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多塔、有縫及錯層

結(jié)構(gòu)的設(shè)計編寫:黃吉鋒中國建筑科學(xué)研究院軟件所目錄1多塔結(jié)構(gòu)2有“縫”結(jié)構(gòu)3錯層結(jié)構(gòu)4頂部小塔樓

1.多塔結(jié)構(gòu)塔的概念,剛性板的概念規(guī)范條文規(guī)定計算模型多塔交互定義多塔結(jié)構(gòu):塔的概念,剛性樓板的概念多塔工程例:大底盤七塔之大底盤多塔結(jié)構(gòu):塔的概念,剛性樓板的概念多塔工程例:大底盤七塔之七塔多塔結(jié)構(gòu):塔的概念,剛性樓板的概念剛性樓板是力學(xué)概念同一剛性樓板上的節(jié)點(diǎn)的面內(nèi)位移滿足同一個剛體運(yùn)動場:剛性樓板假定可以理解為對計算模型的降階手段,從而提高計算效率剛性樓板假定又可以理解為對工程中一類特定樓板的一種模擬,哪類特定樓板?----面內(nèi)剛度足夠大,面外剛度可忽略的樓板多塔結(jié)構(gòu):塔的概念,剛性樓板的概念剛性板1剛性板2彈性板區(qū)域一個塔可以這樣來構(gòu)成多塔結(jié)構(gòu):規(guī)范規(guī)定LD<0.2LD<0.2LD不宜大于0.2L,以控制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)多塔樓結(jié)構(gòu)的平立面布置層數(shù)、平面、剛度宜接近;塔樓對底盤宜對稱;質(zhì)心距<20%L。多塔結(jié)構(gòu):規(guī)范規(guī)定這三個樓層樓板宜加強(qiáng)該層樓板厚度宜大于150mm該層及以上樓層均不宜設(shè)置轉(zhuǎn)換層底盤屋面樓板板厚不低于150MM,相鄰上下層樓板構(gòu)造加強(qiáng)。轉(zhuǎn)換層不宜做在底盤屋面上一層塔樓內(nèi)

多塔結(jié)構(gòu):計算模型周期比控制的計算模型建立多個單塔模型,分塔驗(yàn)算、控制。上部有強(qiáng)連接的多塔,尚應(yīng)補(bǔ)充驗(yàn)算整體周期比可以采用強(qiáng)制剛性樓板假定位移比控制的計算模型

按整體模型建模計算并驗(yàn)算可以采用強(qiáng)制剛性樓板假定結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計的計算模型1(推薦)(適用于所有多塔類型)整體建模分析、設(shè)計樓板按照真實(shí)情況計算,不做強(qiáng)制剛性樓板假定選取足夠多的振型,使得有效質(zhì)量系數(shù)超過90%該模型理論上正確,設(shè)計基礎(chǔ)方便多塔結(jié)構(gòu):計算模型多塔結(jié)構(gòu):計算模型整體建模整體分析設(shè)計多塔結(jié)構(gòu):計算模型地上部分各自建模分析設(shè)計結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計的計算模型3(針對地上有裙樓、裙樓以上完全分開的多塔結(jié)構(gòu))每塔建立一個計算模型,該模型包括塔本身、完整的裙樓和完整的地下室,嵌固點(diǎn)取在基礎(chǔ)頂面,該塔裙樓以上部分及位于裙樓中的塔范圍以內(nèi)的部分可以采用該分離模型設(shè)計。整體建模分析,設(shè)計裙樓、地下室,傳基礎(chǔ)力。差異較大的部分的設(shè)計結(jié)果,兩種模型取保守。該模型易于把握,設(shè)計上可行,但部分區(qū)域的設(shè)計結(jié)果要比較取保守,較繁瑣。多塔結(jié)構(gòu):計算模型多塔結(jié)構(gòu):計算模型采用這樣的分離模型設(shè)計各塔多塔結(jié)構(gòu):圖形交互定義什么是合理的多塔定義?完整性:結(jié)構(gòu)的每一部分都有定義,不能遺漏無矛盾:同一構(gòu)件,不能既屬于A塔又屬于B塔非空性:定義的塔范圍的多邊形內(nèi)至少應(yīng)包含一個構(gòu)件,不能為空2.有“縫”結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定有縫結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)有縫結(jié)構(gòu)的計算模型有縫結(jié)構(gòu):規(guī)范規(guī)定伸縮縫:《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》9.1.1條,規(guī)定了排架結(jié)構(gòu),框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等的伸縮縫的最大間距。沉降縫:《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定了沉降縫的設(shè)置要求。防震縫:《抗震設(shè)計規(guī)范》6.1.4條,規(guī)定了防震縫設(shè)置要求。有縫結(jié)構(gòu):特點(diǎn)有縫結(jié)構(gòu):計算模型各部分獨(dú)立計算,建立多個計算模型

