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1、高层建筑结构分析与设计高层建筑结构分析与设计要点要点编写：赵新启编写：赵新启1结构工程设计概要结构工程设计概要1、选择合理的计算分析模型、选择合理的计算分析模型 2、识别计算模型的局限性和适应性、识别计算模型的局限性和适应性3、计算结果的判断与处理、计算结果的判断与处理4、通过周期比及位移比判断结构平面、通过周期比及位移比判断结构平面 规则性规则性2结构工程设计概要结构工程设计概要1、选择合理的计算分析模型、选择合理的计算分析模型分析模型由以下三部分组成：分析模型由以下三部分组成：1）、建立模型（模型不同于原型）、建立模型（模型不同于原型）2）、施加载荷（载荷不可知）、施加载荷（载荷不可知）3
2、）、使用材料抵抗外力（材料属性是离）、使用材料抵抗外力（材料属性是离散的）散的）3结构工程设计概要结构工程设计概要1.1、结构的初始分析、结构的初始分析v当拿到一个建筑结构时，首先要分析结构特殊性。当拿到一个建筑结构时，首先要分析结构特殊性。v特殊性往往是指结构的薄弱部位，设计时需要特别特殊性往往是指结构的薄弱部位，设计时需要特别注意（或需要加强）的部位，特殊的结构形式，如：注意（或需要加强）的部位，特殊的结构形式，如：v大底盘多塔结构；大底盘多塔结构；v造成塔之间相互影响，且上下刚度突变。造成塔之间相互影响，且上下刚度突变。v错层结构；错层结构；v造成大量的越层柱，楼板错位使得水平荷载传递中
3、造成大量的越层柱，楼板错位使得水平荷载传递中断，产生刚度突变以及薄弱部位。断，产生刚度突变以及薄弱部位。4结构工程设计概要结构工程设计概要v转换层结构转换层结构；v造成上下刚度突变，竖向荷载传递中断，产生薄弱层；造成上下刚度突变，竖向荷载传递中断，产生薄弱层；v板柱结构板柱结构；v形成框架的刚度很弱，不能抵抗较大的水平力，需要加剪形成框架的刚度很弱，不能抵抗较大的水平力，需要加剪力墙才能抵抗较大的水平荷载；力墙才能抵抗较大的水平荷载；v楼板弱连接楼板弱连接；v楼板整体性差，水平力作用将产生弱连接处的应力集中。楼板整体性差，水平力作用将产生弱连接处的应力集中。5结构工程设计概要结构工程设计概要v
4、特殊连接方式特殊连接方式；v偏心梁托柱、墙；大截面柱产生的刚性梁、上部大梁的向下偏心梁托柱、墙；大截面柱产生的刚性梁、上部大梁的向下的吊柱、悬臂梁抬柱、短肢墙的单元划分、洞口不对齐，等的吊柱、悬臂梁抬柱、短肢墙的单元划分、洞口不对齐，等等。等。v结构的特殊性往往与结构的结构的特殊性往往与结构的刚度特征刚度特征、传力方式传力方式、荷载作用荷载作用、受力变形受力变形等有关。等有关。v结构的特殊性反应在结构的分析模型，通过建模来结构的特殊性反应在结构的分析模型，通过建模来合理地实合理地实现这种特殊性现这种特殊性。v结构的特殊性大多也是结构的薄弱部位，所以需要合理的简结构的特殊性大多也是结构的薄弱部位
5、，所以需要合理的简化、设计时需要特别的加强。化、设计时需要特别的加强。6结构工程设计概要结构工程设计概要7结构工程设计概要结构工程设计概要有吊柱的结构，在恒载计算有吊柱的结构，在恒载计算时不能采用时不能采用“模拟施工模拟施工”的的方法，只能用方法，只能用“一次性加载一次性加载”。吊车厂房结构附属框架吊车厂房结构附属框架8结构工程设计概要结构工程设计概要地震、风可能的地震、风可能的最不利作用方向最不利作用方向9结构工程设计概要结构工程设计概要1.2。计算模型的选择。计算模型的选择v对于常见的梁、柱、支撑构件；对于常见的梁、柱、支撑构件；v一般选用杆系模型，即杆单元模型，或称一维单元模型。一般选用
6、杆系模型，即杆单元模型，或称一维单元模型。v对于剪力墙、楼板构件；对于剪力墙、楼板构件；v一般选用壳元模型，或称二维单元模型。一般选用壳元模型，或称二维单元模型。v对于板柱结构，在整体分析时；对于板柱结构，在整体分析时；v楼板可模拟成宽扁梁（即柱上板带）模型；也可以按弹性楼楼板可模拟成宽扁梁（即柱上板带）模型；也可以按弹性楼板分析（弹性板板分析（弹性板6，壳元），但是要注意楼板的单元划分。，壳元），但是要注意楼板的单元划分。v对于顶部为平板网架的部分；对于顶部为平板网架的部分；v网架部分可以按一个超大房间定义，并采用刚性楼板的分析网架部分可以按一个超大房间定义，并采用刚性楼板的分析模型，整体计
7、算不得输入网架画蛇添足。模型，整体计算不得输入网架画蛇添足。10结构工程设计概要结构工程设计概要v对于有斜坡梁的结构；对于有斜坡梁的结构；v分析时，不能按分析时，不能按“强制刚性楼板假定强制刚性楼板假定”来分析。且平面部来分析。且平面部分也最好考虑弹性楼板的分析模型。分也最好考虑弹性楼板的分析模型。v对于有超多小塔的多塔结构；对于有超多小塔的多塔结构；v由于程序允许的刚性板数有限，可以采用定义弹性楼板的由于程序允许的刚性板数有限，可以采用定义弹性楼板的分析模型来避开这个限制。分析模型来避开这个限制。v对于复杂错层结构；对于复杂错层结构；v宜采用全楼弹性楼板的分析模型。宜采用全楼弹性楼板的分析模
8、型。v对于上连的多塔结构；对于上连的多塔结构；v上部连体部分在整体分析时，宜采用弹性楼板的分析模型。上部连体部分在整体分析时，宜采用弹性楼板的分析模型。11结构工程设计概要结构工程设计概要v复杂的连接部位：复杂的连接部位：v对于超短梁，或在柱截面范围内的梁对于超短梁，或在柱截面范围内的梁；v应按刚性梁模型分析。应按刚性梁模型分析。v对于框支转换大梁对于框支转换大梁；v由于需要与上部剪力墙变形协调，所以单元划分应尽量细。由于需要与上部剪力墙变形协调，所以单元划分应尽量细。但即使如此，仍不能避免两种模型协调上的差异，造成应但即使如此，仍不能避免两种模型协调上的差异，造成应力集中，此时可以采用平面有
9、限元的计算模型，补充分析。力集中，此时可以采用平面有限元的计算模型，补充分析。v对于墙与转换梁偏心连接对于墙与转换梁偏心连接；v可以加刚性梁来考虑偏心传力对托梁产生的整体扭矩。可以加刚性梁来考虑偏心传力对托梁产生的整体扭矩。v对于超短柱对于超短柱；v应尽量避免，容易产生应力集中。应尽量避免，容易产生应力集中。12结构工程设计概要结构工程设计概要214356789101112131415161718刚性板块或塔数太多刚性板块或塔数太多13结构工程设计概要结构工程设计概要定义弹性板，避开刚性板数的限制定义弹性板，避开刚性板数的限制14结构工程设计概要结构工程设计概要v屋架的模型简化屋架的模型简化。
10、刚性杆或采用刚性杆或采用刚性楼板假定刚性楼板假定柱顶铰接柱顶铰接屋盖计算模屋盖计算模型简化型简化15结构工程设计概要结构工程设计概要v平板网架的模型简化平板网架的模型简化。定义超大房间按刚性定义超大房间按刚性楼板假定分析楼板假定分析网架荷载按均布网架荷载按均布作用到四周作用到四周16结构工程设计概要结构工程设计概要v网壳的模型简化网壳的模型简化。网壳荷载按集中网壳荷载按集中力作用到四周力作用到四周超大房间按板超大房间按板厚为厚为0考虑，忽考虑，忽略水平刚度略水平刚度注意网壳传给四注意网壳传给四周的水平推力周的水平推力17结构工程设计概要结构工程设计概要v合理的计算模型，应根据实际工程的情况确定
11、。（不一定合理的计算模型，应根据实际工程的情况确定。（不一定有统一的模式）有统一的模式）v合理的计算模型，主要要满足结构刚度、传力特点。并能合理的计算模型，主要要满足结构刚度、传力特点。并能较好地反映结构的变形特征。即使有简化误差，也应该限较好地反映结构的变形特征。即使有简化误差，也应该限制在局部的范围。制在局部的范围。v计算模型的正确与否，是结构分析的前提。在建模时就时计算模型的正确与否，是结构分析的前提。在建模时就时时体现贯彻这点，建模不是几何模型（搭积木），而是力时体现贯彻这点，建模不是几何模型（搭积木），而是力学计算模型，力学模型讲求简单明了。如果计算模型简化学计算模型，力学模型讲求简
12、单明了。如果计算模型简化错误，则后面的分析均失效。错误，则后面的分析均失效。v力学模型是由：力学模型是由：点点（连接点）、（连接点）、线线（线刚度）、（线刚度）、面面（壳刚（壳刚度）所组成。连接、传力均以节点为准。度）所组成。连接、传力均以节点为准。18结构工程设计概要结构工程设计概要1.3。连梁、刚性梁、转换大梁的分析模型。连梁、刚性梁、转换大梁的分析模型v由剪力墙开洞产生的连梁由剪力墙开洞产生的连梁v梁刚度模型采用壳元、刚度与单元划分有关、刚度只能折减梁刚度模型采用壳元、刚度与单元划分有关、刚度只能折减不能放大、不做负弯矩调幅和扭矩的折减。不能放大、不做负弯矩调幅和扭矩的折减。v这种采用二
13、维单元模型的连梁，与两端的剪力墙协调性较好，这种采用二维单元模型的连梁，与两端的剪力墙协调性较好，刚度的准确性很刚度的准确性很依赖于单元的划分依赖于单元的划分，所以，当其跨高比较大，所以，当其跨高比较大时，应加细单元的划分。如果单元加密有限制，则可以采用时，应加细单元的划分。如果单元加密有限制，则可以采用框架梁单元较为合理。框架梁单元较为合理。v连梁的单元划分也会影响到两端墙体的单元划分连梁的单元划分也会影响到两端墙体的单元划分。19结构工程设计概要结构工程设计概要v用框架梁定义的连梁用框架梁定义的连梁v梁刚度采用一维杆模型，连梁的属性可以修改。按连梁则梁刚度采用一维杆模型，连梁的属性可以修改
