新规范设计软件应用.ppt

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1、2002结构设计规范 软件应用,主要改动的设计规范（6本）,建筑结构荷载规范GB50009-2001 建筑抗震设计规范GB50011-2001 混凝土结构设计规范GB50010-2002 建筑地基基础设计规范GB50007-2002 高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2002 砌体结构设计规范GB50003-200,钢结构等待新规范,结构计算按照其它规范已经修改 钢结构截面设计等待3本新的钢结构设计规范,上部结构设计的主要改动,1.风荷载作用 2.地震作用 3.地震作用调整 4.荷载效应组合 5.设计内力调整 6.结构整体性能控制 7.钢筋混凝土结构构件设计,1、 风荷载计算,在新规范中，基

2、本风压wo略有提高，而建筑的风压高度变化系数Z、脉动增大系数、脉动影响系数都存在减小的情况。所以，按新规范计算的风压标准值可能比89规范大，也可能比89规范小。,风荷载计算新旧规范比较,7层框架 1.18% 17层框支 0.85% 18层框剪 1.24% 21层框筒 0.50% 28层框筒 0.00% 31层框支 0.67% 35层框支 0.33% 36层剪力墙 1.25% 平均： 0.75 %,2 、地震作用计算,抗震设防烈度与设计基本地震加速度、设计特征周期、设计反应谱 扭转耦连 偶然偏心 双向地震作用 竖向地震作用 多方向水平地震作用,地震计算剪重比新旧规范比较,7层框架 16.06%

3、17层框支 7.35% 18层框剪 10.30% 21层框筒 10.05% 28层框筒 6.65% 31层框支 10.77% 35层框支 0.33% 36层剪力墙 6.06% 平均： 0.75 %,地震最大层间平均位移新旧规范比较,7层框架 16.10% 17层框支 9.76% 18层框剪 13.60% 21层框筒 13.33% 28层框筒 10.66% 31层框支 13.33% 35层框支 11.22% 36层剪力墙 10.77% 平均： 0.75 %,柱计算配筋新旧规范比较,7层框架 15.1% 17层框支 2.3% 18层框剪 17.9% 21层框筒 0.6% 28层框筒 5.2% 31

4、层框支 4.4% 35层框支 2.6% 36层剪力墙 0.0% 平均： 0.75 %,梁计算配筋新旧规范比较,7层框架 4.6% 17层框支 6.0% 18层框剪 13.7% 21层框筒 16.8% 28层框筒 11.2% 31层框支 7.8% 35层框支 7.2% 36层剪力墙 5.2% 平均： 0.75 %,偶然偏心,新高规3.3.3条规定，计算地震作用时，应考虑偶然偏心的影响，附加偏心距可取与地震作用方向垂直的建筑物边长的5%。,考虑了偶然偏心地震后，就在原有的未偏心X,Y地震EX,EY的基础上，新增加了四个地震工况EXP,EXM,EYP和EYM，在内力组合时，任一个有EX参与的组合，将

5、EX分别代以EXP和EXM，将增加成三个组合；任一个有EY参与的组合，将EY分别代以EYP和EYM，也将增加成三个组合。因此，地震组合数将增加到原来的三倍。,柱局部坐标下的标准内力输出： 第 1 柱单元 上节点号： 1 下节点号： 1 主轴夹角： 0.0000(rad) (工况号) 轴力 X向剪力 Y向剪力 X向底弯矩 Y向底弯矩 X向顶弯矩 Y向顶弯矩 ( 1) 91.5 -219.5 22.7 -61.9 -1038.6 -60.5 -148.1 (+5%) 81.8 -237.9 30.6 -83.6 -1124.2 -81.5 -162.0 (-5%) 102.2 -201.5 -19

6、.9 54.3 -954.7 53.2 -134.5 ( 2) 222.1 -146.8 -108.8 294.6 -619.7 292.8 -178.9 (+5%) 209.2 -166.4 -95.5 258.5 -709.1 257.5 -194.1 (-5%) 235.6 -129.9 -122.8 332.9 -545.3 330.2 -164.9 ( 3) 26.1 -49.3 0.0 -0.2 -230.4 0.0 -35.6 ( 4) 107.4 -48.1 -51.0 138.0 -187.2 137.4 -72.6 ( 5) -1214.7 -85.5 5.1 -12.5

