑结构、建筑设计等相关规范要求,对建筑结构进行科学选型,做到既满足建筑物功能要求,又提高建筑物使用效率,又有效节约建筑建造和运营的有关成本和费用。
1.1.3充分考虑结构材料的特性和功能建筑结构的选型过程中需要考虑的最为重要的就是选择建筑结构材料,要对相关材料的基本特性、材料的功能以及特点进行充分地分析,在建筑选型以及布置过程中充分分析建筑结构所具有的优势和特点,科学合理地调整好建筑结构。
现代建谓的水平承重结构,此类型的结构一般包含有无梁楼盖结构、密肋楼盖结构、肋形楼盖以及平板体系几种,而这些结构一个最大的应用优势在于能够有效增加楼层层数。
1.2.3下部结构的选型对于建筑物来说,特别是高层建筑,其最为重要的一个组成部分就是基础选型,即下部结构。
此类结构选型的好坏,会对结构的安全、建筑工程的造价以及施工工期产生重要影响,因而做好高层建筑的基础选型工作有着十分重要的意义。
常见的高层建筑的基础形式有以下几种,分别为:①柱下独立基础:此类基础适合用于层数较少,土质较好的框架结构。
地基为岩石地质时,则可以利用地錨在岩石上锚固好基础,要注意锚入长度≥40d。
②交叉梁基础:即双向为条形基础。
适用:层数不2够与第三抗震性能的水准相满足。
2.1.2地震作用下结构设计要求在多遇地震时,计算结构构件的承载力以及复核结构变形时都要跟弹性设计要求相满足。
经弹性计算分析后可知,结构沿着主轴方向产生的振动形式相似,并且结构的振型、周期、位移形态以及量值都要能够保持在合理的范围:结构所具有的地震作用要能够跟高度分布进行响应:有效的质量系数跟楼层剪力的大小要相关的规范要求相满足,同时要确保剪力墙和连梁截面跟剪应力的控制要求、配筋都在合理范围内。
高层建筑抗震论文随着建筑行业的发展,高层建筑的建设数量越来越多。
在进行高层建筑结构设计的过程中,抗震设计是一项非常重要的组成部分,有利于在突发地震时,保证人们的生命安全。
下面是店铺为大家整理的高层建筑抗震论文,供大家参考。
高层建筑抗震论文范文一:高层建筑抗震设计问题分析高层建筑在现代化的城市中比较常见,这类建筑有着较高的美观性,建筑结构多采用的是钢结构,高层建筑对抗震性有着较高的要求,设计人员要做好结构的优化工作,选择高强度的施工材料,并做好技术交底工作。
在高层建筑抗震设计中,首先要明确设计的目标,其次要对结构进行优化,设计人员必须重视抗震设计工作,其关系着业主居住的安全性。
在对高层建筑的施工方案进行设计时,要提高梁柱的承载能力,这可以避免地震等作用力对梁柱造成较大的破坏。
1高层建筑抗震设计的相关概念高层建筑的抗震设计还需要结合当地的地形以及气候环境条件,针对一些地震高发地带,设计需要采用强度较高的施工材料,要做好建筑结构的优化工作,保证建筑满足抗震设防的要求。
高层建筑有着良好的发展趋势,在设计与施工时,一定要保证建筑使用的安全性,并且要使建筑在地震力的作用下,不会出现结构严重变形的问题。
高层建筑抗震设计是一项重要的工作,下面笔者对高层建筑结构抗震设计目标以及结构优化措施进行简单的介绍。
1.1高层建筑结构抗震设计目标高层建筑结构抗震设计是一项重要的工作,设计人员需要保证结构的稳定性,高层建筑结构抗震设计目标是“小震不坏、大震不倒”。
为了达到这一目标,设计人员还要合理确定施工的材料,施工材料要具有较高的强度与刚度,建筑结构要具有良好的延展性。
另外,在高层建筑施工时,需尽量减少耗能情况,施工单位要多采用可再生的新型能源。
1.2高层建筑结构优化措施1.2.1加强结构体系的优化高层建筑施工在选择材料时,应尽量选择轻质的材料,结构材料还要具有较高的强度,这样的结构有着良好的连续性,可以抵抗较大的荷载以及作用力,可以保证建筑结构的整体性。
建筑结构抗震设计参数的敏感性分析建筑结构作为人类生活和工作的重要场所,在地震来临时的安全问题尤其重要。
为了保证建筑在极端情况下能够保持稳定和不倒塌的状态,结构设计师会选用适当的抗震设计参数。
然而幸存者调查表明,即使建筑是按照规范要求进行设计和施工的,地震时仍有不小的风险和危险,这可能与参数选择不合理导致的。
敏感性分析是一种针对某个模型或者系统,寻找对系统影响最敏感的因素的方法。
对建筑结构设计参数进行敏感性分析,有助于寻找合适和合理的参数范围,从而保障建筑在地震等自然灾害时的安全性。
在建筑抗震结构设计时,选择合适的材料和参数需要考虑到很多因素,如建筑的类型、使用场所、设计的预期寿命、地震频率和振动幅度等等。
抗震设计参数包括工程的自重、荷载、结构体系、刚度和阻尼等等。
