【设计新手总结】一注复习查漏补缺20个问题（荷载、抗震篇）

刚刚毕业，工作了半年。行业不景气，活也不多。这半年的工作使我感觉自己还有很多的不足，因此主要还是重在学习。今年可以参加一注考试，趁此机会，把自己还回去的知识一点一点进行系统的复习与总结。每天看一点，利用中午的时间，写下该贴，不指望能写出全部要领，只是将自己看到，想到的一些问题在这进行记录，主要是一些自己容易忽视的地方，因而只是小品。

希望自己能够坚持下来，并请大家多多指点、监督，有不对或遗漏但需要特别注意的地方也希望大家能够补充和总结。undefined









荷载一


1. 结构重要性系数




由安全等级（一、二、三级）和设计使用年限（5、25、50、100年）决定，分别取1.1（一级、100年），1.0（二级、50年），0.9（三级、5年），在钢结构和砌体规范中对于设计使用年限为25年时，要求不应小于0.95。

注意：

对于地震工况，一律取1.0，且相应承载力抗震调整系数不为1，应按《抗规》5.4.2采用（不用结构形式，不同构件取值不同），因此对于由地震作用工况控制的结构计算中，PKPM软件中结构安全等级的参数设置影响不大。






2.可变荷载组合系数




一般情况下取0.7，对书库、档案库、储藏室或通风机房、电梯机房取0.9，雪荷载0.7，风荷载0.6，积灰荷载0.9。


不上人屋面均布活荷载不与雪荷载/风荷载同时组合






3.可变荷载分项系数




一般下取1.4，工业房屋楼面活荷载大于4kN/m2时，取1.3，此外水平地震作用也采用1.3（不计竖向地震）。






4.设计使用年限调整系数 γL




根据设计使用年限为5、50、100年，取0.9、1.0、1.1。对于荷载标准值可控制的活荷载，设计使用年限系数取1.0，即不调整（这条在遇到工业厂房时候需要注意）

地震作用<一>有关地震的影响，主要分抗震计算、抗震措施。

（注意：根据具体工程，这两者的抗震设防烈度需相应调整，未必相同。）





<抗震设防烈度调整>


抗震计算：甲类提高，丁类降低。


抗震措施：甲、乙类提高，丁类降低。


→抗震构造措施：Ⅲ、Ⅳ类场地7度半及8度半提高至8度和9度，Ⅰ类场地建筑降低1度（甲、乙除外）。《抗规》3.3.2，3.3.3

<抗震计算>





1.什么时候计算？

《抗规》5.1.6 《高规》4.3.1


总结：允许不计算：生土房屋、木结构房屋，6度多层建筑（不规则建筑除外）          应计算：6度及以上的其他建筑。





2.计算什么？

《抗规》5.1.1，《高规》4.3.2


水平地震作用：a、两个主轴方向，b、有超过15度斜角构件的方向

竖向地震作用：8、9度的大跨度（8度24m、9度18m）、长悬臂（阳台或走廊：8度2m、9度1.5m）结构。对于高层，还应增加7度(0.15g)。


扭转作用：质量和刚度明显不对称——双向水平地震作用下的扭转影响，其他情况——单向水平地震作用下的扭转影响





3.怎么计算？



地震作用计算方法主要有三种：①底部剪力法（简化计算方法），②振型分解反应谱法，③时程分析法




(1)底部剪力法一些要点：a、适用范围


以剪切变形为主，质量及刚度分布均匀。对于高层，采用该简化方法不能超过40m（嵌固端至檐口高度，不计入屋面突出部分，如女儿墙，屋顶间，烟囱），原因很简单，建筑高度越高，会越趋向于弯曲变形（个人理解）。




b、重力荷载代表值


等效重力荷载，位于各个楼层楼板位置，其中恒荷载部分包括该层楼板自重，及相邻上下层竖向构件和墙体自重的一半。活荷载应乘以组合值系数。




c、地下室作为上部结构的嵌固《抗规》6.1.14，《高规》5.3.7地下一层与地上一层的侧向刚度比应大于2，计算采用的是《高规》E.0.1中的等效剪切刚度（与抗剪承载力及层高有关）。

拓展：《高规》3.5.2为地震剪力与位移刚度比，用于确定薄弱层。





d、基本自振周期计算（用于确定地震影响系数α1、顶层附加水平地震力系数δn、最小地震剪力系数λ）


周期折减系数：考虑填充墙对结构刚度的影响




e、顶部附加地震作用


对于长周期结构（T1>1.4Tg），需要进行顶部附加地震力调整（△Fn=δn*Fek），调整的方法，简而言之，就是去掉顶层附加地震力后进行各层的地震力分配，然后将去掉的顶层附加地震力加至顶层之前分配到的地震力中。

