pkpm建模及計(jì)算結(jié)構(gòu)分析(原創(chuàng))

1、SATWE計(jì)算結(jié)果分析計(jì)算結(jié)果分析 軸壓比控制 -主要為控制結(jié)構(gòu)的延性，規(guī)范對(duì)墻肢和柱均有相應(yīng)限值要求。 規(guī)范條文： 見抗規(guī)6.3.6和6.4.5 軸壓比N/(fcA)指考慮地震作用組合的框架柱和框支柱軸向壓力設(shè)計(jì)值N與柱全截面面積A和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc乘積之比值；對(duì)不進(jìn)行地震作用計(jì)算的結(jié)構(gòu)，取無地震作用組合的軸力設(shè)計(jì)值； 短柱應(yīng)降低0.05，沿柱全高采用井字復(fù)合箍或復(fù)合螺旋箍筋并滿足一定肢距要求時(shí)，可增加0.1。剪重比控制 -主要為控制各樓層最小地震剪力，確保結(jié)構(gòu)安全性。 規(guī)范條文：抗規(guī)5.2.5條 。 規(guī)范之所以規(guī)定剪重比，主要是因?yàn)樵陂L(zhǎng)周期作用下，地震影響系數(shù)下降較快，由此計(jì)算

2、出來的水平地震作用下的結(jié)構(gòu)效應(yīng)有可能太小。而對(duì)于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)，地震動(dòng)態(tài)作用下的地面加速度和位移可能對(duì)結(jié)構(gòu)具有更大的破壞作用，但采用振型分解法時(shí)尚無法對(duì)此做出較準(zhǔn)確的計(jì)算。因此出于安全考慮，規(guī)范規(guī)定了各樓層水平地震剪力的最小值。須大于90%地下室可以不受最小剪重比的控制 各層 X 方向的作用力(CQC) Floor : 層號(hào) Tower : 塔號(hào) Fx : X 向地震作用下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)力 Vx : X 向地震作用下結(jié)構(gòu)的樓層剪力 Mx : X 向地震作用下結(jié)構(gòu)的彎矩 Static Fx: 靜力法 X 向的地震力 - Floor Tower Fx Vx (分塔剪重比) (整層剪重比) Mx Sta

3、tic Fx (kN) (kN) (kN-m) (kN) (注意:下面分塔輸出的剪重比不適合于上連多塔結(jié)構(gòu)) 16 1 424.29 424.29( 9.75%) ( 9.75%) 1272.86 1780.51 15 1 2074.07 2496.49( 9.04%) ( 9.04%) 21240.45 1389.86 14 1 1096.26 3253.31( 7.06%) ( 7.06%) 34573.18 971.71 13 1 995.19 3852.76( 5.97%) ( 5.97%) 49926.23 902.30 12 1 988.31 4323.64( 5.21%) ( 5

4、.21%) 66748.69 832.89 11 1 1037.96 4737.57( 4.67%) ( 4.67%) 84687.70 763.49 10 1 1038.40 5122.91( 4.27%) ( 4.27%) 103596.30 694.08 9 1 1066.55 5488.89( 3.96%) ( 3.96%) 123425.59 624.67 8 1 1074.79 5848.67( 3.73%) ( 3.73%) 144193.27 555.26 7 1 1081.06 6199.13( 3.53%) ( 3.53%) 165949.39 485.85 6 1 103

5、7.50 6528.78( 3.38%) ( 3.38%) 187089.30 398.57 5 1 2198.31 7418.21( 3.21%) ( 3.21%) 208055.33 729.54 4 1 949.96 7854.46( 3.14%) ( 3.14%) 231841.33 292.56 3 1 1127.89 8306.62( 3.03%) ( 3.03%) 256066.31 299.28 2 1 443.58 8489.78( 2.91%) ( 2.91%) 289587.19 152.15 1 1 82.15 8518.24( 1.65%) ( 1.65%) 3278

6、07.75 1043.95 抗震規(guī)范(5.2.5)條要求的X向樓層最小剪重比 = 2.40% X 方向的有效質(zhì)量系數(shù): 99.09% =各樓層地震剪力系數(shù)調(diào)整情況 抗震規(guī)范(5.2.5)驗(yàn)算= 層號(hào) X向調(diào)整系數(shù) Y向調(diào)整系數(shù) 1 1.453 1.211 :本層地震剪力不滿足抗震規(guī)范 (5.2.5),已作調(diào)整 2 1.000 1.000 3 1.000 1.000 4 1.000 1.000 5 1.000 1.000 6 1.000 1.000 7 1.000 1.000 8 1.000 1.000 9 1.000 1.000 10 1.000 1.000 11 1.000 1.000 12

