新规范的计算问题及其处理办法焦珂.ppt

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1、2010新规范的计算问题及处理办法焦 柯,广东省建筑设计研究院深圳市广厦软件有限公司2010年9月,广东省建筑设计研究院作为抗规和高规的参编单位，积极参与了新规范的编制工作。特别是一年来，对新规范的可操作性做了大量的工作，并对新规范应用过程中可能遇到的问题及其处理办法做了详细的总结。今天讲座内容涉及建筑抗震设计规范、混凝土结构设计规范和高层建筑混凝土结构技术规程 3本新规范。希望通过今天的讲座，帮助大家完成旧规范计算到新规范计算的转换。,讲座包括7方面的主要内容:一、第1次以规范的形式确定基于性能的抗震设计方法;二、新规范如何真正实现强柱弱梁？三、取消楼面无限刚假定(全弹性是抗震计算基本假定)

2、;四、如何进行楼梯构件的抗震承载力验算？五、新规范设计中一些概念的变化;六、新规范新增的计算内容;七、新旧规范设计含钢量的变化。,一、第1次以规范的形式确定基于性能的抗震设计方法,1.基于性能设计的国内外应用现状；2.抗规如何规定抗震性能目标?3.介绍性能设计的计算方法；4.工程实例中进行不同性能目标的计算对比。,美国加州结构工程师协会（SEAOC）1995年提出;一直受到美国、日本、欧洲、新西兰、中国等国重视;已经被美国和日本以规范的形式确认;正被我国以规范的形式确认。,1.基于性能设计的国内外应用现状,2.抗震性能目标 1）旧规范的“小震不坏，中震可修、大震不倒”也是一种性能目标，新规范更

3、加完善和系统；2）新抗附录M提出了4个性能目标等级、3个地震水准、7个性能水准（7种计算方法）。,图示：1-4个性能目标等级、3地震水准、7个性能水准(计算方法),1,7性能水准,性能目标增高,罕遇,设防,多遇,性能4,性能3,性能2,性能1,结构性能增加,地震作用增加,1,1,1,2,3,4,5,3,5,6,7,7性能水准(计算方法)结构预期的震后性能状况,1)详细定义了每种计算对应的宏观损坏程度、内力组合和材料强度的取值;2)如第3水准:不计设计内力调整和风荷载效应，取设计内力和设计材料强度。,3.性能设计的计算方法 计算方法分为两类：基于荷载和基于位移的计算方法。1)4种基于性能的抗震设

4、计方法 a、振型分解方法7水准弹性分析和设计(GSSAP):i、弹性反应谱分析 ii、弹性动力时程分析 iii、竖向地震计算 b、静力弹塑性分析（PUSHOVER）和能力谱方法(GSNAP);c、动力弹塑性分析(GSNAP);d、结构弹性、弹塑性的静力、动力抗震试验。,2)通用计算GSSAP 如何实现7水准弹性计算？地震信息中增加两参数：地震水准和性能要求，实现抗规附录M的性能计算。,抗规性能设计过程中3种内力的选择(由大到小)有：a、调整后的设计内力 b、未调整的设计内力 c、标准内力。材料强度的选择(由小到大)有：设计强度、标准强度和极限强度。,新抗5.5.2应进行弹塑性变形验算的结构：,

5、a)8度、类场地和9度时高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架;b)7-9度时楼层屈服强度系数小于0.5 的钢筋混凝土框架结构;c)高度大于150m 的结构(此条为新增内容);d)甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构;e)采用隔震和消能减震设计的结构。,3)弹塑性计算GSNAP的静力弹塑性分析（PUSHOVER）和能力谱方法 实现第二阶段弹塑性变形验算,弹塑性计算GSNAP的静力弹塑性分析（PUSHOVER）和能力谱方法单元模型：a)梁、杆、柱、撑采用纤维束模型;b)剪力墙、楼板采用弹塑性壳单元。接力GSSAP自动读取钢筋，考虑全弹塑性模型。,1)对水平力高规要求采用：地震剪力换算

6、的水平力；2)得到弹塑性下的顶点位移荷载曲线；3)根据位移荷载曲线转换为加速度-位移曲线（能力谱）,需求谱,1)将反应谱的加速度-周期曲线转换为加速度-位移曲线；2)实际我们习惯看反应谱的加速度-周期曲线；3)所以位移荷载曲线进一步转换为加速度-周期曲线，进行如下抗倒塌验算。,周期-影响系数曲线需求谱曲线,周期-最大位移角曲线,周期-加速度曲线能力曲线,T,影响系数,1/105,等效单自由度体系验算曲线,层间位移角,a)需求谱曲线（周期-影响系数曲线）结构在静力推覆分析过程中，随着结构的破坏、结构阻尼的增加、结构自振周期的变化，反映出结构在设计烈度大震下的弹塑性最大水平地震影响系数曲线。该曲线

