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楼层自由度

发布时间: 2021-11-04 11:55:23

㈠ 新手关于结构设计的问题

楼主:你好!下面的你看看或许会有帮助 祝你早日掌握知识解决问题!
新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充,特别是对抗震及结构的整体性,规则性作出了更高的要求,使结构设计不可能一次完成。如何正确运用设计软件进行结构设计计算,以满足新规范的要求,是每个设计人员都非常关心的问题。以SATWE软件为例,进行结构设计计算步骤的讨论,对一个典型工程而言,使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。

1.完成整体参数的正确设定 计算开始以前,设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述,以及工程的实际情况,对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。但有几个参数是关系到整体计算结果的,必须首先确定其合理取值,才能保证后续计算结果的正确性。这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等,在计算前很难估计,需要经过试算才能得到。

(1)振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。该值取值太小不能正确反映模型应当考虑的振型数量,使计算结果失真;取值太大,不仅浪费时间,还可能使计算结果发生畸变。《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2条规定,抗震计算时,宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应,振型数不宜小于15,对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。一般而言,振型数的多少于结构层数及结构自由度有关,当结构层数较多或结构层刚度突变较大时,振型数应当取得多些,如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。振型组合数是否取值合理,可以看软件计算书中的x,y向的有效质量系数是否大于0.9。具体操作是,首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9,若小于0.9,可逐步加大振型个数,直到x,y两个方向的有效质量系数都大于0.9为止。必须指出的是,结构的振型组合数并不是越大越好,其最大值不能超过结构得总自由度数。例如对采用刚性板假定得单塔结构,考虑扭转藕联作用时,其振型不得超过结构层数的3倍。如果选取的振型组合数已经增加到结构层数的3倍,其有效质量系数仍不能满足要求,也不能再增加振型数,而应认真分析原因,考虑结构方案是否合理。
(2)最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用,结构地震反映的大小也各不相同,那么必然存在某各角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算书中输出,设计人员如发祥该角度绝对值大于15度,应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算,以体现最不利地震作用方向的影响。
(3)结构基本周期是计算风荷载的重要指标。设计人员如果不能事先知道其准确值,可以保留软件的缺省值,待计算后从计算书中读取其值,填入软件的“结构基本周期”选项,重新计算即可。
上述的计算目的是将这些对全局有控制作用的整体参数先行计算出来,正确设置,否则其后的计算结果与实际差别很大。
2.确定整体结构的合理性 整体结构的科学性和合理性是新规范特别强调内容。新规范用于控制结构整体性的主要指标主要有:周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比等。
(1)周期比是控制结构扭转效应的重要指标。它的目的是使抗侧力的构件的平面布置更有效更合理,使结构不至出现过大的扭转。也就是说,周期比不是要求就构足够结实,而是要求结构承载布局合理。《高规》第4.3.5条对结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比的要求给出了规定。如果周期比不满足规范的要求,说明该结构的扭转效应明显,设计人员需要增加结构周边构件的刚度,降低结构中间构件的刚度,以增大结构的整体抗扭刚度。
设计软件通常不直接给出结构的周期比,需要设计人员根据计算书中周期值自行判定第一扭转(平动)周期。以下介绍实用周期比计算方法:1)扭转周期与平动周期的判断:从计算书中找出所有扭转系数大于0.5的平动周期,按周期值从大到小排列。同理,将所有平动系数大于0.5的平动周期值从大到小排列;2)第一周期的判断:从列队中选出数值最大的扭转(平动)周期,查看软件的“结构整体空间振动简图”,看该周期值所对应的振型的空间振动是否为整体振动,如果其仅仅引起局部振动,则不能作为第一扭转(平动)周期,要从队列中取出下一个周期进行考察,以此类推,直到选出不仅周期值较大而且其对应的振型为结构整体振动的值即为第一扭转(平动)周期;3)周期比计算:将第一扭转周期值除以第一平动周期即可。
(2)位移比(层间位移比)是控制结构平面不规则性的重要指标。其限值在《建筑抗震设计规范》和《高规》中均有明确的规定,不再赘述。需要指出的是,新规范中规定的位移比限值是按刚性板假定作出的,如果在结构模型中设定了弹性板,则必须在软件参数设置时选择“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”,以便计算出正确的位移比。在位移比满足要求后,再去掉“对所有楼层强制采用刚性楼板假定的选择,以弹性楼板设定进行后续配筋计算。
