结构设计中常见问题及处理办法

1、结构设计中常见问题及处理办法结构设计中常见问题及处理办法讲座讲座 今天讲座的内容包括今天讲座的内容包括:2:2部分，弹性计部分，弹性计算部分和弹塑性计算部分算部分和弹塑性计算部分一、无梁楼盖和现浇空心板的空间计算一、无梁楼盖和现浇空心板的空间计算(板的空间计算、柱帽对刚度的影响、柱帽冲切和暗梁的计算)二、转换层结构的全弹性计算二、转换层结构的全弹性计算(转换层的全弹性假定和深受弯构件的空间应力计算)三、全弹性的结构计算三、全弹性的结构计算(如何处理板面内外刚度对结构的影响)四、斜屋面的空间计算四、斜屋面的空间计算 (自动成为空间结构计算，梁自动为压拉弯构件)五、框架结构的楼梯空间抗震计算五、框

2、架结构的楼梯空间抗震计算 (楼梯对整个结构和楼梯间本身的影响)六、斜交结构的规范验算六、斜交结构的规范验算 ( (同时计算8方向地震作用和8方向风荷载内力和规范验算) )七、墙柱梁板的偏心计算七、墙柱梁板的偏心计算( (计算墙柱梁板之间所有的偏心) )八八、多塔结构的整体计算分塔输出多塔结构的整体计算分塔输出(分塔输出平动和扭转系数) 九九、填充墙不均匀的结构计算填充墙不均匀的结构计算 (可得到考虑填充墙的层刚度和周期，准确计算出周期折减系数) 十十、后浇结构的计算后浇结构的计算(核心筒和柱之间梁的后浇计算) 十一十一、复杂基础的计算复杂基础的计算(墙下和多墙柱下联合基础的通用有限元分析) 十

3、二十二、自动成图和一分钟算量自动成图和一分钟算量(自动生成墙柱梁板施工图和自动概预算 ) 十三十三、弹塑性静力推覆计算弹塑性静力推覆计算(介绍静力推覆的适用范围、参数的合理选取和结果的正确性判断)十四、弹塑性动力时程计算十四、弹塑性动力时程计算 (地震波的合理和快速选取，参数的合理选取和结果的正确性判断)地下结构全部采用箱体空心板，其中有部分人防单元一、无梁楼盖和现浇空心板的空间计算一、无梁楼盖和现浇空心板的空间计算在12塔的地下结构中的无梁楼盖以上两个多层结构的大跨度板全部采用箱体空心板的无梁楼盖 两塔92m高层结构的大跨度板全部采用箱体空心板,全楼采用无梁楼盖。 本工程高度大于高规3.3.

4、1条7度70米的限制，为何不属于超限工程，不需超高超限审查？ 6、7度大量高层在100米左右，8度高层在80米左右，8.5度高层在60米左右。如何在这些高层中应用空心板，而又不属于超限工程？ 本工程属于框剪结构，不属于板柱墙结构，因为内板采用空心板，而内梁采用扁梁(梁高为400mm)，而不是暗梁,扁梁两端有柱连接。 结构设计中的梁分3种：普通梁、扁梁和暗梁，扁梁要满足抗规6.3.2的要求： 工程中梁高=40016*25,柱的钢筋不能大于25mm,第一道防线剪力墙，第二道防线框架，所以结构类型主要属于框剪结构。如何突破如何突破高规高规3.3.13.3.1条板柱墙结构的限制条板柱墙结构的限制? ?

5、 总结： 采用扁梁的框剪结构超过板柱墙结构层高限制的50%还是要超高超限审查，如6度120米，7度105米，8度82.5米，8.5度60米，9度或抗震等级一级不应采用。采用普通梁的的框剪结构不受此限制。无梁楼盖计算要点如下:1、板采用空间壳单元;2、考虑柱帽对刚度的影响;3、柱帽的冲切计算;4、扁梁和暗梁的计算。1 1、板采用空间壳单元板采用空间壳单元 1)空间壳单元可准确考虑板刚度对整个结构的影响,空心现浇板由于板厚大于等于300mm, 板的刚度较大，在抗震计算中板的刚度也是非常重要; 2)板等代梁方法，只适合规则且没有扭转的结构，不再适用如下工程的计算，已不能满足无梁楼盖广泛应用的要求。

6、所以板采用壳单元，进行空间计算是彻底的解决方法。 楼板的单元剖分质量和智能化决定结果的对错楼板的单元剖分质量和智能化决定结果的对错: : 1) 1)剖分剖分单元长宽大于单元长宽大于2:2:刚度误差可达刚度误差可达30%30%以上以上; ; 2) 2)相邻板节点的不对齐：位移协调，弯矩错。相邻板节点的不对齐：位移协调，弯矩错。 河南省工程，中部18m跨度，采用广厦GSSAP（弹性板）进行计算，第1层的单元自动剖分情况。 广州国际商品展贸城一期工程广州国际商品展贸城一期工程A1、A2、A3馆：标馆：标准层主要采用空心无梁楼板结构，空心板的双向柱距约准层主要采用空心无梁楼板结构，空心板的双向柱距约为

