第02章前处理数据准备Word文件下载.docx
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程序中对框支柱已自动提高,但未对剪力墙底部加强部位提高,由用户自己设定。
凡用户没有设置抗震等级的构件,程序按照总信息的抗震等级确定。
框支柱和框支梁(托剪力墙)由程序自动判断。
转换梁地震放大系数须人工设置,转换梁地震放大系数程序内定最小为1.25,也可在录入系统中人工设定。
6)薄弱的结构层号
可输入多个薄弱层号,最多10个,每个逗号分开,对这些结构层的墙柱梁地震内力自动放大1.15。
7)结构形式(1框架,2框剪,3墙,4核心筒,5筒中筒,6短肢墙,7复杂,8板柱墙)
结构形式分为:
1框架,2框剪,3墙,4核心筒,5筒中筒,6短肢墙,7复杂,8板柱墙。
不同的结构形式重力二阶效应及结构稳定验算不同,计算风荷载时不同结构体系的风振系数不同,采用的自振周期不同,结构内力调整系数不同,钢框架混凝土筒体结构的剪力调整与框剪结构不同。
宜在给出的多种体系中选最接近实际的一种,当结构定义为短肢剪力墙时,对短肢剪力墙,程序已按高规对短肢剪力墙的抗震等级自动提高一级;
小墙肢高度与厚度之比小于4时,应按框架柱设计。
短肢剪力墙定义为剪力墙截面高度与厚度之比大于4、小于8的剪力墙。
当剪力墙截面厚度不小于层高的1/15,且不小于300mm,高度与厚度之比大于4时仍属一般剪力墙。
8)结构材料信息(0砼结构,1钢结构,2钢砼混合)
结构材料信息为0(砼结构)、1(钢结构)或2(钢砼混合结构)。
若用户没给出基本自振周期,则程序在计算层风荷载时根据本信息自动计算结构的基本自振周期,从而影响风荷载大小。
对钢和钢砼混合结构,本信息影响框剪结构剪力调整参数不同。
9)结构重要性系数
根据建筑结构破坏后果的严重程度,建筑结构应按下表划分为3个安全等级。
设计时应根据具体情况,选用适当的安全等级。
建筑结构的安全等级
安全等级
破坏后果
建筑物类型
一级
很严重
重要的建筑物
二级
严重
一般的建筑物
三级
不严重
次要的建筑物
注:
承受恒载为主的轴心受压柱、小偏心受压柱,其安全等级应提高一级。
结构构件的承载力设计表达式为:
γ0S≤R
其中,γ0为结构构件的重要性系数,对安全等级为一级、二级、三级的结构构件,应分别取1.1、1.0、0.9。
10)竖向荷载计算标志(1一次性,2模拟)
1--一次性加载:
按一次加荷方式计算重力恒载下的内力
2--模拟施工加载:
按模拟施工加荷方式计算重力恒载下的内力
11)考虑重力二阶效应(0不考虑,1放大系数,2修正总刚)
0--不考虑:
无条件不考虑重力二阶效应。
1--放大系数:
按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002的5.4条放大系数法(位移和内力放大系数)近似考虑风和地震作用下的重力二阶效应,只适用于高层建筑结构,不影响结构计算的固有周期,根据所求的放大系数大于1.0时自动放大内力。
2--修正总刚:
通过修改总刚近似考虑风和地震作用下的重力二阶效应,适用于多高层建筑结构,影响结构计算的固有周期。
当修正总刚出现非正定不能求解时,只能采用放大系数法。
12)梁柱重叠部分简化为刚域(0,1)
1--梁柱重叠部分作为梁刚域和柱刚域计算,将影响到楼层的水平位移减小,梁的支座弯矩减小,柱的弯矩增大,建议选择梁柱重叠部分简化为刚域;
0--将梁柱重叠部分作为梁的一部分计算,不考虑梁柱重叠刚域。
13)钢柱计算长度系数有无考虑侧移标志(0,1)
1--钢柱的计算长度系数按有侧移计算;
否则0按无侧移计算。
14)砼柱计算长度系数计算原则(0按层,1按梁柱刚度)
1--混凝土柱计算长度系数的计算将执行混凝土规范7.3.11—3条,适用当水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75%以上时;
0--将仅执行混凝土规范7.3.11—2条。
15)考虑填充墙刚度(0周期折减来考虑,1考虑且根据梁荷求填充墙,2考虑但不自动求填充墙)
1和2的不同在于是否自动根据梁荷求填充墙,GSSAP中周期折减系数会自动设为1.0。
在录入梁的设计属性中增加"
梁下填充墙宽度"
