整理pkpm参数意义与调整Word文档下载推荐.docx
- 文档编号:22307062
- 上传时间:2023-02-03
- 格式:DOCX
- 页数:24
- 大小:36.01KB
整理pkpm参数意义与调整Word文档下载推荐.docx
《整理pkpm参数意义与调整Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《整理pkpm参数意义与调整Word文档下载推荐.docx(24页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
[高规]4.3.5条规定,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移,A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍;
且***高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍,B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑,不应大于该楼层平均值的1.4倍。
[高规]4.6.3条规定,高度不大于150m的高层建筑,其楼层层间最大位移与层间之比(即最大层间位移角)Δu/h应满足以下要求:
结构休系Δu/h限值
框架1/550
框架-剪力墙,框架-核心筒1/800
筒中筒,剪力墙1/1000
框支层1/1000
1.4电算结果的判别与调整要点:
PKPM软件中的SATWE程序对每一楼层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,详位移输出文件WDISP.OUT。
但对于计算结果的判读,应注意以下几点:
(1)若位移比(层间位移比)超过1.2,则需要在总信息参数设置中考虑双向地震作用;
(2)验算位移比需要考虑偶然偏心作用,验算层间位移角则不需要考虑偶然偏心
(3)验算位移比应选择强制刚性楼板假定,但当凸凹不规则或楼板局部不连续时,应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型,当平面不对称时尚应计及扭转影响
(4)最大层间位移、位移比是在刚性楼板假设下的控制参数。
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),故可先采用刚性楼板算出位移,而后采用弹性楼板进行构件分析。
(5)因为高层建筑在水平力作用下,几乎都会产生扭转,故楼层最大位移一般都发生在结构单元的边角部位
2.周期比:
2.1名词释义:
周期比即结构扭转为主的第一自振周期(也称第一扭振周期)Tt与平动为主的第一自振周期(也称第一侧振周期)T1的比值。
周期比主要控制结构扭转效应,减小扭转对结构产生的不利影响,使结构的抗扭刚度不能太弱。
因为当两者接近时,由于振动藕连的影响,结构的扭转效应将明显增大。
2.2相关规范条文的控制:
[高规]4.3.5条规定,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(即周期比),***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。
[高规]5.1.13条规定,高层建筑结构计算振型数不应小于9,抗震计算时,宜考虑平扭藕连计算结构的扭转效应,振型数不小于15,对于多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。
2.3电算结果的判别与调整要点:
(1).计算结果详周期、地震力与振型输出文件。
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)。
(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。
(3).振型分解反应谱法分析计算周期,地震力时,还应注意两个问题,即计算模型的选择与振型数的确定。
一般来说,当全楼作刚性楼板假定后,计算时宜选择“侧刚模型”进行计算。
而当结构定义有弹性楼板时则应选择“总刚模型”进行计算较为合理。
至于振型数的确定,应按上述[高规]5.1.13条执行,振型数是否足够,应以计算振型数使振型参与质量不小于总质量的90%作为唯一的条件进行判别。
(4).如同位移比的控制一样,周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系,而非其绝对大小,它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不致于出现过大(相对于侧移)的扭转效应。
即周期比控制不是在要求结构足够结实,而是在要求结构承载布局的合理性。
考虑周期比限制以后,以前看来规整的结构平面,从新规范的角度来看,可能成为“平面不规则结构”。
一旦出现周期比不满足要求的情况,一般只能通过调整平面布置来改善这一状况,这种改变一般是整体性的,局部的小调整往往收效甚微。
周期比不满足要求,说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小,总的调整原则是要加强结构外圈,或者削弱内筒。
(5).扭转周期控制及调整难度较大,要查出问题关键所在,采取相应措施,才能有效解决问题。
a)扭转周期大小与刚心和形心的偏心距大小无关,只与楼层抗扭刚度有关;
b)剪力墙全部按照同一主轴两向正交布置时,较易满足;
周边墙与核心筒墙成斜交布置时要注意检查是否满足;
c)当不满足周期限制时,若层位移角控制潜力较大,宜减小结构竖向构件刚度,增大平动周期;
