結(jié)構(gòu)整體計(jì)算計(jì)算分析需考慮的各種因素(與“分析”有關(guān)的文檔共59張)

結(jié)構(gòu)整體計(jì)算計(jì)算分析需考慮的各種因素第一頁(yè)，共59頁(yè)。計(jì)算分析的重要性主要作用工程師的主要工具增長(zhǎng)結(jié)構(gòu)概念的重要手段方案階段方案對(duì)比初步設(shè)計(jì)階段確定結(jié)構(gòu)布置及主要構(gòu)件尺寸施工圖階段確定構(gòu)件配筋第二頁(yè)，共59頁(yè)。計(jì)算分析的誤差清醒認(rèn)識(shí)：計(jì)算的誤差是不可避免的只有更合理的結(jié)果，沒(méi)有正確的結(jié)果作用計(jì)算模型計(jì)算結(jié)果恒載、活載風(fēng)、地震溫度實(shí)際結(jié)構(gòu)效應(yīng)第三頁(yè)，共59頁(yè)。計(jì)算分析的要點(diǎn)合理的單元模型單元由軟件開(kāi)發(fā)商提供選用合適的單元合理的結(jié)構(gòu)模型考慮全面的荷載第四頁(yè)，共59頁(yè)。有限元分析概述第五頁(yè)，共59頁(yè)。有限元方法結(jié)構(gòu)分析的重要工具——有限元方法實(shí)體有限元，從彈性力學(xué)出發(fā)建立單元模型桿系有限元，從結(jié)構(gòu)力學(xué)出發(fā)建立單元模型分析方法和思路相同目前主要的結(jié)構(gòu)分析程序梁、柱、支撐采用的是梁?jiǎn)卧袅卧”跅U單元壁式框架第六頁(yè)，共59頁(yè)。有限元方法分析的核心——節(jié)點(diǎn)構(gòu)件的連接關(guān)系通過(guò)節(jié)點(diǎn)物理意義：傳力途徑單元在節(jié)點(diǎn)上變形協(xié)調(diào)通過(guò)節(jié)點(diǎn)傳力第七頁(yè)，共59頁(yè)。常見(jiàn)的復(fù)雜連接關(guān)系框支結(jié)構(gòu)確保梁上有節(jié)點(diǎn)傳力第八頁(yè)，共59頁(yè)。常見(jiàn)的復(fù)雜連接關(guān)系結(jié)構(gòu)分縫第九頁(yè)，共59頁(yè)。常見(jiàn)的復(fù)雜連接關(guān)系鋼結(jié)構(gòu)連接交點(diǎn)剛接一桿通過(guò)，一桿鉸接全鉸接交點(diǎn)不連接第十頁(yè)，共59頁(yè)。正確確定計(jì)算參數(shù)周期折減系數(shù)——考慮非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響第十一頁(yè)，共59頁(yè)。正確確定計(jì)算參數(shù)連梁剛度折減6、7度時(shí)可取0.78、9度時(shí)可取0.5風(fēng)荷載作用下不應(yīng)進(jìn)行連梁剛度折減跨高比較大的梁，折減系數(shù)不宜過(guò)大，控制裂縫的發(fā)生和發(fā)展第十二頁(yè)，共59頁(yè)。正確確定計(jì)算參數(shù)梁剛度增大系數(shù)——考慮樓板對(duì)梁的約束截面設(shè)計(jì)時(shí)樓板作用不考慮第十三頁(yè)，共59頁(yè)。正確確定計(jì)算參數(shù)梁彎矩調(diào)幅只對(duì)重力荷載進(jìn)行調(diào)幅懸臂梁不進(jìn)行調(diào)幅一般調(diào)幅系數(shù)第十四頁(yè)，共59頁(yè)。效應(yīng)組合無(wú)地震作用組合第十五頁(yè)，共59頁(yè)。效應(yīng)組合有地震作用組合所考慮的組合說(shuō)明重力荷載及水平地震作用1.21.3——重力荷載及豎向地震作用1.2—1.3—9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)考慮；水平長(zhǎng)懸臂和大跨結(jié)構(gòu)8度、9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)考慮重力荷載、水平地震及豎向地震作用1.21.30.5—9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)考慮；水平長(zhǎng)懸臂和大跨結(jié)構(gòu)8度、9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)考慮1.20.51.3—重力荷載、水平地震作用及風(fēng)荷載1.21.3—1.460m以上的高層建筑考慮重力荷載、水平地震作用、豎向地震作用及風(fēng)荷載1.21.30.51.460m以上的高層建筑，9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)考慮；水平長(zhǎng)懸臂和大跨結(jié)構(gòu)8度、9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)考慮1.20.51.31.4第十六頁(yè)，共59頁(yè)。