第5章多高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)●

5.1多高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

●5.1.1常用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)程序的選擇●5.1.2關(guān)于結(jié)構(gòu)底部的嵌固部位的確定

●5.1.3計(jì)算簡圖的處理

●5.1.4總信息中幾個重要參數(shù)的確定

●5.1.5內(nèi)力計(jì)算結(jié)果的分析、判斷●5.1.6根據(jù)計(jì)算結(jié)果對結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整

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5.2多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)算例

●5.2.1工程概況及計(jì)算簡圖●5.2.2設(shè)計(jì)條件●5.2.3荷載標(biāo)準(zhǔn)值●5.2.4框架荷載及內(nèi)力計(jì)算●

5.3剪力墻結(jié)構(gòu)算例●5.4思考題與作業(yè)●

5.1多高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前多高層建筑的結(jié)構(gòu)分析基本上都采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行，前面章節(jié)有關(guān)手算的方法的介紹主要是為了幫助對結(jié)構(gòu)體系的受力特點(diǎn)及概念進(jìn)行深入理解。當(dāng)然，設(shè)計(jì)人員也可用手算方法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)估算。

計(jì)算機(jī)軟件并不能完全代替設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)概念，所以在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時，我們必須對軟件的計(jì)算原理及適用范圍有一個清晰的認(rèn)識，選擇適合相應(yīng)結(jié)構(gòu)體系的軟件進(jìn)行計(jì)算，并應(yīng)對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真分析，以確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和合理性。

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5.1.1常用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)程序的選擇計(jì)算模型分類計(jì)算假定適用范圍單榀平面框架分析將結(jié)構(gòu)劃分為若干榀正交平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，在水平力作用下，按單榀平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，樓板假定在其自身平面內(nèi)為剛度無限大平面非常規(guī)則的純框架(剪力墻)結(jié)構(gòu)，且各榀框架(剪力墻)大體相似，一般不用于高層建筑結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)空間協(xié)同法將結(jié)構(gòu)劃分為若干榀正交或斜交的平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，在任一方向的水平力作用下，由空間位移協(xié)調(diào)條件進(jìn)行各榀結(jié)構(gòu)的水平力分配。樓板假定在其自身平面內(nèi)為剛度無限大平面布置較為規(guī)則的框架、框架―剪力墻和剪力墻結(jié)構(gòu)等三維空間分析法剪力墻為開口薄壁桿件模型采用開口薄壁桿件理論，將整個平面連肢墻或整個空間剪力墻模擬為開口薄壁桿件，每一桿件有兩個端點(diǎn)，各有7個自由度，前6個自由度的含義與空間梁、柱單元相同，第7個自由度是用來描述薄壁桿件截面翹曲的。在小變形條件下，桿件截面外形輪廓線在其自身平面內(nèi)保持剛性，在出平面方向可以翹曲。樓板假定為無限剛，采用薄壁桿件原理計(jì)算剪力墻，忽略剪切變形的影響框架、框架―剪力墻、剪力墻及筒體結(jié)構(gòu)表5-1常用結(jié)構(gòu)分析軟件的計(jì)算模型及適用范●

5.1.1常用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)程序的選擇計(jì)算模型分類計(jì)算假定適用范圍表5-1常用結(jié)構(gòu)分析軟件的計(jì)算模型及適用范三維空間分析法剪力墻為墻板單元模型梁、柱、斜桿為空間桿件，剪力墻為允許設(shè)置內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的改進(jìn)型墻板單元，具有豎向拉壓剛度、平面內(nèi)彎曲剛度和剪切剛度，邊柱作為墻板單元的定位和墻肢長度的幾何條件，一般墻肢用定位虛柱，帶有實(shí)際柱端的墻肢直接用柱端截面及其形心作為邊柱定位。在單元頂部設(shè)置特殊剛性梁，其剛度在墻平面內(nèi)無限大，平面外為零，既保持了墻板單元的原有特性又使墻板單元在樓層邊界上全截面變形協(xié)調(diào)框架、框架―剪力墻、剪力墻及筒體結(jié)構(gòu)板殼單元模型用每一節(jié)點(diǎn)6個自由度的殼元來模擬剪力墻單元，剪力墻既有平面內(nèi)剛度又有平面外剛度，樓板既可以按彈性考慮，也可以按剛性考慮框架、框架―剪力墻、剪力墻、筒體等各類結(jié)構(gòu)三維空間分析法墻組元模型在薄壁桿件模型的基礎(chǔ)上作了改進(jìn)，不但考慮了剪切變形有影響，而且引入節(jié)點(diǎn)豎向位移變量代替薄壁桿件模型形心豎向位移變量，更準(zhǔn)確的描述剪力墻的變形狀態(tài)，是一種介于薄壁桿件單元和連續(xù)體有限元之間的分析單元。沿墻厚方向，縱向應(yīng)力均勻分布；縱向應(yīng)變近似定義為：；墻組截面形狀保持不變框架、框架―剪力墻、剪力墻及筒體結(jié)構(gòu)●

5.1.1常用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)程序的選擇

目前，我國國內(nèi)常用計(jì)算程序的模型多為上述一種或幾種組合形成。其中單榀平面框架分析的計(jì)算模型主要是在早期的結(jié)構(gòu)計(jì)算中采用。其特點(diǎn)是與平面框架手算步驟一致，由于它只適用于非常規(guī)則的純框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)，適用范圍有限，所以現(xiàn)在已很少使用。平面結(jié)構(gòu)空間協(xié)同計(jì)算模型也只能在一定程度上反映結(jié)構(gòu)整體工作的特性，只適用于較規(guī)則的框架、框架―剪力墻、剪力墻結(jié)構(gòu)，目前也已較少使用。在三維空間分析程序中，基于薄壁桿件模型的優(yōu)點(diǎn)是自由度小，使復(fù)雜的高層結(jié)構(gòu)分析得到極大的簡化。但是薄壁桿件中許多剪力墻難以滿足薄壁柱理論的假定，它對剪力墻為長墻、矮墻、多肢剪力墻及框支剪力墻、無樓板約束的剪力墻等情況計(jì)算精度不夠；基于薄板理論的結(jié)構(gòu)有限元分析軟件，把無洞口或有較小洞口的剪力墻模型化為一個板單元，把有較大洞口的剪力墻模型化為板―梁連接體系。這類軟件對剪力墻的模型化不夠理想，沒有考慮剪力墻的平面外剛度及單元的幾何尺寸影響，對于帶洞口的剪力墻，其模型化誤差較大。●

5.1.1常用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)程序的選擇基于殼元理論的三維組合結(jié)構(gòu)有限元分析程序，由于殼元既有平面內(nèi)剛度，又具有平面外剛度，用殼元模擬剪力墻和樓板可以較好的反映其實(shí)際受力狀態(tài)。基于殼元理論的多高層結(jié)構(gòu)分析模型，理論上比較科學(xué)，分析精度較高。盡管這種程序功能全面，適用范圍廣，但它的前后處理功能較弱，在一定程度上限制了這類軟件在實(shí)際工程中的使用。因此，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況，深入理解各計(jì)算機(jī)軟件的適用范圍和特點(diǎn)，選擇適合于本工程的計(jì)算軟件進(jìn)行分析。●

