高层设计专题ppt课件

1、建筑构造设计计算软件运用建筑构造设计计算软件运用专题讨论专题讨论1 1、上部构造与地下室共同任务分析及地下室设计、上部构造与地下室共同任务分析及地下室设计 2 2、楼板刚度的各种假定及在特殊构造中的运用、楼板刚度的各种假定及在特殊构造中的运用 3 3、多塔、错层及设缩缝构造的设计计算、多塔、错层及设缩缝构造的设计计算 4 4、温度应力与支座位移分析、温度应力与支座位移分析 v上部构造与地下室组成一个承力体系，具有共上部构造与地下室组成一个承力体系，具有共同的位移场，相互协调变形；同的位移场，相互协调变形；v地下室外的回填土对构造有一定的约束作用。地下室外的回填土对构造有一定的约束作用。 第第6

2、.1.146.1.14条、条、 第第5.3.75.3.7条都规条都规定，当地下室顶板作为上部构造嵌固部位时，定，当地下室顶板作为上部构造嵌固部位时，地下室构造的楼层侧向刚度不应小于相邻上部地下室构造的楼层侧向刚度不应小于相邻上部构造楼层侧向刚度的构造楼层侧向刚度的2 2倍。倍。 的的“宣贯培训资料宣贯培训资料P5-12P5-12建议：当建议：当刚度比不满足嵌固部位的楼层侧向刚度比规定刚度比不满足嵌固部位的楼层侧向刚度比规定时，有条件可添加地下室楼层的侧向刚度，或时，有条件可添加地下室楼层的侧向刚度，或者将主体构造的嵌固部位下移至符合要求的部者将主体构造的嵌固部位下移至符合要求的部位。位。 的的

3、“宣贯培训资料宣贯培训资料P5-12P5-12建议：建议：方法方法1 1：按：按 的楼层剪力与层间位的楼层剪力与层间位 移比计算移比计算方法方法1 1：按：按 附录附录E E的剪切刚度比计算的剪切刚度比计算 第第6.1.146.1.14条文阐明中建议：条文阐明中建议：当进展方案设计时，侧向刚度比可采用剪切刚当进展方案设计时，侧向刚度比可采用剪切刚度比估算。度比估算。v简化的分别模型：简化的分别模型：v将上部构造与地下室分裂开，分别设计计算将上部构造与地下室分裂开，分别设计计算v共同任务分析共同任务分析v将上部构造与地下室作为一个整体，思索共同将上部构造与地下室作为一个整体，思索共同作用，采用如

4、下两种方式之一来思索地下室外作用，采用如下两种方式之一来思索地下室外回填土对构造的约束作用。回填土对构造的约束作用。v方法方法1：嵌固地下室的程度位移：嵌固地下室的程度位移v方法方法2：对地下室部分施加弹簧约束：对地下室部分施加弹簧约束v共同任务分析共同任务分析v经过对地下室部分经过对地下室部分施加弹簧约束，思施加弹簧约束，思索地下室外的回填索地下室外的回填土对构造有一定的土对构造有一定的约束作用。约束作用。v风荷载计算v地下室部分的根本风压为零；v在地上部分的风荷载计算中，自动扣除地下室部分的高度，地下室顶板作为风压高度变化系数的起算点；v构造在风荷载作用下的反响位移、内力受地下室外的回填土

5、约束。v构造在地震作用下的反响周期、振型、位移、内力受地下室外的回填土约束；v由地下室质量产生的地震力，主要被室外的回填土吸收；v在计算构造的“最小剪重比时，不思索地下室部分。v地下室部分竖向构件的轴向变形和转动会导致上部构造恒活作用内力的重分布。v对于普通规那么构造，地下室外的回填土约束对竖向荷载作用影响很小。v对于不规那么构造，地下室外的回填土约束对竖向荷载作用有一定影响，在计算中由程序自动反映这一特点。v地下室的抗震等级抗震规范第6.1.3条v当地下室顶板作为上部构造的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部构造一样，地下一层一下的抗震等级可根据详细情况采用三级或更低等级。地下室无上部构造

