多高層結構在KM中設計

多高層結構分析和設計（2002年新規(guī)范）TAT、SATWE、PMSAP一、混凝土結構的新舊規(guī)范設計對比新規(guī)范在地震力、風力的計算中，做了較大調整，尤其是地震力的計算參數(shù)與舊規(guī)范有很大區(qū)別，所以在比較兩者的配筋時，應盡量使設計參數(shù)一致。盡管這樣，新舊規(guī)范在以下幾方面是不同的：1。材料強度：混凝土，鋼筋；2。保護層厚度：35改為30+12.5；3。柱長度系數(shù)對柱配筋的影響；4。剪力墻邊緣構件對墻配筋的影響；5。梁剪扭配筋的改進對梁配筋的影響；6。柱雙偏壓計算配筋的改進和雙剪配箍；7。地震力的內(nèi)力調整；8。設計內(nèi)力的調整；9。內(nèi)力組合，如1.35恒+0.7*1.4活等；10。復雜高層結構的地震內(nèi)力、設計內(nèi)力調整等。另外一些新的條件和分析功能，如：1。P-△效應；2。特征周期增加0.05；3。風力計算增加了D類粗糙度；4。偶然偏心和雙向地震；5。多方向地震；6。最小樓層剪力系數(shù)和薄弱層的調整。新舊規(guī)范對結構的剛度、樓層質量并沒有調整，所以新舊規(guī)范計算出的結構周期、振型是相同的。但新規(guī)范的地震力計算與舊規(guī)范不同，所以新舊規(guī)范版的地震、風產(chǎn)生樓層位移會有增加。1.17層框架結構風位移：1.57%；地震位移：16.2%；剪力系數(shù)：15.76%；梁全樓配筋：4.6%；柱全樓配筋：15.1%。1.218層框架剪力墻結構風位移：-1.77%；地震位移：13.4%；剪力系數(shù)：9.81%；梁全樓配筋：14.4%；柱全樓配筋：17.9%。1.336層剪力墻結構風位移：-0.37%；地震位移：11.77%；剪力系數(shù)：6.06%；梁全樓配筋：5.3%。1.417層框支剪力墻結構風位移：3.53%；地震位移：10.34%；剪力系數(shù)：8.28%；梁全樓配筋：6.0%；柱全樓配筋：2.3%。二、新規(guī)范的地震控制和參數(shù)選擇新規(guī)范對地震力計算改動較大，增加了樓層最小剪力系數(shù)的控制。2.15%偶然偏心對于高層建筑且是規(guī)則結構時選擇，對不規(guī)則結構應選擇“雙向地震”，兩者選其一，不要都選。偶然偏心按結構長度的5%考慮，程序以增加各層的地震扭矩的方式來計算偶然偏心下的樓層位移和構件內(nèi)力。2.2雙向地震雙向地震一般只對不規(guī)則結構采用，并注意不要與“偶然偏心”同時用。由于雙向地震是把另一方向地震內(nèi)力的85%同時作用在結構上，這樣在組合配筋時可認為有兩個方向的地震同時作用，結構的配筋會增加約20%～30%。當采用雙偏壓計算柱配筋時，柱配筋面積會大幅度提高。一般設計可以遵循以下規(guī)則：1。當為規(guī)則結構時，考慮偶然偏心；2。當為一般不規(guī)則結構時，考慮扭轉耦連；3。當為很不規(guī)則結構時，考慮雙向地震。2.3多方向地震對于有斜交榀時，按新規(guī)范要求要計算該斜方向的地震。一般選擇斜交榀方向，再增加一最不利地震方向。多方向地震與總信息中的結構轉角是不同的：多方向地震只是對偶聯(lián)振型的不同方向的投影，得到各方向的地震力，而風力并沒有改變方向，所以多方向地震與風不對應，這也反映了一種結構的受力情況。結構轉角產(chǎn)生的地震力與風力方向是對應的，但每次只能計算一組方向，所以當結構設計以地震為主時，應選擇多方向地震。