5.1.1常用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)程序的選擇在下列情況下，樓板變形比較顯著，樓板剛度無限大的假定不符合實(shí)際情況，應(yīng)對采用剛性樓板假定的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正，或采用樓板內(nèi)為半剛性的計(jì)算方法：(1)樓面有很大的開洞或缺口，樓面寬度狹窄。(2)平面上有較長的外伸段。(3)底層大空間的剪力墻結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層樓面。(4)錯層結(jié)構(gòu)，樓面不能保證平面內(nèi)無限剛度。(5)樓面的整體性差的結(jié)構(gòu)體系。●

5.1.1常用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)程序的選擇在內(nèi)力與位移計(jì)算中，鋼構(gòu)件、型鋼混凝土及鋼管混凝土等構(gòu)件宜按實(shí)際情況直接作為設(shè)計(jì)條件輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)此類構(gòu)件較少時，也可以按等剛度原則，等效為混凝土構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。對于平、立面復(fù)雜的剪力墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用合適的計(jì)算模型分析。當(dāng)采用有限元模型時，對應(yīng)力變化復(fù)雜處應(yīng)合理劃分單元；當(dāng)采用薄壁桿件計(jì)算模型時，對錯洞墻可進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪Ｐ突幚砗笤僮髡w分析。●

5.1.1常用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)輔助設(shè)計(jì)程序的選擇B級高度的高層建筑結(jié)構(gòu)和體型復(fù)雜、結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足以下要求：(1)應(yīng)采用兩個不同的力學(xué)模型的三維空間分析，結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行整體分析計(jì)算。對于同一結(jié)構(gòu)采用不同的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算軟件計(jì)算，可以互相比較和校核，對把握結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)是十分必要的。(2)在抗震設(shè)計(jì)時，宜考慮平扭耦連計(jì)算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，振型數(shù)不應(yīng)小于15，對多塔樓結(jié)構(gòu)的振型數(shù)不應(yīng)小于塔樓數(shù)的9倍，且計(jì)算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%。(3)應(yīng)采用彈性時程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算。(4)宜采用彈塑性靜力或動力分析方法驗(yàn)算薄弱層彈塑性變形。應(yīng)采用豎向荷載作用下模擬施工進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。對于高層建筑結(jié)構(gòu)，在考慮軸向變形影響時，由于高層建筑結(jié)構(gòu)是逐步逐層施工形成的，其豎向荷載也是逐層加載而成的。如果采用一次施加外荷載進(jìn)行計(jì)算就會出現(xiàn)較大的差異，房屋越高，構(gòu)件豎向剛度相差越大，則差異越大。因此一般的三維空間分析計(jì)算軟件都建議采用模擬施工加載進(jìn)行內(nèi)力分析。(5)對豎向不規(guī)則的高層建筑，包括某樓層抗側(cè)剛度小于其上一層的70%或小于其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%，或結(jié)構(gòu)樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的承載力小于其上一層的80%，或某樓層豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)，其薄弱層對應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的地震剪力應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù)。結(jié)構(gòu)分析應(yīng)按上述要求進(jìn)行，并應(yīng)對薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施。●