效應(yīng)組合地震與溫度效應(yīng)的組合對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)需要考慮極限溫差按氣象資料確定外露結(jié)構(gòu)要考慮日照引起的局部溫度升高與地震荷載組合時(shí)：五棵松籃球館無(wú)地震組合±15℃×15℃國(guó)家體育場(chǎng)無(wú)地震組合±50℃×50℃第十七頁(yè)，共59頁(yè)。動(dòng)力分析與靜力分析第十八頁(yè)，共59頁(yè)。荷載的分類(lèi)荷載的大小和方向是否改變靜荷載恒載活載——大小改變，但變化速度很小動(dòng)荷載第十九頁(yè)，共59頁(yè)。動(dòng)荷載的處理方法靜力分析方法動(dòng)力荷載的動(dòng)力系數(shù)風(fēng)荷載的風(fēng)振系數(shù)動(dòng)力分析動(dòng)荷載地震作用時(shí)程分析反應(yīng)譜法第二十頁(yè)，共59頁(yè)。動(dòng)力時(shí)程分析方法動(dòng)力方程第二十一頁(yè)，共59頁(yè)。動(dòng)力時(shí)程分析方法阻尼陣的確定第二十二頁(yè)，共59頁(yè)。動(dòng)力時(shí)程分析方法動(dòng)力方程的求解振型組合法速度快只適用于線性問(wèn)題直接積分法速度慢可用于非線性問(wèn)題第二十三頁(yè)，共59頁(yè)。動(dòng)力時(shí)程分析方法地震波的選取兩組實(shí)際地震波，一組人工波單條波基底剪力達(dá)到反應(yīng)譜法的65％以上平均基底剪力達(dá)到反應(yīng)譜法的80％以上不宜人工放大過(guò)大的倍數(shù)，可放大略大于1的倍數(shù)以滿足上述要求持續(xù)時(shí)間12秒以上結(jié)構(gòu)基本周期的5～10倍涵蓋地震波的主要部分第二十四頁(yè)，共59頁(yè)。動(dòng)力時(shí)程分析方法地震波的選取峰值三向地震輸入抗震設(shè)防烈度7度8度9度（cm/s2）220（310）400（510）620第二十五頁(yè)，共59頁(yè)。動(dòng)力時(shí)程分析方法時(shí)程分析結(jié)果的使用計(jì)算結(jié)果一般結(jié)構(gòu)采用三條波的平均值特別重要的復(fù)雜結(jié)構(gòu)可采用包絡(luò)值或平均值加一倍方差總體信息——判斷結(jié)構(gòu)薄弱部位層位移層間位移角基底剪力若大于反應(yīng)譜法結(jié)果，應(yīng)適當(dāng)放大反應(yīng)譜法的地震力第二十六頁(yè)，共59頁(yè)。多點(diǎn)輸入地震分析地震動(dòng)的空間變異性非均一性效應(yīng)行波效應(yīng)衰減效應(yīng)局部場(chǎng)地效應(yīng)對(duì)于一般建筑均勻場(chǎng)地：以行波效應(yīng)為主不均勻場(chǎng)地：同時(shí)考慮局部場(chǎng)地效應(yīng)第二十七頁(yè)，共59頁(yè)。多點(diǎn)輸入地震分析何時(shí)需要考慮多點(diǎn)地震輸入長(zhǎng)度在600米以上長(zhǎng)度在200米以上且地質(zhì)不連續(xù)第二十八頁(yè)，共59頁(yè)。多點(diǎn)地震輸入的分析方法時(shí)程分析法方法成熟結(jié)果確定需要進(jìn)行多組地震波的分析隨機(jī)振動(dòng)方法考慮了地震的不確定性仍未達(dá)到完全實(shí)用反應(yīng)譜方法精度難以保證第二十九頁(yè)，共59頁(yè)。時(shí)程法分析多點(diǎn)地震輸入在結(jié)構(gòu)的基底輸入不同的地震時(shí)程直接輸入地面加速度時(shí)程采用大質(zhì)量法輸入力的時(shí)程第三十頁(yè)，共59頁(yè)。行波效應(yīng)的分析確定各點(diǎn)輸入時(shí)程的方法確定波的傳播方向和速度計(jì)算各輸入點(diǎn)的相位差確定波的振動(dòng)方向注意：波的傳播方向與振動(dòng)方向是獨(dú)立的傳播方向用于計(jì)算相位差振動(dòng)方向用于輸入加速度第三十一頁(yè)，共59頁(yè)。首都機(jī)場(chǎng)3號(hào)航站樓

