多塔、有缝及错层结构的设计PPT.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,多塔、有缝及错层结构的设计,目录,1,多塔结构,2,有“缝”结构,3,错层结构,4 顶部,小塔楼,1.多塔结构,塔的概念，刚性板的概念,规范条文规定,计算模型,多塔交互定义,多塔结构：塔的概念，刚性楼板的概念,塔是工程概念,各塔独立计算风荷载，计算一个塔的风荷载时，就好像其余塔不存在,塔之间遮挡的考虑可以通过交互定义实现,位移、位移比分塔统计,剪重比分塔统计,偶然偏心地震的偏心距分塔考虑,多塔结构：塔的概念，刚性楼板的概念,多塔工程例：大底盘七塔之大底盘,多塔结构：塔的概念，刚性楼板的概念,多塔工程例：大底盘七塔之七塔,多塔结构：塔的概念，刚性楼板的概念,刚性楼板是力学概念,同一刚性楼板上的节点的面内位移满足同一个刚体运动场：,刚性楼板假定可以理解为对计算模型的降阶手段，从而提高计算效率,刚性楼板假定又可以理解为对工程中一类特定楼板的一种模拟，哪类特定楼板？-面内刚度足够大，面外刚度可忽略的楼板,多塔结构：规范规定,L,D0.2L,D0.2L,D,不宜大于0.2,L，,以控制扭转效应,多塔楼结构的平立面布置层数、平面、刚度,宜接近；塔楼对底盘宜对称；质心距20%,L,。,多塔结构：规范规定,这三个楼层楼板宜加强,该层楼板厚度宜大于150,mm,该层及以上楼层均不宜设置转换层,底盘屋面楼板板厚不低于150,MM,相邻上下层楼板,构造加强。,转换层不宜做在底盘屋面上一层塔楼内,多塔结构：规范规定,粗红线标出了宜加强的部位,多塔楼之间裙房连接体的屋面梁、塔楼中与裙房,连接体相连的外围柱和剪力墙均宜加强,（提高构造配筋，做约束边缘构件）,多塔结构：计算模型,周期比控制的计算模型,建立多个单塔模型，分塔验算、控制。上部有强连接的多塔，尚应补充验算整体周期比,可以采用强制刚性楼板假定,位移比控制的计算模型,按整体模型建模计算并验算,可以采用强制刚性楼板假定,结构配筋设计的计算模型 1（推荐）,（适用于所有多塔类型）,整体建模分析、设计,楼板按照真实情况计算，不做强制刚性楼板假定,选取足够多的振型，使得有效质量系数超过90%,该模型理论上正确，设计基础方便,多塔结构：计算模型,多塔结构：计算模型,整体建模,整体分析设计,结构配筋设计的计算模型 2,（针对仅地下室相连，地上完全分开的多塔结构）,各塔地上部分单独建模，单独设计，嵌固点取在正,负零位置（2.0总是满足）,整体建模，设计地下室，传基础力。,各塔底层(地上一层)的设计结果，两种模型取保守。,该模型易于把握，设计上可行,多塔结构：计算模型,多塔结构：计算模型,地上部分各自建模分析设计,结构配筋设计的计算模型 3,（针对地上有裙楼、裙楼以上完全分开的多塔结构）,每塔建立一个计算模型，该模型包括塔本身、完整的,裙楼和完整的地下室，嵌固点取在基础顶面，该塔裙,楼以上部分及位于裙楼中的塔范围以内的部分可以采,用该分离模型设计。,整体建模分析，设计裙楼、地下室，传基础力。,差异较大的部分的设计结果，两种模型取保守。,该模型易于把握，设计上可行，但部分区域的,设计结果要比较取保守，较繁琐。,多塔结构：计算模型,多塔结构：计算模型,采用这样的分离模型设计各塔,多塔结构：图形交互定义,多塔结构需用户以围区方式定义；,如存在遮挡，可以定义遮挡面，以准确计算风荷载,刚性楼板信息由程序自动搜索，无需用户交互操作；,建议以最高的塔为一号塔，以下依次按高度排列。,多塔定义的合理性程序可以自动检查,多塔结构：图形交互定义,什么是合理的多塔定义？,完整性：,结构的每一部分都有定义，不能遗漏,无矛盾,：同一构件，不能既属于,A,塔又属于,B,塔,非空性,：定义的塔范围的多边形内至少应包含,一个构件，不能为空,2.有“缝”结构,规范规定,有缝结构的特点,有缝结构的计算模型,有缝结构：规范规定,伸缩缝：,混凝土结构设计规范9.1.1条，规定了排架结构，框架结构、剪力墙结构等的,伸缩缝的最大间距。,沉降缝：,地基基础设计规范规定了沉降缝的,设置要求。,防震缝：,抗震设计规范,6.1.4条，规定了防震缝设置要求。,有缝结构：,特点,设缝结构可以看作一类特别的多塔结构，只不过塔之间的距离非常之小而已。,由于缝的宽度很小，导致缝隙面不是迎风面需要定义遮挡面以准确计算风荷载。