5.1.2關(guān)于結(jié)構(gòu)底部的嵌固部位的確定

對于多高層建筑結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析之前，必須首先確定結(jié)構(gòu)嵌固端所在的位置。所謂嵌固部位也就是預(yù)期塑性鉸出現(xiàn)的部位。嵌固端的正確選取是結(jié)構(gòu)計(jì)算模型中的一個重要假定，它不僅關(guān)系到結(jié)構(gòu)中某些構(gòu)件內(nèi)力分配的準(zhǔn)確性，而且還影響結(jié)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)移的真實(shí)性以及結(jié)構(gòu)局部的經(jīng)濟(jì)性。●5.1.2關(guān)于結(jié)構(gòu)底底部的嵌固固部位的確確定(1)在二層以上上地下室的的多層建筑筑，宜將上上部的嵌固固部位設(shè)在在地下室頂頂板，此時時應(yīng)滿足以以下條件：：①地下室室頂板標(biāo)高高與室外地地坪高差不不能太大，，一般應(yīng)小小于地下一一層層高的的1/3。②地下室室頂板結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)為梁板板體系，且且該層樓面面不得留有有大洞口，，樓面框架架梁的抗彎彎剛度要足足夠大。③地下室室結(jié)構(gòu)的布布置應(yīng)保證證地下室頂頂板及地下下室各樓層層樓板有足足夠的平面面內(nèi)整體剛剛度和承載載力，能將將上部結(jié)構(gòu)構(gòu)的地震作作用傳遞到到全部地下下室抗側(cè)力力構(gòu)件；為為此地下室室頂板板厚厚不宜小于于180mm，混凝土等等級應(yīng)不小小于C30，且應(yīng)雙層層雙向布置置鋼筋。每每層每個方方向的鋼筋筋配筋率不不宜低于0.25%。●5.1.2關(guān)于結(jié)構(gòu)底底部的嵌固固部位的確確定(1)在二層以上上地下室的的多層建筑筑，宜將上上部的嵌固固部位設(shè)在在地下室頂頂板，此時時應(yīng)滿足以以下條件：：④地下室室結(jié)構(gòu)應(yīng)能能承受上部部結(jié)構(gòu)屈服服超強(qiáng)及地地下室本身身的地震作作用。為此此地下室的的樓層側(cè)向向剛度不應(yīng)應(yīng)小于相鄰鄰上部結(jié)構(gòu)構(gòu)樓層側(cè)向向剛度的2倍。⑤計(jì)算多多塔大底盤盤地下室樓樓層側(cè)向剛剛度比時，，大底盤地地下室的整整體剛度應(yīng)應(yīng)不小于相相鄰上部結(jié)結(jié)構(gòu)所有塔塔樓的總體體剛度的2倍，每棟塔塔樓內(nèi)范圍圍內(nèi)(塔樓周邊向向外擴(kuò)展與與地下室高高度相等的的水平長度度)的地下室側(cè)向向剛度與相鄰鄰上部塔樓的的側(cè)向剛度比比不宜小于1.5。⑥地下室柱柱截面每側(cè)面面的縱向鋼筋筋面積，除應(yīng)應(yīng)滿足計(jì)算要要求外，不應(yīng)應(yīng)少于地上一一層對應(yīng)柱每每側(cè)縱向鋼筋筋面積的1.1倍。⑦地下室頂頂板部位的梁梁柱節(jié)點(diǎn)左右右梁端截面實(shí)實(shí)際受彎承載載力之和不宜宜小于上下柱柱端實(shí)際承載載力之和。●5.1.2關(guān)于結(jié)構(gòu)底部部的嵌固部位位的確定(2)當(dāng)由于地下室室大部分頂板板降板或地下下一層為車庫庫(墻體少)等使用要求，，不滿足地下下室頂板作為為結(jié)構(gòu)嵌固部部位的要求時時，對于3層及3層以上的地下下室，可將結(jié)結(jié)構(gòu)的嵌固部部位置于地下下一層底板，，此時的底板板應(yīng)按上述第第1款中有關(guān)“頂頂板”的要求求處理，且應(yīng)應(yīng)滿足以下要要求：①地下一層層樓層抗側(cè)剛剛度應(yīng)大于地地上一層樓層層的抗側(cè)剛度度。②地下二層層樓層抗側(cè)剛剛度應(yīng)大于地地下一層的樓樓層抗側(cè)剛度度，并應(yīng)大于于地上一層樓樓層抗側(cè)剛度度的2倍。當(dāng)?shù)叵率沂覍訑?shù)少于3層時，宜將嵌嵌固部位設(shè)于于基礎(chǔ)頂面。。●5.1.2關(guān)于結(jié)構(gòu)底部部的嵌固部位位的確定(3)對于單層地下下室建筑宜選選擇基礎(chǔ)底板板作為結(jié)構(gòu)的的嵌固端。選選擇基礎(chǔ)底板板作為結(jié)構(gòu)嵌嵌固端，可以以充分利用基基礎(chǔ)“無限剛剛”的假定。。對于首層樓樓面留有大孔孔洞，或選用用無梁樓蓋等等各種結(jié)構(gòu)形形式，都不會會影響計(jì)算結(jié)結(jié)果的準(zhǔn)確性性。但當(dāng)?shù)叵孪率易鳛榭贡墑e較高的的防空地下室室時，其地下下室頂板通常常具有作為結(jié)結(jié)構(gòu)嵌固端的的抗側(cè)剛度，，此時可以取取其作為結(jié)構(gòu)構(gòu)的嵌固端。。●5.1.3計(jì)算簡簡圖的的處理理在多高高層結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)時時，設(shè)設(shè)計(jì)人人員首首先必必須結(jié)結(jié)合工工程實(shí)實(shí)際，，與建建筑設(shè)設(shè)備專專業(yè)協(xié)協(xié)商，，確定定一個個合理理的結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)形形式和和結(jié)構(gòu)構(gòu)體系系。結(jié)結(jié)構(gòu)體體系應(yīng)應(yīng)受力力明確確，傳傳力簡簡捷并并力求求平面面和豎豎向規(guī)規(guī)則。。然后后再應(yīng)應(yīng)用力力學(xué)概概念對對計(jì)算算簡圖圖進(jìn)行行處理理。(1)高層建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)分分析計(jì)計(jì)算時時宜對對結(jié)構(gòu)構(gòu)進(jìn)行行力學(xué)學(xué)上的的簡化化處理理，使使其既既能反反映結(jié)結(jié)構(gòu)的的受力力性能能，又又適應(yīng)應(yīng)于所所選用用的計(jì)計(jì)算分分析軟軟件的的力學(xué)學(xué)模型型，從從而從從根本本上保保證分分析結(jié)結(jié)果的的可靠靠性。。(2)在內(nèi)力與位移計(jì)算算中，應(yīng)考慮相鄰鄰層豎向構(gòu)件的偏偏心影響。樓面梁梁與柱子的偏心一一般按實(shí)際情況參參與整體計(jì)算。●5.1.3計(jì)算簡圖的處理(3)在內(nèi)力與位移計(jì)算算中，密肋板樓蓋蓋可按實(shí)際情況進(jìn)進(jìn)行輸入計(jì)算，當(dāng)當(dāng)不能按實(shí)際情況況計(jì)算時，可將密密肋梁均勻等效為為柱上框架梁進(jìn)行行計(jì)算，其截面寬寬度可取被等效的的密肋梁截面寬度度之和。平板無梁梁樓蓋采用近似方方法考慮時，其柱柱上板帶可等效為為框架梁計(jì)算，等等效截面寬度可取取等代框架方向板板跨的3/4及垂直于等代框架架方向板跨的1/2兩者的較小值。(4)高層建筑結(jié)構(gòu)中，，梁、柱、剪力墻墻的初估截面尺寸寸可按第5章第4～6節(jié)中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)進(jìn)行取值。從大量量的工程設(shè)計(jì)的結(jié)結(jié)果的分析，鋼筋筋混凝土高層建筑筑單位建筑面積的的豎向總荷載大約約在12kN/m2～16kN/m2之間。其中框架、、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)大約為為12kN/m2～14kN/m2；剪力墻和筒體結(jié)結(jié)構(gòu)大約在14kN/m2～16kN/m2。在初步設(shè)計(jì)階段段，這些數(shù)據(jù)可以以用來對結(jié)構(gòu)進(jìn)行行初步內(nèi)力分析，，從而可以初步確確定柱、剪力墻的的截面尺寸。