d)当不满足周期限制时,且层位移角控制潜力不大,应检查是否存在扭转刚度特别小的层,若存在应加强该层的抗扭刚度;
e)当不满足扭转周期限制,且层位移角控制潜力不大,各层抗扭刚度无突变,说明核心筒平面尺度与结构总高度之比偏小,应加大核心筒平面尺寸或加大核心筒外墙厚,增大核心筒的抗扭刚度。
f)当计算中发现扭转为第一振型,应设法在建筑物周围布置剪力墙,不应采取只通过加大中部剪力墙的刚度措施来调整结构的抗扭刚度。
3刚度比
3.1名词释义:
刚度比指结构竖向不同楼层的侧向刚度的比值(也称层刚度比),该值主要为了控制高层结构的竖向规则性,以免竖向刚度突变,形成薄弱层。
对于地下室结构顶板能否作为嵌固端,转换层上、下结构刚度能否满足要求,及薄弱层的判断,均以层刚度比作为依据。
[抗规]与[高规]提供有三种方法计算层刚度,即剪切刚度(Ki=GiAi/hi)、剪弯刚度(Ki=Vi/Δi)、地震剪力与地震层间位移的比值(Ki=Qi/Δui)。
3.2相关规范条文的控制:
[抗规]附录E2.1规定,筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2;
[高规]4.4.2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%;
[高规]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;
[高规]10.2.3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E的规定:
E.01)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γ表示转换层上、下层结构刚度的变化,非抗震设计时γ不应大于3,抗震设计时不应大于2。
E.02)底部大空间层数大于一层时,其转换层上部框架-剪力墙结构的与底部大空间层相同或相近高度的部分的等效侧向刚度与转换层下部的框架-剪力墙结构的等效侧向刚度比γe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。
3.3电算结果的判别与调整要点:
(1)规范对结构层刚度比和位移比的控制一样,也要求在刚性楼板假定条件下计算。
对于有弹性板或板厚为零的工程,应计算两次,在刚性楼板假定条件下计算层刚度比并找出薄弱层,然后在真实条件下完成其它结构计算。
(2)层刚比计算及薄弱层地震剪力放大系数的结果详建筑结构的总信息WMASS.OUT。
一般来说,结构的抗侧刚度应该是沿高度均匀或沿高度逐渐减少,但对于框支层或抽空墙柱的中间楼层通常表现为薄弱层,由于薄弱层容易遭受严重震害,故程序根据刚度比的计算结果或层间剪力的大小自动判定薄弱层,并乘以放大系数,以保证结构安全。
当然,薄弱层也可在调整信息中通过人工强制指定。
(3)对于上述三种计算层刚度的方法,我们应根据实际情况进行选择:
对于底部大空间为一层时或多层建筑及砖混结构应选择“剪切刚度”;
对于底部大空间为多层时或有支撑的钢结构应选择“剪弯刚度”;
而对于通常工程来说,则可选用第三种规范建议方法,此法也是SATWE程序的默认方法。
4.刚重比
4.1名词释义:
结构的侧向刚度与重力荷载设计值之比称为刚重比。
它是影响重力二阶效应的主要参数,且重力二阶效应随着结构刚重比的降低呈双曲线关系增加。
高层建筑在风荷载或水平地震作用下,若重力二阶效应过大则会引起结构的失稳倒塌,故控制好结构的刚重比,则可以控制结构不失去稳定。
4.2相关规范条文的控制:
[高规]5.4.4条规定:
1.对于剪力墙结构,框剪结构,筒体结构稳定性必须符合下列规定:
2.对于框架结构稳定性必须符合下列规定:
Di*Hi/Gi>
=10
4.3电算结果的判别与调整要点:
1.按照下式计算等效侧向刚度:
2.对于剪切型的框架结构,当刚重比大于10时,则结构重力二阶效应可控制在20%以内,结构的稳定已经具有一定的安全储备;
当刚重比大于20时,重力二阶效应对结构的影响已经很小,故规范规定此时可以不考虑重力二阶效应。
3.对于弯剪型的剪力墙结构、框剪结构、筒体结构,当刚重比大于1.4时,结构能够保持整体稳定;
当刚重比大于2.7时,重力二阶效应导致的内力和位移增量仅在5%左右,故规范规定此时可以不考虑重力二阶效应。
2.若结构刚重比(Ejd/GH2)>
1.4,则满足整体稳定条件,SATWE输出结果参WMASS.OUT,
3.高层建筑的高宽比满足限值时,可不进行稳定验算,否则应进行。
4.当高层建筑的稳定不满足上述规定时,应调整并增大结构的侧向刚度。
5、剪重比:
5.1名词释义:
剪重比即最小地震剪力系数λ,主要是控制各楼层最小地震剪力,尤其是对于基本周期大于3.5S的结构,以及存在薄弱层的结构,出于对结构安全的考虑,规范增加了对剪重比的要求。
5.2相关规范条文的控制:
[抗规]5.2.5条与[高规]3.3.13条规定,抗震验算时,结构任一楼层的水平地震剪力不应小于下表给出的最小地震剪力系数λ。
类
别7度7.5度8度8.5度9度
扭转效应明显或基本周期
小于3.5S的结构0.0160.0240.0320.0480.064
基本周期大于5.0S的结构0.0120.0180.0240.0320.040
5.3电算结果的判别与调整要点:
(1).对于竖向不规则结构的薄弱层的水平地震剪力应增大1.15倍,即上表中楼层最小剪力系数λ应乘以1.15倍。
当周期介于3.5S和5.0S之间时,可对于上表采用插入法求值。
(2).对于一般高层建筑而言,结构剪重比底层为最小,顶层最大,故实际工程中,结构剪重比由底层控制,由下到上,哪层的地震剪力不够,就放大哪层的设计地震内力.
