平面不規(guī)則結構判斷以及調整

1、關于平面不規(guī)則結構的判斷及調整第一張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月 目錄1. 平面不規(guī)則的類型2. 樓層位移比3. 結構周期比4. 樓面凹凸不規(guī)則、樓板不連續(xù)結構的 調整和設計5. 結構扭轉效應控制：扭轉不規(guī)則結構的 調整和設計第二張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月1.平面不規(guī)則的類型扭轉不規(guī)則凹凸不規(guī)則樓板局部不連續(xù)第三張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月平面不規(guī)則的類型：扭轉不規(guī)則扭轉不規(guī)則 單向偶然偏心地震作用下的位移比超過1.2扭轉特別不規(guī)則 A類高層建筑：單向偶然偏心地震作用下的位移比超過 1.5，或者Tt/T10.90 B類高層建筑、混合結構、復雜高層

2、：單向偶然偏心地震作用下的位移比超過 1.4，或者Tt/T10.85 第四張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月平面不規(guī)則的類型：凹凸不規(guī)則平面太狹長 L/B6 (抗震設防烈度6，7度） L/B5 (抗震設防烈度8，9度）凹進太多 l/Bmax 0.35 (抗震設防烈度6，7度） l/Bmax 0.30 (抗震設防烈度8，9度）凸出太細 l/b 2.0 (抗震設防烈度6，7度） l/b 1.5 (抗震設防烈度8，9度）第五張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月平面不規(guī)則的類型：凹凸不規(guī)則平面太狹長凹入太多凸出太細第六張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月平面不規(guī)則的類型：凹凸

3、不規(guī)則狹長平面實例第七張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月平面不規(guī)則的類型：凹凸不規(guī)則凹凸不規(guī)則平面實例第八張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月平面不規(guī)則的類型：凹凸不規(guī)則凹凸不規(guī)則平面實例第九張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月平面不規(guī)則的類型:樓板局部不連續(xù)一般不規(guī)則 有效寬度Be小于典型寬度B的50%：Be0.3A特別不規(guī)則有效凈寬度Be小于5米或一側樓板最小有效寬度小于2米第十張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月平面不規(guī)則的類型:樓板局部不連續(xù)相對有效寬度太?。?0%）絕對有效寬度太?。倢?m或單側2m）第十一張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6

4、月第十二張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.樓層位移比基本概念計算條件相關參量取值幾何解釋：位移比與形心轉心的關系豎向變化規(guī)律，位移比立面控制第十三張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月樓層位移比：基本概念樓層位移比的概念樓層層間位移比的概念第十四張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月樓層位移比：相關參量取值最大位移：墻頂、柱頂節(jié)點的最大位移平均位移：墻頂、柱頂節(jié)點的最大位移與最小位移之和除2最大層間位移：墻、柱層間位移的最大值平均層間位移：墻、柱層間位移的最大值與最小值之和除2不考慮無柱節(jié)點的位移！第十五張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月是對結構整體抗扭特性

5、的衡量，是結構的全局指標，非局部指標。為了保證位移比的全局意義，計算位移比時，應采用強制剛性樓面假定規(guī)范僅對地震作用要求位移比控制樓層位移比：計算條件第十六張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月樓層位移比：計算條件第十七張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月樓層位移比：幾何解釋控制樓層的位移比 等價于控制樓層 形心與樓層轉動中心的距離 r位移比與轉動中心的關系：第十八張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月樓層位移比：幾何解釋14320.5B1.0B1.5B2.0B2.5BrB:垂直于地震方向的樓面寬度r：形心與轉心在垂直于地震方向的距離第十九張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于20

6、22年6月樓層位移比：幾何解釋BBB轉動中心 CR樓面形心CSr=2.5B第二十張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月樓層位移比：幾何解釋第二十一張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月樓層位移比：豎向變化規(guī)律第二十二張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月樓層位移比：豎向變化規(guī)律第二十三張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月樓層位移比：如何進行立面控制通過考察位移比的豎向變化規(guī)律我們知道，結構底部的位移比理論上會趨于無窮大，控制底部樓層的位移比有時難以實行。筆者建議，僅對于樓面標高高于結構主體總高度1/4的樓層，才按照規(guī)范限值控制其位移比；對于地下室以及樓面標高不高于結構

7、主體總高度的1/4的樓層，可以不必控制其位移比。第二十四張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月樓層位移比：如何進行立面控制控制1/4總高處的位移比小于1.5相當于控制頂層位移比小于(1+0.5/3.68)=1.136控制1/4總高處的位移比小于1.4相當于控制頂層位移比小于(1+0.4/3.68)=1.109控制1/4總高處的位移比小于1.2相當于控制頂層位移比小于(1+0.2/3.68)=1.054如此看來，這個控制已經(jīng)足夠嚴格了！第二十五張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月3.結構周期比扭轉效應與周期比的關系如何選取Tt,Tx1,Ty1第二十六張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2

