自振周期 折减 系数

自振周期 折减 系数 自振周期折减系数 因为计算模型的简化和非构造身分的感化，导致多层钢筋混凝土框架构造在弹性阶段的计算自振周期(下简称"计算周期")比真实自振周期(下简称"自振周期")偏长。是以，不管是采取理【投资】式计算照样经验公式计算;不管是简化手算照样采取计算机法度榜样计算，构造的计算周期值都应根据具体情况采取自振周期折减系数(下简称"折减系数")加以修改，经修改后的计算周期即为设计采取的实际周期(下简称"设计周期")，设计周期=计算周期×折减系数。假如折减系数取值不恰当，常常使构造设计不公道，或造成浪费、或乃至产生安然隐患。诚然，折减系数是钢筋混凝土框架结设计所须要解决的一个重要问题。 影响自振周期身分是诸多方面的，加上多层钢筋混凝土框架构造实际 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 的复杂性，抗震规范[1]没有、也弗成能半数减系数给出一个确切的数值。很多文献中给出，当重要推敲填充墙的刚度影响时，折减系数可取0.6~0.7[4][7];根据填充墙的若干、填充墙开洞情况，其对构造自振周期影响的不合，可取0.50~0.90[2].这些都是以黏土实心砖为填充墙的经验值，不问可知，采取不合填充墙体材料的折减系数是不雷同的。当采取轻质材料或空心砖作填充墙，固然不该该套用实心砖为填充墙的折减系数。对黏土实心砖外的其它墙体可根据具体情况断定折减系数[4]. 经由过程笔者的粗浅分析和工程实践摸索，指出影响自振周期的一些重要身分，并半数减系数的取值提出建议，供构造工程师参考。 计算周期与自振周期存在差别的诸多身分 构造计算分析老是要进行简化的，简化程度取决于当时的计算对象;简化是有前提的，而关键是简化模型尽可能符合真实受力模型。多层钢筋混凝土框架构造的计算周期常常与其自振周期有较大年夜进出，笔者认为，此误差重要来自计算模型的简化，没有计入那些难于精确计算的身分酿成的。一分为二的说，没有计入的那些身分，常常使计算周期比自振周期长，在必定前提下也会使计算周期比自振周期短，重要表示为以下几方面: (一)造成计算周期比自振周期长的诸多启事 1.填充墙的刚度影响 大年夜多半多层钢筋混凝土框架构造的设计计算中，并没有计算填充墙、装修(饰)材料、支撑、设备等非构造构件的刚度。实际工程中，因为未推敲砖填充墙的刚度常常使计算周期比实测自振周期(下简称"实测周期")大年夜很多[7].填充墙的影响与填充墙的材料机能、数量、单片墙体长度、墙体完全性(开洞情况)、与框架的连接情况互相干注。定性地说，填充墙的数量多、单片墙体长度大年夜、墙体开洞少且小、与框架连接好，它对框架构造的刚度增长大年夜，反之就小。 我国的框架填充墙的成长趋势是，慢慢撤消黏土砖(保护黏土资本、能源、 ，采取多样化轻质填充砌体、轻墙板取而代之。采取不合伙料的情况等的请求) 填充墙，因为填充墙材料的刚度、变形机能、延性的不合，其对构造的空间刚度影响明显不雷同。在其它前提雷同时，采取轻质填充墙比黏土砖填充墙对构造的刚度影响小。 一般框架构造都要有填充墙，当砖填充墙多，可能会成为影响构造自振周期的重要的直接身分。 2.基坑回填土及混凝土刚性地坪对底层框架柱的侧限感化 平日，在计算模型中，多层钢筋混凝土框架构造的底层柱高(计算高度)，一般取基顶至一层楼盖顶之间的距离，见下图1.因为基顶至室内、外之间回填土必须严格夯实。例如压实填地盘基请求回填土的压实系数不该小于0.94[3].并且，平日在室内都要作混凝土刚性地坪。填土及地坪对构造侧移的束缚，完全可以改变底层柱的计算高度，增大年夜了构造刚度。为推敲填土及地坪影响，加强了底层柱根及其在刚性地坪部位的构造办法[1]. 当基本埋深大年夜，填土密实，混凝地盘坪刚度大年夜时，也是造成计算周期比实测周期偏长的重要启事。 3.