7、综合反映了结构弹塑性变形过程中地震作用变化的情况。（弹塑性有效阻尼对应的需求谱）b)能力曲线（周期-加速度曲线）基于等效单质点体系综合统计出的结构周期加速度曲线。随着结构进入弹塑性状态，结构的自振周期、顶点加速度反应也发生变化，当该曲线穿过需求普曲线时，说明结构能够抵抗设计烈度的大震，否则就认为不能抵抗设计烈度的大震情况。越早穿过需求普曲线，说明结构抵抗大震的能力越强，当曲线趋于水平时，说明结构接近破坏、倒塌；,结构抗倒塌验算,c)周期-最大层间位移角曲线基于等效单质点体系综合统计出的结构周期顶点位移曲线。随着结构进入弹塑性状态，结构的自振周期、顶点位移反应也发生变化，竖向连接需求谱与能力谱曲

8、线的交点，则该点的层间位移值可以理解为抵抗设计烈度大震时的结构弹塑性层间位移，也可以把该点的层间位移角与规范限值比较，比规范小则满足设计要求，反之则认为不满足设计要求。,4)不同性能目标的计算对比a)性能水平1-4的计算算例：20层框剪结构，设防烈度8度，抗震等级3级,层2柱21各性能目标下最大轴力、配筋和轴压比比较,表中可见，该柱按照规范多遇地震设计的配筋（1703）满足中震性能4（1465）要求，但不满足大震性能4（2690）要求。,b)静力推覆算例：框架结构实际工程材料参数：梁、柱主筋采用300Mpa，梁、柱箍筋和板钢筋采用210Mpa，钢筋蜕化系数0.015；梁板混凝土强度等级为C25

9、，柱混凝土强度等级为C30。模型参数：柱有两种截面400*600(mm)和600*500(mm)，梁的截面为200*600(mm)，层高3米，总层数为11层，柱底嵌固。梁、柱单元剖分尺寸小于2米。,计算模型,x,y,Pushover分析 荷载定义：沿X向作用倒三角形水平荷载；,1、5个计算软件比较:荷载顶层位移和最大层间位移角；2、纤维束模型的结构极限承载力明显比塑性铰模型要大，原因在于塑性铰模型在C点会马上失去承载力，而纤维束模型由于钢筋的延性不会突然失去承载力；,荷载柱顶位移曲线,层间位移角,各阶段的位移和基底剪力比较,二、新规范如何真正实现强柱弱梁？提高框架结构柱的设计内力调整；考虑压筋

10、对梁抗弯承载力的贡献；考虑板对梁承载力计算的贡献；新的梁挠度和裂缝计算。,1、提高框架结构柱的设计内力调整,旧抗6.2.2柱端弯矩增大系数，一级取1.4，二级取1.2，三级取1.1。新抗6.2.2 框架柱端弯矩增大系数；对框架结构，一级取1.7，二级取1.5，三级取1.3，四级取1.2；其他结构类型中的框架，一级取1.4，二级取1.2，三、四级取1.1。,新旧规范框架结构设计内力调整对比：（增大系数的推导过程）,实际工程看内力和钢筋增大多少：7层框架结构，设防烈度7度，抗震等级2级,1)算例中弯矩增大了25%（1.5/1.2=1.25）,配筋增大了38%；2)结论：一般工程中弯矩增大20%左右

11、，配筋增大30%。,2、考虑梁压筋对梁抗弯承载力的贡献 新混6.2.10 梁受弯承载力计算包含压筋项，可以考虑压筋的贡献。,如何考虑？1)实配压筋一般情况下并未达到承载力极限，采用fyAs不成立；2)不考虑受压筋计算的受拉筋配筋率2%，压筋达到承载力极限；3)在0%-2%之间按线性插值考虑受压筋比例；4)按构造要求设定受压和受拉钢筋比例。,实际工程算例：梁截面200X500mm，C20混凝土,三级抗震等级,结论：1)配筋一般减少比例10%-20%左右；2)随配筋率增加，减少比例增加；3)计算时考虑的压筋承载力仍偏小，梁计算拉筋还是偏于保守。,3、考虑板对梁承载力计算的贡献 新混5.2.4 对现

12、浇楼板和装配整体式结构，宜考虑楼板作为翼缘对梁刚度和承载力的影响。如何考虑？1)梁配筋计算可考虑每侧3倍板厚的影响；2)当板为梁的上翼缘时，对于负弯矩(支座)，按板构造钢筋面积考虑对梁的影响，对于正弯矩(跨中)，按板混凝土受压考虑对梁的影响；,3)当板为梁的下翼缘时，对于负弯矩，按板混凝土受压考虑对梁的影响，对于正弯矩，按板构造钢筋面积考虑对梁的影响。,在总信息中可选择：梁配筋计算考虑板的影响，建议考虑。,实际工程：梁截面200X500mm，C20混凝土，板厚100mm，梁板顶面平齐。,结论：1)配筋一般减少比例10%左右；2)当板的面外刚度参与空间分析时，计算时板已承担了部分内力，自动不考虑

