建筑结构设计方法与设计指标
按可变荷载效应控制的组合计算:
查表,取 G 1.2, Q 1.4
M 0 GM Gk Q1M Q1k 1.0 1.2 54 1.4 22.5 96.3kN m
按可变荷载效应控制的组合计算:
查表,取 G 1.35 Q 1.4 c 0.7
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
体荷载是指分布在物体的体积内的荷载,单位是N/mm3 或kN/m3,常用γ表示。
面荷载是指分布在物体表面的荷载,单位是N/mm2或 kN/m2,常用p表示。
线荷载是指将面荷载、体荷载简化成连续分布在一段长 度上的荷载,单位是N/mm或kN/m,常用q表示。
SGK ——按永久荷载标准值计算的荷载效应值
SQ1K 、SQiK ——起控制作用的第一个可变荷载荷载标准值 Q1K 和第i个可变荷载标准值QiK计算的荷载效应;
ci ——第i个可变荷载的组合值系数。
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》 第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
一般情况下,荷载效应(S)与荷载(Q)的关系式如下
S= CQ
(3-1)
式中 C——荷载效应系数,由力学分析确定;
Q——某荷载代表值; S——与荷载Q相应的荷载效应。
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
§3–2 建筑结构的设计方法
一、结构的功能要求 建筑结构的功能要求包括:安全性、适用性和耐久性。
《荷载规范》规定,可变荷载准永久值应取可变荷载标 准值Qk乘以荷载准永久值系数Ψq,即Ψq Qk,Ψq取值参见表 2-2。
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
四、荷载效应
作用效应(S)是指各种作用在结构上的内力(弯矩、 剪力、轴力、扭矩等)和变形(绕度、扭转、弯曲、拉伸、 压缩、裂缝等)。当作用为荷载时,引起的效应称为荷载效 应。
(三)正常使用极限状态实用设计表达式
1.设计表达式 正常使用极限状态按下列设计表达式进行设计:
S C
(3-6)
式中
S ——正常使用极限状态的荷载效应组合值;
C ——结构或结构构件达到正常使用要求的规定限制
(如变形、裂缝、应力等限值),按有关规定采用。
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
三种荷载的转化!!
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
例如,某矩形钢筋混凝土梁,b×h = 250mm×500mm,计
算跨度 l0 = 7m。查表2-1取钢筋混凝土自重 25kN / m3,试
计算梁的自重荷载W及沿计算长度的均布线荷载q。
解:1)梁的自重荷载W:
W l0 b h 25 7 0.25 0.5 21.875kN / m3
3.耐久性 耐久性是指结构在正常维护条件下,具有足够的耐久性,
能够使用到预定的设计使用年限。例如钢筋不发生严重锈蚀、 混凝土不发生严重风化和腐蚀等。 安全性、适用性和耐久性统称为结构的可靠性。(可靠度、 设计基准期)
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
二、结构的极限状态 结构能够满足设计规定的某一功能要求且能够良好的工
安全性 实用性 耐久性
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
三、极限状态的设计表达式
(一)极限状态方程
结构和结构构件的工作状态可以用作用效应S和结构抗
力R的关系式来描述:
Z g(R, S) R S
(3-2)
式中 Z——结构极限状态功能函数;
R——结构抗力;
S——荷载效应.
