结构工程设计概要学习教案

1、会计学1结构结构(jigu)工程设计概要工程设计概要第一页，共193页。第1页/共192页第二页，共193页。第2页/共192页第三页，共193页。第3页/共192页第四页，共193页。第4页/共192页第五页，共193页。第5页/共192页第六页，共193页。有吊柱的结构，在恒载计算(j sun)时不能采用“模拟施工”的方法，只能用“一次性加载”。吊车厂房结构附属(fsh)框架第6页/共192页第七页，共193页。地震、风可能的最不利(bl)作用方向第7页/共192页第八页，共193页。第8页/共192页第九页，共193页。第9页/共192页第十页，共193页。第10页/共192页第十一页，

2、共193页。214356789101112131415161718刚性(n xn)板块或塔数太多第11页/共192页第十二页，共193页。定义弹性(tnxng)板，避开刚性板数的限制第12页/共192页第十三页，共193页。刚性杆或采用(ciyng)刚性楼板假定柱顶铰接(jioji)屋盖计算模型简化第13页/共192页第十四页，共193页。定义超大房间按刚性楼板假定(jidng)分析网架荷载(hzi)按均布作用到四周第14页/共192页第十五页，共193页。网壳荷载按集中力作用(zuyng)到四周超大房间按板厚为0考虑，忽略水平(shupng)刚度注意(zh y)网壳传给四周的水平推力第15页

3、/共192页第十六页，共193页。第16页/共192页第十七页，共193页。第17页/共192页第十八页，共193页。第18页/共192页第十九页，共193页。第19页/共192页第二十页，共193页。连梁的单元(dnyun)划分连梁与墙的协调(xitio)节点框架梁与墙的协调(xitio)节点第20页/共192页第二十一页，共193页。第21页/共192页第二十二页，共193页。第22页/共192页第二十三页，共193页。刚性(n xn)梁使局部转角增加，弯矩增加第23页/共192页第二十四页，共193页。垂直于构件的刚域也会使局部转角(zhunjio)增加，弯矩增加沿着构件的刚域不会使局部

4、转角(zhunjio)增加，弯矩增加第24页/共192页第二十五页，共193页。应定义两根小梁，以封闭(fngb)房间程序自动确认为刚性梁柱定位点第25页/共192页第二十六页，共193页。加两根刚性(n xn)梁加一根刚性梁牛腿第26页/共192页第二十七页，共193页。中轴线定义(dngy)宽转换梁上下两根轴线定义上部剪力墙建若干竖向轴线定义刚性梁上部墙与下部刚性梁交点刚性梁与转换梁的交点第27页/共192页第二十八页，共193页。对柱边的短梁，也可以采用定义刚性(n xn)梁的方法超过梁宽范围产生(chnshng)短梁，此时才是真正的短梁，应尽量避免，因为应力过于集中。对柱边短梁可以采用

5、加宽、加掖等方法。柱边短梁加宽柱边短梁加掖第28页/共192页第二十九页，共193页。梁的计算(j sun)模型梁的刚域梁端剪力转换为柱端轴力和弯矩第29页/共192页第三十页，共193页。柱水平(shupng)刚域上柱轴力转换为下柱的轴力和弯矩第30页/共192页第三十一页，共193页。上部墙偏心将主要(zhyo)产生下部柱的附加弯矩第31页/共192页第三十二页，共193页。第32页/共192页第三十三页，共193页。模型(mxng)一模型(mxng)二柱竖向刚域按墙定义(dngy)按大梁定义第33页/共192页第三十四页，共193页。第34页/共192页第三十五页，共193页。第35页/

6、共192页第三十六页，共193页。第36页/共192页第三十七页，共193页。第37页/共192页第三十八页，共193页。第38页/共192页第三十九页，共193页。第39页/共192页第四十页，共193页。第40页/共192页第四十一页，共193页。第41页/共192页第四十二页，共193页。SATWE上下墙节点(ji din)要求协调PMSAP上下墙可以(ky)采用附加位移函数作为约束条件的广义协调广义协调位移函数(hnsh)曲线墙-墙上下边界的节点协调第42页/共192页第四十三页，共193页。第43页/共192页第四十四页，共193页。墙-墙左右(zuyu)边界的节点协调PMSAP上下