14、。按连梁则刚度只可以折减；按框架梁则刚度可以放大、可以做负弯刚度只可以折减；按框架梁则刚度可以放大、可以做负弯矩调幅以及扭矩的折减。矩调幅以及扭矩的折减。v与两端剪力墙协调性较差，只有一个节点。当跨高比较小与两端剪力墙协调性较差，只有一个节点。当跨高比较小时，刚度估计偏小。时，刚度估计偏小。20结构工程设计概要结构工程设计概要连梁的计算模型连梁的计算模型连梁作为一种重要的、敏感的结构刚度连梁作为一种重要的、敏感的结构刚度调节器调节器，其分析模型的，其分析模型的合理性会影响到整个结构的分析结果。合理性会影响到整个结构的分析结果。连梁按壳元进行划分单元方式的有限元分析模型，如果单元划连梁按壳元进行
15、划分单元方式的有限元分析模型，如果单元划分可以分可以很细很细，则连梁跨高比再大，计算结果也是正确的。，则连梁跨高比再大，计算结果也是正确的。当单元划分受到限制，当单元划分受到限制，对跨高比较大的连梁，由于单元划分不对跨高比较大的连梁，由于单元划分不够细，将造成较大的分析误差够细，将造成较大的分析误差。（与形函数有关）为此，可以。（与形函数有关）为此，可以按以下方式处理：按以下方式处理：当跨高比大于当跨高比大于5时时，连梁按框架梁输入、分析。，连梁按框架梁输入、分析。当跨高比小于当跨高比小于2.5时时，连梁按壳元（洞口）输入、分析。，连梁按壳元（洞口）输入、分析。当跨高比介于当跨高比介于5和和2
16、.5之间时之间时，按壳元（洞口）分析，应细化单，按壳元（洞口）分析，应细化单元划分；按框架梁分析，结构刚度将偏柔。元划分；按框架梁分析，结构刚度将偏柔。21结构工程设计概要结构工程设计概要连梁的单元划分连梁的单元划分连梁与墙的协调节点连梁与墙的协调节点框架梁与墙的协调节点框架梁与墙的协调节点22结构工程设计概要结构工程设计概要v刚性梁刚性梁广义称谓刚性杆广义称谓刚性杆，是一种不能自身变形，但能，是一种不能自身变形，但能刚体位移的构件。刚体位移的构件。v刚性杆普遍用于结构分析中，但是在结构分析中，不能有刚性杆普遍用于结构分析中，但是在结构分析中，不能有太多的刚性杆。因为刚性杆的刚度要远大于正常的
17、结构刚太多的刚性杆。因为刚性杆的刚度要远大于正常的结构刚度，使得结构刚度在局部产生病态，容易造成局部失真。度，使得结构刚度在局部产生病态，容易造成局部失真。v程序控制超短构件，对小于程序控制超短构件，对小于0.2m的构件，取的构件，取0.2m的长度。的长度。v要区别要区别刚性杆刚性杆与与杆件的刚域杆件的刚域，两者的工作原理略有不同。，两者的工作原理略有不同。v刚性杆、带刚域的杆，不同的工作原理和区别：刚性杆、带刚域的杆，不同的工作原理和区别：23结构工程设计概要结构工程设计概要刚性梁和刚域的区别刚性梁和刚域的区别v刚性梁刚性梁可以可以独立位移独立位移，但，但不变形不变形。主要起到传递位移和力的
18、。主要起到传递位移和力的作用。与构件变形作用。与构件变形不协调不协调。即不符合变形协调条件。即不符合变形协调条件。v刚域刚域则需要则需要依附于构件依附于构件，本身也，本身也不变形不变形，但，但随构件变形而移随构件变形而移动动。与构件变形。与构件变形协调协调。v刚性梁与刚域作用是一样的，但效果不一定相同，两者不能刚性梁与刚域作用是一样的，但效果不一定相同，两者不能互换。互换。24结构工程设计概要结构工程设计概要刚性梁刚性梁使局部转角增加，使局部转角增加，弯矩增加弯矩增加25结构工程设计概要结构工程设计概要垂直于构件的刚域垂直于构件的刚域也会使也会使局部转角增加，弯矩增加局部转角增加，弯矩增加沿着
19、构件的刚域沿着构件的刚域不会使局不会使局部转角增加，弯矩增加部转角增加，弯矩增加26结构工程设计概要结构工程设计概要柱内多节点的连接柱内多节点的连接v当柱范围内有多节点时，应加当柱范围内有多节点时，应加柱内小梁柱内小梁，以封闭房间。该小，以封闭房间。该小梁程序梁程序自动定义为刚性梁自动定义为刚性梁。应定义两根小梁，以封闭房间应定义两根小梁，以封闭房间程序自动确认为刚性梁程序自动确认为刚性梁柱定位点柱定位点27结构工程设计概要结构工程设计概要一根柱抬两根柱一根柱抬两根柱v此时，需要此时，需要加刚性梁加刚性梁。加两根刚性梁加两根刚性梁加一根刚性梁加一根刚性梁牛腿牛腿28结构工程设计概要结构工程设计
20、概要一根梁抬两片墙一根梁抬两片墙v此时，只能简化处理。转换大梁上此时，只能简化处理。转换大梁上建三根轴线建三根轴线，如下图所示：，如下图所示：中轴线定义中轴线定义宽转换梁宽转换梁上下两根轴线定上下两根轴线定义上部剪力墙义上部剪力墙建若干竖向轴线建若干竖向轴线定义刚性梁定义刚性梁上部墙与下部刚性上部墙与下部刚性梁交点梁交点刚性梁与转换梁刚性梁与转换梁的交点的交点29结构工程设计概要结构工程设计概要对柱边的短梁，也可以采用定义对柱边的短梁，也可以采用定义刚性梁的方法刚性梁的方法超过梁宽范围产生短梁，此时超过梁宽范围产生短梁，此时才是才是真正的短梁真正的短梁，应尽量避免，应尽量避免，因为应力过于集中
21、。因为应力过于集中。对柱边短对柱边短梁可以采用梁可以采用加宽加宽、加掖加掖等方法。等方法。柱边短梁加宽柱边短梁加宽柱边短梁加掖柱边短梁加掖30结构工程设计概要结构工程设计概要梁柱偏心的计算模型梁柱偏心的计算模型v当梁柱偏心时，程序自动加当梁柱偏心时，程序自动加刚域刚域，来考虑偏心产生的附加弯，来考虑偏心产生的附加弯矩。矩。v也可以通过人工设置也可以通过人工设置刚性梁刚性梁来实现。来实现。梁的计算模型梁的计算模型梁的刚域梁的刚域梁端剪力梁端剪力转换为柱端转换为柱端轴力和弯矩轴力和弯矩31结构工程设计概要结构工程设计概要上下柱偏心的计算模型上下柱偏心的计算模型v当上下柱形心偏心连接时，程序自动加刚
22、域，来考虑偏心产当上下柱形心偏心连接时，程序自动加刚域，来考虑偏心产生的附加弯矩。生的附加弯矩。柱水平刚域柱水平刚域上柱轴力上柱轴力转换为下柱的转换为下柱的轴力和弯矩轴力和弯矩32结构工程设计概要结构工程设计概要梁抬墙的偏心问题梁抬墙的偏心问题v当转换梁抬偏心墙时，一般认为在竖向力作用下，墙对下部当转换梁抬偏心墙时，一般认为在竖向力作用下，墙对下部转换梁作用一个大的扭矩。但转换梁作用一个大的扭矩。但事实上扭矩并不大事实上扭矩并不大，因为扭矩，因为扭矩是由梁是由梁两端转角不协调两端转角不协调所产生，上部墙体虽然偏心，但它给所产生，上部墙体虽然偏心，但它给下部的梁柱作用的是一个下部的梁柱作用的是一
23、个同向的弯曲同向的弯曲，所以，所以，偏心的效果都偏心的效果都转化为两边柱的附加弯矩了转化为两边柱的附加弯矩了。上部墙偏心将主要产生上部墙偏心将主要产生下部柱的下部柱的附加弯矩附加弯矩33结构工程设计概要结构工程设计概要v转换大梁转换大梁往往占据了一层的层高，并且还开有部分洞口。往往占据了一层的层高，并且还开有部分洞口。v转换大梁属于一种特殊的转换方式，上部托剪力墙或密排柱。转换大梁属于一种特殊的转换方式，上部托剪力墙或密排柱。v转换大梁上下有两层楼板与之连接，所以具有足够的面外稳转换大梁上下有两层楼板与之连接，所以具有足够的面外稳定性。定性。v转换大梁的开洞，应该避开应力集中区。转换大梁的开洞
24、，应该避开应力集中区。34结构工程设计概要结构工程设计概要模型一模型一模型二模型二柱竖向刚域柱竖向刚域按墙定义按墙定义按大梁定义按大梁定义35结构工程设计概要结构工程设计概要v一般这种超大梁占有一层的高度，分析模型与构件的配筋模一般这种超大梁占有一层的高度，分析模型与构件的配筋模型难以统一，所以采用两次分析用不同的计算模型来解决问型难以统一，所以采用两次分析用不同的计算模型来解决问题。题。v模型一：模型一：梁所占有的一层仍按一层输入，梁所占有的一层仍按一层输入，大梁按剪力墙定义大梁按剪力墙定义，此时可以此时可以正确分析整体结构及构件内力正确分析整体结构及构件内力，除大梁（用剪力墙，除大梁（用剪
25、力墙输入）的配筋不能用以外，其余构件的配筋均能参考采用。输入）的配筋不能用以外，其余构件的配筋均能参考采用。v模型二：模型二：把大梁作为一层输入，即两层合并为一层，把大梁作为一层输入，即两层合并为一层，大梁则大梁则按梁定义，层高为两层之和按梁定义，层高为两层之和，这种计算模型仅用于考察、计，这种计算模型仅用于考察、计算大托梁受力、配筋，其余构件及结构整体分析的结果可以算大托梁受力、配筋，其余构件及结构整体分析的结果可以不用参考。层高的增加使柱的计算长度增加，此时不用参考。层高的增加使柱的计算长度增加，此时程序自动程序自动考虑柱上端的刚域考虑柱上端的刚域，亦使结构分析准确。也可以，亦使结构分析准
26、确。也可以用用FEQ进行进行二次分析二次分析。36结构工程设计概要结构工程设计概要2.1。复杂洞口的处理。复杂洞口的处理v当剪力墙开洞复杂时，洞口附近的应力状态也复杂，整体计当剪力墙开洞复杂时，洞口附近的应力状态也复杂，整体计算时，需要简化。对特别复杂的洞口关系，还需要采用应力算时，需要简化。对特别复杂的洞口关系，还需要采用应力分析的方法。分析的方法。v连梁的受力也与洞口密切相关。连梁的受力也与洞口密切相关。37结构工程设计概要结构工程设计概要38结构工程设计概要结构工程设计概要v一方面：不管洞口多么复杂，只要剪力墙单元划分合理，结一方面：不管洞口多么复杂，只要剪力墙单元划分合理，结构刚度分析
27、的准确性还是有保证的；构刚度分析的准确性还是有保证的；v另一方面：由于复杂洞口，造成结构构件特征（如梁、柱属另一方面：由于复杂洞口，造成结构构件特征（如梁、柱属性）不明显，如：看似梁但又不受弯而以剪切变形为主，反性）不明显，如：看似梁但又不受弯而以剪切变形为主，反之亦然。之亦然。v所以，最后往往归集到设计问题。所以，最后往往归集到设计问题。v对于特别复杂的开洞墙，可以采用对于特别复杂的开洞墙，可以采用FEQ补充分析。并且通过补充分析。并且通过应力分析来掌握复杂洞口的应力分布。应力分析来掌握复杂洞口的应力分布。39结构工程设计概要结构工程设计概要40结构工程设计概要结构工程设计概要v剪力墙设计控