13、；当梁侧两边的板采用刚性板或膜元时，才能考虑板对梁承载力的贡献。,4、新的梁挠度和裂缝计算 旧规范梁计算挠度和裂缝偏大，人为增加了梁钢筋。,1)梁裂缝计算旧混7.1.2钢筋混凝土构件受力特征系数为2.1。新混7.1.2钢筋混凝土构件受力特征系数为1.9。2)梁挠度计算:短期刚度计算公式中增加了板受压翼缘项。旧混7.2.2,新混7.2.2,f 受压翼缘截面面积与腹板有效截面面积的比值；,梁截面200X500mm，C20混凝土，板厚100mm，梁板顶平齐。,结论：1)计算裂缝减少10%，挠度减少20%左右；2)梁板标高将影响梁挠度计算。,三、取消楼面无限刚假定，规范明确：全弹性是抗震计算基本假定

14、1、无限刚假定在如下9类结构中存在的问题,1)无板结构2)弱连接结构3)开大洞结构4)狭长结构5)连体结构6)错层结构7)有缝结构8)多塔结构9)斜柱斜梁结构,2、位移控制采用实际模型 新抗3.4.3 条文说明：2001版说明中提到的刚性楼盖，并不是刚度无限大。计算扭转位移时，楼盖刚度可按实际情况确定而不限于刚度无限大假定。如两端墙、中间框架的结构:1)无限刚位移比1.0;2)弹性位移比1.48;3)两端位移小中间大,Z4处为最大位移;4)无限刚和弹性差别较大。,新的疑问：局部非主体结构位移大如何处理？新抗5.5.1条文说明：在多遇地震作用下，建筑主体结构不受损坏，在罕遇地震作用下，建筑主体结

15、构遭受破坏或严重破坏但不倒塌。采用主体结构的层间位移控制，可排除非主体结构的层间位移。,平面内塔块定义排除非主体结构。,3、给定水平力下的位移比计算 CQC方法存在的问题：是将结构各个振型的响应在概率的基础上采用完全二次方开方的组合方式得到总的结构响应，每一点都是最大值，可能出现两端位移大，中间位移小，所以CQC方法计算的结构位移比可能偏小，不能真实地反映结构的扭转不规则。理论上不严密，不同组合位移之间的运算是无物理意义的。如10层框剪结构：,CQC位移比1.46 给定水平力下的位移比1.64,采用给定水平力下的位移比计算 新抗3.4.3 扭转位移比计算时，楼层的位移不采用各振型位移的CQC组

16、合计算，按国外的规定明确改为取“给定水平力”计算，可避免有时CQC计算的最大位移出现在楼盖边缘的中部而不在角部，而且对无限刚楼板，分块无限刚楼盖和弹性楼盖均可采用相同的计算方法处理；该水平力一般采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力，并考虑偶然偏心；结构楼层位移和层间位移控制值验算时，仍采用CQC的效应组合。如何换算给定水平力?新高3.4.5 条文说明：水平作用力的换算原则：每一楼面处的水平作用力取该楼面上、下两个楼层的地震剪力差的绝对值。,周期和地震作用文本计算书中输出：4.地震反应谱分析结果 0.0度方向.层号 塔号 地震力(kN)地震剪力(kN)倾覆弯矩(kN.m)地震剪力换算的水

17、平力(kN)1 1 4.60 188.81 3830.15 2.68 2 1 12.83 186.13 3299.88 7.65 3 1 21.09 178.48 2786.63 12.26 4 1 27.04 166.21 2300.07 14.83 5 1 29.54 151.38 1846.18 15.26 6 1 28.68 136.12 1425.84 15.29 7 1 26.45 120.83 1037.89 17.51 8 1 27.17 103.31 684.83 23.59 9 1 33.98 79.73 377.98 33.26 10 1 46.46 46.46 139.

18、38 46.46,结构位移文本计算书中增加如下输出：3.给定CQC地震剪力换算的水平力并考虑偶然偏心下的位移比工况 3-ex地震方向0度层号 塔号 构件编号 水平最大位移 层平均位移 层位移比 层高(mm)有害位移 构件编号 最大层间位移 平均层间位移 层间位移比 层间位移角 比例(%)1 1 柱 1 0.78 0.78 1.00 3000 柱 1 0.78 0.78 1.00 1/3832 100.00 2 1 柱 1 2.18 1.22 1.79 3000 柱 1 1.40 1.40 1.00 1/2146 44.49 3 1 柱 1 3.84 2.33 1.64 3000 柱 1 1.6