此外,位移比的大小是判断结构是否规则的重要依据,对选择偶然偏心,单向地震,双向地震下的位移比,设计人员应正确选用。
(3)刚度比是控制结构竖向不规则的重要指标。根据《抗震规范》和《高规》的要求,软件提供了三种刚度比的计算方式,分别是剪切刚度,剪弯刚度和地震力与相应的层间位移比。正确认识这三种刚度比的计算方法和适用范围是刚度比计算的关键:1)剪切刚度主要用于底部大空间为一层的转换结构及对地下室嵌固条件的判定;2)剪弯刚度主要用于底部大空间为多层的转换结构;3)地震力与层间位移比是执行《抗震规范》第3.4.2条和《高规》4.3.5条的相关规定,通常绝大多数工程都可以用此法计算刚度比,这也是软件的缺省方式。
(4)层间受剪承载力之比也是控制结构竖向不规则的重要指标。其限值可参考《抗震规范》和《高规》的有关规定。
(5)刚重比是结构刚度与重力荷载之比。它是控制结构整体稳定性的重要因素,也是影响重力二阶效的主要参数。该值如果不满足要求,则可能引起结构失稳倒塌,应当引起设计人员的足够重视。
(6)剪重比是抗震设计中非常重要的参数。规范之所以规定剪重比,主要是因为长期作用下,地震影响系数下降较快,由此计算出来的水平地震作用下的结构效应可能太小。而对于长周期结构,地震动态作用下的地面加速度和位移可能对结构具有更大的破坏作用,但采用振型分解法时无法对此作出准确的计算。因此,出于安全考虑,规范规定了各楼层水平地震力的最小值,该值如果不满足要求,则说明结构有可能出现比较明显的薄弱部位,必须进行调整。
除以上计算分析以外,设计软件还会按照规范的要求对整体结构地震作用进行调整,如最小地震剪力调整、特殊结构地震作用下内力调整、0.2Q0调整、强柱弱梁与强剪弱弯调整等等,因程序可以完成这些调整,就不再详述了。
3 对单构件作优化设计 前几步主要是对结构整体合理性的计算和调整,这一步则主要进行结构单个构件内力和配筋计算,包括梁,柱,剪力墙轴压比计算,构件截面优化设计等。
(1)软件对混凝土梁计算显示超筋信息有以下情况:1)当梁的弯矩设计值M大于梁的极限承载弯矩Mu时,提示超筋;2)规范对混凝土受压区高度限制:
四级及非抗震:ξ≤ξb
二、三级:ξ≤0.35( 计算时取AS ’=0.3 AS )
一级: ξ≤0.25( 计算时取AS ’=0.5 AS )
当ξ不满足以上要求时,程序提示超筋;3)《抗震规范》要求梁端纵向受拉钢筋的最大配筋率2.5%,当大于此值时,提示超筋;4)混凝土梁斜截面计算要满足最小截面的要求,如不满足则提示超筋。
(2)剪力墙超筋分三种情况:1)剪力墙暗柱超筋:软件给出的暗柱最大配筋率是按照4%控制的,而各规范均要求剪力墙主筋的配筋面积以边缘构件方式给出,没有最大配筋率。所以程序给出的剪力墙超筋是警告信息,设计人员可以酌情考虑;2)剪力墙水平筋超筋则说明该结构抗剪不够,应予以调整;3)剪力墙连梁超筋大多数情况下是在水平地震力作用下抗剪不够。规范中规定允许对剪力墙连梁刚度进行折减,折减后的剪力墙连梁在地震作用下基本上都会出现塑性变形,即连梁开裂。设计人员在进行剪力墙连梁设计时,还应考虑其配筋是否满足正常状态下极限承载力的要求。
(3)柱轴压比计算: 柱轴压比的计算在《高规》和《抗震规范》中的规定并不完全一样,《抗震规范》第6.3.7条规定,计算轴压比的柱轴力设计值既包括地震组合,也包括非地震组合,而《高规》第6.4.2条规定,计算轴压比的柱轴力设计值仅考虑地震作用组合下的柱轴力。软件在计算柱轴压比时,当工程考虑地震作用,程序仅取地震作用组合下的的柱轴力设计值计算;当该工程不考虑地震作用时,程序才取非地震作用组合下的柱轴力设计值计算。因此设计人员会发现,对于同一个工程,计算地震力和不计算地震力其柱轴压比结果会不一样。
(4)剪力墙轴压比计算:为了控制在地震力作用下结构的延性,新的《高规》和《抗震规范》对剪力墙均提出了轴压比的计算要求。需要指出的是,软件在计算断指剪力墙轴压比时,是按单向计算的,这与《高规》中规定的短肢剪力墙轴压比按双向计算有所不同,设计人员可以酌情考虑。
(5)构件截面优化设计:计算结构不超筋,并不表示构件初始设置的截面和形状合理,设计人员还应进行构件优化设计,使构件在保证受力要求的德条件下截面的大小和形状合理,并节省材料。但需要注意的是,在进行截面优化设计时,应以保证整体结构合理性为前提,因为构件截面的大小直接影响到结构的刚度,从而对整体结构的周期、位移、地震力等一系列参数产生影响,不可盲目减小构件截面尺寸,使结构整体安全性降低。
4. 满足规范抗震措施的要求 在施工图设计阶段,还必须满足规范规定的抗震措施要求。《混凝土规范》、《高规》和《抗震规范》对结构的构造提出了非常详尽的规定,这些措施是很多震害调查和抗震设计经验的总结,也是保证结构安全的最后一道防线,设计人员不可麻痹大意。
(1)设计软件进行施工图配筋计算时,要求输入合理的归并系数、支座方式、钢筋选筋库等,如一次计算结果不满意,要进行多次试算和调整。
(2)生成施工图以前,要认真输入出图参数,如梁柱钢筋最小直径、框架顶角处配筋方式、梁挑耳形式、柱纵筋搭接方式,箍筋形式,钢筋放大系数等,以便生成符合需要的施工图。软件可以根据允许裂缝宽度自动选筋,还可以考虑支座宽度对裂缝宽度的影响。
(3)施工图生成以后,设计人员还应仔细验证各特殊或薄弱部位构件的最小纵筋直径、最小配筋率、最小配箍率、箍筋加密区长度、钢筋搭接锚固长度、配筋方式等是否满足规范规定的抗震措施要求。规范这一部分的要求往往是以黑体字写出,属于强制执行条文,万万不可以掉以轻心。
(4)最后设计人员还应根据工程的实际情况,对计算机生成的配筋结果作合理性审核,如钢筋排数、直径、架构等,如不符合工程需要或不便于施工,还要做最后的调整计算。

