建筑结构设计之高层结构计算结果分析
摘要:布局设计规范一般都要求对布局阐发的成果做鉴定,一方面是基于计较模型的查抄,包管计较成果的准确合理性;另外一方面是对规范要求的布局设计节制指标做概念性鉴定。
wilkinson室第
1、布局振型数据(自振周期)
对比较正常的工程设计,其不考虑折减的计较自振周期大年夜概在以下范围内:
框架布局:T1=(0.08~0.1)n
框架—剪力墙布局和框架—筒体布局:T1=(0.06~0.08)n
剪力墙布局和筒中布局:T1=(0.04~0.05)n
式中,n为建筑物层数。
第二及第三振型的周期近似为:假定计较成果偏离上述数值太远,应考虑工程中截面是不是太大年夜、太小,剪力墙数量是不是合理,应恰当予以调剂。反之,假定截面尺寸、布局安插都正常,无特别环境而偏离太远,则应查抄输进数据是不是有弊端。
以上的鉴定是按照平移振动振型分化编制来提出的。考虑改变耦连振动时,环境复杂良多。起首应挑出与平移振动对应的振型来进行上述比较。至于改变周期的合理数值,因为经验不多,尚难提出合理的周期数值。
布局的计较振型个数,振型个数一般可以取各个计较标的目标上振型介入质量达到90%所需的振型数。最后节制布局的改变刚度,即周期比(首要为节制布局改变效应,减小改变对布局产生的晦气影响)。
2、振型曲线和空间振型
在正常的计较下,对刚度和质量比较平均的布局,简化成单线的振型曲线应是比较持续滑腻的曲线,不该有大年夜进大年夜出,大年夜的凹凸盘曲。第一振型无零点;第二振型在(0.7-0.8)H处有一个零点;第三振型别离在(0.4-0.5)H及(0.8-0.9)H处有两个零点。
除查看简化的振型曲线外,对复杂的布局尚应查看空间振型图,以清晰的体味空间振型的情势,好比体味呈现改变和平动耦合的具体环境,好比局部振型的景象,好比可能呈现的模型弊端的地方等。
3、地动力
按照今朝良多工程的计较成果,截面尺寸、布局安插都比较正常的布局,其底部剪力大年夜约鄙人述范围内:
8度,II类场地土:Fek=(0.03~0.06)G
7度,II类场地土;Fek=(0.015~0.03)G
式中, 为底部地动剪力尺度值;G为布局总重量。
层数多、刚度小时,偏于较小值;层数少、刚度大年夜时,偏于较大年夜值,当其它烈度和场地类型时,响应调剂此数值。当计较的底部剪力小于上述数值(要包管知足规范最小剪重比限值)时,宜恰当加大年夜截面、进步刚度,恰当增大年夜地动力以包管安然;反之,地动力过大年夜,宜恰当降落刚度以求得合适的经济手艺指标。
4、程度位移特点
程度位移知足《高层规程》的要求,是合理设计的需要前提之一,但不是充分前提。便是说:合理的设计,程度位移应知足限值;可是程度位移限值知足,还不必然是合理的布局,还要考虑周期,地动力大年夜小等综合前提。
因为,抗震设计时,地动力大年夜小与刚度直接相干,当刚度小,布局其实不合理时,因为地动力也小,所以位移也有可能在限值范围内,此时其实不克不及觉得布局合理,因为它的周期长、地动力太小,其实不服安。《高层规程》位移限值放松较多,较等闲知足,所以还应综合其它身分(较高的高层(好比>150m)一般风位移起很大年夜感化,风感化下布局的特点与地动力有很大年夜不合,对布局设计上的要求也不一样)。布局的刚度尚应知足不变性要求,即刚重比节制。
剪力墙布局的位移曲线具有悬臂曲折梁的特点,位移越往上增大年夜越快,成外弯形曲线。框架布局具有剪切梁的特点,越向上增加越慢,成内收形曲线。框架—剪力墙布局和框架—筒体布局处于二者之间,为反S形曲线,接近于一向线。在刚度较平均环境下,位移曲线应持续滑腻,无突然凹凸改变和折点。
5、表里力均衡
为避免计较过程中的偶尔身分,需要时可查抄底层的均衡前提: 为底层柱、墙在单组重力荷载下轴力,其和应便是总重量G。校核时,不该考虑分层加载。 为风荷载感化下的底层墙柱剪力,乞降时应寄望局部坐标与整体坐标的标的目标不合, 为全数风力值。寄望不要考虑剪力调剂和施工过程影响。对地动感化不克不及校核均衡前提,因为各振型采取SRSS法或CQC法进行内力组合后,不再便是总地动感化力。
6、对称性
对称布局在对称外力感化下,对称点的内力与位移必需对称。如有***现象应查抄输进数据是不是准确。
7、渐变性
竖向刚度、质量改变较平均的布局,在较平均改变的外力感化下,其内力、位移等计较成果自上而下也平均改变,不该有大年夜正大年夜负、大年夜出大年夜进等突变。(设计规范一般限制刚度,质量和承载力的突变,可是仍然要包管变形的根基平均性)
8、合理性
设计较正常的布局,一般而言不该有太多的超限截面,根基上应合适以下规律:
1)柱、墙的轴力设计值尽大年夜部门为压力(当顶部竖向力小,程度力大年夜的环境除外,可是此时要知足规范“注”的要求);
2)柱、墙大年夜部为机关配筋(一般底部小偏压节制,上部转为大年夜偏压节制);
3)梁根基上无超筋(强柱弱梁在实际中难实现,需要在设计阶段有更多考虑,在恰当考虑楼板时,知足饶度和裂痕的利用要求);
4)除个别墙段外,剪力墙合适截面抗剪要求。
5)梁截面抗剪不知足要求、抗扭超限截面不多。