●5.1.3計(jì)算簡圖的處理(5)當(dāng)構(gòu)件截面尺寸相相對其跨度較大時時，構(gòu)件交匯處會會形成相對的剛性性節(jié)點(diǎn)區(qū)域，所以以在內(nèi)力與位移計(jì)計(jì)算時，可考慮框框架或壁式框架梁梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)剛域的的影響。剛域的長長度(如圖5.1所示)近似按下式計(jì)算：：圖5.1框架節(jié)點(diǎn)剛域圖=a1–0.25hb(5-1a)=a2–0.25hb(5-1b)=c1–0.25bc(5-1c)=c2–0.25bc(5-1d)當(dāng)計(jì)算剛域的總長長度為負(fù)值時應(yīng)取取為零。●5.1.3計(jì)算簡圖的處理(6)對于大底盤多塔結(jié)結(jié)構(gòu)，如果把裙房房部分按塔樓的形形式切開計(jì)算，則則下部群房及基礎(chǔ)礎(chǔ)的計(jì)算誤差較大大，且各塔之間的的相互影響也無法法考慮。因此，應(yīng)應(yīng)先進(jìn)行整體計(jì)算算，按《高層建筑混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》取夠振型數(shù)，并考考慮塔樓與塔樓之之間的相互影響。。當(dāng)各塔樓的質(zhì)量量、剛度等分布懸懸殊時，整體計(jì)算算反映出的前若干干個振型可能大部部分均為某一塔樓樓所貢獻(xiàn)。而由于于耦連振型的存在在，判斷某一振型型反映的是哪一塔塔樓的某一主振型型比較困難。同時時，由于《高層建筑混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中第一扭轉(zhuǎn)周期和和第一平動周期比比值的限制以及水水平位移限值的限限制，為了驗(yàn)證各各獨(dú)立單塔的正確確性和合理性，還還需將多塔結(jié)構(gòu)分分開進(jìn)行計(jì)算分析析。●5.1.3計(jì)算簡圖的處理(7)對于超長或不規(guī)則則等原因?qū)⒔ㄖ镂锝Y(jié)構(gòu)分為兩個或或多個獨(dú)立的結(jié)構(gòu)構(gòu)單元時，最好是是將各獨(dú)立單元分分開進(jìn)行計(jì)算分析析，如果一定要合合在一起計(jì)算，也也可按多塔結(jié)構(gòu)模模型進(jìn)行計(jì)算，但但需要注意的是，，由于分縫處不是是真正獨(dú)立迎風(fēng)面面，其風(fēng)荷載的計(jì)計(jì)算與實(shí)際受力狀狀態(tài)不符，對于那那些對風(fēng)荷載比較較敏感或以風(fēng)荷載載為控制荷載的結(jié)結(jié)構(gòu)，必須修改風(fēng)風(fēng)荷載數(shù)據(jù)，以計(jì)計(jì)算出正確的風(fēng)荷荷載數(shù)據(jù)文件。●5.1.4總信息中幾個重要要參數(shù)的確定結(jié)構(gòu)總信息是控制制全局的參數(shù)，在在應(yīng)用程序時應(yīng)深深刻理解程序中對對有關(guān)參數(shù)選用的的說明，且應(yīng)在正正確理解參數(shù)的物物理概念的基礎(chǔ)上上，根據(jù)工程的實(shí)實(shí)際情況及規(guī)范要要求經(jīng)分析后確定定。1.周期折減系數(shù)周期折減的目的是是為了充分考慮框框架結(jié)構(gòu)和框架―剪力墻結(jié)構(gòu)的填充充墻剛度對計(jì)算周周期的影響，其大大小由結(jié)構(gòu)類型和和填充墻數(shù)多少來來決定結(jié)構(gòu)類型填充墻較多填充墻較少結(jié)構(gòu)類型填充墻較多填充墻較少框架結(jié)構(gòu)0.6～0.70.7～0.8剪力墻結(jié)構(gòu)0.9～1.01.0框剪結(jié)構(gòu)0.7～0.80.8～0.9表5-2周期折減系數(shù)●5.1.4總信息中幾個重要要參數(shù)的確定2.框架―剪力墻結(jié)構(gòu)中，任任一層框架承擔(dān)地地震力調(diào)整系數(shù)框架―剪力墻結(jié)構(gòu)中，由由于剪力墻剛度很很大，承擔(dān)了大部部分的地震作用剪剪力，而框架分擔(dān)擔(dān)的地震作用很少少，則在剪力墻開開裂后很不安全，，所以《高層建筑混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第8.1.4條規(guī)定框架部分承承擔(dān)的最小剪力應(yīng)應(yīng)不小于基底剪力力的20%和最大樓層總剪力力值的1.5倍兩者中的較小值值。3.計(jì)算振型個數(shù)一般計(jì)算振型數(shù)應(yīng)應(yīng)大于9。多塔結(jié)構(gòu)振型數(shù)數(shù)應(yīng)不小于塔數(shù)的的9倍。但也要注意一一點(diǎn)，此處指定的的振型數(shù)不能超過過結(jié)構(gòu)固有振型的的總數(shù)。例如，一一個規(guī)則的兩層結(jié)結(jié)構(gòu)，采用剛性樓樓板假定，由于每每塊樓板只有三個個有效動力自由度度，整個結(jié)構(gòu)只有有6個有效動力自由度度，這樣系統(tǒng)自身身只有6個特征對，這時候候就不能指定9個振型，最多只能能取6個，否則就會造成成地震力計(jì)算異常常。●5.1.4總信息中幾個重要要參數(shù)的確定4.梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)數(shù)考慮梁在豎向荷載載作用下的塑性內(nèi)內(nèi)力重分布，通過過調(diào)整使梁端彎矩矩減少，相應(yīng)增加加跨中彎矩，使梁梁上下配筋均勻一一些，達(dá)到節(jié)約材材料，方便施工的的目的。一般情況況下，梁端彎矩調(diào)調(diào)幅系數(shù)取值范圍圍為0.8～1.0。5.梁跨中彎彎矩放大大系數(shù)對于內(nèi)力力分析中中未考慮慮活荷載載不利分分布，而而僅按滿滿布計(jì)算算時，當(dāng)當(dāng)活載較較大或結(jié)結(jié)構(gòu)的層層數(shù)不多多時，可可通過此此系數(shù)來來加大梁梁的跨中中彎矩。。彎矩放放大系數(shù)數(shù)可參照照如下取取值：(1)一般高層層建筑：：1.0。(2)活載較大大的高層層及一般般多層建建筑：1.1～1.2。(3)活載較大大的多層層建筑：：1.2～1.3。6.地震力放放大系數(shù)數(shù)為了提高結(jié)構(gòu)抗抗震安全度，可可通過此參數(shù)來來放大地震力，，其取值范圍一一般為1.0～1.5。●5.1.4總信息中幾個重重要參數(shù)的確定定7.連梁剛度折減系系數(shù)抗震設(shè)計(jì)的框架架―剪力墻或剪力墻墻結(jié)構(gòu)的連梁，，由于兩端的變變位差很大，故故剪力很大，連連梁截面設(shè)計(jì)困困難，往往出現(xiàn)現(xiàn)超筋現(xiàn)象。抗抗震設(shè)計(jì)時，在在保證連梁具有有足夠的承受其其所屬面積豎向向荷載能力的前前提下，允許其其適當(dāng)開裂(降低剛度)而把內(nèi)力轉(zhuǎn)移到到墻體等其他構(gòu)構(gòu)件上。就是在在內(nèi)力和位移計(jì)計(jì)算中，對連梁梁剛度進(jìn)行折減減。通常，設(shè)防防烈度為6、7度時連梁剛度折折減系數(shù)取0.7，8、9度時取0.50，最小不宜小于于0.50。當(dāng)結(jié)構(gòu)位移由由風(fēng)荷載控制時時，連梁剛度折折減系數(shù)不宜小小于0.8。當(dāng)連梁跨高比大大于5時，受力機(jī)理類類似于框架梁，，豎向荷載比水水平荷載作用效效應(yīng)明顯，此時時應(yīng)慎重考慮連連梁剛度的折減減問題，以保證證連梁在正常使使用階段的裂縫縫及撓度滿足使使用要求。●5.1.4總信息中幾個重重要參數(shù)的確定定8.梁剛度增大系數(shù)數(shù)在一般程序輸入入中，梁是按矩矩形尺寸輸入并并計(jì)算剛度的。。對于現(xiàn)澆樓板板，在采用剛性性樓板假定時，，樓板作為梁的的翼緣，是梁的的一部分。在分分析中可用此系系數(shù)來考慮樓板板對梁剛度的貢貢獻(xiàn)，梁剛度增增大系數(shù)取1.0～2.0。其中可將現(xiàn)澆澆樓面的邊框梁梁1.5，中間框架梁取取2.0。