㈡ 正常的建筑物有多少个自振频率

将一个结构划分为多少自由度,它就有多少自振频率。不论是正常的建筑还是稀奇古怪的建筑,这个取决于你对其的细分程度。平面问题中,有一种方法是将每一层横梁看作一个集中质量,即认为其弯曲刚度无穷大,这样有多少层楼就有多少个自振频率,所得到的主振型完全满足工程分析,这就足够。理论上每个物体的自振频率都有无限多个,但这样的研究毫无意义。至于为什么我们关注最小的自振频率,首先是因为(没有计算机的时候)估算振型的主要方法通常求出的第一频率和第二频率比较精确,比如瑞雷法只能求解第一频率(最小的),李兹法只能求解第一频率和第二频率,更大的第三频率计算十分困难;用李兹法求第一频率和第二频率的误差往往不超过0.1%,但是第三频率的误差能达到500%多;其次是较小的自振频率一定是质量集中处的振动特征,工程意义明显;越大的自振频率,其工程意义就越低,比如较大频率的振型只有在研究地震荷载以及较大位移扰动时才有意义,所以我们通常不重视较大的自振频率、这也是为什么很难模拟地震力对于建筑物的损坏。在理解“阶”之前,要先理解与“阶”紧密相连的名词“自由度”。自由度是指用于确定结构空间运动位置所需要的最小、独立的坐标个数。空间上的质点有三个自由度,分别为三个方向的平动自由度;空间上的刚体有六个自由度,分别为三个平动、三个转动自由度。

㈢ 什么是楼层屈服机制

就是仅竖向构件屈服,水平构件保持弹性,各层可以独立的沿着地面运动方向移动,因此整个结构可有相当于总层数的自由度,但全部机制不一定在各层同时形成。这是结构最忌讳的一种机制。

㈣ 多遇地震与罕遇地震计算建筑结构的抗震分析中,什么时

按《建筑抗震设计规范》GB50011-2001中的有关要求

确定工程结构的地震作用(公式、表格详见规范)

5 地震作用和结构抗震验算
5.1 一般规定
5.1.1 各类建筑结构的地震作用,应符合下列规定:
1 一般情况下,应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算,各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担.
2 有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15°时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用.
3 质量和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;其他情况,应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响.
4 8、9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑,应计算竖向地震作用.
注:8、9度时采用隔震设计的建筑结构,应按有关规定计算竖向地震作用.
5.1.2 各类建筑结构的抗震计算,应采用下列方法:
1 高度不超过40m 、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法.
2 除1款外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱法.

3 特别不规则的建筑、甲类建筑和表5.1.2-1所列高度范围的高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算,可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值.
采用时程分析法时,应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于二组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线,其平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符,其加速度时程的最大值可按表5.1.2-2采用.弹性时程分析时,每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65% ,多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%.
注:括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区.
4 计算罕遇地震下结构的变形,应按本章第5.5节规定,采用简化的弹塑性分析方法或弹塑性时程分析法.
注:建筑结构的隔震和消能减震设计,应采用本规范第12章规定的计算方法.
5.1.3 计算地震作用时,建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和.各可变荷载的组合值系数,应按表5.1.3 采用.

注:硬钩吊车的吊重较大时,组合值系数应按实际情况采用.
5.1.4 建筑结构的地震影响系数应根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期以及阻尼比确定.其水平地震影响系数最大值应按表5.1.4-1采用;特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表5.1.4-2采用,计算8、9度罕遇地震作用时,特征周期应增加0.05s.
注:1 周期大于6.0s的建筑结构所采用的地震影响系数应专门研究;
2 已编制抗震设防区划的城市,应允许按批准的设计地震动参数采用相应的地震影响系数.

