高层结构和BIM结构设计问题专题讲座

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1、高层结构和高层结构和BIM结构设计问题结构设计问题专题讲座专题讲座吴文勇吴文勇 焦焦 柯柯广东省建筑设计研究院广东省建筑设计研究院深圳市广厦软件有限公司深圳市广厦软件有限公司20132013年年2 2月月今天的讲座内容分两部分今天的讲座内容分两部分:第第1部分为高层结构设计的问题部分为高层结构设计的问题,第第2部分为部分为BIM结构设计的问题结构设计的问题,第第1个问题是各设计和审图人员关心的问题个问题是各设计和审图人员关心的问题,第第2个问题不光是设计人员关心个问题不光是设计人员关心,单位领导也关心单位领导也关心.2010版设计规范已经执行了两年，对一些不尽合理版设计规范已经执行了两年，对一

2、些不尽合理的规定各设计单位提出了许多建议，为此广东省编写了广的规定各设计单位提出了许多建议，为此广东省编写了广东省标准东省标准高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程(简称广东高规简称广东高规,全国全国许多设计单位的总工都参与了编制和审定工作许多设计单位的总工都参与了编制和审定工作,这是第这是第2版本的广东高规版本的广东高规,2005年第年第1版本的广东高规对全国的设计和高规产生了很大影响版本的广东高规对全国的设计和高规产生了很大影响,本次高规本次高规)，对不尽合对不尽合理的内容做了修改，对未详细说明的内容做了进一步详细理的内容做了修改，对未详细说明的内容做了进一步详细说明，让一线

3、设计和审图人员掌握更合理的设计概念，并说明，让一线设计和审图人员掌握更合理的设计概念，并作为设计和审图的依据。作为设计和审图的依据。 ( (目前许多设计单位年人均产值目前许多设计单位年人均产值3030万左右万左右, ,设计人员一半时间在画图设计人员一半时间在画图, ,设计行设计行业的生产率已经排在各行业的末位业的生产率已经排在各行业的末位, ,提高设计自身的技术水平成了当务之提高设计自身的技术水平成了当务之急急) )CAD的应用是结构设计的第的应用是结构设计的第1次革命，带来了生产力的次革命，带来了生产力的大提高，大提高，BIM的应用是结构设计的第的应用是结构设计的第2次革命，与我们每次革命，

4、与我们每一个结构设计同行息息相关，今天第一个结构设计同行息息相关，今天第2部分内容将介绍部分内容将介绍BIM的应用如何对结构设计产生的应用如何对结构设计产生革命性的影响。革命性的影响。第一部分、高层结构设计的问题第一部分、高层结构设计的问题介绍如下介绍如下1616点内容：点内容：(16(16点内容也分为两部分点内容也分为两部分, ,第第1 1部分部分1-151-15为层为层间位移角限制过于严格等规范的问题间位移角限制过于严格等规范的问题, ,第第2 2部分为部分为8 8个疑难计算的问题个疑难计算的问题) )1 1、规范中层间位移角限制过于严格、规范中层间位移角限制过于严格; ;2 2、扭转不规

5、则控制过于严格、扭转不规则控制过于严格; ;3 3、刚度比计算方法过多、刚度比计算方法过多; ;4 4、偶然偏心计算的偏移值与平面形状和质量、偶然偏心计算的偏移值与平面形状和质量分布有关分布有关; ; 5 5、地震楼层最小剪力系数不满足时如何调整、地震楼层最小剪力系数不满足时如何调整; ;6 6、小塔楼地震作用的计算；、小塔楼地震作用的计算；7 7、梁有效翼缘宽度的合理选取、梁有效翼缘宽度的合理选取; ;8 8、短肢墙的新定义、短肢墙的新定义; ;9 9、短肢墙更合理的构造控制、短肢墙更合理的构造控制; ;1010、框剪调整的强柱弱梁、框剪调整的强柱弱梁; ;1111、剪力墙约束边缘构件阴影区