7、为8米，板厚为米，板厚为450mm，采用广厦，采用广厦GSSAP（弹性板）进（弹性板）进行计算和设计。行计算和设计。 下图为第下图为第3 3层层的单元自动剖分。根据空心板的内力的单元自动剖分。根据空心板的内力进行优化配筋，使空心板每平方用钢量降至进行优化配筋，使空心板每平方用钢量降至18kg远小于远小于普通梁板结构每平方普通梁板结构每平方36kg用钢量，经济效益很好。用钢量，经济效益很好。 2 2、考虑柱帽对刚度的影、考虑柱帽对刚度的影响响 3 3、柱帽的冲切计算、柱帽的冲切计算 唐山工程人防单元的柱帽布置柱帽冲切计算过程如下：柱帽冲切计算过程如下： 1)1)自动求上下柱所有基本组合内力差；自

8、动求上下柱所有基本组合内力差； 2)2)按按混规混规F.0.1-6F.0.1-6根据轴力差和弯矩差求冲切根据轴力差和弯矩差求冲切 反力；反力； 3)3)根据根据抗规抗规对地震组合弯矩引起的冲切反力进对地震组合弯矩引起的冲切反力进 行内力调整：一、二、三级分别乘行内力调整：一、二、三级分别乘1.7/1.5/1.31.7/1.5/1.3； 4)4)按按混规混规6.5.1-16.5.1-1进行冲切验算。进行冲切验算。如下显示唐山工程人防单元的柱帽冲切结果，小于1.0不满足要求。 4 4、扁梁和暗梁的计算、扁梁和暗梁的计算 如下在柱布置了宽1m,高度同板厚的实心暗梁。扁梁和暗梁有两种计算方法：按梁单元

9、算和按板单元算扁梁和暗梁有两种计算方法：按梁单元算和按板单元算 1 1）按梁单元算）按梁单元算: :按扁梁输入，按实心截面输入，直接按扁梁输入，按实心截面输入，直接计算得到梁的配筋面积。如下梁面筋：计算得到梁的配筋面积。如下梁面筋：11cm211cm2。2 2）按板单元算）按板单元算: :输入虚梁，按板计算，根据板的输入虚梁，按板计算，根据板的节点配筋得到梁的配筋面积。如下节点配筋得到梁的配筋面积。如下X X向面筋：向面筋：1060mm21060mm2。 建议采用第建议采用第1 1种方法，可避免梁柱交接处的应种方法，可避免梁柱交接处的应力集中问题。力集中问题。转换层楼板单元自动剖分二、转换层结

10、构的全弹性计算二、转换层结构的全弹性计算 1、竖向位移不均匀，使无限刚假定不满足； 2、在空间计算中梁采用壳单元计算，可得到空间应力计算，得到梁的内力。剪力墙与梁板之间的自动剖分 深受弯构件若只抽取部分平面内构件进行平面应力分析计算难以保证导荷的准确性，在结构整体计算时自动按空间应力分析。 可考虑洞口大小对刚度和弯矩的影响 梁侧开洞梁侧开洞转换大梁的空间应力分析后,自动根据应力积分得到内力。支座内力比较模型N(kN)M(kN.m)V(kN)T(kN.m)楼板无限刚梁单元01004846991116楼板用壳单元梁单元-333890042871096楼板用壳单元梁用梁壳单元-25618726464

11、3583BmaxB0.3BmaxBmaxB0.3BmaxBmaxB0.3BmaxB0.3BmaxBmaxBBb0.3AA=B*L三、全弹性的结构计算三、全弹性的结构计算 1、面内刚度的影响； 2、面外刚度的影响。刚性楼板与弹性楼板模型对比 工程是一栋结构总层数为10层，建筑总高度30m的住宅楼。用GSSAP分析程序分别以刚性板和壳单元模拟该工程的楼板Y向地震下第10层楼板面内拉应力 Y向地震下第10层楼板面内压应力 面外刚度的影响：中梁刚度增大系数面外刚度的影响：中梁刚度增大系数 1)考虑混凝土允许开裂，刚度增大系数不能完全按T形截面弹性计算，否则梁的配筋比以前算的更大，不利于强柱弱梁；2)内

12、力计算按弹性计算减半设置比较合适，如一般梁弹性计算刚度增大系数为2.0,取1.5比较合适；3)建议：梁高800mm建议取1.5，梁高800mm减半取1.25；4)建议：板面外刚度进空间分析。 四、四、斜屋面的空间计算斜屋面的空间计算自动成为空间结构计算，梁自动为压拉弯构件山东省斜屋面工程斜屋顶戏楼复古宫殿亚运会篮球馆看台亚运会自行车馆看台5层带三部楼梯框架结构五、五、框架结构楼梯的空框架结构楼梯的空间抗震计算间抗震计算楼梯对整个结构和楼梯间本身的影响。抗规和高规编制依据采用了GSSAP计算结果。 1212种楼梯可参与空间整体结构计算，种楼梯可参与空间整体结构计算，每一种都形成一个复杂的支撑体系

13、，每一种都形成一个复杂的支撑体系，只有参与空间分析才能实际地考虑只有参与空间分析才能实际地考虑对结构的影响。对结构的影响。 楼梯间可以任意多边形。楼梯间可以任意多边形。楼梯计算模型：楼梯计算模型：楼梯构件包括：楼梯板、平台板、梯梁、梯柱。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、互相楼梯空间计算包括：计算单元、节点关系、互相影响、结果输出。影响、结果输出。1)楼梯板和平台板采用楼梯板和平台板采用自动剖分自动剖分的的空间壳单元空间壳单元;2)梯梁和梯柱采用梯梁和梯柱采用多节点多节点的的空间杆单元空间杆单元;3)楼梯板、平台板、梯梁、梯柱、楼梯间角柱、楼梯板、