6、的部分，可可根据详细情况采用三级或更低等级。v构造要求抗震规范第6.1.14条v地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积，除应满足计算要求外，不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍。v地上一层框架构造柱和抗震墙墙底截面的设计弯矩值应符合6.2.3、 6.2.6、 6.2.7条规定。v位于地下室顶板的梁柱节点左右梁端截面实践受弯承载力之和不宜小于上下柱端实践受弯承载力之和。v有关调整v底层柱墙内力的调整在.标高处v框支柱的地震力调整v剪力墙底部加强区v恒活荷载作用v构造整体分析得到的恒活荷载的轴力、弯矩v面外土、水侧作用v按简化方法计算面外土水侧压力作用的弯矩v配筋设计v按压弯构件进展配筋计算v

7、人防荷载计算的输入参数人防荷载计算的输入参数v地下室层数与人防地下室层数地下室层数与人防地下室层数v思索了哪些构件的人防设计思索了哪些构件的人防设计v人防作用效应分析模型人防作用效应分析模型v人防作用效应组合人防作用效应组合v地下室外墙的平面外设计地下室外墙的平面外设计v地下室构件的人防设计地下室构件的人防设计 部分地下室人防设计；部分地下室人防设计； 门框墙；门框墙； 地下室顶板的配筋计算在地下室顶板的配筋计算在SLABCADSLABCAD中；中； 地下室底板配筋计算；地下室底板配筋计算； 传给根底的设计荷载中不包括人防设计荷载。传给根底的设计荷载中不包括人防设计荷载。暂未思索的要素暂未思索

8、的要素 v第3.4.3条第1款的第2项规定，凸凹不规那么或楼板部分不延续时，应采用符合楼板平面内实践刚度变化的计算模型，当平面不对称时，尚应计及改动影响。 v第4.3.6条规定，当楼板平面比较长、有较大的凹入和开洞而使楼板有较大减弱时，应在设计中思索楼板减弱产生的不利影响。 v第5.1.5条也规定：进展高层建筑内力与位移计算时，可假定楼板在其本身平面内为无限刚性，相应地应采取必要措施保证楼板平面内的整体刚地。当楼板会产生明显的面内变形时，计算时应思索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进展适当调整。 v楼板刚度由面内刚度和面外刚度两部分组成v面内刚度膜剪切单元v面外刚度

9、板弯曲单元v对楼板的假定v刚性楼板假定v弹性楼板6v弹性楼板3v弹性膜v刚性楼板假定刚性楼板假定v面内刚度无限大，面外刚度为零面内刚度无限大，面外刚度为零v适用范围适用范围v楼板不特殊的绝大多数工程楼板不特殊的绝大多数工程v梁刚度放大梁刚度放大v变相地思索楼板的面外刚度变相地思索楼板的面外刚度v弹性楼板弹性楼板6 6v思索楼板的面内刚度和面外刚度思索楼板的面内刚度和面外刚度v采用壳单元采用壳单元v适用范围适用范围v一切工程一切工程v缺陷缺陷v计算量大，影响梁配筋结果计算量大，影响梁配筋结果v弹性楼板弹性楼板3 3v面内刚度无限大，思索楼板的面外刚度面内刚度无限大，思索楼板的面外刚度v采用板弯曲

10、单元采用板弯曲单元v适用范围适用范围v面内刚度很大，不可忽略面外刚度的构造面内刚度很大，不可忽略面外刚度的构造v弹性膜弹性膜v思索楼板的面内刚度，面外刚度为零思索楼板的面内刚度，面外刚度为零v采用膜剪切单元采用膜剪切单元v适用情况适用情况v要思索面内刚度，可以忽略面外刚度的构造要思索面内刚度，可以忽略面外刚度的构造v等代梁法等代梁法v等代梁截面定义：等代框架方向板等代梁截面定义：等代框架方向板跨跨3/43/4，及垂直方向板跨，及垂直方向板跨1/21/2v弹性楼板弹性楼板v虚梁布置虚梁布置v楼板假定楼板假定v不与楼板相连的构件特性的思索不与楼板相连的构件特性的思索 v楼板刚度的合理思索楼板刚度的

