結構工程設計概要.ppt

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1、高層建筑結構分析與設計要點編寫：趙新啟1、選擇合理的計算分析模型2、識別計算模型的局限性和適應性3、計算結果的判斷與處理4、通過周期比及位移比判斷結構平面規(guī)則性1、選擇合理的計算分析模型分析模型由以下三部分組成：1）、建立模型（模型不同于原型）2）、施加載荷（載荷不可知）3）、使用材料抵抗外力（材料屬性是離散的）1.1、結構的初始分析當拿到一個建筑結構時，首先要分析結構特殊性。特殊性往往是指結構的薄弱部位，設計時需要特別注意（或需要加強）的部位，特殊的結構形式，如：大底盤多塔結構；造成塔之間相互影響，且上下剛度突變。錯層結構；造成大量的越層柱，

2、樓板錯位使得水平荷載傳遞中斷，產(chǎn)生剛度突變以及薄弱部位。轉(zhuǎn)換層結構；造成上下剛度突變，豎向荷載傳遞中斷，產(chǎn)生薄弱層；板柱結構；形成框架的剛度很弱，不能抵抗較大的水平力，需要加剪力墻才能抵抗較大的水平荷載；樓板弱連接；樓板整體性差，水平力作用將產(chǎn)生弱連接處的應力集中。特殊連接方式；偏心梁托柱、墻；大截面柱產(chǎn)生的剛性梁、上部大梁的向下的吊柱、懸臂梁抬柱、短肢墻的單元劃分、洞口不對齊，等等。結構的特殊性往往與結構的剛度特征、傳力方式、荷載作用、受力變形等有關。結構的特殊性反應在結構的分析模型，通過建模來合理地實現(xiàn)這種特殊性。結構的特殊性大多也是結構的

3、薄弱部位，所以需要合理的簡化、設計時需要特別的加強。有吊柱的結構，在恒載計算時不能采用“模擬施工”的方法，只能用“一次性加載”。吊車廠房結構附屬框架地震、風可能的最不利作用方向1.2。計算模型的選擇對于常見的梁、柱、支撐構件；一般選用桿系模型，即桿單元模型，或稱一維單元模型。對于剪力墻、樓板構件；一般選用殼元模型，或稱二維單元模型。對于板柱結構，在整體分析時；樓板可模擬成寬扁梁（即柱上板帶）模型；也可以按彈性樓板分析（彈性板6，殼元），但是要注意樓板的單元劃分。對于頂部為平板網(wǎng)架的部分；網(wǎng)架部分可以按一個超大房間定義，并采用剛性樓板的分析模型，

4、整體計算不得輸入網(wǎng)架畫蛇添足。對于有斜坡梁的結構；分析時，不能按“強制剛性樓板假定”來分析。且平面部分也最好考慮彈性樓板的分析模型。對于有超多小塔的多塔結構；由于程序允許的剛性板數(shù)有限，可以采用定義彈性樓板的分析模型來避開這個限制。對于復雜錯層結構；宜采用全樓彈性樓板的分析模型。對于上連的多塔結構；上部連體部分在整體分析時，宜采用彈性樓板的分析模型。復雜的連接部位：對于超短梁，或在柱截面范圍內(nèi)的梁；應按剛性梁模型分析。對于框支轉(zhuǎn)換大梁；由于需要與上部剪力墻變形協(xié)調(diào)，所以單元劃分應盡量細。但即使如此，仍不能避免兩種模型協(xié)調(diào)上的差異，造成應力集中，

5、此時可以采用平面有限元的計算模型，補充分析。對于墻與轉(zhuǎn)換梁偏心連接；可以加剛性梁來考慮偏心傳力對托梁產(chǎn)生的整體扭矩。對于超短柱；應盡量避免，容易產(chǎn)生應力集中。214356789101112131415161718剛性板塊或塔數(shù)太多定義彈性板，避開剛性板數(shù)的限制屋架的模型簡化。剛性桿或采用剛性樓板假定柱頂鉸接屋蓋計算模型簡化平板網(wǎng)架的模型簡化。定義超大房間按剛性樓板假定分析網(wǎng)架荷載按均布作用到四周網(wǎng)殼的模型簡化。網(wǎng)殼荷載按集中力作用到四周超大房間按板厚為0考慮，忽略水平剛度注意網(wǎng)殼傳給四周的水平推力合理的計算模型，應根據(jù)實際工程的情況確定。（不一

6、定有統(tǒng)一的模式）合理的計算模型，主要要滿足結構剛度、傳力特點。并能較好地反映結構的變形特征。即使有簡化誤差，也應該限制在局部的范圍。計算模型的正確與否，是結構分析的前提。在建模時就時時體現(xiàn)貫徹這點，建模不是幾何模型（搭積木），而是力學計算模型，力學模型講求簡單明了。如果計算模型簡化錯誤，則后面的分析均失效。力學模型是由：點（連接點）、線（線剛度）、面（殼剛度）所組成。連接、傳力均以節(jié)點為準。1.3。連梁、剛性梁、轉(zhuǎn)換大梁的分析模型由剪力墻開洞產(chǎn)生的連梁梁剛度模型采用殼元、剛度與單元劃分有關、剛度只能折減不能放大、不做負彎矩調(diào)幅和扭矩的折減。這種

7、采用二維單元模型的連梁，與兩端的剪力墻協(xié)調(diào)性較好，剛度的準確性很依賴于單元的劃分，所以，當其跨高比較大時，應加細單元的劃分。如果單元加密有限制，則可以采用框架梁單元較為合理。連梁的單元劃分也會影響到兩端墻體的單元劃分。用框架梁定義的連梁梁剛度采用一維桿模型，連梁的屬性可以修改。按連梁則剛度只可以折減；按框架梁則剛度可以放大、可以做負彎矩調(diào)幅以及扭矩的折減。與兩端剪力墻協(xié)調(diào)性較差，只有一個節(jié)點。當跨高比較小時，剛度估計偏小。連梁的計算模型連梁作為一種重要的、敏感的結構剛度調(diào)節(jié)器，其分析模型的合理性會影響到整個結構的分析結果。連梁按殼元進行劃分單元

8、方式的有限元分析模型，如果單元劃分可以很細，則連梁跨高比再大，計算結果也是正確的。當單元劃分受到限制，對跨高比較大的連梁，由于單元劃分不夠細，將造成較