19、6 1.11 1.49 1/1810 33.90 4 1 柱 1 5.62 3.63 1.55 3000 柱 1 1.78 1.30 1.37 1/1681 28.30 5 1 柱 1 7.46 5.05 1.48 3000 柱 1 1.84 1.42 1.30 1/1631 24.51 8 1 柱 1 12.88 9.53 1.35 3000 柱 1 1.75 1.50 1.17 1/1712 16.81 9 1 柱 1 14.52 10.99 1.32 3000 柱 1 1.63 1.46 1.12 1/1835 14.76 10 1 柱 1 15.99 12.39 1.29 3000 柱

20、 1 1.47 1.40 1.05 1/2035 11.92-最大层间位移角=1/1622(及其层号=6),4、分块分塔结构的计算 新抗3.4.4 平面不对称且凹凸不规则或局部不连续，可根据实际情况分块计算扭转位移比，对扭转较大的部位应采用局部的内力增大系数。有连接结构：弱连接、连体、凹凸结构,如下分两塔,分别输出位移比。,1)切成3块单独计算，位移比偏大10%;2)应整体计算，分块输出位移比。,新高5.1.15 对多塔楼结构，宜按整体模型和各塔楼分开的模型分别计算，并采用较不利的结果进行结构设计。当塔楼周边的裙楼超过两跨时，分塔楼模型宜至少附带两跨的裙楼结构。无连接的结构：多塔、分缝结构。整

21、体计算，分块输出即可。,多塔结构建议的计算方法：按整体模型计算，分塔输出计算结果总信息。,1)可人工指定多塔;2)未指定平面自动为塔1。,GSSAP计算结果总信息中所有结果自动按塔输出，包括以下5类审图信息：,1)结构信息：a、各层的重量、质心和刚度中心；b、各层的柱面积、短肢墙面积、一般墙面积、墙总长、建筑面积、单位面积重量；c、风荷载；d、层刚度比。2)结构位移：a、静力荷载作用下位移；b、地震作用下位移；c、给定CQC地震剪力换算的水平力并考虑偶然偏心下的位移比。3)周期和地震作用：a、平动系数和扭转系数；b、各地震作用工况的标准值；c、地震反应谱分析结果。4)水平力效应验算：a、重力二

22、阶效应及结构稳定；b、框架剪力调整；c、地震作用的剪重比；d、倾覆力矩；e、罕遇地震作用下薄弱层验算；f、楼层层间抗侧力结构的承载力比值。5)内外力平衡验算：a、重力恒载和重力活载轴力平衡验算；b、风荷载作用下剪力平衡验算；c、地震作用下剪力平衡验算。,如多塔结构平动系数和扭转系数：结构层 2-11(塔1)平动系数和扭转系数.振型号 周期(秒)转角(度)平动系数(X+Y)扭转系数 1 1.034121 0.92 1.00(1.00+0.00)0.00 2 0.941682 90.43 1.00(0.00+1.00)0.00 3 0.855286 92.96 0.83(0.01+0.82)0.1

23、7 4 0.680889 111.05 0.22(0.08+0.14)0.78 5 0.498266 2.15 0.96(0.96+0.00)0.04 6 0.389101 0.23 0.15(0.15+0.00)0.85 7 0.313519 1.54 0.90(0.89+0.00)0.10 8 0.308538 91.06 1.00(0.00+1.00)0.00 9 0.284546 91.71 0.98(0.00+0.98)0.02-扭转第1周期/平动第1周期=0.680889/1.034121=65.84%本塔最不利地震方向=1.91度 结构层 2-11(塔2)平动系数和扭转系数.振型

24、号 周期(秒)转角(度)平动系数(X+Y)扭转系数 1 1.034121 0.60 1.00(1.00+0.00)0.00 2 0.941682 90.93 0.99(0.00+0.99)0.01 3 0.855286 93.11 0.91(0.01+0.90)0.09 4 0.680889 111.62 0.21(0.09+0.12)0.79 5 0.498266 1.61 0.92(0.92+0.00)0.08 6 0.389101 0.27 0.20(0.20+0.00)0.80 7 0.313519 0.10 0.90(0.90+0.00)0.10 8 0.308538 91.31 0

25、.99(0.00+0.99)0.01 9 0.284546 90.93 0.99(0.00+0.99)0.01-扭转第1周期/平动第1周期=0.680889/1.034121=65.84%本塔最不利地震方向=1.81度,四、如何进行楼梯构件的抗震承载力验算 以规范的形式明确了:墙、柱、梁3大抗震构件外，楼梯是第4类抗震构件。介绍如下3方面内容：1、规范有关的条文；2、楼梯参与空间分析的计算方法；3、楼梯构件如何进行抗震截面计算；梯板的计算 梯柱的计算 梯梁的计算,楼梯构件有关抗规的条文：1.抗规 要求计算中应考虑楼梯构件的影响；2.抗规、高规对于框架结构，楼梯构件与主体结构整浇时，应计入楼梯构