注意：计算各层水平地震力分配时去掉的<顶部附加地震力>在计算顶层的地震力时得加上去（调整前后总水平地震力大小不变）





f、突出屋面部分地震作用效应（屋顶间，女儿墙，烟囱，单层厂房天窗架等）


如何考虑


底部剪力法——增大系数


       振型分解法——作为一个质点参与计算


注意：对于高层采用底部剪力法应注意前提条件：高度小于40m（结构高度，不计突出屋面部分，嵌固端至檐口）且以剪切变形为主，质量、刚度分布均匀；


增大系数


       多层：3 


       单层厂房：《抗规》9.1.9（横向）、9.1.10（纵向）


       高层：《高规》表C.0.3

注意：突出屋面部分增大的地震作用效应部分不往下传递。





g、地基与结构相互作用影响


什么时候考虑？


8、9度且Ⅲ、Ⅳ类——强震下的软弱地基，地基的约束不够


基本周期T1=1.2Tg~5Tg——反应谱中，为快速下降段，地基的影响较大。


       注意：以上条件需同时满足

地震作用<二>




(2)振型分解反应谱法


不考虑扭转耦联：《抗规》5.2.2 《高规》4.3.9


考虑扭转耦联：《抗规》5.2.3 《高规》4.3.10




结构动力学学的时间比较久，都还给老师了:kiss:，但就规范的内容和公式也比较好理解。




比较底部剪力法，公式中增加了两个变量——质点水平相对位移Xji（j 振型下 i 质点的相对位移），振型参与系数γj


其中：Xji——包含正负号的，表示各个振型各质点的相对位移关系。

总的地震作用力是各个振型作用下质点的地震力的叠加——平方和开根组合（SRSS），相邻振型的周期比应小于0.85（振型的耦联影响小，误差不大，这在《高规》中有直接的体现）。否则应采用完全方根组合（CQC）。




PS：以上具体原因参考《抗规》条文说明，CQC，知道就行，不会考计算，算不来的^_^。

地震作用<三>不同类型结构水平地震作用：




对于钢结构、砌体结构、烟囱的水平地震作用计算有一些特殊的要求：




钢结构：阻尼比不再按0.05取值，其 阻尼比 取值如下：《抗规》8.2.2


                        高度                                阻尼比


                        H<=50m                        0.04


                        50m<H<200m                0.03


                        H>=200m                0.02






砌体结构：


①计算地震影响系数α1：取地震影响系数最大值αmax（结构刚度大，自振周期较短【小于0.3s】，地震影响系数曲线中对应于最大值位置）


                 ②嵌固端：当砌体结构的基础埋置较深时，取室外地坪下0.5m处标高作为嵌固端，计算底层层高。


                 ③不考虑顶部附加地震作用△Fn，出屋面构筑物地震作用仍然需要考虑。




烟囱：①阻尼比：混凝土烟囱（0.05），钢烟囱（0.01） 《烟囱设计规范》5.5.1


          ②计算：高度 <=100m，底部弯矩和剪力法《囱规》5.5.5；


                        100~150m，振型分解反应谱法，且取前    3   个振型；


                        150~210m，振型分解反应谱法，且取前 3~5  个振型；


                              >210m，振型分解反应谱法，且取不少于 5 个振型。

排架厂房：


与一般计算相同。注意一点，计算基本地震周期时与计算地震作用时均要用到重力荷载代表值，但含义不同，主要是计算系数取值不同（如排架柱，前者应乘以0.25，而后者应乘以0.5）。

地震作用<三>




竖向地震作用计算


水平地震作用计算公式类似。


其中：竖向地震影响系数最大值——水平地震影响系数最大值*折算系数（a）、


          结构等效总重力荷载——重力荷载代表值*折算系数（b）






对于不同情况，折算系数 a，b取值不同：




高层建筑（9度）：《抗规》5.3.1 ，a=0.65，b=0.75；


规则平板型网架屋盖（跨度<120m，长度小于300m，小于《抗规》5.1.2第5款），大跨（>24m）屋架、屋盖横梁及托架：《抗规》5.3.2，取0.1~0.25，查表；


长悬臂构件（8度>2m，9度>1.5m），其他大跨结构（8度>24m，9度>18m）：b=0.1(8度0.2g)/0.15(8度0.3g)/0.2(9度)

荷载效应与地震效应的组合


地震作用参与的荷载组合中，计算自重引起的结构内力时，应采用重力荷载代表值（恒+0.5活）。

非地震作用的荷载组合中，采用常规的恒、活荷载组合系数

注：本篇内容整理自原作者：


dillpang

 的学习笔记，楼主这种对学习、工作的认真态度感染了我，所以汇集整理了原作者的优质内容，

希望坛里的朋友可以接力下去，并请大家多多指点、监督，有不对或遗漏但需要特别注意的地方也希望大家能够补充和总结。