11、合理思索G35G35v弹性楼板或板带定义弹性楼板或板带定义v多塔建筑的特点多塔建筑的特点v多塔构造抗震设计多塔构造抗震设计v多塔构造的计算模型多塔构造的计算模型v多塔构造定义多塔构造定义v应留意的问题应留意的问题v“塔和塔和“刚性楼板的区别刚性楼板的区别v对于多塔建筑，其每个塔都有独立的迎风面和对于多塔建筑，其每个塔都有独立的迎风面和独立的变形；独立的变形；v每块每块“刚性楼板有独立的变形，但不一定有刚性楼板有独立的变形，但不一定有独立的迎风面。独立的迎风面。v“塔和塔和“刚性板之间不存在一一对应关系，刚性板之间不存在一一对应关系，一个塔中可以有多块刚性板，也可以没有刚性一个塔中可以有多块刚性

12、板，也可以没有刚性板没有楼板或定义成弹性楼板。板没有楼板或定义成弹性楼板。v多塔楼构造的平立面布置多塔楼构造的平立面布置 v底盘屋面楼板抗震设计构造底盘屋面楼板抗震设计构造 v多塔楼之间裙房衔接体的屋面梁、塔楼中与多塔楼之间裙房衔接体的屋面梁、塔楼中与裙房衔接体相连的外围柱、剪力墙的抗震设裙房衔接体相连的外围柱、剪力墙的抗震设计构造计构造 v裙房的抗震等级裙房的抗震等级 v周期比控制计算模型周期比控制计算模型 v位移比控制计算模型位移比控制计算模型 v构件内力计算模型构件内力计算模型 v 第第3.4.33.4.3条第条第1 1款的第款的第2 2项规定，项规定，凸凹不规那么或楼板部分不延续时，应

13、采用凸凹不规那么或楼板部分不延续时，应采用符合楼板平面内实践刚度变化的计算模型，符合楼板平面内实践刚度变化的计算模型，当平面不对称时，尚应计及改动影响。当平面不对称时，尚应计及改动影响。v 第第4.3.64.3.6条规定，当楼板平面比较长、条规定，当楼板平面比较长、有较大的凹入和开洞而使楼板有较大减弱时，有较大的凹入和开洞而使楼板有较大减弱时，应在设计中思索楼板减弱产生的不利影响。应在设计中思索楼板减弱产生的不利影响。 v多塔构造需用户以围区方式定义；多塔构造需用户以围区方式定义；v刚性楼板信息由程序自动搜索，无需用户交刚性楼板信息由程序自动搜索，无需用户交互操作；互操作；v建议以最高的塔为一

14、号塔，以下依次按高度建议以最高的塔为一号塔，以下依次按高度陈列。陈列。v假设没给出多塔定义会怎样？假设没给出多塔定义会怎样？v定义了多塔又会怎样？定义了多塔又会怎样？v构造缝的定义构造缝的定义v有缝构造的特点有缝构造的特点v有缝构造的计算模型有缝构造的计算模型v伸缩缝：伸缩缝： 9.1.19.1.1条，规条，规定了排架构造，框架构造、剪力墙构造等的伸定了排架构造，框架构造、剪力墙构造等的伸缩缝的最大间距。缩缝的最大间距。v沉降缝：沉降缝： 规定了沉降缝的规定了沉降缝的设置要求。设置要求。v防震缝：防震缝： 6.1.4 6.1.4条，规定了防条，规定了防震缝设置要求。震缝设置要求。v仅就上部构造

15、而言，仅就上部构造而言，“缝将构造划分成几个缝将构造划分成几个较为规那么的抗侧力构造单元，各构造单元之较为规那么的抗侧力构造单元，各构造单元之间完全分开。所以，各构造单元有独立的变形，间完全分开。所以，各构造单元有独立的变形，假设忽略根底变形的影响，各单元之间相对独假设忽略根底变形的影响，各单元之间相对独立。这一点与多塔楼构造不同，多塔楼构造的立。这一点与多塔楼构造不同，多塔楼构造的各塔经过底盘相互发生影响。各塔经过底盘相互发生影响。v由于缝的宽度不是很大，在风荷载作用下，各由于缝的宽度不是很大，在风荷载作用下，各构造单元的迎风面与多塔楼的迎风面不同，缝构造单元的迎风面与多塔楼的迎风面不同，缝

