(完整word版)周期折减系数
多层结构未强调周期折减,这是有一定道理的,因新规范的特征周期TG增长了,按结构自震周期的经验公式:1 框架结构可取 TI= 0.10X层数;2 框架-剪力墙结构可取TI= 0.08X层数;3 剪力墙结构可取 TI= 0.04X层数;这样,多层结构结构周期不折减地震剪力已经很大了,由其III,IV类土,五层以下房屋更为突出,如再折减,震剪力可超过AMAX,这显然是不合理的。
周期是否折减,要分析而定:一看周期长短,长--折,短--不折或少折,当自震周期和特征周期很接近,折减就不合理了。
二看剪重比,根据大小折或不折。
至于高层建筑结构:高规:3.1.17条规定得很清楚:当非承重墙体为填充砖墙时,高层建筑结构的计算自振周期折减系数ψT可按下列规定取值:1 框架结构可取0.6~0.7;2 框架-剪力墙结构可取0.7~0.8;3 剪力墙结构可取0.9~1.0。
对于其他结构体系或采用其他非承重墙体时,可根据工程情况确定周期折减系数由于计算模型的简化和非结构因素的作用,导致多层钢筋混凝土框架结构在弹性阶段的计算自振周期(下简称“计算周期”)比真实自振周期(下简称“自振周期”)偏长。
因此,无论是采用理论公式计算还是经验公式计算;无论是简化手算还是采用计算机程序计算,结构的计算周期值都应根据具体情况采用自振周期折减系数(下简称“折减系数”)加以修正,经修正后的计算周期即为设计采用的实际周期(下简称“设计周期”),设计周期=计算周期×折减系数。
如果折减系数取值不恰当,往往使结构设计不合理,或造成浪费、或甚至产生安全隐患。
诚然,折减系数是钢筋混凝土框架结设计所需要解决的一个重要问题。
影响自振周期因素是诸多方面的,加之多层钢筋混凝土框架结构实际工程的复杂性,抗震规范[1]没有、也不可能对折减系数给出一个确切的数值。
许多文献中给出,当主要考虑填充墙的刚度影响时,折减系数可取0.6~0.7[4] [7];根据填充墙的多少、填充墙开洞情况,其对结构自振周期影响的不同,可取0.50~0.90[2].这些都是以粘土实心砖为填充墙的经验值,不言而喻,采用不同填充墙体材料的折减系数是不相同的。
当采用轻质材料或空心砖作填充墙,当然不应该套用实心砖为填充墙的折减系数。
对于粘土实心砖外的其它墙体可根据具体情况确定折减系数[4].通过笔者的粗浅分析和工程实践摸索,指出影响自振周期的一些主要因素,并对折减系数的取值提出建议,供结构工程师参考。
计算周期与自振周期存在差异的诸多因素结构计算分析总是要进行简化的,简化程度取决于当时的计算工具;简化是有条件的,而关键是简化模型尽可能符合真实受力模型。
多层钢筋混凝土框架结构的计算周期往往与其自振周期有较大出入,笔者认为,此偏差主要来自计算模型的简化,没有计入那些难于准确计算的因素造成的。
一分为二的说,没有计入的那些因素,常常使计算周期比自振周期长,在一定条件下也会使计算周期比自振周期短,主要表现为以下几方面:(一)造成计算周期比自振周期长的诸多原因1. 填充墙的刚度影响大多数多层钢筋混凝土框架结构的设计计算中,并没有计算填充墙、装修(饰)材料、支撑、设备等非结构构件的刚度。
实际工程中,由于未考虑砖填充墙的刚度常常使计算周期比实测自振周期(下简称“实测周期”)大很多[7].填充墙的影响与填充墙的材料性能、数量、单片墙体长度、墙体完整性(开洞情况)、与框架的连接情况息息相关。
定性地说,填充墙的数量多、单片墙体长度大、墙体开洞少且小、与框架连接好,它对框架结构的刚度增加大,反之就小。
我国的框架填充墙的发展趋势是,逐步取消粘土砖(保护粘土资源、能源、环境等的要求),采用多样化轻质填充砌体、轻墙板取而代之。
采用不同材料的填充墙,由于填充墙材料的刚度、变形性能、延性的不同,其对结构的空间刚度影响显然不相同。
在其它条件相同时,采用轻质填充墙比粘土砖填充墙对结构的刚度影响小。
一般框架结构都要有填充墙,当砖填充墙多,可能会成为影响结构自振周期的主要的直接因素。