6、的构造、剪力墙约束边缘构件阴影区的构造; ; 1212、转换层的底部加强部位、转换层的底部加强部位; ;1313、两新结构形式、两新结构形式: :采用扁梁、空心板的板采用扁梁、空心板的板- -柱柱- -墙结构和巨型框架墙结构和巨型框架- -核心筒结构核心筒结构; ;1414、抗震性能设计的改进方法、抗震性能设计的改进方法; ;1515、浅基础和桩基础承载力的计算、浅基础和桩基础承载力的计算; ;1616、设计中的、设计中的8 8个疑难计算问题。个疑难计算问题。1 1、规范中层间位移角限制过于严格的问题、规范中层间位移角限制过于严格的问题过于严格的原因有如下过于严格的原因有如下4 4条条: :1

7、 1）概念偏于严格）概念偏于严格: :规范把钢筋混凝土构件开裂时的层间位移角作规范把钢筋混凝土构件开裂时的层间位移角作为多遇地震作用下结构的弹性位移角限值，而混凝土开裂时钢筋为多遇地震作用下结构的弹性位移角限值，而混凝土开裂时钢筋的应力还很小，即使混凝部分开裂，整体结构还处于弹性状态；的应力还很小，即使混凝部分开裂，整体结构还处于弹性状态；2 2）计算位移偏大）计算位移偏大: :规范通过周期折减考虑了填充墙刚度对地震作规范通过周期折减考虑了填充墙刚度对地震作用的影响用的影响, ,但未考虑填充墙刚度对位移的影响但未考虑填充墙刚度对位移的影响( (有了填充墙刚度后有了填充墙刚度后实际的位移应该比当

8、前计算的小实际的位移应该比当前计算的小, ,拿偏大的计算位移作为设计控拿偏大的计算位移作为设计控制使设计过于保守制使设计过于保守) )，实际工程中，实际工程中0.80.8周期折减系数来说周期折减系数来说, ,计算位计算位移偏大了移偏大了1.1-1.31.1-1.3倍左右；倍左右；3 3）无害位移占主要部分）无害位移占主要部分: :实际工程中上部楼层层间位移角较大，实际工程中上部楼层层间位移角较大，常起控制作用常起控制作用, ,而这部分位移角由下部楼层的转角所引起的无害而这部分位移角由下部楼层的转角所引起的无害位移角占主要部分；位移角占主要部分；4 4）大震位移角可证明）大震位移角可证明: :从

9、等位移原理出发，如果大震作用是小震从等位移原理出发，如果大震作用是小震的的6 6倍，大震作用下框架结构、框倍，大震作用下框架结构、框- -剪结构、剪力墙结构的层间弹剪结构、剪力墙结构的层间弹塑性极限位移角分别为塑性极限位移角分别为1/501/50、1/1001/100、1/1201/120，则小震作用下框架，则小震作用下框架结构、框结构、框- -剪结构、剪力墙结构的层间位移角分别控制不大于剪结构、剪力墙结构的层间位移角分别控制不大于1/3001/300、1/6001/600和和1/7201/720，可保证结构的安全。，可保证结构的安全。 如下图如下图, ,大震控制大震控制1/1001/100时

10、时, ,当当1/6001/600时时, ,实际的承载能力远实际的承载能力远大于小震的承载能力大于小震的承载能力,1/600,1/600控制还是有富余的。控制还是有富余的。 广东高规广东高规3.7.33.7.3中水平力作用下最大层间位移角中水平力作用下最大层间位移角的控制放松了的控制放松了10-20%,10-20%,如下如下: :上表为高规上表为高规, ,下表为广东下表为广东高规的要求高规的要求。( (剪力墙结构剪力墙结构1/10001/1000改为改为1/800)1/800)2 2、扭转不规则控制过于严格、扭转不规则控制过于严格过于严格的原因有如下两条过于严格的原因有如下两条: :1 1）即使

11、周期比大于）即使周期比大于1 1，扭转振型引起的扭矩和扭转角，扭转振型引起的扭矩和扭转角远小于偶然偏心引起的扭矩和扭转角；远小于偶然偏心引起的扭矩和扭转角； 2 2）位移比等于最大位移）位移比等于最大位移/ /平均位移平均位移, ,当分母平均位移很当分母平均位移很小时小时, ,很小的位移差也会算出较大的位移比。此时结构很小的位移差也会算出较大的位移比。此时结构的水平刚度很大，楼层扭转角不大，位移比确难以满的水平刚度很大，楼层扭转角不大，位移比确难以满足要求。足要求。因此，因此，1 1）广东高规不控制周期比；）广东高规不控制周期比；2 2）在层间位移角很小时，超限审查略为放松扭转位移）在层间位移