7、采用节点协调，中部采用广义协调位移函数(hnsh)曲线SATWE采用节点(ji din)协调第44页/共192页第四十五页，共193页。第45页/共192页第四十六页，共193页。楼板边界(binji)的节点协调SATWE楼板单元划分不增加(zngji)周边梁墙的划分节点，楼板刚度只对控制节点有贡献。PMSAP楼板单元划分增加周边梁墙的划分节点(ji din)，楼板刚度可以控制是否与梁墙协调。第46页/共192页第四十七页，共193页。第47页/共192页第四十八页，共193页。楼板(lubn)与墙边界的节点协调SATWE楼板单元划分不增加周边梁墙的划分节点，楼板刚度(n d)只对控制节点有贡

8、献。PMSAP楼板单元划分增加周边梁墙的划分节点，楼板刚度可以(ky)控制是否与梁墙协调。第48页/共192页第四十九页，共193页。第49页/共192页第五十页，共193页。第50页/共192页第五十一页，共193页。局部短墙肢单元划分较粗，存在局部误差。对结构(jigu)整体性能分析影响不大最好(zu ho)考虑局部细分第51页/共192页第五十二页，共193页。必须(bx)协调节点可以协调(xitio)节点，协调(xitio)后结构刚度增加端部的超短墙肢可以按边框(binkung)柱来定义、设计第52页/共192页第五十三页，共193页。第53页/共192页第五十四页，共193页。第54

9、页/共192页第五十五页，共193页。第55页/共192页第五十六页，共193页。第56页/共192页第五十七页，共193页。第57页/共192页第五十八页，共193页。第58页/共192页第五十九页，共193页。第59页/共192页第六十页，共193页。第60页/共192页第六十一页，共193页。第61页/共192页第六十二页，共193页。第62页/共192页第六十三页，共193页。第63页/共192页第六十四页，共193页。第64页/共192页第六十五页，共193页。第65页/共192页第六十六页，共193页。第66页/共192页第六十七页，共193页。第67页/共192页第六十八页，共1

10、93页。第68页/共192页第六十九页，共193页。第69页/共192页第七十页，共193页。第70页/共192页第七十一页，共193页。第71页/共192页第七十二页，共193页。第72页/共192页第七十三页，共193页。周期(zhuq)折减前的max周期折减后的maxTg5Tg0.16.0=(Tg/T)2maxTT第73页/共192页第七十四页，共193页。第74页/共192页第七十五页，共193页。第75页/共192页第七十六页，共193页。第76页/共192页第七十七页，共193页。第77页/共192页第七十八页，共193页。第78页/共192页第七十九页，共193页。22)85.

11、0(YXXXXXMMM22)85. 0(XYYYYYMMM第79页/共192页第八十页，共193页。第80页/共192页第八十一页，共193页。第81页/共192页第八十二页，共193页。)8 . 06 . 0(1NAfVSYREWJ第82页/共192页第八十三页，共193页。2310OCltEq hlO单肢剪力墙只有上下楼板(lubn)为侧向支撑，两边支撑=1第83页/共192页第八十四页，共193页。三边(sn bin)支撑四边(sbin)支撑2)3(11fbh2)(11Wbh平面(pngmin)外墙平面外墙第84页/共192页第八十五页，共193页。uqHEJd1201142qHS uS

12、HEJd60113带剪力墙结构(jigu)的等效侧向刚度其中可以分析出基底剪力程序最后执行： Di即为层刚度，采用层剪力与层间位移的比值。第85页/共192页第八十六页，共193页。NgNgiZKKKKK1.1111211多层综合侧移刚度(n d)的简化计算其中：Ng转换层所在层；Ki层刚度（可以采用3种层刚度之一）。第86页/共192页第八十七页，共193页。第87页/共192页第八十八页，共193页。第88页/共192页第八十九页，共193页。第89页/共192页第九十页，共193页。第90页/共192页第九十一页，共193页。平面(pngmin)太狭长凹入太多凸出(t ch)太细第91页

13、/共192页第九十二页，共193页。狭长平面(pngmin)实例第92页/共192页第九十三页，共193页。凹凸(o t)不规则平面实例第93页/共192页第九十四页，共193页。凹凸不规则平面(pngmin)实例第94页/共192页第九十五页，共193页。第95页/共192页第九十六页，共193页。相对有效(yuxio)宽度太小（30%）绝对有效(yuxio)宽度太小（总宽5m或单侧2m）第96页/共192页第九十七页，共193页。第97页/共192页第九十八页，共193页。DDmaxmax第98页/共192页第九十九页，共193页。第99页/共192页第一百页，共193页。第100页/共1