26、件对地震作用及其效应的影响，应进行楼梯构件的抗震承载力验算。3.抗规条文说明对于框架结构，楼梯构件与主体结构整浇时，梯板起到斜支撑的作用，对结构刚度、承载力、规则性的影响比较大，应参与抗震计算。4.高规条文说明框架结构中楼梯构件的组合内力设计值应包括与地震作用效应的组合，楼梯梁、柱的抗震等级可与所在的框架结构相同。从规范的角度明确：框架结构中整浇楼梯应参与空间分析，并进行楼梯构件的抗震验算,审图时应严格把关。,抗规编制组委托4家设计单位计算的18算例，明确了楼梯不参与空间计算所得到的错误结果:楼梯破坏之后的抗震计算结果。,4X5跨各楼梯布置情况,1)楼梯布置在不同位置对结构的影响,4X7跨各楼

27、梯布置情况,2)5个开间增加到7个对结构的影响,2X7跨各楼梯布置情况,3)4排柱减少到2排柱对结构的影响,1)计算方法与体育馆的计算方法并没有任何不同;2)面对复杂的问题,如何理论简单化;3)通用计算3单元:a)子结构:墙单元、梁柱单元、楼板单元；b)出口协调节点可变；c)理论上决定了：通用计算淘汰墙元杆系计算；,1、楼梯参与空间分析的计算方法 所有计算程序应采用的计算方法,准确的计算模型：楼梯构件包括：楼梯板、平台板、梯梁、梯柱。楼梯空间计算包括：计算单元、节点关系、互相影响、结果输出。1)楼梯板和平台板采用自动剖分的空间壳单元;2)梯梁和梯柱采用多节点的空间杆单元;3)楼梯板、平台板、梯

28、梁、梯柱、楼梯间角柱、楼梯间混凝土墙、楼梯间砖墙和框架梁之间 所有节点自动对应和剖分;4)所有构件一起参与空间分析,楼梯刚度将影响结 构刚度、周期、位移和内力等所有计算结果;(彻底处理无限刚和弹性计算的矛盾，楼梯永远是弹性的)5)输出梯梁、梯柱、楼梯板和平台板的 计算结果。(得到楼梯构件本身的受力状况)在水平力效应验算计算书中输出楼梯构件本身的抗震验算结果。6)审图时注意在结构信息-总体信息中输出:计算中考虑楼梯构件的影响:考虑,楼梯参与空间分析的计算方法 所有计算程序应采用的计算方法,如下Y向地震作用下位移。从2008年底起此方法已算了上万栋带楼梯的结构，证明是可以得到弹性准确解的。,2、梯

29、板的抗震计算,1)梯板严格意义上应是拉弯压弯构件。一般情况下恒活载产生的拉应力比地震作用产生的拉应力小一个数量级，所以暂且不互相组合，分别计算抗弯和抗拉。,6.楼梯构件的抗震验算结果 梯板沿走向上下双排总配筋(cm2/m)=1.3*0.85*最大平均拉力/板钢筋强度设计值 抗弯底配筋(cm2/m)=根据单向简支梯板弯矩(q*l*l/8)求得配筋 层号 最大拉力 板钢筋强度设计值 双排抗拉总配筋 底配筋 总的底配筋 总的面配筋 1 589 210000 30.978 18.357 18.357 12.621 2 644 210000 33.883 18.357 18.357 15.526 3 6

30、14 210000 32.300 18.357 18.357 13.943 4 550 210000 28.957 18.357 18.357 10.600 5 470 210000 24.735 18.357 18.357 6.377 6 374 210000 19.677 18.357 18.357 2.357 7 261 210000 13.739 18.357 18.357 2.357 8 125 210000 6.592 18.357 18.357 2.357,2)每层最大梯板总的底配筋和面配筋：梯板正常使用是两端简支的抗弯构件，在地震作用下又是支撑构件，所以按如下求得抗弯底配筋和抗

31、拉总配筋。1)抗弯底配筋(cm2/m)=根据单向简支梯板弯矩(q*l*l/8)求得配筋 2)梯板沿走向上下双排总配筋(cm2/m)=1.3*0.85*最大平均拉力/板钢筋强度设计值 总的底配筋大于等于抗弯底配筋，总的面配筋大于等于1/4抗弯底配筋，总的底配筋加总的面配筋大于等于抗拉总配筋。,3)每块梯板分别进行抗震计算，根据梯板平均拉应力，并求相应的抗拉钢筋。,根据如下Y向地震作用下X向正应力求平均拉应力,计算公式:抗拉钢筋面积=平均拉应力x板厚/钢筋强度,3、梯柱的计算,支撑梯板的梯柱(板凳柱)承受较大拉力，梯柱上端节点破坏，有些甚至拉断。,如下算例，求不同地震烈度下首层梯柱的最大拉力和钢筋