任何一个参数的变化都可能引起结构体系和行为的变化,进而影响到建筑的安全性。
因此,建筑结构设计时需要进行敏感性分析。
敏感性分析的主要方法是参数扰动(Parameter perturbation)。
将设计的最优参数设为基准值,对每个参数进行增减比例(5-20%),并分别计算建筑结构的稳定性与安全性,对结果进行比较和评估。
通过比较不同参数下建筑的反应和变化,可以找到对建筑结构影响最为显著的因素,从而确定建筑结构的最优参数设置。
敏感性分析需要指定一个合适的目标函数来进行评估。
评价函数的选取直接影响对参数敏感性的评价。
常见目标函数有最小化最大位移和最小化最大加速度等。
在敏感性分析中,需要将目标函数及计算模型进行统一。
对于简单建筑,可以采用线性的弹性动力学计算方法,如双钢梁、框架结构等等,而大型、多层、非线性的建筑结构则需要采用复杂的非线性计算方法进行分析。
在进行敏感性分析时,存在一些常见的误区。
首先,需要保证参数变化后的建筑结构与实际建筑结构相似,并能反应出真实的工作状态;其次,参数变化时需要考虑到各个因素之间的协同作用,如阻尼和刚度之间的关系,以及荷载和自重之间的关系等等;最后,一定要注意计算误差的控制,同时进行多次模拟分析,以求得更准确的分析结果。
试论建筑结构设计的抗震措施摘要:我们在对建筑物进行结构设计的时候,必须把建筑物的抗震问题放到非常重要的位置,并采取适当的措施,尽量避免地震对建筑物的损坏。
本文分析了建筑结构抗震措施的衡量标准,阐述了建筑结构隔震技术以及建筑结构设计中常用的减震技术。
关键词:建筑结构;设计;抗震中图分类号:tu318 文献标识码:a 文章编号:abstract: we in the buildings of the structure design, the building must be the seismic problem in a very important position, and take proper measures to avoid the damage of the earthquake to buildings. this paper analyzes the structural seismic measures standard, expounds the structure of shock-isolation technology and structure design of the technology used in shock.keywords: building structure; design; seismic建筑物的抗震问题是目前建筑结构设计界讨论比较多的话题之一,也是涉及到人类生命财产安全的重要问题,因此, 我们在对建筑物进行结构设计的时候,必须把建筑物的抗震问题放到非常重要的位置,并采取适当的措施,尽量避免地震对建筑物的损坏。
一、建筑结构抗震措施的衡量标准对于性能的要求,现行抗震设计规范有两种基本的表达方式:一种是以损坏的程度来描述,另一种是以用途的重要性即抗震设防分类来描述。
建筑结构中的损坏程度划分为不损坏和属正常维修下的损坏、可修复的破坏和倒塌;抗震设防分类则氛围甲、乙、丙、丁四类。
建筑结构设计论文抗震设计论文【摘要】建筑物的抗震设计中,我们通常是对地基进行特殊处理、设置抗震装置、对建筑的上部结构进行防震设计,这几种措施通常是混合使用的,但是我们结合地震构造特点及建筑物本身结构,会有侧重的在关键部位设置隔震层。
引言:建筑物的抗震问题是目前建筑结构设计界讨论比较多的话题之一,也是涉及到人类生命财产安全的重要问题,一直以来,我们在建筑设计中有关抗震都是坚持了“小震不塌、大震能修”的原则,虽然设计方面在抗震方面也采取了很多措施,但是,由于各种原因,还是不可避免的出现了许多问题,因此,我们在对建筑物进行结构设计的时候,必须把建筑物的抗震问题放到非常重要的位置,并采取适当的措施,尽量避免地震对建筑物的损坏。
1、建筑抗震结构设计的基本要求1.1一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接协同工作。
例如框架——剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成,双肢或多肢剪力墙体系组成。
1.2强烈地震之后往往伴随多次余震,如只有一道防线,则在第一次破坏后再遭余震,将会因损伤积累导致倒塌。
抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度,有意识地建立一系列分布的屈服区,主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度,以使结构能吸收和耗散大量的地震能量,提高结构抗震性能,避免大震时倒塌。
1.3构件在强烈地震下不存在强度安全储备,构件的实际承载能力分析是判断薄弱部位的基础。
1.4要防止在局部上加强而忽视了整个结构各部位刚度、承载力的协调。
1.5在抗震设计中有意识、有目的地控制薄弱层(部位),使之有足够的变形能力又不使薄弱层发生转移,这是提高结构总体抗震性能的有效手段。
2.我建筑结构中抗震设计的现状2.1建筑结构防震设计中缺乏科学规范的理论指导,缺乏实际经验的积累;我国对地质地震的认识尚不够完善,对地震的成因,预测,防治研究不够深入,地震防治规范不够科学。
因此,在进行建筑结构抗震设计时候,缺乏一定的科学依据,或依据的是不完善的理论。
论建筑结构抗震设计摘要:随着时间的推移,高层建筑抗震设计出现了很多新的难题。
本文在分析影响建筑物抗震效果的因素的基础上,就建筑机构的抗震设计提出了几点拙见,旨在与同行共同那个切磋探讨。
关键词:高层建筑;抗震设计;影响因素abstract: with the passage of time, the seismic design of high-rise building there are many new problems. based on the analysis of the factors affect the buildings aseismic effect, on a basis of the seismic design of building institutions puts forward some humble opinion, with counterparts to discuss common the contested.keywords: high building; seismic design; influence factors中图分类号:[tu208.3]文献标识码:a文章编号:建筑物抗震效果的影响因子分析研究高层建筑结构的抗震设计,必须明确建筑物抗震效果的主要影响因素。
下面,将从建筑结构本身的设计效果、施工材料和施工过程以及建筑场地情况三个方面进行分析。
1、建筑物自身的结构设计建筑物的结构设计是影响抗震效果极为关键的一个因素,建筑物若要达到抗震目的,无论点式住宅或是版式住宅,都必须进行合适的结构设计,保证抗震措施合理,能够基本实现小震不坏、大震不倒这样的目标,提高建筑结构的抗震性能。
2、建筑结构建造材料和施工过程建筑结构的材料是影响抗震效果非常重要的因素,但是这个因素往往被人们忽视,工作人员需要明确这样一点:在一般情况下,地震对建筑物作用力的大小与建筑物的质量成正比。
结构抗震验算范文结构抗震验算是指对建筑结构进行抗震性能评估,以确认其在地震作用下的安全性能。
在进行结构抗震验算时,首先需要根据地震动参数进行地震响应分析,然后采用合适的验算方法和准则进行结构安全性能评估。
下面将详细介绍结构抗震验算的步骤和相关内容。
结构抗震验算的步骤包括地震动参数确定、地震响应分析、结构参数确定、结构强度验算和位移验算等。
地震动参数的确定是结构抗震验算的基础,包括地震烈度、地震作用的时间—空间特性、地震作用的频率特性等。
地震响应分析是通过数值计算方法,对结构在地震作用下的动力响应进行模拟,以得到结构各个构件的最大应力、位移等参数。
结构参数的确定是指确定结构的抗震设计参数,包括结构的刚度、材料强度、惯性阻尼等。
结构强度验算是根据结构的抗震设计规范,对结构的受力构件进行强度验算,确保结构在地震作用下不会发生破坏。
位移验算是对结构的变形进行验算,特别是属于非结构构件的位移限值,以确保结构在地震作用下不会产生过大的位移。
在进行结构抗震验算时,首先需要明确结构的抗震设计目标,根据不同的场地条件和建筑物用途,确定结构的抗震设防烈度、使用年限、准用地震烈度等。
然后,根据《建筑抗震设计规范》等相关规范,确定结构的抗震设计参数,包括水平抗震刚度、水平抗震强度等。
接下来,进行结构的抗震形式和参数计算,根据地震动参数和结构参数,采用数值计算方法进行地震响应分析,确定结构响应的最大值及其分布规律。
最后,根据结构的受力构件进行结构强度验算和位移验算,评估结构的抗震安全性能。
