对于许多初入设计院的结构设计师来说,理解结构计算的指标是调模型的基础,笔者在这篇文章中将介绍一下经常使用的一些参数在规范中的出处以及如何调整模型使结构满足规范,希望能对刚开始做设计的结构设计师有所帮助。
01
位移角和位移比
刚开始做设计时笔者常常将两个名字弄混,但是调过一个模型后就会理解位移角和位移比是两个不同的指标。
位移角是多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移与计算楼层层高的比值,是作为衡量结构变形能力的一个指标。抗震规范5.5.1规定了弹性层间位移角的限值,对于混凝土框架结构是1/550,框剪结构是1/800,剪力墙结构是1/1000。
位移角在结构计算软件中的wdisp.out中查看,需要注意的是从高规3.7.3中可以看出水平位移的限值针对的是风荷载或多遇地震作用下单工况的位移,因此不需要考虑偶然偏心。在计算结果中应注意看各个方向地震作用下楼层最大位移以及风荷载作用下楼层最大位移,对于偶然偏心地震作用下的计算结果可以忽略。
当位移角不满足,结构层高固定的情况下可以采取增加刚度的办法,加大位移角不满足的方向的竖向构件尺寸或者增强框架梁都可以减少结构的位移角。对于结构设计来说,位移角是一个重要的指标,与层高息息相关,更改结构的层高对结构的位移角影响重大,这也就是为什么结构设计师总说改层高是一个重大变更的原因。
位移比是在具有偶然偏心的规定水平力作用下,楼层两端抗侧力构件弹性水平位移或层间位移的最大值与平均值的比值。有两个点需要注意:1是位移比是需要考虑偶然偏心的,2是位移比考察的是抗侧力构件的水平位移,对于悬挑梁的最外端的位移等位置的位移是不考虑的。位移比是衡量结构平面不规则性的一个指标。高规3.4.5规定对于A级高度建筑,位移比限值为1.5,对于其他高层建筑位移比限值为1.4。
位移比同样也在结构计算软件中wdis.pout中查看,应注意位移比是在具有偶然偏心规定水平力作用下的楼层最大位移。
当位移比不满足时,说明结构在地震作用下有扭转的倾向,这时增大结构外圈的刚度,减少内部的刚度是一个有效的方法,增大外圈梁的截面或外圈竖向构件的尺寸可以限制结构的扭转。
02
剪重比
通常我们所说的剪重比即为规范中的剪力系数,是对应于水平地震作用标准值的楼层剪力与楼层重力荷载代表值的比值。剪重比的意义在于:由于地震影响系数在长周期段下降较快,由此计算所得的水平地震作用下的结构效应可能过小,而对于自振周期较长的结构,在地震作用下造成的位移等会对结构造成更严重的破坏。出于对结构安全的考虑,增加了各楼层水平地震剪力最小值的要求。
抗震规范5.2.5以及高规4.3.12均对剪重比作出了要求。
剪重比在结构计算软件中wzq.out中查看,软件会根据抗震规范自动计算出最小的剪重比要求。
当剪重比不满足时,需要调整结构布置或调整结构刚度。笔者认为对于6度区的剪力墙结构来说,剪重比是一个相对难调的指标,通常竖向构件确定了之后,只有剪重比不满足要求时,可以增大剪重比不满足的方向的连梁的尺寸,也就是增加结构在这个方向的刚度,如果效果不尽人意,就要考虑调整结构布置了。
03
框弯比
框弯比是对于框架-剪力墙结构来说的一个定义,即为在规定的水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值。在框架-剪力墙结构设计中,应根据框弯比确定其设计方法,或者反过来说,若确定了结构的体系及设计方法,则框弯比需要满足规范要求。
高规8.1.3 对框弯比进行了规定,对于框弯比在10%~50%之间的结构按框架-剪力墙结构进行设计。
框弯比的计算结果在wv0.2q.out中查看,一般是直接看规定水平力下框架柱、短肢墙地震倾覆力矩百分比就可以了。