14、平台板、梯梁、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楼梯间混凝土墙、楼梯间砖墙和框架梁之间 所有所有节点自动对应和剖分节点自动对应和剖分;4)所有构件一起参与空间分析所有构件一起参与空间分析,楼梯刚度将影响结楼梯刚度将影响结 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，楼梯永远彻底处理无限刚和弹性计算的矛盾，楼梯永远是弹性的是弹性的)5)输出梯梁、梯柱、楼梯板和平台板的输出梯梁、梯柱、楼梯板和平台板的 计算结果。计算结果。(得到楼梯构件本身的受力状况得到楼梯构件本身的受力状况)6) 审图时注意在结构信息审

15、图时注意在结构信息-总体信息中输出总体信息中输出: 计算中考虑楼梯构件的影响计算中考虑楼梯构件的影响六、斜交结构的计算六、斜交结构的计算 1 1、多方向地震的规范验算、多方向地震的规范验算 1）多方向的刚度比、承载力比、剪重比、倾覆弯矩、框架剪力调整、重力二阶效应及结构稳定。 2）多方向的偶然偏心和双向地震 。其它计算只算了地震内力，没有按照下面考虑，存在重大的安全隐患 大底盘3塔楼结构的地震方向:0,90,65,155,111,21。考虑偶然偏心和双向地震时总地震工况数：6*2*4=48个。 （1）6个方向规范验算； （2）分段框剪调整。规范要求每个地震方向有规范要求每个地震方向有8 8个水

16、平力效应个水平力效应验算和相应的内力调整系数：验算和相应的内力调整系数： 1)刚度比2)重力二阶效应3)框架地震剪力0.2Vo调整4)地震作用的剪重比 5)倾覆力矩6)罕遇地震作用下薄弱层验算 7)楼层层间抗侧力结构的承载力比值(人工设置内力调整系数 ) 8)动力时程分析和地震反应谱分析结果比较 2 2、多方向的风荷载计算多方向的风荷载计算 有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15时，在风荷载计算时也应分别计算各抗侧力构件方向的水平力作用。 最多可输入8个风荷载方向，每个风荷载方向作为一个独立的工况参与内力组合。 如0、90、180、2703 3、双向风和竖向风的计算、双向风和竖向风的计算分

17、析和比较：分析和比较：有垂直向位移和Z向转动。结论和建议：结论和建议：GSSAP可以计算风洞试验测得的每方向风有三个方向4个力。层号迎风面方向的风力垂直迎风面的风力竖向风力竖向扭矩18.318.318.318.3129.189.189.189.1839.679.679.679.67410.6010.6010.6010.60511.6711.6711.6711.67612.6712.6712.6712.67713.6213.6213.6213.62814.5514.5514.5514.55915.4715.4715.4715.471016.4016.4016.4016.40七、七、墙柱梁板的偏心

18、计算墙柱梁板的偏心计算常见的6种偏心情况：图1是梁上托单片偏心墙，图2是梁上托两片偏心墙，图3是梁上托单片垂直偏心墙，图4是单柱上托两柱，图5是两柱之间搭两根梁，图6是墙端柱和剪力墙大偏心。 常用结构软件处理方法：常用结构软件处理方法：一是剪力墙无偏心，结果是转换梁的扭矩和框支柱的弯矩小了；二是采用人工布置刚性梁方法，通过刚性梁间接与偏心构件关联，结果造成内外力不平衡。 GSSAPGSSAP广泛采用偏心刚域方法处理墙广泛采用偏心刚域方法处理墙柱梁板节点之间的偏心问题柱梁板节点之间的偏心问题 这种方法在理论和实践上能准确计算各种偏心情况，如图两墙肢与柱相交，墙的两节点和柱节点之间刚体运动，柱节点

19、为计算节点，墙的节点刚度变换后凝聚到计算节点。 八、多塔结构的整体计算分塔输出八、多塔结构的整体计算分塔输出 刚度比、周期比、刚重比和位移比等按塔每地震方向输出。 如下两塔按塔输出平动系数、扭转系数、振如下两塔按塔输出平动系数、扭转系数、振型的方向和最不利地震方向型的方向和最不利地震方向 输出： 塔3(结构层结构层 24- 4224- 42)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 2.005156 93.70 1.00(0.00+1.00) 0.00 2 1.960617 7.42 1.00(0.98+0.02) 0.00 3 1.809991

20、43.11 1.00(0.53+0.47) 0.00 4 1.667729 126.00 0.99(0.35+0.65) 0.01 5 1.544072 0.54 0.99(0.99+0.00) 0.01 6 1.304897 10.69 0.01(0.01+0.00) 0.99 - 扭转第扭转第1 1周期周期/ /平动第平动第1 1周期周期=1.304897/2.005156=65.08%=1.304897/2.005156=65.08% 本塔最不利地震方向本塔最不利地震方向=9.53=9.53度度九、填充墙不均匀布置对结构的不利影响九、填充墙不均匀布置对结构的不利影响 1)1)可得到考虑填

21、充墙的层刚度和周期；可得到考虑填充墙的层刚度和周期； 2)2)准确计算出周期折减系数准确计算出周期折减系数 。填充墙刚度不均匀布置对结构的填充墙刚度不均匀布置对结构的不利影响不利影响建议：建议： 1)1)对填充墙较少的楼层应视为对填充墙较少的楼层应视为薄弱层，相应放大地震内力即可；薄弱层，相应放大地震内力即可； 2)2)填充墙刚度左右不均匀布置，填充墙刚度左右不均匀布置，设计中首先应采用地震周期折减方设计中首先应采用地震周期折减方 法，而后采用填充墙刚度参与空间法，而后采用填充墙刚度参与空间分析的方法进行补充计算，局部加分析的方法进行补充计算，局部加强不安全的墙柱；强不安全的墙柱； 3)3)填