在结构抗震验算中需要考虑的因素包括地震动参数、结构的几何形状和材料特性、结构构件的受力机制、结构的抗震设计参数等。
另外,还需考虑地震动的时间-频率特性、结构的动态特性等。
为了评估结构的抗震性能,通常采用强度设计方法、强度准则、弹性时程分析、非线性分析等。
总之,结构抗震验算是建筑领域重要的技术手段之一,为建筑物在地震作用下的安全运行提供了理论依据和技术支持。
关于高层住宅建筑抗震结构设计的思考摘要:本文中笔者首先阐述了当前高层建筑抗震设计现状及存在问题,进而针对高层建筑的抗震特点进行了动力分析,并提出一些自己的建议与措施,旨在为进一步提高我国高层建筑抗震结构设计水平提供一定的理论参考。
关键词:高层住宅建筑;抗震结构设计;动力分析中图分类号:tu352.1+1文献标识码: a 文章编号:随着高层建筑施工技术和设计计算方面的迅速发展,各大中城市普遍兴建高度在一百米或以上的建筑,建筑的类型与功能也日益复杂,结构体系逐步呈现出多样化的发展趋势。
对于高层建筑而言,做好抗震设计是极其重要的。
本文中笔者主要针对高层住宅建筑在抗震设计方面的不足进行了探讨,并提出了自己的建议。
一、我国当前高层住宅建筑抗震设计现状与不足一直以来,我国高层建筑的结构材料都是以钢混结构为主。
随着现代设计思想的发展,结构体系也不断呈现出多样化的趋势,建筑平面布置与竖向结构也日趋复杂,并出现了大量超高超限的钢混结构建筑,这也给结构设计带来了新的难题,尤其是抗震设计已经成为了建筑整体设计的一个重要课题。
近年来,很多高层建筑结构设计和科研人员在此方面进行了大量的探索与研究,现阶段,我国已经存在很多种用于高层建筑结构设计的软件,如我国研究院结构所开发的tat、tbsa,清华大学开发的tus等,都为高层建筑的抗震设计提供了高效的分析和设计帮助。
但随着建筑功能多样化的发展,在建筑设计过程中经常会出现一些问题,如果只通过设计软件进行计算与分析,必然会造成不必要的浪费和缺陷,严重的甚至会导致工程事故的发生,这就需要设计工程师不断积累设计经验,将概念设计与实验分析有机结合,对具体工程进行具体分析与处理。
二、关于高层建筑抗震结构设计分析1、结构设计动力特性分析开始高层建筑的初步设计后,首先应该结合方案对结构布置进行分析计算确定。
计算模型由±0.000到楼顶,假设楼板的平面内刚度为无限大,随着楼层高度的增加,结构纵向的自振周期与地震力基本正常,而结构横向的自振周期偏长,结构的刚度较低,对于地震的水平作用力抵抗较弱,整体来看,结构的抗震能力不够强。
关于建筑抗震结构设计计算参数的思考摘要:新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充,特别是对抗震及结构的整体性,规则性作出了更高的要求,使结构设计不可能一次完成。
如何正确运用设计软件进行结构设计计算,以满足新规范的要求,是每个设计人员都非常关心的问题。
关键词:建筑;结构设计;计算步骤;参数abstract: new building structure design codes in the structure reliability, design calculation, reinforcement structure were a major update and complement, especially to earthquake and the integrity of the structure, regularity made higher request, make structure design can’t a complete. how to use design software structure design calculation, to meet the requirements of the new standard, is each designers are all very concern.keywords: architecture; structure design; calculation steps; parameters中图分类号:tb482.2文献标识码:a 文章编号:引言:新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充,特别是对抗震及结构的整体性,规则性作出了更高的要求,使结构设计不可能一次完成。
应正确运用设计软件进行结构设计计算,以满足新规范的要求。
