地震作用最大方向附加斜交構(gòu)件的問題

時間：2023-05-01 02:26:19 資料我要投稿

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STAWE算出的最大地震作用方向是根據(jù)地震作用和坐標(biāo)角度進行剛度矩陣的算法得到一個函數(shù)的。

這個函數(shù)我查閱過相關(guān)資料礙于自己的數(shù)學(xué)水平有限說句實話實在是看不懂。詳見附件的一篇論文《地震最大作用方向的確定》

不過在實際設(shè)計工作中，經(jīng)過自己的實踐我發(fā)現(xiàn)最大地震作用角度和自己剛度布置有關(guān)。如果是結(jié)構(gòu)本身是比較規(guī)則的情況下。如果剛度布置分部不是按建筑形狀的分部布置的。比較極端的情況如下圖，剛度布置是由45度對稱布置的。

左下角和右上角是布置的剪力墻截圖可能看不得不是特別清楚。

振型號周期轉(zhuǎn) 角平動系數(shù) (X+Y）扭轉(zhuǎn)系數(shù)

1 1.1296 45.00 1.00 ( 0.50+0.50 ) 0.00

2 0.7428 135.00 1.00 ( 0.50+0.50 ) 0.00

3 0.490 10.00 0.00 ( 0.00+0.00 ) 1.00 地震作用最大的方向 =45.001 (度)

由以上一個簡單的例子可以發(fā)現(xiàn)，地震作用最大方向是通常是由剛度對稱分部的主軸方向來的。通過看X向和Y向轉(zhuǎn)角可以判斷這個結(jié)構(gòu)的主軸是45度的坐標(biāo)系了，而不是我們默認90度的。（當(dāng)然會有例外的情況，這個還和體量大小，剛心質(zhì)心多方面因素相關(guān)。只不過這個主軸影響是最大的，如果有例外的情況不符合這個經(jīng)驗，在從其他地方著手，不要和我抬杠）。

我只要改變一下結(jié)構(gòu)布置，這個結(jié)構(gòu)布置按建筑形狀來布置剛度左下角右下角布置了剪力墻。

地震最不利方向就會正常。主軸方向也正常了變成0 度和90度。

考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時的振動周期(秒)、X,Y 方向的平動系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù)

振型號周期轉(zhuǎn) 角平動系數(shù) (X+Y) 扭轉(zhuǎn)系數(shù)

1 1.3212 0.00 0.79 ( 0.79+0.00 ) 0.21

2 0.8733 90.00 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.00

3 0.4374 180.00 0.21 ( 0.21+0.00 ) 0.79

地震作用最大的方向 = 0.000 (度)

單個構(gòu)件的剛度沒有變，只是改變了布置的位置就會改變最大地震作用角度。

不過這個最大地震作用方向也并不一定是最不利的方向，只是有可能。

但是PKPM只會在按我們默認的坐標(biāo)系來算最配筋。

所以我們最好的辦法是在STAWE里面附加斜交地震力。

因為這樣PKPM會比較附加地震力和默認地震力方向取其不利計算配筋。

而如果填到那個水平力夾角的那個，他只會驗算一個，不會進行對比。

這就是為什么通常都會在STAWE里面回填斜交抗側(cè)構(gòu)件方向地震數(shù)。而不填寫水平力夾角的原因。當(dāng)然還和風(fēng)荷載有關(guān)。那個不細說了。

樓主說如果用雙向地震和偶然偏心附加角度必要性不大

那就錯了。雙向地震是兩個方向地震作用的組合。

PKPM也會計算你附加地震作用角度方向的偶然偏心和雙向地震的組合計算配筋。

所以必須附加斜交地震數(shù)。

你附加斜交構(gòu)件地震數(shù)的真正意義就在于

改變主軸的方向在進行一次周期位移配筋的計算。而和偶然偏心和雙向地震有本質(zhì)的區(qū)別。

第二個問題斜交抗側(cè)力構(gòu)件和斜交結(jié)構(gòu)

這個就是一個相對的問題。

舉兩個斜交抗側(cè)力構(gòu)件的例子

圈出來的那個柱子就斜交抗側(cè)力構(gòu)件，因為主軸是90度的，他這個柱子的方向和主軸的方向不一致，所以叫斜交抗側(cè)力構(gòu)件。這個其實才是規(guī)范的最初的本意。

還有一種特殊的斜交抗側(cè)力構(gòu)件

那就是前文中第一個例子。

因為他的坐標(biāo)系是斜的，是45度。

那相對的這個結(jié)構(gòu)的所有柱子剪力墻這些抗側(cè)力構(gòu)件都是斜交抗側(cè)力構(gòu)件了。

這種結(jié)構(gòu)形式在中國的規(guī)范上并不算是不規(guī)則，也沒有一個量化的判斷，只能根據(jù)抗規(guī)的5.1.1.1條和5.1.1.2條來執(zhí)行就行了。在STAWE里面也就是附加斜交地震數(shù)了。但是根據(jù)抗規(guī)的條文說明第269頁倒數(shù)第6行，上面寫UBC（美國抗震規(guī)范）還規(guī)定平面不規(guī)則還包括抗側(cè)力構(gòu)件于主軸斜交或不對稱布置。那也就是說，以上的那個結(jié)構(gòu)布置，雖然中國規(guī)范并不限制，但是參考美國規(guī)范發(fā)現(xiàn)，那也是一種不規(guī)則。所以，如果有條件還是盡量避免。

在設(shè)計設(shè)計中，結(jié)構(gòu)平面都比這個復(fù)雜。根據(jù)我的經(jīng)驗一個規(guī)整的建筑，剛度布置表面看起來也是 0度 90度對稱，但是卻還是出現(xiàn)了地震最大作用方向超過15度很多，

那就是可能有一些凹角或者凸角沒有布置抗側(cè)力構(gòu)件，例如下圖那樣。畫圈的地方?jīng)]有布置抗側(cè)力構(gòu)件。

當(dāng)然你不改凹角處按照現(xiàn)行抗震規(guī)范高規(guī)都不算錯。但是從概念設(shè)計上來講，使主軸和抗側(cè)力構(gòu)件的角度相差不多還是最好。而且主軸方向的變形，還使得你在進行抗扭設(shè)計時的困難。因為很難判斷到底是該加強哪邊的周邊剛度。

那什么是斜交結(jié)構(gòu)呢

斜交結(jié)構(gòu)指的兩個方向主軸方向不是直角

最簡單的就是正三角形的結(jié)構(gòu) 或者Y形的結(jié)構(gòu)

他們就是有三個主軸每個主軸的夾角是60度。

就是所謂的斜交結(jié)構(gòu) 這個你一聽就能明白就不附圖了

第三個問題

振型分解反應(yīng)譜法

大學(xué)手算的底部剪力法其實和振型分解反應(yīng)譜法

的第一陣型的算法差不多。