[规范][结构][设计] 剪力墙边缘构件的尺度问题 (The dimension problem of the boundary element of the shear wall)

实干、实践、积累、思考、创新。 如下图,一图胜千言。 相关博文( Related Topics) [01] [工具][软件][规范] 广东省标准《高层建筑混凝土结构设计规范》反应谱计算工具 [02] [结构力学][结构设计] 两端固支梁弯矩为0点距端部的距离 [03] [抗震][结构设计][规范] 非抗震设计情况下混凝土柱的“轴压比”可达多大? [04] [结构设计][动力学] YJK中CQC振型组合地震力的复核 [05] [结构设计][楼梯] 混凝土楼梯施工图笔记 [06] [结构][设计][规范] 关于结构倾覆力矩计算公式的另一种理解 [07] [结构设计][规范] 结构整体倾覆力矩及抗倾覆力矩的计算——以YJK为例 [08] [YJK][结构设计] YJK中的地下室侧土侧向约束土弹簧测试 [09] …

[结构][设计][规范] 关于结构倾覆力矩计算公式的另一种理解

实干、实践、积累、思考、创新。 说到结构倾覆力矩,搞过设计的朋友可能最先会想到以下这个公式: $${M_{\rm{c}}} = \sum\limits_{i = 1}^n {\sum\limits_{j = 1}^m {{V_{ij}}{h_i}} } $$ 该公式来源于《抗规》6.1.3条的条文说明,原条文其中,\(M_{\rm{c}}\)为规定侧向力作用下结构底层的框架倾覆力矩,\(V_{ij}\)表示第i层第j根框架柱的计算地震力,\(h_i\)为结构第i层的层高,为框架i层的柱的根数,为结构的层数。若将该公式推广到通用的情况,不仅是计算底层的倾覆弯矩,而是用于计算特定楼层的倾覆弯矩,同时将层高放到第一层连加符号的外面,则可得到公式\({M_j} = \sum\limits_{i = j}^n {{V_i}{h_i}}\),其中,\({V_i}\)表示结构第i层的楼层剪力,\({h_i}\)为结构第i层的层高,\({M_j}\)为结构第j层的倾覆弯矩,该公式指的是结构第j层的倾覆弯矩等于第j层及以上楼层的剪力与层高乘积的叠加。 最初看\({M_j} = \sum\limits_{i = j}^n {{V_i}{h_i}}\)这个公式时,是及其不直观的,因为说到倾覆力矩,可能大多数人最开始想到的都是侧向力乘以力臂的方式,因为我们最初学力学的时候就是这样,力乘以力臂就形成弯矩。接下来我们不妨重新来推导一次这个很多人都推导过的公式,看怎么从侧向力乘以力臂一步步推导到剪力乘以层高。 如下图所示,以一个三层高的结构为例,各层层高分别为h1,h2,h3,各楼层的侧向力分别为F1,F2,F3,各层的楼层剪力分别为V1,V2,V3。,相应结构各层的倾覆弯矩分别为M1,M2,M3。 图1 倾覆力矩模型 根据力与力臂乘积为力矩及外力与剪力之间的关系,我们可以得以下推导: (1)第3层的倾覆弯矩 …

[结构][YJK][设计] “一次性加载”、“模拟施工1加载”及“模拟施工3加载”的差别及案例测算 ( Construction Simulation)

实干、实践、积累、思考、创新。 由于这个主题是与施工过程相关的,这里先引入施工过程的相关概念。《高规》5.1.8:高层建筑结构在进行重力荷载作用效应分析时,柱、墙、斜撑等构件的轴向变形宜采用适当的计算模型考虑施工过程的影响;复杂高层建筑及房屋高度大于150m的其他高层建筑结构,应考虑施工过程的影响。 从计算上讲,这块内容可以统称为施工模拟计算,施工模拟计算是一个很复杂的专题,包括很多复杂的内容,这里仅讨论常用设计软件(YJK、PKPM)在考虑施工次序对恒载计算进行处理时的方法,主要包括:一次性加载、模拟施工1、模拟施工3。这也是平时我们在设计项目时遇到最多的。主要测算这几种算法的区别,并与设想进行对比。边做 边思考 边总结…… 1.1 一次性加载 一次性加载简单说就是不做任何处理,一次性整体形成刚度,恒载一次性施加。从计算上讲,就是直接形成结构整体刚度,不考虑施工顺序,荷载列向量也一次形成。 1.2 模拟施工1 “模拟施工加载1”与“模拟施工加载2”算法均采用了一次集成结构刚度,分层施加恒载,只计入加载层以下的节点位移量和构件内力的做法,来近似模拟考虑施工过程的结构受力。二者不同之处在于,“模拟施工2”在集成总刚时,对墙柱的竖向刚度进行了放大,以缩小墙、柱之间的轴向变形差异,更合理的给基础传递荷载。(摘自PKPM帮助文档,目前软中已经取消了 “模拟施工加载2”这个选项了。) 图1.2-1 “模拟施工1”的刚度和加载模式 从上图也可以看出,“模拟施工1”的加载模式实际上是完全虚构的一种模式,实际上压根不存在。 1.3 模拟施工3 “模拟施工3”是采用由用户指定施工次序的分层集成刚度、分层加载进行恒载下内力计算。该方法可以同时考虑刚度的逐层形成及荷载的逐层累加。“施工模拟3”是对“施工模拟1”的改进,用分层刚度取代了“施工模拟1”中的整体刚度。模拟施工3采用了分层刚度分层加载的模型,这种方式假定每个楼层加载时,它下面的楼层已经施工完毕,由于已经在楼层平面处找平,该层加载时下部没有变形,下面各层的受力变形不会影响到本层以上各层,因此避开了一次性加载常见的梁受力异常的现象(如中柱处的梁负弯矩很小甚至为正等)。这种模式下,该层的受力和位移变形主要由该层及其以上各层的受力和刚度决定。用这种方式进行结构分析需要形成最多N(总施工步数)个不同结构的刚度阵,解N次方程,计算量相应增加。(摘自YJK及PKPM帮助文档) 图1.3-1 “模拟施工3”的刚度和加载模式 1.4 测算实例 一个最简单的10层结构,4个柱,楼面恒载加很大,尽量降低自重的影响。不考虑P-DELTA(暂且先避免非线性因素的影响),分别采用一次性加载、模拟施工1及模拟施工3加载进行计算,并统计结构的竖向位移。 图 1.4-1 算例模型 3种方法计算得恒载下的竖向位移结果如下表: 表1.4-1 不同算法恒载作用下的楼层竖向位移 绘成图如下: 图 1.4-2 不同算法楼层恒载竖向位移(左:一次性加载;中:模拟施工1;右:模拟施工3) 由图可见以下三点: (1)“一次性加载”构件的竖向位移是底部小,顶部大。 (2)“模拟施工1”加载下,构件的竖向位移也是底部小,顶部大。 “模拟施工1”及“一次性加载”的楼层竖向位移居然是相同的!!(一开始看起来很惊讶,不过后面分析完就清楚了。) (3)“模拟施工3”加载下,构件的竖向位移是中部楼层大,顶部和底部楼层小,竖向位移的楼层曲线的形状为中间凸出。 以下对这3个问题逐个进行解答,我们直接通过手算算例来反演上述结果,并同时给出一些其他信息。首先假定每一层恒载作用在该层产生的位移为1,以下给出不同算法下10层结构恒载作用下的竖向位移结果。 1.4.1  “一次性加载”手算反演   首先进行“一次性加载”的手算。为便于和后续“模拟施工1”及“模拟施工3”的计算进行对比,这里将“一次性加载”的恒载分10次施加,第一次施加首层荷载,第二次施加二层的荷载,以此类推,第10层施加第10层的荷载,将每次施加荷载引起的竖向位移进行叠加可得到总位移。 这里必须解释一下,虽然“一次加载”是在一次性形成整体刚度的清苦下一次性是施加所有层的荷载,但由于体系处于线性,“线性体系满足叠加原理”,因此这里可以把10层荷载分10次施加再叠加。 …