32、直径。,梯柱总抗拉配筋=0.85*最大拉力/柱钢筋强度设计值 层号 最大拉力(kN)柱钢筋强度设计值(kN/m2)总抗拉配筋(cm2)1 187 300000 5.300 2 219 300000 6.216 3 208 300000 5.889 4 183 300000 5.183 5 151 300000 4.286 6 113 300000 3.210 7 69 300000 1.954 8 15 300000 0.437,梯柱分:1)带填充墙(0.1刚度折减);2)不带填充墙。,4、梯梁的计算,如下图梯梁地震中破坏比较严重，大多在梯梁的跨中发生剪扭破坏。,如下梯梁算例，给出首层梯梁在不

33、同地震烈度下剪扭验算情况。,梯梁(非框架梁)配筋:层号 最大面筋(cm2)最大底筋(cm2)最大抗扭纵筋(cm2)最大箍筋(cm2/0.1m)1 10.0 15.8 1000.0 201.20 2 12.1 17.0 1000.0 300.00 3 11.1 16.0 1000.0 201.20 4 9.4 14.3 1.9 1.35 5 7.5 12.3 1.5 1.09 6 5.4 9.9 1.1 0.78 7 3.1 7.3 0.8 0.41 8 2.3 4.2 0.0 0.26,五、各计算软件中剪力墙刚度的最新发展1、混凝土剪力墙单元侧节点出口协调 如下垂直相交剪力墙侧节点协调与否，对

34、整体刚度影响达10%。随着计算机硬件速度越来越快，目前国内外各计算软件逐渐取消了侧节点作为内部节点的计算方法，采用了作为出口协调节点的更准确方法。对于实际工程，高层结构影响不大，多层框剪结构水平位移将减少10%左右。,10层结构，在墙肢A布置10kN/m的X向水平均布力,轴力：内部AB,出口协调性更好，更合理。,2、墙单元平面内转角自由度 目前主流计算采用罚单元来构造此转角自由度，GSSAP罚单元只影响面内膜刚度(面内3自由度的罚)，避免了其它一些软件罚单元对面外刚度的影响(6个自由度的罚)。GSSAP面外刚度是准确的板刚度，可准确计算墙面外刚度，因而墙面外单边梁的弯矩是准确的，也可准确进行新

35、混11.7.19-23的抗拉脱验算。,六、新规范设计中一些概念的变化1、高规在框支梁柱基础上增加转换梁柱概念新高10.2.7-8框支梁控制（最小配筋率、加密区箍筋的最小面积配筋率、最小抗剪截面）适用于所有转换梁，并增加了三级要求。新高10.2.10-12框支柱控制适用于所有转换柱，并增加了三级要求，增加了节点验算的要求。1）转换梁概念：托柱的梁为转换梁，托墙的梁为框支梁。2）转换柱概念：转换柱的柱为转换柱，转换墙的柱为框支柱。,3）梁一次转换：对于柱A托梁，梁再托柱情况，程序自动判断柱A是转换柱，梁为转换梁；4）梁多次转换：对于柱A托梁B，梁B托梁C，梁C再托柱D情况，程序不能自动判断柱A是转

36、换柱，梁B为转换梁，需人工指定；,5）托顶部小塔楼的梁柱不是转换梁柱。,在梁柱设计属性中也可人工设置转换梁柱和框支梁柱,2、剪力墙底部加强部位共有4条不同：新抗6.1.10新高7.1.41、底部加强部位的高度，应从地下室顶板算起。2、部分框支抗震墙结构的抗震墙，其底部加强部位的高度，可取框支层加框支层以上二层的高度及落地抗震墙总高度的1/10二者的较大值；其他结构的抗震墙，其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/10和底部二层二者的较大值，房屋高度不大于24m时，底部加强部位可取底部一层。3、当结构计算嵌固端位于地下一层底板及以下时，底部加强部位尚宜向下延伸到地下部分的计算嵌固端。4、取消了1

37、5m的限制。,地下室有多层侧约束，但不嵌固如何处理？举例：3层地下室，两层有挡土墙，计算在结构基底嵌固。按底部加强部位尚宜向下延伸到地下部分的计算嵌固端，两层侧约束层都为加强部位，实际有侧约束层向下一层为加强部位即可。两部分三部分,3、短肢剪力墙 新高7.1.7 短肢剪力墙是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙。根据原广东省高层建筑混凝结构技术规程补充规定修改而来,GSSAP旧规范版已处理。,4、连梁刚度折减系数 新高5.2.1高层建筑结构地震作用组合效应计算时，可对剪力墙连梁刚度予以折减，折减系数不宜小于0.5。明确了仅在有地震作用的组合中可以对