16、隙面不是迎风面。隙面不是迎风面。 v离散模型离散模型 v 除与风荷载有关的计算结果外，其它一切除与风荷载有关的计算结果外，其它一切结果都是对的。需求留意的是在计算风荷载作结果都是对的。需求留意的是在计算风荷载作用时，程序把缝所在的面也作为迎风面，该方用时，程序把缝所在的面也作为迎风面，该方向的风荷载计算值偏大。向的风荷载计算值偏大。 v整体模型整体模型 v 在采用整体模型时，要把每个构造单元定义成在采用整体模型时，要把每个构造单元定义成多塔楼，程序采用多塔楼构造计算模型进展设多塔楼，程序采用多塔楼构造计算模型进展设计计算。此时，要留意的有两点：一是计算振计计算。此时，要留意的有两点：一是计算振

17、型数要获得足够多，使整个构造系统的有效质型数要获得足够多，使整个构造系统的有效质量系数在量系数在90%90%以上，二是风荷载略偏大，以上，二是风荷载略偏大， v错层构造的特点错层构造的特点 v计算模型计算模型v模型输入模型输入v错层信息生成错层信息生成v越层柱的计算长度系数越层柱的计算长度系数v错层构造的层刚度比计算错层构造的层刚度比计算v抗震设计的有关规定抗震设计的有关规定v错层构造的突出特点是在同一楼层平面内，部错层构造的突出特点是在同一楼层平面内，部分区域有楼板，部分区域没楼板，在没有楼板分区域有楼板，部分区域没楼板，在没有楼板的区域内，有些竖向构件柱、墙能够与梁的区域内，有些竖向构件柱

18、、墙能够与梁衔接，也能够是越层构件。在该区域内构件的衔接，也能够是越层构件。在该区域内构件的内力和位移与楼板无关。内力和位移与楼板无关。 v当错层高度不大于框架梁的截面高度时，普通当错层高度不大于框架梁的截面高度时，普通可以近似地忽略错层要素影响，可以归并为同可以近似地忽略错层要素影响，可以归并为同一楼层参与构造计算，这一楼层的标高可近似一楼层参与构造计算，这一楼层的标高可近似取两部分楼面标高的平均值；取两部分楼面标高的平均值；v当错层高度大于框架梁的截面高度时，各部分当错层高度大于框架梁的截面高度时，各部分楼板应作为独立楼层参与整体计算，不宜归并楼板应作为独立楼层参与整体计算，不宜归并为一层

19、，此时每一个错层部分都应视为独立楼为一层，此时每一个错层部分都应视为独立楼层。层。 v框架错层构造框架错层构造 v剪力墙错层构造剪力墙错层构造 v多塔错层多塔错层v软件自动将错层构件在楼层平面内的节点设为软件自动将错层构件在楼层平面内的节点设为独立的弹性节点，不受楼板计算假定限制，因独立的弹性节点，不受楼板计算假定限制，因此能更真实地反响构造的实践受力形状。此能更真实地反响构造的实践受力形状。v对于错层构造，程序判别柱和墙能否越层的原对于错层构造，程序判别柱和墙能否越层的原那么是：既不和梁相连，又不和楼板相连。程那么是：既不和梁相连，又不和楼板相连。程序自动按上述原那么搜索出越层信息，无需用序

20、自动按上述原那么搜索出越层信息，无需用户交互操作。户交互操作。 v在错层构造设计计算中，越层柱的计算长度系在错层构造设计计算中，越层柱的计算长度系数计算应遭到足够注重。数计算应遭到足够注重。v有些柱两个方向的计算长度不同，而且程序应有些柱两个方向的计算长度不同，而且程序应有越层柱搜索功能，计算结果应确保在越层范有越层柱搜索功能，计算结果应确保在越层范围内越层柱每个截面的计算长度一样。围内越层柱每个截面的计算长度一样。 v由于在由于在PMPM中输入的计算层与真实构造的层不一中输入的计算层与真实构造的层不一定一致定一致, ,软件输出的层刚度不参考价值不大软件输出的层刚度不参考价值不大, ,需需设计