7、-780.4 -15.0 318.4 ( 6) -138.0 7.7 0.5 -1.0 -19.7 -1.6 61.0,双向地震作用,新抗震规范5.1.1条规定，质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向地震作用下的扭转影响。 现在我们考虑某个地震反应参数，该参数在X和Y地震作用下的反应分别为SX和SY,那么在考虑了双向地震扭转效应后，,多方向水平地震作用,抗震规范5.1.1条规定 : 有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度 大于15度时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。 针对这一条，程序增加了自动计算多方向水平地震作用的 功能。用户可以根据需要指定多个（最多允许12个）地震 作用方向，

8、程序对每一地震方向进行地震反应谱分析，计算 相应的构件内力。在构件设计阶段，也将考虑每一方向地震 作用下构件内力的组合，这样不至于漏掉最不利情形，保证 了结构设计的安全。,考虑多方向地震作用菜单输入,3 、地震作用调整,最小地震剪力调整 0.2Qo调整 边榀地震作用效应调整 竖向不规则结构地震作用效应调整 转换梁地震作用下的内力调整 框支柱地震作用下的内力调整,最小地震剪力调整,新规范5.2.5条规定，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震的剪重比不应小于表5.2.5给出的最小地震剪力系数。对于竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15的增大系数。,(ITEM018) 地震产生的基底剪力与结构总重量

9、的比值 _ G= 77907.524 KN Vexx/G,Vexy/G= 4.985% 1.436% Veyx/G,Veyy/G= 1.436% 4.463% (ITEM050) 按高规(3.3.13)条计算的地震力放大系数 _ 第 1地震方向地震力放大系数= 1.000 第 2地震方向地震力放大系数= 1.000,程序输出的剪重比和地震力放大系数,竖向不规则结构地震作用效应调整,新规范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。 程序

10、根据侧向刚度比不满足上述要求的楼层自动判断为薄弱层，并对该楼层地震剪力自动乘1.15增大系数,4、荷载效应组合,基本组合 活载控制的组合,恒载控制的组合,地震荷载的组合,结构构件承载力计算的组合式如下：,1) 1.35恒+0.71.4活 1.2恒+1.4活 1.0恒+1.4活 2) 1.2恒+1.4风 1.0恒+1.4风 3) 1.2恒+1.4活+0.6 1.4风 1.0恒+1.4活+0.6 1.4风 4) 1.2恒+1.4风+0.7 1.4活 1.0恒+1.4风+0.7 1.4活 5) 1.2(恒+0.5活) +1.3地+0.5竖地+0.2 1.4风 1.0(恒+0.5活) +1.3地+0.

11、5竖地+0.2 1.4风二维计算： 柱组合数从36组增加到56组 梁组合数从32组增加到56组,三维结构计算的具体组合数,旧规范,53 53*3=159 （梁）,5. 设计内力调整,梁设计剪力调整 柱设计内力调整 剪力墙设计内力调整,梁设计剪力调整,抗震规范第6.2.4条和高规第6.2.5、7.2.21条规定，抗震设计时，特一、一、二、三级的框架和抗震抢中高跨比大于2。5的连梁，其梁端截面组合的设计剪力值应调整。,柱设计内力调整,为了体现抗震设计中强柱弱梁概念设计的要求，抗震规范第6.2.2、6.2.3、6.2.6、6.2.10条和高规第4.9.2条规定，抗震设计时，特一、一、二、三级的框架柱

12、、框架结构的底层柱下端截面、角柱、框支柱的组合设计内力值应调整。,剪力墙设计内力调整,高规第7.2.10 、10.2.14、4.9.2条规定，抗震设计时，特一、一、二、三级的剪力墙底部加强区和非加强区截面组合的设计内力值应调整,6.结构整体性能控制计算,位移控制 周期控制 层刚度比控制 层刚度计算方法 框剪结构中框架部分承担的倾覆力矩计算,4.1 位移控制,新高规的4.3.5条规定，楼层竖向构件的最大水平位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑，及复杂高层建筑，不宜大于该楼层平均值的1.2倍。 层间位移角，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1

13、.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，不宜大于该楼层平均值的1.3倍。 程序中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。,X向地震力作用下节点的最大水平位移 层号 塔号 节点号 X向最大位移 节点号 X向最大柱间位移 X向最大位移角 柱高 X向平均位移 X向平均柱间位移 X向平均位移角 比值 (mm) (mm) 16 1 1 44.46 1 2.53 1/ 990 2.50(m) 44.39 2.45 1/1022 1.0/ 1.0/ 1.0 15 1 29 42.22 1 2.92 1