主要用于设置首层填充墙,当梁下填充墙宽度和根据梁荷所求填充墙宽度不同时GSSAP自动取大值。
16)所有楼层强制采用刚性楼板假定(0实际,1刚性)
计算层刚度比和结构层位移时,程序强制按所有楼层强制采用刚性楼板假定,其它整体分析和内力计算按用户选择所有楼层是否强制采用刚性楼板假定。
若选择按实际模型计算,每一楼层的刚板、弹性板和独立节点自动按实际刚度情况计算,刚板、弹性板和独立节点个数不限。
结构扩初或选型计算时选择“所有楼层强制采用刚性楼板假定”,可提高计算速度,在构件设计时最好选择“按实际模型计算”,假如楼面接近无限刚,两种结果几乎相同。
17)墙竖向和墙梁板水平细分最大尺寸(0.5-5.0)
这是在墙单元细分时需要的一个参数,对于尺寸较大的剪力墙,在作墙元细分形成一系列小壳元时,为确保分析精度,要求小壳元的边长不得大于所指定最大尺寸,程序限定0.5m≤最大尺寸≤5.0m,隐含值为最大尺寸=2.0m,最大尺寸对分析精度有一定影响,但不敏感,对于一般工程,可取最大尺寸=2.0,对于框支剪力墙结构,最大尺寸可取得略小些,如最大尺寸=1.5或1.O。
当楼板采用板单元或壳单元计算时,程序自动将板及周边的梁剖分单元,内定最大控制剖分尺寸取墙水平细分最大尺寸,并且≤1.0m。
水平细分最大尺寸影响梁板的单元剖分长度。
18)异形柱结构(0不是,1是)
当选择是“异形柱结构”,薄弱层地震剪力增大1.2,其它结构为1.15。
1.2地震信息
1)地震力计算(0不算,1水平,2水平竖向)
不计算地震作用:
即不考虑地震作用;
计算水平地震作用:
计算用户指定水平方向的地震作用;
计算水平和竖向地震作用:
计算用户指定水平方向及Z方向的地震作用。
由于抗震设防烈度为6度时,某些房屋可不进行地震作用计算,但仍应采取抗震构造措施,因此可以选择不计算地震作用,地震烈度、框架抗震等级和剪力墙抗震等级仍应按实际情况填写,其他参数可任意填写。
抗震设防烈度为9度时须计算Z向地震。
2)计算竖向振型(0不算,1计算)
当考虑竖向地震时,计算竖向自由度的质量,计算的竖向振型参与反应谱地震内力计算(竖向地震影响系数最大值取水平地震影响系数最大值的65%)和弹性动力时程分析,此时不再考虑《建筑抗震设计规范》5.3节的简化计算方法。
此方法比简化计算方法更能反应局部竖向地震振动情况。
大跨度悬臂和连体结构应计算竖向振型。
计算竖向振型时弹性动力时程分析中可采用3向地震波。
3)地震设防烈度(6,7,7.5,8,8.5,9)
7.5度设计基本地震加速度值为0.15g;
8.5度设计基本地震加速度值为0.30g。
4)场地土类型(1,2,3,4)
场地类别可取值1、2、3、4,分别代表全国的I、II、III和lV类土。
5)地震设计分组(1,2,3)
应根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001附录A给出。
6)水平地震影响系数最大值(0-2.0)
水平地震影响系数最大值设为零时,程序自动按抗震烈度查表得到水平地震影响系数最大值,否则地震计算时按设定值计算。
7)特征周期(0-6s)
特征周期设为零时,程序自动按设计地震分组和场地土类查表得到特征周期,否则地震计算时按设定值计算。
8)结构阻尼比(0.01-0.1)
钢筋混凝土结构的阻尼比取0.05。
钢和钢筋混凝土混合结构在多遇地震下的阻尼比可取为0.04。
型钢混凝土组合结构的阻尼比可取为0.04。
钢结构在多遇地震下的阻尼比,对不超过12层的钢结构可采用0.035,对超过12层的钢结构可采用0.02;
在罕遇地震下的分析,阻尼比可采用0.05。
电视塔的阻尼比,钢塔可取0.02,钢筋混凝土塔可取0.05,预应力混凝土塔可取0.03。
斜撑式钢井架的阻尼比可采用0.02。
焊接钢结构的阻尼比可采用0.02。
螺栓连接钢结构的阻尼比可采用0.04。
预应力混凝土结构的阻尼比取0.03。
管道抗震计算的设计阻尼比宜通过试验或实测得到,也可根据管道的自振频率按下列规定选取:
(1)当自振频率小于或等于10Hz时,阻尼比可取为5%;
(2)当自振频率大于或等于20Hz时,阻尼比可取为2%;
(3)当自振频率大于10Hz但小于20Hz时,阻尼比可在上述
(1)和
(2)的范围内线性插入。
其它钢结构的阻尼比取0.01。
