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超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見幾個(gè)關(guān)鍵問題

來源:中國(guó)幕墻網(wǎng)收集整理  作者:*  日期:2014-8-14
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  “根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)的總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程”。

  本篇文章內(nèi)容由[中國(guó)幕墻網(wǎng)]編輯部整理發(fā)布:

  一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注重概念設(shè)計(jì),做到重概念,輕精度。做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)從大處著眼,小處著手。

  概念設(shè)計(jì):抗震規(guī)范第2.1.9條指出抗震概念設(shè)計(jì)就是:

  “根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)的總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程”。

  抗震概念設(shè)計(jì)就是要把握好結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題:

  (1)把地震及其影響的不確定性和規(guī)律性結(jié)合起來,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著眼于結(jié)構(gòu)的總體反應(yīng);

  (2)依據(jù)結(jié)構(gòu)破壞機(jī)制和破壞過程,靈活運(yùn)用抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則;

  (3)從一開始就全面合理地把握好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的本質(zhì)問題(如把握好總體布置、結(jié)構(gòu)體系、承載能力(詞條“承載能力”由行業(yè)大百科提供)剛度分布、結(jié)構(gòu)延性等);

  (4)顧及關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié),力求消除結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)(或?qū)﹃P(guān)鍵部位制定明確的抗震性能目標(biāo));

  (5)從根本上保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。

  做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不應(yīng)當(dāng)怕出現(xiàn)超出結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定的問題,而是要找出結(jié)構(gòu)的問題所在,有針對(duì)性的解決問題,找出解決措施。

  二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圍繞“三個(gè)公式一個(gè)圈”而進(jìn)行。

  公式一:F=kx

  公式二:F=ma

  公式三:S≤R

  三、剪力墻是一切復(fù)雜的根源。目前的結(jié)構(gòu)分析軟件情況下,對(duì)于空間桿元結(jié)構(gòu)的分析,得出的結(jié)論基本上一致。但是對(duì)于剪力墻采用計(jì)算模型的不同,產(chǎn)生的差異較大,有墻元模型、殼元模型及膜元模型。

  其它:

  1.考慮剛性樓板假定的原因,是基于同一種條件下對(duì)結(jié)構(gòu)指標(biāo)的判斷。是基于層模型的分析判斷。主要為整體控制指標(biāo)的計(jì)算時(shí)采用,如層間位移角、扭轉(zhuǎn)位移比、周期比、結(jié)構(gòu)底部抗傾覆力矩計(jì)算、結(jié)構(gòu)剪重比計(jì)算、結(jié)構(gòu)的剛重比計(jì)算等。

  不考慮剛性樓板假定的工況:結(jié)構(gòu)構(gòu)件的分析計(jì)算,即梁、板、柱、墻。

  2.周期比的判斷,應(yīng)采用剛性樓板假定,對(duì)不符合剛性樓板假定的結(jié)構(gòu),扭轉(zhuǎn)周期比的判別將無實(shí)質(zhì)意義。

  3.位移比(扭轉(zhuǎn)位移比)的判斷,采用剛性樓板假定,應(yīng)取單向地震作用的、按規(guī)定水平力計(jì)算的;并且考慮偶然偏心。

  4.位移角:結(jié)構(gòu)樓層位移和層間位移控制值驗(yàn)算,采用CQC效應(yīng)組合,且可不考慮偶然偏心的影響。

  5.地震作用計(jì)算:?jiǎn)蜗虻卣饡r(shí),應(yīng)考慮偶然偏心,緣于結(jié)構(gòu)實(shí)際剛度和質(zhì)量分布相對(duì)于計(jì)算假定值得偏差,實(shí)際地震時(shí)存在地面扭轉(zhuǎn)分量,結(jié)構(gòu)彈塑性反應(yīng)時(shí)抗側(cè)力剛度退化程度的不同。采用考慮偶然偏心的方法是簡(jiǎn)便實(shí)用的方法。

  6.雙向地震:《抗規(guī)》5.1.1條:質(zhì)量與剛度分布明顯不對(duì)稱的結(jié)構(gòu),應(yīng)計(jì)入雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。扭轉(zhuǎn)位移比大于1.2,可認(rèn)為質(zhì)量和剛度處于明顯不對(duì)稱狀態(tài)。規(guī)范對(duì)雙向地震的計(jì)算是對(duì)x方向地震和y方向地震(均不考慮偶然偏心)的再組合。但是和單向地震作用結(jié)果不同,單向地震作用考慮偶然偏心(EXM、EYM或EXP、EYP)。