2.4周期比、剪重比和位移比新規(guī)范對結構的周期、位移和樓層剪力有明確要求，即周期比、最大層間位移和位移比、以及樓層最小剪力系數(shù)。周期比：是控制結構在大震時，扭轉振型不應靠前，以減少 震害；最大層間位移：按規(guī)范要求取樓層豎向構件的最大桿間位移 為樓層控制層間位移；位移比：取樓層最大桿間位移與樓層平均桿間位移的比值， 位移比是控制結構的扭轉效應；樓層最小剪力系數(shù)：按新規(guī)范要求，當?shù)卣鹆Σ粷M足樓層最 小剪力系數(shù)時，應對結構方案的合理性進行判斷， 并調整方案，或由程序自動把基底剪力提高。當采用不同的剛度計算模型時，結構的周期比、位移比會有較大變化，這也是正常的，所以重要工程應用兩種不同的計算模型進行分析、對比。對于復雜高層結構如：多塔結構，為了適應相應的周期比、剪重比和位移比，如沒有方法分離各個塔的周期比、位移比和剪重比，一般需要切開獨立分析，得到規(guī)范相應的控制比值，然后再用整體計算的方法分析。對于有空曠的、考慮樓板變形的、錯層的結構，樓層位移和位移比規(guī)范沒有規(guī)定，這時可仍以剛性樓板假定的方法來計算結構的位移，并求出位移比，以此作為結構變形控制、規(guī)則性控制的參考值。設計仍按原來有空曠的、考慮樓板變形的、錯層的結構進行設計。2.5層剛度計算和層剛度比新規(guī)范要求結構各層之間的剛度比，并根據(jù)剛度比對地震力進行放大，所以剛度比的合理計算較為重要。新規(guī)范對結構的層剛度有明確的要求，在判斷樓層是否為薄弱層、地下室是否能作為嵌固端、轉換層剛度是否滿足要求等等，都要求有層剛度作為依據(jù)，所以層剛度計算的準確性就比較重要。程序提供了三種計算方法： 1。樓層剪切剛度； 2。單層加單位力的樓層剪彎剛度； 3。樓層平均剪力與平均層間位移比值的層剛度。

這三種計算方法有差異是正常的，可以根據(jù)需要選擇。對于大多多數(shù)一般般的結構構應選擇擇第3種層層剛度算算法；對于多層層結構可可以選擇擇第1種層層剛度算算法；對于有斜斜支撐的的鋼結構構可以選選擇第2種種層剛度度算法。。轉換層結結構按照照“高規(guī)規(guī)”要求求計算轉轉換層上上下幾層層的層剛剛度比，，一般取取轉換層層上下等等高的層層數(shù)計算算。層剛度作作為該層層是否為為薄弱層層的重要要指標之之一，對對結構的的薄弱層層，規(guī)范范要求其其地震剪剪力放大大1.15，這這里程序序將由用用戶自行行控制。。三、考慮慮P-△效應與柱柱長度系系數(shù)新規(guī)范對對重力二二階效應應做了明明確的要要求，程程序采用用精確的的彈性分分析法，，以解決決二階效效應問題題。由于于二階效效應計算算較為復復雜，新新規(guī)范又又給出了了兩種不不同的簡簡化算法法，因此此對柱的的計算長長度系數(shù)數(shù)就有三三套，分分別得到到不同的的計算長長度系數(shù)數(shù)，這對對柱的配配筋也有有影響。。1。考慮慮P-⊿效應，柱柱長度系系數(shù)仍按按要求計計算；2。按現(xiàn)現(xiàn)澆樓板板施工，，考慮柱柱長度系系數(shù)為1、1.25；；3。按新新規(guī)范梁梁柱剛度度比，計計算柱長長度系數(shù)數(shù)，>1、>1.25。第三種方方法在結結構復雜雜且又斜斜交梁時時，采用用簡化的的投影方方法，并并沒有考考慮斜支支撐的作作用。3.1考考慮慮P-△效應的原原則對于混凝凝土結構構一般不不需要考考慮P-△效應，但但對于高高層特別別是超高高層結構構、鋼結結構應考考慮P-△效應。