建筑结构设计方案计算步骤探讨

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建筑结构设计计算步骤参数确定分析

 建筑结构设计计算步骤参数确定分析

建筑结构设计计算步骤参数确定分析建筑结构是一个涉及多学科知识的领域,其中结构设计计算是整个建筑过程中至关重要的一步。

本文将围绕建筑结构设计计算步骤、参数的确定和分析展开讨论。

一、结构设计计算步骤结构设计计算是建筑设计的重要组成部分,建筑结构设计计算步骤通常包括以下内容:1.确定设计荷载:设计荷载是结构计算的基础,荷载分为静载和动载两种。

静载包括自重、建筑材料及构件重量、实用荷载等,动载包括风载、地震荷载等。

2.材料选择:材料的选择直接影响建筑结构的强度和稳定性。

常见的材料包括钢材、混凝土、木材等。

3.结构分析:结构分析是建筑结构设计计算的核心步骤,其目的是确定结构受力状态和结构强度。

常见的结构分析方法包括弹性分析和弹塑性分析。

4.设计结构构件:设计结构构件是根据结构分析结果确定构件的几何形状、尺寸和布置方式。

设计过程需要考虑结构构件的强度、刚度、稳定性等因素。

5.校核设计:校核设计是确保设计结果符合结构安全和稳定性要求的步骤。

在校核设计中,通常会进行结构强度、刚度和稳定性的分析。

二、参数的确定和分析在建筑结构设计计算过程中,参数的确定和分析是关键环节。

参数的确定通常有以下几个方面:1.确定荷载值:荷载值的确定直接影响结构的安全性和稳定性。

确定荷载值需要考虑建筑类型、设计用途、场地条件等多方面因素。

2.确定材料性能:不同材料的性能不同,如强度、韧性、抗裂性等。

根据建筑结构的实际情况,应选择相应材料并确定其性能参数。

3.确定结构分析方法:结构分析方法的选择取决于建筑结构的复杂程度、受力情况和工程需求。

常用的结构分析方法包括有限元方法、力法、位移法等。

4.确定结构构件的尺寸和布置:结构构件的尺寸和布置需要根据受力及使用要求进行合理设计。

尺寸过大过小、布置不合理都会影响建筑的稳定性。

5.确定校核设计方法:校核设计方法的选择需要根据结构的实际情况和需求。

校核设计过程中需要考虑的因素包括强度、稳定性、刚度和振动等。

建筑施工临时结构的设计及计算,建议收藏!

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1.简述几种大临结构的设计计算1.1简述几种大临结构的设计计算1.2大临结构设计计算思路(1)定初步方案:•定布置形式•定尺寸•定材料•定截面等(2)分析计算:•传力路径•概念性分析判断•简化成计算简图•手算•电算(3)优化方案:•整体布置是否需要优化•细节处理是否合理•材料性能是否充分利用目的:1.3支架设计计算概述(1)支架的设计计算的一般过程:•1.对上部结构进行分析•2.纵向布置•3.横向布置•4.支架地基基础布置•5.初步选择钢材型号及材料•6.手算初步方案是否合理•7.电算各构件受力情况•8.不断优化确定方案(2)支架设计荷载•钢筋砼自重取25-26kn/m3,竹胶板取1.0kpa,钢模取2kpa,施工活载取2.5kpa,振捣砼产生的荷载取2kpa.(3)荷载组合分项系数•永久荷载取1.2,活荷载取1.4.(4)材料强度•依据《混凝土结构设计规范》和《钢结构设计规范》相关规定取值(5)支架各构件允许长细比•主要受压构件取150,次要受压构件取200.(6)支架各构件最大变形限值•支架受载后挠曲的杆件,其弹性挠度为相应结构计算跨度的1/4001.4挂篮计算概述(1)挂篮主要组成构件•主桁架:主要受力结构,由桁架片构成两组,可用贝雷钢架、万能杆件或大型型钢等拼成•悬吊系统:将荷载从底模传到主桁上,常采用钻有销孔的钢带或精轧螺纹钢。

