結(jié)構(gòu)計算

連梁剛度?？蚣艚Y(jié)構(gòu)或剪力墻結(jié)構(gòu)中的連梁剛度，可乘≥0．55的折減系數(shù)。（3）剪力墻的有效翼緣寬度。剪力墻可考慮縱墻或橫墻的翼緣作用，其有效翼緣寬度可按有關(guān)規(guī)定取用。（4）錯位剪力墻的等效剛度。錯位剪力墻（錯位值a≤2．5m，a≤8t，t為墻厚）的等效剛度應(yīng)乘以折減系數(shù)0．8。（5）折線形剪力墻的簡化處理。當(dāng)折線形剪力墻的各墻段總轉(zhuǎn)角≤15°時，可按平面剪力墻考慮。（6）壁式框架的剛域長度及桿件的等效剛度，按有關(guān)規(guī)定取用。

新的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范在結(jié)構(gòu)可靠度、設(shè)計計算、配筋構(gòu)造方面均有重大更新和補(bǔ)充，特別是對抗震及結(jié)構(gòu)的整體性，規(guī)則性作出了更高的要求，使結(jié)構(gòu)設(shè)計不可能一次完成。如何正確運(yùn)用設(shè)計軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，以滿足新規(guī)范的要求，是每個設(shè)計人員都非常關(guān)心的問題。以SATWE軟件為例，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計計算步驟的討論，對一個典型工程而言，使用結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算分四步較為科學(xué)。

結(jié)構(gòu)計算實(shí)用性

1．完成整體參數(shù)的正確設(shè)定計算開始以前，設(shè)計人員首先要根據(jù)新規(guī)范的具體規(guī)定和軟件手冊對參數(shù)意義的描述，以及工程的實(shí)際情況，對軟件初始參數(shù)和特殊構(gòu)件進(jìn)行正確設(shè)置。但有幾個參數(shù)是關(guān)系到整體計算結(jié)果的，必須首先確定其合理取值，才能保證后續(xù)計算結(jié)果的正確性。這些參數(shù)包括振型組合數(shù)、最大地震力作用方向和結(jié)構(gòu)基本周期等，在計算前很難估計，需要經(jīng)過試算才能得到。

（1）振型組合數(shù)是軟件在做抗震計算時考慮振型的數(shù)量。該值取值太小不能正確反映模型應(yīng)當(dāng)考慮的振型數(shù)量，使計算結(jié)果失真；取值太大，不僅浪費(fèi)時間，還可能使計算結(jié)果發(fā)生畸變?！陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》5.1.13-2條規(guī)定，抗震計算時，宜考慮平扭藕聯(lián)計算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，振型數(shù)不宜小于15，對多塔結(jié)構(gòu)的振型數(shù)不應(yīng)小于塔樓的9倍，且計算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%。一般而言，振型數(shù)的多少于結(jié)構(gòu)層數(shù)及結(jié)構(gòu)自由度有關(guān)，當(dāng)結(jié)構(gòu)層數(shù)較多或結(jié)構(gòu)層剛度突變較大時，振型數(shù)應(yīng)當(dāng)取得多些，如有彈性節(jié)點(diǎn)、多塔樓、轉(zhuǎn)換層等結(jié)構(gòu)形式。振型組合數(shù)是否取值合理，可以看軟件計算書中的x，y向的有效質(zhì)量系數(shù)是否大于0.9.具體操作是，首先根據(jù)工程實(shí)際情況及設(shè)計經(jīng)驗(yàn)預(yù)設(shè)一個振型數(shù)計算后考察有效質(zhì)量系數(shù)是否大于0.9，若小于0.9，可逐步加大振型個數(shù)，直到x，y兩個方向的有效質(zhì)量系數(shù)都大于0.9為止。必須指出的是，結(jié)構(gòu)的振型組合數(shù)并不是越大越好，其最大值不能超過結(jié)構(gòu)得總自由度數(shù)。例如對采用剛性板假定得單塔結(jié)構(gòu)，考慮扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)作用時，其振型不得超過結(jié)構(gòu)層數(shù)的3倍。如果選取的振型組合數(shù)已經(jīng)增加到結(jié)構(gòu)層數(shù)的3倍，其有效質(zhì)量系數(shù)仍不能滿足要求，也不能再增加振型數(shù)，而應(yīng)認(rèn)真分析原因，考慮結(jié)構(gòu)方案是否合理。

（2）最大地震力作用方向是指地震沿著不同方向作用，結(jié)構(gòu)地震反映的大小也各不相同，那么必然存在某各角度使得結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)值最大的最不利地震作用方向。設(shè)計軟件可以自動計算出最大地震力作用方向并在計算書中輸出，設(shè)計人員如發(fā)祥該角度絕對值大于15度，應(yīng)將該數(shù)值回填到軟件的“水平力與整體坐標(biāo)夾角”選項(xiàng)里并重新計算，以體現(xiàn)最不利地震作用方向的影響。