若确定结构的设计方法为框架-剪力墙,框架柱所占地震倾覆力矩的百分比应该在10~50%之间。当小于10%时应考虑减少剪力墙的数量或截面尺寸或者增加框架柱的数量,当大于50%时应考虑增加剪力墙或减少框架柱,但应当注意由于增加或减少竖向构件造成的位移比及位移角的变化。
04
0.2V0调整
0.2V0调整是对框架-剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层框架总剪力进行的调整。其基本思路是让每层结构的框架部分承担的总剪力值不小于一定的数值。
这么做的原因是:按照多道设防的概念,在框架-剪力墙结构中,墙体是第一道防线,在地震作用下先于框架破坏;墙体破坏后由于塑性内力重分布,框架部分按侧向刚度分配的剪力会比之前加大,为了保证第二道防线框架具有一定的抗侧能力,需要在设计时使框架所能承受的剪力有一个最小的限值。
抗震规范6.2.13以及高规8.1.4均对剪力的调整进行说明,之所以叫0.2V0调整,是因为若框架总剪力大于0.2倍的V0,则不需要进行剪力调整。
0.2V0调整在结构计算软件中的实现需要在前处理计算参数中填写。对于框架柱数量从下到上变化的结构,需要进行分段调整,在分段数中填写数字,框架柱数量变化不大的结构不需要进行分段,分段数即为1。需要注意的是对于框架-剪力墙结构都需要进行0.2V0调整,并且是否进行了0.2V0调整对最终的配筋结果影响很大。
05
结构薄弱层
结构薄弱层可以分为三种情况,1是刚度的突变(软弱层),2是抗剪承载力的突变(薄弱层),3是抗侧力构件不连续。这三条分别对应于高规中的3.5.2,3.5.3以及3.5.4条规定。
高规3.5.8条规定对于侧向刚度变化、承载力变化以及竖向抗侧力构件连续性不符合规定的结构楼层,其对应于地震作用标准值的剪力应乘以1.25的增大系数。
对于刚度突变的判断,在结构计算软件中的wmass.out中查看。一个简便的看法是,当结构本层为刚度突变薄弱层,则薄弱层地震剪力放大系数会=1.25。
对于抗剪承载力突变的判断,同样在wmass.out文件中,若抗剪承载力之比不满足要求,则软件会在文本中进行提示。
对于竖向构件不连续,则需要在软件前处理中指定薄弱层。
写在后面
做结构设计需要学习的内容很多,不仅仅是画CAD和运用结构设计软件,更应该注重对规范的理解。以上是笔者工作几年对这些常用的结构指标及参数的理解,如有不妥当之处,希望大家能指出互相交流学习。
继8月11日、14日连续两次召开电力保供工作紧急视频会议后,8月15日,四川再次召开电力保供调度会。记者从会上获悉,预计全省最大用电负荷将
今年以来,四川积极扩大能源领域有效投资,前7月能源项目累计完成投资493亿元、同比增长4%。8月15日,省能源局相关负责人介绍,前7月煤炭类
8月15日,全省防汛减灾、森林草原防灭火工作电视电话会议召开,深刻汲取彭州8·13山洪灾害教训,分析研判当前形势,安排部署下一步重点工作
8月9日,攀枝花技师学院实习工厂里,焊花四溅,机器声此起彼伏。身穿工作服的教师周树春,在一间间操作室里进进出出,指导学生们焊接。过去
记者从省发改委获悉,上半年全省物流需求平稳增长,行业运行总体平稳。全省社会物流总额64096 2亿元,同比增长4 4%;全省物流业总收入为2270
在全球最大地下工程装备制造基地,掘进机生产计划已排到年底;千亿级工程机械产业园区边建设边生产,打造智能制造标杆……时已立秋,三湘大
上犹县水岩乡卫生院医生蔡昌才驱车前往金盆村为村民骆运招治病。以往,每月去医院就诊不仅路途远,还要排队。这几年有了家庭医生后,直接送
今年2月以来,省药监局深入开展药品安全专项整治行动,坚持问题导向,以严厉打击违法犯罪行为、全面排查风险隐患为手段,推进专项整治行动
没想到,现在直接在窗口就能办理,真是太方便了。蒋琼在九江市经营一家造型工作室,近期有意扩大生意规模,需要资金周转。她带齐资料来到九
记者从新余海关获悉,今年上半年,新余市外贸取得了较好成绩,全市外贸进出口总值184 3亿元,同比增长84 3%,高出全国平均水平74 9个百分点
