(1)振型組合數(shù)是軟件在做抗震計算時考慮振型的數(shù)量。該值取值太小不能正確反映模型應(yīng)當(dāng)考慮的振型數(shù)量,使計算結(jié)果失真;取值太大,不僅浪費時間,還可能使計算結(jié)果發(fā)生畸變?!陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》5.1.13-2條規(guī)定,抗震計算時,宜考慮平扭藕聯(lián)計算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),振型數(shù)不宜小于15,對多塔結(jié)構(gòu)的振型數(shù)不應(yīng)小于塔樓的9倍,且計算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%。一般而言,振型數(shù)的多少于結(jié)構(gòu)層數(shù)及結(jié)構(gòu)自由度有關(guān),當(dāng)結(jié)構(gòu)層數(shù)較多或結(jié)構(gòu)層剛度突變較大時,振型數(shù)應(yīng)當(dāng)取得多些,如有彈性節(jié)點、多塔樓、轉(zhuǎn)換層等結(jié)構(gòu)形式。振型組合數(shù)是否取值合理,可以看軟件計算書中的x,y向的有效質(zhì)量系數(shù)是否大于0.9。具體操作是,首先根據(jù)工程實際情況及設(shè)計經(jīng)驗預(yù)設(shè)一個振型數(shù)計算后考察有效質(zhì)量系數(shù)是否大于0.9,若小于0.9,可逐步加大振型個數(shù),直到x,y兩個方向的有效質(zhì)量系數(shù)都大于0.9為止。必須指出的是,結(jié)構(gòu)的振型組合數(shù)并不是越大越好,其最大值不能超過結(jié)構(gòu)得總自由度數(shù)。例如對采用剛性板假定得單塔結(jié)構(gòu),考慮扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)作用時,其振型不得超過結(jié)構(gòu)層數(shù)的3倍。如果選取的振型組合數(shù)已經(jīng)增加到結(jié)構(gòu)層數(shù)的3倍,其有效質(zhì)量系數(shù)仍不能滿足要求,也不能再增加振型數(shù),而應(yīng)認(rèn)真分析原因,考慮結(jié)構(gòu)方案是否合理。
?。?)最大地震力作用方向是指地震沿著不同方向作用,結(jié)構(gòu)地震反映的大小也各不相同,那么必然存在某各角度使得結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)值最大的最不利地震作用方向。設(shè)計軟件可以自動計算出最大地震力作用方向并在計算書中輸出,設(shè)計人員如發(fā)祥該角度絕對值大于15度,應(yīng)將該數(shù)值回填到軟件的“水平力與整體坐標(biāo)夾角”選項里并重新計算,以體現(xiàn)最不利地震作用方向的影響。
?。?)結(jié)構(gòu)基本周期是計算風(fēng)荷載的重要指標(biāo)。設(shè)計人員如果不能事先知道其準(zhǔn)確值,可以保留軟件的缺省值,待計算后從計算書中讀取其值,填入軟件的“結(jié)構(gòu)基本周期”選項,重新計算即可。
上述的計算目的是將這些對全局有控制作用的整體參數(shù)先行計算出來,正確設(shè)置,否則其后的計算結(jié)果與實際差別很大。
2.確定整體結(jié)構(gòu)的合理性 整體結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性是新規(guī)范特別強(qiáng)調(diào)內(nèi)容。新規(guī)范用于控制結(jié)構(gòu)整體性的主要指標(biāo)主要有:周期比、位移比、剛度比、層間,使結(jié)構(gòu)不至出現(xiàn)過大的扭轉(zhuǎn)。也就是說,周期比不是要求就構(gòu)足夠結(jié)實,而是要求結(jié)構(gòu)承載布局合理?!陡咭?guī)》第4.3.5條對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比的要求給出了規(guī)定。如果周期比不滿足規(guī)范的要求,說明該結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯,設(shè)計人員需要增加結(jié)構(gòu)周邊構(gòu)件的剛度,降低結(jié)構(gòu)中間構(gòu)件的剛度,以增大結(jié)構(gòu)的整體抗扭剛度。
設(shè)計軟件通常不直接給出結(jié)構(gòu)的周期比,需要設(shè)計人員根據(jù)計算書中周期值自行判定第一扭轉(zhuǎn)(平動)周期。
