* * 多高层结构分析和设计 （2002年新规范）   TAT、SATWE、PMSAP 一、混凝土结构的新旧规范设计对比 新规范在地震力、风力的计算中，做了较大调整，尤其是 地震力的计算参数与旧规范有很大区别，所以在比较两者 的配筋时，应尽量使设计参数一致。 尽管这样，新旧规范在以下几方面是不同的： 1。材料强度：混凝土，钢筋； 2。保护层厚度：35改为30+12.5； 3。柱长度系数对柱配筋的影响； 4。剪力墙边缘构件对墙配筋的影响； 5。梁剪扭配筋的改进对梁配筋的影响； 6。柱双偏压计算配筋的改进和双剪配箍； 7。地震力的内力调整； 8。设计内力的调整； 9。内力组合，如1.35恒+0.7*1.4活等； 10。复杂高层结构的地震内力、设计内力调整等。 另外一些新的条件和分析功能，如： 1。 P-△效应； 2。特征周期增加0.05； 3。风力计算增加了D类粗糙度； 4。偶然偏心和双向地震； 5。多方向地震； 6。最小楼层剪力系数和薄弱层的调整。  新旧规范对结构的刚度、楼层质量并没有调整，所以新旧规范计算出的结构周期、振型是相同的。但新规范的地震 力计算与旧规范不同，所以新旧规范版的地震、风产生楼层位移会有增加。  1.1  7层框架结构 风位移：1.57%；地震位移：16.2%；剪力系数：15.76%； 梁全楼配筋：4.6%；柱全楼配筋：15.1%。  1.2  18层框架剪力墙结构 风位移：-1.77%；地震位移：13.4%；剪力系数：9.81%； 梁全楼配筋：14.4%；柱全楼配筋：17.9%。  1.3  36层剪力墙结构 风位移：-0.37%；地震位移：11.77%；剪力系数：6.06%； 梁全楼配筋：5.3%。  1.4  17层框支剪力墙结构 风位移：3.53%；地震位移：10.34%；剪力系数：8.28%； 梁全楼配筋：6.0%；柱全楼配筋：2.3%。 二、新规范的地震控制和参数选择 新规范对地震力计算改动较大，增加了楼层最小剪力系数的控制。  2.1  5%偶然偏心 对于高层建筑且是规则结构时选择，对不规则结构应选择 “双向地震”，两者选其一，不要都选。偶然偏心按结构长度的5%考虑，程序以增加各层的地震扭矩的方式来计算偶然偏心下的楼层位移和构件内力。   2.2  双向地震 双向地震一般只对不规则结构采用，并注意不要与“偶然偏心”同时用。由于双向地震是把另一方向地震内力的85%同时作用在结构上，这样在组合配筋时可认为有两个方向的地震同时作用，结构的配筋会增加约20%～30%。当采用双偏压计算柱配筋时，柱配筋面积会大幅度提高。  一般设计可以遵循以下规则：  1。当为规则结构时，考虑偶然偏心； 2。当为一般不规则结构时，考虑扭转耦连； 3。当为很不规则结构时，考虑双向地震。 2.3  多方向地震 对于有斜交榀时，按新规范要求要计算该斜方向的地震。一般选择斜交榀方向，再增加一最不利地震方向。 多方向地震与总信息中的结构转角是不同的： 多方向地震只是对偶联振型的不同方向的投影，得到各方向的地震力，而风力并没有改变方向，所以多方向地震与风不对应，这也反映了一种结构的受力情况。 结构转角产生的地震力与风力方向是对应的，但每次只能计算一组方向，所以当结构设计以地震为主时，应选择多方向地震。  2.4  周期比、剪重比和位移比 新规范对结构的周期、位移和楼层剪力有明确要求，即周期比、最大层间位移和位移比、以及楼层最小剪力系数。  周期比：是控制结构在大震时，扭转振型不应靠前，以减少 	    震害； 最大层间位移：按规范要求取楼层竖向构件的最大杆间位移 	    为楼层控制层间位移； 位移比：取楼层最大杆间位移与楼层平均杆间位移的比值， 	    位移比是控制结构的扭转效应； 楼层最小剪力系数：按新规范要求，当地震力不满足楼层最	    小剪力系数时，应对结构方案的合理性进行判断，	    并调整方案，或由程序自动把基底剪力提高。        