14、92页第一百零一页，共193页。取 不 利 结 果 判 断单 向 地 震 计 算 计 入 偶 然 偏 心位 移 比 =1.2单 向 地 震 计 算 不 计 偶 然 偏 心第101页/共192页第一百零二页，共193页。第102页/共192页第一百零三页，共193页。yyxrB21xxyrB21第103页/共192页第一百零四页，共193页。1432rB21位移比0.5B1.0B1.5B2.0B2.5BrB:垂直于地震方向(fngxing)的楼面宽度r：形心与转心在垂直于地震(dzhn)方向的距离r越大说明结构(jigu)扭转刚度越大第104页/共192页第一百零五页，共193页。Br5 . 2

15、2 . 1控制转心与形心的距离时，相当于控制位移比BBB转动(zhun dng)中心 CR楼面(lu min)形心CSr=2.5B第105页/共192页第一百零六页，共193页。BrBrBr50. 00 . 200. 15 . 125. 14 . 1控制转心与形心的距离时，相当于控制位移比控制转心与形心的距离时，相当于控制位移比控制转心与形心的距离时，相当于控制位移比第106页/共192页第一百零七页，共193页。位移比结构的扭转分量；:F抗扭扭刚/抗弯:EI/GJ结构总高度；:H质量偏心距:e边长；垂直于地震方向的楼面:L1)Hz(020)102()11(3F(F(GJ11H20LeEI1(

16、):的位移比 简位移比322地震作用下规则单塔楼在偶然偏心第107页/共192页第一百零八页，共193页。扭转位移成分竖向变化规律00.10.20.30.40.50.60.70.80.91012345678910扭转位移成分F(z/H)结构相对标高z/H第108页/共192页第一百零九页，共193页。第109页/共192页第一百一十页，共193页。第110页/共192页第一百一十一页，共193页。第111页/共192页第一百一十二页，共193页。ltTTreur,偏心率结构相对(xingdu)扭转反应周期比第112页/共192页第一百一十三页，共193页。周期(zhuq)比接近1.0时，扭转效

17、应出现峰值第113页/共192页第一百一十四页，共193页。)85. 0(9 . 0)85. 0(9 . 011ytxtTTTT)85.0(9.0),max(11yxtTTT第114页/共192页第一百一十五页，共193页。向平动为主的第一周期以向平动为主的第一周期以以扭转为主的第一周期YTXTTyxt:11第115页/共192页第一百一十六页，共193页。第116页/共192页第一百一十七页，共193页。平动(pngdng)为主扭转(nizhun)为主混合振型第117页/共192页第一百一十八页，共193页。结构周期比：如何(rh)选取Tt,Tx1,Ty1这样(zhyng)的局部平动振型对应

18、的周期不能作为验算周期比的素材，要采用强制刚性楼板假定以获得整体平动振型第118页/共192页第一百一十九页，共193页。结构(jigu)周期比：如何选取Tt,Tx1,Ty1采用(ciyng)强制刚性楼板假定后变成整体平扭振型第119页/共192页第一百二十页，共193页。结构周期比：如何(rh)选取Tt,Tx1,Ty1这样的局部扭转振型对应的周期也不能作为验算(yn sun)周期比的素材，要采用强制刚性楼板假定获得整体扭转振型第120页/共192页第一百二十一页，共193页。结构周期比：如何(rh)选取Tt,Tx1,Ty1采用强制(qingzh)刚性楼板假定后变成整体扭转振型第121页/共1

19、92页第一百二十二页，共193页。第一(dy)振型第二(d r)振型第三振型第122页/共192页第一百二十三页，共193页。一阶振型实例何谓(hwi)振型的“阶”？第123页/共192页第一百二十四页，共193页。二阶振型实例何谓(hwi)振型的“阶”？第124页/共192页第一百二十五页，共193页。三阶振型实例何谓(hwi)振型的“阶”？第125页/共192页第一百二十六页，共193页。第126页/共192页第一百二十七页，共193页。NoImage1xT1yT沿结构刚度主轴方向的第一侧振周期(zhuq)示意XY第127页/共192页第一百二十八页，共193页。第128页/共192页第一

20、百二十九页，共193页。第129页/共192页第一百三十页，共193页。第130页/共192页第一百三十一页，共193页。防震(fngzhn)缝防震(fngzhn)缝，滑动铰支连廊第131页/共192页第一百三十二页，共193页。位移角及承载力均作小震、中震双控；第132页/共192页第一百三十三页，共193页。弹性板如何定义(dngy)弹性楼板楼板局部大开洞造成(zo chn)的明显的薄弱部位应定义弹性板第133页/共192页第一百三十四页，共193页。如何(rh)定义弹性楼板弹性板楼板开洞较多或较复杂(fz)时应整层定义弹性板第134页/共192页第一百三十五页，共193页。如何定义(dn