1.计算开始以前参数的正确设定1.1完成整体参数的正确设定计算开始以前,设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述,以及工程的实际情况,对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。
但有几个参数是关系到整体计算结果的,必须首先确定其合理取值,才能保证后续计算结果的正确性。
这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等,在计算前很难估计,需要经过试算才能得到。
1.1.1振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。
该值取值太小不能正确反映模型应当考虑的振型数量,使计算结果失真;取值太大,不仅浪费时间,还可能使计算结果发生畸变。
《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2条规定,抗震计算时,宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应,振型数不宜小于15,对多塔结构的振型数不应小于塔楼数的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。
一般而言,振型数的多少于结构层数及结构自由度有关,当结构层数较多或结构层刚度突变较大时,振型数应当取得多些,如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。
振型组合数是否取值合理,可以看软件计算书中的x,y向的有效质量系数是否大于0.9.具体操作是,首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9,若小于0.9,可逐步加大振型个数,直到x,y两个方向的有效质量系数都大于0.9为止。
必须指出的是,结构的振型组合数并不是越大越好,其最大值不能超过结构的总自由度数。
例如对采用刚性板假定得单塔结构,考虑扭转藕联作用时,其振型不得超过结构层数的3倍。
如果选取的振型组合数已经增加到结构层数的3倍,其有效质量系数仍不能满足要求,也不能再增加振型数,而应认真分析原因,考虑结构方案是否合理。
1.1.2最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用,结构地震反映的大小也各不相同,那么必然存在某各角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。
设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算书中输出,设计人员如发现该角度绝对值大于15度,应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算,以体现最不利地震作用方向的影响。
1.1.3结构基本周期是计算风荷载的重要指标。
设计人员如果不能事先知道其准确值,可以保留软件的缺省值,待计算后从计算书中读取其值,填入软件的“结构基本周期”选项,重新计算即可。
上述的计算目的是将这些对全局有控制作用的整体参数先行计算出来,正确设置,否则其后的计算结果与实际差别很大。
2.确定整体结构的科学性和合理性2.1刚重比是结构刚度与重力荷载之比。
它是控制结构整体稳定性的重要因素,也是影响重力二阶效应(p—△效应)的主要参数。
通常用增大系数法来考虑结构的重力二阶效应,如考虑重力二阶效应的结构位移可用未考虑p—△效应的计算结果乘以位移增大系数,但保持位移限制条件不变(框架结构层间位移角≤1/550);考虑结构构件重力二阶效应的端部弯矩和剪力值,可采用未考虑p—△效应的计算结果乘以内力增大系数。
一般情况下,对于框架结构若满足:dj≥20∑gj/hj(j=1,2,…n)结构不考虑重力二阶效应的影响。
结构的刚重比增大p—△效应减小,p—△效应控制在20%以内,结构的稳定具有适宜的安全储备,该值如果不满足要求,则可能引起结构失稳倒塌,应当引起设计人员的足够重视。
2.2刚度比和层间受剪承载力之比是控制结构竖向不规则的重要指标。
①剪切刚度主要用于底部大空间为一层的转换结构及对地下室嵌固条件的判定;②剪弯刚度主要用于底部大空间为多层的转换结构;③地震力与层间位移比是执行《抗震规范》第3.4.2条和《高规》4.3.5条的相关规定,通常绝大多数工程都可以用此法计算刚度比,这也是软件的缺省方式。