水平雙向多點(diǎn)輸入時(shí)程地震反應(yīng)分析第三十二頁(yè)，共59頁(yè)。工程概況BODYSTEM第三十三頁(yè)，共59頁(yè)。工程概況第三十四頁(yè)，共59頁(yè)。地震波傳播速度：800m/s，500m/s，250m/s地震加速度時(shí)程峰值：地震波的選擇El-CentroCourt-House波場(chǎng)地波地震波傳播方向及地震動(dòng)輸入方向0、45、90、135、180每個(gè)傳播方向考慮兩種地震動(dòng)輸入方向

計(jì)算參數(shù)確定

第三十五頁(yè)，共59頁(yè)。分析情況匯總——共120種

第三十六頁(yè)，共59頁(yè)。扭轉(zhuǎn)角度多、單點(diǎn)比較

第三十七頁(yè)，共59頁(yè)。設(shè)計(jì)建議鋼柱邊、角柱位置定義第三十八頁(yè)，共59頁(yè)。設(shè)計(jì)建議鋼柱影響系數(shù)剪力800m/s500m/s250m/s平均BODY普通柱1.001.001.001.00邊柱1.101.191.491.26角柱1.271.562.101.64STEM普通柱1.001.001.001.00邊柱1.001.001.101.03角柱1.101.191.301.20彎矩800m/s500m/s250m/s平均BODY普通柱1.001.001.001.00邊柱1.121.191.491.27角柱1.341.622.251.73STEM普通柱1.001.001.001.00邊柱1.001.001.201.07角柱1.121.191.301.20第三十九頁(yè)，共59頁(yè)。線性分析與非線性分析第四十頁(yè)，共59頁(yè)。幾何非線性分析第四十一頁(yè)，共59頁(yè)。幾何非線性分析一般小變形問(wèn)題結(jié)構(gòu)受力后，幾何關(guān)系保持不變大變形問(wèn)題幾何關(guān)系發(fā)生了不可忽視的改變索結(jié)構(gòu)，只有通過(guò)大變形結(jié)構(gòu)才成立高柔結(jié)構(gòu)，P-Δ效應(yīng)狠重要高層建筑主要的幾何非線性問(wèn)題是P-Δ效應(yīng)第四十二頁(yè)，共59頁(yè)。P-Δ效應(yīng)的計(jì)算方法wiuiwiui/hiwiui/hiii-1hi123ii-1Nuiwi第四十三頁(yè)，共59頁(yè)。P-Δ效應(yīng)的影響因素側(cè)向剛度表2計(jì)算結(jié)果層數(shù)方案1頂點(diǎn)位移(mm)方案2頂點(diǎn)位移(mm)不考慮考慮誤差(%)不考慮考慮誤差(%)205.905.981.449.179.341.853023.5524.343.3834.9436.544.594063.3267.346.3596.48103.867.6550136.63151.1410.62208.87240.8315.3第四十四頁(yè)，共59頁(yè)。P-Δ效應(yīng)的影響因素側(cè)向剛度側(cè)向剛度越小，影響越大第四十五頁(yè)，共59頁(yè)。P-Δ效應(yīng)的影響因素結(jié)構(gòu)重量表3不同面荷載的頂點(diǎn)位移計(jì)算結(jié)果(mm)層數(shù)面荷載（包括板自重）6kN/m2面荷載（包括板自重）10kN/m2不考慮考慮誤差(%)不考慮考慮誤差(%)205.905.961.005.905.981.443023.5524.112.3823.5524.343.384063.3266.154.4763.3267.346.3550136.63146.737.39136.63151.1410.62第四十六頁(yè)，共59頁(yè)。P-Δ效應(yīng)的影響因素結(jié)構(gòu)重量重量越大，影響越大第四十七頁(yè)，共59頁(yè)。P-Δ效應(yīng)的影響因素P-Δ效應(yīng)的影響與側(cè)向力無(wú)關(guān)與側(cè)移限制不能混淆對(duì)風(fēng)和地震都狠小的地區(qū)尤其需要注意，否則可能設(shè)計(jì)出過(guò)柔的結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性后結(jié)構(gòu)剛度下降，P-Δ效應(yīng)影響加大規(guī)范規(guī)定計(jì)算P-Δ效應(yīng)影響時(shí)，彈性模量折減第四十八頁(yè)，共59頁(yè)。材料非線性分析第四十九頁(yè)，共59頁(yè)。材料非線性非線性彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系不是線性的，但卸載與加載相同彈塑性卸載與加載路徑不同，有殘余塑性變形第五十頁(yè)，共59頁(yè)。靜力彈塑性分析(Pushover)一般過(guò)程建立結(jié)構(gòu)模型指定塑性鉸特性指定加載模式分析計(jì)算結(jié)果注意必須在靜力分析的內(nèi)力基礎(chǔ)上進(jìn)行橫向加載必須考慮P-Δ效應(yīng)第五十一頁(yè)，共59頁(yè)。靜力彈塑性分析(Pushover)常用塑性鉸模型根據(jù)截面分析確定塑性鉸特性第五十二頁(yè)，共59頁(yè)。靜力彈塑性分析(Pushover)常用加載模式倒三角荷載均布荷載振型組合荷載不同模式，結(jié)果有差異，可取多種模式參考第五十三頁(yè)，共59頁(yè)。靜力彈塑性分析(Pushover)結(jié)果分析能力曲線第五十四頁(yè)，共59頁(yè)。靜力彈塑性分析(Pushover)結(jié)果分析能力譜曲線