PKPM设计参数选取.doc

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1、设计参数的合理选取 (1-81、 抗震等级 的确定 :钢筋混凝土房屋应根烈度、结构类型和房屋高度的不同分别按抗规 6.1.2 条或高规 4.8 条确定本工程的抗震等级。但需注意以下几点 :(1 上述抗震等级是 “丙 ”类建筑 ,如果是 “甲 ”、 “乙 ”、 “丁 ”类建筑则需按规范要求对抗震 等级进行调整。(2 接近或等于分界高度时 ,应结合房屋不规则程度及场地、地基条件慎重确定抗震等 级。(3 当转换层 =3 及以上时 ,其框支柱、剪力墙底部加强部的抗震墙等级宜按抗规 6.1.2 条或高规 4.8 条查的抗震等级提高一级采用,已为特一级时可不调整。(4 短肢剪力墙结构的抗震等级也应按抗规

2、6.1.2 条或高规 4.8 条查的抗震等级提 高一级采用。 。但注意对多层短肢剪力墙结构可不提高。(5 注意 :钢结构、砌体结没有抗震等级。计算时可选 “ 5”不考,虑抗震构造措施。 2、 振型组合数 的选取 :在计算地震力时 , 振型个数的选取应是振型参与质量要达到总质量 90%以上所需要振型数。 但要注意以下几点 :(1 振型个数不能超过结构固有的振型总数 ,因一个楼层最多只有三个有效动力自由度 , 所以一个楼层也就最多可选 3 个振型。如果所选振型个数多于结构固有的振型总数 ,则会 造成地震力计算异常。(2 对于进行耦联计算的结构 ,所选振型数应大于 9 个,多塔结构应更多些 ,但要注

3、意 应是 3 的倍数。(3 对于一个结构所选振型的多少 , 还必需满足有效质量系列化大于 90%。 在 WDISP.OUT 文件里查看。3、 主振型 的判断 ;(1 对于刚度均匀的结构 ,在考虑扭转耦联计算时,一般来说前两个或前几个振型为其 主振型。(2 对于刚度不均匀的付杂结构 ,上述规律不一定存在 ,此时应注意查看 SATWE 文本文 件 “周期、 振型、 地震力 ”WZQ.OUT。 程序输出结果中 , 给出了输出各振型的基底剪力总值 , 据此信息可以判断出那个振型是 X 向或 Y 向的主振型 , 同时可以了解没个振型对基底剪力的贡献大小。4、 地震力、风力的作用方向:结构的参考坐标系建立

4、以后 ,所求的地震力、风力总是沿着坐标系的方向作用。但设计者 注意以下几种情况 :(1 设计应注意查看 SATWE 文本文件 “周期、振型、地震力 ” WZQ.OUT。输出结果中给 出了地震作用的最大方向是否与设计假定一致 ,对于大于 150 度时 ,应将此方向输入重新 计算。(2 对于有有斜交抗侧力构件的结构,当大等于 150 度时 ,应分别计算各抗力构件方向 的水平地震力。此处所指交角是指与设计输入时,所选择坐标系间的夹角。(3 对于主体结构中存在有斜向放置的梁、柱时 ,也要分别计算各抗力构件方向的水平 地震力。5、 周期折减系数 :高规 3.3.17条规定 :当非承重墙体为填充砖墙时 ,

5、 高层建筑结构的计算自振周期折减系数 , 可按下列规定取值。(1 框架结构 0.6 0.7;框架 剪力墙结构 0.7 0.8;剪力墙结构 0.9 1.0;短肢剪力墙结构 0.8 0.9。(2 请大家注意 :周期折减是强制性条文 ,但减多少则不是强制性条文 ,这就要求在折 减时慎重考虑 ,既不能太多 ,也不能太少 ,因为折减不仅影响结构内力 ,同时还影响结构 的位移。6、 活荷载质量调整系数:该参数即为荷载组合系数。可按抗规 5.1.3 条取值。注意该调整系数只改变楼层质量 , 不改变荷载总值 ,即对竖向荷载作用下的内力计算无影响 ,7、关于 柱长计算系数混规 7.3.11 条规定了三种情况下柱

6、计算长度的选取 ,设计者应根据实际情况区别对待。 程序默认是 7.3.11-2 情况。8、关于 阻尼比 :不同的结构有不同的阻尼比,设计者应区别对待 :钢筋混凝土结构 :0.05小于 12 层纲结构 :0.03大于 12 层纲结构 :0.035关于梁的几个调整系数(1 刚度调整系数 Bk : 梁的刚度调整 ,主要是考虑现浇楼板对梁的刚度贡献 ,楼板与梁 按 T 形共同工作。而程序是按矩形取 ,所以可以考虑梁的刚度放大。一般可取1.5 2.0,但对预制楼板、板柱结构的等代梁取1.0,注意刚度调整系数对连梁不起作用。(2 梁端负弯矩调整系数 :框架梁在竖向荷载作用下梁端负弯矩调整系数 ,是考虑梁的