這種方法針對縫自頂?shù)降讓⒔Y(jié)構(gòu)完全分開、只有基礎(chǔ)相連的情況。 計算風(fēng)荷載時,程序把縫所在的面也作為迎風(fēng)面,該方向的風(fēng)荷載計算值偏大,為此可定義遮擋面。各部分一起計算,建立一個整體計算模型

原則上各種設(shè)縫結(jié)構(gòu)均可做整體計算應(yīng)把每個結(jié)構(gòu)單元定義為獨(dú)立的塔參與振型取得足夠多,使有效質(zhì)量系數(shù)超過90%定義遮擋面,準(zhǔn)確計算風(fēng)荷載一部分有樓板,一部分無樓板,這是錯層結(jié)構(gòu)的基本特征錯層結(jié)構(gòu):基本特征錯層結(jié)構(gòu):計算模型忽略不大的高差當(dāng)錯層高度不大于框架梁的截面高度時,一般可以近似地忽略錯層因素影響,可以歸并為同一樓層參加結(jié)構(gòu)計算,這一樓層的標(biāo)高可近似取兩部分樓面標(biāo)高的平均值;高差較大時需要準(zhǔn)確考慮錯層當(dāng)錯層高度大于框架梁的截面高度時,各部分樓板應(yīng)作為獨(dú)立樓層參加整體計算,不宜歸并為一層,此時每一個錯層部分都應(yīng)視為獨(dú)立樓層。錯層結(jié)構(gòu):模型輸入框架錯層結(jié)構(gòu):可以利用修改梁節(jié)點(diǎn)標(biāo)高的方式,來輸入錯層梁或者斜梁剪力墻錯層結(jié)構(gòu):以樓板為界,將一個樓層劃分為多個樓層輸入。多塔錯層:當(dāng)不同的塔樓具有不同的層高時,在PM建模時先按同一個層高輸入,然后到計算程序(SATWE,PMSAP)的多塔修改模塊里修改各塔的層高。錯層結(jié)構(gòu):模型輸入錯層結(jié)構(gòu):錯層信息生成自動考慮越層節(jié)點(diǎn)為彈性節(jié)點(diǎn):軟件自動將錯層構(gòu)件在樓層平面內(nèi)的節(jié)點(diǎn)設(shè)為獨(dú)立的彈性節(jié)點(diǎn),不受樓板計算假定限制,因而能更真實(shí)地反應(yīng)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)。自動搜索每一段越層柱的長度折算系數(shù):對于錯層結(jié)構(gòu),程序判斷柱和墻是否越層的原則是:既不和梁相連,又不和樓板相連。程序自動按上述原則搜索出越層信息,從而確定越層柱的折算系數(shù)。何謂柱的長度折算系數(shù)?比如某越層柱高H,分為三段輸入,各段高H1,H2,H3,則每一柱段的長度折算系數(shù)分別為H/H1,H/H2,H/H3。錯層結(jié)構(gòu):越層柱長度系數(shù)計算以越層柱H=H1+H2+H3為例:1.針對完整的柱H計算其計算長度系數(shù)LCOEF2.計算各個柱段的長度折算系數(shù)C1=H/H1C2=H/H2C3=H/H33.從而,各個柱段的計算長度系數(shù)為(也就是用戶見到的柱長度系數(shù)):

LCOEF1=C1*LCOEF

LCOEF2=C2*LCOEF

LCOEF3=C3*LCOEF4.可見,越層柱各柱段的計算長度系數(shù)實(shí)際上是折算長度系數(shù)乘上計算長度系數(shù)

錯層結(jié)構(gòu):層剛度比層剛度比僅作參考因?yàn)樵赑M中輸入的計算層與真實(shí)結(jié)構(gòu)的樓層不一定一致,所以軟件輸出的層剛度比也不一定是真實(shí)樓層間的剛度比,這一點(diǎn)需設(shè)計人員注意.錯層結(jié)構(gòu):位移比和周期比采用強(qiáng)制剛性樓板假定位移比、周期比均有效錯層結(jié)構(gòu):規(guī)范規(guī)定高規(guī)第10.4.4條規(guī)定,錯層處框加柱的截面高度不應(yīng)小于600mm,混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30,抗震等級應(yīng)提高一級采用,箍筋應(yīng)全柱段加密。高規(guī)第10.4.5條規(guī)定,錯層處平面外受力的剪力墻,其截面厚度,非抗震設(shè)計時不應(yīng)小于200mm,抗震設(shè)計時不應(yīng)小于205mm,并均應(yīng)設(shè)置與之垂直的墻肢或扶壁柱;抗震等級應(yīng)提高一級采用。錯層混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30,水平和豎向分布鋼筋的配筋率,非抗震設(shè)計時不應(yīng)低于0.3%,抗震設(shè)計時不應(yīng)低于0.5%。

4.頂部小塔樓

采用基底剪力法時,根據(jù)《抗震設(shè)計規(guī)范》(5.2.4)條,突出屋面部分的地震作用效應(yīng)宜乘以增大系數(shù)3;采用振型分解法時,突出屋面部分每層可作

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