21、人员留意设计人员留意. . v第第10.4.410.4.4条规定，错层处框加柱的截面高度不条规定，错层处框加柱的截面高度不应小于应小于600mm600mm，混凝土强度等级不应低于，混凝土强度等级不应低于C30C30，抗震等级应提高一级采用，箍筋应全柱段加密。抗震等级应提高一级采用，箍筋应全柱段加密。v第第10.4.510.4.5条规定，错层处平面外受力的剪力墙，条规定，错层处平面外受力的剪力墙，其截面厚度，非抗震设计时不应小于其截面厚度，非抗震设计时不应小于200mm200mm，抗震设计时不应小于抗震设计时不应小于205mm205mm，并均应设置与之，并均应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱；抗震等级

22、应提高一级采垂直的墙肢或扶壁柱；抗震等级应提高一级采用。错层混凝土强度等级不应低于用。错层混凝土强度等级不应低于C30C30，程度，程度和竖向分布钢筋的配筋率，非抗震设计时不应和竖向分布钢筋的配筋率，非抗震设计时不应低于低于0.3%0.3%，抗震设计时不应低于，抗震设计时不应低于0.5%0.5%。 v 5.2.4 5.2.4条，条，v采用基底剪力法时，突出屋面部分的地震作用采用基底剪力法时，突出屋面部分的地震作用效应宜乘以增大系数效应宜乘以增大系数3 3；v采用振型分解法时，突出屋面部分每层可作为采用振型分解法时，突出屋面部分每层可作为一个质点，并取足够的计算振型。一个质点，并取足够的计算振型

23、。v v高层建筑构造不仅平面尺寸大，而且竖向的高度也很大，其竖向构件截面尺寸较大，温度变化和混凝土收缩不仅会产生较大的程度方向的变形和内力，而且也会产生竖向的变形和内力。v根据有关资料统计，工程实际中构造物的裂痕缘由属于由变形作用温度、收缩、不均匀沉降引起的约占80%以上，属于由荷载引起的约占20%左右，可见高层建筑构造设计中思索变形作用的影响是很重要的，不容忽视。v高层建筑构造的温度变形与应力应该引起设计人员的注重。 v宣讲培训资料P4-17：高层钢筋混凝土构造普通不计算由于温度、收缩而产生的内力。由于一方面高层建筑的温度场分布和收缩参数等都难以准确确定；另一方面混凝土又不是弹性资料，它既有

24、塑性变形，还有徐变和应力松弛，实践的内力要远小于按弹性构造的计算值。v广州白云宾馆33层、高112m、长70m的温度应力计算结果阐明，温度-收缩应力计算值过大，难以作为设计根据。v曾经计算过温度-收缩应力的其它建筑也遇到类似的情况。v但由于种种缘由，诸如高层建筑各处的温度场、混凝土收缩、徐变等随时间变化的变量要素还难以直接采用数值准确量化，混凝土收缩、徐变的弹塑性特征使分析处置复杂，所以普通很难准确地计算构造的温度收缩应力，并且作为设计的根据。因此，高规不要求直接计算非荷载作用，而强调由构造措施来处理。 v宣讲培训资料P4-17：v钢筋混凝土高层建筑构造的温度-收缩问题，主要由构造措施来处理。v程序提供了计算温度应力、支座沉降以及设置弹簧支座的功能。v设计人员可以经过给定温差或根底支座沉降值来计算构造的温度和根底支座沉降产生的效应。从而能较正确地估计温度、根底支座沉降的影响，有助于设计人员采取相应对策与措施。 高层建筑的温度分析可思索以下三种情况：施工阶段 当主体构造完成后，未作内外装修和围护构造，构造处于通透形状时的温差呵斥的内力