混凝土结构设计中常见指标探讨.pdfVIP

2015 年第 8 期 ▲ doi：10.3969/j.issn.1673-1093.2015.08.016 2015 年第 8 期 总第 222 期 结 构 设 计 混凝土结构设计中常见指标探讨 摘要： 随着科学技术的发展，目前比较成熟的结构设计软件很多，合理的使用结构设计软件辅助结构设计能够有效的提高工 作效率和保证结构设计的安全可靠，达到事半功倍的效果。 本文通过分析和探讨混凝土结构设计过程中常见指标，使 结构设计人员能够更好的掌握和使用常见的指标。 关键词： 混凝土结构；设计参数；结构设计 中图分类号：TU37 文献标志码：A 文章编号：1673-1093（2015）08-0065-02 赵玉霞 （甘肃建筑职业技术学院，兰州 730050） 收稿日期：2015-03-27； 修回日期：2015-04-05 0 引言 目前，采用计算机软件进行多高层混凝土建 筑结构的分析和设计非常普遍。 多高层，特别是 高层建筑越来越多，结构的布置复杂，构件较多， 计算后数据输出量很大，因此，对软件的计算结 果的合理性、可靠性进行判断是十分必要的。 随 着计算机软件和硬件的飞速发展，用于结构分析 的软件的处理功能越来越完善，但仅能作为辅助 设计，并不能不加调整的直接用于结构设计。 结 构工程师应以扎实的力学概念和丰富的工程经 验为基础， 全面的对结构计算的合理性进行判 断，经过分析，确认其可靠性后，方可作为施工图 设计的依据。 1 常见指标分析 1.1 楼层位移比和扭转周期比 国内和国外数次地震灾害的调查结果一致表 明，建筑结构的平面布置如果不规则，建筑结构的 重心与刚心存在偏心以及建筑结构的抗扭刚度很 弱，在强震中一般破坏得较严重。我国现行结构设 计规范从楼层位移比以及扭转周期比这两个方面 限制建筑结构的扭转效应。 楼层位移比是指楼层的竖向抗侧力构件的最 大的弹性水平位移除以楼层的竖向抗侧力构件的 两端的弹性水平位移平均值。 对结构楼层位移比 的控制，是对整体结构规则性的控制。扭转位移比 计算时，程序有多种输出结果，一般情况下，按单 向水平地震作用下规定力计算的结果， 并考虑偶 然偏心。当结构的扭转位移比较大时，应通过调整 建筑结构的平面结构布置， 特别是尽量均匀对称 的布置结构的抗侧力构件， 调整抗侧力构件的侧 向刚度，加强周边抗侧力构件的刚度，使结构具有 良好的抗扭能力。 周期比主要控制的是结构整体的扭转刚度与 侧向刚度的相对关系，其目的是使结构设计人员能 均匀、 合理的布置结构的剪力墙、 柱等抗侧力构 件。当建筑结构的平动第一周期 T 1 和扭转第一周 期 T t 相差不大时能产生振动耦联（作用在给定侧 移的某一质点上的弹性恢复力， 不仅取决于这一 质点上的侧移，而且还取决于其他质点的位移，这 一现象称为耦联）的影响，结构的扭转效应明显增 大。防止建筑结构存在较弱的抗扭刚度的措施，现 行规范主要是通过计算 T t （扭转方向因子大于 0.5 且扭转周期为最长周期的称为 T t ）与 T 1 （结构沿两 个正交方向各有一个平动为主的振型周期。 T 1 指 刚度较弱方向的平动为主的第一振型周期）之比， 通过限制比值， 防止结构在地震作用下产生过大 的扭转导致结构破坏。总之，建筑结构控制周期比 的真正目标是要求结构设计时合理、 均匀的布置 结构构件， 而不是要求建筑的结构强度和刚度是 否足够。 当 T t /T 1 不满足规范规定要求时，应调整 抗侧力构件的布置， 调整结构的抗侧刚度和抗扭 刚度的比值，当结构的侧向刚度有富余时（即结构 的层间唯一角小于限值较多时），可通过适当减小 65 2015 年第 8 期 结构的抗侧刚度，以满足扭转周期比要求；当结构 的侧向刚度富余不多时， 可通过适当加大外围结 构的抗侧刚度（如：加大外围剪力墙、加大外框架 刚度等）使扭转刚度的增加幅度大于侧向刚度的增 加，满足扭转周期比要求。 总之，限制楼层位移比 关注的结构实际存在的扭转量值， 而限制扭转周 期比关注的是结构的抗扭能力。 两者虽然都和结 构的扭转有关，但关注的角度不同。 1.2 弹性层间位移角 现行结构设计规范通过弹性层间位移角来要 求结构应具有合理的刚度， 所以为了防止结构的 刚度太小， 规范给定了位移角的限值， 弹性层间 位移角的大小可体现出建筑结构的抗侧力构件 （如：框架梁柱、剪力墙等）的截面尺寸大小、刚度 强弱的一个整体性的量化指标。 限制层间位移角 的主要目的是保证结构在正常使用的情况下处于 弹性工作状态不出现裂缝或者尽量把裂缝的发育 限制在一定的范围之内， 另外还要保证非结构构 件不发生明显的损伤。 弹性层间位移角是相对于 地面的位移（相对位移），而不是结构的绝对位移。 以西安为例，本地区设防烈度为 8度，汶川地震时 西安地区的烈度约