混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體會(huì)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體會(huì)

結(jié)構(gòu)老盧

2011-09-20第1頁，共18頁。一、規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的要求《抗規(guī)》：建筑設(shè)計(jì)應(yīng)重視平面、立面和豎向的規(guī)則性避免側(cè)向剛度和承載力突變。

3.4.3：平面不規(guī)則指標(biāo)、豎向不規(guī)則指標(biāo)

、：不規(guī)則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求及解決措施，：對(duì)結(jié)構(gòu)體系的要求《高規(guī)》

3.3：建筑高度和高寬比要求

：結(jié)構(gòu)平面布置的要求：結(jié)構(gòu)豎向布置的要求

3.7：水平位移限制和舒適度（抗側(cè)剛度）的要求

第2頁，共18頁。《砼規(guī)》：結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及構(gòu)件連接的要求上述規(guī)范條文透露的信息

1、概念設(shè)計(jì)很重要2、結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的一個(gè)思路：剛度設(shè)計(jì)3、剛度很重要

第3頁，共18頁。二、剛度的概念說在剛度概念之前的：

1、什么是結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)是指在建筑物中，由建筑材料做成用來承受各種荷載或者作用，以起骨架作用的空間受力體系。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是什么？

1）、要清楚結(jié)構(gòu)上的作用

2）、結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)

3）、結(jié)構(gòu)在作用下的反映

4）、地震很可怕，抗震需謹(jǐn)慎

3、結(jié)構(gòu)上的作用

1）、作用的方向：水平、豎向

2）、隨著高度的增加，水平作用的效果越來越“明顯”第4頁，共18頁。一）、什么是剛度

結(jié)構(gòu)剛度就是結(jié)構(gòu)能夠限制作用力所產(chǎn)生變形的性質(zhì)。

二）、與剛度有關(guān)的概念？

剛心：剛心即剛度中心，剛度中心是在不考慮扭轉(zhuǎn)情況下各抗側(cè)力單元層剪力的合力中心。（外部作用的合力作用線通過合力中心時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生附加“彎矩”）質(zhì)心：即質(zhì)量中心。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，質(zhì)心就是結(jié)構(gòu)平面質(zhì)量的“中心”?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，地震力簡化為作用在質(zhì)心的集中力。通過上面的概念我們可以看出：

1、剛心和質(zhì)心不重合的造成的后果第5頁，共18頁。2、在扭轉(zhuǎn)的情況下，越遠(yuǎn)離剛心的抗側(cè)力構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)抗扭的“貢獻(xiàn)度”越大。

3、在扭轉(zhuǎn)的情況下，越遠(yuǎn)離剛心的構(gòu)件受到的剪應(yīng)力越大，剪切變形也越大。剛度包括結(jié)構(gòu)整體剛度、構(gòu)件剛度。

通過結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度分析，可以宏觀的控制結(jié)構(gòu)或構(gòu)件設(shè)計(jì)。

第6頁，共18頁。三、抗震的那些事一）、地震是怎么回事地殼內(nèi)部的壓力差引起地殼的局部變形，變形積累到一定程度，就形成突變------地震發(fā)生。

二）、地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用

地震會(huì)引起地面的振動(dòng)，而我們的結(jié)構(gòu)是“站立”在地面上的，地面的振動(dòng)會(huì)傳遞到結(jié)構(gòu)上，造成結(jié)構(gòu)的受迫振動(dòng)。振動(dòng)會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)部引起附加的“力”，振動(dòng)過大也會(huì)造成結(jié)構(gòu)整體傾覆。（地震力是慣性力，地震力的大小和結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)的自振周期有關(guān)，在同一場地內(nèi)，質(zhì)量越大、周期越短的結(jié)構(gòu)，遭受的地震作用越大，質(zhì)量越小、周期越長的結(jié)構(gòu)，遭受的地震作用越?。?/p>

第7頁，共18頁。三）、抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候結(jié)構(gòu)周期越長越好嗎？

1、根據(jù)現(xiàn)有的地震力計(jì)算理論，相同環(huán)境下，周期越長的結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)越小。但是，對(duì)于長周期結(jié)構(gòu)，地震動(dòng)態(tài)作用中的地面運(yùn)動(dòng)速度和位移可能對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞具有更大的影響，目前的地震力計(jì)算方法不能對(duì)此作出估計(jì)。所以《抗規(guī)》規(guī)定的最小剪重比。（參見抗規(guī)條，及條文說明）

2、自振周期越長的結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載效應(yīng)越大（高層更明顯），參見《荷載規(guī)范》7.1條。四）、高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)什么最重要？