2. 基坑回填土及混凝土刚性地坪对底层框架柱的侧限作用通常,在计算模型中,多层钢筋混凝土框架结构的底层柱高(计算高度),一般取基顶至一层楼盖顶之间的距离,见下图1.由于基顶至室内、外之间回填土必须严格夯实。
例如压实填土地基要求回填土的压实系数不应小于0.94[3].而且,通常在室内都要作混凝土刚性地坪。
填土及地坪对结构侧移的约束,完全可以改变底层柱的计算高度,增大了结构刚度。
为考虑填土及地坪影响,加强了底层柱根及其在刚性地坪部位的构造措施[1].当基础埋深大,填土密实,混凝土地坪刚度大时,也是造成计算周期比实测周期偏长的重要原因。
3. 现浇楼板对楼面梁的刚度影响目前,常规的多层钢筋混凝土框架结构的分析计算,通常采用杆元结构模型,如PK采用平面杆元模型,TAT、TBSA等采用空间杆元模型。
但是,客观上,现浇楼板形成了结构的刚度。
在结构设计时参考了教科书及许多文献,采用简化方法考虑了现浇楼板对楼面梁的刚度增大系数。
比如,边框架梁取1.5倍,中框架梁取2.0倍[4].但是,这并不足以反应现浇楼板作为梁的有效翼缘对线形杆元模型梁的惯性矩真实增大了多少,在弹性阶段,此增大系数完全可能大于2.0[5].准确计算是无法做到的,也只能经验考虑。
若增大系数值取小了,计算所得的结构刚度偏小,即计算周期偏长。
现浇楼板对楼面梁的刚度增大系数取值,也直接影响着结构的计算周期。
4. 计算荷载高估了结构真实质量一般情况下,计算荷载不同程度地高估了结构的真实质量(或简化的振动质点质量)。
对于恒荷载构成的质量,在正常设计情况下,计算值必然大于实际值;对于活荷载构成的简化质点质量,比如楼面等效均布荷载按50%考虑[1],出现这样满载布置情况也是不太可能的。
因此,所得简化质点质量之和往往大于真实结构质量,数值计算所得的周期自然偏大。
5.结构构件的超强性首先,对材料强度具有95%保证率的可靠度要求[8],材料(如混凝土、钢筋等)存在超强因素;其次,设计和施工都要求结构构件的实际强度(如指标E)、尺寸(如指标I)不得低于设计标准。
再者,混凝土的强度和其他性能指标的标准,一般取龄期t=28天来标定,而一般情况下混凝土的抗压强度是随龄期单调增长的,其增长速度渐减并趋向收敛。
如,规范CEB-FIP MC 90中,混凝土的抗压强度及弹性模量随龄期增长的计算式分别为:fC(t)= fC ;EC(t)= EC 式中 =e .当然,正常情况下,结构的实际刚度也就大于设计计算刚度。
来源:(二)自振周期是变化的——特别是结构进入弹塑性、塑性变形阶段也会出现计算周期比自振周期短的情形混凝土构件的刚度是随变形和应力状态、配筋情况、时间等诸多因素变化的。
自然,其自振周期也随之而改变。
1. 结构刚度随不同变形阶段而变化无论是结构构件还是非结构构件,随着结构变形不断增加、自身开裂直至破坏的过程中,其刚度逐渐衰减,同时阻尼在增加,才致使地震作用内力不会直线上升。
当结构的侧向变形达到一定范围后,填充墙出现开裂、破坏,现浇楼板、刚性地坪等的刚度也退化和逐渐破坏。
同时,随着结构构件开裂,按弹性计算的周期应该作相应调整,以反应非结构构件抗侧移刚度降低甚至消失和结构构件刚度的折减。
当计算变形较大时,结构构件按弹性计算的刚度宜折减,如取0.85EcI0[1].2. 实测自振周期随外界的干扰力大小而变化钢筋混凝土结构的自振周期,在大振幅振动与微幅振动下是不同的。
对同一结构来说,地震作用由小至大,自振周期也由短变长。
例如,北京饭店东楼横向基本实测周期,在地震前(脉动法实测值)、海城地震时、唐山地震时分别测得0.90秒、0.95秒、1.40秒。
而且,结构并未进入明显的塑性变形,震后仅有填充墙轻微开裂[7].也就是说,结构构件进入塑性变形之前,建筑物的抗侧移刚度已经明显降低,自振周期比微幅振动时(脉动法实测值)已经增加了许多。
3. 钢筋混凝土构件带裂缝工作性质大多钢筋混凝土构件是带裂缝工作的。