•锚固系统与平衡重:防止挂篮行走和浇筑砼时倾覆失稳,稳定性系数不小于2。

•行走系统•工作平台•底模架(2)挂篮的设计要求•挂篮长度和横截面:长度应按悬臂浇筑最大的分段长度决定。

横截面布置由桥梁宽度和截面形式决定。

•挂篮要满足强度、刚度、稳定性的要求。

•挂篮与悬浇梁段砼的重量比<0.5,挂篮的最大变形<20mm(一般轻型挂篮比较难做到)。

()(3)计算围堰时一般需要考虑的荷载•水土压力:砂土地基采用水土分算,粘土或粉土地基采用水土合算。

•水流力、波浪力•其他作用力:施工车辆荷载、基坑周边的超载、风荷载等1.5围堰计算概述2.简介midas有限元程序2.1Midas/Civil软件介绍2.3Midas/Civil帮助文件Midas系列软件是以有限元为理论基础开发的分析和设计软件。

建筑方案中计算书

建筑方案中计算书

建筑方案中计算书计算书是建筑方案设计过程中必不可少的一环,通过对建筑结构的力学计算,可以评估其稳定性和安全性,指导建筑设计和施工。

计算书应包含以下内容:1. 计算基础:首先要确定建筑的设计参数,包括建筑面积、高度、荷载等。

同时,还需要收集有关建筑材料和构件的参数,如混凝土的强度等。

2. 荷载计算:根据建筑的用途和规模,进行荷载计算。

荷载可分为静态荷载和动态荷载,静态荷载包括自重、固定荷载和附加荷载,动态荷载包括风荷载、地震荷载等。

3. 结构分析:根据荷载计算的结果,进行结构分析。

结构分析包括静力分析和动力分析两个方面。

静力分析主要用于确定结构的内力和变形情况,动力分析主要用于评估结构的抗震性能。

4. 结构设计:根据结构分析的结果,进行结构设计。

结构设计包括确定建筑的结构系统、选择结构材料和构件,以及计算构件的尺寸和数量等。

5. 施工图设计:根据结构设计的结果,进行施工图设计。

施工图设计包括绘制建筑平面图、立面图和剖面图,以及标注构件的位置、尺寸和材料等。

6. 施工方案:根据施工图设计的结果,确定施工方案。

施工方案包括建筑施工的步骤、施工序列和施工方法等。

7. 结构验算:根据施工图设计和施工方案,进行结构验算。

结构验算主要用于检查结构的安全性和稳定性是否符合设计要求。

8. 结构计算书:根据上述步骤,编写结构计算书。

结构计算书应包含建筑的设计参数、荷载计算、结构分析、结构设计、施工图设计、施工方案和结构验算等内容。

总结:结构计算书是建筑方案设计过程中的重要文件,通过对建筑结构的力学计算,评估建筑的稳定性和安全性,指导建筑设计和施工。

计算书应包含建筑的设计参数、荷载计算、结构分析、结构设计、施工图设计、施工方案和结构验算等内容。

5高层建筑结构的分析方法与简化计算a

5高层建筑结构的分析方法与简化计算a

5.3.2 剪力墙结构的内力计算 5.3.2.1 竖向荷载作用下的内力计算
5.3.2.2 水平荷载作用下的计算单元和计算简图
可按纵横两方向墙体分别按平面结构进行分析。简化
为平面结构计算时,可以把与它正交的另一方向墙作为翼
缘。
横向地震作用计算
纵向地震作用计算
剪力墙的有效翼缘宽度bi
截面形式 考虑方式 按剪力墙的净距离S0考虑 按翼缘厚度hi考虑 按门窗洞净跨度b0考虑 T(或I形)截面 b+S02/2+S03/2 b+12hi b01 L形截面 b+S01/2 b+6hi b02
D值法。
修正后柱的抗侧移刚度D 反弯点法求柱的抗侧移刚度基于横梁无限刚性,认
为框架节点只有侧移,没有转角。D值法抛弃这一假定,
认为节点不仅有侧移,而且有转角,为了方便计算,作 了如下假设: 任一柱AB(不在底层)节点的转角、杆端转角都相同 (均为θ)
与柱AB相连上下两层柱的弦转角都相同
与柱AB相连上下两层柱的线刚度都相同 层高相等
5.2.2.2 水平荷载作用下框架的近似内力分析—反弯点法和D 值法
水平荷载:风荷载、地震水平作用
反弯点法
分析
① 水平荷载作用下框架各柱上下端既有水平位移Δ,又有转 角φ,而越往下框架所受的总水平力越大,所以转角自 下而上φ1>φ2>…>φn-1>φn
② 各层上下端的相对水平位移引起各柱变形特点是上下层 弯曲方向相反,从这点看,反弯点就在中点;但转角不
为简化计算,假定:
底层各柱反弯点高度距离基础顶面2/3底层柱高处,其余
各层柱反弯点在柱的中点;
在同层各柱间分配剪力时,假定横梁刚度无限大,即梁 端无转角。