28、制截面的位置，一般取墙柱在洞口上下方的截剪力墙设计控制截面的位置，一般取墙柱在洞口上下方的截面。但是应避开上下角点的应力集中区。面。但是应避开上下角点的应力集中区。v对于小开口墙，整体刚度分析时，可以不考虑其影响。在施对于小开口墙，整体刚度分析时，可以不考虑其影响。在施工图设计时，局部加强即可。工图设计时，局部加强即可。v洞口产生的连梁，其刚度对结构整体影响很大，所以，合理洞口产生的连梁，其刚度对结构整体影响很大，所以，合理分析模型是正确分析的前提保证。分析模型是正确分析的前提保证。对于复杂洞口来说，局部对于复杂洞口来说，局部的简化是有必要的的简化是有必要的，但是，简化模型不能使得结构整体分析
29、，但是，简化模型不能使得结构整体分析误差增大。误差增大。v当洞口处应力复杂时，应考虑斜向配筋。以防洞口角部开裂。当洞口处应力复杂时，应考虑斜向配筋。以防洞口角部开裂。41结构工程设计概要结构工程设计概要42结构工程设计概要结构工程设计概要2.2。楼板与墙体单元划分的协调。楼板与墙体单元划分的协调v当当考虑弹性楼板时，楼板单元划分是否需要与墙单元协调，考虑弹性楼板时，楼板单元划分是否需要与墙单元协调，这是需要讨论的问题。这是需要讨论的问题。v对于二维单元来说，单元节点的位移协调模式，是很关键的对于二维单元来说，单元节点的位移协调模式，是很关键的问题。问题。v剪力墙单元划分上下节点的协调：剪力墙单
30、元划分上下节点的协调：SATWE采用协调划分，自动化份难度较大。有时上下洞采用协调划分，自动化份难度较大。有时上下洞口太复杂，造成单元自动化分局部不合理，而产生部分不口太复杂，造成单元自动化分局部不合理，而产生部分不协调节点。如果不协调节点在墙中部，问题不大；在端部，协调节点。如果不协调节点在墙中部，问题不大；在端部，则会增大分析误差。则会增大分析误差。PMSAP采用两个端点协调，中部采用广义协调的方式。采用两个端点协调，中部采用广义协调的方式。没有不协调节点。广义协调函数是关键。没有不协调节点。广义协调函数是关键。43结构工程设计概要结构工程设计概要SATWE上下墙节上下墙节点要求协调点要求
31、协调PMSAP上下墙可以采用附加位移上下墙可以采用附加位移函数作为约束条件的广义协调函数作为约束条件的广义协调广义协调位广义协调位移函数曲线移函数曲线墙墙-墙上下边界的节点协调墙上下边界的节点协调44结构工程设计概要结构工程设计概要v剪力墙单元划分左右节点的协调：剪力墙单元划分左右节点的协调：SATWE采用协调划分，自动化份难度不大。一般不会产采用协调划分，自动化份难度不大。一般不会产生不协调节点。左右节点的协调，没有考虑与边框柱中生不协调节点。左右节点的协调，没有考虑与边框柱中间的协调。间的协调。PMSAP同样采用两个端点协调，中部采用广义协调的方同样采用两个端点协调，中部采用广义协调的方式
32、。并且考虑了与边框柱的中部协调。式。并且考虑了与边框柱的中部协调。45结构工程设计概要结构工程设计概要墙墙-墙左右边界的节点协调墙左右边界的节点协调PMSAP上下采用节上下采用节点协调，中部采用点协调，中部采用广义协调位移函数广义协调位移函数曲线曲线SATWE采用采用节点协调节点协调46结构工程设计概要结构工程设计概要v楼板单元划分左右节点的协调：楼板单元划分左右节点的协调：SATWE楼板单元划分很简单，一般只划分一个单元，对楼板单元划分很简单，一般只划分一个单元，对异形房间会多划分成几个单元。由于没有中间结点，所异形房间会多划分成几个单元。由于没有中间结点，所以没有协调问题。单元化分粗。这种
33、简单的楼板划分只以没有协调问题。单元化分粗。这种简单的楼板划分只适用于整体结构的分析。适用于整体结构的分析。PMSAP采用三角形单元的精细划分，板与板之间的中部采用三角形单元的精细划分，板与板之间的中部节点采用广义协调的方式。并且可以考虑与梁的中部协节点采用广义协调的方式。并且可以考虑与梁的中部协调。调。47结构工程设计概要结构工程设计概要楼板边界的节点协调楼板边界的节点协调SATWE楼板单元划分不增加周边梁墙的划楼板单元划分不增加周边梁墙的划分节点，楼板刚度只对控制节点有贡献。分节点，楼板刚度只对控制节点有贡献。PMSAP楼板单元划分增加周边梁墙的划分楼板单元划分增加周边梁墙的划分节点，楼板
34、刚度可以控制是否与梁墙协调。节点，楼板刚度可以控制是否与梁墙协调。48结构工程设计概要结构工程设计概要v楼板单元划分与剪力墙单元划分节点的协调：楼板单元划分与剪力墙单元划分节点的协调：SATWE楼板单元划分，只与剪力墙在房间楼板的节点上楼板单元划分，只与剪力墙在房间楼板的节点上协调。协调。PMSAP楼板单元划分，与剪力墙之间可以采用广义协调楼板单元划分，与剪力墙之间可以采用广义协调的方式进行位移协调。的方式进行位移协调。49结构工程设计概要结构工程设计概要楼板与墙边界的节点协调楼板与墙边界的节点协调SATWE楼板单元划分不增加周边梁墙的划楼板单元划分不增加周边梁墙的划分节点，楼板刚度只对控制节
35、点有贡献。分节点，楼板刚度只对控制节点有贡献。PMSAP楼板单元划分增加周边梁楼板单元划分增加周边梁墙的划分节点，楼板刚度可以控墙的划分节点，楼板刚度可以控制是否与梁墙协调。制是否与梁墙协调。50结构工程设计概要结构工程设计概要v综上所述，综上所述，SATWE、PMSAP在整体分析时，楼板单元划分在整体分析时，楼板单元划分粗细影响不大，对结构整体性能的影响很小，所以结构整体粗细影响不大，对结构整体性能的影响很小，所以结构整体分析结果是没有问题的。分析结果是没有问题的。v对于梁柱结构，对于梁柱结构，分析时不考虑楼板所能承担荷载，只是适当分析时不考虑楼板所能承担荷载，只是适当考虑其刚度变化（如：开
36、大洞、薄弱连接等），所以单元划考虑其刚度变化（如：开大洞、薄弱连接等），所以单元划分粗细，对分析影响不大。分粗细，对分析影响不大。v对于板柱结构，对于板柱结构，由于楼板刚度是主要因数，楼板刚度将影响由于楼板刚度是主要因数，楼板刚度将影响到整体结构的性能、内力和设计，所以，应该考虑楼板细分到整体结构的性能、内力和设计，所以，应该考虑楼板细分的准确刚度。的准确刚度。v对于需要局部精细分析，尤其分析板柱结构，或薄弱楼板对对于需要局部精细分析，尤其分析板柱结构，或薄弱楼板对结构的影响；楼板与梁、墙的协调等方面，结构的影响；楼板与梁、墙的协调等方面，PMSAP要比要比SATWE更合理、更精确。更合理、更
37、精确。51结构工程设计概要结构工程设计概要2.3。短肢墙和边框柱。短肢墙和边框柱v对于短肢墙，局部单元划分的疏密，对结构局部分析影响比对于短肢墙，局部单元划分的疏密，对结构局部分析影响比较明显。较明显。v当结构中设有较多的短肢墙时，应把当结构中设有较多的短肢墙时，应把“壳元最大边长壳元最大边长”选择选择最小。以提高局部的分析精度。最小。以提高局部的分析精度。v当有边框柱与墙相连时，由于边框柱与墙共同工作，所以边当有边框柱与墙相连时，由于边框柱与墙共同工作，所以边框柱的刚度可以有条件地忽略。框柱的刚度可以有条件地忽略。v边框柱与墙会产生刚度的重复，在分析时宜扣除。边框柱与墙会产生刚度的重复，在分
38、析时宜扣除。v考虑边框柱与墙共同工作，其中间节点是否与墙协调，对分考虑边框柱与墙共同工作，其中间节点是否与墙协调，对分析影响不大。析影响不大。52结构工程设计概要结构工程设计概要局部短墙肢单元划分较粗，存在局部误差。对结构整体局部短墙肢单元划分较粗，存在局部误差。对结构整体性能分析影响不大性能分析影响不大最好考虑局部细分最好考虑局部细分53结构工程设计概要结构工程设计概要必须协调节点必须协调节点可以协调节点，协调后结构刚度增加可以协调节点，协调后结构刚度增加端部的超短墙肢可以按边端部的超短墙肢可以按边框柱来定义、设计框柱来定义、设计54结构工程设计概要结构工程设计概要v从从整体分析来看，短墙肢
39、的局部细分，还是比较重要的，尤整体分析来看，短墙肢的局部细分，还是比较重要的，尤其是短墙肢较多时，目前，其是短墙肢较多时，目前，SATWE所能做到的最小划分单所能做到的最小划分单元长度为元长度为1米。应该说对整体分析已经够了。米。应该说对整体分析已经够了。vPMSAP可以划分的更细。单元控制长度可以在可以划分的更细。单元控制长度可以在1米以下。当米以下。当然对提高局部精度有好处。但是也将花费更多的时间。然对提高局部精度有好处。但是也将花费更多的时间。v对于设计来说，不应或尽量避免设置超短墙肢，如小于对于设计来说，不应或尽量避免设置超短墙肢，如小于500长（指轴线距离）的墙肢，以避免局部分析误差
40、。长（指轴线距离）的墙肢，以避免局部分析误差。v如果一定要定义超短墙肢，可以把这段端部的超短墙肢按边如果一定要定义超短墙肢，可以把这段端部的超短墙肢按边框柱定义、设计。框柱定义、设计。55结构工程设计概要结构工程设计概要3.1。产生不同计算结果的原因。产生不同计算结果的原因v对于复杂结构，规范要求要用两个计算模型不同软件进行对对于复杂结构，规范要求要用两个计算模型不同软件进行对比分析。其目的就是要避免各个软件计算模型的局限性，取比分析。其目的就是要避免各个软件计算模型的局限性，取长补短，相互补充。以免为设计带来隐患。长补短，相互补充。以免为设计带来隐患。v当计算结果不同时：当计算结果不同时：（
