結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要知道的幾個基本概念

1、1. 結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的原因，如何調(diào)整？答：主要原因是剛度不均勻，結(jié)構(gòu)剛心和質(zhì)心不重合。調(diào)整方案：調(diào)整結(jié)構(gòu)布置，1）在建筑物外圍盡可能布置抗側(cè)力結(jié)構(gòu)；2）抗側(cè)力結(jié)構(gòu)布置必須均勻?qū)ΨQ；3）加大現(xiàn)有抗側(cè)力構(gòu)件的剛度；4）避免裙房剛度偏心；5）高層建筑防止結(jié)構(gòu)平面過于狹長。扭轉(zhuǎn)效應(yīng)是指結(jié)構(gòu)空間計(jì)算時，由平面不規(guī)則引起的樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移）大于該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g水平位移）平均值，現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，大于1.2倍，即判定樓層平面不規(guī)則，在地震作用下，結(jié)構(gòu)主體扭轉(zhuǎn)明顯，應(yīng)通過結(jié)構(gòu)布置來控制樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移）與該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g水平位移）平均值的比

2、值，比值不宜大于1.5，2. 什么是偶然偏心？答：偶然偏心是由于施工、使用或地震地面運(yùn)動扭轉(zhuǎn)分量等不確定因素對結(jié)構(gòu)引起的效應(yīng)。一是質(zhì)量偏心，二是地震地面運(yùn)動的扭轉(zhuǎn)分量等因素引起的偶然偏心。3. 什么是雙向地震作用計(jì)算？答：雙向地震作用是考慮兩個垂直的水平方向同時有地震輸入時的作用和作用效應(yīng)計(jì)算。4. 框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的周期折減是多少？為什么要考慮周期折減？數(shù)值越小越保守嗎？答：框架結(jié)構(gòu)：0.60.7；框剪結(jié)構(gòu)：0.70.8；框架核心筒結(jié)構(gòu)：0.80.9；剪力墻結(jié)構(gòu)：0.81.0。由于填充墻的作用，實(shí)際建筑物自振周期短于計(jì)算的周期，所以要對計(jì)算周期進(jìn)行折減，目的是為了充分考慮非承重填充磚墻剛

3、度對結(jié)構(gòu)自振周期的影響。周期折減系數(shù)越小，計(jì)算出的地震力越大，配筋后結(jié)構(gòu)越是偏安全。結(jié)構(gòu)自震周期的經(jīng)驗(yàn)公式:    1 框架結(jié)構(gòu)可取       TI= 0.10X層數(shù)；     2 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)可取TI= 0.08X層數(shù)；     3 剪力墻結(jié)構(gòu)可取     TI= 0.04X層數(shù)；當(dāng)結(jié)構(gòu)的第一自振周期T1Tg時，不需進(jìn)行周期折減。5. 基礎(chǔ)的埋置深度要求？答：影響基礎(chǔ)埋深選擇的主要因素可以歸納為五個方面：1 建筑物的用途，有無地

4、下室、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施，基礎(chǔ)的形式和構(gòu)造；2 作用在地基上的荷載大小和性質(zhì)；3 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件；4 相鄰建筑物的基礎(chǔ)埋深；5 地基土凍脹和融陷的影響。在滿足地基穩(wěn)定和變形要求的前提下，地基宜淺埋，當(dāng)上層地基的承載力大于下層土?xí)r，宜利用上層做持力層。除巖石地基外，基礎(chǔ)埋深不宜小于0.5m。高層建筑筏形和箱形基礎(chǔ)的埋置深度應(yīng)滿足地基承載力、變形和穩(wěn)定性要求。在抗震設(shè)防區(qū)，除巖石地基外，天然地基上的箱形和筏形基礎(chǔ)其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；樁箱或樁筏基礎(chǔ)的埋置深度（不計(jì)樁長）不一小于建筑物高度的1/181/20。位于巖石地基上的高層建筑，其基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)滿足抗滑要求。6. 什么

5、是剪重比，為什么要考慮剪重比？如何調(diào)整？答：剪重比，規(guī)范中稱剪力系數(shù)，為對應(yīng)于水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的樓層剪力與重力荷載代表值的比值。主要為限制各樓層的最小水平地震剪力，確保周期較長的結(jié)構(gòu)的安全。剪重比是抗震設(shè)計(jì)中非常重要的參數(shù)。規(guī)范規(guī)定剪重比計(jì)算，主要是因?yàn)樵陂L周期作用下，地震影響系數(shù)下降較快，對于基本周期大于3.5s的結(jié)構(gòu)，由此計(jì)算出來的水平地震作用下的結(jié)構(gòu)效應(yīng)有可能太小。而對于長周期結(jié)構(gòu)，地震動態(tài)作用下的地面運(yùn)動速度可能對結(jié)構(gòu)有更大的破壞作用，而振型分解反應(yīng)譜法尚無法對此作出較準(zhǔn)確的計(jì)算。出于安全考慮，規(guī)范規(guī)定了各樓層水平地震剪力的最小值，該值如不滿足要求，說明結(jié)構(gòu)有可能出現(xiàn)比較明顯的薄弱部

6、位，需進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整方法：1、程序調(diào)整：當(dāng)剪重比偏小但與規(guī)范限值相差不大（如剪重比達(dá)到規(guī)范限值的80%以上）時，可按下列方法之一進(jìn)行調(diào)整：1）在SATWE的“調(diào)整信息”中勾選“按抗震規(guī)范5.2.5調(diào)整各樓層地震內(nèi)力”，SATWE按抗規(guī)5.2.5自動將樓層最小地震剪力系數(shù)直接乘以該層及以上重力荷載代表值之和，用以調(diào)整該樓層地震剪力，以滿足剪重比要求。2）在SATWE的“調(diào)整信息”中的“全樓地震作用放大系數(shù)”中輸入大于1的系數(shù)，增大地震作用，以滿足剪重比要求。3）在SATWE的“地震信息”中的“周期折減系數(shù)”中適當(dāng)減小系數(shù)，增大地震作用，以滿足剪重比要求。2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：當(dāng)剪重比偏小且與規(guī)范限值相差

