建筑结构设计计算步骤,防洪堤结构设计分析与复核计算

防洪堤的抗滑稳虞升卿全周到Kc、抗倾稳定安全周详K0、基底最大压应力σmax和纤维压应力σmin等参数。

3对单构件作优化规划前几步关键是对组织总体合理性的揣摸和调动,这一步则入眼开展组织单个构件内力和配筋计算,富含梁,柱,剪力墙轴压比猜想,构件截面优化规划等。

Kc=fΣW/ΣP

转移施工图从前,要认真输入出图参数,如梁柱钢筋最小直径、框架顶角处配筋格局、梁挑耳情势、柱纵筋搭接格局,箍筋方式,钢筋放大全面等,以便生成符合要求的施工图。软件可以依照允许裂缝宽度自动选筋,还足以虚构支座宽度对裂缝宽度的震慑。

4 总计成果集聚

2.规定全部布局的客体全体布局的科学性和合理是新职业极其重申内容。新职业用于调整结构全部性的关键目标首要有:周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比等。

3.3.2 外江水位下跌情状

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式中:K0为有序土压力周到,近似按下式计算K0=1-sinψ(ψ为填土的一蹴而就内摩擦角); ②选取主动土压力增大周到法。

位移比(层间位移比)是调节结构平面不法则性的主要性目标。其限值在《建筑抗震设计规范》和《高规》中均有水落石出的规定,不再赘述。供给提议的是,新标准中规定的位移比限值是按刚性板假定作出的,如若在构造模型中设定了弹性板,则必须在软件参数设置时选用“对具备楼层强制行使刚性楼板假定”,以便总结出不错的位移比。在位移比满意供给后,再去掉“对具备楼层强制行使刚性楼板假定的挑三拣四,以弹性楼板设定开始展览三番四遍配筋计算。

3.2.1 抗滑稳定公式

刚度比是调节结构竖向不准则的注重目标。依照《抗震规范》和《高规》的须求,软件提供了三种刚度比的妄想办法,分别是分开刚度,剪弯刚度和地震力与相应的层间位移比。精确认识那二种刚度比的测算格局和适用范围是刚度比测度的主要:1)剪切刚度首要用来尾部大空间为一层的转变结构及对地下室嵌固条件的剖断;2)剪弯刚度重要用以头部大空间为多层的调换结构;3)地震力与层间位移比是实施《抗震标准》第3.4.2条和《高规》4.3.5条的连锁规定,日常绝大好些个工程都足以用此法计算刚度比,那也是软件的缺省方式。

1)堤背静止土压力按上述第①种艺术(K0法)总括。由计算结果能够看到,各断面均有KC>1.0,K0>1.35,满足防范设计标准须求;σmax<〔σmax〕=一千kPa,并且基底不会油不过生拉应力,满足地基承载力供给和正规必要。

拔尖:ξ≤0.25(计算时取AS’=0.5AS)

式中:Pa为积极土压力,kN;γ为堤后回填土容重,kN/m3;H为填土中度,m;Ka为库伦理论的积极土压力周详,Ka=tg2(45°-φ);q为填土表面人群荷载,kN/m3;c为填土黏聚力,kN/m2;φ为回填土内摩擦角,。

1.完事总体参数的不易设定计算开端在此之前,设计职员先是要基于新职业的实际规定和软件手册对参数意义的描述,以及工程的实况,对软件开首参数和特种构件实行科学安装。但有多少个参数是关乎到全部总计结果的,必须首先明确其靠边取值,本事保险持续计算结果的精确。那几个参数富含振型组合数、最大地震力效能方向和布局基本周期等,在总计前很难测度,需求通过试算技艺博得。

由核查成果知,若不惦念回填料的黏聚力,堤背水位在不当先304m海拔时(若思念回填料的黏聚力,则为308m),各断面均有KC>1.05,K0>1.45,满意卫戍设计标准供给;σmax<〔σmax〕=一千kPa,何况基底不会并发拉应力,满意地基承载力供给和规范须求。为了安全起见,对于外江水位下落的景况,本次审核以不思量回填料黏聚力的计量成果为准。

施工图生成以往,设计职员还应紧密验证各特殊或软弱部位构件的十分的小纵筋直径、最小配筋率、最小配箍率、箍筋加密镇长度、钢筋搭接锚固长度、配筋格局等是不是满足标准规定的抗震措施供给。标准这一局地的渴求往往是以宋体字写出,属于强制施行条文,万万不得以无视。

Pa=γH2Ka/2+qHKa-2cHKa1/2

刚重比是布局刚度与重力荷载之比。它是调整结构全体平稳的显要因素,也是潜濡默化引力二阶效的主要参数。该值假设不满足供给,则恐怕孳生组织失稳倒塌,应当引起设计人士的够用珍惜。

