结构设计多层框架.doc
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1、第一步;结构计算的抗震概念设计;一,建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称、并应具有良好的整体性;建筑的立面、剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变;抗侧力构件的布置,要有合理的地震作用传递途径,要据有良好的抗地震承载能力,变形能力,消耗地震能量的能力,重力荷载承载的能力。二,工业建筑结构由于满足工艺和建筑外形要求往往是不规则的建筑结构;1, 平面不规则而竖向规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型;1),扭转不规则时,应计及扭转影响,且最大水平位移和层间分别不宜楼层平均值的1.5倍。2),凹凸不规则(凹进一侧尺寸大于相应一侧总尺寸30%)或楼板局部不连续,
2、应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型,当平面不对称时尚应计及扭转影响2,平面规则而竖向不规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型;其薄弱层的地震力剪力应乘以1.15的增大系数1),竖向抗侧力构件不连续时(竖向抗侧力构件的内力由水平转换构件(梁)向下传递),该构件传递给水平转换构件的地震力内力应乘以1.251.5的增大系数.2),楼层承载力突变(该楼层抗侧力构件的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%)薄弱层抗侧力构件的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%.不规则且具有明显薄弱部位,应按有关规定进行罕迂地震作用下的弹塑性变形分析。第二步;结构计算;一, 在设计中选择合适的计算假定,计算简图
3、,计算方法及计算程序。二, 输入正确的数据1,PM中;楼层定义;建标准层结合工艺、建筑布置,对于大量规矩房间适宜布置次次梁,对于不规矩房间、楼梯间和卫生间等适宜布置主次梁,对于大跨度的井字梁宜布置主次梁,并全部梁支座为“连通” 对于大跨度、大荷载梁宜布置主次梁,封口梁宜布置主次梁。本层信息;,板厚;按设计板厚填写。 板砼强度;填写板砼强度 板保护层厚度;根据砼环境类别二a;C30;20 柱;C30梁;C30 梁、柱钢筋类别;HPB235、HRB335、HRB400 本标准层层高;第一层从基础顶面本层板面 第二层以上;从下层板面本层板面荷载定义;本层荷载;面载;恒载,板勾选自动计算,只计算装饰荷
4、载(1.52.0)屋面建筑找坡(5.08.0),活载;配电房,泵房操作平台(10),卫生间(4)有分隔的卫生间(8)其余见荷规(点不折减),高低屋面在低屋面考虑施工堆料。荷载输入;填充墙空心砖200厚;3.24.6.,雨棚荷载;雨棚自重(恒)装满雨水(活)手算出,竖向荷载输在梁上,对梁的扭矩输在节点上。电动葫芦荷载;葫芦自重+吊重(活)、钢轨自重(恒)输在梁上,电动单梁荷载;葫芦自重+吊重+0.5单梁(活)、钢轨自重(恒)输在一边梁上,0.5单梁(活)、钢轨自重(恒)输在另一边梁上,楼层组装;本标准层+本标准层层高设计参数;结构重要性系数;一般建筑安全等级为二级(1.0);在抗震设计中,不考虑
5、结构构件的重要性系数。地下室层数;填此层数是当用TAT、SATWE计算时,对地震力、风力作用,地下人防等因素有影响。基础上拉梁分两次试算时,拉梁作为配置、标准层填层数 1. 与基础相连的最大楼层号;指除底层外,其它层的柱、墙也可以与基础相连;如建造在坡地上的建筑,当与基础相连下部楼层数大于1时,一层以上的柱或墙可以悬空布置,此层的悬空柱、墙在形成PK文件或TAT、SATWE数据时可以自动取为固定端,也可形成JCCAD数据,设计基础。应填写基础相连(悬空布置时)最高层。梁 钢筋的砼保护层厚度;C30;30柱 钢筋的砼保护层厚度;C30;30框架梁端负弯矩调幅系数;高规P40 5.2.3 在竖向荷