41、1）首先检查建构的整体性能指标和参数。首先检查建构的整体性能指标和参数。对结构的分对结构的分析控制参数、各层质量、荷载、层高、材料强度、基本风析控制参数、各层质量、荷载、层高、材料强度、基本风压等等，进行对比。压等等，进行对比。（2）对结构特殊构件的定义进行对比。对结构特殊构件的定义进行对比。如：铰接构件、如：铰接构件、弹性楼板、多塔定义、特殊荷载定义等。弹性楼板、多塔定义、特殊荷载定义等。56结构工程设计概要结构工程设计概要（3）对比结构的性能指标。对比结构的性能指标。层刚度比、剪重比、刚重比、层刚度比、剪重比、刚重比、位移比、楼层抗剪承载力比值，等等。位移比、楼层抗剪承载力比值，等等。（4
42、）整体分析结果对比。整体分析结果对比。结构自振周期、楼层位移角、结构自振周期、楼层位移角、风荷载、楼层倾覆弯矩等等。风荷载、楼层倾覆弯矩等等。（5）内力调整及调整方式。内力调整及调整方式。地震内力调整内涵较多，如地震内力调整内涵较多，如最小剪力系数、最小剪力系数、0.2Qo、双向地震组合、框支剪力墙、转双向地震组合、框支剪力墙、转换托梁等等。换托梁等等。（6）构件单工况内力的对比。构件单工况内力的对比。单工况内力反映了结构在单工况内力反映了结构在各种外力下的效应，可以很容易对比出问题所在。这是各种外力下的效应，可以很容易对比出问题所在。这是经常采用的方法。经常采用的方法。57结构工程设计概要结
43、构工程设计概要（7）构件配筋验算的设计对比。构件配筋验算的设计对比。设计包络和配筋验算设计包络和配筋验算可以具体检查出不同软件的处理手段。如：越层柱、越可以具体检查出不同软件的处理手段。如：越层柱、越层支撑、边框柱、以及特殊截面的处理等（变截面、钢层支撑、边框柱、以及特殊截面的处理等（变截面、钢管混凝土、型钢混凝土、等）。管混凝土、型钢混凝土、等）。v对分析结果的正确性判断，由基本的力学概念，和分析对对分析结果的正确性判断，由基本的力学概念，和分析对比来实现。而复杂结构难以用力学概念判断，大多采用分比来实现。而复杂结构难以用力学概念判断，大多采用分析对比判断其合理性。析对比判断其合理性。v所以
44、，产生不同计算结果的原因，有可能是多方面的。需所以，产生不同计算结果的原因，有可能是多方面的。需要有条理地一步步分析。由外至内地分析产生的原因。要有条理地一步步分析。由外至内地分析产生的原因。58结构工程设计概要结构工程设计概要3.2。分析结果的合理性判断。分析结果的合理性判断v分析结果的合理性，取决于结构建模（含特殊构件、多塔设分析结果的合理性，取决于结构建模（含特殊构件、多塔设置、定义置、定义) )的合理性、计算模型简化的合理性有关。的合理性、计算模型简化的合理性有关。v对于模型和算法，有时理论上、规范中，并没有给出现成的对于模型和算法，有时理论上、规范中，并没有给出现成的准确的方法。这样
45、软件在操作中就要作特殊处理。准确的方法。这样软件在操作中就要作特殊处理。v了解这些特殊的处理，对目前结构分析理论、设计理论的局了解这些特殊的处理，对目前结构分析理论、设计理论的局限性和简化模式，会有较深刻的理解。限性和简化模式，会有较深刻的理解。v对于处理特殊部位的现象，可以更深刻的理解和解释。这样对于处理特殊部位的现象，可以更深刻的理解和解释。这样处理问题也就容易了。处理问题也就容易了。59结构工程设计概要结构工程设计概要柱长度系数对配筋的影响柱长度系数对配筋的影响v柱长度系数对柱配筋、验算影响很大。目前，软件采用规范柱长度系数对柱配筋、验算影响很大。目前，软件采用规范方法（有梁柱刚度比、指
46、定等方法）。但是由于长度系数的方法（有梁柱刚度比、指定等方法）。但是由于长度系数的计算公式是从平面框架中简化计算求得。所以存在以下一系计算公式是从平面框架中简化计算求得。所以存在以下一系列问题：列问题：（1）对于空间框架，柱受到多方向梁的约束；）对于空间框架，柱受到多方向梁的约束；（2）斜撑对柱的影响；）斜撑对柱的影响；（3）单边有墙时，对柱的影响；）单边有墙时，对柱的影响；（4）梁近端、远端的不同约束，对柱的影响；）梁近端、远端的不同约束，对柱的影响；（5）柱上下端不同连接（梁抬柱、墙抬柱、柱抬墙），）柱上下端不同连接（梁抬柱、墙抬柱、柱抬墙），对柱的影响；对柱的影响；60结构工程设计概要结
47、构工程设计概要（6）异形柱、特殊截面柱的长度系数；）异形柱、特殊截面柱的长度系数；（7）斜柱的长度系数；）斜柱的长度系数；（8）层间梁对柱长度系数的影响；）层间梁对柱长度系数的影响；（9）楼板刚度对柱的约束作用，也应该对柱长度系数）楼板刚度对柱的约束作用，也应该对柱长度系数的计算有影响；的计算有影响；v另外，对于斜支撑的长度系数、梁平面外稳定的长度系数，另外，对于斜支撑的长度系数、梁平面外稳定的长度系数，规范没有给出计算公式。软件只提供补充修改、定义，并规范没有给出计算公式。软件只提供补充修改、定义，并不计算（缺省取不计算（缺省取1）。）。v理解了柱长度系数计算存在的问题。设计中就可以提出相理
48、解了柱长度系数计算存在的问题。设计中就可以提出相应的解决办法，或简化办法。以解决设计问题。应的解决办法，或简化办法。以解决设计问题。61结构工程设计概要结构工程设计概要梁柱重叠作为刚域对梁端弯矩剪力的影响梁柱重叠作为刚域对梁端弯矩剪力的影响v梁柱重叠作为刚域，可能会改变梁端弯矩、剪力。因为：梁柱重叠作为刚域，可能会改变梁端弯矩、剪力。因为：（1）梁柱重叠作为刚域，提高了结构的刚度；在地震力）梁柱重叠作为刚域，提高了结构的刚度；在地震力作用下，端部内力会增加；作用下，端部内力会增加；（2）由于风荷载不变，所以由风产生的内力将减少；）由于风荷载不变，所以由风产生的内力将减少；（2）在竖向荷载作用下
49、，端部内力将减少；）在竖向荷载作用下，端部内力将减少；（3）组合设计内力的增加、减少是不一定的；）组合设计内力的增加、减少是不一定的；（4）梁柱重叠作为刚域，只有在柱截面较大于梁截面时）梁柱重叠作为刚域，只有在柱截面较大于梁截面时才起作用。才起作用。v当结构刚度不够时（表现为位移超限），可以选择该参数提当结构刚度不够时（表现为位移超限），可以选择该参数提高结构刚度。高结构刚度。62结构工程设计概要结构工程设计概要框剪结构框剪结构0.2Qo调整的选择和计算方法调整的选择和计算方法v根据高规对框架剪力墙结构，要求根据高规对框架剪力墙结构，要求0.2Qo，调整对于结构延高，调整对于结构延高度方向有内
50、收时，应按内收层作为度方向有内收时，应按内收层作为Qo的基础调整值，来调整的基础调整值，来调整内收以上层的地震内力。内收以上层的地震内力。（1）软件并没有这样设计，所以，当有内收时，内收层）软件并没有这样设计，所以，当有内收时，内收层的调整系数将偏大；的调整系数将偏大；（2）统计）统计Qo时，应在：最小剪力系数、薄弱层放大系数时，应在：最小剪力系数、薄弱层放大系数调整以后（注意不应在双向地震组合以后）；调整以后（注意不应在双向地震组合以后）；（3）然后进行双向地震组合。组合后的地震内力再乘以）然后进行双向地震组合。组合后的地震内力再乘以0.2Qo的放大系数；的放大系数；（4）放大系数对柱和框架
51、梁端的剪力、弯矩起作用；）放大系数对柱和框架梁端的剪力、弯矩起作用；63结构工程设计概要结构工程设计概要（5）可以人工定义调整系数，以解决内收结构调整系数）可以人工定义调整系数，以解决内收结构调整系数偏大的问题；偏大的问题；（6）对于多塔框架剪力墙结构，应特别注意。软件目前）对于多塔框架剪力墙结构，应特别注意。软件目前没有分塔的调整系数，当两个塔的刚度、质量等相差较没有分塔的调整系数，当两个塔的刚度、质量等相差较大时，应分塔再计算、调整一次，以便对比。大时，应分塔再计算、调整一次，以便对比。64结构工程设计概要结构工程设计概要框支柱地震内力调整系数的计算框支柱地震内力调整系数的计算v框支柱根据
52、高规需要做相应的地震内力放大。其核心是基于框支柱根据高规需要做相应的地震内力放大。其核心是基于调整的剪力统计方法，和构件效应。调整的剪力统计方法，和构件效应。（1）框支柱统计）框支柱统计Qo时，与统计时，与统计0.2Qo的一样；的一样；（2）放大系数对框支柱和与之相连的框架梁端的剪力、）放大系数对框支柱和与之相连的框架梁端的剪力、弯矩起作用；弯矩起作用；（3）对与剪力墙相连的框支柱（单边或双边），可以不）对与剪力墙相连的框支柱（单边或双边），可以不按框支柱来设计控制；按框支柱来设计控制；（4）当框支柱数很少而体量又很大时，）当框支柱数很少而体量又很大时，2%的的Qo也会使也会使放大系数很大，一
53、般可以认为是结构布置不合理；放大系数很大，一般可以认为是结构布置不合理；（5）框支柱的定义、设计应上下一致，即从转换层以下）框支柱的定义、设计应上下一致，即从转换层以下各层的柱，均应定义成框支柱，且每层均应满足调整的要各层的柱，均应定义成框支柱，且每层均应满足调整的要求。求。65结构工程设计概要结构工程设计概要强柱弱梁、强剪弱弯对设计内力的影响强柱弱梁、强剪弱弯对设计内力的影响v强柱弱梁、强剪弱弯，规范采用经验系数法来实现（九度或强柱弱梁、强剪弱弯，规范采用经验系数法来实现（九度或一级框架结构除外）。这也是规范的精髓所在。一级框架结构除外）。这也是规范的精髓所在。（1）经验系数只在地震力参与组
54、合时才有效；）经验系数只在地震力参与组合时才有效；（2）对有地震参与的设计内力影响很大，构件超限往往）对有地震参与的设计内力影响很大，构件超限往往与之有关；与之有关；（3）由于我国采用小震、弹性计算结构的作用，要实现）由于我国采用小震、弹性计算结构的作用，要实现设防烈度、弹塑性设计，采用经验系数法是一种比较实用设防烈度、弹塑性设计，采用经验系数法是一种比较实用的简化方法；的简化方法；（4）对于一些特殊构件，如转换桁架中的构件、吊柱、）对于一些特殊构件，如转换桁架中的构件、吊柱、斜柱、特殊截面柱，等等，经验系数法还不能涵盖。此时，斜柱、特殊截面柱，等等，经验系数法还不能涵盖。此时，需要设计人员特