38、连梁刚度进行折减，对没有地震作用参与组合的（如重力荷载与风的组合）不能考虑连梁刚度折减。根据原广东省高层建筑混凝结构技术规程补充规定修改而来,GSSAP旧规范版已处理。,七、规范新增的计算内容 1、抗规和高规薄弱层计算的不同新高3.5.7楼层侧向刚度变化、承载力变化及竖向抗侧力构件连续性不符合本规程第条、条、条要求的，该楼层应视为薄弱层，其对应于地震作用标准值的剪力应乘以1.25的增大系数。新高3.5.2 1)对框架-剪力墙和板柱-剪力墙结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构(非框架)；2)楼层侧向刚度可取楼层剪力与楼层层间位移角之比；3)其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的9

39、0；4)楼层层高大于相邻上部楼层层高1.5倍时，该楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的1.1倍；4)底层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的1.5倍(一般情况下不容易满足)。,介绍3点内容:1)非框架结构中如何处理如下抗规定义的薄弱层？楼层侧向刚度可取楼层剪力与楼层层间位移之比，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%，薄弱层放大系数为1.15（高层结构也要满足抗规要求）；,2)不满足新高4.5.2的新要求，薄弱层放大系数为1.25，并在结构信息的刚度比中增加如下输出:,考虑层高修正的楼层侧向刚度比=下层侧向刚度*下层层高/上层侧向刚度*上

40、层层高(高规条文)0(度)方向.层号 塔号 层高 本层/上层 最小比值 地震剪力增大 1 1 3000 1.69 1.50 1.00 2 1 3000 1.16 0.90 1.00 3 1 3000 1.11 0.90 1.00 4 1 3000 1.10 0.90 1.00 5 1 3000 1.09 0.90 1.00 6 1 3000 1.09 0.90 1.00 7 1 3000 1.07 0.90 1.00 8 1 3000 1.10 0.90 1.00 9 1 3000 1.36 0.90 1.00 10 1 3000 1.00,3)承载力比计算中是否考虑斜撑？旧高4.5.3楼层层

41、间抗侧力结构受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上，该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和。新高3.5.3 楼层抗侧力结构的层间受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上,该层全部柱、剪力墙、斜撑的受剪承载力之和。斜撑的受剪承载力计及最大轴力的贡献，不能采用它的极限承载力（太大）。,2、特殊配箍连梁和双连梁的计算 特殊配箍连梁提高了抗剪能力，双连梁降低了连梁抗弯刚度减少了剪力。1)特殊配箍连梁的计算,a)抗拉筋中自动扣除斜筋的投影新混11.7.6筒体及剪力墙洞口连梁的正截面受弯承载力应符合下列规定：,单侧受拉纵向钢筋截面面积,单侧对角斜筋截面面积,b)连梁最小受剪截面 对角斜筋或分段封闭箍筋连

42、梁的最小受剪截面:(普通连梁为0.15系数),综合斜筋连梁的最小受剪截面:,c)连梁斜截面受剪承载力 对角斜筋:,分段封闭箍筋:,综合斜筋:,d、在梁的设计属性中可选择连梁的箍筋形式为普通箍筋、对角斜筋、分段封闭和综合斜筋,e、当箍筋较大，斜筋面积大于最小配筋率0.15，和2 12的构造要求，根据箍筋和斜筋比的限值，“超筋超限警告”文本中会提示所需的斜筋面积。,2）双连梁的计算1)自动等效连梁的计算宽度为实际连梁宽度的2倍，高度与小截面连梁相等，按缝数等分，如200 x1000mm连梁等效为400 x500mm，按400 x500mm参与空间计算；2)纵筋和箍筋人工等分分配到各小连梁；3)新抗

43、6.4.7连梁抗剪承载力不够时建议优先选择多连梁；4)多连梁和特殊配箍方式可同时选择。,3、墙平面外抗拉脱的计算 新混11.7.19-11.7.23如果楼面梁仅在墙肢一侧与墙连接，当楼面梁纵筋的直段锚固长度：Lah0.22(Rw*n)*1/2LaE或Lah小于0.45LaE 平面外抗拉脱承载力按下列规定计算：,4、高层横风向风振的计算 新高4.2.8 横风向振动作用明显的高层建筑，应考虑横风向风振的影响。,1)在风计算信息中设置考虑横风向风振 目前建筑结构荷载规范只有圆形截面的计算，其它截面将在新建筑结构荷载规范给出。,2)自动增加每个风方向的横风向风振作用的工况;3)与顺风方向的位移和内力进

44、行组合;,4)横风向效应与顺风向效应是同时发生的，因此内力必须考虑两者的效应组合；同时增大了Vx和Vy,与双向地震不同,双向地震只增大Vx。产生双偏压，对配筋影响很大。5)风的控制位移：顺风向位移+横风向风振通过扭转在顺风向产生的位移互相组合。只增大Ux,5、风舒适度的计算 新高3.7.6房屋高度不小于150m的高层混凝土建筑结构应满足风振舒适度要求，结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度计算值不应超过下表的限值。结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度可按现行行业标准高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99的的有关规定计算。,结构顶点风振加速度限值,高层结构在“水平效应验算”的文本计算书中输出风振