6、载作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩调系数进行调幅,并应符合下列规定:1 装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.70.8; 现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.80.9;2 框架梁端负弯矩调后,梁跨中弯矩应按平衡条件相应增大;3 应先对竖向荷载作用下框架梁的弯矩进行调幅,再与水平作用产生的框架梁弯矩进行组合;4 截面设计时,框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%。材料信息;梁箍筋类别,柱箍筋类别,箍筋间距;100 加密区按计算,箍筋间距;200 加密区按计算值X2,非加密区按计算地震信息;地震分组;见抗规 P143附录A,或见
7、地勘报告地震烈度,场地类别;见地勘报告。框架抗震等级; 见抗规 P43 表6.1.2。7度;三级,8度;二级,计算振型个数;规则结构可取3,或取层数x3。不规则结构考虑平扭藕联计算时应不少于15周期折减系数;当考虑非承重墙刚度影响予以折减. 3.3.17, 当非承重墙为砖填充墙时, 折减系数取值;1 框架结构; 0.60.7;( 填充墙为空心砖取0.85)2 框架-剪力墙结构; 0.70.8;3剪力墙结构; 0.91.0;风荷载信息;修正后的基本风压值;考虑风振系数,按100年重现期的风压取值。地面粗糙度类别,沿高度体型分段数,根据体型变化分.体型系数 见高规P9 3.2.5。取值;1 圆形平
8、面建筑;0.82 正多边形及截角三角形平面建筑;0.8+1.2/n3 高宽比H/B不大于4的矩形,方形,十字形平面建筑;1.34 其它建筑;1.45 其它按试验取值;2,SATWE中;1),总信息;水平力与整体坐标夹角(度);该参数为地震力、风力作用方向与结构整体坐标夹角,逆时针方向为正,单位为度,当需要进行多方向侧向力核算时,可改变此参数,程序在形成SATWE数据文件时,自动考虑此参数的影响。一般方块建筑填(0),当异型建筑时填异型部分与水平方向的夹角度。先输“0”,计算后看WZQ。OUT,若15 将该角度输入再计算,以考虑不利影响。砼容重; 一般填(27),若采用轻砼或要考虑构件表面装修层
9、重时,可填适当值。地下室层数;该参数是为导算风荷载和自动形成嵌固约束信息服务的,因为地下室无风荷载作用:这里的地下室层数是指与上部结构同时进行内力分析的地下室部分。泵坑也可考虑为一层地下室,但必须见计算文件侧刚系数是否2,基础上拉梁分两次试算时,拉梁作为标准层,填层数 1.结构材料信息;不同材料结构按本材料结构有关规范计算地震力和风荷载。恒、活荷载计算信息;(这是竖向力计算控制参数)其含义如下:不计算竖向荷载:不计算竖向力。 一次性加载;按一次性加荷方式计算竖向力,适用多层结构(当以工业活荷载为主时,采用此法)。 模拟施工加载1;按模拟施工加荷方式计算竖向荷载(民用框架)适用多高层结构 模拟施
10、工加载3;采用分层刚度分层加载模型,适用多高层无吊车结构计算风荷载信息; 这是风荷载计算控制参数,其含义如下 不计算风荷载:即不算风荷载。若计算风荷载,将计算X、Y向两个方向的风荷载(空支架不适用,若考虑风荷载,可直接将梁、柱迎风面的风荷载考虑为活荷载折算后,输入到相应的柱上。)地震作用计算信息;这是地震力计算控制参数,其含义如下不计算地震力:即不算地震力。用于6度以下计算水平地震力:将计算X、Y向两个方向的地震力。用于高层、8度以下多高层2),设计信息;参数含义如下:砼柱计算长度系数计算执行砼规范7.3.11-3条;用于所有砼结构。否则将执行砼规范7.3.11-2条,与旧规范相同。鉴于程序增
11、加了自动判断功能,建议尽可能选择该项。结构重要性系数;该系数主要针对非抗震地区设置,程序在组合配筋时,对非抗震参与的组合乘以该放大系数。在抗震设计中, 不考虑结构构件的重要性系数;梁、柱保护层厚度;.同PM。.当实配钢筋25,应复核保护层厚度不小于钢筋直径。柱配筋计算原则;按单偏压计算: 程序按单偏压计算公式分别计算柱两个方向的配筋;按双偏压计算: 程序按双偏压计算公式分别计算柱两个方向的配筋和角筋;在计算X向配筋要考虑Y向配筋叠加,计算结果不具有唯一性,有可能配筋较大。对框架柱应按双向偏心计算(非单偏框架)操作;1单偏压计算,双偏压验算。2,双偏压计算,单偏压验算,调整个别配筋偏大柱。3,考