[笔记][结构] 斜柱方案受力分析点

实干、实践、积累、思考、创新。 以前记录过。不够这次有其他体会,概括一下。 主要有3点注意: (1)竖向传力路径 (2)水平力传力路径 具体又包括: (1)关联拉梁的拉力 (2)关联抗侧构件的抗剪 (3)竖向力传递路径上构件的承载力 相关博文( Related Topics) [01] [工具][软件][规范] 广东省标准《高层建筑混凝土结构设计规范》反应谱计算工具 [02] [结构力学][结构设计] 两端固支梁弯矩为0点距端部的距离 [03] [抗震][结构设计][规范] 非抗震设计情况下混凝土柱的“轴压比”可达多大? [04] [结构设计][动力学] YJK中CQC振型组合地震力的复核 [05] [结构设计][楼梯] 混凝土楼梯施工图笔记 [06] [结构][设计][规范] 关于结构倾覆力矩计算公式的另一种理解 …

[结构设计][规范][超限] 墙肢中震拉应力验算(2ftk验算)

实干、实践、积累、思考、创新。 PS。规范条文学习,笔记。 关于墙肢的拉应力验算,来源于《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》20150521 第十二条  关于结构抗震性能目标: (四) 确定所需的延性构造等级。中震时出现小偏心受拉的混凝土构件应采用《高层混凝土结构规程》中规定的特一级构造。中震时双向水平地震下墙肢全截面由轴向力产生的平均名义拉应力超过混凝土抗拉强度标准值时宜设置型钢承担拉力,且平均名义拉应力不宜超过两倍混凝土抗拉强度标准值(可按弹性模量换算考虑型钢和钢板的作用),全截面型钢和钢板的含钢率超过2.5%时可按比例适当放松。 学习永无止境…… 相关博文( Related Topics ) [1] [编程][软件][超限] 中震抗拉(2ftk)验算——含钢率计算工具 微信公众号 ( Wechat Subscription) 欢迎关注 “结构之旅” 微信公众号

[结构设计][规范][超限性能设计] “抗规”附录M抗震性能设计方法的材料“最小极限强度”

坚持实干、坚持实践、坚持积累、坚持思考,坚持创新。 《抗规》 GN 50011-2010 附录M ( 实现抗震性能设计目标的参考方法) 给出了等效线性方法进行抗震性能设计的具体方法。 其中,不同性能要求下构件承载力计算的材料取值也不同。 附录M 根据不同的要求,给出了3种材料取值进行构件承载能力计算。 包括“材料设计值”,“材料标准值”,及材料“最小极限强度值”。 其中最小极限强度值有以下具体操作方法: (1)钢材强度可取最小极限值,按《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99采用,约为钢材屈服强度的 1.35~1.5倍; (2)钢筋强度可取屈服强度的1.25倍; (3)混凝土强度可取立方体强度的0.88倍。(PS. 去掉了混凝土规范的各种调整系数,直接保留0.88,即仅考虑实际结构混凝土强度与试件混凝土强度的差异,而不考虑其他尺寸效应。) PS. 在使用软件的时候,需要注意软件验算的时候,到底使用了那个材料值。 注释 ( Comments )   ( 如果您发现有错误,欢迎批评指正。邮箱:jidong_cui@163.com . 如果您喜欢这篇博文,请在上面给我 点个赞 吧! 🙂   🙂      ( If you …