55、别注意，需要时还可以通过模型试验来确需要设计人员特别注意，需要时还可以通过模型试验来确定其承载能力。定其承载能力。66结构工程设计概要结构工程设计概要斜柱设计结果的判断斜柱设计结果的判断v斜柱在建模时按斜杆定义，分析时，只要是两端刚接，则按斜柱在建模时按斜杆定义，分析时，只要是两端刚接，则按柱来设计。柱来设计。（1）由于倾斜，斜柱的受力以轴力为主，弯矩往往较小，）由于倾斜，斜柱的受力以轴力为主，弯矩往往较小，在设计时，经验调整系数对轴力不起作用，所以，斜柱在设计时，经验调整系数对轴力不起作用，所以，斜柱设计往往较容易通过；设计往往较容易通过；（2）斜柱传力需要注意会产生较大的剪力或轴力，其效）
56、斜柱传力需要注意会产生较大的剪力或轴力，其效应与连接方式有关。应与连接方式有关。67结构工程设计概要结构工程设计概要剪力墙组合配筋的合理选择剪力墙组合配筋的合理选择v剪力墙组合配筋，解决了目前单肢墙配筋，然后再组合成边剪力墙组合配筋，解决了目前单肢墙配筋，然后再组合成边缘构件，造成配筋过大的问题。但是：缘构件，造成配筋过大的问题。但是：（1）剪力墙组合配筋是基于平截面假定。所以所选择的）剪力墙组合配筋是基于平截面假定。所以所选择的墙肢不能太长，也不能太多；墙肢不能太长，也不能太多；（2）组合墙配筋对边框柱特别有效，也是改变边框柱独）组合墙配筋对边框柱特别有效，也是改变边框柱独立配筋不合理的主要
57、手段；立配筋不合理的主要手段；（3）组合墙所选取的多肢墙应包含完整的边缘构件，这）组合墙所选取的多肢墙应包含完整的边缘构件，这样才能有效改善边缘的配筋；样才能有效改善边缘的配筋；（4）对不完整的边缘构件，计算后程序不予纪录。）对不完整的边缘构件，计算后程序不予纪录。68结构工程设计概要结构工程设计概要3.3。超限的处理和调整。超限的处理和调整v结构设计超限，分整体分析和局部分析。结构设计超限，分整体分析和局部分析。v结构整体性能超限，往往需要调整结构布置，而局部超限需结构整体性能超限，往往需要调整结构布置，而局部超限需要调整构件材料、截面尺寸等。要调整构件材料、截面尺寸等。v构件超限一般需要考
58、察超限内容，如：构件超限一般需要考察超限内容，如：抗剪截面不够、轴压抗剪截面不够、轴压比超限、最大配筋率超限、受压区高度超限、延性比超限、比超限、最大配筋率超限、受压区高度超限、延性比超限、剪扭截面超限、单边配筋率超限，剪扭截面超限、单边配筋率超限，等等。一定要搞清楚超限等等。一定要搞清楚超限内容，据此找到超限原因，才能调整和修正方案。内容，据此找到超限原因，才能调整和修正方案。v结构分析超限切忌盲目调整结构，一定要找到原因后，才能结构分析超限切忌盲目调整结构，一定要找到原因后，才能事半功倍地解决问题。事半功倍地解决问题。69结构工程设计概要结构工程设计概要有效质量系数大于有效质量系数大于90
59、%，但是剪重比不够，但是剪重比不够v这种情况往往是结构刚度、质量不匹配造成的。钢结构或超这种情况往往是结构刚度、质量不匹配造成的。钢结构或超高层建筑结构中，常有这种现象。高层建筑结构中，常有这种现象。v解决方法：解决方法：需要增加结构刚度，或调整结构布置。需要增加结构刚度，或调整结构布置。v检查结构加载是否有问题，荷载太小也是楼层质量偏小，剪检查结构加载是否有问题，荷载太小也是楼层质量偏小，剪重比太小的原因之一。重比太小的原因之一。v只有在确认结构方案（结构布置、荷载作用）合理后，才可只有在确认结构方案（结构布置、荷载作用）合理后，才可以启用程序内部的最小地震剪力放大系数，这个功能。否则，以启
60、用程序内部的最小地震剪力放大系数，这个功能。否则，应视为结构方案不合理，需要重新调整。应视为结构方案不合理，需要重新调整。70结构工程设计概要结构工程设计概要位移角不满足规范要求位移角不满足规范要求v这种情况一般是结构局部刚度较弱引起的。这种情况一般是结构局部刚度较弱引起的。v对于弯曲形变形结构，有时上部转角较大，也会造成位移角对于弯曲形变形结构，有时上部转角较大，也会造成位移角不够的现象。这时可以适当放松，可以考虑用有害位移角来不够的现象。这时可以适当放松，可以考虑用有害位移角来控制。控制。v目前规范仍以层间位移角控制，是考虑到目前规范仍以层间位移角控制，是考虑到很难分离很难分离出合理的出合
61、理的楼层有害位移角。实际结构变形不可能是单纯的弯曲或剪切楼层有害位移角。实际结构变形不可能是单纯的弯曲或剪切变形，所以仍保留按层间位移角控制。变形，所以仍保留按层间位移角控制。v位移角超限，也可能是水平力过大造成的，也需要考察地震、位移角超限，也可能是水平力过大造成的，也需要考察地震、风荷载的作用大小，然后才能确定调整方案。风荷载的作用大小，然后才能确定调整方案。71结构工程设计概要结构工程设计概要位移比较大或超限的解决方案位移比较大或超限的解决方案v位移比过大或超限一般是由于结构上下刚心与质心的差引起位移比过大或超限一般是由于结构上下刚心与质心的差引起的。本层刚心、质心差也会引起结构的扭转，
62、但是不如上下的。本层刚心、质心差也会引起结构的扭转，但是不如上下层刚心、质心差造成的严重。层刚心、质心差造成的严重。v解决位移比超限，需要解决位移比超限，需要调整结构布置、刚度调整结构布置、刚度等。并且需要分等。并且需要分析具体原因。析具体原因。v对于有大底盘高层建筑结构，其底盘与塔楼的交接层，很容对于有大底盘高层建筑结构，其底盘与塔楼的交接层，很容易位移比偏大或不够，此时可以适当放松控制。易位移比偏大或不够，此时可以适当放松控制。v位移比是结构性能的重要参数。但也只能在符合刚性楼板假位移比是结构性能的重要参数。但也只能在符合刚性楼板假定的基础上有意义，如果超出刚性楼板假定的范围，位移比定的基
63、础上有意义，如果超出刚性楼板假定的范围，位移比需要专门研究。需要专门研究。72结构工程设计概要结构工程设计概要剪力墙边缘构件的组合配筋法剪力墙边缘构件的组合配筋法v采用平截面假定的双向配筋方法。采用平截面假定的双向配筋方法。v原单肢墙配筋，然后再叠加形成边缘构件的方法仍然有效，原单肢墙配筋，然后再叠加形成边缘构件的方法仍然有效，一般均大于组合墙的配筋方法。一般均大于组合墙的配筋方法。v单肢墙配筋只要不是太大，可以不用按组合墙重新验算配筋。单肢墙配筋只要不是太大，可以不用按组合墙重新验算配筋。只有某个边缘构件配筋较大时，再采用组合墙的配筋方式来只有某个边缘构件配筋较大时，再采用组合墙的配筋方式来
64、调整该边缘构件的配筋。这样，可以大大减少组合墙配筋的调整该边缘构件的配筋。这样，可以大大减少组合墙配筋的操作量。操作量。v按组合墙配筋的边缘构件的配筋，可以在边缘构件配筋简图按组合墙配筋的边缘构件的配筋，可以在边缘构件配筋简图中表达，或中表达，或JLQ剪力墙施工图软件读取修改后的配筋。剪力墙施工图软件读取修改后的配筋。73结构工程设计概要结构工程设计概要转换梁的挠度转换梁的挠度v转换梁的弹性挠度，在转换梁的弹性挠度，在SATWE、TAT中是看不到的。因为程中是看不到的。因为程序只输出了相对挠度，在梁抬柱这点的挠度为序只输出了相对挠度，在梁抬柱这点的挠度为0。v所以，转换梁的挠度需要单独验算。按
65、整体考虑。所以，转换梁的挠度需要单独验算。按整体考虑。v转换梁在验算挠度时，需要考虑上部所抬柱的连接刚度和位转换梁在验算挠度时，需要考虑上部所抬柱的连接刚度和位置，这样才能准确。置，这样才能准确。74结构工程设计概要结构工程设计概要周期折减系数的理解周期折减系数的理解周期折减系数周期折减系数并不改变结构的基本振动特征并不改变结构的基本振动特征，即输出表达的，即输出表达的结构周期是不变的。结构周期是不变的。周期折减系数是周期折减系数是放大地震作用放大地震作用的方法之一。的方法之一。周期折减系数是根据结构早期弹性刚度较大（因为有大量的周期折减系数是根据结构早期弹性刚度较大（因为有大量的填充墙）而在
66、地震作用时破坏这种特性，而设置的放大地震填充墙）而在地震作用时破坏这种特性，而设置的放大地震作用的系数。作用的系数。周期折减前的周期折减前的max周期折减后的周期折减后的maxTg5Tg0.16.0=(Tg/T)2maxTT75结构工程设计概要结构工程设计概要设计问题设计问题梁受弯配筋梁受弯配筋 梁配筋根据跨高比区分，有：梁配筋根据跨高比区分，有：v（1）跨高比大于）跨高比大于5普通梁配筋；普通梁配筋；v（2）跨高比在）跨高比在2.5和和5之间之间深受弯梁配筋；深受弯梁配筋；v（3）跨高比小于）跨高比小于2.5深梁配筋。深梁配筋。由于深受弯梁、深梁的配筋，与钢筋的摆放有关，所以输出由于深受弯梁
67、、深梁的配筋，与钢筋的摆放有关，所以输出的钢筋面积还含有构造筋、腰筋等，造成使用中的理解问题。的钢筋面积还含有构造筋、腰筋等，造成使用中的理解问题。现现SATWE、TAT、PMSAP均只采用普通梁的配筋模式。均只采用普通梁的配筋模式。梁配筋根据受力区分，有：梁配筋根据受力区分，有：v（1）纯受弯配筋；（）纯受弯配筋；（2）拉弯配筋，受压按纯弯考虑。）拉弯配筋，受压按纯弯考虑。梁按配筋形式区分，有梁按配筋形式区分，有:v（1）单排配筋；受压区高度）单排配筋；受压区高度ho=h-cover-12.5v（2）双排配筋；受压区高度双排配筋；受压区高度ho=h-cover-12.5-25v（3）双筋配筋