Z>0 Z<0 Z=0
《建筑结构基础与识图》
(3)荷载的准永久组合:
式中
n
S SGK qiSQiK i 1
(3-9)
f1 ——在频遇组合中起控制作用的一个可变荷载的频遇
值系数;
qi ——第i个可变荷载的准永久值系数。
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
【例3-1】 某钢筋混凝土办公楼矩形截面简支梁,计算跨度 l0=6m,梁上的永久荷载(包含自重)标准值GK=12kN/m, 可变荷载标准值QK=5kN/m,安全等级为二级,分别按承载 力极限状态和正常使用极限状态设计时的各项组合计算梁跨 中弯矩设计值。
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
2.可变荷载 可变荷载是指结构在设计使用期间,其值随时间变化,
且其变化幅度与平均值相比不可忽略的荷载。例如楼面活荷 载、积灰荷载、屋面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等, 可变荷载也称为活荷载。 3.偶然荷载
偶然荷载是指结构在设计使用期间可能出现,但不一定 出现,而一旦出现,其持续时间很短但量值很大的荷载。例 如地震力、爆炸力、撞击力等。
2)沿计算长度梁自重的均布线荷载q:
q W / l0 21.875 7 3.125kN / m2
或
q bh 25 0.25 0.5 3.125kN / m2
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
三、荷载的代表值
建筑结构设计时,根据不同极限状态的设计要求所采 用的荷载量值称为荷载代表值。
按出现的方式不用,可将结构上的作用分为直接作用和 间接作用。
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
1.直接作用 直接作用是指直接以力的不同集结形式(集中力或均匀
分布力)施加在结构上的作用,通常也称为结构的荷载。例 如结构的自重、楼面人群及物品重量、土压力、风压力、雪 压力、积灰、积水等。 2.间接作用
【解】(1)均布荷载标准值GK和QK作用下的跨中弯矩标准
值: 永久荷Kl02
1 8
12 62
54kN m
可变荷载作用下
M QK
1 8
QKl0
2
1 5 62 8
22.5kN m
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
(2)承载力极限状态设计时的跨中弯矩设计值:
对永久荷载采用标准值作为代表值。
对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频 遇值或准永久值作为代表值
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
三、荷载的代表值
1.荷载标准值 荷载标准值是指结构在正常使用情况下,在其设计基准
期(50年)内可能出现的最大荷载值。 永久荷载标准值(Gk),对结构自重,可按结构构件的设
2.荷载效应组合设计值 对正常使用状态的荷载效应组合时,应根据不同设计目
的,分别按荷载效应的标准组合、频遇组合和准永久组合进 行设计。
(1)荷载的标准组合:
n
S SGK SQ1k ci SQik i2
(2)荷载的频遇组合:
n
S SGK S f 1 Q1k qi SQiK i 1
第三章 结构设计方法与设计指标
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
4.可变荷载准永久值Ψq Qk 可变荷载准永久值是指可变荷载在设计基准期内,其超
越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。可变荷载准永久 值是针对在结构上经常作用的可变荷载,即在规定的期限内, 该部分可变荷载具有较长的总持续时间,对结构的影响类似 于永久荷载。
作,我们称之为该功能处于可靠状态;反之,称之为该功能 处于失效状态。这种“可靠”与“失效”之间必然存在某一 特定的界限状态,此特定状态称为该功能的极限状态。
