土木工程毕业设计-框架结构电算分析

振型计算,取 21 个振型参与计算能满足要求。

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:0.9599/1. 1610 = 0.8268<0.9,满足要求。 (2)电算结果的判别与调整要点

1)对于刚度均匀的结构,在考虑扭转藕连计算时,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〉可以判断出哪个振型是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。

2)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,应按高规要求(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%)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。 (藕联取 3 的倍数,且≤3 倍层数,非搞联取≤层数,直到参与计算振型的有效质量系数≥90%)需要提醒的是,并不是振型数取

得越大越好。 若振型数取得太大,则PKPM会报错,提醒 “有效质量自由度数小于指定分析振型数”。这时就 需要适当减少参与计算的振型数。 即使PKPM没有报错,参与计算的振型数取得太大,也会增大计算机的内存和CPU开销,还会增大用于计算的时间开销。 这样做就比较浪费。

3)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,使结构不至于出现过大(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外圈结构刚度、增设抗震墙、增加外围连梁的高度、 削弱内筒的刚度。

4)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,通常有以下要点:○1扭转周期大小与刚心、形心之间的偏心距大小无关,只与楼层抗扭刚度有关;○2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;○3当不满足周期限制时,若层间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;

4当不满足周期限制时,且层间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;○5当不满足扭转周期限制,且层间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;○6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。 7.2.3 层刚度比验算 (1)规范条文

1)《抗规》附录E.2.1条规定,筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2; 2)《高规》第3.5. 2条第1款规定,对于框架结构,楼层与相临上层侧向刚度比不宜小于0. 7,与相临上部三层刚度平均值的比值不宜小于0.8; 3)《高规》第3.5. 2条第2款规定,对于框架-剪力墙、板柱-剪力墙、框架-核心筒结构、筒中筒结构,与相临上层侧向刚度比不宜小于0.9;当本层层高大于相邻上层层高的1.5倍时,该比值不宜小于1.1;对结构底部嵌固层,该比值不宜小于1.5倍。 在建筑结构的结构设计信息(WMASS. OUT)中可以查到最小层刚度比。

X方向最小刚度比为1.0000 (第7层), y方向最小刚度比 1. 0000 (第7层)。均大于0.8, 满足要求。 (2)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他结构计算。

2)层刚度比计算及薄弱层地震剪力放大系数的结果详见建筑结构的结构设计信息WMASS.OUT。一般来说,结构的抗侧刚度应该沿高度均匀分布或沿高度逐渐减少,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, 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(砌体)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”;而对于一般工程来说,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。 7.2.4 层间受剪承载力之比验算

《高规》第3. 5. 3条规定, A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%,不应小于其相邻上一层受剪承载力的65%; B级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75%。 在结构设计信息(WMASS.OUT)中可以找到:

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