现浇楼板对楼面梁的刚度影响 今朝，惯例的多层钢筋混凝土框架构造的分析计算，平日采取杆元构造模型，如PK采取平面杆元模型，TAT、TBSA等采取空间杆元模型。然则，客不雅上，现浇楼板构成了构造的刚度。在构造设计时参考了教科书及很多文献，采取简化方法推敲了现浇楼板对楼面梁的刚度增大年夜系数。比如，边框架梁取 然则，这其实不足以反应现浇楼板作为梁的有1.5倍，中框架梁取2.0倍[4]. 效翼缘对线形杆元模型梁的惯性矩真实增大年夜了若干，在弹性阶段，此增大年夜系数完全可能大年夜于2.0[5].精确计算是没法做到的，也只能经验推敲。若增大年夜系数值取小了，计算所得的构造刚度偏小，即计算周期偏长。现浇楼板对楼面梁的刚度增大年夜系数取值，也直接影响着构造的计算周期。 4.计算荷载高估了构造真本质量 一般情况下，计算荷载不合程度地高估了构造的真本质量(或简化的振动质点质量)。对恒荷载构成的质量，在正常设计情况下，计算值必定大年夜于实际值;对活荷载构成的简化质点质量，比如楼面等效均布荷载按50%推敲[1]，出现如许满载安排情况也是不太可能的。是以，所得简化质点质量之和常常大年夜于真实构造质量，数值计算所得的周期天然偏大年夜。 5.构造构件的超强性 起首，对材料强度具有95%包管率的靠得住度请求[8]，材料(如混凝土、钢筋等)存在超强身分;其次，设计和施工都请求构造构件的实际强度(如指标E)、尺寸(如指标I)不得低于设计标准。再者，混凝土的强度和其他机能指标的标准，一般取龄期t=28天来标定，而一般情况下混凝土的抗压强度是随龄期单调增长的，其增长速度渐减并趋势收敛。如，规范CEB-FIPMC90中，混凝土的抗压强度及弹性模量随龄期增长的计算式分别为:fC(t)=fC;EC(t)=EC式中=e.固然，正常情况下，构造的实际刚度也就大年夜于设计计算刚度。 (二)自振周期是变更的――特别是构造进入弹塑性、塑性变形阶段也会出现计算周期比自振周期短的情况 混凝土构件的刚度是随变形和应力状况、配筋情况、时光等诸多身分变更的。天然，其自振周期也随之而改变。 1.构造刚度随不合变形阶段而变更 不管是构造构件照样非构造构件，跟着构造变形赓续增长、本身开裂直至破坏的过程中，其刚度逐步衰减，同时阻尼在增长，才导致地动感化内力不会直线上升。当构造的侧向变形达到必定范围后，填充墙出现开裂、破坏，现浇楼板、刚性地坪等的刚度也退化和逐步破坏。同时，跟着构造构件开裂，按弹性计算的周期应当作响应调剂，以反应非构造构件抗侧移刚度降低乃至消掉和构造构件刚度的折减。当计算变形较大年夜时，构造构件按弹性计算的刚度宜折减，如取0.85EcI0[1]. 2.实测自振周期随外界的干扰力大年夜小而变更 钢筋混凝土构造的自振周期，在大年夜振幅振动与微幅振动下是不合的。对同一构造来讲，地动感化由小至大年夜，自振周期也由短变长。例如，北京饭铺东楼横向基本实测周期，在地动前(脉动法实测值)、海城地动时、唐山地 0.95秒、1.40秒。并且，构造并未进入明显的塑性变动时分别测得0.90秒、 形，震后独一填充墙略微开裂[7].也就是说，构造构件进入塑性变形之前，建筑物的抗侧移刚度已明显降低，自振周期比微幅振动时(脉动法实测值)已增长了很多。 3.钢筋混凝土构件带裂缝工作性质 大年夜多钢筋混凝土构件是带裂缝工作的。钢筋混凝土受弯构件的刚度，随时光、长驻荷载、配筋率而变更，短时光刚度可按下式计算[6]:个中;经久刚度可按下式计算:，个中经久荷载感化下对挠度增大年夜的影响系数θ与纵向受压钢筋配筋率等身分有关，一般经久刚度小于短时光刚度。 钢筋混凝土受弯构件，当弯矩M大年夜于开裂弯矩Mr后，跟着弯矩M(或曲折应力)增大年夜，构件上裂缝展开深度增长，截面有效高度减小而刚度降低。然则，在弹性变形阶段，裂缝对受弯构件的刚度影响较小，当进入弹塑性和塑性变形阶段，裂缝对受弯构件的刚度影响是弗成忽视的身分。 (三)其它影响身分的解释 1.空间安排的差别 建筑的空间整体工作机能、平面安排、现本质量(包含荷载)分布、场地地基和基本、施工质量、材料机能等等，都邑对构造的自振周期产生影响。 2.算简图忽视诸多次要身分产生的模型化误差 计算模型的假定和界线前提的处理，比如，实际构造的质量沿竖向是持续分布的，振动质点的简化与实际建筑存在持续介质离散化的物理意义上的模型化差别。天然也就存在计算成果的数值差别。 总而言之，因为钢筋混凝土材料机能的离散性、变构成分的多样和影响身分的浩瀚。很难建立一个通用的可用于精确计算的本构模型。对随便率性框架构造和同一框架构造的弹性、弹塑性、塑性变形的各阶段给定同一周期折减系数计算明显是不恰当的，也是不符合实际的。从上述各类身分的分析和根据大年夜量实测统计(计算周期平均为实测自振周期的2.5~3倍[7])，在弹性计算阶段，计算周期比自振周期偏长。 采取折减系数请求构造刚度、质量(荷载)、填充墙在平面内和沿竖向平均分布 多层框架构造，因为框架柱安排机动，跟着建筑功能的复杂性、多样性加强，大年夜空间构造、复杂构造、特别构造的日趋增多，抗震的概念设计、构造设计更显得重要，对关键部位、脆弱环节的加强必须具有针对性、有效性。对这类构造，靠自振周期折减以增大年夜地动感化效应来增长构造安然性，其实不必定见效，还可能会使构造构件受力掉真。例如: 1.填充墙在平面内平均分布的请求 精确的说，因为填充墙的刚度影响，必须推敲填充墙的地位及分布。比以下图2，仅当1，2轴之间有砖填充墙。图中框架柱Z2的抗弯刚度(EI)为Z1的8倍多，响应的其抗侧移刚度也比Z1超出很多倍。就Z1，Z2而言，假如推敲填充墙的刚度影响，采取周期折减系数予以调剂，程度地动感化产生的内力增长部分，按抗侧移刚度分派，绝大年夜部分由Z2承担，并未针对性的推敲与填充墙直接相连的Z1，这是不公道的。特别当采取太小的周期折减系数，这类掉真程度将明显增大年夜。 2.构造刚度突变 在建立整体计算模型时，常常因为楼梯细部尺寸未断定(如楼梯平台梁地位、标高等)，而没有推敲楼梯间的楼梯平台梁参构造空间|测验大年夜|刚度的计算。如图2中的A轴上，两框架柱之间的半层处楼梯平台梁实际已构成了框架梁，该处框架柱的线刚度明显增大年夜，乃至构成短柱，恰好这些处所恰是构造刚度突变，并且填充墙影响较大年夜而必须加强的部位。采取平日的周期折减系数的方法其实不克不及精确有效的表现这类刚度变更和填充墙的晦气影响。 结论和建议 1.因为构造计算模型未推敲非构造构件的刚度，今朝，经由过程经验系数对计算周期进行折减，恰当增大年夜构造抵抗地动感化的才能是须要的，也是 计算周期×折减系数。 可行的。抗震设计时，设计周期= 2.客不雅上，因为非构造构件(填充墙、现浇板、刚性地坪等)参与构成了实际建筑构造的刚度，然则非构造构件本身破坏时也耗散了地动能量，弗成否定它参与了构造抗震。 3.折减系数的取值一样必须遵守概念设计原则，应用者必须起首弄明白，折减系数与哪些身分相干，哪些是该工程的重要影响身分。各身分在不合的实际工程、不合的变形阶段中的影响程度是不合的，应具体情况具体分析。 4.采取折减系数，应留意构造的规矩性，刚度、质量(荷载)、非构造构件(如填充墙等)沿竖向分布和在平面分布的平均性。 5.当重要推敲填充墙的刚度影响时，应根据填充墙的材料特点、开洞情况、沿竖向分布和在平面分布特点等综合推敲，一般多层钢筋混凝土框架构造按弹性计算的自振周期，其折减系数建议以下取值(墙长、多、开洞少而小者取小值): (1)弹性(多遇地动)计算:空心砖填充墙体:0.7~0.9;轻质墙体:0.8~0.9. (2)弹塑性(罕遇地动)验算:空心砖填充墙体:0.8~1.0;轻质墙体:0.9~1.0. 大话西游2表情包 缝被机 历史上的今天: 09-30秋粮收获全面展开预计将再获丰收六十年不倒单的广钦老和尚2010- 2010-09-30