P-△效應的計計算原則則是考慮慮豎向力力在水平平力作用用下產(chǎn)生生的附加加彎矩影影響?；蚧蛘哒f是是一種特特殊的幾幾何非線線性問題題。3.2柱柱長長度系數(shù)數(shù)的取值值柱長度系系數(shù)是反反應柱整整體穩(wěn)定定性的參參數(shù)，就就是柱的的P-△效應，它它對柱的的配筋有有較大影影響。軟件提供供三種長長度系數(shù)數(shù)取值：：1。底底層為1，其它它層1.25；；2。各層層采用混混凝土規(guī)規(guī)范第7-3-11之之3條的的梁柱剛剛度比計計算的長長度系數(shù)數(shù)；3。。考慮P-△效應，此此時各層層長度系系數(shù)取1。3.3柱柱長長度系數(shù)數(shù)討論1?？紤]慮P-△效應而柱柱長度系系數(shù)仍按按要求計計算，不不考慮P-△效應而取取計算的的長度系系數(shù)，兩兩者對鋼鋼柱影響響較大，，對混凝凝土結構構一般影影響不大大。2。柱長度系數(shù)數(shù)按梁柱柱線剛度度比計算算，計算算公式有有局限，，它不能能準確地地反映任任意情況況，如：：斜交、、越層、、帶支撐撐等，所所以對計計算的柱柱長度系系數(shù)應分分析、修修正。3。對與與剪力墻墻相連的的邊框柱柱，取長長度系數(shù)數(shù)為0.75；；4。當選選擇了P-△效應，柱柱配筋仍仍然考慮慮偏心矩矩放大系系數(shù)。四、調整整系數(shù)新規(guī)范有有三類調調整系數(shù)數(shù)，1。。地震力力調整系系數(shù)；2。設計計內(nèi)力調調整系數(shù)數(shù)；3。。其它調調整系數(shù)數(shù)。調整整系數(shù)大大多為放放大系數(shù)。4.1地地震震力放大大系數(shù)1。對于于層剛度度比不滿滿足規(guī)范范要求的的，即薄薄弱層的的地震內(nèi)內(nèi)力需乘以1.15的放大大系數(shù)；；2。對于于樓層剪剪力不滿滿足規(guī)范范要求的的，需把把地震力力調整到到規(guī)范要求的的值，即即需乘以以一放大大系數(shù)；；3。對框框架剪力力墻結構構，需做做0.2Qo的層剪力力比較，，然后再再調整各層層框架的的地震內(nèi)內(nèi)力；4。對于于頂部小小塔樓，，程序設設置了地地震力放放大系數(shù)數(shù)；5。對于于框支托托梁，規(guī)規(guī)范規(guī)定定了相應應的放大大系數(shù)1.8、、1.5、1.25等；6。對框框支柱，，地震軸軸力需乘乘以放大大系數(shù)1.8、、1.5、1.2。4.2設設計計內(nèi)力調調整系數(shù)數(shù)1。對不不同抗震震等級的的梁、連連梁，按按規(guī)范乘乘以相應應的剪力力放大系數(shù)；；2。不同同抗震等等級的柱柱、角柱柱、框支支柱，按按規(guī)范乘乘以相應應的剪力放大大系數(shù)、、彎矩放放大系數(shù)數(shù)；3。對不不同抗震震等級的的剪力墻墻，按規(guī)規(guī)范乘以以相應的的剪力放放大系數(shù)、彎彎矩放大大系數(shù)，，對短肢肢剪力墻墻結構，，還應再再乘以相應的剪剪力放大大系數(shù)；；4。梁設設計彎矩矩放大系系數(shù)；5。梁設設計扭矩矩折減系系數(shù)；6。結構構重要性性系數(shù)。。4.3其其它它調整系系數(shù)1。梁活活荷載折折減系數(shù)數(shù)（在PM導荷載中中）；2。柱墻墻活荷載載折減系系數(shù)；3。傳基基礎的活活荷載折折減系數(shù)數(shù)；4。