当采用不同的刚度计算模型时，结构的周期比、位移       比会有较大变化，这也是正常的，所以重要工程应用       两种不同的计算模型进行分析、对比。  对于复杂高层结构如：多塔结构，为了适应相应的周期比、剪重比和位移比，如没有方法分离各个塔的周期比、位移比和剪重比，一般需要切开独立分析，得到规范相应的控制比值，然后再用整体计算的方法分析。  对于有空旷的、考虑楼板变形的、错层的结构，楼层位移和位移比规范没有规定，这时可仍以刚性楼板假定的方法来计算结构的位移，并求出位移比，以此作为结构变形控制、规则性控制的参考值。设计仍按原来有空旷的、考虑楼板变形的、错层的结构进行设计。 2.5  层刚度计算和层刚度比 新规范要求结构各层之间的刚度比，并根据刚度比对地震力进行放大，所以刚度比的合理计算较为重要。       新规范对结构的层刚度有明确的要求，在判断楼层是否        为薄弱层、地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否       满足要求等等，都要求有层刚度作为依据，所以层刚度       计算的准确性就比较重要。程序提供了三种计算方法：   	1。楼层剪切刚度；       	2。单层加单位力的楼层剪弯刚度；       	3。楼层平均剪力与平均层间位移比值的层刚度。              这三种计算方法有差异是正常的，可以根据需要选择。 	 对于大多数一般的结构应选择第 3 种层刚度算法； 对于多层结构可以选择第 1 种层刚度算法； 对于有斜支撑的钢结构可以选择第 2 种层刚度算法。  转换层结构按照“高规”要求计算转换层上下几层的层刚度比，一般取转换层上下等高的层数计算。 层刚度作为该层是否为薄弱层的重要指标之一，对结构的薄弱层，规范要求其地震剪力放大1.15，这里程序将由用户自行控制。 三、考虑P-△效应与柱长度系数       新规范对重力二阶效应做了明确的要求，程序采用精确的弹性分析法，以解决二阶效应问题。由于二阶效应计算较为复杂，新规范又给出了两种不同的简化算法，因此对柱的计算长度系数就有三套，分别得到不同的计算长度系数，这对柱的配筋也有影响。  1。考虑P-⊿效应，柱长度系数仍按要求计算； 2。按现浇楼板施工，考虑柱长度系数为1、1.25； 3。按新规范梁柱刚度比，计算柱长度系数， 1、 1.25。  第三种方法在结构复杂且又斜交梁时，采用简化的投影方法，并没有考虑斜支撑的作用。 3.1  考虑P-△效应的原则 对于混凝土结构一般不需要考虑P-△效应，但对于高层特别是超高层结构、钢结构应考虑P-△效应。 P-△效应的计算原则是考虑竖向力在水平力作用下产生的附加弯矩影响。或者说是一种特殊的几何非线性问题。  3.2  柱长度系数的取值 柱长度系数是反应柱整体稳定性的参数，就是柱的P-△效应，它对柱的配筋有较大影响。 软件提供三种长度系数取值：1。底层为1，其它层1.25； 2。各层采用混凝土规范第7-3-11之3条的梁柱刚度比计算的长度系数；3。考虑P-△效应，此时各层长度系数取1。 3.3  柱长度系数讨论 1。考虑P-△效应而柱长度系数仍按要求计算，不考虑P-△效应而取计算的长度系数，两者对钢柱影响较大，对混凝土结构一般影响不大。 2。柱长度系数按梁柱线刚度比计算，计算公式有局限，它不能准确地反映任意情况，如：斜交、越层、带支撑等，所以对计算的柱长度系数

多高层结构分析和设计参数（较全面）.ppt