68、。考虑受压筋的作用双筋配筋。考虑受压筋的作用76结构工程设计概要结构工程设计概要梁主筋超筋信息：梁主筋超筋信息：规范只规定框架梁支座在抗震设计时，最大配筋率不能超规范只规定框架梁支座在抗震设计时，最大配筋率不能超过过2.5%，这是为了保证梁的塑性铰发生在梁的支座处，使，这是为了保证梁的塑性铰发生在梁的支座处，使梁能够起到耗能的作用。梁能够起到耗能的作用。对梁跨中，规范没有要求，程序按对梁跨中，规范没有要求，程序按4%的配筋率提示。同时的配筋率提示。同时也需要满足梁的抗弯承载力。也需要满足梁的抗弯承载力。梁配筋控制：梁配筋控制：v（1）梁设计弯矩放大系数，主要指没有考虑活荷载不利布）梁设计弯矩放
69、大系数，主要指没有考虑活荷载不利布置时，梁内力的放大；置时，梁内力的放大；v（2）梁设计弯矩不小于简支梁弯矩的）梁设计弯矩不小于简支梁弯矩的1/2，即两者取大来计，即两者取大来计算配筋；算配筋；v（3）梁主筋是拉筋、压筋取大输出。）梁主筋是拉筋、压筋取大输出。77结构工程设计概要结构工程设计概要梁剪扭配筋梁剪扭配筋梁设计扭矩折减：梁设计扭矩折减：v（1）没有楼板时，不折减；）没有楼板时，不折减；v（2）考虑）考虑“弹性板弹性板6”和和“弹性板弹性板3”时，不折减。时，不折减。梁剪扭配筋：梁剪扭配筋：v（1）梁剪扭纵筋采用箍筋的强度（偏大），注意：最近的）梁剪扭纵筋采用箍筋的强度（偏大），注意：
70、最近的版本改为主筋的强度；版本改为主筋的强度；v（2）剪扭箍筋中纯扭箍筋）剪扭箍筋中纯扭箍筋Ast1的配筋方法，即最外圈单根的配筋方法，即最外圈单根箍筋面积不小于箍筋面积不小于Ast1；v（3）剪扭配筋不考虑地震作用。剪扭配筋不考虑地震作用。78结构工程设计概要结构工程设计概要柱配筋计算和验算柱配筋计算和验算柱配筋方式柱配筋方式：v（1）单偏压；（）单偏压；（2）双偏压。）双偏压。柱单偏压配筋计算：柱单偏压配筋计算：v（1）配筋时只考虑弯曲面内的弯矩和轴力；）配筋时只考虑弯曲面内的弯矩和轴力；v（2）当截面以轴向受力为主时，配筋偏大；）当截面以轴向受力为主时，配筋偏大；v（3）同一组设计内力中
71、，两个方向的弯矩同时很大，则配）同一组设计内力中，两个方向的弯矩同时很大，则配筋偏小。筋偏小。柱双偏压配筋计算：柱双偏压配筋计算：v（1）配筋时同时考虑两个方向的弯矩和轴力，但是为多解；）配筋时同时考虑两个方向的弯矩和轴力，但是为多解；v（2）多解方式造成配筋偏大。）多解方式造成配筋偏大。柱单偏压计算控制：柱单偏压计算控制：对每一组设计内力（弯矩、轴力）计算出单边配筋面积，取对每一组设计内力（弯矩、轴力）计算出单边配筋面积，取最大值输出。最大值输出。79结构工程设计概要结构工程设计概要柱双偏压计算控制：柱双偏压计算控制：v（1）截面配筋按：角筋、）截面配筋按：角筋、B边腹筋、边腹筋、H边腹筋，
72、控制；边腹筋，控制；v（2）对第）对第1组设计内力（两个方向弯矩和轴力）进行配筋计组设计内力（两个方向弯矩和轴力）进行配筋计算，初步确定截面的算，初步确定截面的角筋角筋、B边腹筋边腹筋、H边腹筋边腹筋；v（3）从第）从第2组设计内力起，对截面进行验算，此时配筋的增组设计内力起，对截面进行验算，此时配筋的增加将遵循一种方式，如先加角筋，后加腹筋，或根据弯矩的加将遵循一种方式，如先加角筋，后加腹筋，或根据弯矩的比列增加，等等方法。这就是造成双偏压配筋多解的原因。比列增加，等等方法。这就是造成双偏压配筋多解的原因。柱双偏压验算：柱双偏压验算：v（1）柱双偏压验算，必须先确定柱的配筋形式，即角筋、）柱
73、双偏压验算，必须先确定柱的配筋形式，即角筋、腹筋均已确定；腹筋均已确定；v（2）根据角筋、腹筋的根数、位置，求得截面的承载力均）根据角筋、腹筋的根数、位置，求得截面的承载力均大于各组设计内力时，验算通过；大于各组设计内力时，验算通过；v（3）可以根据双偏压验算的结果来调整配筋，达到理想的）可以根据双偏压验算的结果来调整配筋，达到理想的要求。双偏压验算是最合理检验配筋的方式。要求。双偏压验算是最合理检验配筋的方式。80结构工程设计概要结构工程设计概要影响柱配筋的因数：影响柱配筋的因数：v（1）双向地震内力的组合，对柱配筋影响很大；程序目前）双向地震内力的组合，对柱配筋影响很大；程序目前采用只考虑
74、主方向弯矩的双向地震组合。轴力、剪力则严格采用只考虑主方向弯矩的双向地震组合。轴力、剪力则严格按双向地震组合公式执行。按双向地震组合公式执行。v对对X向地震内力，弯矩的双向地震组合，只考虑向地震内力，弯矩的双向地震组合，只考虑Mxv对对Y向地震内力，弯矩的双向地震组合，只考虑向地震内力，弯矩的双向地震组合，只考虑Myv（2）柱长度系数的计算方式，对柱配筋影响很大。柱长度系数的计算方式，对柱配筋影响很大。当选择当选择“按规范按规范7.3.11-3”条，即考虑梁柱刚度比的方式计算条，即考虑梁柱刚度比的方式计算柱长度系数时，程序把长度系数控制在柱长度系数时，程序把长度系数控制在1/1.252.5范围
75、内。范围内。最近的新版有所改进：最近的新版有所改进：判断所有组合设计内力中，只要有一组满足水平力的弯矩占判断所有组合设计内力中，只要有一组满足水平力的弯矩占设计弯矩的设计弯矩的75%以上时，程序就执行梁柱刚度比的柱长度系以上时，程序就执行梁柱刚度比的柱长度系数；否则仍然采用数；否则仍然采用1和和1.25的长度系数。的长度系数。81结构工程设计概要结构工程设计概要柱剪跨比计算柱剪跨比计算柱剪跨比的通用计算公式：柱剪跨比的通用计算公式：Rmd=M/(Vho)但是，柱的组合设计内力有多组，造成每组不同的剪跨比，但是，柱的组合设计内力有多组，造成每组不同的剪跨比，程序难以操作。如轴压比、最小配筋率等，
76、都与剪跨比有程序难以操作。如轴压比、最小配筋率等，都与剪跨比有关，按照弯矩剪力的计算公式，容易产生设计控制的不合关，按照弯矩剪力的计算公式，容易产生设计控制的不合理现象。理现象。目前程序采用规范目前程序采用规范7.5.12-1条中的简化公式：条中的简化公式：Rmd=L/(2ho)，来控制与剪跨比有关的设计和构造。来控制与剪跨比有关的设计和构造。82结构工程设计概要结构工程设计概要墙剪跨比计算墙剪跨比计算墙剪跨比的通用计算公式是根据墙剪跨比的通用计算公式是根据高规高规第第7.2.2-6条中条中的公式：的公式：Rmd=M/(Vho)这里主要问题是弯矩、剪力取哪一组设计内力的问题。这里主要问题是弯矩
77、、剪力取哪一组设计内力的问题。目前程序是取：目前程序是取：最大组合剪力所属的那一组内力来计算最大组合剪力所属的那一组内力来计算剪力墙的剪跨比剪力墙的剪跨比。以此来控制剪力墙的设计截面。以此来控制剪力墙的设计截面。83结构工程设计概要结构工程设计概要墙施工缝验算墙施工缝验算根据根据高规高规第第7.2.13条，对一级抗震设防的剪力墙宜进条，对一级抗震设防的剪力墙宜进行施工缝处的抗滑移验算。验算公式如下：行施工缝处的抗滑移验算。验算公式如下：其中：其中：As为竖向分布筋、竖向插筋和边缘构件纵向筋的总为竖向分布筋、竖向插筋和边缘构件纵向筋的总截面面积，注意不包含翼墙。截面面积，注意不包含翼墙。N为水平
78、施工缝处考虑地震作用组合的不利轴力设计为水平施工缝处考虑地震作用组合的不利轴力设计值，受拉时取反向值，即起减少承载力的作用。值，受拉时取反向值，即起减少承载力的作用。84结构工程设计概要结构工程设计概要墙整体稳定验算墙整体稳定验算根据根据高规高规附录附录D的的D.0.1，剪力墙墙肢应满足稳定的要求剪力墙墙肢应满足稳定的要求公式如下：公式如下：这里关键是这里关键是的计算和控制。的计算和控制。单肢剪力墙只有上下楼板为单肢剪力墙只有上下楼板为侧向支撑，两边支撑侧向支撑，两边支撑=185结构工程设计概要结构工程设计概要三边支撑三边支撑四边支撑四边支撑平面外墙平面外墙平面外墙平面外墙86结构工程设计概要
79、结构工程设计概要结构整体稳定验算中等效刚度的计算结构整体稳定验算中等效刚度的计算高规高规第第5.4.4条对结构的整体问题提出了明确要求。这里条对结构的整体问题提出了明确要求。这里EJd和和Di的计算方式如下：的计算方式如下：带剪力墙结构的带剪力墙结构的等效侧向刚度等效侧向刚度其中可以分析出其中可以分析出基底剪力基底剪力程序最后执行：程序最后执行： DiDi即为层刚度，即为层刚度，采用层剪力与层间位移的比值。采用层剪力与层间位移的比值。87结构工程设计概要结构工程设计概要高位转换层多层侧移刚度的计算高位转换层多层侧移刚度的计算高规高规第附录第附录E.0.2要求对高位转换层控制其侧移刚度比。要求对
80、高位转换层控制其侧移刚度比。这里多层的综合侧移刚度的简化计算，如下：这里多层的综合侧移刚度的简化计算，如下：多层综合侧移刚度多层综合侧移刚度的简化计算的简化计算其中：其中：Ng转换层所在层；转换层所在层；Ki层刚度（可以采用层刚度（可以采用3种层刚度之一）。种层刚度之一）。88结构工程设计概要结构工程设计概要4、平面不规则结构的判断及调整、平面不规则结构的判断及调整4.1、平面不规则的、平面不规则的类型类型4.2、楼层位移比、楼层位移比4.3、结构周期比、结构周期比4.4、 楼面凹凸不规则、楼板不连续结构的调整和设计楼面凹凸不规则、楼板不连续结构的调整和设计4.5、结构扭转效应控制：扭转不规则