9)水平地震影响系数曲线下降段的衰减指数(0-1.0)
水平地震影响系数曲线下降段的衰减指数设为零时,程序自动按《建筑抗震设计规范》5.1.5公式计算,否则按设定值计算。
10)地震作用方向
可取最多8个地震作用方向,单位度,一般取侧向刚度较强和较弱的方向为理想地震作用方向。
规则的异形柱结构至少设置四个地震方向:
0,45,90,135。
0度和180度为同一方向,不需输入两次,输入次序没有从小到大或从大到小要求。
程序在每个地震方向计算刚度比、剪重比和承载力比,自动求出和处理相应的内力调整系数,考虑每个地震方向的偶然偏心和双向地震作用,每个方向的计算和输出内容是一样的。
11)振型计算方法(1子空间迭代法,2,Ritz向量法,3,Lanczos法)
子空间迭代法计算精度高,但速度稍慢。
对于小型结构,当计算振型较多、或需计算全部结构振型时,宜选择该方法。
对于普通结构计算,建议采用该方法计算。
兰索斯(Lanczos)方法速度快,精度稍低。
对于一般的结构计算,只需求解结构的前几十个振型,需计算振型数远小于结构的总自由度数、质点数,兰索斯方法的计算结果与子空间迭代法计算结果基本相同。
李兹向量(Ritz)直接法的速度、精度介于前两者之间。
在一般的结构设计中,三种计算方法的计算精度都能满足设计要求,对于特殊结构当采用一种方法求解不收敛或不能求解固有频率时,可换另一种方法求解。
12)振型数
考虑扭转耦联计算,振型数最好大于等于9。
振型数的大小与结构层数及结构形式有关,当结构层数较多或结构层刚度突变较大时,振型数也应取得多些,如顶部有小塔楼、转换层等结构形式。
对于多塔结构振型数可取大于等于18,对大于双塔的结构则应更多。
一般来说1层取1-3个,2层取3-6个,其他按2-3倍层数取值。
振型数可大于结构总层数,满足min(振型数*2,振型数+8)<
3*结构总层数。
并没有绝对可靠的公式可计算最大振型数,当取过多计算出错时,请减少振型数。
取足够的振型数保证参与计算振型的有效质量应90%,当结构的扭转不大时,扭转振型可不满足90%,平动振型要求满足90%,取最多振型数满足不了90%时可设置全楼地震力放大系数。
13)计算扭转的地震方向(1单向,2双向)
质量和刚度分布明显不对称的结构,应计入双向水平地震作用下的扭转影响。
程序考虑每个地震方向的双向水平地震作用。
当偶然质量偏心和双向地震的扭转效应都选择时,两种情况都计算位移,并且内力参与组合,自动取大值。
14)框架和剪力墙抗震等级(0,1,2,3,4,5)
墙柱梁板的内力调整、最小配筋率和最小体积配箍率等抗震措施受抗震等级控制,准确选取抗震等级将保证生成施工图时合理的抗震措施控制。
抗震等级设为5时抗震措施按非抗震处理,当抗震等级设为0时计算按特一级处理,构造要求按一级抗震处理。
录入系统中可单独指定某根墙、柱、梁或板的抗震等级。
端柱和连梁的抗震等级未指定时自动随地震信息中剪力墙抗震等级。
程序首先按设置的墙柱的抗震等级计算,当抗震等级随总信息时作了如下抗震等级提高的自动判定:
a)高规10.2.5,底部带转换层的高层建筑结构的抗震等级应符合本规程第4.8节的规定。
对部分框支剪力墙结构,当转换层的位置设置在3层及3层以上时,其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级尚宜按本规程表4.8.2和表4.8.3的规定提高一级采用,已经为特一级时可不再提高,程序中对框支柱已自动提高,但未对剪力墙底部加强部位提高;
b)高规7.1.2-3,抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比本规程表4.8.2规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用,程序中对短肢剪力墙已自动提高;
如下情况须人工设置构件的抗震等级:
a)高规4.8,提高或降低抗震等级;
b)抗规6.1.3,提高或降低抗震等级。
GSSAP计算中框架和剪力墙有两个抗震等级,框架和剪力墙抗震等级用于控制抗震措施,抗震措施包括内力调整和抗震构造措施。
构造抗震等级用于控制抗震构造措施,构造抗震等级在框架和剪力墙抗震等级基础上可进一步提高或降低。
15)周期折减系数