梁恒恒、活負負彎矩調調幅系數(shù)數(shù)；5。梁扭扭轉剛度度折減系系數(shù)；6。溫度度應力折折減系數(shù)數(shù)。注意：1中的梁梁活荷載載調整系系數(shù)，不不要與2中的柱柱墻活荷荷載調整系數(shù)數(shù)同時用用五、地下下室、人人防的設設計分析析使用SATWE對地下室室、人防防的正確確分析和和設計。。5.1地地下下室的剛剛度和分分析1。地下下室一般般與上部部結構共共同分析析；2。地下下室能否否與上部部結構分分開獨立立計算，，取決于于地下室室的層剛度，當?shù)氐叵率覍觿偠榷却笥谏喜繉訉觿偠鹊?倍倍時，地下室與上部結結構可以分開開計算，否則則應共同計算算；3。當?shù)叵率沂遗c上部結構構共同分析時時，地下室回回填土的約束束作用用增加地地下室層剛度度的方法模擬擬，即程序中中所提到的相對剛度度，一般取3；4。當定義了了地下室后，，側向不論有有無約束，風風力的計算都按有地下室室考慮，即在在計算高度系系數(shù)時，扣除除地下室的高度；5。相對約束束剛度如果選選擇：A。取0，則表示示外圍對地下下室沒有約束束，此時地震震的計算與沒有有設地下室一一樣；B。取小于0，如如-3，則表表示地下室的的側向位移被被完全嵌固；C。取有限值，如如3，則表示示側向約束產(chǎn)產(chǎn)生的剛度是是地下室層剛度度的3倍。6。地下室與與上部結構共共同分析是一一種更合理的的分析方法，共同分析析使上部結構構的軸力、彎彎矩可以傳給給地下室結構，而剪剪力可以根據(jù)據(jù)需要傳遞。。5.2地地下室和人防防的設計1。設計參數(shù)數(shù)分第1層和和其他層，對對最下一層的的地下室其設設計調整系數(shù)按第第1層的系數(shù)數(shù)取用，其他他層地下室按按其他層系數(shù)取用，±0層按第1層層系數(shù)取用，，±0以上上層按其他層層系數(shù)取用；2。地下室考考慮側向土壓壓力和水壓力力，此時土、、水壓力按：：qs=hswsγqw=hw三角形作用形形式其中：hs、hw----為土、水的深深度；ws----為土的容重；；γ----為土的側壓力力系數(shù)當土、水同時時作用時，還還要減去水的的浮力。3。對有人防防的內(nèi)外臨空空墻，還有側側向人防荷載載。人防側向向荷載與側向土土、水壓力綜綜合為一個側側向均布力，，對外墻和臨空墻作剪力力墻平面外的的水平、豎向向分布筋的配配筋；4。人防的豎豎向力按活荷荷載分布規(guī)律律分布，并作作用在梁墻上上，所以結構必須須計算活荷載載；5。人防設計計只考慮人防防層及以下層層，人防以上上層不考慮。。六、剪力墻結結構與邊緣構構件新規(guī)范對剪力力墻的配筋方方式做了重大大改進，剪力力墻的配筋是是根據(jù)墻的軸軸壓比，先確確定配箍特征征值，再確定定邊緣構件的的尺寸，在計計算剪力墻的的主筋時，采采用一字形剪剪力墻的墻肢肢，進行配筋筋，然后再與與邊緣構件的的節(jié)點疊加，，產(chǎn)生邊緣構構件的配筋面面積，并與邊邊緣構件的構構造相比取大大。所以，新規(guī)范范剪力墻的配配筋與舊規(guī)范范有很大差別別。對一級、特一一級的剪力墻墻，配筋采用用的彎矩是底底層墻底的設設計彎矩，所所以當剪力墻墻是一級、特特一級時，配配筋要比舊規(guī)規(guī)范大的多。。6.1加加強區(qū)與邊緣緣構件1。在加強區(qū)區(qū)及以上一層層為約束邊緣緣構件；2。加強區(qū)的的設計調整系系數(shù)與非加強強區(qū)不同；3。