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结构设计新手需读
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结构设计的本质原来如此~你,知道吗?

 

1

剪力墙是一切复杂的根源

 

目前的结构分析软件情况下,对于空间杆元结构的分析,得出的结论基本上一致。

 

但是对于剪力墙采用计算模型的不同,产生的差异较大,有墙元模型、壳元模型及膜元模型。

 

 

1.考虑刚性楼板假定

 

考虑刚性楼板假定的原因,是基于同一种条件下对结构指标的判断,是基于层模型的分析判断。

 

主要为整体控制指标的计算时采用,如层间位移角、扭转位移比、周期比、结构底部抗倾覆力矩计算、结构剪重比计算、结构的刚重比计算等。

 

不考虑刚性楼板假定的工况:结构构件的分析计算,即梁、板、柱、墙。

 

 

2.周期比的判断

 

周期比的判断,应采用刚性楼板假定,对不符合刚性楼板假定的结构,扭转周期比的判别将无实质意义。

 

 

3.位移比(扭转位移比)的判断

 

位移比(扭转位移比)的判断,采用刚性楼板假定,应取单向地震作用的、按规定水平力计算的;并且考虑偶然偏心。

 

 

4.位移角

 

结构楼层位移和层间位移控制值验算,采用CQC效应组合,且可不考虑偶然偏心的影响。

 

 

5.地震作用计算

 

单向地震时,应考虑偶然偏心,缘于结构实际刚度和质量分布相对于计算假定值得偏差,实际地震时存在地面扭转分量,结构弹塑性反应时抗侧力刚度退化程度的不同。采用考虑偶然偏心的方法是简便实用的方法。

 

 

6.双向地震

 

《抗规》5.1.1条:质量与刚度分布明显不对称的结构,应计入双向水平地震作用下的扭转影响。扭转位移比大于1.2,可认为质量和刚度处于明显不对称状态。

 

规范对双向地震的计算是对x方向地震和y方向地震(均不考虑偶然偏心)的再组合。但是和单向地震作用结果不同,单向地震作用考虑偶然偏心(EXM、EYM或EXP、EYP)。

 

 

7.重力荷载代表值屋面活荷载是否计入

 

对于不上人屋面可不计入;

对于上人屋面,应计入,因为实际工程中屋面具有较强的使用功能。

 

 

8.最小剪重比

 

对于长周期结构,同烈度时场地条件好的结构不容易满足,存在一定问题。

 

目前存在两种争议:最小剪重比和刚度都需要满足规范的要求;以及在满足刚度要求的情况下可以不需要满足最小剪重比的要求。

 

大多数结构处于速度控制段,按规范的方法过于计算复杂,可直接按照加速度控制段的调整方法计算,偏于安全。

 

 

9.楼梯间的问题

 

按照平法图集底端滑动的做法有以下方面的问题存在:

 

a,时间长以后滑动支座是否还能滑动;

b,梯板下端滑动后对结构产生如何新的影响;

c,框架柱被楼梯平台分割成短柱的问题仍然存在。

 

建议采用楼梯间梯柱为框架柱,沿着楼梯建周边设置暗梁,并且梯柱按抗震要求进行抗震等级构造措施。在模型中建立楼梯进行计算是下策。

 

 

10.强柱弱梁

 

实际地震中难以实现强柱弱梁破坏。

 

主要原因

1)弹性模型加大了梁端负弯矩;

2)裂缝计算时,内力取值位置与实际位置不统一,导致裂缝过大,从而加大了配筋;

3)梁底部配筋加大过多;

4)现浇楼板对梁端实际承载能力的影响。

 

设计中宜

考虑塑性内力重分布,设置梁净跨单元;正确区分梁跨中配筋和梁端底筋配筋要求的不同性。当梁底多排钢筋时,第二排可在柱截面外截断。

 

 

11.刚性楼板假定

 

刚性楼板假定和强制刚性楼板假定不同。

 

【刚性楼板假定】平面内无限刚,片面外刚度为零。板的自由度为3个。

 

【强制刚性楼板假定】不区分刚性板、弹性板或独立的弹性节点,位于一个楼层时,均强制从属一个刚性板。

 

注意:对于复杂结构,如不规则坡屋顶、体育馆看台、工业厂房,或者柱、墙不在同一标高(跃层柱),或者没有楼板等情况,如果采用强制刚性楼板假定,结构分析会严重失真(即计算出的结果不具有参考意义)。对这类结构可以查看位移(详细输出),或观察结构的动态变形图,考察结构的扭转效应。

 

对于错层或带夹层的结构,总是有大量的跃层柱,如采用刚性楼板假定,所有跃层柱都将受到约束,造成计算结果失真。(从实践看,位移角不满足1/550的不一定实际不满足)

 

建议:对于厂房结构不采用刚性楼板假定,而是根据计算出的最大位移角的数值和楼层层高进行判断。

 

 

12.屋面板温度筋

 

屋面板温度筋:双层双向设置。梁构造钢筋,改为抗扭钢筋。

 

2

三个公式一个圈

 

结构设计围绕“三个公式一个圈”而进行

 

公式一:F=kx

公式二:F=ma

公式三:S≤R

 

3

重概念,轻精度

 

结构设计中应注重概念设计,做到重概念,轻精度。做结构设计应从大处着眼,小处着手

 

抗震概念设计就是要把握好结构抗震设计的关键问题:

 

1)把地震及其影响的不确定性和规律性结合起来,设计时应着眼于结构的总体反应;

 

2)依据结构破坏机制和破坏过程,灵活运用抗震设计准则;

 

3)从一开始就全面合理地把握好结构设计的本质问题(如把握好总体布置、结构体系、承载能力与刚度分布、结构延性等);

 

4)顾及关键部位的细节,力求消除结构中的薄弱环节(或对关键部位制定明确的抗震性能目标);

 

5)从根本上保证结构的抗震性能。做结构设计不应当怕出现超出结构规范规定的问题,而是要找出结构的问题所在,有针对性的解决问题,找出解决措施。


 
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