周期折减系数主要用于框架、框架剪力墙或框架筒体结构。
由于框架有填充墙(指砖),在早期弹性阶段会有很大的刚度,因此会吸收较大的地震力,当地震力进一步加大时,填充墙首先破坏,则又回到计算的状态。
而在GSSAP计算中,只计算了梁、柱、墙和板的刚度,并由此刚度求得结构自振周期,因此结构实际刚度大于计算刚度,实际周期比计算周期小。
若以计算周期按反应谱方法计算地震作用,则地震作用会偏小,使结构分析偏于不安全,因而对地震作用再放大些是有必要的。
周期折减系数不改变结构的自振特性,只改变地震影响系数。
周期折减系数的取值视填充墙的多少而定:
结构类型填充墙较多填充墙较少
框架结构0.6~0.70.7~0.8
框剪结构0.7~0.80.8~0.9
剪力墙结构1.01.0
16)全楼地震力放大系数
这是一个无条件放大系数,当结构由于受到结构布置等因素影响,使得地震力上不去,但周期、位移等又比较合理,是可以通过此参数来放大地震力,一般取1.0~1.5之间。
在“水平力效应验算”中提供了各层的剪重比,若剪重比不满足《建筑结构抗震设计规范》GB50011-2001的要求,程序已自动放大对应层的地震作用内力。
17)顶部小塔楼考虑鞭梢效应的层数、层号和放大系数
顶层小塔楼在动力分析中会引起很大的鞭梢响应,结构高振型对其影响很大,所以在有小塔楼的情况下,按规范所取的振型数之地震力往往偏小,给设计带来不安全因素。
在取得足够的振型后,也宜对顶层小塔楼的内力作适当放大,放大系数为1.5。
在输入小塔楼层数后,还要顺序输入小塔楼对应的结构层号。
注意:
如果小塔楼的层数大于两层,则振型应取再多些,直至再增加振型数后对地震力影响很小为止,否则采用放大地震作用内力弥补振型数的不够。
18)框架剪力调整段数(0~10)和剪力调整Vo所在的层号
侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框架-抗震墙结构,任一层框架部分的地震剪力,不应小于结构底部总地震剪力的20%(钢和钢砼混合结构25%)和按框架-抗震墙结构分析的框架部分各楼层地震剪力中最大值1.5(钢和钢砼混合结构1.8)倍二者的较小值。
若为板柱墙结构有另外的调整要求,详见内力调整章节的介绍。
对于框架-抗震墙结构请设置框架剪力调整段数和剪力调整Vo所在的层号,程序会在动力分析后验算满足以上要求;
对于抗震墙结构,其中只有少量的柱,不需要调整。
段数等于0为不调整;
大于0为调整,并指定调整剪力时有多少个V0所在的层,如设置为1,V0所在层一定是有侧约束地下室层数加1层;
如设置为2,V0所在层的第一个数为有侧约束地下室层数加1层,第二个数可为其他层,之间用逗号分开,有侧约束地下室不需调整,所以V0所在层的第一个数必须等于有侧约束地下室层数加1。
对平面变化较大的结构可进行分段剪力调整。
19)考虑偶然偏心(0,1)
由于活载的随机布置,计算地震作用时,高层规则结构应考虑偶然偏心的影响,见《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002有关规定。
程序考虑每个地震方向的偶然偏心。
对超长结构可适当减少偶然偏心时的质量偏心,不按5%的要求计算。
20)按中震(大震)不屈服做设计(0,1)
1为按中震(大震)不屈服做设计。
基于性能中震抗震设计主要被应用于复杂和超限结构,其中有中震弹性和中震不屈服计算。
结构位移比>
1.5(1.4)并且≤1.8,扭转平动周期比>
0.9(0.85)并且≤0.95时,应做基于性能中震抗震设计。
中震弹性计算的计算方法:
a)水平地震影响系数最大值按中震(2.8倍小震)取值;
b)取消组合内力调整(强柱弱梁,强剪弱弯)。
中震弹性计算的实现方法:
a)输入中震水平地震影响系数最大值;
b)抗震等级取4级。
中震不屈服计算的计算方法:
b)取消组合内力调整(强柱弱梁,强剪弱弯);
c)荷载作用分项系数取1.0(组合值系数不变);
d)材料强度取标准值;
e)抗震承载力调整系数γre取1.0。
中震不屈服计算的实现方法:
b)选择“按中震(大震)不屈服做设计”。
1.3风计算信息
1)自动导算风力(0不算,1计算)
用于在“生成GSSAP计算数据”时,控制是否按层自动计算每层的风荷载。