结构的 极限状态
承载能力 极限状态
正常使用 极限状态
结构或结构构件达到最大承载 能力或不适于继续承载的变形
结构或结构构件达到正常使用 或耐久性能的某项规定限值
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
(二)按荷载的作用范围分: 1.集中荷载
集中荷载是指荷载的作用面积与结构的尺寸相比很小, 可将其简化为作用于一点的荷载,单位是kN或N。例如梁传 给柱子的力、次梁传给主梁的力都可看作集中荷载。 2.分布荷载
分布荷载是指荷载连续地分布在整个结构或结构某一部 分上。其中分布荷载又包括体荷载、面荷载、线荷载。
M 0 GM Gk Q cM Qk 1.0 1.35 54 1.4 0.7 22.5 94.95kN m
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
2.结构构件的重要性系数 0
我国《建筑结构可靠度设计统一标准》将建筑结构划分 为三个安全等级,设计时应根据具体情况,按表3-4的规定 选用适当的安全等级。
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
3.荷载效应组合设计值 S
对于基本组合,荷载效应组合的设计值S应从下列组合 中取最不利值确定: (1)由可变荷载效应控制的组合:
计尺寸与材料单位体积的自重计算确定。对常用材料和构件 可参《荷载规范》附录A 采用。表2-1列出部分常用材料和构 件自重。
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
可变荷载标准值(Qk)是根据观测资料和实验数据,并 考虑工程实践经验而确定,可由《荷载规范》各章中的规定 确定。表2-2列出部分民用建筑楼面均布活荷载标准值。
R>S R<S R=S
结构处于可靠状态 结构处于失效状态 结构处于极限状态
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
(二)承载力极限状态实用设计表达式 1.设计表达式
承载能力极限状态设计时应采用下列表达式:
0S R
式中 0 ——结构件的重要性系数;
S ——承载能力极限状态的荷载效应组合设计值; R ——结构构件的抗力设计值。
1.安全性 安全性是指结构在正常施工和正常使用条件下,能承受
建筑结构设计标准
建筑结构设计标准一、引言建筑结构设计标准是为了确保建筑物在使用寿命内能够承载各种荷载,保证人身安全和财产安全的规范性文件。
本文将从设计载荷、结构材料、结构形式、设计方法等方面,对建筑结构设计标准进行详细阐述。
二、设计载荷2.1 建筑荷载建筑荷载主要包括自重荷载、人员荷载、家具设备荷载、风载荷、雪载荷、地震荷载等。
建筑结构设计师应根据建筑物的用途、高度、地理位置等因素合理确定荷载标准,并确保建筑结构能够承受合理的荷载。
2.2 地基荷载地基荷载是指建筑物通过地基传递到地下的荷载。
建筑结构设计师需要进行地质勘察,了解地基的承载能力和地下水位等信息,合理确定地基荷载标准,以确保建筑物在地基上稳定安全。
三、结构材料3.1 钢材钢材作为常用的建筑结构材料,应符合国家钢材品质标准,具备足够的强度和刚度,以及抗震性能、抗腐蚀性能和耐久性等特点。
3.2 混凝土混凝土作为一种常用的建筑结构材料,应符合国家混凝土品质标准,具有足够的强度、耐久性和抗渗性能,同时要考虑混凝土与钢材的搭配使用,以保证整个结构的稳定性。
3.3 砖材砖材作为一种传统的建筑结构材料,应符合国家砖材品质标准,具有合理的强度和抗震性能,能够承受相应的荷载。
四、结构形式4.1 框架结构框架结构是目前建筑领域广泛采用的一种结构形式,其具有简单、刚性好、适应性强等特点。
在设计框架结构时,应根据建筑物的功能和高度等因素,合理确定梁柱的尺寸和间距,以确保结构稳定。
4.2 钢结构钢结构具有重量轻、刚性好、施工速度快等优点,广泛应用于大跨度和高层建筑。
在设计钢结构时,应根据荷载大小、结构形式和钢材性能等因素,合理确定钢材的截面尺寸和连接方式。
4.3 混凝土结构混凝土结构具有良好的抗震性能和耐久性,在设计混凝土结构时,应根据建筑物的荷载和使用要求,合理确定混凝土的配比和施工工艺,确保结构的稳定和耐久。