7、 1.000 1.000 13 1.000 1.000 14 1.000 1.000 15 1.000 1.000 16 1.000 1.000 高規(guī)5.1.13-1條規(guī)定，抗震計(jì)算時(shí)，宜考慮平扭藕聯(lián)計(jì)算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，振型數(shù)不宜小于15，對(duì)多塔結(jié)構(gòu)的振型數(shù)不應(yīng)小于塔樓的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 振型的數(shù)量，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(jì)算結(jié)果失真；取值太大，浪費(fèi)時(shí)間；同時(shí)最大值不能超過結(jié)構(gòu)的總自由度數(shù)（對(duì)采用剛性板假定的單塔結(jié)構(gòu)，其振型不得超過結(jié)構(gòu)層數(shù)的3倍 ）。層剛度比控制 -主要為控制結(jié)構(gòu)豎向規(guī)則性，以免豎向剛度突變，形成薄弱層。 規(guī)范條文：

8、 抗規(guī)3.4.3 。 該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個(gè)層側(cè)向剛度平均值的80%時(shí)為豎向不規(guī)則的一種，3.4.4-2其薄弱層的地震剪力應(yīng)乘以其薄弱層的地震剪力應(yīng)乘以1.15的增大系的增大系數(shù)。數(shù)。 高規(guī)3.5.2條規(guī)定，抗震設(shè)計(jì)的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度不宜小于相臨上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相臨三層側(cè)向剛度平均值的80%；- Floor No. 9 Tower No. 1 Xstif= 31.6146(m) Ystif= 111.2814(m) Alf = 0.0172(Degree) Xmass= 32.4464(m) Ymass= 112.5467(m) Gm

9、ass= 629.2401(t) Eex = 0.1258 Eey = 0.2597 Ratx = 0.9716 Raty = 0.9352 Ratx1= 1.4136 Raty1= 1.4738 薄弱層地震剪力放大系數(shù)= 1.00 RJX = 3.5753E+05(kN/m) RJY = 4.8921E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) - Floor No. 10 Tower No. 1 Xstif= 0.3196(m) Ystif= 111.9692(m) Alf = 0.0276(Degree) Xmass= -1.8918(m) Ymass= 112.5

10、799(m) Gmass= 551.1284(t) Eex = 0.2614 Eey = 0.1118 Ratx = 0.9469 Raty = 0.9761 Ratx1= 0.9441 Raty1= 1.0559 薄弱層地震剪力放大系數(shù)= 1.15 RJX = 3.7939E+05(kN/m) RJY = 5.8204E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) -Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本層塔側(cè)移剛度與上一層相應(yīng)塔側(cè)移剛度70%的比值 或上三層平均側(cè)移剛度80%的比值中之較小者 位移比、層間位移比控制 -主要為控制結(jié)構(gòu)平面規(guī)則性，以免形成扭轉(zhuǎn)，對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)

11、生不利影響。 規(guī)范條文： 高規(guī)3.4.5條規(guī)定，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移角，A、B級(jí)高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍；且A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍，B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。抗規(guī)3.4.4-1-1)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則時(shí)，應(yīng)計(jì)及扭轉(zhuǎn)影響，且樓層豎向構(gòu)件最大的彈性水平位移和層間位移分別不宜大于樓層兩端彈性水平位移和層間位移平均值的1.5倍； 最大位移：墻頂、柱頂節(jié)點(diǎn)的最大位移平均位移：墻頂、柱頂節(jié)點(diǎn)的最大位移與最小位移之和除2最大層間位移：墻、柱層間位移的最大值平均層間位移：墻、柱層間位移的最大值與最小值之

12、和除2不規(guī)則時(shí)，配筋計(jì)不規(guī)則時(shí)，配筋計(jì)算考慮雙向地震作算考慮雙向地震作用用 位移與結(jié)構(gòu)的總體剛度有關(guān)，計(jì)算位移愈小，其結(jié)構(gòu)的總體剛度就愈大，反之，位移值愈大，其結(jié)構(gòu)總體剛度就愈小，故可以根據(jù)初算的結(jié)果對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。如位移值偏小，則可以減小整體結(jié)構(gòu)的剛度，對(duì)墻、梁的截面尺寸可適當(dāng)減小或取消部分剪力墻。反之，如果位移偏大，則可考慮如何增加整體結(jié)構(gòu)的剛度，包括加大有關(guān)構(gòu)件的尺寸，改變結(jié)構(gòu)抵抗水平力的形式、增加加強(qiáng)層、斜撐等。風(fēng)荷載，雙向地震風(fēng)荷載，雙向地震作用（不考慮偶然作用（不考慮偶然偏心）偏心） = 工況 4 = Y 雙向地震作用下的樓層最大位移 Floor Tower Jmax Max-