地下室程程序自動認為為是加強區(qū)；；4。有地下室室時，程序自自動扣除地下下室的高度計計算加強區(qū)；；5?！案咭?guī)”規(guī)定加強區(qū)都都為約束邊緣緣構件，“抗抗震規(guī)范”在在加強區(qū)是否為為約束邊緣構構件由軸壓比比控制，程序序由參數(shù)控制；6。剪力墻單單肢軸壓比，，按1.2倍倍重力荷載代代表值計算；；7。加強區(qū)的的確定有局限限，應按需要要定義；8。短肢剪力力墻需特殊定定義；9。短肢剪力力墻仍需符合合框剪結構50%傾覆彎彎矩的要求；；10。短肢墻墻的抗震等級級需提高一級級，并乘以相相應的剪力設計調整系數(shù)數(shù)。6.2剪剪力墻邊緣構構件的設計1。剪力墻按按單肢墻端部部計算配筋，，按邊緣構件件設計配筋；；2。當墻肢長長度小于3倍倍的厚度時，，按柱配筋，，此時水平筋筋可以理解為箍箍筋，但注意意軸壓比仍按按墻計算；3。邊緣構件件的合并原則則與(2)類類似；4。邊框柱作作為剪力墻的的一部分與墻墻共同工作，，邊框柱按柱柱配筋作為參考考，軸壓比也也僅為參考，，視具體情況況而定；5。邊緣構件件的配筋，尤尤其是L形端部，有時時配筋過大，，可以考慮鋼筋的的共用，如考考慮翼緣的作作用，兩個方方向的配筋可以取大值值，至少可以以減去中間部部分的鋼筋面面積；6。邊緣構件件中的箍筋按按構造要求配配置，尤其是是一、二級抗抗震等級的邊緣緣構件；7。邊緣構件件的配筋應參參考邊緣構件件配筋簡圖，，而在單肢墻墻配筋簡圖中輸輸出實際需要要的配筋面積積，小于0取取0，水平分布筋仍在單單肢墻配筋簡簡圖中輸出、、參考。七、框架結構構分析1。注意柱長長度系數(shù)的計計算方法和選選取；2。注意柱配配筋單、雙偏偏壓的選取，，一般以單偏偏壓配筋，雙雙偏壓驗算為好好，因為雙偏偏壓是多解，，即配筋量、、配筋形式不唯一；3。梁、柱保保護層厚度按按規(guī)范取用，，程序內(nèi)部加加12.5；；4。對大截面面柱，可以考考慮梁柱重疊疊部分為剛域域；5。一般均可可以考慮梁剛剛度放大、梁梁扭矩折減，，以考慮樓板板的影響；6。對常規(guī)的的框架結構可可以選用簡化化的薄弱層分分析，即“十十二層以下框架架的薄弱層計計算”，控制制結構的塑性性位移；對于有錯層、、多塔、大面面積開洞、斜斜柱斜梁、異異形柱、鋼結構、帶剪剪力墻等等結結構，均不能能計算薄弱層層和塑性位移；7。對不同層層嵌固柱、不不等高嵌固柱柱，程序提供供了“與基礎礎相連的最高層層號”和修改改柱計算長度度兩種方法；；8。梁調幅按按一完整的柱柱梁進行，次次梁只能在本本跨內(nèi)調幅，，負彎矩向下調調幅后，跨中中正彎矩自動動增加；9。梁跨中正正彎矩的設計計內(nèi)力，不小小于簡支梁跨跨中正彎矩的的1/2，此時時設計彎矩組組合號為0；；10。梁的彈彈性撓度一般般以主梁為準準，次梁撓度度僅為參考；；11。對異形形柱自動按雙雙偏壓計算配配筋，按雙剪剪計算箍筋；；12。雙偏壓壓驗算柱配筋筋，需先做柱柱鋼筋歸并；；13。恒載計計算一般應選選擇“模擬施施工1”，也也可以選擇““一次性性加載””；14。對于短短柱，軸壓比比從嚴0.5-0.1；；15。當結構構分析不考慮慮地震時，柱柱軸壓比按1.05限值值。八、框剪結構構分析1。一般框剪剪結構恒載計計算應選擇““模擬施工1”；2。按“高規(guī)規(guī)”有0.2Qo的調整，此時時程序自動放放大梁柱的地地震彎矩和剪力力；3?？蚣懿糠址值讓觾A覆彎彎矩，應滿足足大于50%的規(guī)范要求求，否則應按框架架結構分析；；4。對框剪結結構，程序自自動把軸壓比比放松0.05；5。