注:括号中数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区.
5.1.5 建筑结构地震影响系数曲线(图5.1.5)的阻尼调整和形状参数应符合下列要求:
1 除有专门规定外,建筑结构的阻尼比应取0.05,地震影响系数曲线的阻尼调整系数应按1.0采用,形状参数应符合下列规定:
1)直线上升段,周期小于0.1s的区段.
2)水平段,自0.1s至特征周期区段,应取最大值(αmax).
3)曲线下降段,自特征周期至5倍特征周期区段,衰减指数应取0.9.
4)直线下降段,自5倍特征周期至6s区段,下降斜率调整系数应取0.02.

2 当建筑结构的阻尼比按有关规定不等于0.05时,地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数应符合下列规定:
1)曲线下降段的衰减指数应按下式确定:

式中r-曲线下降段的衰减指数;
ζ - 阻尼比.
2)直线下降段的下降斜率调整系数应按下式确定:
η1=0.02+(0.05-ζ)/8(5.1.5-2)
式中η1-直线下降段的下降斜率调整系数,小于0时取0.
3)阻尼调整系数应按下式确定:

式中η2-阻尼调整系数,当小于0.55时,应取0.55.
5.1.6 结构抗震验算,应符合下列规定:
1 6度时的建筑(建造于IV类场地上较高的高层建筑除外),以及生土房屋和木结构房屋等,应允许不进行截面抗震验算,但应符合有关的抗震措施要求.
2 6度时建造于IV类场地上较高的高层建筑,7度和7度以上的建筑结构(生土房屋和木结构房屋等除外),应进行多遇地震作用下的截面抗震验算.
注:采用隔震设计的建筑结构,其抗震验算应符合有关规定.
5.1.7 符合本章第5.5节规定的结构,除按规定进行多遇地震作用下的截面抗震验算外,尚应进行相应的变形验算.
5.2 水平地震作用计算
5.2.1 采用底部剪力法时,各楼层可仅取一个自由度,结构的水平地震作用标准值,应按下列公式确定(图5.2.1):

式中FEk-结构总水平地震作用标准值;
α1-相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值,应按本章第5.1.4条确定,多层砌体房屋、底部框架和多层内框架砖房,宜取水平地震影响系数最大值;
Geq-结构等效总重力荷载,单质点应取总重力荷载代表值,多质点可取总重力荷载代表值的85%;
Fi-质点i的水平地震作用标准值;
Gi,Gj-分别为集中于质点i、j的重力荷载代表值,应按本章第5.1.3条确定;
Hi,Hj-分别为质点i、j的计算高度;
δn--顶部附加地震作用系数,多层钢筋混凝土和钢结构房屋可按表5.2.1采用,多层内框架砖房可采用0.2,其他房屋可采用0.0;
ΔFn-顶部附加水平地震作用.
注:T1为结构基本自振周期.
5.2.2 采用振型分解反应谱法时,不进行扭转耦联计算的结构,应按下列规定计算其地震作用和作用效应:
1 结构j振型i质点的水平地震作用标准值,应按下列公式确定:

式中Fji——j振型i质点的水平地震作用标准值;
αj——相应于j振型自振周期的地震影响系数,应按本章第5.1.4条确定;
Xji——j振型i质点的水平相对位移;
rj——j振型的参与系数.
2 水平地震作用效应(弯矩、剪力、轴向力和变形),应按下式确定:

式中SEk——水平地震作用标准值的效应;
Sj——j振型水平地震作用标准值的效应,可只取前2~3个振型,当基本自振周期大于1.5s或房屋高宽比大于5时,振型个数应适当增加.
5.2.3 建筑结构估计水平地震作用扭转影响时,应按下列规定计算其地震作用和作用效应:
1 规则结构不进行扭转耦联计算时,平行于地震作用方向的两个边榀,其地震作用效应应乘以增大系数.一般情况下,短边可按1.15采用,长边可按1.05采用;当扭转刚度较小时,宜按不小于1.3采用.
2 按扭转耦联振型分解法计算时,各楼层可取两个正交的水平位移和一个转角共三个自由度,并应按下列公式计算结构的地震作用和作用效应.确有依据时,尚可采用简化计算方法确定地震作用效应.
1)j振型i层的水平地震作用标准值,应按下列公式确定:

式中Fxji、Fyji、Ftji——分别为j振型i层的x方向、y方向和转角方向的地震作用标准值;
Xji、Yji——分别为j振型i层质心在x、y 方向的水平相对位移;
φji——j振型i层的相对扭转角;
ri——i层转动半径,可取i层绕质心的转动惯量除以该层质量的商的正二次方根;
γtj——计入扭转的j振型的参与系数,可按下列公式确定:
当仅取x方向地震作用时

