结构设计中计算参数合理取值探讨

建筑结构设计中计算参数合理取值探讨

建筑结构设计中现常采用SATWE程序进行结构整体计算分析，对计算参数取值不当，会影响计算结果的准确性、可靠性，有可能造成计算结果偏于不安全。应在正确理解参数的物理概念的基础上，根据工程的实际情况及规范相关要求经分析后确定。下面就主要的计算参数进行探讨。

1. 竖向荷载计算

规范JGJ3-2002第5.1.9分析时，柱、墙轴向变形宜考虑施工过程的影响。施工过程的模拟可根据需要采用适当的简化方法。一次性加载：采用整体刚度模型，适用于多层结构、钢结构以及有上传荷载模拟施工加载1：采用整体刚度模型，分层加载方式计算。适用于多高层结构。

模拟施工加载2：按模拟施工加载体结构的外围框架构件的刚度放大十倍。仅适用于框筒结构向基础传递荷载(不要传递刚度)。

模拟施工加载3：采用分层刚度模型，分层加载方式计算。适用于多高层无吊车结构，更符合工程实际情况。2. 风荷载计算

规范GB50009-2001第7.1.2中附表D.4给出的50年一遇的风压采用，且不得小于规范JGJ3-2002第3.2.2高层建筑，其基本风压应按100如无锡地区的高层建筑风荷载计算，建筑物高度

按一次加载方式计算竖向力。(如吊柱)的结构。

1计算竖向力，并将框架筒

条：基本风压应按本规范附录D.40.3KN/m2。

60米以下按

条：高层建筑进行重力荷载作用效应条：对于特别重要或对风荷载敏感的年重现期的风压采用。1

50年重现期的基本风压值，采用0.45KN/m2；建筑物高度60米以上按100年重现期的基本风压值，采用0.50KN/m2。

风荷载计算中的结构基本周期取值，一般工程中其取值与结构计算第一周期相差较大，应在完成一次计算后，将计算结果中的结构第一平动周期代入，再对结构重新进行计算，以使结构风荷载的计算更为准确。3.规范结构单元的两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用，应全部由该方向的抗侧移构件承担。斜交抗侧力构件的结构，侧力构件方向的水平地震作用。对称的结构，应计入双向水平地震作用的扭转影响。无锡地区一般工程结构的抗震设防类别为标准设防类（丙类）地震设防烈度为度为0.05g地震作用方向与整体坐标的夹角可先取果中如结构最不利方向角大于考虑最不利地震方向的影响。为避免输入该角度图形旋转带来的不便，也可以将最不利作用方向在多方向水平地震参数中输入，增加验算该方向地震作用，以体现最不利地震作用的影响。当建筑结构中有斜交抗侧力构件时，且其与主轴方向相交角度大于15震方向是成组出现的，如在（附加地震数）中输入（角度）中输入（ 条：1. 一般情况下，可在构筑物2. 有15度时，应分别计算各抗质量或刚度分布明显不均匀、不

，，场地类别为Ⅲ类。

0度进行计算，计算结度，应将该角度输入重新计算，以

程序计算中的斜交地2），在（相应20度和110度、40度和

2

地震作用计算

GB50011-2001第5.1.1当相交角度大于3. 6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速，场地特征周期为0.45s15度时，应输入斜交构件的数量和角度。20，40），则程序自动增加130度两组工况计算水平地震作用。

根据规范GB50011-2001第3.4.2条规定，当楼层的弹性水平位移比大于1.2时，结构性属于平面扭转不规则。建议当不考虑偶然偏心时，楼层的弹性水平位移比大于1.2时，宜计入双向水平地震作用的扭转影响。

4. 对所有楼层强制采用刚性楼板假定的选择规范JGJ3-2002第5.1.5条：可假定楼板在其自身平面内为无限刚性，相应地设计时应采取必要措施保证楼板平面内的整体刚度。在结构计算中应采取符合实际的楼板刚度计算假定，当计算模型存在楼板开大洞、不连续、弱连接的情况，不符合刚性楼板假定时，应采用“弹性楼板假定”计算，同时地震作用应采用“总刚分析方法”计算，计算结构的位移比时，则应选用“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”进行补充计算。如果没有定义弹性楼板或楼板开大洞，一般不选择此顶。对于复杂结构，如不规则坡屋顶、体育馆、工业厂房，或者柱、墙不在同一标高，或者没有楼板等情况，如采用强制采用刚性楼板假定，结构分析会严重失真。对于错层或带有夹层的结构，总是伴有大量的越层柱，如采用强制采用刚性楼板假定，所有越层柱将受到楼层约束，造成计算结果失真。

5. 计算振型个数

规范GB50011-2001第5.2.2型参与质量达到总质量90%所需的振型数。一般在刚性楼板假定情况下，取用的振型数不大于如对于三层的钢筋混凝土结构，采用刚性楼板假定计算，地震作用

进行高层建筑内力与位移计算时，

条文说明规定：振型个数一般取振

3倍层数，3

振型个数取了12，由于振型数量取用过多，造成计算周期不正确，地震作用下的结构内力异常。

高层建筑地震作有振型数至少取9，考虑平扭耦联计算结构的扭转效应，振型数不应小于15，对多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍

地震作用振型数量的取用多少与结构层数及结构形式有关，计算振型数要保证振型参与质量不少于总质量的6. 周期折减系数

规范JGJ3-2002第3.3.16用的结构自振周期应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减。对于框架、框架-剪力墙或框架筒体结构，充墙，仅考虑其荷载，没有考虑其刚度，因此结构实际刚度大于计算刚度，实际周期比计算周期小，使结构分析偏于不安全，因此需对地震力进行放大。

