建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計新規(guī)范及新規(guī)范軟件SATWE

1、 第十七屆全國高層建筑結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會議論文 表 柱設(shè)計內(nèi)力調(diào)整系數(shù) 抗震 等級 年 特一 度、一級框架 】 石 框架柱 底層柱底 角柱 】 底角柱底 框支柱 （ 剪力墻設(shè) ） 計內(nèi)力調(diào)整 對于有地震參與的設(shè)計彎矩和剪力，要乘以下表的放大系數(shù)。 底部加強(qiáng)區(qū) 抗展等級 特一 一般墻 非加 強(qiáng)區(qū) 框支落地墻 結(jié)構(gòu)整體性能控制計算 位移控制 新高規(guī) 條規(guī)定，高層建筑的 樓層豎向構(gòu)件最大水平位移不宜大于該樓層平均值 的 倍。級高度高層建筑的樓層豎向構(gòu)件上述二值不應(yīng)大于該樓層平均值的 倍， 級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑，及復(fù)雜高層建筑的樓層豎向構(gòu)件上述二值不應(yīng)大于 該樓層平均值的 倍。 新規(guī)范軟件在位移輸

2、出文件中增加了有關(guān)信息，包括每一樓層豎向構(gòu)件最大水平位 移、 樓層平均位移、 二者的比值， 樓層豎向 構(gòu)件最大層間 位移、樓層平均層間位移、 二者 的比值，以及最大層間位移角 一 一 第十七屆全國高層建筑結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會議論文 年 周期控制 新高規(guī) 條規(guī)定，結(jié)構(gòu)以 扭轉(zhuǎn)為主的第一周期 和以平動為主的第一周期 之 ， 比， 級高 度高層建筑不應(yīng)大于 ： 級高 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 。 。對于側(cè)向剛度沿豎向分布基本均勻的較規(guī)則結(jié)構(gòu)，其規(guī)律性較強(qiáng)， 扭轉(zhuǎn)為 主的 第一周期 和平動為主的第一周期 都比較好確定， 、 但對于平面或豎向 布置 不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，則難以直觀地確定

3、 和 。為便于設(shè)計人員執(zhí)行這條規(guī)定， ， 在新規(guī)范軟 件中增加了根據(jù)振動方向因子判斷各振型的振動形態(tài)功能和主振型判斷功能。 層剛度比 控制 在新規(guī)范中，層剛度和層剛度比是兩個重要參數(shù)，有許多條文規(guī)定都與這兩個參數(shù)有 關(guān)，例如，新抗震規(guī)范附錄 、新高規(guī)的 條、 條、 條等。 有關(guān)層剛度計算方法，則是一個復(fù)雜問題。并不是說理論上的難度或軟件實現(xiàn)上的困 難，而是計算方法上的分歧，目 前規(guī)范中給出了三種方法，這三種方法分別為： （）抗震規(guī)范建議的方法一 一 層剪力與層間位移比值 （ ）高規(guī)附錄 建議的方法 剪切剛度 （）高規(guī)附錄 建議的方法 剪彎剛度 高規(guī)附錄 建議的剪彎剛度法是針對兩層或多層轉(zhuǎn)換層結(jié)

4、構(gòu)的， 計算的不是一層， 而是轉(zhuǎn)換層以 下部分 （ 高度為 ） ； 和高度相當(dāng) 的轉(zhuǎn)換層以上局部。 為單位水平力 于 、 作用下的位移。 這種方法也適用于層剛度計算， 只是此時的 為第 ： 層高。 ； 層的 筆者在文 獻(xiàn) 中針對層剛度計算闡述了同樣的思想：層的抗側(cè)移剛度實際上就是使層剛心產(chǎn)生單 位位移所需要的水平力。 目前存在的問題是上述三種方法差異很大，如僅有一個標(biāo)準(zhǔn)層的簡單框架結(jié)構(gòu)，按方 法 （）計算，各層的剛度不相等，而且與水平力的取法有關(guān)；按方法 （） 計算，各層的 剛度都相同；按方法 （）計算，各層的剛度也相同：但按方法 （） （） （）計算的剛 ， ， 度相差很多。 對于一個具體的

5、實際工程而言，層剛度比計算可能有自 相矛盾的情況存在， 可能某一方法的結(jié)果滿足規(guī)范要求，而其它方法的結(jié)果不滿足規(guī)范要求。新規(guī)范軟件中提 供了兩中方法，分別為 “ 剪切剛度法”和 “ 剪彎剛度法” ，如果需要按新抗震規(guī)范中的方 法計算層剛度，可以根據(jù)程序計算結(jié)果輸出的層地震剪力和與該層對應(yīng)的層間位移進(jìn)行估 算。 框剪結(jié)構(gòu)中 框架部分承擔(dān)的傾覆力矩計算 新抗震規(guī)范第 條、新高規(guī) 條規(guī)定，框架一 剪力墻結(jié)構(gòu)，在基本振型地震作 用下，若框架部分承擔(dān)的地震傾覆力矩大于總地震傾覆力矩的 ，其框架部分的抗震等 級應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)確定，柱軸壓比限值宜按框架結(jié)構(gòu)采用。抗震規(guī)范第 條的條文說明 給出 框 部 承擔(dān) 傾

6、 力 計 方 ， 中 ， 別為 了 架 分 的 覆 矩 的 算 法： ；其 ， ； 分 第 層第 根柱的計算剪力和第 層層高。該方法是基于如下假定而建立的： （） 整個結(jié)構(gòu)可以綜合歸納為兩部分：綜合框架和綜合剪力墻： 一 一 第十七屆全國高層建筑結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會議論文 年 （） 綜合框架和綜合剪力墻之間沒有剪力傳遞。 一般情況下，上述假定是成立的，該方法適用。但對于有支撐或有框支轉(zhuǎn)換層的復(fù)雜 結(jié)構(gòu)等，上述假定不成立，該方法不適用。所以，新規(guī)范軟件中沒有采用上述方法，而是 按如下原則計算的。 對 層 每 柱 每 墻， 別 其內(nèi) 為 ，） ） 矢 根 和 片 分 記 力 （ ； 和 （ ； 按 量 第