当仅取y方向地震作用时

当取与x 方向斜交的地震作用时,

式中γxj、γyj——分别由式(5.2.3-2)、(5.2.3-3)求得的参与系数;
θ——地震作用方向与x方向的夹角.
2)单向水平地震作用的扭转效应,可按下列公式确定:

式中SEk——地震作用标准值的扭转效应;
Sj、Sk——分别为j、k振型地震作用标准值的效应,可取前9~15个振型;
ζj、ζk——分别为j、k振型的阻尼比;
ρjk——j振型与k振型的耦联系数;
λT——k 振型与j振型的自振周期比.
3)双向水平地震作用的扭转效应,可按下列公式中的较大值确定:

式中Sx、Sy分别为x向、y向单向水平地震作用按式(5.2.3-5)计算的扭转效应.
5.2.4 采用底部剪力法时,突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应,宜乘以增大系数3,此增大部分不应往下传递,但与该突出部分相连的构件应予计入;采用振型分解法时,突出屋面部分可作为一个质点;单层厂房突出屋面天窗架的地震作用效应的增大系数,应按本规范9章的有关规定采用.
5.2.5 抗震验算时,结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求:

式中 VEki——第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力;
λ——剪力系数,不应小于表5.2.5规定的楼层最小地震剪力系数值,对竖向不规则结构的薄弱层,尚应乘以1.15的增大系数;
Gj——第j层的重力荷载代表值.
注:1 基本周期介于3.5s和5s之间的结构,可插入取值;
2 括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区.
5.2.6 结构的楼层水平地震剪力,应按下列原则分配:
1 现浇和装配整体式混凝土楼、屋盖等刚性楼盖建筑,宜按抗侧力构件等效刚度的比例分配.
2 木楼盖、木屋盖等柔性楼盖建筑,宜按抗侧力构件从属面积上重力荷载代表值的比例分配.
3 普通的预制装配式混凝土楼、屋盖等半刚性楼、屋盖的建筑,可取上述两种分配结果的平均值.
4 计入空间作用、楼盖变形、墙体弹塑性变形和扭转的影响时,可按本规范各有关规定对上述分配结果作适当调整.
5.2.7 结构抗震计算,一般情况下可不计入地基与结构相互作用的影响;8度和9度时建造于Ⅲ、Ⅳ类场地,采用箱基、刚性较好的筏基和桩箱联合基础的钢筋混凝土高层建筑,当结构基本自振周期处于特征周期的1.2倍至5倍范围时,若计入地基与结构动力相互作用的影响,对刚性地基假定计算的水平地震剪力可按下列规定折减,其层间变形可按折减后的楼层剪力计算.
1 高宽比小于3的结构,各楼层水平地震剪力的折减系数,可按下式计算:

式中φ——计入地基与结构动力相互作用后的地震剪力折减系数;
T1——按刚性地基假定确定的结构基本自振周期(s);
ΔT——计入地基与结构动力相互作用的附加周期(s),可按表5.2.7采用.

2 高宽比不小于3的结构,底部的地震剪力按1款规定折减,顶部不折减,中间各层按线性插入值折减.
3 折减后各楼层的水平地震剪力,应符合本章第5.2.5条的规定.
5.3 竖向地震作用计算
5.3.1 9度时的高层建筑,其竖向地震作用标准值应按下列公式确定(图5.3.1);楼层的竖向地震作用效应可按各构件承受的重力荷载代表值的比例分配,并宜乘以增大系数1.5.

式中 FEvk——结构总竖向地震作用标准值;
Fvi——质点i的竖向地震作用标准值;
avmax——竖向地震影响系数的最大值,可取水平地震影响系数最大值的65%;
Geq——结构等效总重力荷载,可取其重力荷载代表值的75%.
5.3.2 平板型网架屋盖和跨度大于24m屋架的竖向地震作用标准值,宜取其重力荷载代表值和竖向地震作用系数的乘积;竖向地震作用系数可按表5.3.2采用.

注:括号中数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区.
5.3.3 长悬臂和其他大跨度结构的竖向地震作用标准值,8度和9度可分别取该结构、构件重力荷载代表值的10%和20%,设计基本地震加速度为0.30g时,可取该结构、构件重力荷载代表值的15%.