以下介紹實用周期比計算方法:
1)扭轉(zhuǎn)周期與平動周期的判斷:從計算書中找出所有扭轉(zhuǎn)系數(shù)大于0.5的平動周期,按周期值從大到小排列。同理,將所有平動系數(shù)大于0.5的平動周期值從大到小排列;
2)第一周期的判斷:從列隊中選出數(shù)值最大的扭轉(zhuǎn)(平動)周期,查看軟件的“結(jié)構(gòu)整體空間振動簡圖”,看該周期值所對應(yīng)的振型的空間振動是否為整體振動,如果其僅僅引起局部振動,則不能作為第一扭轉(zhuǎn)(平動)周期,要從隊列中取出下一個周期進(jìn)行考察,以此類推,直到選出不僅周期值較大而且其對應(yīng)的振型為結(jié)構(gòu)整體振動的值即為第一扭轉(zhuǎn)(平動)周期;
3)周期比計算:將第一扭轉(zhuǎn)周期值除以第一平動周期即可。
(2)位移比(層間位移比)是控制結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則性的重要指標(biāo)。其限值在《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》和《高規(guī)》中均有明確的規(guī)定,不再贅述。需要指出的是,新規(guī)范中規(guī)定的位移比限值是按剛性板假定作出的,如果在結(jié)構(gòu)模型中設(shè)定了彈性板,則必須在軟件參數(shù)設(shè)置時選擇“對所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定”,以便計算出正確的位移比。在位移比滿足要求后,再去掉“對所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定的選擇,以彈性樓板設(shè)定進(jìn)行后續(xù)配筋計算。 此外,位移比的大小是判斷結(jié)構(gòu)是否規(guī)則的重要依據(jù),對選擇偶然偏心,單向地震,雙向地震下的位移比,設(shè)計人員應(yīng)正確選用。
?。?)剛度比是控制結(jié)構(gòu)豎向不規(guī)則的重要指標(biāo)。根據(jù)《抗震規(guī)范》和《高規(guī)》的要求,軟件提供了三種剛度比的計算方式,分別是剪切剛度,剪彎剛度和地震力與相應(yīng)的層間位移比。正確認(rèn)識這三種剛度比的計算方法和適用范圍是剛度比計算的關(guān)鍵:1)剪切剛度主要用于底部大空間為一層的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及對地下室嵌固條件的判定;2)剪彎剛度主要用于底部大空間為多層的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu);3)地震力與層間位移比是執(zhí)行《抗震規(guī)范》第3.4.2條和《高規(guī)》4.3.5條的相關(guān)規(guī)定,通常絕大多數(shù)工程都可以用此法計算剛度比,這也是軟件的缺省方式。
?。?)層間受剪承載力之比也是控制結(jié)構(gòu)豎向不規(guī)則的重要指標(biāo)。其限值可參考《抗震規(guī)范》和《高規(guī)》的有關(guān)規(guī)定。
(5)剛重比是結(jié)構(gòu)剛度與重力荷載之比。它是控制結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的重要因素,也是影響重力二階效的主要參數(shù)。該值如果不滿足要求,則可能引起結(jié)構(gòu)失穩(wěn)倒塌,應(yīng)當(dāng)引起設(shè)計人員的足夠重視。
?。?)剪重比是抗震設(shè)計中非常重要的參數(shù)。規(guī)范之所以規(guī)定剪重比,主要是因為長期作用下,地震影響系數(shù)下降較快,由此計算出來的水平地震作用下的結(jié)構(gòu)效應(yīng)可能太小。而對于長周期結(jié)構(gòu),地震動態(tài)作用下的地面加速度和位移可能對結(jié)構(gòu)具有更大的破壞作用,但采用振型分解法時無法對此作出準(zhǔn)確的計算。因此,出于安全考慮,規(guī)范規(guī)定了各樓層水平地震力的最小值,該值如果不滿足要求,則說明結(jié)構(gòu)有可能出現(xiàn)比較明顯的薄弱部位,必須進(jìn)行調(diào)整。
除以上計算分析以外,設(shè)計軟件還會按照規(guī)范的要求對整體結(jié)構(gòu)地震作用進(jìn)行調(diào)整,如最小地震剪力調(diào)整、特殊結(jié)構(gòu)地震作用下內(nèi)力調(diào)整、0.2Q0調(diào)整、強(qiáng)柱弱梁與強(qiáng)剪弱彎調(diào)整等等,因程序可以完成這些調(diào)整,就不再詳述了。