地震作用最大方向附加斜交构件的问题.doc

地震作用最大方向附加斜交构件的问题STAWE算出的最大地震作用方向是根据地震作用和坐标角度进行刚度矩阵的算法得到一个函数的。这个函数我查阅过相关资料碍于自己的数学水平有限说句实话实在是看不懂。详见附件的一篇论文地震最大作用方向的确定不过在实际设计工作中，经过自己的实践我发现最大地震作用角度和自己刚度布置有关。如果是结构本身是比较规则的情况下。如果刚度布置分部不是按建筑形状的分部布置的。比较极端的情况如下图，刚度布置是由45度对称布置的。左下角和右上角是布置的剪力墙 截图可能看不得不是特别清楚。振型号周期 转角平动系数(X+Y）扭转系数1 1.1296 45.001.00 ( 0.50+0.50 ) 0.002 0.7428 135.00 1.00 ( 0.50+0.50 ) 0.003 0.490 10.00 0.00 ( 0.00+0.00 )1.00 地震作用最大的方向=45.001 (度)由以上一个简单的例子可以发现，地震作用最大方向是通常是由刚度对称分部的主轴方向来的。通过看X向和Y向转角可以判断这个结构的主轴是45度的坐标系了，而不是我们默认90度的。（当然会有例外的情况，这个还和体量大小，刚心质心多方面因素相关。只不过这个主轴影响是最大的，如果有例外的情况不符合这个经验，在从其他地方着手，不要和我抬杠）。我只要改变一下结构布置，这个结构布置按建筑形状来布置刚度 左下角 右下角布置了剪力墙。地震最不利方向就会正常。主轴方向也正常了变成0度和90度。考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y方向的平动系数、扭转系数 振型号 周期 转角 平动系数(X+Y) 扭转系数 1 1.3212 0.00 0.79 ( 0.79+0.00 ) 0.21 2 0.873390.00 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.00 3 0.4374180.00 0.21 ( 0.21+0.00 ) 0.79 地震作用最大的方向= 0.000 (度)单个构件的刚度没有变，只是改变了布置的位置就会改变最大地震作用角度。不过这个最大地震作用方向也并不一定是最不利的方向，只是有可能。但是PKPM只会在按我们默认的坐标系来算最配筋。所以我们最好的办法是在STAWE里面附加斜交地震力。因为这样PKPM会比较附加地震力和默认地震力方向取其不利计算配筋。而如果填到那个水平力夹角的那个，他只会验算一个，不会进行对比。这就是为什么通常都会在STAWE里面回填斜交抗侧构件方向地震数。而不填写水平力夹角的原因。当然还和风荷载有关。那个不细说了。楼主说如果用双向地震和偶然偏心附加角度必要性不大那就错了。双向地震是两个方向地震作用的组合。PKPM也会计算你附加地震作用角度方向的偶然偏心和双向地震的组合计算配筋。所以必须附加斜交地震数。你附加斜交构件地震数的真正意义就在于改变主轴的方向在进行一次周期位移配筋的计算。而和偶然偏心和双向地震有本质的区别。第二个问题斜交抗侧力构件和斜交结构这个就是一个相对的问题。举两个斜交抗侧力构件的例子圈出来的那个柱子就斜交抗侧力构件，因为主轴是90度的，他这个柱子的方向和主轴的方向不一致，所以叫斜交抗侧力构件。这个其实才是规范的最初的本意。还有一种特殊的斜交抗侧力构件那就是前文中第一个例子。因为他的坐标系是斜的，是45度。那相对的这个结构的所有柱子剪力墙这些抗侧力构件都是斜交抗侧力构件了。这种结构形式在中国的规范上并不算是不规则，也没有一个量化的判断，只能根据抗规的5.1.1.1条和5.1.1.2条来执行就行了。在STAWE里面也就是附加斜交地震数了。但是根据抗规的条文说明第269页倒数第6行，上面写UBC（美国抗震规范）还规定平面不规则还包括抗侧力构件于主轴斜交或不对称布置。那也就是说，以上的那个结构布置，虽然中国规范并不限制，但是参考美国规范发现，那也是一种不规则。所以，如果有条件还是尽量避免。在设计设计中，结构平面都比这个复杂。根据我的经验一个规整的建筑，刚度布置表面看起来也是0度90度对称，但是却还是出现了地震最大作用方向超过15度很多，那就是可能有一些凹角或者凸角没有布置抗侧力构件，例如下图那样。画圈的地方没有布置抗侧力构件。当然你不改凹角处 按照现行抗震规范 高规都不算错。但是从概念设计上来讲，使主轴和抗侧力构件的角度相差不多还是最好。而且主轴方向的变形，还使得你在进行抗扭设计时的困难。因为很难判断到底是该加强哪边的周边刚度。那什么是斜交结构呢斜交结构指的两个方向主轴方向不是直角最简单的就是正三角形的结构或者Y形的结构他们就是有三个主轴每个主轴的夹角是60度。就是所谓的斜交结构这个你一听就能明白 就不附图了第三个问题振型分解反应谱法大学手算的底部剪力法其实和振型分解反应谱法的第一阵型的算法差不多。复杂的震动其实都可以分解为简单的振动的组合。一个5层的楼他有5个质点。在地震作用下的振动绝不是底部剪力法那样就这样振动。而是这样的而最后那样的振动其实就是由各种阵型组合起来的地震剪力也是各个阵型叠加起来的在STAWE里面的周期计算书那个里面有各个阵型的地震剪力总值振型号 剪力(kN) 1 54.53 2 483.67 3 85.13 4 60.06 5 87.29 6 38.70 7 10.36 8 33.40 9 14.52前三个为第一阵型 地震剪力最大 中间三个位第二阵型减小了 然后后三阵型更小。如果阵型取得多后面还有更多的地震剪力，不过那个地震剪力很小，就可以忽略不计了。也就是质量系数达到百分之九十的时候 就可以忽略后面的阵型对地震剪力的贡献这里用来算配筋的剪力总得剪力就是三个阵型的剪力叠加。这个其实也比较类似于有限元。越细分，算的越准的那个意思。但是考虑实际工程精度以及计算机的计算能力。美国的一个教授就提出参与质量系数达到一个要求就行了。你如果找一些例题可以算一下手算两层楼的阵型分解法的地震剪力怎来来的你就会深刻理解了（手算两层楼的阵型分解法还是很容易的）更加通俗的例子可以看附件2。阵型分解法详解。第四个问题双向地震和偶然偏心的问题地震作用方向是质心但是建筑物运动的方向确实沿着刚心的。因为刚心和质心的偏差，那这个建筑不就绕着刚心产生扭矩了么。偶然偏心就是人为加大了质心和刚心的距离。这样就加大了扭矩加大了配筋。偶然偏心本来就和双向地震没有太大的关系。偶然偏心本身没有严格的逻辑推导，就是类似于荷载组合系数一样，加大这个扭矩的算法一样。关于双向地震主要和平动系数不纯导致的，你可以看抗规的270页的那个扭转不规则的那个图。因为扭转不规则不是纯