建筑结构设计要点及计算模型调整探讨

建筑结构设计要点及计算模型调整探讨

建筑结构设计要点及计算模型调整探讨对于高层建筑来说,其结构设计难度随着高度的增加更是倍增,从概念设计以及计算模型角度出发将会使得结构受力和经济更合理。

基于这点考虑,本文结合笔者从事工程设计实践经验,提出从概念设计出发来合理选取结构布置,同时对计算模型采取合理的调整,以使得结构更加合理。

标签建筑结构;结构设计;计算模型;模型调整1 引言对于高层建筑结构来说,随着建筑高度的不断增加,其设计难度随之增加,特别对于超高层建筑,其设计难度更是随着高度的增加而成倍数级增加,为此采取概念设计理念对于合理设计高层建筑结构来说是相当重要。

在结构设计中,采用清晰的结构概念去处理实际工作中的结构问题,从而提出对结构问题具有实际意义的处理方法。

基于这点考虑,本文结合笔者工程设计实践经验,提出可行的概念设计思路以及计算模型调整技巧。

2 破坏机制和朔化历程分析要使整个结构达到整体破坏机制是容易的,设计人员应努力实现理想的建筑结构的整体破坏机制,主要实现措施是通过正确布置和掌握朔性铰出现的位置和出现顺序,但对于高层结构来说有各种不同的结构体系。

2.1 对于框架结构来说,地震作用下首先在梁端产生朔性铰,消耗地震能量。

随着强震作用,底层柱底弯矩增大,导致底层柱底最终出现朔性铰,结构进入失稳状态成为几何可变体系。

在设计高层结构时,应保证底层柱的抗弯和抗剪强度,以有效地延迟底层柱朔性铰的出现,提高底层柱的延性。

可采取的措施是:对梁固端弯矩进行适当调幅;框架梁的下部钢筋如不是计算需要和构造要求,以不伸入柱中或不完全锚固在柱中为好。

通过人为方式对不同构件设置不同的安全等级。

2.2 对于剪力墙结构来说,鉴于剪力墙结构的刚度较大,重点设计其抗弯和抗剪强度。

在设计剪力墙结构时,为了有效确保剪力墙结构不出现楼层破坏,剪力墙内竖向钢筋的配筋率不宜过小,避免在大震作用下产生脆性破坏。

水平分布筋直径不宜过小间距不宜过大,否则对混凝土起不到约束作用;竖向钢筋直径更不能太细间距不宜过大;对于墙厚大于160mm时,采取双层钢筋,而且水平筋应放在竖向筋的外侧。