五、设计方法5.1 弹性设计方法弹性设计方法是建筑结构设计的基本方法之一,适用于一般建筑物和静力荷载作用下的结构。
第四章 建筑结构设计方法
第一节 建筑结构设计理论的发展
三、破损阶段设计法
1.破损阶段设计法概念 2.破损阶段设计法的基本假定 3.破损阶段设计法的计算简图 4.破损阶段设计法的基本方程 5.破损阶段设计法与容许应力设计法的主要区别
四、多系数极限状态设计法
多系数极限状态设计法的特点:构件的极限状态、构件的承载力极限状态、 构件的材料强度取值。
一、几个基本概念
结构可靠度、结构功能函数、结构的极限状态方程、概率密度函数、概率分 布函数。
二、结构的失效概率计算表达式(基本原理)
pf FR x fs xdx 1 FS xfR xdx
第三节 结构可靠度的基本原理与计算方法
三、结构可靠指标的计算方法
4.抗力R的统计参数和概率分布类型
单一材料的抗力R的统计参数:
KR R / Rk p f aΒιβλιοθήκη R 2 p
2 f
2 a
第四节近似概率法在设计规范中的应用
5.国外规范的分项系数
第三节 结构可靠度的基本原理与计算方法
c.选取验算点的初始值 xi* xi ,i 1,2,,n
d.计算 g
值,其中
xi xi xi*
e.由式(1)计算
值
i
Z
g ( x1 ,
x2 ,, xn )
i
f.由式(2)计算 xi*值;
g.重复d~f步直至 xi*前后两次差值
变换为当量正态分布随机变量
x
' i
,
在可靠度分析中合理反映变量分布类型的影响。
验算点:在Z=0上离原点(中心点)最近的点
x1*
建筑结构经济技术指标
建筑结构经济技术指标建筑结构经济技术指标是指在建筑结构设计、施工和管理过程中所涉及的一系列技术和经济指标。
这些指标旨在帮助设计师和建筑师更好地评估和控制建筑结构的成本、质量和时效性,以达到经济高效的目标。
以下是一些常见的建筑结构经济技术指标:1.抗震性能指标:自然周期、结构抗震等级和层间位移限值等。
这些指标是评估建筑结构对地震荷载的抗性和耐久性的重要依据,以确保建筑物在地震发生时能够保持较好的稳定性和安全性。
2.构件使用寿命:建筑结构在设计和施工过程中需要考虑构件的使用寿命,以避免不必要的维修和更换成本。
常见的使用寿命指标包括设计寿命、检修周期和维修成本等。
3.材料成本和性能:建筑结构的材料成本和性能是决定建筑总成本和质量的重要因素。
这些指标包括材料的价格、可靠性、耐久性和施工性能等。
4.施工工期:施工工期是评估建筑结构经济性的重要指标之一、建筑项目的工期直接关系到总投资的增加或减少,因此,合理安排和控制施工工期是提高建筑项目经济性的关键。
5.节能性能:随着世界范围内节能意识的增强,建筑结构的节能性能越来越被重视。
节能技术的应用可以减少建筑物的能源消耗,从而降低运营成本。
6.可持续发展性能:随着环境保护和可持续发展的要求日益增强,建筑结构的可持续发展性能成为经济技术指标之一、可持续发展技术的应用可以提供更好的环境质量和使用效率,从而降低建筑物的运营成本。
7.建筑安全性能:建筑安全性能是评估建筑结构经济性的重要指标之一、建筑结构的安全性直接关系到人员和财产的安全,因此,在建筑结构设计和施工过程中,需要考虑各种安全性能指标,以确保建筑物的安全使用。
8.质量控制:建筑结构质量控制是保证建筑结构性能和使用寿命的关键。
质量控制指标包括材料的质量、构件的加工和安装质量、工艺的规范性和检测的可靠性等。
总之,建筑结构经济技术指标是建筑项目中的重要要素,它们对于保证建筑结构的经济性、质量和安全性起着至关重要的作用。
结构设计方法与设计指标—建筑结构荷载与荷载效应
3.5
4.0 5.0 12.0 2.0 4.0
2.0 2.5
2.0 2.5
组合值 系数ψC
0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.9
0.7
0.7
0.7
频遇值 系数ψf
0.5 0.6 0.6 0.5 0.6 0.6 0.5
0.6
0.9
0.6 0.7
0.5 0.6
0.5 0.6
(2)其他民用建筑
走廊、门厅、楼梯: 9 (1)宿舍、旅馆、医院病房托儿所、幼儿园、住宅