13、(Y) Ave-(Y) Ratio-(Y) h JmaxD Max-Dy Ave-Dy Ratio-Dy Max-Dy/h DyR/Dy Ratio_AY 7 1 1029 10.10 9.90 1.02 3600. 1030 0.85 0.82 1.03 1/4248. 42.9% 0.83 6 1 1008 9.48 9.30 1.02 3600. 1008 1.22 1.18 1.03 1/2957. 15.8% 1.19 5 1 897 8.43 8.28 1.02 3600. 897 1.40 1.37 1.02 1/2571. 28.8% 1.21 4 1 717 7.14 7.0

14、1 1.02 3600. 717 1.80 1.77 1.02 1/2004. 17.9% 1.31 3 1 542 5.40 5.30 1.02 3600. 547 2.12 2.09 1.02 1/1699. 2.3% 1.21 2 1 367 3.30 3.23 1.02 3600. 367 2.17 2.14 1.02 1/1656. 48.3% 1.02 1 1 197 1.13 1.10 1.03 3600. 197 1.13 1.10 1.03 1/3194. 99.0% 0.46 Y方向最大值層間位移角: 1/1656.雙向地震作用下雙向地震作用下周期比控制 -主要為控制結(jié)構(gòu)扭

15、轉(zhuǎn)效應(yīng)，減小扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響。規(guī)范條文：高規(guī)3.4.5條規(guī)定，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt與平動(dòng)為主的第一周期T1 之比，A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于0.9；B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。對(duì)于通常的規(guī)則單塔樓結(jié)構(gòu)，如下驗(yàn)算周期比: 1） 根據(jù)各振型的平動(dòng)系數(shù)大于0.5，還是扭轉(zhuǎn)系數(shù)大于0.5，區(qū)分出各振型是扭轉(zhuǎn)振型還是平動(dòng)振型 2） 通常周期最長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)振型對(duì)應(yīng)的就是第一扭轉(zhuǎn)周期Tt，周期最長(zhǎng)的平動(dòng)振型對(duì)應(yīng)的就是第一平動(dòng)周期T1 3）對(duì)照“結(jié)構(gòu)整體空間振動(dòng)簡(jiǎn)圖”，考察第一扭轉(zhuǎn)/平動(dòng)周期是否引起整體振動(dòng)，如果僅是局部振動(dòng)，不是第一扭轉(zhuǎn)/平動(dòng)周期。再考察下一個(gè)次

16、長(zhǎng)周期。 4）考察第一平動(dòng)周期的基底剪力比是否為最大 5）計(jì)算Tt/T1，看是否超過0.9 (0.85)多塔結(jié)構(gòu)周期比：對(duì)于多塔樓結(jié)構(gòu)，不能直接按上面的方法驗(yàn)算，而應(yīng)該將多塔結(jié)構(gòu)切分成多個(gè)單塔，按多個(gè)單塔結(jié)構(gòu)分別計(jì)算本條多層規(guī)范沒有要求周期比控制什么？ 如同位移比的控制一樣，周期比側(cè)重控制的是側(cè)向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度之間的一種相對(duì)關(guān)系，而非其絕對(duì)大小，它的目的是使抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置更有效、更合理，使結(jié)構(gòu)不致于出現(xiàn)過大（相對(duì)于側(cè)移）的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。一句話，周期比控制不是在要求結(jié)構(gòu)足夠結(jié)實(shí)，而是在要求結(jié)構(gòu)承載布局的合理性。周期比不滿足要求，如何調(diào)整？一旦出現(xiàn)周期比不滿足要求的情況，一般只能通過調(diào)整平面布置