高层建筑结构设计计算分析探讨

高层建筑结构设计计算分析探讨
之间 , 因此, 在 设计 中对于框 支柱 变形的控 制情况较 为理想 。 当进 行框 支柱 的剪力设计时 , 剪压 比的大小 不得超过0 . 1 5 , 跟根 据配筋 情况 确定 设计值 , 同时要乘 以1 . 1 的放大 系数。 柱 内的纵向配筋率低于 1 . 2 %, 而箍
2 . 结构 设 计技 术要 点 ( 1 ) 在 建筑结 构设 计 中, 应 当充分 考虑到结 构构 件的竖 向荷 载所 产生的竖 向变形 。 鉴于对 于承受较大 竖向荷载 的构件 , 其 会产生相应的 轴 向变形 , 当构件承受一定量 轴 向变形后, 会导 致连 续梁的 受弯状态 出 现不 同程 度的变 化, 尤其是 会明显减小连 续梁 中间支座 的负弯矩 。 另外 对于预 制构件 的下料 长度, 也应 当考虑到轴 向变形 的影响 , 设计人 员应 根据轴 向变形 的数值 , 对下料 长度进行 适当的调整。 ( 2 ) 在建 筑结构 的设计中, 应 当要考虑水平荷载的 作用。 尤其是对 于高层建 筑结 构来说 , 构件在 竖 向荷 载作用下 ( 如 恒载 、 活载) 会产生
全性 情况下, 还需 要考虑 到工程成 本 的要 求。 因此 , 对于 结构 设计人员 难以进行贯通 , 简体局部变 形部位 的竖 向荷 载相对较 大, 因此在设 计基 来说 , 需 要不断 结合工程 实践经 验, 针对不同结构 类型情况而采 取有效 础板 厚时, 考虑增加 筒体 四周 的板厚 , 其值取为1 . 5 m, 而其他部位 的板 的合理设 计方案 , 采取 相适应的结构 设计方法。 厚则取为1 . O m。 在本工程 中是采 用软 件进行 基础的计算 的, 计 算时基础 采用的计算 模型 为弹性 地基 梁板, 为了确保计算结构 的精确度 , 应 特别 注意各种先进技 术资料 的收集和整理 。 3 . 3 框 支层结构 的设计 ( 1 ) 框支柱 的设 计。 鉴于控 制框支柱 的轴压 比为0 . 6 , 本工程所 采 用的 框支 柱截面 形式 有多种, 为1 3 0 0 × 1 3 0 0 或1 3 0 0 × 2 3 0 0 等几 种红 形 式。 在设计 中, 通过 相应 的计算可知 , 全部 的框支 柱在 受力方面都较 为 合理 , 没有出现异常 的情况 , 轴压 比均满足低于0 . 6 的要求, 在O . 4 1 0 . 5 2

建筑结构设计计算步骤

建筑结构设计计算步骤

2 确 定 整 体 结 构 的 合 理 性
整 体结构 的科 学性 和 合理 性 是 新规 范特 别 强 调 的 内容 。新 规 范用 于控 制结 构 整 体性 的 主要 指 标 主要 有 : 期 比 、 周 位移 比 、 刚度 比、 间受 剪 承载 层 力之比、 刚重 比 、 重 比等 。 ( ) 期 比是 控 制 结 剪 1周
Z a g Yz h n i u,Di u n J
( tl ri l eina dPa ntueo e o g ag H ri 5 0 0C i ) Me l g a D s n lnIs t f i nj n , abn1 04 h a au c g it H l i n
言 , 型数 的多少 于结 构 层数 及 结 构 自由度有 关 , 振
当结构 层数 较 多 或 结 构 层 刚 度 突 变 较 大 时 , 型 振
体现 最不 利地 震 作 用 方 向 的影 响 。 ( ) 构 基本 3结 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 , 以保 留软 件 的缺省 值 , 可 待
果 的 , 须首 先确定 其合 理 取值 , 必 才能 保 证后 续计 算 结果 的正 确 性 。( ) 型 组 合 数 是 软 件 在 做 抗 1振 震 计算 时考虑 振型 的数量 。该 值 取值 太 小 不能 正 确 反映模 型 应 当考 虑 的 振 型 数 量 , 计 算 结 果 失 使 真; 取值 太大 , 仅 浪 费 时 间 , 可 能 使 计 算 结 果 不 还
发生畸变。《 高层建筑混凝土结构技术规程》 .. 51 1 2条规定 , 震 计 算 时 , 考 虑 平 扭藕 联 计 算 3— 抗 宜
结 构 的扭 转效 应 , 振型数 不宜 小 于 1 , 多塔 结构 5对 的振型 数不 应 小 于 塔 楼 的 9倍 , 计 算 振 型 数 应 且 使 振 型参 与 质 量 不 小 于 总 质 量 的 9 % 。一 般 而 0