22、充墙刚度对结构常常是有填充墙刚度对结构常常是有利的，设计中不应采取有利结果。利的，设计中不应采取有利结果。十、后浇构件的计算十、后浇构件的计算 在框剪结构设计中，由于核心筒剪力墙与周围柱竖向变形差异大，与两者连接的梁在计算上往往承载力不够，设计上可考虑后浇施工。可设置墙柱梁板的模拟施工号实现后浇施工计算。十一、复杂基础的计算十一、复杂基础的计算 墙下和多墙柱下联合基础的通用有限元分析墙下和多墙柱下联合基础的通用有限元分析 除除3 3种基础外其它采用通用计算种基础外其它采用通用计算1.1.有关的计算单元有关的计算单元 每类基础所采用的计算单元每类基础所采用的计算单元: : 1、桩基础：板单元和桩

23、单元; 2、扩展基础：板单元、弹簧单元和普通梁单元; 3、条形基础：弹性地基梁单元; 4、平板式筏板基础:板单元和弹簧单元; 5、梁板式筏板基础:板单元、普通梁单元和弹簧单元; 6、无梁桩筏基础: 板单元、桩单元和弹簧单元 ; 7、有梁桩筏基础:板单元、普通梁单元、桩单元和弹簧单元; 8、桩条基础:板单元、桩单元和普通梁单元。 1、3节点中厚板单元; 2、4节点中厚板单元; 3、带基床系数的弹性地基梁单元; 4、普通梁单元; 5、桩单元; 6、弹簧单元。 十二、自动成图和一分钟算量十二、自动成图和一分钟算量自动生成墙柱梁板施工图和自动概预算自动生成墙柱梁板施工图和自动概预算 接下来两节介绍弹塑

24、性计算有关的内容。接下来两节介绍弹塑性计算有关的内容。 GSNAPGSNAP充分考虑建筑结构的特点，采用了通充分考虑建筑结构的特点，采用了通用计算和大量智能化技术，让不同层次的结构设用计算和大量智能化技术，让不同层次的结构设计人员无论工程规模大小都能计算得到稳定可靠计人员无论工程规模大小都能计算得到稳定可靠的弹塑性分析结果，从计算技术上保证了弹塑性的弹塑性分析结果，从计算技术上保证了弹塑性分析手段可在建筑结构设计中广泛应用。分析手段可在建筑结构设计中广泛应用。 达到了达到了GSSAPGSSAP能算的工程能算的工程, GSNAP, GSNAP都能计算都能计算，弹塑性计算的稳定可靠性达到了弹性计算

25、的水平。弹塑性计算的稳定可靠性达到了弹性计算的水平。十三、十三、弹塑性静力推覆计算弹塑性静力推覆计算 1. 1.抗规和高规的抗规和高规的“应应”要求要求； 2.2.该方法适该方法适用用的的范围范围、应用限制和原因、应用限制和原因；3.3.弹塑性计算弹塑性计算3 3目的；目的； 4. 4.参数的合理选取参数的合理选取； 5. 5.结果正确性结果正确性的两个判据；的两个判据；静力推覆静力推覆123(一参数、二正一参数、二正确、三结果确、三结果) 6. 6.实际工程的计算实际工程的计算。UNFVbVbUN顶点推覆曲线1.1.规范规范的的“应应”字字要求要求1)抗规抗规3.4.3:竖向不规则的建筑,其

26、薄弱层应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析。(具体规定如下一条)2)抗规抗规3.6.2 :不规则且具有明显薄弱部位可能导致重大地震破坏的建筑结构，应按本规范有关规定进行罕遇地震作用下的弹塑性变形分析。(比控制指标小10%,如下上刚度比控制为70%,明显薄弱层为60%以下,下上受剪承载力控制为80%,明显薄弱层为70%以下)3)抗规抗规5.5.2:高度大于150m的结构应进行弹塑性变形验算。4)高规高规3.11.3:第3、4、5 性能水准的结构应进行弹塑性分析。5)高规高规11.1.5:混合结构(钢、型钢、钢管混凝土和墙组成的结构)在罕遇地震作用下弹塑性层间位移应符合本规程有关规定。2.2.静力

27、推覆方法的适用静力推覆方法的适用范围范围1)适用以第适用以第1振型破坏为主的结构振型破坏为主的结构;2)适用接近无限刚和分块无限刚结构。适用接近无限刚和分块无限刚结构。(如下如下32层结构，层结构，3个振型形态，第个振型形态，第1振型参与质量占总质量振型参与质量占总质量50%以上表示以上表示第第1振型破坏为主振型破坏为主)该方法该方法应用应用的缺陷的缺陷: : 1)不能反应高阶振型的破坏; 2)低估中上部楼层的层间位移角; 3)不适合完全弹性的结构 。 如下30结构，第1振型参与质量占总质量小于50% 。静力推覆计算的薄弱层发生在第静力推覆计算的薄弱层发生在第1010层，实际薄弱层，实际薄弱层