不计算层风荷载时,选择0,生成的GSSAP入口数据中每层风荷载为零。
此时用户可在建筑外立面的墙柱梁板上加风工况的荷载,GSSAP自动进行风的内力计算,详细内容见后面有关荷载章节。
2)修正后的基本风压(kN/m2)
可根据有关规范取值。
可以用逗号分开输入多个风作用方向对应的基本风压,没有输入某方向对应的基本风压,则程序自动按第1个风方向对应的基本风压取值。
若各方向的基本风压相同,则只输入1个基本风压即可。
对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋,已自动考虑风振影响。
对基本自振周期大于0.25s的各种高耸以及大跨度屋盖结构,程序未自动考虑风振影响,请人工增大基本风压。
3)坡地建筑1层相对风为0的标高(>
=0m)
坡地建筑1层即基底相对风荷载为零的地面的相对标高,用于结构建在山上而风压为零处在山底的情况。
该值要大于等于零,为负值时不予考虑;
当设置地下室层数时,程序会自动准确考虑风荷载计算,不需在这输入参数。
4)地面粗糙度(1,2,3,4)
1、2、3、4对应A、B、C、D四类。
荷规7.2.1对于平坦或稍有起伏的地形,风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按表7.2.1确定。
地面粗糙度可分为A、B、C、D四类:
——A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;
——B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;
——C类指有密集建筑群的城市市区;
——D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
高规条文说明3.2.3条:
以半圆影响范围内建筑物的平均高度来划分地面粗糙类别。
以拟建房屋为中心、2km为半径的迎风半圆影响范围内,当平均高度不大于9m时为B类;
当平均高度大于9m但不大于18m时为C类;
当平均高度大于18m时为D类;
5)风体型系数
现代多、高层结构立面变化较大,不同的区段内的体型系数可能不一样,程序限定体型系数最多可分三段取值。
若体型系数只分一段或两段时,则仅需填写前一段或两段的信息,其余信息可不填。
对每一段的体型系数,可以用逗号分开输入多个风方向对应的体型系数,没有输入某风方向对应的体型系数,程序自动按第1个风方向对应的体型系数取值,各方向的体型系数相同时,输入1个体型系数即可。
体型系数按下列规定采用:
荷规7.3.1表7.3.1(风荷载体型系数表);
高规3.2.5计算主体结构的风荷载效应时,风荷载体型系数μs,可按下列规定采用:
<
1>
圆形平面建筑取0.8:
2>
正多边形及截角三角形平面建筑,由下式计算:
式中n——多边形的边数。
3>
高宽比H/B不大于4的矩形、方形、十字形平面建筑取1.3;
4>
下列建筑取1.4:
1)V形、Y形、弧形、双十字形、井字形平面建筑;
2)L形、槽形和高宽比H/B大于4的十字形平面建筑;
3)高宽比H/B大于4,长宽比L/B不大于1.5的矩形、鼓形平面建筑。
5>
在需要更细致进行风荷载计算的场合,风荷载体型系数可按高规附录A采用,或由风洞试验确定。
6)结构自振基本周期(s)(0按经验公式自动计算)
结构基本周期的缺省值可由经验公式确定,如果已经知道结构的计算周期,此处可以直接填计算周期,可以使风荷载的计算更准确,一般采用平动第一周期乘周期折减系数。
可以用逗号分开输入多个风方向对应的基本周期,没有输入某风方向对应的基本周期,程序自动按第1个风方向对应的基本周期取值,各方向的基本周期相同时输入1个基本周期即可。
7)风方向
可取最多8个风方向,单位度,一般取刚度较强和较弱的方向为理想风方向。
规则的异形柱结构至少设置四个风方向:
与地震计算方向设置不同的是,0度和180度为不同的风方向,一般需同时设置0度和180度。
输入次序没有从小到大或从大到小要求。
程序在每个风方向的计算和输出内容是一样的。
在GSSAP计算入口数据文件“工程名.gsp”中,每个风作用方向(工况)可输入多个方向的风荷载输入:
迎风面方向的风力(kN),垂直迎风面的风力(kN),竖向风力(自上为正)(kN)和