建筑结构的荷载计算与设计

建筑结构的荷载计算与设计

建筑结构的荷载计算与设计在建筑工程中,荷载计算与设计是一个至关重要的环节。

合理的荷载计算与设计可以保证建筑结构的安全可靠性,确保建筑在使用寿命内不发生破坏或倒塌的风险。

本文将从建筑结构的荷载类型、荷载计算方法、设计原则等方面进行探讨。

一、荷载类型建筑结构的荷载可以分为静荷载和动荷载两类。

静荷载主要包括重力荷载、温度荷载、风荷载、地震荷载等。

重力荷载是由于建筑本身产生的自重引起的,需根据建筑的设计载荷标准进行计算。

温度荷载是由于温度变化引起的结构应力和变形,需要根据气候条件和建筑材料的热膨胀系数进行计算。

风荷载是由气流对建筑物表面产生的压力引起的,需根据气候条件和建筑物的形状、高度等参数进行计算。

地震荷载是由地震引起的地面运动对建筑物产生的作用力,需根据地震烈度和建筑物所处地区的地震区划等因素进行计算。

动荷载主要包括人员荷载、设备荷载、施工荷载等。

人员荷载是指建筑物内部工作人员或使用人员集中在某一区域产生的荷载,需根据人员数量和密度进行计算。

设备荷载是指建筑物内部的设备设施所产生的荷载,需根据设备的重量和分布进行计算。

施工荷载是指建筑施工过程中所施加的临时荷载,需根据具体的施工情况进行计算。

二、荷载计算方法荷载计算是建筑结构设计的关键步骤之一,其准确性直接影响到结构的安全可靠性。

荷载计算的方法主要有经验公式法和理论计算法两种。

经验公式法是根据历史数据和经验总结得出的一种计算方法,适用于一些简单的建筑结构。

例如,在某一地区的平均风速和建筑物高度之间可以通过经验公式得出风荷载大小,但需要注意的是,由于不同地区的环境条件、建筑形状等存在差异,经验公式法计算出的荷载只能作为初步设计的依据,还需要进行进一步的校核。

理论计算法是通过建立结构的数学模型,根据物理学和力学原理进行计算的方法。

这种方法需要进行大量的参数输入和计算步骤,相对较为复杂,但能够获得更加准确的荷载计算结果。

常用的理论计算方法包括有限元法、塑性分析法等。

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[建筑结构设计计算步骤探讨作者:杨星赵兵简介:新规范对建筑结构设计提出了更高的要求,结构计算更加复杂多样,因此不可能一次完成,而应当从整体到局部、分层次完成。

主要计算过程可以分为四步进行:整体参数计算,整体合理性计算,构件优化计算和抗震性能验算。

每步计算中又包含多次试算,在上一步计算取得合理结果以后,方可进行下一步计算,以便使结构计算过程科学化,提高设计工作效率。

关键字:建筑结构设计计算步骤探讨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SATWE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.完成整体参数的正确设定计算开始以前,设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述,以及工程的实际情况,对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。

但有几个参数是关系到整体计算结果的,必须首先确定其合理取值,才能保证后续计算结果的正确性。

这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等,在计算前很难估计,需要经过试算才能得到。

(1)振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。

该值取值太小不能正确反映模型应当考虑的振型数量,使计算结果失真;取值太大,不仅浪费时间,还可能使计算结果发生畸变。

《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2条规定,抗震计算时,宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应,振型数不宜小于15,对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。

一般而言,振型数的多少于结构层数及结构自由度有关,当结构层数较多或结构层刚度突变较大时,振型数应当取得多些,如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。

振型组合数是否取值合理,可以看软件计算书中的x,y向的有效质量系数是否大于0.9。

具体操作是,首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9,若小于0.9,可逐步加大振型个数,直到x,y两个方向的有效质量系数都大于0.9为止。

必须指出的是,结构的振型组合数并不是越大越好,其最大值不能超过结构得总自由度数。

例如对采用刚性板假定得单塔结构,考虑扭转藕联作用时,其振型不得超过结构层数的3倍。

如果选取的振型组合数已经增加到结构层数的3倍,其有效质量系数仍不能满足要求,也不能再增加振型数,而应认真分析原因,考虑结构方案是否合理。

(2)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,应将该数值回填到软件的“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。