28、发生在第层发生在第2222层，低估中上部楼层的层间位移角。层，低估中上部楼层的层间位移角。层间位移角(静力推覆计算) 层间位移角(动力时程计算)产生缺陷的原因产生缺陷的原因: :1)1)采用如下倒三角或矩形单向加载采用如下倒三角或矩形单向加载, ,无反向加载；无反向加载；2)采用如下无滞回的钢和混凝土本构模型采用如下无滞回的钢和混凝土本构模型；3)3)通过顶层位移和基地剪力并不能得到能力曲线通过顶层位移和基地剪力并不能得到能力曲线。倒三角加载 矩形加载钢材料模型 混凝土材料模型VbUN顶点推覆曲线3.3.弹塑性计算弹塑性计算3 3目的目的1)1)弹塑性最大层间位移角是否满足规范要求；弹塑性最大

29、层间位移角是否满足规范要求； (查看抗倒塌图)2)2)确定结构的薄弱层；确定结构的薄弱层； (查看性能点处的层间位移角图)3)3)确定薄弱构件。确定薄弱构件。 (查看性能点处的三维图)计算得到从宏观到微观的破坏情况。计算得到从宏观到微观的破坏情况。4.4.参数的合理选取参数的合理选取 20个参数中主要关心一个参数合理选择：侧推的荷载类型。 选择的原则为：有地下室或裙房的结构可选择矩形，其它结构可选择倒三角形或给定水平力。 实际工程中其它参数一般不用修改。5.5.结果正确性结果正确性的两个判据的两个判据1)位移-荷载曲线是一条漂亮的弧线;2)2)抗倒塌验算中性能点的基底剪力为抗倒塌验算中性能点的

30、基底剪力为GSSAPGSSAP小震弹性的基底剪力的小震弹性的基底剪力的4 4倍左右。倍左右。6. .实际工程的计算实际工程的计算 2121层框剪结构，结构总高度为层框剪结构，结构总高度为100100米，采米，采用矩形加载模式。静力推覆计算时间半小时，用矩形加载模式。静力推覆计算时间半小时，接着查看接着查看2 2个正确性，个正确性，3 3个结果。个结果。 三维计算模型 平面图 1)正确性的判断正确性的判断:顶点顶点位移位移- -荷载曲线表示弹塑性荷载曲线表示弹塑性变形弧线变形弧线2)正确性的判断正确性的判断:抗倒塌验算图中性能点的基底剪力抗倒塌验算图中性能点的基底剪力为为180946kN,GSS

31、AP小震弹性基底剪力小震弹性基底剪力46943kN,大震是小震的大震是小震的3.85倍。倍。3)弹塑性最大层间位移角是否满足规范要求弹塑性最大层间位移角是否满足规范要求:性能点性能点的层间位移角的层间位移角1/280满足规范满足规范1/100的要求的要求4)确定结构的薄弱层确定结构的薄弱层:性能点的层间位移角图显示最性能点的层间位移角图显示最大层间位移角出现在第大层间位移角出现在第10层层,裙房上面的裙房上面的10层为薄层为薄弱层，与设计概念一致。弱层，与设计概念一致。5)确定薄弱构件确定薄弱构件:性能点塑性铰出现情况性能点塑性铰出现情况,红点表红点表示薄弱的梁柱，叉表示薄弱的墙。示薄弱的梁柱

32、，叉表示薄弱的墙。弹塑性静力推覆计算要点：弹塑性静力推覆计算要点：一参数、二正确、三结果一参数、二正确、三结果一参数：侧推的荷载类型一参数：侧推的荷载类型二正确：位移二正确：位移- -荷载曲线和大震与小震剪力比荷载曲线和大震与小震剪力比三结果：三结果：1)1)层间位移角是否满足规范要求；层间位移角是否满足规范要求；2)2)确定结构的薄弱层；确定结构的薄弱层；3)3)确定薄弱构件。确定薄弱构件。十四、十四、弹塑性动力时程计算弹塑性动力时程计算 1. 1.抗规和高规的抗规和高规的“应应”要求要求； 2.2.该方法适该方法适用用的的范围范围和缺陷；和缺陷；3.3.地震波的合理和快速选取方法；地震波的

33、合理和快速选取方法； 4. 4.参数的合理选取参数的合理选取； 5. 5.结果正确性结果正确性的两个判据；的两个判据； 6. 6.实际工程的计算实际工程的计算。 动力时程动力时程333(3333(3条波、条波、3 3参数、参数、3 3结果结果) )1.1.规范规范的的“应应”字字要求要求高规高规3.11.4:高度超过高度超过200m时，应采用弹塑性时程分时，应采用弹塑性时程分析法；高度在析法；高度在150m200m之间，可视之间，可视结构自振特结构自振特性和不规则程度性和不规则程度选择静力弹塑性方法或弹塑性时程选择静力弹塑性方法或弹塑性时程分析方法。分析方法。 2.2.动力时程方法的适动力时程

34、方法的适用范围用范围适用所有结构，可以反应高阶振型的破坏，可以反适用所有结构，可以反应高阶振型的破坏，可以反应全弹性结构的破坏。应全弹性结构的破坏。 该方法该方法应用应用的缺陷的缺陷: :找到合适的地震波。找到合适的地震波。3.3.地震波的合理和快速选取地震波的合理和快速选取1)地震波包括地震波包括3类：特征周期类：特征周期0.25-0.9s的地震波、旧的地震波、旧版地震波和用户地震波版地震波和用户地震波;2)根据抗规根据抗规5.1.4计算罕遇地震作用时，特征周期应计算罕遇地震作用时，特征周期应增加增加0.05s（注意因为反应谱（注意因为反应谱Tg不同，小震和大震地不同，小震和大震地震波不同）