钢筋混凝土受弯构件的刚度,随时间、长驻荷载、配筋率而变化,短期刚度可按下式计算[6]:其中;长期刚度可按下式计算:,其中长期荷载作用下对挠度增大的影响系数θ与纵向受压钢筋配筋率等因素有关,一般长期刚度小于短期刚度。
钢筋混凝土受弯构件,当弯矩M大于开裂弯矩Mr后,随着弯矩M(或弯曲应力)增大,构件上裂缝开展深度增加,截面有效高度减小而刚度降低。
但是,在弹性变形阶段,裂缝对受弯构件的刚度影响较小,当进入弹塑性和塑性变形阶段,裂缝对受弯构件的刚度影响是不可忽略的因素。
(三)其它影响因素的说明1.空间布置的差别建筑的空间整体工作性能、平面布置、实际质量(包括荷载)分布、场地地基和基础、施工质量、材料性能等等,都会对结构的自振周期产生影响。
2.算简图忽略诸多次要因素产生的模型化误差计算模型的假定和边界条件的处理,比如,实际结构的质量沿竖向是连续分布的,振动质点的简化与实际建筑存在连续介质离散化的物理意义上的模型化差异。
自然也就存在计算结果的数值差异。
总而言之,由于钢筋混凝土材料性能的离散性、变形成分的多样和影响因素的众多。
很难建立一个通用的可用于精确计算的本构模型。
对任意框架结构和同一框架结构的弹性、弹塑性、塑性变形的各阶段给定同一周期折减系数计算显然是不恰当的,也是不切合实际的。
从上述各种因素的分析和根据大量实测统计(计算周期平均为实测自振周期的2.5~3倍[7]),在弹性计算阶段,计算周期比自振周期偏长。
采用折减系数要求结构刚度、质量(荷载)、填充墙在平面内和沿竖向均匀分布多层框架结构,由于框架柱布置灵活,随着建筑功能的复杂性、多样性增强,大空间结构、复杂结构、特殊结构的日益增多,抗震的概念设计、构造设计更显得重要,对关键部位、薄弱环节的加强必须具有针对性、有效性。
对这类结构,靠自振周期折减以增大地震作用效应来增加结构安全性,并不一定奏效,还可能会使结构构件受力失真。
例如:1. 填充墙在平面内均匀分布的要求准确的说,由于填充墙的刚度影响,必须考虑填充墙的位置及分布。
比如下图2,仅当1,2轴之间有砖填充墙。
图中框架柱Z2的抗弯刚度(EI)为Z1的8倍多,相应的其抗侧移刚度也比Z1超出许多倍。
就Z1,Z2而言,如果考虑填充墙的刚度影响,采用周期折减系数予以调整,水平地震作用产生的内力增加部分,按抗侧移刚度分配,绝大部分由Z2承担,并未针对性的考虑与填充墙直接相连的Z1,这是不合理的。
特别当采用过小的周期折减系数,这种失真程度将明显增大。
2. 结构刚度突变在建立整体计算模型时,往往由于楼梯细部尺寸未确定(如楼梯平台梁位置、标高等),而没有考虑楼梯间的楼梯平台梁参结构空间|考试大|刚度的计算。
如图2中的A轴上,两框架柱之间的半层处楼梯平台梁实际已经构成了框架梁,该处框架柱的线刚度显著增大,甚至形成短柱,恰恰这些地方正是结构刚度突变,并且填充墙影响较大而必须加强的部位。
混凝土结构周期折减系数取值分析
混凝土结构周期折减系数取值分析摘要:简述周期折减的意义和重要性;通过估算结构中非结构构件与主体结构的刚度,找出周期折减系数取值的计算方法,并举例说明。
关键词:非结构构件;侧移刚度;周期与刚度Abstract: this cycle reduction of significance and meaning; Through the estimating structural components and central Africa the main structure of the stiffness, and find out the cycle reduction coefficient method, and give an example.Key words: the structure component; Lateral stiffness; Cycle and stiffness中图分类号:TU37文献标识码:A 文章编号:在进行多高层钢筋混凝土结构内力位移分析时,由于计算模型的简化,我们只考虑了主要结构受力构件(梁、柱、剪力墙和筒体等)的刚度,而没有考虑非承重结构的刚度,此时结构在弹性阶段的计算自振周期较实际自振周期偏长,按这一周期计算的地震力偏小。