(3)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。

上述的计算目的是将这些对全局有控制作用的整体参数先行计算出来,正确设置,否则其后的计算结果与实际差别很大。

2.确定整体结构的合理性整体结构的科学性和合理性是新规范特别强调内容。

新规范用于控制结构整体性的主要指标主要有:周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比等。

(1)周期比是控制结构扭转效应的重要指标。

它的目的是使抗侧力的构件的平面布置更有效更合理,使结构不至出现过大的扭转。

也就是说,周期比不是要求就构足够结实,而是要求结构承载布局合理。

《高规》第4.3.5条对结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比的要求给出了规定。

如果周期比不满足规范的要求,说明该结构的扭转效应明显,设计人员需要增加结构周边构件的刚度,降低结构中间构件的刚度,以增大结构的整体抗扭刚度。

设计软件通常不直接给出结构的周期比,需要设计人员根据计算书中周期值自行判定第一扭转(平动)周期。

以下介绍实用周期比计算方法:1)扭转周期与平动周期的判断:从计算书中找出所有扭转系数大于0.5的平动周期,按周期值从大到小排列。

同理,将所有平动系数大于0.5的平动周期值从大到小排列;2)第一周期的判断:从列队中选出数值最大的扭转(平动)周期,查看软件的“结构整体空间振动简图”,看该周期值所对应的振型的空间振动是否为整体振动,如果其仅仅引起局部振动,则不能作为第一扭转(平动)周期,要从队列中取出下一个周期进行考察,以此类推,直到选出不仅周期值较大而且其对应的振型为结构整体振动的值即为第一扭转(平动)周期;3)周期比计算:将第一扭转周期值除以第一平动周期即可。

(2)位移比(层间位移比)是控制结构平面不规则性的重要指标。

其限值在《建筑抗震设计规范》和《高规》中均有明确的规定,不再赘述。

需要指出的是,新规范中规定的位移比限值是按刚性板假定作出的,如果在结构模型中设定了弹性板,则必须在软件参数设置时选择“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”,以便计算出正确的位移比。

在位移比满足要求后,再去掉“对所有楼层强制采用刚性楼板假定的选择,以弹性楼板设定进行后续配筋计算。

此外,位移比的大小是判断结构是否规则的重要依据,对选择偶然偏心,单向地震,双向地震下的位移比,设计人员应正确选用。

(3)刚度比是控制结构竖向不规则的重要指标。

根据《抗震规范》和《高规》的要求,软件提供了三种刚度比的计算方式,分别是剪切刚度,剪弯刚度和地震力与相应的层间位移比。

正确认识这三种刚度比的计算方法和适用范围是刚度比计算的关键:1)剪切刚度主要用于底部大空间为一层的转换结构及对地下室嵌固条件的判定;2)剪弯刚度主要用于底部大空间为多层的转换结构;3)地震力与层间位移比是执行《抗震规范》第 3.4.2条和《高规》4.3.5条的相关规定,通常绝大多数工程都可以用此法计算刚度比,这也是软件的缺省方式。

(4)层间受剪承载力之比也是控制结构竖向不规则的重要指标。

其限值可参考《抗震规范》和《高规》的有关规定。

(5)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的主要参数。

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。

(6)剪重比是抗震设计中非常重要的参数。

规范之所以规定剪重比,主要是因为长期作用下,地震影响系数下降较快,由此计算出来的水平地震作用下的结构效应可能太小。

而对于长周期结构,地震动态作用下的地面加速度和位移可能对结构具有更大的破坏作用,但采用振型分解法时无法对此作出准确的计算。

因此,出于安全考虑,规范规定了各楼层水平地震力的最小值,该值如果不满足要求,则说明结构有可能出现比较明显的薄弱部位,必须进行调整。

除以上计算分析以外,设计软件还会按照规范的要求对整体结构地震作用进行调整,如最小地震剪力调整、特殊结构地震作用下内力调整、0.2Q0调整、强柱弱梁与强剪弱弯调整等等,因程序可以完成这些调整,就不再详述了。