7、較大時，宜調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件，加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。7.什么是剛重比，為什么要考慮剛重比？如何調(diào)整？答：剛重比，是指結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和重力荷載設(shè)計(jì)值之比，是影響重力二階效應(yīng)的主要參數(shù)。剛重比與結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度成正比關(guān)系;周期比的調(diào)整將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度的變化，從而影響到剛重比。因此調(diào)整周期比時應(yīng)注意，當(dāng)某主軸方向的剛重比小于或接近規(guī)范限值時，應(yīng)采用加強(qiáng)剛度的方法;當(dāng)某主軸方向剛重比大于規(guī)范限值較多時，可采用削弱剛度的方法。同樣，對剛重比的調(diào)整也可能影響周期比。特別是當(dāng)結(jié)構(gòu)的周期比接近規(guī)范限值時，應(yīng)采用加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍剛度的方法。調(diào)整方法：1. 程序調(diào)整：剛重比不滿足規(guī)范上限要求，在SATWE的&qu

8、ot;設(shè)計(jì)信息"中勾選"考慮P-效應(yīng)"，程序自動計(jì)入重力二階效應(yīng)的影響。2. 結(jié)構(gòu)調(diào)整：剛重比不滿足規(guī)范下限要求，只能通過調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件，加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度規(guī)范給定的剛重比的上限值對于剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、板柱剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)是2.7，對于框架結(jié)構(gòu)是20，當(dāng)小于這個值時需要考慮重力二階效應(yīng);當(dāng)大于這個值時沒有必要考慮重力的二階效應(yīng)。7. 什么是周期比，為什么要考慮周期比？如何調(diào)整？答：新高規(guī)的3.4.5條規(guī)定，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt與平動為主的第一周期T1  之比，A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9；B級高度高層建筑、混合結(jié)

9、構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。它的目的是使抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置更有效、更合理，使結(jié)構(gòu)不致于出現(xiàn)過大（相對于側(cè)移）的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。一句話，周期比控制不是在要求結(jié)構(gòu)足夠結(jié)實(shí)，而是在要求結(jié)構(gòu)承載布局的合理性。調(diào)整周期比原則總結(jié)如下：（1） 結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的布局均勻?qū)ΨQ。（2） 增加結(jié)構(gòu)周邊剛度：a.增大周邊柱、剪力墻的截面或數(shù)量。b.增大周邊梁的高度，樓板的厚度。c.在樓板外伸段凹槽處設(shè)置連接梁或連接板。d.加強(qiáng)轉(zhuǎn)角窗周邊構(gòu)件的截面和強(qiáng)度，包括剪力墻暗柱，窗間墻，樓板等，特別是增設(shè)暗梁。e.減小周邊剪力墻洞口。（3） 降低結(jié)構(gòu)中部的剛度：a.結(jié)構(gòu)中部剪力墻上開洞；b.中部核心筒開結(jié)構(gòu)洞再填充

10、。8. 什么是位移比，為什么要考慮位移比？如何調(diào)整？答：位移比是指，在考慮偶然偏心的規(guī)定水平力作用下，樓層的豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，與該樓層位移平均值的比值。規(guī)范條文：新高規(guī)(2010)的3.4.5條規(guī)定，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，A、B級高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍；且A級高度高層建筑不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍，B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。位移比不滿足規(guī)范要求時的調(diào)整方法:1、程序調(diào)整：SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：只能通過調(diào)整改變結(jié)構(gòu)平面布置，減小結(jié)構(gòu)剛心與質(zhì)心的偏心距；調(diào)整方法如下：1

11、）由于位移比是在剛性樓板假定下計(jì)算的，結(jié)構(gòu)最大水平位移與層間位移往往出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的邊角部位；因此應(yīng)注意調(diào)整結(jié)構(gòu)外圍對應(yīng)位置抗側(cè)力構(gòu)件的剛度，減小結(jié)構(gòu)剛心與質(zhì)心的偏心距。同時在設(shè)計(jì)中，應(yīng)在構(gòu)造措施上對樓板的剛度予以保證。2）對于位移比不滿足規(guī)范要求的樓層，也可利用程序的節(jié)點(diǎn)搜索功能在SATWE的“分析結(jié)果圖形和文本顯示”中的“各層配筋構(gòu)件編號簡圖”中，快速找到位移最大的節(jié)點(diǎn)，加強(qiáng)該節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的墻、柱等構(gòu)件的剛度。節(jié)點(diǎn)號在“SATWE位移輸出文件”中查找。也可找出位移最小的節(jié)點(diǎn)削弱其剛度，直到位移比滿足要求。9. 什么是位移角，為什么要考慮位移角？如何調(diào)整？答：層間位移角是指按彈性方法計(jì)算的樓層層間最大位移與層高之比，用來確保高層結(jié)構(gòu)應(yīng)具備的剛度。主要為限制結(jié)構(gòu)在正常使用條件下的水平位移，確保高層結(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。層間位移角不滿足規(guī)范要求時的調(diào)整方法:1、程序調(diào)整:SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。2、結(jié)構(gòu)調(diào)整:只能通過調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件，加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。1)由于高層結(jié)構(gòu)在水平力的作用下將不可避免地發(fā)生扭轉(zhuǎn)，所以符合剛性樓板假定的高層結(jié)構(gòu)的最大層間位移往往出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的邊角部位，因此應(yīng)注意加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外