81、结构的调整和设、结构扭转效应控制：扭转不规则结构的调整和设计计89结构工程设计概要结构工程设计概要扭转不规则扭转不规则凹凸不规则凹凸不规则楼板局部不连续楼板局部不连续4.1.平面不规则的类型平面不规则的类型90结构工程设计概要结构工程设计概要平面不规则的类型：扭转不规则平面不规则的类型：扭转不规则扭转不规则扭转不规则 单向偶然偏心地震作用下的位移比超过单向偶然偏心地震作用下的位移比超过1.2q扭转特别不规则扭转特别不规则 A类高层建筑：单向偶然偏心地震作用下的位移比超过类高层建筑：单向偶然偏心地震作用下的位移比超过 1.5，或者或者Tt/T10.90 B类高层建筑、混合结构、复杂高层：单向偶然
82、偏心地震作类高层建筑、混合结构、复杂高层：单向偶然偏心地震作用下的位移比超过用下的位移比超过 1.4，或者，或者Tt/T10.85 91结构工程设计概要结构工程设计概要平面不规则的类型：凹凸不规则平面不规则的类型：凹凸不规则平面太狭长平面太狭长 L/B6 (抗震设防烈度抗震设防烈度6，7度）度） L/B5 (抗震设防烈度抗震设防烈度8，9度）度）凹进太多凹进太多 l/Bmax 0.35 (抗震设防烈度抗震设防烈度6，7度）度） l/Bmax 0.30 (抗震设防烈度抗震设防烈度8，9度）度）凸出太细凸出太细 l/b 2.0 (抗震设防烈度抗震设防烈度6，7度）度） l/b 1.5 (抗震设防烈
83、度抗震设防烈度8，9度）度）92结构工程设计概要结构工程设计概要平面太狭长平面太狭长凹入太多凹入太多凸出太细凸出太细93结构工程设计概要结构工程设计概要狭长平面实例狭长平面实例94结构工程设计概要结构工程设计概要凹凹凸凸不不规规则则平平面面实实例例95结构工程设计概要结构工程设计概要凹凹凸凸不不规规则则平平面面实实例例96结构工程设计概要结构工程设计概要平面不规则的类型平面不规则的类型:楼板局部不连续楼板局部不连续q一般不规则一般不规则 有效宽度有效宽度Be小于典型宽度小于典型宽度B的的50%：Be0.3Aq特别不规则特别不规则有效净宽度有效净宽度Be小于小于5米或一侧楼板最小有效宽度小于米或
84、一侧楼板最小有效宽度小于2米米97结构工程设计概要结构工程设计概要相对有效宽度太小（相对有效宽度太小（30%）绝对有效宽度太小绝对有效宽度太小（总宽（总宽5m或单侧或单侧2m）98结构工程设计概要结构工程设计概要4.2.楼层位移比楼层位移比基本概念基本概念计算条件计算条件相关参量取值相关参量取值几何解释：位移比与形心转心的关系几何解释：位移比与形心转心的关系竖向变化规律，位移比立面控制竖向变化规律，位移比立面控制99结构工程设计概要结构工程设计概要楼层位移比：基本概念楼层位移比：基本概念楼层位移比的概念楼层位移比的概念楼层层间位移比的概念楼层层间位移比的概念100结构工程设计概要结构工程设计概
85、要楼层位移比：相关参量取值楼层位移比：相关参量取值最大位移最大位移：墙顶、柱顶节点的最大位移墙顶、柱顶节点的最大位移平均位移平均位移：墙顶、柱顶节点的最大位移与最小位移之和墙顶、柱顶节点的最大位移与最小位移之和除除2最大层间位移：墙、柱层间位移的最大值最大层间位移：墙、柱层间位移的最大值平均层间位移：墙、柱层间位移的最大值与最小值之和平均层间位移：墙、柱层间位移的最大值与最小值之和除除2不考虑无柱节点的位移！不考虑无柱节点的位移！101结构工程设计概要结构工程设计概要是对结构整体抗扭特性的衡量，是结构的全局指标，是对结构整体抗扭特性的衡量，是结构的全局指标，非局部指标。非局部指标。为了保证位移
86、比的全局意义，计算位移比时，应采用为了保证位移比的全局意义，计算位移比时，应采用强制刚性楼面假定强制刚性楼面假定规范仅对地震作用要求位移比控制规范仅对地震作用要求位移比控制楼层位移比：计算条件楼层位移比：计算条件102结构工程设计概要结构工程设计概要103结构工程设计概要结构工程设计概要对于单向地震不考虑偶然偏心产生的位移比判断，可以遵对于单向地震不考虑偶然偏心产生的位移比判断，可以遵循以下原则：循以下原则：（1）当超过）当超过1.2的位移比，在结构顶部，或在大底盘结构的位移比，在结构顶部，或在大底盘结构的交界处，限值可以放松。的交界处，限值可以放松。（2）一般超过）一般超过1.2的位移比大于
87、结构楼层的的位移比大于结构楼层的1/3层数时，才层数时，才需要考虑双向地震组合。需要考虑双向地震组合。104结构工程设计概要结构工程设计概要楼层位移比：几何解释楼层位移比：几何解释控制楼层的位移比 等价于控制楼层 形心与楼层转动中心的距离 r位移比与转动中心的关系：105结构工程设计概要结构工程设计概要14320.5B1.0B1.5B2.0B2.5BrB:垂直于地震方向的楼面宽度r：形心与转心在垂直于地震方向的距离r越大说明结构扭转刚度越大106结构工程设计概要结构工程设计概要BBB转动中心 CR楼面形心CSr=2.5B107结构工程设计概要结构工程设计概要108结构工程设计概要结构工程设计概
88、要楼层位移比：竖向变化规律楼层位移比：竖向变化规律109结构工程设计概要结构工程设计概要110结构工程设计概要结构工程设计概要楼层位移比：如何进行立面控制楼层位移比：如何进行立面控制通过考察位移比的竖向变化规律我们知道，结构底部的位移比理论上会趋于无穷大，控制底部楼层的位移比有时难以实行。建议：仅对于楼面标高高于结构主体总高度1/4的楼层（注意，与前面提到的1/3楼层不是一个概念。前者为不考虑偶然偏心），才按照规范限值控制其位移比；对于地下室以及楼面标高不高于结构主体总高度的1/4的楼层，可以不必控制其位移比。111结构工程设计概要结构工程设计概要控制1/4总高处的位移比小于1.5相当于控制顶
89、层位移比小于(1+0.5/3.68)=1.136控制1/4总高处的位移比小于1.4相当于控制顶层位移比小于(1+0.4/3.68)=1.109控制1/4总高处的位移比小于1.2相当于控制顶层位移比小于(1+0.2/3.68)=1.054如此看来，这个控制已经足够严格了！112结构工程设计概要结构工程设计概要4.3.结构周期比结构周期比扭转效应与周期比的关系如何选取Tt,Tx1,Ty1113结构工程设计概要结构工程设计概要结构周期比：扭转效应与周期比结构周期比：扭转效应与周期比结构的地震扭转反应与两个因素有关：一是偏心率，二是周期比。用公式表示就是：偏心率结构相对扭转反应周期比114结构工程设计
90、概要结构工程设计概要结构扭转效应随周期比的变化曲线周期比接近1.0时，扭转效应出现峰值115结构工程设计概要结构工程设计概要周期比接近1.0时，扭转效应出现峰值，故应使周期比尽量远离1.0理论上宜控制双向周期比均满足限值:实际运用时,可采用较松的做法,满足下式即可:116结构工程设计概要结构工程设计概要结构周期比：如何选取结构周期比：如何选取Tt、Tx1、Ty1117结构工程设计概要结构工程设计概要n何为扭转为主？ 整体振动 扭转成分超过80%n何为平动为主？ 整体振动 平动成分超过80%118结构工程设计概要结构工程设计概要振型 周 期 转 角 平动系数 (X+Y) 扭转系数 1 1.454
91、1 3.44 0.98 ( 0.98+0.00 ) 0.02 2 1.3492 123.47 0.06 ( 0.02+0.04 ) 0.94 3 1.1973 91.85 0.96 ( 0.00+0.95 ) 0.04 4 0.4985 4.10 0.97 ( 0.96+0.01 ) 0.03 5 0.4653 140.25 0.06 ( 0.03+0.02 ) 0.94 6 0.3877 92.42 0.62 ( 0.00+0.62 ) 0.38 7 0.2381 0.27 0.99 ( 0.99+0.00 ) 0.01 8 0.2182 57.47 0.05 ( 0.02+0.04 ) 0
92、.95 9 0.1699 91.58 0.97 ( 0.00+0.96 ) 0.03平动为主扭转为主混合振型119结构工程设计概要结构工程设计概要结构周期比：如何选取结构周期比：如何选取Tt,Tx1,Ty1这样的局部平动振型对应的周期不能作为验算周期比的素材，要采用强制刚性楼板假定以获得整体平动振型120结构工程设计概要结构工程设计概要结构周期比：如何选取结构周期比：如何选取Tt,Tx1,Ty1采用强制刚性楼板假定后变成整体平扭振型121结构工程设计概要结构工程设计概要结构周期比：如何选取结构周期比：如何选取Tt,Tx1,Ty1这样的局部扭转振型对应的周期也不能作为验算周期比的素材，要采用强制
93、刚性楼板假定获得整体扭转振型122结构工程设计概要结构工程设计概要结构周期比：如何选取结构周期比：如何选取Tt,Tx1,Ty1采用强制刚性楼板假定后变成整体扭转振型123结构工程设计概要结构工程设计概要何为“第一”， “第二”， “第N” 振型？ 有几个 “振幅零点” 就是第几阶振型 第一振型第二振型第三振型124结构工程设计概要结构工程设计概要一阶振型实例何谓振型的“阶”？125结构工程设计概要结构工程设计概要二阶振型实例何谓振型的“阶”？126结构工程设计概要结构工程设计概要三阶振型实例何谓振型的“阶”？127结构工程设计概要结构工程设计概要周期比验算中所用到的周期Tt,Tx1,Ty1，均
94、为“第一”，不应取其余。“第二”，“第三”，乃至于“第N”均为不可取。X,Y应理解为结构的刚度主轴，一般不同于 用户建模时所采用的坐标轴128结构工程设计概要结构工程设计概要沿结构刚度主轴方向的第一侧振周期示意XY129结构工程设计概要结构工程设计概要4.4. 楼面凹凸不规则、楼板不连续结构的调整和设计楼面凹凸不规则、楼板不连续结构的调整和设计合法分法基于性能的抗震设计主体结构如何定义弹性板关注有效质量系数弱连系楼盖主体结构独立工作复核构造加强130结构工程设计概要结构工程设计概要楼板不连续的调整楼板不连续的调整通过楼面调整消除凹凸不规则或楼板不连续，基本方法两种: 合法：增设楼板（拉板、拉梁