8、022年6月結構周期比：扭轉效應與周期比結構的地震扭轉反應與兩個因素有關：一是偏心率，二是周期比。用公式表示就是：偏心率結構相對扭轉反應周期比第二十七張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構周期比：扭轉效應與周期比結構扭轉效應隨周期比的變化曲線周期比接近1.0時，扭轉效應出現(xiàn)峰值第二十八張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構周期比：扭轉效應與周期比周期比接近1.0時，扭轉效應出現(xiàn)峰值，故應使周期比盡量遠離1.0理論上宜控制雙向周期比均滿足限值:實際運用時,可采用較松的做法,滿足下式即可:第二十九張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構周期比：如何選取Tt,Tx1,Ty

9、1第三十張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構周期比：如何選取Tt,Tx1,Ty1何為扭轉為主？ 整體振動 扭轉成分超過80%何為平動為主？ 整體振動 平動成分超過80%第三十一張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構周期比：如何選取Tt,Tx1,Ty1振型 周 期 轉 角 平動系數(shù) (X+Y) 扭轉系數(shù) 1 1.4541 3.44 0.98 ( 0.98+0.00 ) 0.02 2 1.3492 123.47 0.06 ( 0.02+0.04 ) 0.94 3 1.1973 91.85 0.96 ( 0.00+0.95 ) 0.04 4 0.4985 4.10 0.97 (

10、 0.96+0.01 ) 0.03 5 0.4653 140.25 0.06 ( 0.03+0.02 ) 0.94 6 0.3877 92.42 0.62 ( 0.00+0.62 ) 0.38 7 0.2381 0.27 0.99 ( 0.99+0.00 ) 0.01 8 0.2182 57.47 0.05 ( 0.02+0.04 ) 0.95 9 0.1699 91.58 0.97 ( 0.00+0.96 ) 0.03平動為主扭轉為主混合振型第三十二張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構周期比：如何選取Tt,Tx1,Ty1這樣的局部平動振型對應的周期不能作為驗算周期比的素材，要采用

11、強制剛性樓板假定以獲得整體平動振型第三十三張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構周期比：如何選取Tt,Tx1,Ty1采用強制剛性樓板假定后變成整體平扭振型第三十四張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構周期比：如何選取Tt,Tx1,Ty1這樣的局部扭轉振型對應的周期也不能作為驗算周期比的素材，要采用強制剛性樓板假定獲得整體扭轉振型第三十五張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構周期比：如何選取Tt,Tx1,Ty1采用強制剛性樓板假定后變成整體扭轉振型第三十六張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構周期比：如何選取Tt,Tx1,Ty1何為“第一”， “第二”，

12、“第N” 振型？ 有幾個 “振幅零點” 就是第幾階振型 第一振型第二振型第三振型第三十七張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月一階振型實例結構周期比：如何選取Tt,Tx1,Ty1何謂振型的“階”？第三十八張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月二階振型實例結構周期比：如何選取Tt,Tx1,Ty1何謂振型的“階”？第三十九張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月三階振型實例結構周期比：如何選取Tt,Tx1,Ty1何謂振型的“階”？第四十張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構周期比：如何選取Tt,Tx1,Ty1周期比驗算中所用到的周期Tt,Tx1,Ty1，均為“第一”，不應

13、取其余?！暗诙?，“第三”，乃至于“第N”均為不可取。X,Y應理解為結構的剛度主軸，一般不同于 用戶建模時所采用的坐標軸第四十一張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構周期比：如何選取Tt,Tx1,Ty1沿結構剛度主軸方向的第一側振周期示意XY第四十二張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 樓面凹凸不規(guī)則、樓板不連續(xù)結構的調整和設計合法分法基于性能的抗震設計主體結構如何定義彈性板關注有效質量系數(shù)弱連系樓蓋主體結構獨立工作復核構造加強第四十三張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構樓面凹凸不規(guī)則、樓板不連續(xù)的調整通過樓面調整消除凹凸不規(guī)則或樓板不連續(xù)，基本方法兩種: 合

14、法：增設樓板（拉板、拉梁或陽臺板、空調設備平臺板） 分法：設縫分割為若干規(guī)則子結構，低矮的弱連廊采用滑支座等第四十四張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構樓面凹凸不規(guī)則、樓板不連續(xù)的調整合法：紅色的拉板或藍色的設備板第四十五張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構樓面凹凸不規(guī)則、樓板不連續(xù)的調整分法：設防震縫或滑動鉸支防震縫防震縫，滑動鉸支連廊第四十六張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月樓面凹凸不規(guī)則、樓板不連續(xù)結構的設計 若經(jīng)分、合二法調整未果，或受到客觀條件限制不能作此類調整，則須對此類不規(guī)則結構采用更為嚴格的方法進行基于性能的抗震設計，設計要點如下：主體結構設計