因此在结构计算过程中,应根据具体情况,对计算自振周期进行折减,其目的是为了充分考虑非承重填充墙刚度对结构自振周期的影响。
因为自振周期小的结构,其刚度较大,相应吸收的地震力也较大。
若不做周期折减,则结构偏于不安全。
根据《全国民用建筑工程设计技术措施》(结构)第8.8节规定,当考虑填充墙对结构周期的影响时,周期折减系数ψT可按下列规定取值:框架结构0.6~0.8;框架-剪力墙结构0.7~0.9;剪力墙结构0.9~1.0。
《高层建筑混凝土结构技术规程》3.3.17条的条文说明中描述:设计人员应根据实际工程情况(填充墙的数量和刚度大小)来取值。
周期折减系数
大家都知道:对于周期折减系数:
2 框架-剪力墙结构可取0.7~0.8;
3 剪力墙结构可取0.9~1.0。
考虑周期折减系数主要目的是为了考虑结构的填充墙的刚度,本人第一次接触到周期折减系数时,一直认为既然考虑了填充墙的刚度,那么结构总体的刚度就是变大,然后在地震来的时候,填充墙可以吸收
的地震力作用变小,这样,会使得结构构件配筋变小,更容易满足,这是我一个错误的理解,不知道大家有没有和我一样的。
实则不然,继续以框架结构为列,其基本自振周期T1(s)可按下式计算:T1=1.7ψT(uT)1/2
注:uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移;ψT结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数。
这样的话,考虑了结构的填充墙的刚度之后,T1会减小
根据抗震规范第5.1.5条
水平地震力影响系数为α1 =(Tg/T1)0.9аmax
FEK总=α1Geq=α10.85GE
可以得出T1减小,α1变大,会导致FEK变大,地震力作用变大,然而这部分地震力由框架(梁柱)承担,结构配筋变大,结构偏于安全。
那么,填充墙的刚度在这里面充当什么角色那?在计算自振周期的时候,考虑了他的刚度,导致结构自振周期减小了,然后就导致了地震力放大,当地震力放大之后,填充墙不考虑了,这部分地震力全由框架承担,假若这种情况下,框架都能承担的住的话,那结构真的来地震了,不就没问题了,也就是结构偏于安全了。
借用鲁烟的一句话,就是“填充墙引起地震力增大,但是墙这孙子只点火不灭火,增大的地震力还是梁柱框架承担啊”,再次谢谢鲁烟给我的帮助,解决了我的困惑,也希望大家能发表自己的看法。
自振周期折减系数
自振周期折减系数1 概念由于计算模型的简化和非结构因素的作用,导致多层钢筋混凝土框架结构在弹性阶段的计算自振周期(下简称“计算周期”)比真实自振周期(下简称“自振周期”)偏长。
因此,无论是采用理论公式计算还是经验公式计算;无论是简化手算还是采用计算机程序计算,结构的计算周期值都应根据具体情况采用自振周期折减系数(下简称“折减系数”)加以修正,经修正后的计算周期即为设计采用的实际周期(下简称“设计周期”),设计周期=计算周期×折减系数。
如果折减系数取值不恰当,往往使结构设计不合理,或造成浪费、或甚至产生安全隐患。
诚然,折减系数是钢筋混凝土框架结设计所需要解决的一个重要问题。
2 影响自振周期因素影响自振周期因素是诸多方面的,加之多层钢筋混凝土框架结构实际工程的复杂性,抗震规范没有、也不可能对折减系数给出一个确切的数值。
许多文献中给出,当主要考虑填充墙的刚度影响时,折减系数可0.6~0.7[2];根据填充墙的多少、填充墙开洞情况,其对结构自振周期影响的不同,可取0.50~0.90。
这些都是以粘土实心砖为填充墙的经验值,不言而喻,采用不同填充墙体材料的折减系数是不相同的。
当采用轻质材料或空心砖作填充墙,当然不应该套用实心砖为填充墙的折减系数。