35、，优先选择特征周期对应的地震波，没震波不同），优先选择特征周期对应的地震波，没有时可选择特征周期大一级的地震波有时可选择特征周期大一级的地震波;3)总共要选择总共要选择3条地条地震波：震波：2条天然波条天然波和和1条人工波。条人工波。避免在弹塑性计算完才发现地震波不合适。避免在弹塑性计算完才发现地震波不合适。如何快速判断合适的波？如何快速判断合适的波？1)采用采用GSSAP弹性时程计算，根据如下抗规弹性时程计算，根据如下抗规5.1.2判断地震波是否合适判断地震波是否合适2)每条地震波得到的每条地震波得到的结构主方向底部总剪力结构主方向底部总剪力不应不应小于振型分解反应谱法计算结果的小于振型分解

36、反应谱法计算结果的65且不大于且不大于130%，多条时程曲线计算所得结构底部总剪力的平，多条时程曲线计算所得结构底部总剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80且且不大于不大于120%。没有合适的波如何处理？没有合适的波如何处理？1)有条件：可购买合适的地震波。有条件：可购买合适的地震波。2)没条件：适当增加地震波的加速度最大值；没条件：适当增加地震波的加速度最大值； 难点：一般按照场地选择的天然波，在周期大于难点：一般按照场地选择的天然波，在周期大于2 2秒对秒对应谱加速度要小于规范值，计算得到的地震剪力偏小。应谱加速度要小于规范值，计算得到的地

37、震剪力偏小。王亚勇统计平均反应谱（ATC-63远震数据）4.3参数的合理选取参数的合理选取1)地震波的峰值加速度地震波的峰值加速度2)地震波的有效持续时间地震波的有效持续时间3)第一第二周期第一第二周期实际工程中其它实际工程中其它参数一般不用修改参数一般不用修改 1)地震波的峰值加速度地震波的峰值加速度 按下表填写 ,主、次、竖向峰值加速度的比值为1：0.85：0.65 2)2)地震波的有效持续时间地震波的有效持续时间 有效持续时间Td，一般取结构基本周期的5倍以上，起始峰值到结束峰值取记录最大峰值的10%。如下Elcentro波有效持续时间约26s。3)第一第二周期第一第二周期如下如下X X

38、向第一周期为向第一周期为0.744288,0.744288,第二周期为第二周期为0.2426960.242696a)a)第一周期不一定是最大周期，第二周期不一定是排第二的周期第一周期不一定是最大周期，第二周期不一定是排第二的周期; ;b)b)平动系数大于平动系数大于0.40.4判定为平动周期判定为平动周期; ;c)c)周期转角与地震方向夹角小于周期转角与地震方向夹角小于1515度为该方向周期度为该方向周期;d)d)最后要乘周期折减系数。最后要乘周期折减系数。 5.结果正确性结果正确性的两个判据的两个判据1)顶层平均时程响应曲线的波型没有发散；顶层平均时程响应曲线的波型没有发散；2)最大层间位移

39、角发生在概念判断的楼层处。最大层间位移角发生在概念判断的楼层处。6. .实际工程的计算实际工程的计算 30层框剪结构，结构总高度为层框剪结构，结构总高度为99.1米，采米，采用用ELCENTRO波。计算时间波。计算时间4 4小时，接着查看小时，接着查看2 2个正确性，个正确性，3 3个结果。个结果。 三维计算模型 平面图 GSNAPGSNAP和和ABAQUSABAQUS计算的顶层位移时程曲线计算的顶层位移时程曲线1)1)顶层平均时程响应曲线的波型没有发散顶层平均时程响应曲线的波型没有发散, ,波形波形合理合理GSNAP最大层间位移角曲线 ABAQUS最大层间位移角曲线2)2)最大层间位移角发生

40、在概念判断的楼层处最大层间位移角发生在概念判断的楼层处, ,本本工程工程2020到到2525层为薄弱层层为薄弱层本工程第本工程第1振型参与质量不到振型参与质量不到50%,高阶振高阶振型破坏占型破坏占50%以上以上,薄弱部位发生在中上层薄弱部位发生在中上层,符符合设计概念。合设计概念。3)3个结果：个结果：a)最大层间位移角最大层间位移角1/169满足抗规满足抗规5.5.5和高规和高规3.7.5的的1/100要求要求;b)薄弱部位发生在薄弱部位发生在20-25层，可适当加强；层，可适当加强；c)查看薄弱构件，查看薄弱构件，最大位移时刻最大位移时刻GSNAPGSNAP和和ABAQUSABAQUS梁

41、梁柱损伤情况发现连梁首先出现铰符合设计概念。柱损伤情况发现连梁首先出现铰符合设计概念。GSNAPGSNAPABAQUSABAQUS弹塑性动力时程计算要点总结弹塑性动力时程计算要点总结:3条波、条波、3参数、参数、3结果结果1)3条波：条波：3条符合要求的地震波条符合要求的地震波;2)3参数：峰值加速度、有效持续时间和第一二周期；参数：峰值加速度、有效持续时间和第一二周期；3)3结果：最大层间位移角、薄弱部位和薄弱构件。结果：最大层间位移角、薄弱部位和薄弱构件。十五、十五、复杂实际工程的计算复杂实际工程的计算1 1、广东省人大代表之家结构超限分析、广东省人大代表之家结构超限分析 扭转不规则、凹凸