㈤ 电梯八大系统

电梯八大系统:

1、曳引系统

电梯曳系统的功能是输出动力和传递动力,驱动电梯运行。主要由曳引机,曳引钢丝绳,导向轮和反绳轮组成。拽引机为电梯的运行提供动力,由电动机,拽引轮,连轴器,减速箱,和电磁制动器组成。

拽引钢丝的两端分别连轿厢和对重,依靠钢丝绳和拽引轮之间的摩擦来驱动轿厢升降。导向轮的作用是分开轿厢和对重的间距,采用复绕型还可以增加拽引力。

2、导向系统

导向系统由导轨,导靴和导轨架组成。它的作用是限制轿厢和对重的活动自由度,使得轿厢和对重只能沿着导轨做升降运动。

3、门系统

门系统有轿厢门,层门,开门,连动机构等组成。轿厢门设在轿厢入口,由门扇,门导轨架,等组成,层门设在层站入口处。开门机设在轿厢上,是轿厢和层门的动力源。

4、轿厢

轿厢是运送乘客或者货物的电梯组件。它是有轿厢架和轿厢体组成的。轿厢架是轿厢体的承重机构,由横梁,立柱,底梁,和斜拉杆等组成。轿厢体由厢底,轿厢壁,轿厢顶以及照明通风装置,轿厢装饰件和轿厢内操纵按钮板等组成。轿厢体空间的大小由额定载重量和额定客人数决定。

5、重量平衡系统

重量平衡系统由对重和重量补偿装置组成。对重由对重架和对重块组成。对重将平衡轿厢自重和部分额定载重。重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧拽引钢丝绳长度变化对电梯的平衡设计影响的装置。

6、电力拖动系统

电力拖动系统由拽引电机,供电系统,速度反馈装置,调速装置等组成,它的作用是对电梯进行速度控制。拽引电机是电梯的动力源,根据电梯配置可采用交流电机或者直流电机。

供电系统是为电机提供电源的装置。速度反馈系统是为调速系统提供电梯运行速度信号。一般采用测速发电机或速度脉冲发生器与电机相连。调速装置对拽引电机进行速度控制。

7、电气控制系统

电梯的电气控制系统由控制装置,操纵装置,平层装置,和位置显示装置等部分组成。其中控制装置根据电梯的运行逻辑功能要求,控制电梯的运行,设置在机房中的控制柜上。操纵装置是由轿厢内的按钮箱和厅门的召唤箱按钮来操纵电梯的运行的。

平层装置是发出平层控制信号,使电梯轿厢准确平层的控制装置。所谓平层,是指轿厢在接近某一楼层的停靠站时,欲使轿厢地坎与厅门地坎达到同一平面的操作。位置显示装置是用来显示电梯所在楼层位置的轿内和厅门的指示灯,厅门指示灯还用尖头指示电梯的运行方向。

8、安全保护系统

安全保护系统包括机械的和电气的各种保护系统,可保护电梯安全的使用。机械方面的有:限速器和安全钳起超速保护作用,缓冲器起冲顶和撞底保护作用,还有切断总电源的极限保护装置。电气方面的安全保护在电梯的各个运行环节中都有体现。

(5)楼层自由度扩展阅读:

电梯用途:

乘客电梯,为运送乘客设计的电梯,要求有完善的安全设施以及一定的轿内装饰。

载货电梯,主要为运送货物而设计,通常有人伴随的电梯。

医用电梯,为运送病床、担架、医用车而设计的电梯,轿厢具有长而窄的特点。

杂物电梯,供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。

观光电梯,轿厢壁透明,供乘客观光用的电梯。

车辆电梯,用作装运车辆的电梯。

船舶电梯,船舶上使用的电梯。

建筑施工电梯,建筑施工与维修用的电梯。

其它类型的电梯,除上述常用电梯外,还有些特殊用途的电梯,如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用电梯、斜行电梯、核岛电梯等。