1、軸壓比：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，見《抗規(guī)和《高規(guī)。

第8頁，共18頁。2、剪重比：主要為控制各樓層最小地震剪力，確保結(jié)構(gòu)安全性，見《抗規(guī)和《高規(guī)。3、剛度比：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，見《抗規(guī)和。4、位移比：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)生不利影響。見《抗規(guī)和《高規(guī)。5、周期比：主要為控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，減小扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，要求見《抗規(guī)條文解釋和《高規(guī)。6、剛重比：主要為控制結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生滑移和傾覆，要求見《高規(guī)》5.4.4。7、層間位移角：限制正常使用條件下的水平位移，確保結(jié)構(gòu)應(yīng)具備的剛度，避免產(chǎn)生過大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和使用要求。第9頁，共18頁?？偨Y(jié)：高層鋼筋混凝土主要設(shè)計(jì)內(nèi)容是考慮怎樣抵抗水平力。五）、剛心和質(zhì)心重合了結(jié)構(gòu)就不扭了嗎？結(jié)構(gòu)的地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)與兩個(gè)因素有關(guān)，偏心率和周期比。

（周期比：第一扭轉(zhuǎn)周期與第一平動(dòng)周期的比）（偏心率：質(zhì)心與剛心的距離比回轉(zhuǎn)半徑）

控制好這兩個(gè)因素就行了嗎？第10頁，共18頁。四、結(jié)構(gòu)布置及調(diào)整一）布置原則

1、概念設(shè)計(jì)

2、規(guī)范要求二）軟件實(shí)現(xiàn)

1、理解計(jì)算軟件采用的計(jì)算模型

2、理解計(jì)算軟件參數(shù)的含義

3、學(xué)會(huì)判斷計(jì)算結(jié)果的合理性第11頁，共18頁。三）學(xué)會(huì)看結(jié)構(gòu)整體空間振動(dòng)簡圖

1、不要出現(xiàn)局部震動(dòng)。

2、“平平扭”是不錯(cuò)的選擇。

3、學(xué)會(huì)通過振動(dòng)簡圖調(diào)整結(jié)構(gòu)布置。

4、通過振動(dòng)簡圖找到復(fù)雜結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)。樓面上盡量“均衡”地布置抗側(cè)力構(gòu)件，保證振型的純粹性。

四）計(jì)算結(jié)果不滿足規(guī)范怎么調(diào)整

1、軸壓比：增加構(gòu)件截面；提高材料強(qiáng)度；改變荷載傳遞路徑。

2、剪重比：增加抗側(cè)力構(gòu)件截面。

3、剛重比：增加抗側(cè)力構(gòu)件截面。第12頁，共18頁。4、位移比：找到最大位移比構(gòu)件，增加該構(gòu)件位移比較大方向的抗側(cè)剛度，或系統(tǒng)的增加該構(gòu)件一側(cè)位移比較大方向的抗側(cè)剛度。5、周期比：整體剛度較小的情況下，增加抗扭剛度（增加周邊剛度）；整體剛度較大的情況下，增加第一平動(dòng)周期（減弱第一平動(dòng)周期方向的抗側(cè)剛度）。

*注意抗扭的最有效部位。

6、剛度比：增加剛度薄弱樓層的抗側(cè)剛度；按《抗規(guī)條調(diào)整。

7、層間位移角：增加該方向的抗側(cè)力構(gòu)件。第13頁，共18頁。五）pkpm中剛度的計(jì)算1、剪切剛度r=G2*A2*H1/G1*A1*H22、剪彎剛度r=Δ1*H1/Δ2*H23、地震剪力與地震層間位移的比值

K=V1/Δu1

第14頁，共18頁。五、總結(jié)1、概念設(shè)計(jì)和規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)的限制、結(jié)構(gòu)模型調(diào)整的主要涉及內(nèi)容：剛度2、作為結(jié)構(gòu)師應(yīng)重視結(jié)構(gòu)的：荷載——?jiǎng)偠取从持g的關(guān)系。3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程就是剛度調(diào)整的過程4、剛?cè)嵯酀?jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)第15頁，共18頁。六、案例分析一）框架結(jié)構(gòu)二）剪力墻結(jié)構(gòu)第16頁，共18頁。

謝謝大家第17頁，共18頁。內(nèi)容梗概鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體會(huì)。：建筑設(shè)計(jì)應(yīng)重視平面、立面和豎向的規(guī)則性避免側(cè)向剛度和承載力突變。建筑結(jié)構(gòu)是指在建筑物中，由建筑材料做成用來承受各種荷載或者作用，以起骨架作用的空間受力體系。結(jié)構(gòu)剛度就是結(jié)構(gòu)能夠限制作用力所產(chǎn)生變形的性質(zhì)。剛心：剛心即剛度中心，剛度中心是在不考慮扭轉(zhuǎn)情況下各抗側(cè)力單元層剪力的合力中心。（外部作用的合力作用線通過合力中心時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生附加“彎矩”）。剛度包括結(jié)構(gòu)整體剛度、構(gòu)件剛度。振動(dòng)會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)部引起附加的“力”，振動(dòng)過大也會(huì)造成結(jié)構(gòu)整體傾覆。1、軸壓比：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，見《抗規(guī)和《高規(guī)。2、剪重比：主要為控制各樓層最小地震剪力，確保結(jié)構(gòu)安全性，見《抗規(guī)和《高規(guī)。3、剛度比：主要為控制結(jié)