[结构整体计算计算分析需考虑的各种因素.ppt

结构计算分析 计算分析的重要性 主要作用 工程师的主要工具 增长结构概念的重要手段 方案阶段 方案对比 初步设计阶段 确定结构布置及主要构件尺寸 施工图阶段 确定构件配筋 计算分析的误差 清醒认识：计算的误差是不可避免的 只有更合理的结果，没有正确的结果 计算分析的要点 合理的单元模型 单元由软件开发商提供 选用合适的单元 合理的结构模型 考虑全面的荷载 有限元分析概述 有限元方法 结构分析的重要工具——有限元方法 实体有限元，从弹性力学出发建立单元模型 杆系有限元，从结构力学出发建立单元模型 分析方法和思路相同 目前主要的结构分析程序 梁、柱、支撑采用的是梁单元 剪力墙 壳单元 薄壁杆单元 壁式框架 有限元方法 分析的核心——节点 构件的连接关系通过节点 物理意义：传力途径 单元在节点上变形协调 通过节点传力 常见的复杂连接关系 框支结构 常见的复杂连接关系 结构分缝 常见的复杂连接关系 钢结构连接 正确确定计算参数 周期折减系数——考虑非结构构件的影响 框架结构：0.6～0.7 框架剪力墙结构：0.7～0.8 剪力墙结构：0.9～1.0 正确确定计算参数 连梁刚度折减 6、7度时可取0.7 8、9度时可取0.5 风荷载作用下不应进行连梁刚度折减 跨高比较大的梁，折减系数不宜过大，控制裂缝的发生和发展 正确确定计算参数 梁刚度增大系数——考虑楼板对梁的约束 边梁1.5 中梁2.0 截面设计时楼板作用不考虑 正确确定计算参数 梁弯矩调幅 只对重力荷载进行调幅 悬臂梁不进行调幅 一般调幅系数 装配整体式结构0.7~0.8 现浇结构0.8~0.9 效应组合 无地震作用组合 效应组合 有地震作用组合 效应组合 地震与温度效应的组合 对超长结构需要考虑 极限温差按气象资料确定 外露结构要考虑日照引起的局部温度升高 与地震荷载组合时： 五棵松篮球馆 无地震组合±15℃ 地震组合±0.5×15℃ 国家体育场 无地震组合±50℃ 地震组合±0.5×50℃ 动力分析与静力分析 荷载的分类 荷载的大小和方向是否改变 静荷载 恒载 活载——大小改变，但变化速度很小 动荷载 动荷载的处理方法 静力分析方法 动力荷载的动力系数 风荷载的风振系数 动力分析 动荷载 地震作用 时程分析 反应谱法 动力时程分析方法 动力方程 动力时程分析方法 阻尼阵的确定 动力时程分析方法 动力方程的求解 振型组合法 速度快 只适用于线性问题 直接积分法 速度慢 可用于非线性问题 动力时程分析方法 地震波的选取 两组实际地震波，一组人工波 单条波基底剪力达到反应谱法的65％以上 平均基底剪力达到反应谱法的80％以上 不宜人工放大过大的倍数，可放大略大于1的倍数以满足上述要求 持续时间 12秒以上 结构基本周期的5～10倍 涵盖地震波的主要部分 动力时程分析方法 地震波的选取 峰值 三向地震输入 1:0.85:0.65 动力时程分析方法 时程分析结果的使用 计算结果 一般结构采用三条波的平均值 特别重要的复杂结构可采用包络值或平均值加一倍方差 总体信息——判断结构薄弱部位 层位移 层间位移角 基底剪力 若大于反应谱法结果，应适当放大反应谱法的地震力 多点输入地震分析 地震动的空间变异性 非均一性效应 行波效应 衰减效应 局部场地效应 对于一般建筑 均匀场地：以行波效应为主 不均匀场地：同时考虑局部场地效应 多点输入地震分析 何时需要考虑多点地震输入 长度在600米以上 长度在200米以上且地质不连续 多点地震输入的分析方法 时程分析法 方法成熟 结果确定 需要进行多组地震波的分析 随机振动方法 考虑了地震的不确定性 仍未达到完全实用 反应谱方法 精度难以保证 时程法分析多点地震输入 在结构的基底输入不同的地震时程 直接输入地面加速度时程 采用大质量法输入力的时程 行波效应的分析 确定各点输入时程的方法 确定波的传播方向和速度 计算各输入点的相位差 确定波的振动方向 注意： 波的传播方向与振动方向是独立的 传播方向用于计算相位差 振动方向用于输入加速度 首都机场3号航站楼水平双向多点输入时程地震反应分析 工程概况 工程概况 计算参数确定 地震波传播速度： 800m/s，500m/s，250m/s 地震加速度时程峰值： 700mm/s2; 水平双向：1:0.85 地震波的选择 El-Centro Court-House波 场地波 地震波传播方向及地震动输入方向 0、45、90、135、180 每个传播方向考虑两种地震动输入方向 分析情况汇总——共120种 扭转角度多、单点比较  设计建议 钢柱边、角柱位置定义 设计建议 线性分析与非线性分析 几何非线性分析 几何非线性分析 一般小变形问题 结构受力后，