15、：中震彈性設計 考慮彈性樓板； 偶然偏心、雙向地震取不利； 位移角及承載力均作小震、中震雙控；第四十七張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十八張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十九張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月樓面凹凸不規(guī)則、樓板不連續(xù)結構的設計考慮樓板的幾種方式剛性樓板假定面內(nèi)剛度無限大，面外剛度為零適用范圍樓板面內(nèi)剛度足夠大的工程，但板厚較?。?0.85,不滿足規(guī)范要求。結構扭轉效應控制:單塔樓結構的平面布局調整示例第八十四張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構扭轉效應控制:單塔樓結構的平面

16、布局調整示例轉換層及以下平面(計3層)轉換層以上平面(計11層)第八十五張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月序號 周期 轉角 屬性 扭轉成分 平動成分 1 1.578510 8.1 X 0.14 0.86 2 1.455939 -22.4 TORSION 0.81 0.19 3 1.266284 91.4 Y 0.06 0.94層號 節(jié)點 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

17、.16 6.82 1.20 結構扭轉效應控制:單塔樓結構的平面布局調整示例調整之前的周期比和位移比周期比=0.9220.85第八十六張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構扭轉效應控制:單塔樓結構的平面布局調整示例通過外周加墻調整后的轉換層及以下平面轉換層以上平面 不必調整！第八十七張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月序號 周期 轉角 屬性 扭轉成分 平動成分 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層號 節(jié)點 最大位移 平均位移 位移比 1

18、 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 結構扭轉效應控制:單塔樓結構的平面布局調整示例調整之后的周期比和位移比周期比=0.728 0.85 調整后周期比： Tt/T1= 1.046/1.436 = 0.728 0.852.調整前最大位移比：Umax/Uaver=1.30 調整后最大位移比： Umax/Uaver=1.18匯總本工程調整前后的扭轉指標變化：3.調整前振型純粹性（前三個）：0

19、.86 0.81 0.94 調整后振型純粹性（前三個）: 0.98 0.99 0.92 第九十二張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構扭轉效應控制:單塔樓結構的平面布局調整示例周期比不滿足要求的實際工程平面幾何上規(guī)則、抗側剛度大但周期比超限第九十三張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月 振型號 周 期 轉 角 平動系數(shù) (X+Y) 扭轉系數(shù) 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.

20、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 ) 0.00 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第一振型為扭轉結構扭轉效應控制:單塔樓結構的平面布局調整示例周期比不滿足要求的實際工程平面平面貌似規(guī)整的剪力墻結構，第一振型為扭轉第九十四

21、張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構扭轉效應控制:單塔樓結構的平面布局調整示例周期比不滿足要求的實際工程平面平面貌似規(guī)整的框筒結構，第一振型為扭轉幾何上規(guī)則，但周期比超限第九十五張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構扭轉效應控制:單塔樓結構的平面布局調整小結周期比側重控制什么？ 周期比側重控制的是側向剛度與扭轉剛度之間的一種相對 關系，而非其絕對大小，它的目的是使抗側力構件的平面布 置兼顧抗側剛度和抗扭剛度，從而有效減小地震扭轉效應。周期比控制的認識誤區(qū) 抗側力剛度大，就意味著抗扭特性好 幾何上、視覺上很規(guī)則，就意味著抗扭特性好記住改善周期比的兩招 抗側力剛度均勻布置 相

22、對加強外圈非也！第九十六張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構扭轉效應控制:多塔樓結構的平面布局調整總原則各塔之間宜均衡同一塔內(nèi)宜均衡位移比采用整體模型計算，且宜對每一樓層的各個塔塊采用強制剛性樓板假定周期比可分塔驗算，上部有強連接的多塔應補充驗算整體周期比第九十七張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構扭轉效應控制:多塔樓結構的平面布局調整同基多塔結構：驗算分塔周期比 對于同基多塔結構，將各個塔樓與裙房交界處、與連廊交界處切開，只保留各單塔樓主體結構范圍以內(nèi)的部分，從而形成多個獨立的單塔。對每個獨立的單塔，依據(jù)上節(jié)調整控制其扭轉效應、驗算其周期比。第九十八張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構扭轉效應控制:多塔樓結構的平面布局調整無上連多塔的分拆示意第九十九張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構扭轉效應控制:多塔樓結構的平面布局調整有上連多塔的分拆示意第一百張，PPT共一百零八頁，創(chuàng)作于2022年6月結構扭轉效應控制:多塔樓結構的平面布局調整上部有強連接的同基多塔結構：驗算整體周期比 如果多塔結構存在足夠強的上部