(3).结构各层剪重比及各楼层地震剪力调整系数自动计算取值,结果详SATWE周期、地震力与振型输出文件WZQ.OUT)
(4).各层地震内力自动放大与否在调整信息栏设开关;
如果用户考虑自动放大,SATWE将在WZQ.OUT中输出程序内部采用的放大系数.
(5).六度区剪重比可在0.7%~1%取。
若剪重比过小,均为构造配筋,说明底部剪力过小,要对构件截面大小、周期折减等进行检查;
若剪重比过大,说明底部剪力很大,也应检查结构模型,参数设置是否正确或结构布置是否太刚。
6、轴压比
6.1名词释义:
柱(墙)轴压比N/(fcA)指柱(墙)轴压力设计值与柱(墙)的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比。
它是影响墙柱抗震性能的主要因素之一,为了使柱墙具有很好的延性和耗能能力,规范采取的措施之一就是限制轴压比。
6.2相关规范条文的控制:
[砼规]11.4.16条[抗规]6.3.7条,[高规]6.4.2条同时规定:
柱轴压比不宜超过下表中限值。
结构类型抗震等级
一二三
框架结构0.70.80.9
框架抗震墙,板柱抗震墙筒体0.750.850.95
部分框支抗震墙0.60.7--
[砼规]11.7.13条[高规]7.2.14条同时规定:
抗震设计时,一二级抗震等级的剪力墙底部加强部位,其重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比不宜超过下表中限值.
关键词:
PKPM设计计算
1.风荷载
风压标准值计算公式为:
WK=βzμsμZW。
其中:
βz=1+ξυφz/μz在新规范中,基本风压Wo略有提高,而建筑的风压高度变化系数μE、脉动增大系数ξ、脉动影响系数υ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。
具体的变化包括下面几条:
1)、基本风压:
:
新的荷载规范将风荷载基本值的重现期由原来的30年一遇改为50年一遇:
新高规3.2.2条规定:
对于B级高度的高层建筑或特别重要的高层建筑,应按100年一遇的风压值采用。
2)、地面粗糙度类别:
由原来的A、B、C类,改为A、B、C、D类。
C类是指有密集建筑群的城市市区;
D类为有密集建筑群,且房屋较高的城市市区。
3)、凤压高度变化系数:
A、B、C类对应的风压高度变化系数略有调整。
新增加的D类对应的风压高度变化系数最,比C类小20%到50%。
4)、脉动增大系数:
A、B、C类对应的脉动增大系数略有调整。
新增加的D类对应脉动增大系数比89规范小,约5%到10%。
与结构的材料和形式有关。
5)、脉动影晌系数:
在89高规中,脉动影响系数仅与地面粗糙度类别有关,对应A、B、C类的脉动影响系数分别为,0.48、0.53和0.63。
在新规范中,脉动影响系数不仅与地面粗糙度类别有关,而且还与建筑的高宽比和总高度有关,其数值都小于89高规。
如C类、高度为5Om、高宽比为3的建筑,υ=0.46,比89高规小28%,若为D类,则小37%。
6)、结构的基本周期:
脉动增大系数ξ与结构的基本周期有关(WoT12)。
结构的基本周期可采用结构力学方法计算,对于比较规则的结构,也可以采用近似方法计算:
框架结构T=(0.08-1.00)N:
框剪结构、框筒结构T=(0.06-0.08)N:
剪力墙结构、筒中筒结构T=(0.05-0.06)N。
其中N为结构层数。
2.地震作用
1)、抗震设防烈度:
:
新规范改变了抗震设防烈度与设计基本地震加速度值的对应关系,增加了7度(0.15g〉和8度(0.30g)两种情况(见新抗震规范表3.2.2)。
2)、设计地震分组:
新规范把直接影响建筑的设计特征周期Tg的设计近震、远震改为设计地震分组,分别为设计地震第一组、第二组和第三组。
3)、特征周期值:
比89规范增加了0.05s以上,这在一定程度上提高了地震作用。
4)、地震影响系数曲线:
新规范5.1.5条,设计反应谱范围由原来的3s延伸到6s,分上升段、平台段、指数下降段和倾斜下降段四个区段。
在5Tg以内与89规范相同,从5Tg起改为倾斜下降段,斜率为0.02。
对于阻尼比不等于0.05的结构,设计反应谱在阻尼比ζ等于0.05的基础上调整。
5)、扭转耦连:
新高规3.3条规定,质量、刚度不对称、不均匀的结构,以及高度超过100m的高层建筑结构应采用考虑扭转稿连振动影响的振型分解反应谱法。
6)、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。
7)、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%。
8)、竖向地震作用:
新规范5.3.1条规定,对于9度的高层建筑,其竖向地震作用标准值应按
公式(5.3.1-1)和〈5.3.14〉计算,并宜乘以1.5的放大系数。
相当于重力荷载代表值的33.4%:
新规范5.3.3条规定,长悬臂和其它大跨度结构竖向地震作用标准值,8度、8.5度和9度时分别取重力荷载代表值的10%、15%和20%:
新高规10.2.3条规定,带转换层的高层建筑结构,8度抗震设计时转换构件应考虑竖向地震影响。
3.地震作用调整
1)、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λ。