7、 塑性内力重分布。通过调整使梁端负弯矩减小 ,跨中正弯矩加大 (程序自动加 。梁端负 弯矩调整系数一般取 0.85。注意 :1:程序隐含钢梁为不调幅梁。2:不要将梁跨中弯矩放大系数与其混淆。(3 梁弯矩放大系数 Bm :当不计算活载或不考虑活载不利布置时 ,可通过此参数调正梁 在恒、活载作用下的跨中正弯矩 ,一般取 1.1 1.2。在选用时注意 :如果活载考虑不利布 置时则此系数取 1.0。(4 连梁刚度折减系数 BLz : 主要是指那些与剪力墙一端或两端平行连接的梁 , 由于梁两 端往往变位差很大 ,剪力就会很大 ,所以很可能出现超筋。这就要求连梁在进入塑性状态 后 , 允许其卸载给剪力墙

8、, 而剪力墙的承载力往往较大 , 因此这样的内力重分布是可以的。 一般取 0.55 0.7。注意 :如连梁的跨高比大于等于 5 时,建议按梁输入 ,因此时梁往往是受弯为主 ,刚度不 应折减。(5 梁扭矩折减系数 Tb :是针对新规范的梁抗扭设计而设的 ,由于目前梁在整体结构中 的扭转问题研究的还不多 ,楼板对梁平面外究竟有多大约束作用 ,还不十分清楚 ,所以程 序给出的范围较大 0.4 1.0,建议取 0.4。注意 :程序规定对于不与刚性楼板相连的梁及弧梁不起作用。关于楼层刚计算方法的选取:程序给出了三种计算方法 ,三种计算方法可能给出差别较大的刚度比 ,所以设计应根据工 程的实际情况做出正确

9、选择 ,可按下列原则选取 :(1 剪切刚度 :即高规附录E.0.1 建议的方法。对于底层大空间层数为-层时 ,可近 似采用转换层上、下结构的等效剪切刚度比表示转换层上、下结构的刚度变化。此时可近似只考虑剪切变形的影响 ,适用于多层 (砌体、底框 ,不带转换层的剪力墙结构也宜选 用此项。(2 剪弯刚度 :即 高规 附录 E.0.2 建议的方法 (是按有限元法 , 通过加单位力计算的 。 对于底层大空间层数大于 -层时 ,可近似采用转换层上、下结构的等效剪切刚度比表示转 换层上、下层的刚度变化 ,此时同时考虑结构剪切变形和弯曲变形的影响 ,适用于带斜撑 的钢结构、不带转换层的框架 -剪力墙结构也宜

10、选用此项。(3 地震剪力与地震层间位移比值 :即抗规建议的方法。 ,适用于其它多层结构。 注意 :1:上述三种方法计算刚度的含义是不同的 ,差异较大。如果仅有一个标准层的简单框架 结构 ,按方法 1、 2 计算各层的刚度都相同 ,按方法 3 计算各层的刚度不相同。2:对于高位转换层 (8 度三层、 7 度五层以上 ,建议人工按高规附录 E.0.2 分别建两 个模型计算。必须检查的计算结果输出信息1、 轴压比 :主要为控制结构的延性 ,规范对墙肢和柱均有相应限值要求,见抗规6.3.7 和 6.4.6。2、 剪重比 :主要为控制各楼层最小地震剪力 , 确保结构安全性 , 参见 高规的表 3.3.1

11、3; 地震规范的表 5.2.5 同。 程序对算出的 “楼层最小地震剪力系数 ”如果不满足规范的要求 , 将 给出是否调整地震剪力的选择。根据规范组的解释,如果不满足 ,就应调整结构方案 ,直 到达到规范的值为止 ,而不能简单的调大地震力。3、 刚度比 :主要为控制结构竖向规则性,以免竖向刚度突变 ,形成薄弱层。新抗震规范附录E2.1 规定 ,转换层结构上下层的侧向刚度比不宜大于2。新高规的 4.4.3 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%新高规的 5.3.7 条规定 ,高层建筑结构计算中 ,当地下室的顶