●5.1.4總信息中幾個重重要參數(shù)的確定定9.梁扭矩折減系數(shù)數(shù)高層建筑樓面梁梁受樓板的約束束，當(dāng)結(jié)構(gòu)計(jì)算算未考慮這個約約束作用時，梁梁的扭轉(zhuǎn)變形和和扭矩計(jì)算值偏偏大，與實(shí)際受受力不符。故在在截面設(shè)計(jì)時應(yīng)應(yīng)對梁扭矩予以以適當(dāng)折減。計(jì)計(jì)算分析表明，，梁的扭矩折減減系數(shù)與樓蓋的的約束作用和梁梁的位置密切相相關(guān)。邊梁和中中梁有區(qū)別，有有次梁和無次梁梁也不一樣。因因此，應(yīng)根據(jù)具具體情況確定樓樓面梁的扭矩折折減系數(shù)。若電電算程序中只有有一個扭矩折減減系數(shù)時，一般般可取0.4。10.活載折減系數(shù)活載折減系數(shù)參參數(shù)均可按荷載載規(guī)范規(guī)定進(jìn)行行取值。一般情情況下不應(yīng)對參參數(shù)進(jìn)行修改。。●5.1.5內(nèi)力計(jì)算結(jié)果的的分析、判斷目前，采用計(jì)算算機(jī)軟件進(jìn)行多多高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)分析幾乎已成成為設(shè)計(jì)人員的的一種必然選擇擇，由于軟件開開發(fā)版本很多，，這也給設(shè)計(jì)人人員創(chuàng)造了多個個可選擇的設(shè)計(jì)計(jì)平臺，但是，，計(jì)算機(jī)的輔助助設(shè)計(jì)不是萬能能的，它提供的的計(jì)算結(jié)果是否否合理、可靠就就需要設(shè)計(jì)人員員來作出準(zhǔn)確判判斷。1.合理性判斷(1)周期：周期大小小與剛度的平方方根成反比，與與結(jié)構(gòu)質(zhì)量的平平方根成正比，，因此，計(jì)算出出來的結(jié)構(gòu)自振振周期宏觀地反反映了結(jié)構(gòu)的幾幾何特性和剛度度性質(zhì)。周期的的大小與結(jié)構(gòu)在在地震中的反應(yīng)應(yīng)有密切的關(guān)系系。最基本的是是不能與場地上上的卓越周期一一致，否則會產(chǎn)產(chǎn)生共振。在正正常情況下，如如果結(jié)構(gòu)比較普普通，截面尺寸寸選擇符合常規(guī)規(guī)要求，則結(jié)構(gòu)構(gòu)基本周期大體體在以下范圍：：●5.1.5內(nèi)力計(jì)計(jì)算結(jié)結(jié)果的的分析析、判判斷1.合理性性判斷斷(1)周期：：周期期大小小與剛剛度的的平方方根成成反比比，與與結(jié)構(gòu)構(gòu)質(zhì)量量的平平方根根成正正比，，因此此，計(jì)計(jì)算出出來的的結(jié)構(gòu)構(gòu)自振振周期期宏觀觀地反反映了了結(jié)構(gòu)構(gòu)的幾幾何特特性和和剛度度性質(zhì)質(zhì)。周周期的的大小小與結(jié)結(jié)構(gòu)在在地震震中的的反應(yīng)應(yīng)有密密切的的關(guān)系系。最最基本本的是是不能能與場場地上上的卓卓越周周期一一致，，否則則會產(chǎn)產(chǎn)生共共振。。在正正常情情況下下，如如果結(jié)結(jié)構(gòu)比比較普普通，，截面面尺寸寸選擇擇符合合常規(guī)規(guī)要求求，則則結(jié)構(gòu)構(gòu)基本本周期期大體體在以以下范范圍：：框架結(jié)結(jié)構(gòu)：：～～框-剪結(jié)構(gòu)構(gòu)、框框-筒結(jié)構(gòu)構(gòu)：～～剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)：～～筒中筒筒結(jié)構(gòu)構(gòu)：～～～～～式中：：——基本自自振周周期，，、、——第二、、第三三周期期，N———結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算層層數(shù)。。●5.1.5內(nèi)力計(jì)計(jì)算結(jié)結(jié)果的的分析析、判判斷周期過過長或或過短短，可可能有有以下下四種種原因因：(1)結(jié)構(gòu)方方案本本身很很不合合理，，剛度度過大大或過過小；；二是是可能能輸入入數(shù)據(jù)據(jù)有誤誤，包包括幾幾何數(shù)數(shù)據(jù)，，荷載載信息息等。。質(zhì)量量(荷載)偏大，，周期期偏長長，質(zhì)質(zhì)量過過小，，則周周期偏偏短；；三是是可能能選用用程序序不適適合本本工程程的設(shè)設(shè)計(jì)。。(2)地震力力：底底部總總剪力力應(yīng)在在合理理范圍圍內(nèi)。。耦連連計(jì)算算時，，底層層的剪剪重比比也應(yīng)應(yīng)在合合理的的范圍圍內(nèi)。。對第第一周周期小小于3.5s的結(jié)構(gòu)，一般為：：7度、Ⅱ類上時/W=1.6%～2.8%；8度、Ⅱ類上時/W=3.2%～5%。底部剪剪力過小小，除了了首先檢檢查結(jié)構(gòu)構(gòu)布置和和截面尺尺寸是否否使剛度度過小外外，還應(yīng)應(yīng)檢查是是否考慮慮周期折折減系數(shù)數(shù)。如果果程序中中沒有進(jìn)進(jìn)行周期期折減，，可使框框架、框框—剪結(jié)構(gòu)周周期偏長長，造成成地震力力偏小，，偏于不不安全。。在地震震力偏小小的情況況下，會會出現(xiàn)結(jié)結(jié)構(gòu)位移移滿足要要求，構(gòu)構(gòu)件配筋筋為構(gòu)造造配筋的的不合理理情況。。所以，，只有底底部剪力力在合理理范圍內(nèi)內(nèi)，檢查查內(nèi)力，，配筋才才有意義義。●5.1.5內(nèi)力計(jì)算算結(jié)果的的分析、、判斷周期過長長或過短短，可能能有以下下四種原原因：(3)振型：一一般情況況下，正正常計(jì)算算結(jié)果的的振型曲曲線應(yīng)當(dāng)當(dāng)是連續(xù)續(xù)的、光光滑的曲曲線，不不應(yīng)出現(xiàn)現(xiàn)突然的的轉(zhuǎn)折點(diǎn)點(diǎn)或不規(guī)規(guī)則的凹凹凸。在在有剛度度大的突突變處及及頂部有有高塔的的特殊情情況下，，可能在在轉(zhuǎn)變處處出現(xiàn)明明顯的突突變點(diǎn)，，如圖5.2所示。圖5.2振型曲線線●5.1.5內(nèi)力計(jì)算算結(jié)果的的分析、、判斷2.內(nèi)力與位移的的漸變規(guī)律判判斷如果高層建筑筑結(jié)構(gòu)沿豎向向剛度與質(zhì)量量都很均勻、、漸變，結(jié)構(gòu)構(gòu)布置也沒有有大的改變的的情況下，則則結(jié)構(gòu)的內(nèi)力力和位移計(jì)算算結(jié)果沿豎向向也應(yīng)均勻變變化，不應(yīng)有有大的突變。。否則應(yīng)檢查查幾何數(shù)據(jù)及及其他輸入數(shù)數(shù)據(jù)是否正確確、合理。位位移特征曲線線如圖5.3所示。(a)剪力墻(b)框架(c)框架―剪力墻圖5.3水平位移特征曲線線●5.1.5內(nèi)力計(jì)算結(jié)果的分分析、判斷3.平衡條件的判斷豎向平衡條件：在在豎向荷載作用下下產(chǎn)生的柱、墻肢肢軸向力代數(shù)和，，應(yīng)等于總的豎向向荷載。總豎向荷荷載是指未經(jīng)折減減的，直接用于內(nèi)內(nèi)力計(jì)算的數(shù)值，，不應(yīng)采用計(jì)算地地震作用的重力荷荷載代表值。(2)水平方向平衡條件件：對于風(fēng)荷載作作用，底層各柱、、墻的剪力代數(shù)和和應(yīng)等于總的風(fēng)荷荷載。對于地震作作用，當(dāng)需要進(jìn)行行平衡校核時，可可利用第一振型的的地震作用進(jìn)行平平衡分析，而且必必須在修正之前進(jìn)進(jìn)行。●5.1.5內(nèi)力計(jì)算結(jié)果的分分析、判斷4.對稱性的判斷對稱結(jié)構(gòu)在對稱荷荷載作用下，對稱稱點(diǎn)的內(nèi)力與位移移必然對稱，如果果不能滿足對稱條條件，則計(jì)算結(jié)果果顯然有問題，就就必須對幾何數(shù)據(jù)據(jù)和荷載數(shù)據(jù)進(jìn)行行核對，直到滿足足上述條件為止。。