12、虑双向地震时,单偏压计算,风荷载信息 地面粗糙类别; 按地勘报告及荷载规范. 修正后的基本风压; 按地勘报告及荷载规范P24 7.1.2 基本风压应按本规范附录D.4中附表D.4给出的50年一遇的风压采用,但不得小于 结构基本周期;经验公式;见荷规程附录E。砼结构 =(0.050.10)n对比较规则的结构;框架结构;=(0.080.10)nTAT用户手册框架结构,=(0.120.15)n T2=(-)T1 T3=(-)T1操作;1,近似手工计算输入。2,在完成计算后,“WZQ。OUT”中的第一平动周期输入重算。体型系数;见荷规P27 7。3风荷载体型系数(略)配筋信息;这些参数含义如下梁、柱、
13、墙主筋强度,箍筋强度填同PM相同数,梁箍筋间距;一般填200,加密区按计算值X2,柱箍筋间距;当荷载特大,抗震计算全长加密,填100,一般填200,加密区按计算值X2。墙水平分布筋配筋间距;可取值;100400墙竖向分布筋配筋率; 可取值;0.151.2荷载组合;分项系数;见荷规P8 3.2.5 恒荷;应取:1.2,对结构的倾覆、滑移或漂浮验算,应取:0.9。活荷;应取:1.4, 当标准值大于的工业房屋楼面结构的活荷载;应取:1.3。当风荷载作用在空框架上时按活荷载考虑。 活荷载组合系数;见荷规P10表4.2.1,见土规P105表9.3.4.(无地震组合时的ci)可取活荷载组合值系数 活荷载的
14、重力代表值系数;(地震组合时计算重力荷载代表值时活荷载组合系数).见抗规表5.1.3组合值系数(计算地震时重力荷载代表值=结构、设备、构配件重力荷载标准值+可变荷载组合值),工业荷载参考荷规P10表4.1.1第6栏考虑;取:0.9;风荷载分项系数;应取:1.4,按活荷载考虑,风荷载组合系数;见荷规P257.1.4; 取:0.6。见抗规P37。水平地震荷载分项系数;应取:1.3;、地震信息;结构规则性信息;跟据结构具体情况选择。工业建筑;点不规则 设计地震分组;按地勘报告取值,或见抗规 附录A。 地震设防烈度;按地勘报告取值;或见抗规 附录A。 场地土;见地勘报告框架抗震等级;30M以下,7度三
15、级,8度二级.按中震(或大震)不屈服做结构设计;该参数用于实现基于性能的抗震设计,选择该项可以对结构进行中震或大震不屈服设计;1, 取消地震组合内力调整(不做强柱弱梁、强剪弱弯调整)2, 荷载作用分项系数取1.0(组合系数不变)3, 抗震承载力调整系数RE取1.0.4, 钢筋和混凝土材料强度取标准值。选择此项还应按抗震等级修改(多遇地震影响系数最大值),一般max中震取2.8倍小震值,大震取4.56倍小震值.基于性能的抗震设计还有中震(或大震)弹性设计,此时不选择,但地震最大影响系数取为中震(或大震)值;构件抗震等级取“不考虑”( 取消地震组合内力调整,即强柱弱梁、强剪弱弯调整)是否考虑偶然偏
16、心;高规3.3.3条;“计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。高规4.3.5条;“在考虑偶然偏心影响的地震作用下“验算楼层位移比。偶然偏心是指由偶然因素引起的结构质量分布变化,会导致结构固有振动特性变化,因而结构在相同地震作用下的反应也将发生变化。考虑偶然偏心,就是考虑由偶然偏心引起的最不利地震作用。如果考虑偶然偏心,程序将自动增加计算4个地震工况,分别是质心沿Y正、负向偏移5%的X地震和质心沿X正、负向偏移5%的Y地震。抗规3.4.2条;平面不规则多层应考虑偶然偏心影响。 考虑双向地震作用;见高规 P12 3.32 高层建筑一般情况应考虑双向水平地震。程序对柱采用了与其它构件略有不同的双向
17、地震的组合方式。柱的剪力和弯矩只考虑地震作用主方向的双向地震组合,次方向不作双向地震组合。在进行柱双偏压配筋计算时,这种调整后的组合方式会使计算结果更合理。考虑双向地震时,输出双向地震作用下楼层最大位移及位移比,将原地震工况内力替换成双向地震作用工况内力。当结构的质量、和刚度明显不对称、不均匀时应选择此项。从计算公式可以看出,考虑双向水平地震作用,意味着对X和Y方向地震作用予以放大,构件配筋也会相应增大。允许同时考虑偶然偏心和双向地震作用,程序按规范要求分别计算,不进行叠加,取不利结果。 计算振型个数;振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量90%所需的振型个数。见高规 P17 3.3.10