周期折减系数根据实际工程情况而定，一般情况下：框架结构取0.6~0.7，框架-剪力墙结构取周期折减系数不改变结构的自振特性，7. 柱、墙、基础活荷载折减系数规范GB50009-2001 4.1.2 表4.1.1 中的楼面活荷载标准值在下列情况下应乘以规定的折减系数。表4.1.1 中第1(1)项应按表程序中内定的活荷载折减系数为荷载规范表使用功能不属于荷载规范表4.1.1 数应按荷载规范4.1.2条内的相关规定执行。对于带裙房的高层建筑，裙房不应按主楼的层数取用活荷载折

90%。

计算各振型地震影响系数所采

在建模时没有输入填0.7~0.8，剪力墙结构取0.9~1.0。

而只改变地震影响系数。

4.1.2 规定采用。

4.1.2，当建筑的中第1(1)项时，活荷载的折减系

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条：条：设计楼面梁、墙、柱及基础时，减系数。

对于底部为商用的住宅建筑，底部商业的活荷载折减系数应取0.9或不折减。

对于错层结构，活荷载折减系数应考虑计算楼层与实际楼层的区别。

对于比较复杂的工程，应根据工程具体情况，合理地考虑活荷载折减系数。

传给基础的活荷载折减系数仅用于给JCCAD基础程序，因此按楼层的活荷载折减系数在还要另行输入。

8. 梁扭矩折减系数规范JGJ3-2002应考虑楼盖对梁的约束作用。当计算中未考虑楼盖对梁扭转的约束作用时，可对梁的计算扭矩乘以折减系数予以折减。梁扭矩折减系数应根据梁周围楼盖的情况确定。对于现浇楼盖，采用刚性楼板假定时，可考虑楼盖对梁扭转的约束作用，对梁的计算扭矩折减，折减系数取情况而定，一般工程取的梁及弧梁，此折减系数不起作用）若定义了弹性楼板，由于弹性楼板已考虑了对梁的抗扭作用，因此梁的扭矩不应再折减。对于弧梁，梁扭矩应不折减或少折减。9. 连梁刚度折减系数规范JGJ3-2002的框架-剪力墙或剪力墙结构中的连梁刚度可予以折减， SATWE内力输出，并没有传JCCAD程序中

0.4~1.0，根据具体。

折减系数不

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第5.2.4 条：高层建筑结构楼面梁受扭计算中0.4。（注：程序规定对于不与刚性楼板相连

第5.2.1 条：在内力与位移计算中，抗震设计

宜小于0.5。

连梁刚度折减系数是针对抗震设计的，一般对6、7度区连梁刚度折减系数可取0.7，对8、9度区连梁刚度折减系数可取0.5，对6度、风荷载控制的地区可取0.8，对非抗震设防地区不折减或少折减。

10. 中梁刚度放大系数规范JGJ3-2002第5.2.2 楼面和装配整体式楼面中梁的刚度可考虑翼缘的作用予以增大。楼面梁刚度增大系数可根据翼缘情况取为梁刚度放大的主要目的，是为了考虑在刚性楼板假定下楼板刚度对结构的贡献，一般情况下，现浇楼板的中框架梁可取框架梁取1.5。

对于无现浇层的装配式结构楼面梁、板柱结构的等代梁刚度不应放大。

对于单向填充空心现浇楼板，宜在平行和垂直填充空心管的方向取不同的梁刚度放大系数。

11. 回填土对地下室约束相对刚度比规范JGJ3-2002第5.3.7顶板作为上部结构嵌固部位时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的回填土对地下室约束相对刚度比取约束。

回填土对地下室约束相对刚度比取约束，取值越大约束作用越强，一般工程取回填土对地下室约束相对刚度比取负数 1.3～2.0。

2.0，边

2倍。

0：基础回填土对结构没有1~6：基础回填土对结构有3.0。

m：则m层以下地下室

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条：在结构内力与位移计算中，现浇条：高层建筑结构计算中，当地下室嵌固，但必需满足规范要求的嵌固条件。

地下室嵌固部位刚度比的计算采用剪切刚度。

当地下室是上部多塔楼的大底盘时（没有裙房），地下室作为上部结构的嵌固部位的条件：地下室的整体刚度与相邻上部所有塔楼的总刚度不应小于2，每栋塔楼有效影响范围内的地下室（塔楼周边向外扩出与地下室高度相等的水平长度）刚度与相邻上部塔楼的刚度比不少于1.5。当仅有一层地下室，地下室顶板作为嵌固部位有欠缺时，设计宜按有一层地下室和无地下室两种模型分别计算包络设计。12. 层刚度比计算规范JGJ3-2002包括某楼层抗侧刚度小于其上一层的刚度平均值的80%，或结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的80%，或某楼层竖向抗侧力构件不连续，其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以应符合本规程第5.1.13构造措施。

1）、地震剪力与地震层间位移比的比值，适用于没有转换结构的大多数常规建筑，也可用于地下室嵌固部位的刚度比计算。2）、剪切刚度：主要适用于底部大空间为一层的转换层结构刚度比计算，及地下室嵌固部位的刚度比计算。3）、剪弯刚度：主要适用于底部大空间层数大于一层的转换层结构刚度比计算。

对竖向不规则的高层建筑结构，70%或小于其上相邻三层侧向的增大系数；结构的计算分析并应对薄弱部位采取有效的抗震

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第5.1.14条：1.15条的规定，

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