12、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。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 ,有三种方案可供选择 :(1 高规附录 E.0.1 建议的方法 - 剪切刚度 Ki=GiAi/Hi(2 高规附录 E.0.2 建议的方法 - 剪弯刚度 Ki=Vi / i(3 抗震规范 3.4.2 和 3.4.3 条文说明中建议的方法Ki=Vi/ ui选用方法如下 :(1 对于多层 (砌体、砖混底框,宜采用刚度 1;(2 对于带斜撑的钢结构和底部大空间层数>1 层的结构宜采用刚度2;(3 多数结构宜采用刚度3。 (所有的结构均可用

13、刚度3竖向刚度不规则结构的程序处理:抗震规范 3.4.3 条规定 ,竖向不规则的建筑结构 ,其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大 系数 ;新高规 5.1.14 条规定 ,楼层侧向刚度小于上层的 70%或其上三层平均值的 80% 时 ,该楼层 地震剪力应乘 1.15 增大系数 ;新抗震规范 3.4.3 条规定 ,竖向不规则的建筑结构 ,竖向抗侧力构件不连续时 ,该构件传 递给水平转换构件的地震内力应乘以 1.25-1.5的增大系数。1 针对这些条文 ,程序通过自动计算楼层刚度比 , 来决定是否采用 1.15 的楼层剪力增大 系数 ; 并且允许用户强制指定薄弱层位置 , 对用户指定的薄弱层也采用

14、 1.15 的楼层剪力增 大系数 (参数补充输入2 通过用户指定转换梁、框支柱来实现转换构件的地震内力放大。 (特殊构件补充定义 4、 位移比 :取楼层最大杆件位移与平均杆件位移比值。位移比是控制结构的扭转效应的 参数。主要为控制结构平面规则性 ,以免形成扭转 ,对结构产生不利影响。见抗规 3.4.3 条高规 4.3.5 条规定。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心3 位移比超过 1.2,需要考虑双向地震构件设计与位移信息不是在同一条件下的结果 (即构件设计可以采用弹性楼板计算 ,而位 移计算必须在刚性楼板假设下获得

15、,故可先采用刚性楼板算出位移用于送审 ,而后采用 弹性楼板进行构件分析。5、 周期比 :主要为控制结构扭转效应 , 减小扭转对结构产生的不利影响 , 要求见高规 4.3.5 条。一旦出现周期比不能满足要求的情况 ,一般只能通过调整平面布置来改善。这种改善一般 是整体性的 , 局部小调整往往收效甚微。 总的调整原则是要加强结构外圈 , 或者削弱内筒。 一句话 ,周期比控制的不是在要结构足够结实 ,而是在承载力布局合理性 ,限制结构抗扭刚度不能太弱。6、 刚重比：主要为控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆。 条文：高规（ 5.4.2）条和混凝土规范（ 7.3.12）条都提到重力二阶效应问题。

16、概念：重力二阶效应一般称为 P-DELT 效应，在建筑结构分析中指的是竖向荷载的侧移效 应。当结构发生水平位移时 ,竖向荷载就会出现垂直于变形后的结构竖向轴线的分量，这个 分量将加大水平位移量，同时也会加大相应的内力，这在本质上是一种几何非线性效应。 高层建筑结构稳定性对刚重比的要求见高规 5.4.4 条 注意：考虑 P-DELT 效应后 ,结构周期一般会变得稍长，这是符合实际情况的。7、 参与振动质量比：即有效质量系数 例：一八层框架，有大量的越层结构和弹性结点，需许多的振型才能使有效质量系数满足 要求。 计算振型数 剪重比 有效质量系数 301 650% 603290% 原因：振型整体性差

17、，局部振动明显。 注：要密切关注有效质量系数是否达到了要求。若不够，则地震作用计算也就失去了意义。 8、倾覆力距比 1）短肢剪力墙结构高规 7.1.2 条：抗震设计时筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力距不宜小 于结构总底部地震倾覆力距的 50；一、二、三级短肢剪力墙轴压比不宜大于 0.5、0.6、 0.7，对一字形短肢剪力墙轴压比限值相应降低0.1。 2）框架剪力墙结构新抗震规范第 6.1.3 条、高规 8.1.3条规定，框架 -剪力墙结构，在基本振型地震作用下，若框架部分承担的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩的百分比50%，其框架部分的抗震等级应按框架结构确定，柱轴压比限值宜按框架结构采用。9、 楼层最大位移与层高比：（层间位移角限值） 1） 弹性层间位移角限值：钢筋混凝土框架为1/550，详抗震表5.5.12） 弹塑性层间位移角限值：钢筋混凝土框架为1/50，详抗震表5.5.5