21、gy)弹性楼板弹性板多塔楼(t lu)之间的连廊应定义成弹性板第135页/共192页第一百三十六页，共193页。考虑楼板的几种(j zhn)方式刚性楼板假定(jidng)面内刚度无限大，面外刚度为零适用范围楼板面内刚度足够大的工程，但板厚较小（ 0.85,不满足规范要求。第168页/共192页第一百六十九页，共193页。转换层及以下(yxi)平面(计3层)转换层以上(yshng)平面(计11层)第169页/共192页第一百七十页，共193页。序号 周期 转角(zhunjio) 属性 扭转成分 平动成分 1 1.578510 8.1 X 0.14 0.86 2 1.455939 -22.4 TO

22、RSION 0.81 0.19 3 1.266284 91.4 Y 0.06 0.94层号 节点(ji din) 最大位移 平均位移 位移比 1 2 1.54 1.18 1.30 2 186 4.26 3.32 1.28 3 316 6.18 4.93 1.25 4 547 6.68 5.41 1.23 5 797 7.38 6.08 1.21 6 1033 8.16 6.82 1.20 调整(tiozhng)之前的周期比和位移比周期比=0.9220.85第170页/共192页第一百七十一页，共193页。通过外周加墙调整(tiozhng)后的转换层及以下平面转换层以上(yshng)平面 不必调

23、整！第171页/共192页第一百七十二页，共193页。序号 周期 转角 属性 扭转成分 平动成分 1 1.436491 -1.8 X 0.02 0.98 2 1.086506 87.5 Y 0.01 0.99 3 1.045773 57.8 TORSION 0.92 0.08层号 节点 最大位移(wiy) 平均位移(wiy) 位移(wiy)比 1 48 0.98 0.89 1.10 2 223 2.77 2.42 1.14 3 358 4.24 3.59 1.18 4 736 4.78 4.04 1.18 5 986 5.56 4.71 1.18 6 1221 6.43 5.45 1.18 调

24、整之后的周期(zhuq)比和位移比周期(zhuq)比=0.728 0.85 调整(tiozhng)后周期比： Tt/T1= 1.046/1.436 = 0.728 0.852.调整(tiozhng)前最大位移比：Umax/Uaver=1.30 调整(tiozhng)后最大位移比： Umax/Uaver=1.18汇总本工程调整前后(qinhu)的扭转指标变化：3.调整前振型纯粹性（前三个）：0.86 0.81 0.94 调整后振型纯粹性（前三个）: 0.98 0.99 0.92 第176页/共192页第一百七十七页，共193页。周期(zhuq)比不满足要求的实际工程平面几何上规则(guz)、抗侧

25、刚度大但周期比超限第177页/共192页第一百七十八页，共193页。 振型号(xngho) 周 期 转 角 平动系数 (X+Y) 扭转系数 1 1.5742 83.44 0.06 ( 0.00+0.06 ) 0.94 2 1.4524 90.89 0.94 ( 0.00+0.94 ) 0.06 3 1.2665 0.45 1.00 ( 1.00+0.00 ) 0.00 4 0.5302 90.56 0.03 ( 0.00+0.03 ) 0.97 5 0.4025 103.18 0.97 ( 0.05+0.92 ) 0.03 6 0.3748 14.35 1.00 ( 0.94+0.05 ) 0

26、.00 7 0.3631 138.63 0.50 ( 0.29+0.21 ) 0.50 8 0.3082 93.37 0.05 ( 0.00+0.05 ) 0.95 9 0.2126 92.74 0.06 ( 0.00+0.06 ) 0.94第一(dy)振型为扭转周期比不满足要求的实际(shj)工程平面平面貌似规整的剪力墙结构，第一振型为扭转第178页/共192页第一百七十九页，共193页。周期比不满足要求的实际(shj)工程平面平面貌似规整的框筒结构，第一(dy)振型为扭转几何上规则(guz)，但周期比超限第179页/共192页第一百八十页，共193页。周期比侧重控制什么？ 周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对 关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布 置兼顾抗侧刚度和抗扭刚度，从而有效减小地震扭转效应。周期比控制的认识误区 抗侧力刚度大，就意味着抗扭特性好 几何上、视觉上很规则