对于粘土实心砖外的其它墙体可根据具体情况确定折减系数。
结构计算分析总是要进行简化的,简化程度取决于当时的计算工具;简化是有条件的,而关键是简化模型尽可能符合真实受力模型。
多层钢筋混凝土框架结构的计算周期往往与其自振周期有较大出入,笔者认为,此偏差主要来自计算模型的简化,没有计入那些难于准确计算的因素造成的。
一分为二的说,没有计入的那些因素,常常使计算周期比自振周期长,在一定条件下也会使计算周期比自振周期短,主要表现为以下几方面:3 计算周期长的原因1.填充墙的刚度影响大多数多层钢筋混凝土框架结构的设计计算中,并没有计算填充墙、装修(饰)材料、支撑、设备等非结构构件的刚度。
(完整word版)盈建科各种参数设置
(完整word版)盈建科各种参数设置盈建科参数设置结构总体信息1、结构体系:按实际情况填写。
2、结构材料信息:按实际情况填写。
3、结构所在地区:⼀般选择“全国”。
分为全国、上海、⼴东,分别采⽤中国国家规范、上海地区规程和⼴东地区规程。
B类建筑和A类建筑选项只在坚定加固版本中才可选择。
4、地下室层数:定义与上部结构整体分析的地下室层数,根据实际情况输⼊,⽆则填0。
5、嵌固端所在层号:(P219~224)抗规6.1.14条:地下室结构的楼层侧向刚度不宜⼩于相邻上部楼层侧向刚度的2倍。
如果地下室⾸层的侧向刚度⼤于其上⼀层侧向刚度的2倍,可将地下⼀层顶板作为嵌固部位;如果不⼤于2倍,可将嵌固端逐层下移到符合要求的部位,直到嵌固端所在层侧向刚度⼤于上部结构⼀层的2倍。
由于剪切刚度⽐的计算只与建筑结构本⾝的特性有关,与外界条件(如回填⼟的影响、是否为地下室等)⽆关,所以在计算侧向刚度⽐适宜选⽤剪切刚度⽐。
在YJK中的结果⽂件wmass.out中,剪切刚度是RJX1、RJY1,可从地下⼀层逐层计算与地上⼀层的剪切刚度⽐,出现⼤于2或四舍五⼊⼤于2的,该层顶板即可作为嵌固端。
如果地下室各层都不满⾜嵌固条件,应将嵌固部位设定在基础顶板处,嵌固端所在层号填0。
6、与基础相连构件最⼤底标⾼:7、裙房层数:程序不能⾃动识别裙房层数,需要⼈⼯指定。
应从结构最底层起算(包括地下室),例如:地下室3层,地上裙房4层时,裙房层数应填⼊7。
8、转换层所在层号:应按楼层组装中的⾃然层号填写,例如:地下室3层,转换层位于地上2层时,转换层所在层号应填⼊5。
程序不能⾃动识别转换层,需要⼈⼯指定。
对于⾼位转换的判断,转换层位置以嵌固端起算,即以(转换层所在层号-嵌固端所在层号+1)进⾏判断,是否为3层或3层以上转换。
9、加强层所在层号:⼈⼯指定。
根据《⾼规》10.3、《抗规》6.1.10条并结合⼯程实际情况填写。
10、底框层数:⽤于框⽀剪⼒墙结构。
周期折减系数
多层结构未强调周期折减,这是有一定道理的,因新规范的特征周期TG增长了,按结构自震周期的经验公式:1 框架结构可取 TI= 0.10X层数;2 框架-剪力墙结构可取TI= 0.08X层数;3 剪力墙结构可取 TI= 0.04X层数;这样,多层结构结构周期不折减地震剪力已经很大了,由其III,IV类土,五层以下房屋更为突出,如再折减,震剪力可超过AMAX,这显然是不合理的。
周期是否折减,要分析而定:一看周期长短,长--折,短--不折或少折,当自震周期和特征周期很接近,折减就不合理了。
二看剪重比,根据大小折或不折。
至于高层建筑结构:高规:3.1.17条规定得很清楚:当非承重墙体为填充砖墙时,高层建筑结构的计算自振周期折减系数ψT可按下列规定取值:1 框架结构可取0.6~0.7;2 框架-剪力墙结构可取0.7~0.8;3 剪力墙结构可取0.9~1.0。
对于其他结构体系或采用其他非承重墙体时,可根据工程情况确定周期折减系数由于计算模型的简化和非结构因素的作用,导致多层钢筋混凝土框架结构在弹性阶段的计算自振周期(下简称“计算周期”)比真实自振周期(下简称“自振周期”)偏长。