95、或阳台板、空调设备平台板） 分法：设缝分割为若干规则子结构，低矮的弱连廊采用滑支座等131结构工程设计概要结构工程设计概要合法：红色的拉板或蓝色的设备板132结构工程设计概要结构工程设计概要分法：设防震缝或滑动铰支防震缝防震缝，滑动铰支连廊133结构工程设计概要结构工程设计概要楼板不连续结构的设计楼板不连续结构的设计 若经分、合二法调整未果，或受到客观条件限制不能作此类调整，则须对此类不规则结构采用更为严格的方法进行基于性能的抗震设计，设计要点如下：主体结构设计：中震弹性设计 考虑弹性楼板； 偶然偏心、双向地震取不利； 位移角及承载力均作小震、中震双控；134结构工程设计概要结构工程设计概要如
96、何定义弹性楼板楼板局部大开洞造成的明显的薄弱部位应定义弹性板135结构工程设计概要结构工程设计概要如何定义弹性楼板楼板开洞较多或较复杂时应整层定义弹性板136结构工程设计概要结构工程设计概要如何定义弹性楼板多塔楼之间的连廊应定义成弹性板137结构工程设计概要结构工程设计概要考虑楼板的几种方式刚性楼板假定面内刚度无限大，面外刚度为零适用范围楼板面内刚度足够大的工程，但板厚较小（ 0.85,不满足规范要求。170结构工程设计概要结构工程设计概要转换层及以下平面(计3层)转换层以上平面(计11层)171结构工程设计概要结构工程设计概要序号 周期 转角 属性 扭转成分 平动成分 1 1.578510
97、8.1 X 0.14 0.86 2 1.455939 -22.4 TORSION 0.81 0.19 3 1.266284 91.4 Y 0.06 0.94层号 节点 最大位移 平均位移 位移比 1 2 1.54 1.18 1.30 2 186 4.26 3.32 1.28 3 316 6.18 4.93 1.25 4 547 6.68 5.41 1.23 5 797 7.38 6.08 1.21 6 1033 8.16 6.82 1.20 调整之前的周期比和位移比周期比=0.9220.85172结构工程设计概要结构工程设计概要通过外周加墙调整后的转换层及以下平面转换层转换层以上平面以上平面
98、不必调整！不必调整！173结构工程设计概要结构工程设计概要序号 周期 转角 属性 扭转成分 平动成分 1 1.436491 -1.8 X 0.02 0.98 2 1.086506 87.5 Y 0.01 0.99 3 1.045773 57.8 TORSION 0.92 0.08层号 节点 最大位移 平均位移 位移比 1 48 0.98 0.89 1.10 2 223 2.77 2.42 1.14 3 358 4.24 3.59 1.18 4 736 4.78 4.04 1.18 5 986 5.56 4.71 1.18 6 1221 6.43 5.45 1.18 调整之后的周期比和位移比周期
99、比=0.728 0.85 调整后周期比： Tt/T1= 1.046/1.436 = 0.728 0.852.调整前最大位移比：Umax/Uaver=1.30 调整后最大位移比： Umax/Uaver=1.18汇总本工程调整前后的扭转指标变化：汇总本工程调整前后的扭转指标变化：3.调整前振型纯粹性（前三个）：0.86 0.81 0.94 调整后振型纯粹性（前三个）: 0.98 0.99 0.92 178结构工程设计概要结构工程设计概要周周期期比比不不满满足足要要求求的的实实际际工工程程平平面面几何上规则、抗侧刚度大但周期比超限179结构工程设计概要结构工程设计概要 振型号振型号 周周 期期 转转
100、 角角 平动系数平动系数 (X+Y) (X+Y) 扭转系数扭转系数 1 1.5742 83.44 0.06 ( 0.00+0.06 ) 0.941 1.5742 83.44 0.06 ( 0.00+0.06 ) 0.94 2 1.4524 90.89 0.94 ( 0.00+0.94 ) 0.06 2 1.4524 90.89 0.94 ( 0.00+0.94 ) 0.06 3 1.2665 0.45 1.00 ( 1.00+0.00 ) 0.00 3 1.2665 0.45 1.00 ( 1.00+0.00 ) 0.00 4 0.5302 90.56 0.03 ( 0.00+0.03 ) 0
101、.97 4 0.5302 90.56 0.03 ( 0.00+0.03 ) 0.97 5 0.4025 103.18 0.97 ( 0.05+0.92 ) 0.03 5 0.4025 103.18 0.97 ( 0.05+0.92 ) 0.03 6 0.3748 14.35 1.00 ( 0.94+0.05 ) 0.00 6 0.3748 14.35 1.00 ( 0.94+0.05 ) 0.00 7 0.3631 138.63 0.50 ( 0.29+0.21 ) 0.50 7 0.3631 138.63 0.50 ( 0.29+0.21 ) 0.50 8 0.3082 93.37 0.05
102、 ( 0.00+0.05 ) 0.95 8 0.3082 93.37 0.05 ( 0.00+0.05 ) 0.95 9 0.2126 92.74 0.06 ( 0.00+0.06 ) 0.94 9 0.2126 92.74 0.06 ( 0.00+0.06 ) 0.94第一振型为扭转周周期期比比不不满满足足要要求求的的实实际际工工程程平平面面平面貌似规整的剪力墙结构，第一振型为扭转180结构工程设计概要结构工程设计概要周周期期比比不不满满足足要要求求的的实实际际工工程程平平面面平面貌似规整的框筒结构，第一振型为扭转平面貌似规整的框筒结构，第一振型为扭转几何上规则，但周期比超限181结构工程设
103、计概要结构工程设计概要周期比侧重控制什么？周期比侧重控制什么？ 周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对 关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布 置兼顾抗侧刚度和抗扭刚度，从而有效减小地震扭转效应。周期比控制的认识误区周期比控制的认识误区 抗侧力刚度大，就意味着抗扭特性好 几何上、视觉上很规则，就意味着抗扭特性好记住改善周期比的两招记住改善周期比的两招 抗侧力刚度均匀布置 相对加强外圈非也！182结构工程设计概要结构工程设计概要总原则总原则各塔之间宜均衡同一塔内宜均衡位移比采用整体模型计算，且宜对每一楼层的各个塔块采用强制刚性楼板假定周期比可分塔验算，上部有强连接的多塔
104、应补充验算整体周期比183结构工程设计概要结构工程设计概要同基多塔结构：验算分塔周期比同基多塔结构：验算分塔周期比 对于同基多塔结构，将各个塔楼与裙房交界处、与连廊交界处切开，只保留各单塔楼主体结构范围以内的部分，从而形成多个独立的单塔。对每个独立的单塔，依据上节调整控制其扭转效应、验算其周期比。184结构工程设计概要结构工程设计概要多塔楼结构的平面布局调整多塔楼结构的平面布局调整无上连多塔的分拆示意无上连多塔的分拆示意185结构工程设计概要结构工程设计概要有上连多塔的分拆示意有上连多塔的分拆示意186结构工程设计概要结构工程设计概要上部有强连接的同基多塔结构：验算整体周期比上部有强连接的同基
105、多塔结构：验算整体周期比 如果多塔结构存在足够强的上部连接，以至于这些连接能够使两个或多个塔楼形成整体的扭转振型，那么此时应进一步在分拆调整验算的基础上，将这几个塔楼作为一个整体（即看成一个复合的单塔）进行结构计算、进行周期比验算。 187结构工程设计概要结构工程设计概要上部强连接的多塔应验算整体周期比188结构工程设计概要结构工程设计概要基于性能的抗震设计基于性能的抗震设计189结构工程设计概要结构工程设计概要中震中震/大震弹性计算大震弹性计算1）地震影响系数最大值）地震影响系数最大值ALPHAmaxALPHAmax 按中震按中震(2.8(2.8倍小震倍小震) )或大震或大震(4.5-6(4
106、.5-6倍小震倍小震) )取值取值2) 2) 取消组合内力调整（强柱弱梁，强剪弱弯）取消组合内力调整（强柱弱梁，强剪弱弯）程序使用：程序使用：1 1）按中震或大震输入）按中震或大震输入ALPHAmaxALPHAmax2) 2) 构件抗震等级指定为构件抗震等级指定为4 4级级190结构工程设计概要结构工程设计概要这样这样来做中来做中震弹性震弹性计算计算191结构工程设计概要结构工程设计概要中震中震/大震不屈服计算大震不屈服计算1 1）地震影响系数最大值）地震影响系数最大值ALPHAmaxALPHAmax 按中震按中震(2.8(2.8倍小震倍小震) )或大震或大震(4.5-6(4.5-6倍小震倍小
107、震) )取值取值2) 2) 取消组合内力调整（强柱弱梁，强剪弱弯）取消组合内力调整（强柱弱梁，强剪弱弯）3 3）荷载作用分项系数取）荷载作用分项系数取1.01.0（组合值系数不变）（组合值系数不变）4) 4) 材料强度取标准值材料强度取标准值5 5）抗震承载力调整系数抗震承载力调整系数 RreRre 取取1.01.0程序使用：程序使用：1 1）按中震或大震输入）按中震或大震输入ALPHAmaxALPHAmax2) 2) 点开点开“按中震不屈服或大震不屈服做结构设计按中震不屈服或大震不屈服做结构设计”192结构工程设计概要结构工程设计概要这样这样来做中来做中震不屈震不屈服计算服计算193结构工程设计概要结构工程设计概要