2.3层间位移比是控制结构平面不规则性的重要指标。
其限值在《建筑抗震设计规范》和《高规》中均有明确的规定。
需要指出的是, 新规范中规定的位移比限值是按刚性板假定作出的,如果在结构模型中设定了弹性板,则必须在软件参数设置时选择“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”,以便计算出正确的位移比。
在位移比满足要求后,再去掉“对所有楼层强制采用刚性楼板假定的选择,以弹性楼板设定进行后续配筋计算。
2.4剪重比是抗震设计中非常重要的参数。
规范之所以规定剪重比,主要是因为长期作用下,地震影响系数下降较快,由此计算出来的水平地震作用下的结构效应可能太小。
而对于长周期结构,地震动态作用下的地面加速度和位移可能对结构具有更大的破坏作用,若剪重比小于0.02,结构刚度虽然满足水平位移限制要求(框架结构层间位移角≤1/550),但往往不能满足结构的整体稳定条件。
设计人员应在设计过程中综合考虑刚重比与剪重比的合理取值。
3.对单构件作优化设计前几步主要是对结构整体合理性的计算和调整:这一步则主要进行结构单个构件内力和配筋计算,包括梁,柱,剪力墙轴压比计算,构件截面优化设计等。
3.1软件对混凝土梁计算显示超筋信息有以下情况:3.1.1当梁的弯矩设计值m大于梁的极限承载弯矩mu时,提示超筋;3.1.2规范对混凝土受压区高度限制:四级及非抗震:ξ≤ξb二、三级:ξ≤0.35(计算时取as ’=0.3 as )一级:ξ≤0.25(计算时取as ’=0.5 as )当ξ不满足以上要求时,程序提示超筋;3.1.3《抗震规范》要求梁端纵向受拉钢筋的最大配筋率2.5%,当大于此值时,提示超筋;3.1.4混凝土梁斜截面计算要满足最小截面的要求,如不满足则提示超筋。
3.2柱轴压比计算:柱轴压比的计算在《高规》和《抗震规范》中的规定并不完全一样,《抗震规范》第6.3.7条规定,计算轴压比的柱轴力设计值既包括地震组合,也包括非地震组合,而《高规》第6.4.2条规定,计算轴压比的柱轴力设计值仅考虑地震作用组合下的柱轴力。
软件在计算柱轴压比时,当工程考虑地震作用,程序仅取地震作用组合下的的柱轴力设计值计算;当该工程不考虑地震作用时,程序才取非地震作用组合下的柱轴力设计值计算。
因此设计人员会发现,对于同一个工程,计算地震力和不计算地震力其柱轴压比结果会不一样。
3.3剪力墙轴压比计算:为了控制在地震力作用下结构的延性,新的《高规》和《抗震规范》对剪力墙均提出了轴压比的计算要求。
需要指出的是,软件在计算短肢剪力墙轴压比时,是按单向计算的,这与《高规》中规定的短肢剪力墙轴压比按双向计算有所不同,设计人员可以酌情考虑。
3.4剪力墙超筋分三种情况:3.4.1剪力墙暗柱超筋:软件给出的暗柱最大配筋率是按照4%控制的,而各规范均要求剪力墙主筋的配筋面积以边缘构件方式给出,没有最大配筋率。
所以程序给出的剪力墙超筋是警告信息,设计人员可以酌情考虑;3.4.2剪力墙水平筋超筋则说明该结构抗剪不够,应予以调整;3.4.3剪力墙连梁超筋大多数情况下是在水平地震力作用下抗剪不够。
规范中规定允许对剪力墙连梁刚度进行折减,折减后的剪力墙连梁在地震作用下基本上都会出现塑性变形,即连梁开裂。
设计人员在进行剪力墙连梁设计时,还应考虑其配筋是否满足正常状态下极限承载力的要求。
3.5构件截面优化设计:计算结构不超筋,并不表示构件初始设置的截面和形状合理,设计人员还应进行构件优化设计,使构件在保证受力要求的条件下截面的大小和形状合理,并节省材料。
但需要注意的是,在进行截面优化设计时,应以保证整体结构合理性为前提,因为构件截面的大小直接影响到结构的刚度,从而对整体结构的周期、位移、地震力等一系列参数产生影响,不可盲目减小构件截面尺寸,使结构整体安全性降低。
4.结语:计算机计算能力的不断提高和数值分析方法的不断改进,使得对各种结构的准确分析和设计成为可能。
但我们在进行结构的计算分析之前,应充分弄清楚该结构的特点,针对性的选取适合的计算软件,结合规范,尽可能采用不同模型的计算程序进行计算分析,取得尽可能接近真实的结构反应,为结构设计提供足够的计算依据。
参考文献:[1].异形柱和短肢剪力墙体系的结构设计[d].合肥工业大学,2006.[2].结构设计程序及规范详析查询系统研制[d].河海大学,2006.[3],亓树生,冯安波.防范住宅设计施工通病的要点[a].建设工程理论与实践(第二辑)[c].2005.l。