  7.重力荷載代表值屋面活荷載是否計(jì)入的問題:對(duì)于不上人屋面可不計(jì)入。對(duì)于上人屋面,應(yīng)計(jì)入;因?yàn)閷?shí)際工程中屋面具有較強(qiáng)的使用功能。

  8.最小剪重比:對(duì)于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu),同烈度時(shí)場(chǎng)地條件好的結(jié)構(gòu)不容易滿足,存在一定問題。目前存在兩種爭(zhēng)議,最小剪重比和剛度都需要滿足規(guī)范的要求,以及在滿足剛度要求的情況下可以不需要滿足最小剪重比的要求。大多數(shù)結(jié)構(gòu)處于速度控制段,按規(guī)范的方法過于計(jì)算復(fù)雜,可直接按照加速度控制段的調(diào)整方法計(jì)算。偏于安全。

  9.樓梯間的問題,按照平法圖集底端滑動(dòng)的做法有以下方面的問題存在:a,時(shí)間長(zhǎng)以后滑動(dòng)支座(詞條“支座”由行業(yè)大百科提供)是否還能滑動(dòng);b,梯板下端滑動(dòng)后對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生如何新的影響;c,框架柱被樓梯平臺(tái)分割成短柱的問題仍然存在。建議采用樓梯間梯柱為框架柱,沿著樓梯建周邊設(shè)置暗梁。并且梯柱按抗震要求進(jìn)行抗震等級(jí)構(gòu)造措施。在模型中建立樓梯進(jìn)行計(jì)算是下策。

  10.強(qiáng)柱弱梁:實(shí)際地震中難以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)柱弱梁破壞。主要原因是彈性模型加大了梁端負(fù)彎矩;裂縫計(jì)算時(shí),內(nèi)力取值位置與實(shí)際位置不統(tǒng)一,導(dǎo)致裂縫過大,從而加大了配筋;梁底部配筋加大過多;現(xiàn)澆樓板對(duì)梁端實(shí)際承載能力的影響。設(shè)計(jì)中宜:考慮塑性內(nèi)力重分布,設(shè)置梁凈跨單元;正確區(qū)分梁跨中配筋和梁端底筋配筋要求的不同性。當(dāng)梁底多排鋼筋時(shí),第二排可在柱截面外截?cái)唷?/P>

  11.剛性樓板假定:剛性樓板假定和強(qiáng)制剛性樓板假定不同。

  剛性樓板假定:平面內(nèi)無限剛,片面外剛度為零。板的自由度為3個(gè)。

  強(qiáng)制剛性樓板假定:不區(qū)分剛性板、彈性板或獨(dú)立的彈性節(jié)點(diǎn),位于一個(gè)樓層時(shí),均強(qiáng)制從屬一個(gè)剛性板。

  注意:對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu),如不規(guī)則坡屋頂、體育館看臺(tái)、工業(yè)廠房,或者柱、墻不在同一標(biāo)高(躍層柱),或者沒有樓板等情況,如果采用強(qiáng)制剛性樓板假定,結(jié)構(gòu)分析會(huì)嚴(yán)重失真(即計(jì)算出的結(jié)果不具有參考意義)。對(duì)這類結(jié)構(gòu)可以查看位移(詳細(xì)輸出),或觀察結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變形圖,考察結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

  對(duì)于錯(cuò)層或帶夾層的結(jié)構(gòu),總是有大量的躍層柱,如采用剛性樓板假定,所有躍層柱都將受到約束,造成計(jì)算結(jié)果失真。(從實(shí)踐看,位移角不滿足1/550的不一定實(shí)際不滿足)。

  建議:對(duì)于廠房結(jié)構(gòu)不采用剛性樓板假定,而是根據(jù)計(jì)算出的最大位移角的數(shù)值和樓層層高進(jìn)行判斷。

  12.屋面板溫度筋:雙層雙向設(shè)置。梁構(gòu)造鋼筋,改為抗扭鋼筋。【完】

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原文地址:http://www.52mqw.com/info/2014-8-14/37563-1.htm
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