参考资料来源:网络-电梯

㈥ 如何正确进行楼板的塑性计算及其经济性分析

摘要:刚性楼板假定是建筑结构分析中的一个特有概念,它的引用可使计算概念明了,计算方法简便,其成果可用于工程设计。在目前的各设计计算软件中它是影响整体分析的主要参数,正确理解它的规范依据和力学原理,有助于设计人员进行合理设计。1前言刚性楼板假定是总信息中的重要参数之一,总信息是建筑结构分析中影响整体的参数群,它的变化直接影响整体计算结果的合理J性。由于程序编制人在计算理论和对规范理解上的差异,加之侧重点不一样,总信息在各个程序中会有差异,就是同一个程序的不同版本也有所不同。所以,在使用时应熟悉和理解程序的编制原理和使用说明,正确理解各个参数的规范依据和力学概念,从规范要求、力学原理和工程经验等方面加以分析后合理选取,并按规范要求,对电算结果,应经分析判断,确认其合理、有效后,方可用于工程设计。2楼板刚度的各种假定2.1问题的提出楼板是主要的量大面广的水平构件,它一方面承受着竖向荷载的作用,又将其传递给柱、墙等竖向构件,另方面在受到水平荷载(风、地震等)作用时,也将其作用传递给竖向构件。所以它既是重要的受力构件又是重要的传力构件。由于楼板同时存在着平面内刚度及平面外刚度,在结构分析中,它对结构的整体刚度、对竖向和其他水平构件的内力产生重要影响,即楼板刚度的大小直接影响着整体结构及相关构件(也包括楼板本身)的分析结果(内力、变形及配筋)。所以楼板刚度的合理假定已成为结构分析的主要计算原则。随着建筑功能的日益复杂和建筑外形的多样化,建筑结构也随之复杂化,在此影响下,寻求楼板刚度的合理简化和假定,来满足工程设计的要求是广大设计人员关注和思考的课题,也是各个程序不断改版,努力完善,竞相推出简明、高效和可靠的计算方法的原因之一。2.2刚性楼板假定其含义是假定楼板平面内刚度无限大,平面外刚度为零。这是一个特有概念能使结构计算概念明了,计算简便;使结构在每层板内只有3个公共自由度,即两个平移自由度dx、dy和一个绕竖轴扭转自由度θz,在板内的每个节点的独立自由度也只有3个;使电算的效率大大提高,程序的运用范围越来越广泛。刚性楼板假定认定平面外刚度为零,忽略了楼面梁的有效翼缘对平面外刚度的贡献,使结构总刚度偏小,周期加长,吸引的地震作用小,不安全。为此,规范规定用梁刚度增大系数来间接的考虑楼板平面外的刚度。于是高规第5.2.2规定在内力和位移计算时,对现浇楼面和装配式整体楼面的梁刚度采用1.3-2.0增大系数来考虑翼缘的增大作用。通过上述处理,目前设计中的绝大多数工程的楼面都能符合刚性楼板的假定,以此进行的计算分析可用于工程设计。2.3弹性楼板假定对于复杂楼板,如不规则楼面,狭长、环形楼面,大开洞楼面及多塔、板柱结构、厚板转换层结构等,其楼板面内的变形会使楼层中各抗侧构件位移和内力发生较大的变化,特别是抗侧刚度较小构件的位移和内力会加大,若仍用刚性楼板假定来计算分析,其计算结果会不真实,且无法保证其结果的可靠性,必须采用弹性楼板的计算方法。弹性楼板假定充分考虑了楼板平面内刚度的削弱和不均匀性,采用符合楼板平面内和平面外的实际刚度进行计算分析,其结果更真实的符合结构的计算模型。在SATWE中弹性楼板有弹性板6,弹性楼板3及弹性膜假定楼板等三种。(1)弹性楼板6,采用壳单元计算楼板面内和面外的刚度,是针对板柱结构和板柱剪力墙结构的。其计算结果会使梁的配筋偏少而不安全,所以不适用于梁板结构楼面。(2)弹性板3,采用楼板平面内无限刚,平面外刚度按实计算的方法,用厚板弯曲单元进行计算,适用于厚板转换层结构的转换厚板分析计算。(3)弹性膜,上述两种假定对框架、剪力墙、框-剪、框-筒等结构及空旷的厂房、体育场馆等的复杂形状楼板的计算都不适合,特别是梁配筋的安全性不可靠,从而提出了“弹性膜”假定,它采用平面应力膜单元来真实地计算楼板的平面内刚度,而不是无限刚。为简化计算,同时忽略楼板平面外的刚度,即面外刚度为零。有点近似刚性楼板假定但又不同于刚性假定,要理解它的真实概念。应注意:A弹性楼板假定是用总刚分析法来进行结构整体计算的,所以计算软件必须具有总刚的计算功能。仅有侧刚计算功能的软件是只适用于刚性楼板假定的软件,它不能识别弹性楼板。B用总刚法、弹性楼板进行结构整体计算时,应再用刚性楼板假定补充计算位移比、周期比和层刚比,因为这些参数规范要求是在刚性楼板假定下进行的计算值。2.4规范规定高规5.1.5规定进行高层建筑内力与位移计算时,可假定楼板在其自身平面内为无限刚,相应地设计时应采取必要措施,保证楼板平面内的整体刚度。当楼板会产生明显的面内变形时,计算时就应考虑楼板的面内变形或对采用楼板面内无限刚性假定计算方法的计算结果,再进行适当调整。所以:计算位移比、层刚比、周期比时选用刚性楼板假定[是],计算内力、配筋及其他内容时选用刚性楼板假定[否]。高规4.3.6及抗震规范3.4.3规定对不规则、开大洞、楼板局部不连续等情况,在设计中应考虑楼板削弱产生的不利影响,应采用符合楼板平面内实际变化的计算模型。