14、/ 958 2.80(m) 42.22 2.90 1/ 966 1.0/ 1.0/ 1.0 14 1 29 39.75 29 3.21 1/ 873 2.80(m) 39.71 3.18 1/ 880 1.0/ 1.0/ 1.0 13 1 29 37.04 29 3.45 1/ 810 2.80(m) 36.98 3.42 1/ 818 1.0/ 1.0/ 1.0 12 1 29 34.10 29 3.60 1/ 776 2.80(m) 34.04 3.58 1/ 782 1.0/ 1.0/ 1.0 11 1 29 30.98 29 3.68 1/ 761 2.80(m) 30.92 3.66

15、 1/ 765 1.0/ 1.0/ 1.0 10 1 29 27.73 29 3.65 1/ 766 2.80(m) 27.67 3.64 1/ 769 1.0/ 1.0/ 1.0 9 1 29 24.44 29 3.66 1/ 765 2.80(m),4.2 周期控制,新高规的4.3.5条规定，结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期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，及复杂高层建筑不应大于0.85。,振型号 周期 方向角 平动比例 转动比例 1 1.4631 101.39 1.00 0.00 2 1.3379 11.39 1.00 0.0

16、0 3 0.4013 133.36 1.00 0.00 4 0.3654 43.37 1.00 0.00 5 0.2575 96.97 0.00 1.00 6 0.2201 158.09 0.00 1.00 7 0.1992 150.34 0.89 0.11 8 0.1853 146.98 0.11 0.89 9 0.1697 59.88 1.00 0.00 10 0.1543 142.74 0.03 0.97 11 0.1268 143.11 0.16 0.84 12 0.1231 155.15 0.83 0.17 13 0.1066 62.29 0.17 0.83 14 0.1035 65

17、.01 0.85 0.15 15 0.0959 92.66 0.20 0.80 16 0.0859 155.98 0.96 0.04 17 0.0847 90.32 0.04 0.96 18 0.0738 68.59 0.21 0.79,平动第一周期,扭转第一周期,考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭转系数 振型号 周 期 转 角 平动系数 (X+Y) 扭转系数 1 1.5742 83.44 0.06 ( 0.00+0.06 ) 0.94 2 1.4524 90.89 0.94 ( 0.00+0.94 ) 0.06 3 1.2665 0.45 1.00 ( 1.00+0.

18、00 ) 0.00 4 0.5302 90.56 0.03 ( 0.00+0.03 ) 0.97 5 0.4025 103.18 0.97 ( 0.05+0.92 ) 0.03 6 0.3748 14.35 1.00 ( 0.94+0.05 ) 0.00 7 0.3631 138.63 0.50 ( 0.29+0.21 ) 0.50 8 0.3082 93.37 0.05 ( 0.00+0.05 ) 0.95 9 0.2126 92.74 0.06 ( 0.00+0.06 ) 0.94,平动第一周期,扭转第一周期,4.3 层刚度比控制,新抗震规范附录E2.1规定，筒体结构转换层上下层的侧向刚度

19、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。,新高规的10.2.6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D的规定。 D.0.1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表示转换层上、下层结构刚度的变化，非抗震设计时不应大于3，抗震设计时不应大于2。 D.0.2底部为

20、25层大空间的部分框支剪力墙结构，其转换层下部框加-剪力墙结构的等效侧向刚度与相同或相近高度的上部剪力墙结构的等效侧向刚度比e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。,4.5 框架承担的倾覆力矩计算,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。 抗震规范第6.1.3条的条文说明给出了框架部分承担的倾覆力矩的计算方法。 Mc = Vijh,本层柱所承担的地震力之剪力： 塔号： 1 X向柱剪力：Vcx =

21、701.4 X向层剪力：Vfx = 9288.4 比值：Vcx/Vfx = 7.55% 塔号： 1 Y向柱剪力：Vcy = 580.8 Y向层剪力：Vfy = 8817.8 比值：Vcy/Vfy = 6.59% 本层柱所承担的地震力之弯矩： 塔号： 1 X向柱弯矩：Mcx = 84974.6 X向层弯矩：Mfx = 244629.0 比值：Mcx/Mfx = 34.74% 塔号： 1 Y向柱弯矩：Mcy = 107352.8 Y向层弯矩：Mfy = 225548.1 比值：Mcy/Mfy = 47.60%,内力文件输出框架承担的地震倾覆力矩比值,7. 结构构件设计计算,柱轴压比计算 剪力墙轴压