45、舒适度计算结果：,0.00度方向.顶层号10(塔1)顺风和横风向最大加速度 顺风向 横风向 风荷载体型系数:1.30 地面粗糙度:3 重现期调整系数:0.83 风压高度变化系数:1.00 基本风压(10年):0.41 结构顶点平均风速(m/s):29.19 建筑物总迎风面积(m2):90.00 横风向第一周期(s):0.5490 建筑物总质量(t):133.68 建筑物平面宽度(m):3.00 顺风向第一周期(s):0.5490 建筑物平面长度(m):4.50 脉动增大系数:1.21 建筑物平均重度(kN/m3):3.00 脉动影响系数:0.480 横风向临界阻尼比(kN/m3):0.050顺

46、风向最大加速度(m/s2):0.173 横风向最大加速度(m/s2):0.481,6、动力时程分析时行波效应的计算 新抗5.1.2 按多点输入计算地震作用时，应考虑地震行波效应和局部场地效应。,自动考虑节点间的距离为作用滞后距离，各节点加速度值不同。,7、竖向地震的计算,新抗5.4.1：,新高5.6.4：,【说明】增加了7度竖向地震的要求和竖向地震与水平地震组合时竖向地震为主的组合。,GSSAP自动新增4类组合：对多层结构，对高层结构（高度24m,或主体建筑层10）且高度60m：1、1.2（重力恒载+EG重力活载+0.5雪荷载）+EV水平地震作用+Eh竖向地震作用2、1.0（重力恒载+EG重力

47、活载+0.5雪荷载）+EV水平地震作用+Eh竖向地震作用3、1.2（重力恒载+EG重力活载+0.5雪荷载）+Eh竖向地震作用4、1.0（重力恒载+EG重力活载+0.5雪荷载）+Eh竖向地震作用对高层结构（高度24m,或主体建筑层10），高度60m：1、1.2（重力恒载+EG重力活载+0.5雪荷载）+0.2W风力+EV水平地震作用+Eh竖向地震作用2、1.0（重力恒载+EG重力活载+0.5雪荷载）+0.2W风力+EV水平地震作用+Eh竖向地震作用3、1.2（重力恒载+EG重力活载+0.5雪荷载）+Eh竖向地震作用4、1.0（重力恒载+EG重力活载+0.5雪荷载）+Eh竖向地震作用,八、淘汰低强度

48、的钢筋Q235,新旧混4.2.3 钢筋强度设计值(N/mm2),1）I级钢强度从210改为270 N/mm2；2）需要用原I级钢可按强度210 N/mm2输入。,GSSAP材料信息中修改钢筋强度,基础CAD中可修改钢筋强度,九、新旧规范设计含钢量的变化 我们土木工程的目的:以最少的代价盖最结实的房子。另外如何向开发商解释含钢量增加？1、含钢量提高的5点原因 1)框架结构的柱地震组合设计内力增大20%;2)四级抗震柱地震组合设计内力增大10%（旧规范没有调整系数）;3)增加了三级抗震墙的约束边缘构件的要求；4)提高了框架结构的柱最小总配筋率 0.1%;5)梁所有箍筋公式中取消了1.25的系数,如

49、下公式：,旧混7.5.4：无地震作用时：V0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s新混6.3.4：无地震作用时：V0.7ftbh0+fyvAsvh0/s,2、含钢量减少的4点原因 有用户问梁的钢筋怎么小了？规范修改后并不是所有钢筋都增加，以前梁钢筋过大不安全。1)考虑梁压筋的贡献，减少10-20%左右;2)考虑板对梁承载力的贡献，减少10%左右;3)新的梁裂缝和挠度计算，减少裂缝10%,挠度10-20%；4)扣除墙柱梁板之间的重叠自重，减少自重3%左右。若没有考虑以上因素，绝大多数工程中梁钢筋将大10-20%。,3、框架结构含钢量的变化 如下7层框架结构，抗震烈度7度，抗震等级2级,框架

50、结构钢筋量的变化:,1)框架结构的柱地震组合设计内力增大20%,柱钢筋量增大30%左右;2)旧规范已考虑部分梁压筋贡献，否则梁应减少10%左右。,4、框剪结构含钢量的变化 如下20层框架剪力墙结构，抗震烈度7度，抗震等级3级,框剪结构含钢量的变化:,底部加强部位及相邻的上一层的钢筋量:,结论：1)三级抗震的约束边缘构件使墙钢筋增大40%左右;2)梁筋的减少抵消了墙钢筋的增加。,5、剪力墙结构含钢量的变化 21层剪力墙结构，抗震烈度7.5度，剪力墙抗震等级3级,剪力墙结构含钢量的变化:,底部加强部位和相邻上一层钢筋:,结论：1)三级抗震的约束边缘构件使墙钢筋增大30%左右;2)梁筋的减少部分抵消