18、规则结构可取3,当建筑较高,竖向刚度不均匀时可取56,高规 P18 3.3.11 按扭转藕连振型分解法计算时一般情况可取15,多塔楼建筑每个塔楼振型数不宜小于塔楼数9倍。程序采用既适用于刚性楼板又适用于弹性楼板的通用方法计算各地震方向的有效质量系数,用于判定振型个数是否取够。1通常振型个数不应3,而且为3的倍数。2,必须保证有效质量系数0.9。振型个数不够,说明后续振型产生的地震效应被忽略了,地震作用偏小,结构设计不安全。3,振型个数不能取的太多,不能取结构有质量贡献的自由度总数,否则可能出现异常。操作,计算后,查看“WZQ。OUT”中X, Y向的有效质量系数是否0.9,1,否则增加3的倍数振
19、型个数重新计算。活荷载质量折减系数;指的是计算重力荷载代表值时的活荷载组合系数,见抗规P25 5.1.3“计算地震作用时,建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和,各可变荷载组合值系数,应按表5.1.3采用”。“ 按等效均布荷载计算的楼面活荷载;藏书库、档案库0.8,其它民用建筑取0.5。“按实际情况计算的楼面活荷载 1.0,土规P5表2.2.2,工业建筑可适当放大,并同荷载组合中活荷载重力代表值系数。该折减系数只改变楼层质量,不改变荷载总值,既对竖向荷载作用下的内力计算没有影响。周期折减系数;同PM一致,无填充墙取1.0,周期折减的目的是为了充分考虑框架结构和框架
20、-剪力墙结构的填充砖墙刚度对计算周期的影响。对于框架结构,若砖墙较多,周期折减系数可取0.60.7,砖墙较少时可取0.70.8,对于框架-剪力墙结构,可取0.80.9,纯剪力墙结构的周期可不折减。以上折减系数是按实心粘土砖做填充墙确定,如采用轻质填充材料,按实际情况不折减或少折减( 填充墙为空心砖取0.85)。周期折减不改变结构的自振特性,只改变地震影响系数。结构阻尼比(%); 除有专门规定外,建筑结构应取5%, 钢结构在多遇地震下的阻尼比,对不超12层的钢结构可采用3.5%,对超过12层的钢结构可采用2%;在罕遇地震下的分析,阻尼比可采用5%。结构阻尼比是反映结构内部在动力作用下相对阻尼情况
21、的参数。通常钢筋混凝土结构取5%,钢结构2%,混合结构3%.特征周期;特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表5.1.4-2采用,计算8、9度罕遇地震作用时,特征周期应增加0.05s。多遇地震影响系数最大值;见抗规 P29 表5.1.4-1水平地震影响系数最大值。罕遇地震影响系数最大值;见抗规 P29 表5.1.4-1水平地震影响系数最大值。按中震(或大震)不屈服做结构设计时选此项,一般结构不点取此项。如果工程设计的地震加速度不是规范中规定的值,通常在地震报告中都会提供多遇地震最大影响系数max值,输入该值既可。相应角度(度);抗规5.1.1条,高规3.3.2条“有斜交抗侧力构件的结构,当相交
22、角度当大于150时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。“程序提供了计算多方向的水平地震作用的功能,可以根据指定的多对斜交地震作用方向,将原有的一对地震作用方向和新增的多对水平地震工况一起进行地震反应谱分析,计算相应的构件内力和组合,以保证结构设计安全。操作;当建筑结构中有斜交抗侧力构件,且其与主轴方向相交角度大于150时,应输入斜交构件的数量和角度。1, 程序内定斜交抗侧力构件方向附加地震数取值范围是05,初始值为0.2, 程序计算的斜交地震方向是成组出现的,例如;在(附加地震数)中输入“2“,在(相应角度)中输入“30,60“,则程序自动增加300、,1200和600、,1500 两
23、两组工况计算水平地震作用。3, 可以在此输入最大地震作用方向,避免模型旋转带来的不便。4, 考虑多方向的水平地震作用并没有改变风力的方向。查看和调整地震影响系数曲线;抗规5.1.5条(略)程序提供了查看和调整地震影响系数曲线的方法。允许设计自定义或在规范公式设置的地震影响系数曲线基础上,修改结构阻尼比、特征周期、多遇地震影响系数最大值、曲线形状等,给设计复杂结构提供了更大的灵活性。操作;根据工程情况输入地震影响系数曲线参数。活荷载信息柱、墙设计时活荷载;根据荷载规范,结构在柱、墙、基础设计时,可对承受的活荷载进行折减。(实际不折减)。注意事项;1,该折减系数是有限元分析之后进行内力组合时考虑的
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