(2)办公室、教室、餐厅、医院门诊部
标准值 kN/m²
2.0 2.5 3.0
3.5
4.0 5.0 12.0 2.0 4.0
2.0 2.5
2.0 2.5
组合值 系数ψC
0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.9
在结构设计基准期内不一定出现,而 一旦出现其量值很大且持续时间很短 的荷载。
3.1 建筑结构荷载与荷载效应
按
荷
荷 载
载 的 分
的 作 用 范
类
围 分
类
)
(
集中荷载 分布荷载
集中荷载是指荷载的作用面积与结 构的尺寸相比很小,可将其简化为 作用于一点的荷载。
体荷载 面荷载 线荷载
3.1 建筑结构荷载与荷载效应
表3-2 部分民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数
项次
类别
1
(1)住宅、宿舍、旅馆、办公室、医院、病房、托儿所、幼儿园 (2)教室、实验室、阅览室、会议室、医院门诊室
2 食堂、餐厅、一般资料档案室
3
(1)礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台 (2)公共洗衣房
房屋结构的概念设计与计算指标的控制
高规 3.5.6条。 2.3.4处理方法
7~9度抗震设防且不满足高规第 3.5.6条规定的 高层建筑,应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的 补充计算。
2.4.1功能 控制结构在罕遇地震下的整体扭转效应的参数;
限制第一扭转周期 Tt不要太大,从而控制扭转角不 要过大;通过振型成分的输出,了解各个振型的性态; 使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不 至出现过大(相对于侧移)的扭转效应。
调整原则:加强结构周圈,或者消弱内筒,两者同 时采取,效果更好,达到减少扭转周期,增大平动周期 的目标。 2.4.5说明
结构扭转振型不允许出现在第一周期,避免出现 在第二周期。
扭转周期比大于 0.9,混合结构扭转周期比大于 0.85,属二项不规则超限。
周期比计算时应采用刚性楼板假定。
2.5.1功能 控制楼层扭转效应的参数;限制结构平面布置不
2.2.1功能 判断结构竖向布置的不均匀性,检查刚度是否突
变;寻找薄弱层。 2.2.2输出文件
WMASS.OUT/楼层抗剪承载力比值:Ratio-Bu-X Ratio-Bu-Y; 2.2.3规范链接
抗规 3.4.3条、高规 3.5.3条。 2.2.4处理方法
同 2.1.4条。 2.2.5说明
受剪承载力突变形成的薄弱层,人工判定,人工 指定。
按整层建模的大底盘多塔结构,计算时应把底盘 切开,保留与该塔 2~3跨的底盘结构。
多层异形柱结构的薄弱层地震剪力增大系数为 1.25。
不宜采用同一楼层均为软弱层和薄弱层的高层 建筑。
2.3.1功能 判断结构竖向布置的不均匀性;寻找薄弱层。
2.3.2输出文件 SATWE:WMASS.OUT/各楼层的单位面积质量
建筑结构设计的优化方法及应用分析
建筑结构设计的优化方法及应用分析
随着建筑工程技术的不断发展,建筑结构设计正变得越来越重要。
而建筑结构设计的优化可以有效地提高建筑物的性能,并减少其成本。
本文将介绍一些常用的建筑结构设计优化方法,并分析其应用。
1. 最小重量优化方法
最小重量优化方法是建筑结构设计中最常见的一种优化方法。
其基本原理是通过改变结构的某些参数,使得结构在承受载荷的重量最小。
最小重量优化方法可以应用于各种建筑结构,如楼板、框架、柱子等。
该方法的主要优点是简单易行,且能够显著减少结构的重量,降低建筑成本。
2. 最小挠度优化方法
最小挠度优化方法是在满足一定约束条件的前提下,使结构的挠度最小。
挠度是建筑结构的一个重要性能指标,能够反映结构的刚度和稳定性。
通过优化设计,可以减小结构的挠度,提高其刚度和稳定性。
最小挠度优化方法在高层建筑的设计中得到广泛应用,能够有效避免结构的振动问题。
4. 多目标优化方法
多目标优化方法是指在优化设计时,同时考虑多个目标函数。