作为南昌市第二季度集中开工的重大项目之一,南昌数谷产业园项目总投资100亿元,计划2024年5月完工交付使用,拟引进字节跳动、华为(南昌)工
淮南市向中国工程院院士、安徽理工大学校长袁亮颁发了第一张淮南市高层次人才优才卡。为深化我为人才办实事实践活动,落实高层次人才服务保
连日来,宿州市埇桥区不断细化各项工作举措,压实防汛各项责任,提升应急救援保障能力,筑牢防汛安全堤。目前,该区防汛物资已储备到位,全
近日,无为市自然资源和规划局、无为市福渡镇人民政府在无为润峰中海置业有限公司项目部现场举行交地即交证颁证仪式,标志该市交地即交证优
设施齐全的卫生食堂、水冲式的独立卫生间、楼道墙体粉刷一新的宿舍……走进安徽省全椒县武岗学校,已经运行满一年的农村特色寄宿制学校成果
安徽安庆市正式成立“老年助餐慈善基
记者日前从安庆市民政局获悉,该市慈善会近日设立老年助餐慈善基金,共同守护老年人舌尖上的幸福。该基金专项用于资助城乡社区老年食堂、社
安徽淮北积极落实2022年电网防汛度汛
近日,国网淮北供电公司工作人员来到110千伏中泰变电站开展防汛隐患排查。该公司积极落实2022年防汛度汛措施,提前细化应急预案,推进极端
安徽全椒县完善拓展人力信息资源助企
今年以来,全椒县不断完善拓展人力资源信息库、劳务对接信息库、企业用工需求信息库三库信息资源,已摸排400多家次企业缺工岗位信息1 2万个
宿州市埇桥区柔性引进博士推进乡村振
宿州市埇桥区实施博士汇工程,柔性引进29名博士担任副乡镇长或园区副主任,他们将为加快产业发展、推进乡村振兴强化智力支持。目前,博士专
安徽印发出台全面实施零基预算改革方
为进一步提高财政资源配置效率和资金使用效益,省政府印发《安徽省全面实施零基预算改革方案》,明确从编制2023年预算起,在全省范围内全面
5月份安徽居民消费价格同比上涨2.3%
近日,国家统计局安徽调查总队发布了我省5月份居民消费价格统计数据。统计显示,我省居民消费价格同比上涨2 3%,同比涨幅比上月回落0 4个百分
安徽多种方式引导群众防范非法集资风
合肥地铁1号线、3号线上滚动播放防范非法集资宣传视频,淮南市发布《致老年群众的一封信》……6月份是一年一度防范和处置非法集资宣传月,今
铁路部门持续加大长三角地区运力投放
记者从中国铁路上海局集团有限公司获悉,随着上海疫情防控形势持续向好,为进一步适应旅客出行需要,助力复工复产,铁路部门自6月10日起持续加
安徽六安持续精准施策全力促进工业发
六安市与蔚来汽车签署合作协议,共建智能电动汽车零部件配套产业园区。该园区一期计划2023年上半年投产,建成后将具备年产30万吨铝压铸产能,
安徽淮北全力维护外卖送餐员合法权益
为切实防范化解新业态领域重大风险隐患,强化外卖送餐员权益保障工作,淮北市市场监管局充分发挥职能作用,全力维护外卖送餐员合法权益。淮北
湖南涟源开展专项行动一对一为企业纾
位于涟源市的湖南三合美新材料科技有限公司,两条生产线满负荷运行,生产聚氨酯和岩棉复合板。因产品升级与产能扩充,急需新增两条生产线,
湖南蓝山县进村入户排查整治自建房安
老叔,这栋房屋墙体有开裂痕迹,要维修加固,安全重要!5月20日,蓝山县塔峰镇果木村,党员干部上门开展农村自建房安全隐患排查整治。连日来
一季度湖南万元产值综合能耗同比下降
近日,湖南省工业通信业节能监察中心发布一季度全省六大高耗能行业能源消耗统计监测报告。据该报告,一季度全省146家主要高耗能企业的万元
济南起步区一年来累计签约优质项目11
万里黄河第一隧济南黄河济泺路隧道建成通车,占地4000余亩的新能源乘用车零部件产业园加快施工……记者21日采访获悉,建设实施方案获批复一
山东发布通知启动传统民居保护利用试
省住房城乡建设厅、省财政厅近日联合印发《关于做好传统民居保护利用试点工作的通知》,在全省部署开展传统民居保护利用试点工作。此次试点