浅谈结构设计中需要控制的目标参数

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

浅谈结构设计中需要控制的目标参数
                    ――结构软件计算中确定目标参数的方法
在多层、高层的结构设计中，设计人员首先需要确定建筑结构中的各项指标，这就要求设计人员对所要设计的建筑项目有着清晰深入的了解和分析，尤其是在计算中所需要控制的目标参数。
设计人员根据国家规范的具体规定、计算软件对参数定义的要求以及建筑工程的实际特点，对各个目标参数进行正确设置。其中有几个参数关系到整体计算结果，必须预先判断其合理取值，并在后续的计算中确定其准确取值，这样做是为了准确的控制结构的整体性，这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本自振周期等。
1．振型组合数
振型组合数是在做抗震计算时考虑振型的数量。该组合数的取值如果太小，则不能正确反映模型应当考虑的振型数量，使计算结果失效；如果取值太大，有可能使计算结果发生畸变。《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）（简称“高规”）5.1.13-2条规定[1]，抗震计算时，宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应，振型数不宜小于15，对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90％。一般来说，振型组合数的多少同结构的层数及自由度有关，当结构层数较多或结构层刚度突变较大时，振型数应当取得多些，例如存在有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。所以振型组合数的选取应使振型参与质量达到总质量的90%，即x，y向的有效质量系数应大于0.9。具体操作是，首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后，考察计算后所得的有效质量系数是否大于0.9，若小于0.9，可逐步加大振型个数，直到x、y两个方向的有效质量系数都大于0.9为止。
需要注意的是：结构的振型组合数最大值不能超过结构的总自由度数，如果所选振型数大于结构固有的振型总数，则会造成计算出来的地震力异常；对于进行藕联计算的结构，所选振型数应大于9个，多塔结构应更多，其值应取3的倍数；对采用刚性板假定的单塔结构，考虑扭转藕联作用时，其振型不得超过结构层数的3倍，如果选取的振型组合数已经增加到结构层数的3倍，其有效质量系数仍不能满足要求，也不能再增加振型数，而应认真分析原因，考虑结构方案是否合理。
对于主振型的判断：刚度均匀的结构，在考虑扭转藕联计算时，一般说来，前两个或者前几个是主振型；对于刚度不均匀的复杂结构来说，应根据各个振型的基底剪力值判断哪个是X向或Y向的主振型，同时能了解到每个振型对基底剪力值的作用大小。