通过权衡不同目标之间的关系,可以得到一个全局最优解。
多目标优化方法在建筑结构设计中的应用非常广泛,能够在不同的设计要求之间进行平衡,提高结构的综合性能。
建筑结构设计的优化方法包括最小重量优化方法、最小挠度优化方法、最小成本优化方法和多目标优化方法。
这些方法在建筑结构设计中得到了广泛应用,能够提高建筑物的性能,并降低其成本。
优化设计不仅需要考虑结构的性能和经济性,还需要考虑结构的施工可行性、可维护性和环境友好性等因素。
在实际工程中,应根据具体情况选择合适的优化方法,并兼顾各种设计要求。
建筑结构设计计算参数
建筑结构设计计算参数新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充,特别是对抗震及结构的整体性,规则性作出了更高的要求,使结构设计不可能一次完成。
如何正确运用设计软件进行结构设计计算,以满足新规范的要求,是每个设计人员都非常关心的问题。
以PKPM软件为例,进行结构设计计算步骤的讨论,对一个典型工程而言,使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。
1 计算开始以前参数的正确设定(1)最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用,结构地震反映的大小也各不相同,那么必然存在某各角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。
设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算书中输出,设计人员如发现该角度绝对值大于15度时,应将该数值回填(代入设计参数中)到软件的“ 水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算,以体现最不利地震作用方向的影响。
(2)结构基本周期是计算风荷载的重要指标。
设计人员如果不能事先知道其准确值,可先按经验公式:T1=0.25+0.35×10-3H2/3√B计算代入软件,亦可以保留软件的缺省值,待计算后从计算书中读取其值,填入软件的“结构基本周期”选项,重新计算即可。
2 确定整体结构的科学性和合理性(1)刚重比是结构刚度与重力荷载之比。
它是控制结构整体稳定性的重要因素,也是影响重力二阶效应(P—△效应)的主要参数。
通常用增大系数法来考虑结构的重力二阶效应,如考虑重力二阶效应的结构位移可用未考虑P—△效应的计算结果乘以位移增大系数,但保持位移限制条件不变(框架结构层间位移角≤1/550);考虑结构构件重力二阶效应的端部弯矩和剪力值,可采用未考虑P—△效应的计算结果乘以内力增大系数。
一般情况下,对于框架结构若满足:Dj≥20∑Gj/hj(j=1,2,…n)结构不考虑重力二阶效应的影响。
结构的刚重比增大P—△效应减小,P—△效应控制在20%以内,结构的稳定具有适宜的安全储备,该值如果不满足要求,则可能引起结构失稳倒塌,应当引起设计人员的足够重视。
结构设计的七个控制指标
之所以要限制比值, 因为两者接近时, 由于振动偶联的影响, 结构的扭转效应明显增大。 3.3.周期比不满足时的调整方法: 3.3.1.程序调整:SATWE 程序不能实现。
3.3.2.人工调整:只能通过人工调整改变结构布置,提高结构的扭转刚度;总的调整原 则是加强结构外围墙、柱或梁的刚度,适当削弱结构中间墙、柱的刚度。 当第一振型为扭转时,说明结构的扭转刚度相对于其两个主轴(一般都靠近 X 轴和 Y 轴)方向的侧移刚度过小,此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度,并适当削弱结构内部 的刚度。 当第二振型为扭转时,说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大,结构的扭转刚 度相对其中一主轴(侧移刚度较小方向)的侧移刚度是合理的;但相对于另一主轴(侧移刚 度较大方向)的侧移刚度则过小,此时宜适当加强结构外围(主要是沿侧移刚度较大方向) 的刚度,并适当削弱结构内部沿侧移刚度较大方向的刚度。 