3 对单构件作优化设计前几步主要是对结构整体合理性的计算和调整,这一步则主要进行结构单个构件内力和配筋计算,包括梁,柱,剪力墙轴压比计算,构件截面优化设计等。

(1)软件对混凝土梁计算显示超筋信息有以下情况:1)当梁的弯矩设计值M大于梁的极限承载弯矩M u时,提示超筋;2)规范对混凝土受压区高度限制:四级及非抗震:ξ≤ξb二、三级:ξ≤0.35(计算时取A S ’=0.3 A S )一级:ξ≤0.25(计算时取A S ’=0.5 A S )当ξ不满足以上要求时,程序提示超筋;3)《抗震规范》要求梁端纵向受拉钢筋的最大配筋率 2.5%,当大于此值时,提示超筋;4)混凝土梁斜截面计算要满足最小截面的要求,如不满足则提示超筋。

(2)剪力墙超筋分三种情况:1)剪力墙暗柱超筋:软件给出的暗柱最大配筋率是按照4%控制的,而各规范均要求剪力墙主筋的配筋面积以边缘构件方式给出,没有最大配筋率。

所以程序给出的剪力墙超筋是警告信息,设计人员可以酌情考虑;2)剪力墙水平筋超筋则说明该结构抗剪不够,应予以调整;3)剪力墙连梁超筋大多数情况下是在水平地震力作用下抗剪不够。

规范中规定允许对剪力墙连梁刚度进行折减,折减后的剪力墙连梁在地震作用下基本上都会出现塑性变形,即连梁开裂。

设计人员在进行剪力墙连梁设计时,还应考虑其配筋是否满足正常状态下极限承载力的要求。

(3)柱轴压比计算:柱轴压比的计算在《高规》和《抗震规范》中的规定并不完全一样,《抗震规范》第6.3.7条规定,计算轴压比的柱轴力设计值既包括地震组合,也包括非地震组合,而《高规》第6.4.2条规定,计算轴压比的柱轴力设计值仅考虑地震作用组合下的柱轴力。

软件在计算柱轴压比时,当工程考虑地震作用,程序仅取地震作用组合下的的柱轴力设计值计算;当该工程不考虑地震作用时,程序才取非地震作用组合下的柱轴力设计值计算。

因此设计人员会发现,对于同一个工程,计算地震力和不计算地震力其柱轴压比结果会不一样。

(4)剪力墙轴压比计算:为了控制在地震力作用下结构的延性,新的《高规》和《抗震规范》对剪力墙均提出了轴压比的计算要求。

需要指出的是,软件在计算断指剪力墙轴压比时,是按单向计算的,这与《高规》中规定的短肢剪力墙轴压比按双向计算有所不同,设计人员可以酌情考虑。

(5)构件截面优化设计:计算结构不超筋,并不表示构件初始设置的截面和形状合理,设计人员还应进行构件优化设计,使构件在保证受力要求的条件下截面的大小和形状合理,并节省材料。

但需要注意的是,在进行截面优化设计时,应以保证整体结构合理性为前提,因为构件截面的大小直接影响到结构的刚度,从而对整体结构的周期、位移、地震力等一系列参数产生影响,不可盲目减小构件截面尺寸,使结构整体安全性降低。

4. 满足规范抗震措施的要求在施工图设计阶段,还必须满足规范规定的抗震措施要求。

《混凝土规范》、《高规》和《抗震规范》对结构的构造提出了非常详尽的规定,这些措施是很多震害调查和抗震设计经验的总结,也是保证结构安全的最后一道防线,设计人员不可麻痹大意。

(1)设计软件进行施工图配筋计算时,要求输入合理的归并系数、支座方式、钢筋选筋库等,如一次计算结果不满意,要进行多次试算和调整。

(2)生成施工图以前,要认真输入出图参数,如梁柱钢筋最小直径、框架顶角处配筋方式、梁挑耳形式、柱纵筋搭接方式,箍筋形式,钢筋放大系数等,以便生成符合需要的施工图。

软件可以根据允许裂缝宽度自动选筋,还可以考虑支座宽度对裂缝宽度的影响。

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