3一般程序中的两种抗震设计方法3.1振型分解反应谱法也称规范法,适用于大量的工程计算,该法有侧刚及总刚两种计算方法,分别对应侧刚模型及总刚模型,其主要区别是侧刚模型采用刚性楼板假定的简化刚度矩阵模型。总刚模型是采用弹性楼板假定的真实结构模型转化成的刚度矩阵模型。振型分解反应谱法先计算结构的自振振型,选取若干个振型分别计算各个振型的水平地震作用,将各振型水平地震作用于结构上,求其结构内力,最后将各振型的内力进行组合,得到地震作用下的结构内力和变形。其基本原理就是用“规范”反应谱,先求得各振型的对应的“最大”地震力,组合后得到结构的组合地震作用。这里面有一个求“广义特征值”而得出结构前几阶振型和频率的重要步骤,在这个过程中程序按力学和数学的法则进行繁多的中间计算,而不输出中间资料,仅将结果值告知设计人。3.2时程分析法即振型叠加法,用于复杂高层结构的补充计算,按抗震规范5.1.2-3及条文说明,时程分析法是多遇地震下的补充计算,与反应谱法计算值比较取较大值,对特别不规则、特别重要的和较高的高层建筑才要求采用。为一组常系数的二阶线性动力微分方程,程序多用振型叠加法求解,即把各个振型的响应叠加以得到系统的弹性时程响应。实施中应注意:(1)应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于二组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线(人工模拟地震波)进行分析。(2)每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应少于振型分解反应谱法计算结果的65%。多条曲线时不应小于80%。3)选用的地震使其加速度时程的持续时间一般为结构基本周期的5-10倍,且高层建筑不宜小于20s。(4)计算罕遇地震下结构的变形时应采用弹塑性时程分析法。4振型分解法中的两种计算方法及与刚性楼板假定的关系4.1侧刚计算方法是一种简化计算方法,它建立在“刚性楼板假定”的基础上,因为大大减少了结构整体自由度数,使电算效率提高,特别在计算机应用初期,内存量有限的情况下,也能进行复杂的大型工程的电算分析,使侧刚法在工程设计中得到广泛应用,成为目前软件分析的主要方法。在程序应用中,常用到一种简化模型——“拐把模型”;刚性楼板在水平力作用下为刚性平动,在整个平动过程中有一点总不会发生转动,这个点就称“楼层的刚度中心”,以它做为“位移计算”的参考点是最合理的。但实际计算中要准确算出刚度中心很困难,因此计算中近似地把位移参考点设定在每层的质量中心,这种简化的方法能满足工程设计的要求,这种模型称“拐把模型”。4.2总刚计算方法由于“侧刚法”是近似法,有一定误差,特别是在多塔结构,错层结构,带转换层结构,楼板形状复杂的结构等的计算中无法得到真实的周期,振型和地震分析结果值,其计算结构的可靠性难以保证。采用总刚法计算,就是直接用结构的总刚阵和对应的质量阵进行地震分析,求解结构的周期和振型。可准确分析出结构每层每根构件的空间反应,分析出结构的刚度突变部位,薄弱构件以及数据输入错误部位等。与“侧刚法”比,它精刚法的数倍,以一个10层结构而言,侧刚法由于刚性楼板假定,其自由度数为30个,而总刚法为430个,可见计算量上的差异之大。须强调的是:采用弹性楼板假定并用总刚法进行结构整体计算时,应补充计算结构在刚性楼板假定下的位移比、周期比、楼层侧刚比。5刚性楼板假定在常用程序中的应用常用程序多是采用侧刚计算法进行分析计算的,直接认定刚性楼板假定。如TBSA对高层建筑进行整体分析时做了下述假定:楼板面内刚度无限大,面外刚度忽略不计。这样一来,可大大减少结构模型中的自由度数量,从而减少结构分析的工作量,提高计算分析的效率。由于采用侧刚法进行计算分析,刚性楼板假定在总信息里得到了隐含,而无须再做信息的认定。当楼板会明显产生面内变形时,其处理方法是对刚性假定的计算结果进行适当调整。其调整的方法和幅度,跟结构体系、构件的平面布置、楼板削弱的程度等有密切关系。一般对楼板削弱部位的抗侧刚度较小的结构构件,采用适当增大计算内力,加强配筋和采用构造措施等。其实,楼面梁刚度增大系数即是考虑楼面外刚度的一种辅助方法。SATWE采取在总信息中对刚性假定用[是]和[否]分别处理整体计算和构件内力、配筋计算,应是更合理更准确的做法,也更能体现高规5.1.5的要求

㈦ 现在楼房出现了转换层这一概念,究竟什么叫转换层

即上部楼层可以通过转换层改变为框架,这种现象上下结构不对称

㈧ 用PKPM进行结构设计时,对震型个数有什么要求

必须是3的倍数,因为每个楼层有三个自由度,分别是X、Y、Z。规范规定,振型数的选择应满足有效质量系数大于90%,否则应增加振型数。
但是也不能取太多,比如你总共四层的楼,最多只能取4X3=12个振型数,应为全楼就12个自由度,如果你取15个就会出现计算错误的情况。
希望有帮到你,我要最佳~~

㈨ pkpm satwe结构内力计算提示错误:有效质量自由度小于指定分析振型数是什么意思

把振型设置为楼层数乘以3就可以了