对于竖向不规则结构的薄弱层,尚应乘以1.15的增大系数。
2)、0.2Q0调整:
新规范6.2.13条规定,侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框一剪结构,任一层框架部分的地震剪力,不应小于结构底部总地震剪力的20%和按框-剪结构分析的框架部分各楼层地震剪力中最大值1.5倍二者的较小值。
3)、边榀地震作用效应调整:
新规范5.2.3条规定,规则结构不进行扭转祸连计算时,平行于地震作用方向的两个边桶,其地震作用效应应乘增大系数。
一般情况下,短边可按1.15采用,长边可按1.05采用:
当扭转刚度较小时,宜按不小于1.3采用。
软件未执行这一条。
4)、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%或其正二层平均值的80%时,该楼层地震剪力应乘1.15增大系数;
新规范3.4.3条规定,坚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。
5〉、转换梁地震作用下的内力调整:
新高规10.2.23条规定,转换梁在特一级和一、二级抗震设计时,其地震作用下的内力分别放大1.8、1.5、1.25倍。
6)、框支柱地震作用下的内力调整:
新高规10.2.7条规定,框支柱数目不多于10根时:
当框支层为1一2层时各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的2%当框支层为3层及3层以上时,各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的3%:
框支柱数目多于10根时,当框支层为1一2层时每层框支柱所承受剪力之和应取基底剪力20%,当框支层为3层及3层以上时,每层框支柱所承受剪力之和应取基底剪力3。
她框支柱剪力调整后,应相应调整框支柱的弯矩及柱端梁的剪力、弯矩,框支柱的轴力可不调整。
4.作用效应组合
1)、作用效应组合基本公式非抗震设计时由可变荷载控制的组合zs=γGSGK+γJQJZ的iYQiSω非抗震设计时由永久荷载控制的组合zs=γGSGK+立的hSQik抗震设计时的组合。
2)、恒荷载作用的分项系数:
当其对结构不利时,对于可变荷载效应控制的组合,应取1.2,对于永久荷载效应控制的组合,应取l.35:
当其对结构不利时,一般应取1.0。
3)、可变荷载作用的分项系数和组合值系数:
一般应取l.4;
对于标准值大于4.OKN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载应取1.3;
楼面活荷载的组合值系数见荷载规范表4.1.1,取值范围在0.7-0.9之间;
风荷载的组合值系数为0.6;
与地震作用效应组合时风荷载的组合系数为0.2。
4)、地震作用的分项系数:
一般应取1.3:
当同时考虑水平、竖向地震作用时,应取0.5。
5〉、重力荷载代表值:
新抗震规范5.1.3条规定,建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。
各可变荷载组合值系数,应按表5.1.3采用。
(与荷载规范表4.1.1不同〉
5.设计内力调整
1)、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、三级的框架梁和抗震墙中跨高比大于2.5的连梁,其梁端截面组合的设计剪力值应调整。
2)、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、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。
3)、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
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和层间位移角,A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍;
且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍,B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑,不应大于该楼层平均值的1.3倍。
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0.850。
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γ表示转换层上、下层结构刚度的变化,非抗震设计时γ不应大于3,抗震设计时不应大于2。
D.0.2:
底部为2-5层大空间的部分框支剪力墙结构,其转换层下部框架一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γe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)、层刚度比计算:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 整理 pkpm 参数 意义 调整