對一端與與柱一端與墻墻相連的梁，，也可以按連連梁設計；6?？梢赃x擇擇“模擬施工工2”用于傳傳基礎力；7。一些內(nèi)筒筒外框、筒中中筒等結構，，程序也認為為是框架剪力力墻結構，所以以也要符合框框剪結構的要要求；8。對框筒結結構，由于結結構的扭轉剛剛度都集中在在內(nèi)筒，所以以結構扭轉周期期往往靠前；；不滿足“高高規(guī)”周期比比的要求；9。對周期比比不滿足要求求的結構，應應增加結構外外部的剛度如：在角部加加剪力墻等；；10。對于0.2Qo調整，一般在在底部幾層進進行，尤其對對有內(nèi)收的結構，一般般只調整到內(nèi)內(nèi)收層為止，，或按“高規(guī)規(guī)”分別調整；11。對框架架支撐體系的的鋼結構，可可以認為屬于于框剪結構，，所以按“高鋼鋼規(guī)”，有25%Qo的調整要求。。九、復雜高層層結構分析對各種多塔、、錯層、轉換換層等結構，，“高規(guī)”專專門定義為復雜高層結構構，9.1轉轉換層結構并對框支柱、、托梁的地震震內(nèi)力定義了了明確的調整整系數(shù)，而且且設計內(nèi)力也也做了相應的的調整。影響響框支柱、托托梁的主要因因素有以下幾幾方面：1。0.2Qo的基底剪力調調整；2。對2層或或3層以上轉轉換的框支柱柱的調整，分分別為10根根框支柱按每根2%Qo、3%Qo，10根以上按框支支柱總和的20%；3。薄弱層地地震內(nèi)力的調調整，如需要要內(nèi)力方大1.15；4?？蛑辛毫旱卣饍?nèi)力的的無條件放大大，有：1.8，1.5，1.25；5。框支柱設設計內(nèi)力調整整。轉換層結構有有多種形式，，如：行架轉轉換、厚板轉轉換，最常見見的是框支轉轉換。轉換層層最大的問題題是：1。受力、傳傳力不是很明明確；2。分析、設設計手段不太太多；3。規(guī)范的構構造、參數(shù)等等不能含蓋所所有的轉換層層結構；所以轉換層結結構應用多個個程序、多種種手段分析；；9.2多多塔、錯層結結構1。為了明確確控制結構的的周期比、剪剪重比和位移移比，對多塔塔結構最好分開開計算，保證證設計的安全全；2。對多塔、、錯層結構應應取足夠多的的振型數(shù)，并并應特別注意意相關參數(shù)，如如：有效質量量系數(shù)，剪重重比等；3。對大面積積錯層結構，，錯層部位應應按兩層輸入入，如層錯只只是小部分，則則可用層間梁梁或不考慮等等方法；4。關注錯層層柱、墻的局局部加強。十、多、高層層鋼結構分析析新的抗震規(guī)范范第8章，對對多高層鋼結結構及設計有有明確要求。。10.1鋼鋼結構的分分析與設計原原則1。除了特殊殊的、平面作作用明顯的結結構外，一般般鋼結構應采采用空間分析；；2。鋼柱的長長度系數(shù)按梁梁柱剛度比確確定，但有局局限性，所以以程序設定了人人工調整，考考慮P-△效應后長度系系數(shù)仍應按要求計算；3。一般鋼結結構應取有側側移設計，對對層間位移小小于1/1000的結構，可以按按無側移設計計；4?？拐鹨?guī)范范第8章，對對柱、支撐、、梁其長細比比、高厚比、、寬厚比是強制制性規(guī)定，所所以必須滿足足；5。材料強度度與截面的厚厚度，但極限限強度fay與厚度無關；；6。設計應滿滿足基本的強強度應力、穩(wěn)穩(wěn)定應力要求求；7。一些特殊殊的驗算，目目前程序已暫暫時關閉。10.2特特殊情況的的處理1。越層柱、、支撐的輸入入，需節(jié)點對對位，支撐應應注意鉸接的的修正；2。交叉支撐撐的輸入，計計算時支撐的的計算長度、、長細比等，，程序