7、的 ， 合成的 計算該 方法 層所有柱和墻的 及合力點 （ ； ； 合力 ， ； ； （ ； ， ， ） ， ，） 一面分兩種情況： （） 對于對 稱結(jié)構(gòu)， ， 層框架部分承擔(dān)的傾覆力矩為 則 且 第 （） 對于非對稱結(jié)構(gòu)，則 ，且 ： ， ，除柱的合力與墻的 合力外 還存在一個 力偶 ，（ ， 則框架部分承擔(dān)的 ） 傾覆力矩 這一方法是完全按照力學(xué)概念確定的，適用于任何情況。并可計算每層框架部分承擔(dān) 的地震傾覆力矩。 結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計計算 柱軸壓比 計算 新抗震規(guī)范 條、高規(guī)的 條和混凝土規(guī)范的 條，都規(guī)定了柱軸壓比 的限值。但這兒本規(guī)范對柱軸壓限值的附注說明并不完全一致，軟件是按包絡(luò)三本規(guī)范所

8、 有說明條款情況執(zhí)行的，而且下面兩個問題需特別注意。 （） 度區(qū)多 層結(jié)構(gòu)的軸壓比控制 對于高層結(jié)構(gòu)，高規(guī)中要求 度區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮地震作用，所以僅對有地震作用組 合的軸壓力設(shè)計值計算柱的軸壓比；但對于多層結(jié)構(gòu)， 度區(qū)可以考慮地震作用，也可以 不考慮地震作用。對于同一個工程，分考慮地震作用和不考慮地震作用兩種情況設(shè)計，其 軸壓比控制不同，而且往往是不考慮地震作用時計算的軸壓比大。為避免軸壓比計算的矛 盾，建議在 度區(qū)多層結(jié)構(gòu)設(shè)計中，采用高規(guī)的規(guī)定，考慮地震作用。 （） 類場地高層建筑軸壓比 控制 規(guī)范要求當(dāng)基本自 振周期大于場地特征周期時，其軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小。具體減小 多少，規(guī)范中沒有明確

9、， 程序內(nèi) 定減小。 ， 剪力 墻軸壓比 計算 新抗震規(guī)范 條、高規(guī)的 條和混凝土規(guī)范的 條，都規(guī)定了剪力墻軸 壓比的限值。 一、二級抗震等級的剪力墻底部加強(qiáng)部位， 其重力荷載代表值的設(shè)計值作用 下墻肢軸壓比 不宜超過給定的限值。 在程序具體實現(xiàn)中， 把連續(xù)的直線墻肢作為一個墻肢， 計算其軸壓比，沒有考慮 形、 形和十字形剪力墻等復(fù)雜連接情況。 剪力墻底部加強(qiáng)區(qū) 新抗震規(guī)范的 條和新高規(guī)的 條對剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位分別給出了 定 一 一 第十七屆全國高層建筑結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會議論文 年 義， 二者略有不同。按照新抗震規(guī)范計算，高位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的底部加強(qiáng)部位高 度偏小。 而按 照新高規(guī)計算，高 度在 到

10、的一般剪力墻結(jié)構(gòu)， 在底部加強(qiáng)部位高 度大于剪力 墻高度為 時的底部加強(qiáng)部位高度， 存在不連續(xù)情況。 在軟件具體實現(xiàn)中，按照高規(guī) 的 條和 規(guī)定執(zhí)行，但為了避免不連續(xù)情況，對于高度在 到 的一般 剪力墻結(jié)構(gòu)，取底部加強(qiáng)部位高度為 ， 剪力墻的約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件 新高規(guī)的 條規(guī)定，抗震設(shè)計時，一、二級剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位及以上一層 的墻肢應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，一、二級剪力墻的其它部位以及三、四級和非抗震設(shè)計的剪 力墻墻肢均應(yīng)設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。 這條規(guī)定是新增加的，以前的規(guī)范中沒有類似要求。在新規(guī)范軟件中相應(yīng)地增加了約 束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件計算功能，并在計算結(jié)果圖形輸出中給出了示意簡圖

11、。 結(jié)束語 這次規(guī)范修訂內(nèi)容很多，改動較大，而且有許多新增條款，如偶然偏心、雙向地震作 用、剪力墻約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件等，增大了新規(guī)范軟件的開發(fā)難度。本文介紹了 新規(guī)范軟件的部分技術(shù)細(xì)節(jié)，僅供參考。按新規(guī)范軟件對十幾個工程實例進(jìn)行設(shè)計計算， 由于荷載增加、材料設(shè)計強(qiáng)度降低、設(shè)計公式安全度提高等因素的綜合影響，配筋設(shè)計結(jié) 果有所增大，梁的配筋約增加 ，柱的配筋約增加 在新規(guī)范軟件的開發(fā)中，我們盡可能深入理解規(guī)范，盡可能全面地在軟件中反映新規(guī) 范的要求，但還可能存在不完善之處，理解上的偏差、遺漏等。望廣大設(shè)計人員在應(yīng)用新 規(guī)范軟件時，多注意審核，多反饋憊見、建議和更高的要求。期望我們的共同努力能夠促 進(jìn)新規(guī)范的普及應(yīng)用，能夠有助于提高新規(guī)范應(yīng)用水平。 參考文獻(xiàn)