因此,无论是采用理论公式计算还是经验公式计算;无论是简化手算还是采用计算机程序计算,结构的计算周期值都应根据具体情况采用自振周期折减系数(下简称“折减系数”)加以修正,经修正后的计算周期即为设计采用的实际周期(下简称“设计周期”),设计周期=计算周期×折减系数。
如果折减系数取值不恰当,往往使结构设计不合理,或造成浪费、或甚至产生安全隐患。
诚然,折减系数是钢筋混凝土框架结设计所需要解决的一个重要问题。
影响自振周期因素是诸多方面的,加之多层钢筋混凝土框架结构实际工程的复杂性,抗震规范[1]没有、也不可能对折减系数给出一个确切的数值。
许多文献中给出,当主要考虑填充墙的刚度影响时,折减系数可取0.6~0.7[4] [7];根据填充墙的多少、填充墙开洞情况,其对结构自振周期影响的不同,可取0.50~0.90[2].这些都是以粘土实心砖为填充墙的经验值,不言而喻,采用不同填充墙体材料的折减系数是不相同的。
框架结构自振周期折减系数
框架结构自振周期折减系数————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:由于计算模型的简化和非结构因素的作用,导致多层钢筋混凝土框架结构在弹性阶段的计算自振周期(下简称“计算周期”)比真实自振周期(下简称“自振周期”)偏长。
因此,无论是采用理论公式计算还是经验公式计算;无论是简化手算还是采用计算机程序计算,结构的计算周期值都应根据具体情况采用自振周期折减系数(下简称“折减系数”)加以修正,经修正后的计算周期即为设计采用的实际周期(下简称“设计周期”),设计周期=计算周期×折减系数。
如果折减系数取值不恰当,往往使结构设计不合理,或造成浪费、或甚至产生安全隐患。
诚然,折减系数是钢筋混凝土框架结设计所需要解决的一个重要问题。
影响自振周期因素是诸多方面的,加之多层钢筋混凝土框架结构实际工程的复杂性,抗震规范[1]没有、也不可能对折减系数给出一个确切的数值。
许多文献中给出,当主要考虑填充墙的刚度影响时,折减系数可取0.6~0.7[4] [7];根据填充墙的多少、填充墙开洞情况,其对结构自振周期影响的不同,可取0.50~0.90[2].这些都是以粘土实心砖为填充墙的经验值,不言而喻,采用不同填充墙体材料的折减系数是不相同的。
当采用轻质材料或空心砖作填充墙,当然不应该套用实心砖为填充墙的折减系数。
对于粘土实心砖外的其它墙体可根据具体情况确定折减系数[4].通过笔者的粗浅分析和工程实践摸索,指出影响自振周期的一些主要因素,并对折减系数的取值提出建议,供结构工程师参考。
计算周期与自振周期存在差异的诸多因素结构计算分析总是要进行简化的,简化程度取决于当时的计算工具;简化是有条件的,而关键是简化模型尽可能符合真实受力模型。
多层钢筋混凝土框架结构的计算周期往往与其自振周期有较大出入,笔者认为,此偏差主要来自计算模型的简化,没有计入那些难于准确计算的因素造成的。
混凝土结构抗震设计自振周期折减系数的讨论
混凝土结构抗震设计自振周期折减系数的讨论采用结构动力学的方法计算结构周期,一般均未考虑结构填充墙的作用,未考虑填充墙对结构刚度的贡献,通常采用将计算周期乘以折减系数进行地震作用计算,周期作用折减系数对地震力计算影响较大,取值时应充分考虑填充墙的多少,影响实际自振周期的其他因数,合理确定周期折减系数。
标签:混凝土结构;抗震设计;自振周期;折减系数1 前言采用结构动力学的方法计算结构周期,一般均未考虑结构填充墙的作用,未考虑填充墙对结构刚度的贡献,同时由于在结构计算过程中,对计算模型进行了简化,致使混凝土结构的计算周期长于实际自振周期,大量工程实测周期表明:实际建筑物自振周期短于计算周期,尤其是有实心砖填充墙的框架结构,由于实心砖填充墙的刚度大于框架柱的刚度,其影响更为显著,实测周期约为计算周期的50%~60%;剪力墙结构中,由于砖墙数量较少,其刚度又远小于钢筋混凝土墙的刚度,实测周期与计算周期比较接近。