17、來改善這一狀況，這種改變一般是整體性的，局部的小調(diào)整往往收效甚微。周期比不滿足要求，說明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對(duì)于側(cè)移剛度較小，總的調(diào)整原則是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圈剛度，削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)筒剛度。 考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時(shí)的振動(dòng)周期(秒)、X,Y 方向的平動(dòng)系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù) 振型號(hào) 周 期 轉(zhuǎn) 角 平動(dòng)系數(shù) (X+Y) 扭轉(zhuǎn)系數(shù) 1 2.5178 178.31 0.98 ( 0.97+0.01 ) 0.02 2 2.0427 91.93 0.89 ( 0.00+0.89 ) 0.11 3 1.9634 79.92 0.36 ( 0.03+0.33 ) 0.64 4 0.7306 178.28 1.00 ( 0.99+0.00 )

18、 0.00 5 0.5637 88.74 0.29 ( 0.01+0.28 ) 0.71 6 0.5028 88.32 0.84 ( 0.01+0.83 ) 0.16 7 0.4586 72.66 0.34 ( 0.08+0.26 ) 0.66 8 0.4460 175.38 0.92 ( 0.91+0.01 ) 0.08 9 0.3876 4.83 0.64 ( 0.55+0.08 ) 0.36 10 0.3857 172.03 0.57 ( 0.45+0.13 ) 0.43 11 0.2754 91.15 0.28 ( 0.01+0.27 ) 0.72 12 0.2577 88.69 0.

19、97 ( 0.00+0.97 ) 0.03 13 0.2489 179.03 1.00 ( 0.99+0.00 ) 0.00 14 0.2111 148.16 0.12 ( 0.07+0.05 ) 0.88 15 0.2000 1.98 0.93 ( 0.93+0.00 ) 0.07 16 0.1902 86.04 0.28 ( 0.00+0.27 ) 0.72 17 0.1778 90.11 0.86 ( 0.00+0.85 ) 0.14 18 0.1705 89.43 0.10 ( 0.00+0.10 ) 0.90 地震作用最大的方向 = -1.474 (度)TtT1Tt/T10.9 (0

20、.85)與主軸斜交角度大于15度時(shí)，應(yīng)帶回計(jì)算該方向的地震作用 對(duì)比較規(guī)則的結(jié)構(gòu)，也可采用近似公式計(jì)算：框架結(jié)構(gòu)T1=（0.08-0.1）n，框架-剪力墻和框架核心筒結(jié)構(gòu)T1=（0.06-0.08）n，剪力墻結(jié)構(gòu)和筒中筒結(jié)構(gòu)T1=（0.05-0.06）n ，n為結(jié)構(gòu)層數(shù) 全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施-結(jié)構(gòu)8.9.1條：框架結(jié)構(gòu)T1=（0.10.15）n，框剪結(jié)構(gòu)T1=（0.080.12）n，剪力墻結(jié)構(gòu)T1=（0.040.08）n ，筒中筒結(jié)構(gòu)T1=（0.060.10）n 如果計(jì)算結(jié)果偏離上述數(shù)值太遠(yuǎn)，應(yīng)考慮工程中截面是否太大、太小，剪力墻數(shù)量是否合理，應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。 剛重比控制 -主要為控制

21、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生滑移和傾覆。規(guī)范條文：高規(guī) 5.4.4規(guī)定。 剛重比是結(jié)構(gòu)剛度與重力荷載之比，它是控制結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的重要因素，也是影響重力二階（p-）效應(yīng)的主要參數(shù)。該值如果不滿足要求，則有可能引起結(jié)構(gòu)失穩(wěn)倒塌。 輸出結(jié)果參見WMASS.OUT= 結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果= X向剛重比 EJd/GH*2= 4.15 Y向剛重比 EJd/GH*2= 5.85 該結(jié)構(gòu)剛重比EJd/GH*2大于1.4,能夠通過高規(guī)(5.4.4)的整體穩(wěn)定驗(yàn)算 該結(jié)構(gòu)剛重比EJd/GH*2大于2.7,可以不考慮重力二階效應(yīng)如大于1.4小于2.7則需要考慮重力二階效應(yīng)，在參數(shù)定義選擇考慮 P-Delt 效應(yīng) 層間受剪承載力之比控制 -控制結(jié)構(gòu)豎向不規(guī)則的重要指標(biāo) 。規(guī)范條文：抗規(guī) 3.4.4-2-3) 樓層承載力突變時(shí)，薄弱層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不應(yīng)小于相鄰上一樓層的65%。 高規(guī) 3.5.3條規(guī)定：A級(jí)高度高層建筑的樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不宜小于其上一層受剪承載力的80%，不應(yīng)小于其上一層受剪承載力的65%；B級(jí)高度高層建筑的樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不應(yīng)小于其上一層受剪承載力的75%。 * * 樓層抗剪承載力、及承載力