例:24 层剪力墙结构的模型,位移比、周期比、刚度比等都满足,只第二振型是扭转, 第一振型平动系数是 1.0,第二振型平动系数是 0.3,第三振型平动系数是 0.7;第三振型 转角 1.97,第一振型转角 91.20; 当第二振型为扭转时,说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大,结构的扭转刚 度相对其中一主轴(第一振型转角方向)的侧移刚度是合理的;但相对于另一主轴(第三振 型转角方向) 的侧移刚度则过小, 此时宜适当削弱结构内部沿“第三振型转角方向”的刚度, 并适当加强结构外围(主要是沿第三振型转角方向)的刚度。 第三振型转角 1.97,靠近 X 轴;第一振型转角 91.20,靠近 Y 轴;先看下位移比、周 期比,如果位移比很小的话,可以增大小结构外围 X 方向的刚度,适当削弱内部沿 X 方向的 刚度(墙肢变短、开洞等) 。 注:平 1、扭、平 2,既然扭转没有跑到平 1 前面去,则说明平 1 方向的扭转周期小于 平 1 方向的平动周期,即平 1 方向的扭转刚度足够;加强平 2 方向外围的墙体,扭转刚度比 平动刚度增大的更快,于是扭转周期跑到了平 2 后面,变成了平平扭。 a.最有效原则: 削弱内部刚度,增强周边刚度,尽量周边均匀对称连续。 b.有较大凹入的部位加拉梁。 c.看看位移,将位移大的地方加拉梁,或者加大梁截面,加厚板。 d.增加外围梁截面,特别加强角部,和抗震墙部位的梁截面。 3.4.电算结果的判别与调整要点: 3.4.1:计算结果详周期、地震力与振型输出文件(WZQ.OUT) 。因 SATWE 电算结果中并 未直接给出周期比,故对于通常的规则单塔楼结构,需人工按如下步骤验算周期比: a.根据各振型的两个平动系数和一个扭转系数(三者之和等于 1)判别各振型分别是扭 转为主的振型(也称扭振振型)还是平动为主的振型(也称侧振振型) 。一般情况下, 当扭 转系数大于 0.5 时,可认为该振型是扭振振型,反之应为侧振振型。 当然, 对某些极为复杂的 结构还应结合主振型信息来进行判断。 b.周期最长的扭振振型对应的就是第一扭振周期 Tt,周期最长的侧振振型对应的就是 第一侧振周期 T1。 c.计算 Tt / T1,看是否超过 0.9(0.85)。对于多塔结构周期比,不能直接按上面的方 法验算,这时应该将多塔结构分成多个单塔,按多个结构分别计算、分别验算(注意不是在 同一结构中定义多塔,而是按塔分成多个结构)。 3.4.2:对于刚度均匀的结构,在考虑扭转耦连计算时,一般来说前两个或几个振型为 其主振型,但对于刚度不均匀的复杂结构,上述规律不一定存在。总之在高层结构设计中, 使得扭转振型不应靠前,以减小震害。SATWE 程序中给出了各振型对基底剪力贡献比例的计 算功能, 通过参数 Ratio(振型的基底剪力占总基底剪力的百分比 )可以判断出那个振型是 X 方向或 Y 方向的主振型,并可查看以及每个振型对基底剪力的贡献大小;必要时,在“结
建筑结构设计规范与标准
建筑结构设计规范与标准第1章总则 (6)1.1 设计基本规定 (6)1.1.1 建筑结构设计应遵循国家及地方相关法律法规,符合国家安全、经济、适用、美观的原则。
(6)1.1.2 设计应充分考虑建筑物在使用过程中可能遇到的各种作用和影响,保证结构安全、可靠、耐久。
(6)1.1.3 设计应采用科学、合理的方法,注重材料的选择和利用,提高建筑物的整体功能和经济效益。
(6)1.1.4 设计应结合地形、地貌、气候等自然条件,充分考虑绿色、环保、节能要求,提高建筑物的环境适应性和可持续发展能力。
(6)1.1.5 设计应注重建筑物与周围环境的协调,体现地域特色和文化内涵。
(6)1.2 设计依据与标准 (6)1.2.1 设计依据 (6)1.2.2 设计标准 (7)1.2.3 设计规范 (7)1.2.4 设计指南和手册 (7)1.2.5 其它 (7)第2章结构体系与布置 (7)2.1 结构体系选择 (7)2.1.1 结构体系的选择应根据建筑物的用途、功能、规模、地理环境、经济条件及施工技术等因素综合考虑,满足安全、适用、经济、美观等基本要求。
(7)2.1.2 常见结构体系包括:框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构、桁架结构、网架结构、空间结构等。