2 影响结构自振周期的因素2.1 填充墙的刚度与分布根据结构结构动力学原理,结构的自振周期主要与结构的质量与分布、结构的刚度与分布有关,填充墙的质量一般都以荷载的形式输入,而混凝土结构设计计算中,并未计入填充墙(含装饰材料、设备、支撑等非结构构件)的刚度,实际工程中,由于未考虑填充墙的刚度,而使计算周期比实测周期大许多,而填充墙的刚度又与填充墙的材料性能、数量、墙体完整性、与主体结构的连接情况等密切联系。
各种填充墙材料,由于其自身的刚度、延性的不同,其对结构的空间刚度贡献亦不同,如填充墙采用接近实心粘土砖的实心砌体,其对结构空间刚度贡献则大,若采用轻型砌体,则其对空间结构刚度的贡献小,同时填充墙的数量多、填充墙单片长度长、墙體开洞小、与主体结构连接紧密,则其对结构空间的贡献亦大,反之则小。
2.2 结构自身的变形以及外界干扰力的大小结构构件及非结构构件在随结构变形增加、裂缝开展的过程中,其刚度将逐渐衰减,从而使结构自振周期发生变化;另外,钢筋混凝土结构的自振周期,在大振幅振动与微幅振动下是不同的,对同一结构来说,地震作用由小至大,其自振周期也由短变长,如北京饭店东楼横向基本实测周期,在地震前(脉动法实测值)、海城地震时、唐山地震时分别测得其自振周期为0.90秒、0.95秒、1.40秒,而且,结构并未进入明显的塑性变形,震后仅有填充墙轻微开裂,也就是说,结构构件进入塑性变形之前,建筑物的抗侧移刚度已经明显降低,自振周期比微幅振动时(脉动法实测值)已经增加了许多。
周期折减系数确定
周期折减的目的是为了充分考虑非承重填充砖墙刚度对结构自振周期的影响。
因为周期小的结构,其刚度较大,相应吸收的地震力也较大。
若不做周期折减,则结构偏于不安全。
根据《高规》3.3.17 条规定,当非承重墙体为实心砖墙时,ψT可按下列规定取值: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。
实际取值时可根据填充墙的数量和刚度大小来取上限或下限。
当非承重墙体为空心砖或砌块时,ψT可按下列规定取值:框架结构0.8~0.9(我们都取0.8——爱莲注);框架-剪力墙结构0.9~1.0;剪力墙结构可取0.95。
当结构的第一自振周期T1≤Tg时,不需进行周期折减,因为此时地震影响系数由程序自动取结构自振周期与特征周期的较大值进行计算。
周期折减系数是根据建筑中隔墙的多少及刚度来取值的。
因为隔墙不参与结构的抗震计算,但它们的存在会使得结构周期变小,也就是说,有隔墙的建筑在pkpm结构计算周期的时候都把周期算大了。
根据隔墙的多少,可以把周期折减系数取值为0.7~1.0。
周期折减系数就是了考虑填充墙对结构的影响,由于填充墙的存在,使得结构在早期弹性阶段会有很大的刚度因此会吸收很大的地震力。
但因为计算软件只计算了梁,柱,钢筋砼墙等构件的刚度(并没有考虑填充墙的刚度),并由此刚度求得结构自振周期。
使得实际的刚度比计算的刚度大。
实际周期比计算周期小,若以计算周期来计算地震力,地震力会偏小,使结构偏不安全,因此对地震力再放大些是很有必要的。
应该注意的是:周期折减系数不改变结构的自振特征,只改变地震影响系数,折减系数视填充墙的多少而定。
周期折减系数是根据隔墙数量及材料有关系。
一般厂房类隔墙较少可取0.9,办公或住宅隔墙偏多一般可取0.7~0.8;采用轻质隔墙与粘土砖或砌块,其周期折减亦应适当考虑。
在用pkpm做一个框架结构时,我做了一下比较,将SATWE中的周期折减系数从0.6调到0.2,算完后在WZQ.OUT中发现地震力增大了,这是对的,但周期却没变,不知道为什么,按理说肯定应该减小,请大家指教首先要明白周期折减系数是做什么的:是由于建筑中隔墙作用使得结构的刚度增加周期变小。
周期折减系数
手上一个6度区30层的框剪。
周期系数取0.8的话,剪重比可以算的过去。
周期系数取0.9的话,剪重比算不过去。
我想问的是:这种情况下,我应该取0.9的系数然后再加长墙还是直接取0.8来计算呢?