總之，通過上述關(guān)關(guān)于周期、位移、、振型、地震力、、平衡條件及對稱稱性等的判斷，設(shè)設(shè)計(jì)人員就可以依依此基本判定其計(jì)計(jì)算結(jié)果可以用于于工程設(shè)計(jì)。●5.1.6根據(jù)計(jì)算結(jié)果對結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整(1)柱軸壓比：柱軸壓壓比限值是為了滿滿足結(jié)構(gòu)延性要求求，規(guī)范對各種結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸壓比比限值有明確規(guī)定定。根據(jù)計(jì)算機(jī)提提供的柱軸壓比數(shù)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)人員可可以直接獲得超限限信息，并可依此此對豎向構(gòu)件的截截面、混凝土等級級等進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整整，使計(jì)算軸壓比比在規(guī)范規(guī)定的限限值以內(nèi)。(2)梁柱配筋：設(shè)計(jì)合合理的結(jié)構(gòu)，一般般不應(yīng)有太多的超超限截面。設(shè)計(jì)人人員可以對具體的的超限截面進(jìn)行分分析。超限的原因因一般有以下幾個個方面的原因：一一是截面尺寸不夠夠；二是構(gòu)件的支支座處理不當(dāng)，造造成扭矩偏大；三三是總信息有關(guān)調(diào)調(diào)整系數(shù)設(shè)置錯誤誤；四是個別幾何何數(shù)據(jù)輸入有誤等等。柱配筋超限的的原因還可能是柱柱計(jì)算長度取值有有誤，這就要求設(shè)設(shè)計(jì)人員對特殊柱柱的計(jì)算長度進(jìn)行行人工調(diào)整。(3)特殊構(gòu)件(如轉(zhuǎn)換梁、大懸臂臂梁、轉(zhuǎn)換柱、跨跨層柱)應(yīng)分析其內(nèi)力、配配筋是否正常，必必要時應(yīng)進(jìn)一步分分析，包括手算以以及采用其他程序序進(jìn)行復(fù)核。●5.2多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)算例5.2.1工程概況及計(jì)算簡簡圖某七層辦公樓，采采用內(nèi)走道布置，，其柱網(wǎng)尺寸為6.6m×6.3m，走道寬為2.4m。結(jié)構(gòu)平面布置圖圖如圖5.4所示，其中走道板板厚120mm，其他板厚為160mm；地下基礎(chǔ)頂面至至二層樓面的高度度為4.8m，二層以上層高3.6m。②軸平面框架計(jì)計(jì)算簡圖如圖5.4所示；混凝土等級級為：一、二層為為C35，三層以上為C30；縱向受力鋼筋均均為HRB400級，箍筋為HPB235級。圖5.4結(jié)構(gòu)平面圖●5.2多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)算例5.2.2設(shè)計(jì)條件(1)建筑結(jié)構(gòu)安全等級級：二級。(2)設(shè)計(jì)使用年限50年，r0=1.0。(3)建筑結(jié)構(gòu)地上部分分為一類環(huán)境，地地下部分為二類環(huán)環(huán)境。(4)抗震設(shè)防烈度：7度。(5)設(shè)計(jì)地震分組：第第一組。(6)地基場地上類別：：Ⅲ類。(7)建筑抗震設(shè)防類別別：丙類。(8)建筑結(jié)構(gòu)阻尼比：：=0.05。(9)框架抗震等級：抗抗震構(gòu)造措施為二二級，內(nèi)力調(diào)整及及其他為三級。●5.2多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)算例5.2.3荷載標(biāo)準(zhǔn)值1.屋面均布永久荷載載標(biāo)準(zhǔn)值120板處：q=25×0.12(自重)+3.15(防水及保溫、找平平等)=6.15kN/m2160板處：q=25×0.16(板自重)+3.15(防水及保溫、找平平等)=7.15kN/m22.樓面均布永久荷載載標(biāo)準(zhǔn)值120板處：q=25×0.12(板自重)+1.5(樓面及樓灰)=4.5kN/m2160板處：q=25×0.16(板自重)+1.5(樓面做法及抹灰)=5.5kN/m23.屋面均布活荷載載標(biāo)準(zhǔn)值(不上人屋面)q活=0.5kN/m2。4.樓面均布活荷載載標(biāo)準(zhǔn)值120板范圍內(nèi)：q活=2.5kN/m2160板范圍內(nèi)：q活=3.5kN/m2(包括非非固定定隔墻墻附加加荷載載)●5.2多高層層建筑筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算例例5.2.3荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值5.雪荷載載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值基本雪雪壓：：S0=0.3kN/m2；屋面面和雪雪分布布系數(shù)數(shù)r=1.0sk=r··S0=0.3kN/m26.風(fēng)荷載載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值其中kN/m2，地面面粗糙糙度為為C類。(迎風(fēng)面面)，–0.5(背風(fēng)面面)，：按《建筑結(jié)結(jié)構(gòu)荷荷載規(guī)規(guī)范》采用。。7.建筑外外圍護(hù)護(hù)墻永永久荷荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值(按墻面面面積積計(jì)算算)kN/m28.建筑物物內(nèi)部部隔墻墻永久久荷載載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值(按墻面面面積積計(jì)算算)kN/m2●5.2多高層層建筑筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算例例5.2.4框架荷荷載及及內(nèi)力力計(jì)算算本算例例以結(jié)結(jié)構(gòu)平平面第第②軸軸平面面框架架為例例，其其樓面面荷載載及風(fēng)風(fēng)荷載載的受受荷范范圍為為6.6m。荷載載采用用中國國建科科院PMCAD及PK程序自自動生生成，，恒載載、活活荷載載及風(fēng)風(fēng)荷載載作用用簡圖圖如圖圖5.6、圖5.7及圖5.8所示。。平面框框架的的內(nèi)力力計(jì)算算采用用PK程序計(jì)算，，其恒載、、滿布活載載作用下的的內(nèi)力見表表5-3(以首層AB段為例)。圖5.6恒載作用簡簡圖(D-L.T)圖5.7活載作用簡簡圖(L-L.T)●5.2多高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算例5.2.5第②軸框架架梁的內(nèi)力力組合及配配筋計(jì)算以首層框架架梁AB段為例，在在支座A、B及跨中的彎彎矩及剪力力標(biāo)準(zhǔn)值見見表5-3荷載類型支座A支座B跨中恒荷載MVMV59.0–84.9073.5–87.10–74.20滿布活荷載–46.3036.0–47.40–36.031.60風(fēng)荷載55.517.152.217.1——地震作用149.846.21141.3046.2——表5-3首層AB段框架梁梁彎矩剪剪力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值(kN·m)●5.2多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)算算例5.2.5第②軸框框架梁的的內(nèi)力組組合及配配筋計(jì)算算1.A截面組合合彎矩設(shè)設(shè)計(jì)值根據(jù)《建筑抗震震設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》第5.4.1條及《建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)荷載規(guī)規(guī)范》第3.2.3條進(jìn)行彎彎矩組合合。