42、不规则、楼板不连续、尺寸突变及竖向构件不连续等4项不规则，属于超限高层建筑。二层转换四层开大洞弹性时程分析弹性时程分析 楼层剪力曲线反应谱分析结果在弹性阶段对结构起控制作用。在Y向有两条地震波作用下存在有顶部顶部4层层的楼层剪力比振型分解法稍大的情况。 （夹层（夹层）4层楼板层楼板90度地震度地震Y向正应力向正应力剪力墙筒与板交接剪力墙筒与板交接、楼板拐角处楼板拐角处出现应力较大（去除节点应力集中，其余基本小于1.4MPa）凹凸不规则，细腰平面及楼板不连续等不规则情况，为确保楼板能可靠地传递水平力，采用GSSAP进行了小震作用下的弹性楼板应力分析。楼板应力分析楼板应力分析（细腰、右大开洞）（细

43、腰、右大开洞）11层楼板层楼板0度地震度地震X向正应力向正应力1、关键构件关键构件没有出现超筋的情况，正载面承载力验算满足中震不屈服的要求；2、关键构件关键构件的斜截面承载力验算满足中震弹性的要求；方向0度90度中震作用下最大层间位移角1/6831/683（10）1/8001/800（10）基底剪力Q0 ( kN )1442914998Q0 / Wt7.9%7.4%基底弯矩M0(kN-m)348510391665中震验算中震验算中震验算时层间位移角控制：中震验算时层间位移角控制：1/400 推覆方向0度90度顶点位移（mm）102.883.6最大层间位移角1/3961/470基底剪力（kN）2

44、469327136静力弹塑性分析（静力弹塑性分析（Pushover）大震验算时层间位移角控制：大震验算时层间位移角控制：1/200 0度方向整体模型性能点处的塑性铰图红色墙体属拉弯破坏2、粤电信息交流管理中心结构超限分析 B级高度钢筋混凝土高层建筑，类扭转不规则，楼板局部不连续；类竖向抗侧力构件不连续。跨层柱与楼板不连续中震弹性计算简要结果方向0度90度45度135度中震作用下最大层间位移1/421（23、24层）层）1/414（23、24层）层）1/378（25、26层）层）1/422（22层）层）地面以上基底剪力Q0 ( kN )33102330023536534347Q0 / Wt（不含

45、地下室）4.40%4.39%4.71%4.57%基底弯矩M0(kN-m)26463852641418270925227656910. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 62)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 64)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 66)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 57)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 63)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 58)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 64)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0.

46、 64)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 62)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 65)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 65)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 68)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 66)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 65)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 57)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 63)0. 1G 1. 4-0. 120205. 0(0. 16)0. 1G 1. 6-0. 134255. 0(0.

47、 42)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 65)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 73)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 73)0. 1G 0. 3-0. 131315. 0(0. 67)0. 1G 1. 3-0. 135377. 0(0. 30)0. 1G 1. 3-0. 139547. 7(0. 51)0. 1G 1. 3-0. 132415. 8(0. 27)0. 1G 1. 3-0. 134296. 8(0. 26)0. 1G 2. 5-2. 533194. 7(0. 14)0. 1G 1. 6-0. 934244. 8(0.

48、 18)0. 1G 1. 6-0. 329254. 9(0. 24)0. 1G 1. 6-0. 124244. 8(0. 30)0. 1G 1. 4-0. 117174. 2(0. 15)50-13-27G 1. 3-1. 340-27-26VT1-0. 123-13-22G 1. 3-1. 319-13-19VT1-0. 124-13-58G 1. 4-1. 330-28-43VT1-0. 152-9-39G 1. 4-1. 233-25-47VT1-0. 162-28-9G 2. 4-2. 439-32-15VT1-0. 111-11-11G 1. 3-1. 317-16-14VT1-0.

49、 19-22-55G 1. 7-1. 316-39-54VT1-0. 164-23-11G 1. 9-1. 742-33-11VT1-0. 111-20-49G 1. 3-1. 312-37-47VT1-0. 159-11-61G 1. 6-1. 447-26-47VT1-0. 121-13-25G 1. 3-1. 316-13-19VT1-0. 120-13-47G 1. 3-1. 321-24-37VT1-0. 158-11-46G 1. 4-1. 341-26-48VT1-0. 159-13-39G 1. 3-1. 358-38-27VT1-0. 174-27-11G 2. 0-1. 8

50、61-44-13VT7-0. 511-27-69G 2. 1-1. 913-41-55VT1-0. 155-11-68G 1. 8-1. 658-29-47VT1-0. 163-44-30G 1. 3-1. 344-41-34VT2-0. 227-11-11G 0. 5-0. 530-20-13VT1-0. 162-17-49G 1. 6-1. 346-26-48VT1-0. 158-11-60G 1. 6-1. 347-26-46VT1-0. 172-26-11G 2. 0-1. 857-41-15VT4-0. 311-26-64G 1. 9-1. 715-40-53VT1-0. 153-1

51、1-66G 1. 7-1. 554-27-48VT1-0. 154-11-53G 1. 6-1. 446-25-45VT1-0. 153-11-56G 1. 7-1. 547-25-44VT1-0. 157-11-54G 1. 8-1. 545-26-49VT1-0. 147-30-17G 5. 7-5. 795-76-39VT2-0. 217-27-101G 6. 6-6. 633-29-43VT1-0. 1100-59-28G 6. 2-6. 247-40-23VT6-0. 328-17-51G 4. 7-4. 720-55-88VT1-0. 122-7-3G 0. 4-0. 37-7-4

52、VT1-0. 13-3-3G 0. 3-0. 33-5-6VT1-0. 191-51-20G 5. 3-5. 343-36-20VT4-0. 320-17-17G 4. 2-4. 217-17-17VT1-0. 117-17-20G 4. 2-4. 217-26-36VT1-0. 119-34-51G 3. 9-3. 941-68-80VT1-0. 148-19-17G 5. 4-5. 489-60-17VT1-0. 117-46-91G 5. 5-5. 517-35-44VT1-0. 167-24-11G 1. 4-1. 432-31-25VT1-0. 111-11-19G 1. 4-1.