设计时应根据建筑物的特点选择合适的结构体系。
(7)2.1.3 结构体系的选择应考虑以下因素: (7)2.2 结构布置原则 (7)2.2.1 结构布置应遵循以下原则: (7)2.2.2 结构布置时应注意以下事项: (8)2.3 结构构件设置 (8)2.3.1 结构构件设置应满足以下要求: (8)2.3.2 结构构件设置时应注意以下事项: (8)第3章荷载与作用 (8)3.1 永久荷载 (8)3.1.1 概述 (8)3.1.2 结构自重 (9)3.1.3 建筑构件及固定设备重量 (9)3.1.4 预应力 (9)3.1.5 地基土的侧压力 (9)3.2 可变荷载 (9)3.2.1 概述 (9)3.2.2 楼面活荷载 (9)3.2.3 屋面活荷载 (9)3.2.4 风荷载 (9)3.2.5 雪荷载 (9)3.2.6 温度作用 (9)3.3 偶然荷载 (9)3.3.1 概述 (9)3.3.2 地震作用 (10)3.3.3 爆炸作用 (10)3.3.4 撞击作用 (10)3.4 荷载组合 (10)3.4.1 荷载组合原则 (10)3.4.2 荷载组合分类 (10)3.4.3 荷载组合计算 (10)第4章地基与基础 (10)4.1 地基处理 (10)4.1.1 地基调查与评价 (10)4.1.2 地基处理方法 (10)4.1.3 地基处理施工 (10)4.2 基础设计 (10)4.2.1 基础类型选择 (11)4.2.2 基础尺寸及布置 (11)4.2.3 基础材料及构造 (11)4.3 地基基础检测与验收 (11)4.3.1 检测内容与方法 (11)4.3.2 验收标准及程序 (11)4.3.3 验收文件及资料 (11)第5章钢筋混凝土结构设计 (11)5.1 材料功能 (11)5.1.1 钢筋 (11)5.1.1.1 钢筋的强度和变形功能应满足国家现行标准的要求。
高层建筑结构设计几个指标控制
高层建筑结构设计的几个指标的控制摘要:本文从周期比、位移比、刚重比、刚度比、层间受剪承载力之比、轴压比以及剪重比等六个方面综述了高层建筑结构设计的指标控制,希望对以后的工作有一定的帮助。
关键词:高层建筑;周期比;位移比;刚重比;剪承载力;前言:高层建筑与多层结构相比有明显不同的受力和变形性能,水平荷载混合地震作用是主要的控制内容。
判断结构布置合理性和结构体系的经济性能是高层建筑结构设计的关键,设计结构规范用语控制高层建筑整体性的指标主要有:周期比、位移比、刚重比、刚度比、层间受剪承载力之比、轴压比以及剪重比等。
1.周期比周期比是控制结构扭转效应的重要指标,是结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期的比值。
周期比控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系。
它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不至于出现过大(相对于侧移)的扭转效应,而不是在要求结构具有足够大的刚度。
调整结构周期比的措施主要有两种:第一种是提高结构的抗扭刚度。
这样可以改善结构的抗扭性能,是解决结构抗扭薄弱的根本方法。
提高抗扭刚度一般需要调整结钩布置,增加结构周边构件的刚度,江都结构中间构件的刚度;有时要改变结构类型,如增加剪力墙、异形柱等。
这种改变一般是整体性的,局部的小调整往往收效甚微。
调整原则是要加强结构外圈刚度,或者削弱内筒降低结构中间的刚度,以增大结构的整体抗扭刚度;第二种是降低平动度,使平移周期加长。
此种方法仅适用于原来结构刚度较大,层间位移远小于规范限值的情况。
2.位移比及其调整措施2.1 位移比位移比是控制结构平面规则性的重要指标,是指楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与本楼层平均值得比值。
结构是否规则、对称、平面内刚度分布是否均匀,是结构本身的性能,可以用结构刚心与质心的相对位置表示,二者相距较远的结构在地震作用下扭转可能较大。
由于刚心与质心位置都无法直接定量计算,规范采用了校核结构位移比的要求。