經(jīng)比比較最不不利的組組合情況況如下：：1)組合1：非抗震震設(shè)計(jì)MA=1.2××永久荷載載彎矩標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值+1.4×滿布活荷荷載彎矩矩標(biāo)準(zhǔn)+0.6×1.4×風(fēng)荷載彎彎矩標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值=–1.2××84.90––1.4×46.30–0.6×1.4××55.5=––213.32kN·m2)組合2：非抗震設(shè)計(jì)計(jì)MA=1.2×永久荷載彎矩矩標(biāo)準(zhǔn)值+1.4×風(fēng)荷載彎矩標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值+0.7×1.4×滿布活荷載彎彎矩標(biāo)準(zhǔn)值=–1.2×84.90–1.4×55.5–0.7××1.4×46.30=–224.95kN·m3)組合3：抗震設(shè)計(jì)MA=1.2×永久荷載彎矩矩標(biāo)準(zhǔn)值+0.5×1.2×滿布活荷載彎彎矩標(biāo)準(zhǔn)值+1.3×地震作用彎矩矩標(biāo)準(zhǔn)值=–1.2×84.90–0.5×1.2××46.30–1.3××149.8=–324.4kN·m●5.2多高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)算例例5.2.5第②軸框架梁梁的內(nèi)力組合合及配筋計(jì)算算2.支座B截面組合彎矩矩設(shè)計(jì)值按上述方法進(jìn)進(jìn)行最不利內(nèi)內(nèi)力組合，同同理可得：1)組合1：非抗震設(shè)計(jì)計(jì)MB=–214.7kN·m2)組合2：非抗震設(shè)計(jì)計(jì)MB=–224.0kN·m3)組合3：抗震設(shè)計(jì)MB=–313.65kN·m3.跨中組合彎矩矩設(shè)計(jì)值M跨中=1.2×永久荷載彎矩矩標(biāo)準(zhǔn)值+1.4×滿布活荷載彎彎矩標(biāo)準(zhǔn)值+0.6×1.4×風(fēng)荷載彎矩標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值=1.2×59.0+1.4×31.6(忽略風(fēng)荷載)=115.0kN·m●5.2多高層建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)算例例5.2.5第②軸框架梁梁的內(nèi)力組合合及配筋計(jì)算算4.梁正截面抗彎彎縱向鋼筋配配筋計(jì)算框架梁AB段：mm，mm，mm，mm，混混凝土為C35，N/mm2，N/mm2，縱筋為HRB400級，其N/mm2。跨中：M=115.0kN·mmm2檢查是否滿滿足抗震構(gòu)構(gòu)造要求，，抗震等級級為二級的的框架梁跨跨中縱向受受拉鋼筋的的最小配筋筋量：mm2或mm2實(shí)配318，＞＞627mm2，滿足要求求。●5.2多高層建筑筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算例5.2.5第②軸框架架梁的內(nèi)力力組合及配配筋計(jì)算2)支座A(1)按組合2計(jì)算：MA=－224.95kN·m(非抗震)(2)按組合3計(jì)算：并乘乘以承載力力抗震調(diào)整整系數(shù)，MA=––243.3kN·m(抗震)。取上述兩兩個值中的的較大值MA=––243.3kN·m進(jìn)行配筋計(jì)計(jì)算(按單筋截面面)。實(shí)配4Φ22，＞＞，，滿足要求求。●5.2多高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)算例5.2.5第②軸框架梁的的內(nèi)力組合及配配筋計(jì)算(3)檢查是否滿足抗抗震構(gòu)造要求。。①梁端混凝土土受壓區(qū)高度x(《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》第11.3.1條)。根據(jù)以上計(jì)算結(jié)結(jié)果,＞②梁端縱向受受拉鋼筋配筋率率：(《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》第11.3.1，11.3.6條)。其值小于2.5%，大于0.3%及③梁端截面底底部和頂部縱向向受力鋼筋截面面面積比值(《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》第11.3.6條)。＞0.3(符合要求)④通長鋼筋設(shè)設(shè)置(《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》第11.3.7條)。梁頂面設(shè)置222，底面設(shè)置318(符合要求)。●5.2多高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)算例5.2.5第②軸框架梁的的內(nèi)力組合及配配筋計(jì)算3)支座B按支座A的計(jì)算方法進(jìn)行行計(jì)算可得：。。實(shí)配422(1520mm2)滿足要求，取組組合3進(jìn)行配筋計(jì)算：：M=0.75××(–313.65)=––235.2kN·m。5.梁斜截面面剪力及及箍筋計(jì)計(jì)算由于支座座A、B截面在不不同荷載載作用下下的剪力力值接近近，而支支座B處剪力稍稍大，故故僅以支支座B截面進(jìn)行行最不利利剪力組組合。1)組合1：非抗震震設(shè)計(jì)VB=1.2××恒載剪力力標(biāo)準(zhǔn)值值+1.4×滿布活載載剪力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值+0.6×1.4×風(fēng)荷載剪剪力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值=1.2×(––74.2)+1.4×(––36.0)+0.6×1.4×(–17.1)=––153.80kN2)組合2：非抗震震設(shè)計(jì)VB=1.2××恒載剪力力標(biāo)準(zhǔn)值值+1.4×風(fēng)荷載剪剪力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值+0.7×1.4×滿布活載載剪力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值=1.2×(––74.2)+1.4×(–17.1)+0.7×1.4××(–36.0)=––148.3kN●5.2多高層建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)算算例5.2.5第②軸框框架梁的的內(nèi)力組組合及配配筋計(jì)算算4)梁箍筋計(jì)計(jì)算(1)組合1：VB=––153.80驗(yàn)算受剪剪截面跨跨高比＞＞2.5＜4截面應(yīng)符符合≤≤要要求：＞150.4kN(滿足要要求)箍筋：：●5.2多高層層建筑筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算例例5.2.5第②軸軸框架架梁的的內(nèi)力力組合合及配配筋計(jì)計(jì)算(2)組合3：抗震震設(shè)計(jì)計(jì)。VB=––153.3kN截面應(yīng)應(yīng)符合合≤≤kN＞153.3kN(符合要要求)箍筋：：(3)選用箍箍筋，，按8雙肢箍箍考慮慮：S=ASV/0.339=101/0.339=300mm。實(shí)際際選用用：加密區(qū)8@100，非加加密區(qū)中8@200。●5.3剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)算例例1.基本條條件墻肢Q1的平面位置置如圖5.9所示。