53、424-27-33VT1-0. 119-37-63G 1. 7-1. 733-34-34VT1-0. 16-4-3G 0. 3-0. 32-3-2VT1-0. 13-3-3G 0. 3-0. 33-4-4VT1-0. 166-26-11G 1. 4-1. 438-34-25VT1-0. 111-13-57G 1. 4-1. 422-31-38VT1-0. 145-15-7G 0. 9-0. 918-15-9VT1-0. 17-7-7G 0. 3-0. 38-8-9VT1-0. 17-7-9G 0. 3-0. 312-11-7VT1-0. 111-11-12G 0. 5-0. 511-11-11

54、VT1-0. 112-7-7G 0. 3-0. 37-9-11VT1-0. 17-7-7G 0. 3-0. 312-13-13VT1-0. 17-7-7G 0. 3-0. 39-9-8VT1-0. 17-15-46G 0. 3-0. 38-16-19VT1-0. 144-16-7G 0. 3-0. 310-10-10VT1-0. 17-7-7G 0. 3-0. 39-9-9VT1-0. 17-7-7G 0. 3-0. 313-13-14VT1-0. 17-7-7G 0. 3-0. 314-12-8VT1-0. 17-8-11G 0. 3-0. 37-7-7VT1-0. 111-11-11G 0

55、. 5-0. 511-11-11VT1-0. 111-7-7G 0. 3-0. 37-9-11VT1-0. 17-7-7G 0. 3-0. 39-8-7VT1-0. 17-7-7G 0. 3-0. 37-7-8VT1-0. 17-19-48G 0. 9-0. 910-18-21VT1-0. 181-43-17G 1. 8-1. 739-38-37VT1-0. 117-11-81G 1. 8-1. 535-39-47VT1-0. 170-34-11G 1. 8-1. 639-36-31VT1-0. 111-11-11G 1. 4-1. 429-23-23VT1-0. 111-25-67G 1.

56、4-1. 424-33-34VT1-0. 174-31-11G 1. 8-1. 637-35-29VT1-0. 111-11-11G 1. 5-1. 526-22-23VT1-0. 111-25-67G 1. 4-1. 426-36-39VT1-0. 185-39-11G 1. 9-1. 543-40-32VT1-0. 111-11-38G 1. 4-1. 429-34-45VT1-0. 140-60-84G 1. 9-1. 948-56-59VT1-0. 13-3-4G 0. 3-0. 33-3-3VT1-0. 113-4-14G 0. 6-0. 34-8-4VT1-0. 16-2-7G 0

57、. 9-0. 93-3-3VT1-0. 19-3-6G 0. 6-0. 57-5-6VT1-0. 112-9-8G 0. 3-0. 37-8-9VT1-0. 18-7-7G 0. 3-0. 310-9-7VT1-0. 17-7-7G 0. 3-0. 38-7-7VT1-0. 17-7-9G 0. 3-0. 37-7-7VT1-0. 19-13-17G 0. 3-0. 37-8-8VT1-0. 12-2-4G 0. 3-0. 32-2-2VT1-0. 114-6-4G 0. 5-0. 34-7-8VT1-0. 19-3-3G 0. 4-0. 33-3-4VT1-0. 13-5-8G 0. 3-0

58、. 33-3-3VT1-0. 13-3-3G 0. 3-0. 33-3-3VT1-0. 13-3-3G 0. 3-0. 33-3-3VT1-0. 13-3-4G 0. 3-0. 33-3-3VT1-0. 15-4-4G 0. 3-0. 33-3-3VT1-0. 14-4-5G 0. 3-0. 33-3-3VT1-0. 18-3-3G 0. 3-0. 33-3-3VT1-0. 16-3-3G 0. 3-0. 34-4-3VT1-0. 110-3-7G 0. 5-0. 58-6-6VT1-0. 15-3-6G 0. 5-0. 54-3-4VT1-0. 15-3-5G 0. 5-0. 54-3-4V

59、T1-0. 15-3-7G 0. 5-0. 55-3-4VT1-0. 12-2-2G 0. 3-0. 32-3-3VT1-0. 13-3-3G 0. 3-0. 33-3-3VT1-0. 13-3-7G 0. 3-0. 33-3-4VT1-0. 13-4-7G 0. 3-0. 33-4-4VT1-0. 19-5-3G 0. 3-0. 36-5-3VT1-0. 13-5-8G 0. 3-0. 33-6-7VT1-0. 18-3-10G 0. 3-0. 37-5-8VT1-0. 126-22-18G 0. 3-0. 315-15-13VT1-0. 118-10-7G 0. 3-0. 313-12-1

60、1VT1-0. 17-7-7G 0. 3-0. 39-10-10VT1-0. 17-7-7G 0. 3-0. 310-10-10VT1-0. 12-2-4G 0. 3-0. 32-4-5VT1-0. 13-3-3G 0. 3-0. 35-5-4VT1-0. 13-3-5G 0. 3-0. 33-3-2VT1-0. 13-3-6G 0. 3-0. 33-4-3VT1-0. 112-4-13G 0. 3-0. 35-6-5VT1-0. 14-8-25G 0. 3-0. 34-10-12VT1-0. 14-7-22G 0. 3-0. 34-7-8VT1-0. 115-13-11G 0. 3-0. 3