,有缝结构：,特点,有缝结构：计算模型,各部分独立计算，建立多个计算模型,这种方法针对缝自顶到底将结构完全分开、只有基础相连的情况。,计算风荷载时，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，为此可定义遮挡面。,各部分一起计算，建立一个整体计算模型,原则上各种设缝结构均可做整体计算,应把每个结构单元定义为独立的塔,参与振型取得足够多，使有效质量系数超过90%,定义遮挡面，准确计算风荷载,3.错层结构,错层结构的基本特征,计算模型,模型输入,错层信息生成,越层柱的计算长度系数,层刚度比,位移比和周期比,规范条文规定,错层结构：基本特征,同一楼层平面内部分区域有楼板，部分区域没楼板,在没有楼板的区域内，往往形成大量越层构件,越层构件上的越层节点的位移不受楼板或梁的约束，可以自由变位,一部分有楼板，一部分无楼板，这是错层结构的基本特征,错层结构：基本特征,错层结构：计算,模型,忽略不大的高差,当错层高度不大于框架梁的截面高度时，一般可以近似地忽略错层因素影响，可以归并为同一楼层参加结构计算，这一楼层的标高可近似取两部分楼面标高的平均值；,高差较大时需要准确考虑错层,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加整体计算，不宜归并为一层，此时每一个错层部分都应视为独立楼层。,错层结构：,模型输入,框架错层结构,：可以利用修改梁节点标高的方式，来输入错层梁或者斜梁,剪力墙错层结构,：以楼板为界，将一个楼层划分为多个楼层输入。,多塔错层,：当不同的塔楼具有不同的层高时，在,PM,建模时先按同一个层高输入，然后到计算程序（,SATWE,PMSAP）,的多塔修改模块里修改各塔的层高。,错层结构：,模型输入,错层结构：,错层信息生成,自动考虑越层节点为弹性节点,：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，因而能更真实地反应结构的实际受力状态。,自动搜索每一段越层柱的长度折算系数：,对于错层结构，程序判断柱和墙是否越层的原则是：既不和梁相连，又不和楼板相连。程序自动按上述原则搜索出越层信息，从而确定越层柱的折算系数。,何谓柱的长度折算系数？,比如某越层柱高,H,分为三段输入，各段高,H1,H2,H3，,则每一柱段的长度折算系数分别为,H/H1,H/H2,H/H3。,错层结构：越层柱长度系数计算,以越层柱,H=H1+H2+H3,为例：,1.针对完整的柱,H,计算其计算长度系数,LCOEF,2.计算各个柱段的长度折算系数,C1=H/H1 C2=H/H2 C3=H/H3,3.,从而，各个柱段的计算长度系数为(也就是用,户见到的柱长度系数)：,LCOEF1=C1*LCOEF,LCOEF2=C2*LCOEF,LCOEF3=C3*LCOEF,4.,可见，越层柱各柱段的计算长度系数实际上,是,折算长度系数,乘上,计算长度系数,错层结构：层刚度比,层刚度比仅作参考,因为在,PM,中输入的计算层与真实结构的楼层不一定一致,所以软件输出的层刚度比也不一定是真实楼层间的刚度比,这一点需设计人员注意.,错层结构：位移比和周期比,采用强制刚性楼板假定,位移比、周期比均有效,错层结构：规范,规定,高规第,10.4.4,条规定,，错层处框加柱的截面高度不应小于,600,mm,，,混凝土强度等级不应低于,C30,，,抗震等级应提高一级采用，箍筋应全柱段加密。,高规第,10.4.5,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,200,mm,，,抗震设计时不应小于,205,mm并均应设置与之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,C30,，,水平和竖向分布钢筋的配筋率，非抗震设计时不应低于,0.3%,，抗震设计时不应低于,0.5%,。,4.顶部,小塔楼,采用基底剪力法时，根据,抗震设计规范(,5.2.4)条，突出屋面部分的地震作用效应宜乘以增大系数3；,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。同时建议按照抗震规范（5.2.5）条控制屋面小塔楼每一层的剪重比。,参考文献,1.高层规程,JGJ3-2002,2.,陈岱林，李云贵，魏文朗.多层,及高层结构,CAD,软件高级应用，,中国建筑工业出版社，2004,