22、比计算 剪力墙底部加强区 剪力墙的约束边缘构件和构造边缘构件 梁、柱、支撑、墙配筋计算,7.4 剪力墙的约束边缘构件和构造边缘构件,新高规的7.2.15条规定，抗震设计时，一、二级剪力墙结构底部加强部位及以上一层的墙肢设置约束边缘构件，一、二级剪力墙的其它部位以及三、四级和非抗震设计的剪力墙墙肢均应设置构造边缘构件。,区分约束边缘构件和构造边缘构件 明确边缘构件的形状和尺寸（Ac） 墙纵向构造钢筋按照Ac的百分比确定 按单肢剪力墙显示的纵向钢筋计算面积不再按构造要求限值 边缘构件配筋图是必不可少的,程序算出一、二级剪力墙结构底部加强部位及以上一层的约束边缘构件的尺寸和配筋,程序算出非一、二级抗

23、震等级和其他层的构造边缘构件的尺寸和配筋,剪力墙CAD软件生成约束边缘构件的节点大样图,剪力墙CAD软件生成构造边缘构件的节点大样图,抗力 级钢筋fy=310 fy=300 放弃混凝土弯曲抗压强度fcm, 统一用轴心抗压强度fc(强度降低10%),7.5 梁、柱、支撑、墙配筋计算,1. 梁腰筋的设计（hw45时布置，且每边配筋量0.1%，间距200mm） 腰筋的修改 2. 从PMCAD建模中传入现浇板时T形梁的翼缘厚度，为的是设计腰筋时求hw,腰筋设计,3. 柱筋搭接连接时 一次搭接时取1.6Laed 二次搭接时每次搭接取1.4Laed,柱筋搭接和梁端节点,楼板配筋的改动,增加了永久荷载效应控

24、制的组合 即相应的永久荷载效应分项系数取1.35 当1.35恒+1.4*.7活1.2恒+1.4活时取1.35恒+1.4*.7活,板的正截面受弯承载力配筋计算,单双向板的判别条件由原来的长短边比2：1调整为3：1 原来在长短边比2：1至3：1范围内的单向板，其长跨方向的配筋要满足最小配筋百分率的要求，短跨方向取单、双向板分别计算的较大值，因此，计算的弯矩与配筋有所增加 新规范规定受弯构件最小配筋百分率为0.2和45ft/fy中的较大值，相对于旧规范的0.15（C35以下）有较大的提高,Fy=210时,C20：板最小配筋率 0.236% C25：板最小配筋率 0.272% C30：板最小配筋率 0

25、.306% C35：板最小配筋率 0.336%,可设计板的温度收缩钢筋,可在楼板上层支座筋的未配筋表面布置温度收缩钢筋 沿纵横两个方向的配筋率均大于0.1% 温度收缩钢筋网与周边支座钢筋搭接,温度收缩钢筋,新规范的裂缝宽度计算,由于新规范最小配筋率的提高，裂缝宽度公式中钢筋应力降低，因此，计算裂缝宽度相应降低。总之，新规范的楼板裂缝宽度大约减少了1%25%,砌体结构抗震验算,地震烈度 6, 7(0.10g), 7(0.15g), 8(0.20g), 8(0.30g), 9 砌体材料 烧结普通砖、空心砖；蒸压灰砂砖、粉煤灰砖；混凝土砌块 受剪承载力反映构造柱混凝土材料及钢筋面积和强度 V=(c fvE (A-Ac) +ft Ac+0.08fy As)/RE c约束修正系数1.0, 柱间距2.8 c =1.1 构造柱参与工作系数(0.40.5),底部二层框架-抗震墙房屋计算 托墙梁上部荷载处理 底框TAT、SATWE分析，平法施工图 新版本增加计算书 墙体受压承载力计算 砖砌体和构造柱组合墙受压承载力计算 NcomAn+(fcAc+fyAs) =1/(l/bc-3)0.25 墙体局部承压计算 预制梁垫和现浇梁垫采用相同计算方法,