底部部加強(qiáng)區(qū)及及其上一層層(1～4層)的墻體厚度度為，非底底部加強(qiáng)區(qū)區(qū)(5層及其上各各層)的墻體厚度度為為，墻墻肢長度為為。墻體的的混凝土強(qiáng)強(qiáng)度等級：：7層樓板面以以下為C35，7層樓板面以以上為C30。墻體的豎向、、水平分布鋼筋筋以及墻肢邊緣緣構(gòu)件的箍筋采采用HRB335級熱軋鋼筋，墻墻肢邊緣構(gòu)件的的縱向受力鋼筋筋采用HRB400級熱軋鋼筋。●5.3剪力墻結(jié)構(gòu)算例例2.墻體穩(wěn)定驗(yàn)算墻肢Q1無端柱和翼墻，，在底部加強(qiáng)部部位的截面厚度度為220mm，約為首層層高高的1/15。下面以首層為為例，根據(jù)《高層建筑混凝土土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程程》第7.2.2條的要求，對墻墻肢Q1進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算。。墻肢Q4為兩邊支承的單片片獨(dú)立墻肢，根據(jù)據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》附錄D公式(D.0.3-1)，其計(jì)算長度系數(shù)數(shù)=1.0，首層墻肢的計(jì)算算長度按《高層建筑混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》公式(D.0.2)計(jì)算如下：剪力墻底部加強(qiáng)部部位的混凝土彈性性模量EC為3.15×104N/mm2，根據(jù)《高規(guī)》公式(D.0.1)可以得到：作用于首層墻頂組組合的等效豎向均均布荷載設(shè)計(jì)值，，算得：因此，首層墻肢Q1的穩(wěn)定性符合《高層建筑混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》附錄D的要求●5.3剪力墻結(jié)構(gòu)算例3.首層墻肢Q1(底部加強(qiáng)區(qū))截面設(shè)計(jì)首層墻肢Q1的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值及部部分內(nèi)力組合值參參見表5-4。從表5-4中可以看出，水平平地震作用產(chǎn)生的的內(nèi)力遠(yuǎn)大于風(fēng)荷荷載產(chǎn)生的內(nèi)力。。荷載工況NW(kN)MW(kN·m)VW(kN)永久荷載–1920.01.6–3.0活荷載–320.7–0.4–0.7風(fēng)荷載280.7–59.827.21.2永久+1.4活–2753.01.4–4.61.35永久+0.7×1.4活–2906.31.8–4.71.2永久+1.4活+0.6×1.4風(fēng)–2517.2–48.918.31.2永久+1.4活–0.6×1.4風(fēng)–2988.851.6–27.41.2永久+0.7×1.4活+1.4風(fēng)–2225.3–82.233.81.2永久+0.7×1.4活–1.4風(fēng)–3011.385.2–42.41.0永久+1.4活+0.6×1.4風(fēng)–2133.2–49.218.91.0永久+1.4活–0.6×1.4風(fēng)–2604.851.3–26.81.0永久+0.7×1.4活+1.4風(fēng)–1841.3–82.534.41.0永久+0.7×1.4活–1.4風(fēng)–2627.384.9–41.8表5-4墻肢Q1(首層)內(nèi)力情況(非抗震)●5.3剪力墻結(jié)構(gòu)算例3.首層墻肢Q1(底部加強(qiáng)區(qū))截面設(shè)計(jì)根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第7.2.15條和7.2.16條的規(guī)定，底部加加強(qiáng)區(qū)及其上一層層(1～4層)的墻肢應(yīng)設(shè)置約束束邊緣構(gòu)件，其長長度為：，，，，，暗柱長度為：，，，，，。。由于與非常接近，，故取。。此時，約約束邊緣構(gòu)件的縱縱向受力鋼筋合力力作用點(diǎn)到截面邊邊緣的距離為：，首層墻肢Q1截面的有效高度為為：。●5.3剪力墻結(jié)構(gòu)算例1)墻肢的受剪截面限限制條件驗(yàn)算取首層墻肢Q1的組合剪力設(shè)計(jì)值值為Vw=42.4kN。因此，當(dāng)無地震作作用組合時，首層層墻肢Q1的截面符合剪壓比比限值要求。2)偏心受壓正截面承承載力計(jì)算這里取首層墻肢Q1的組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值值。Nw=1841.3kN，Mw=82.5kN·m。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等等級不超過C50時，。。墻肢截面的相對對界限受壓區(qū)高度度為：在底部加強(qiáng)區(qū)及其其上一層(1～4層)，墻肢Q1配置豎向分布鋼筋筋φ10@200(雙排)，此時墻肢的豎向向分布鋼筋配筋率率為●5.3剪力墻結(jié)構(gòu)算例大于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》第10.5.9條非抗震設(shè)計(jì)時最最小配筋率0.20%和第11.7.11條二級抗震等級最最小配筋率0.25%的要求。當(dāng)墻肢兩端約束邊邊緣構(gòu)件的縱向受受力鋼筋對稱配置置時，界限破壞情情況下的Nb為：由于＜＜，，因因此首層墻肢Q1處于大偏心受壓狀狀態(tài)，此時截面的的受壓區(qū)高度為：：＜因此，首層墻肢Q1確實(shí)處于大偏心受受壓狀態(tài)。此時●5.3剪力墻結(jié)構(gòu)算例首層墻肢Q1端部約束邊緣構(gòu)件件的縱向受力鋼筋筋面積為：＜0這表明當(dāng)無地震作作用組合時，首層層墻肢Q1端部的約束邊緣構(gòu)構(gòu)件僅需按構(gòu)造要要求配置縱向受力力鋼筋。●5.3剪力墻結(jié)構(gòu)算例4)平面外軸心受壓正正截面承載力驗(yàn)算算這里取首層墻肢Q1的軸向壓力設(shè)計(jì)值值為NW=3011.3kN。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》第7.3.11條，首層墻肢Q1的計(jì)算高度為：計(jì)算高度與墻體厚厚度比值為：由《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》表7.3.1，可以得到首層墻墻肢Q1的穩(wěn)定系數(shù)為。。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》公式(7.3.1)，可以得到：因此，當(dāng)無地震震作用組合時，，首層墻肢Q1的平面外軸心受受壓正截面承載載力符合要求。。●5.3剪力墻墻結(jié)構(gòu)構(gòu)算例例4.層墻肢肢Q1(非底部部加強(qiáng)強(qiáng)區(qū))截面設(shè)設(shè)計(jì)5層墻肢肢Q1的內(nèi)力力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值及及部分分內(nèi)力力組合合值參參見表表5-5。從表表5-5中可以以看出出，水水平地地震作作用產(chǎn)產(chǎn)生的的內(nèi)力力遠(yuǎn)大大于風(fēng)風(fēng)荷載載產(chǎn)生生的內(nèi)內(nèi)力。。荷載工況NW(kN)MW(kN·m)VW(kN)永久荷載–1479.30.64.9活荷載–254.4–0.21.8風(fēng)荷載198.6–5.3–25.51.2永久+1.4活–2131.30.48.41.35永久+0.7×1.4活–2246.40.68.41.2永久+1.4活+0.6×1.4風(fēng)–1964.5–4.0–13.01.2永久+1.4活–0.6×1.4風(fēng)–2298.14.929.81.2永久+0.7×1.4活+1.4風(fēng)–1746.4–6.9–28.11.2永久+0.7×1.4活–1.4風(fēng)–2302.57.943.31.0