（3）結(jié)構(gòu)基本周期是計算風(fēng)荷載的重要指標(biāo)。設(shè)計人員如果不能事先知道其準(zhǔn)確值，可以保留軟件的缺省值，待計算后從計算書中讀取其值，填入軟件的“結(jié)構(gòu)基本周期”選項(xiàng)，重新計算即可。

上述的計算目的是將這些對全局有控制作用的整體參數(shù)先行計算出來，正確設(shè)置，否則其后的計算結(jié)果與實(shí)際差別很大。

結(jié)構(gòu)計算科學(xué)性

2.確定整體結(jié)構(gòu)的合理性整體結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性是新規(guī)范特別強(qiáng)調(diào)內(nèi)容。新規(guī)范用于控制結(jié)構(gòu)整體性的主要指標(biāo)主要有：周期比、位移比、剛度比、層間受剪承載力之比、剛重比、剪重比等。

（1）周期比是控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的重要指標(biāo)。它的目的是使抗側(cè)力的構(gòu)件的平面布置更有效更合理，使結(jié)構(gòu)不至出現(xiàn)過大的扭轉(zhuǎn)。也就是說，周期比不是要求就構(gòu)足夠結(jié)實(shí)，而是要求結(jié)構(gòu)承載布局合理?！陡咭?guī)》第4.3.5條對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比的要求給出了規(guī)定。如果周期比不滿足規(guī)范的要求，說明該結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯，設(shè)計人員需要增加結(jié)構(gòu)周邊構(gòu)件的剛度，降低結(jié)構(gòu)中間構(gòu)件的剛度，以增大結(jié)構(gòu)的整體抗扭剛度。

設(shè)計軟件通常不直接給出結(jié)構(gòu)的周期比，需要設(shè)計人員根據(jù)計算書中周期值自行判定第一扭轉(zhuǎn)（平動）周期。以下介紹實(shí)用周期比計算方法：1）扭轉(zhuǎn)周期與平動周期的判斷：從計算書中找出所有扭轉(zhuǎn)系數(shù)大于0.5的平動周期，按周期值從大到小排列。同理，將所有平動系數(shù)大于0.5的平動周期值從大到小排列；2）第一周期的判斷：從列隊(duì)中選出數(shù)值最大的扭轉(zhuǎn)（平動）周期，查看軟件的“結(jié)構(gòu)整體空間振動簡圖”，看該周期值所對應(yīng)的振型的空間振動是否為整體振動，如果其僅僅引起局部振動，則不能作為第一扭轉(zhuǎn)（平動）周期，要從隊(duì)列中取出下一個周期進(jìn)行考察，以此類推，直到選出不僅周期值較大而且其對應(yīng)的振型為結(jié)構(gòu)整體振動的值即為第一扭轉(zhuǎn)（平動）周期；3）周期比計算：將第一扭轉(zhuǎn)周期值除以第一平動周期即可。

（2）位移比（層間位移比）是控制結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則性的重要指標(biāo)。其限值在《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》和《高規(guī)》中均有明確的規(guī)定，不再贅述。需要指出的是，新規(guī)范中規(guī)定的位移比限值是按剛性板假定作出的，如果在結(jié)構(gòu)模型中設(shè)定了彈性板，則必須在軟件參數(shù)設(shè)置時選擇“對所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定”，以便計算出正確的位移比。在位移比滿足要求后，再去掉“對所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定的選擇，以彈性樓板設(shè)定進(jìn)行后續(xù)配筋計算。2100433B

1．計算高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移時，用彈性方法及取用結(jié)構(gòu)的彈性剛度，并考慮各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的共同工作。

2．框架梁及剪力墻的連梁等構(gòu)件，可按有關(guān)規(guī)定考慮局部塑性變形的內(nèi)力重分布。

3．計算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移時，一般情況下可假定樓板在自身平面內(nèi)為絕對剛性，但在設(shè)計中應(yīng)采取保證樓面整體剛度的構(gòu)造措施。

4．下列情況宜考慮樓板在自身平面內(nèi)的變形影響：（1）樓板整體性較弱；（2）樓板有很大的開洞或缺口，寬度削弱；（3）樓板平面上有較長的外伸段；（4）作為結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的樓板，對于上述情況，須考慮樓板實(shí)際剛度，對采用剛性樓面假定算得的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。

5．結(jié)構(gòu)計算中，各類構(gòu)件均需考慮彎曲變形，構(gòu)件其他變形按有關(guān)規(guī)定考慮。對豎向荷載還宜考慮施工過程中逐層加載的影響。

6．構(gòu)件剛度的取用。（1）框架梁的慣性矩：

現(xiàn)澆板邊框架梁I=1．5I↓r

現(xiàn)澆板中部框架梁I=2．0I↓r

式中I↓r——梁截面矩形部分的慣性矩。

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《高等防護(hù)結(jié)構(gòu)計算理論》從結(jié)構(gòu)計算理論發(fā)展的角度，重點(diǎn)介紹了著者認(rèn)為對當(dāng)前防護(hù)結(jié)構(gòu)計算以及對未來防護(hù)工程計算發(fā)展將起較大影響的新理論研究成果。

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