我纠结的是:取0.8算出来的结构更为保守呢?还是取0.9 算出来的结构更为保守?
因为取0.8的话,填充墙的刚度考虑的比较多,这样算出来地震力也比较大。
而如果取0.9的话,填充墙的刚度考虑的略少,但是由于剪重比不够。
那么我就要继续加大结构本身的刚度,这构受到的地震力增大。
这种情况我不懂怎么去分辨到底是按0.8折减还是按0.9折减出来的结构更为保守。
还有一种情况是:如果按0.9算出来的剪重比也满足要求了,那还需不需要重新换成0.8折减一下,然后来配筋0.8的折减系数来算的话,配筋结果可能会更为保守一点。
(完整word版)盈建科各种参数设置
盈建科参数设置结构总体信息1、结构体系:按实际情况填写。
2、结构材料信息:按实际情况填写。
3、结构所在地区:一般选择“全国”。
分为全国、上海、广东,分别采用中国国家规范、上海地区规程和广东地区规程。
B类建筑和A类建筑选项只在坚定加固版本中才可选择。
4、地下室层数:定义与上部结构整体分析的地下室层数,根据实际情况输入,无则填0。
5、嵌固端所在层号:(P219~224)抗规6.1.14条:地下室结构的楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的2倍。
如果地下室首层的侧向刚度大于其上一层侧向刚度的2倍,可将地下一层顶板作为嵌固部位;如果不大于2倍,可将嵌固端逐层下移到符合要求的部位,直到嵌固端所在层侧向刚度大于上部结构一层的2倍。
由于剪切刚度比的计算只与建筑结构本身的特性有关,与外界条件(如回填土的影响、是否为地下室等)无关,所以在计算侧向刚度比适宜选用剪切刚度比。
在YJK中的结果文件wmass.out中,剪切刚度是RJX1、RJY1,可从地下一层逐层计算与地上一层的剪切刚度比,出现大于2或四舍五入大于2的,该层顶板即可作为嵌固端。
如果地下室各层都不满足嵌固条件,应将嵌固部位设定在基础顶板处,嵌固端所在层号填0。
6、与基础相连构件最大底标高:7、裙房层数:程序不能自动识别裙房层数,需要人工指定。
应从结构最底层起算(包括地下室),例如:地下室3层,地上裙房4层时,裙房层数应填入7。
8、转换层所在层号:应按楼层组装中的自然层号填写,例如:地下室3层,转换层位于地上2层时,转换层所在层号应填入5。
程序不能自动识别转换层,需要人工指定。
对于高位转换的判断,转换层位置以嵌固端起算,即以(转换层所在层号-嵌固端所在层号+1)进行判断,是否为3层或3层以上转换。
9、加强层所在层号:人工指定。
根据《高规》10.3、《抗规》6.1.10条并结合工程实际情况填写。
10、底框层数:用于框支剪力墙结构。
高规10.211、施工模拟加载层步长:一般默认1.12、恒活荷载计算信息:(P66)1)一般不允许不计算恒活荷载,也较少选一次性加载模型;2)模拟施工加载一模式:采用的是整体刚度分层加载模型,该模型应用与各种类型的下传荷载的结构,但不使用于有吊柱的情况;3)按模拟施工二:计算时程序将竖向构件的轴向刚度放大十倍,削弱了竖向荷载按刚度的重分配,柱墙上分得的轴力比较均匀,传给基础的荷载更为合理。