1)非常运用准则。外江水位升高至规划内涝位312.0m(P=5%),相应的荷载组合为:

除上述总括深入分析以外,设计软件还恐怕会依据标准的渴求对完全结构地震作用张开调治,如最小地震剪力调解、特殊结构地震功效下内力调治、0.2Q0调动、强柱弱梁与强剪弱弯调治等等,因先后能够完结那个调动,就不再详述了。

1)堤背主动土压力按下式总括:

二、三级:ξ≤0.35(计算时取AS’=0.3AS)

3.2.4 堤背土压力总括的关于证实

剪重比是抗震设计中十分主要的参数。规范之所以规定剪重比,主若是因为时代久远效益下,地震影响周详下落极快,因此总括出来的品位地震成效下的布局效应恐怕太小。而对于长周期结构,地震惊态作用下的本地加快度和活动也许对组织有所越来越大的毁伤效果,但利用振型分解法时不可能对此作出确切的乘除。由此,出于安全着想,规范规定了各楼层水平地震力的小不点儿值,该值要是不满意须求,则表明结构有比很大希望出现比较明显的软弱部位,必须实行调度。

σmax,min=ΣG/A±ΣM/ΣW

柱轴压比总计:柱轴压比的估算在《高规》和《抗震标准》中的规定并有差别,《抗震规范》第6.3.7条规定,计算轴压比的柱轴力设计值既包蕴地震组合,也席卷非地震组合,而《高规》第6.4.2条规定,计算轴压比的柱轴力设计值仅思量地震成效组合下的柱轴力。软件在谋算柱轴压比时,当工程思虑地震作用,程序仅取地震成效组合下的的柱轴力设计值总括;当该工程不思索地震功用时,程序才取非地震功用组合下的柱轴力设计值计算。因而布置人士会发觉,对于同三个工程,总计地震力和不合算地震力其柱轴压比结果会不平等。

式中:Kc为抗滑稳虞升卿全周全,经常使用原则应满足Kc≥1.05,非常运用法规应满意Kc≥1.0;ΣP为职能于堤体上的成套水平力的总额,kN;ΣW为意义于堤体上的一体垂直力的总量,kN;f为底板与堤基的摩擦全面。

软件对水泥梁计算展现超筋消息有以下景况:

2)堤背静止土压力按上述第②种艺术(即主动土压力增大全面法)总括。由统计结果能够见见,各断面均有KC>1.0,K0>1.35,知足防范设计标准供给;σmax<〔σmax〕=1000kPa,而且基底不会并发拉应力,满意地基承载力须要和标准须求。

最大地震力功用方向是指地震沿着分歧偏侧功能,结构地震反映的尺寸也各差异,那么必然存在某各角度使得组织地震反应值最大的最不利地震成效方向。设计软件能够活动总计出最大地震力功能方向并在计算书中输出,设计人士如发祥该角度相对值超出15度,应将该数值回填到软件的“水平力与欧洲经济共同体坐标夹角”选项里并再度计算,以反映最不利地震功用方向的熏陶。

3.2 总计公式

周期比是调整结构扭转功效的第一指标。它的目标是使抗侧力的预制构件的平面布署更管用更合理,使协会不至出现过大的挽留。也正是说,周期比不是供给就构丰硕结实,而是须要组织承载布局合理。《高规》第4.3.5条对组织扭转为主的首先自振周期Tt与平动为主的率先自振周期T1之比的供给付诸了分明。借使周期比不满足标准的须求,表明该协会的扭转效率总之,设计人士须求充实结构周围构件的刚度,减少结构中间部件的刚度,以增大结构的完好抗扭刚度。

外江水位升高至规划山洪位312.0m(P=5%),总计时堤背土压力按静止土压力总结(不思索回填料的黏聚力,即c=0)。

构件截面优化规划:计算结构不超筋,并不表示构件开首设置的切面和形态合理,设计职员还应开始展览构件优化规划,使构件在担保受力须要的德条件下截面的轻重缓急和形状合理,并节材。但需求注意的是,在进展截面优化规划时,应以保险完全结构合理为前提,因为构件截面包车型客车高低直接影响到协会的刚度,进而对总体结构的周期、位移、地震力等一连串参数产生潜濡默化,不可盲目减小部件截面尺寸,使组织完整安全性裁减。

外江水位下跌(降至河床常年水位),堤背水位较高。这种气象下防洪堤有向临江边缘移动的方向,堤背土压力按主动土压力总结。

3)《抗震标准》供给梁端纵向受拉钢筋的最大配筋率2.5%,当不独有此值时,提醒超筋;4)水泥梁斜截面计算要满意最小截面包车型大巴渴求,如不满意则提醒超筋。

堤背倾斜,况兼填土表面水平、堤背倾角异常的大,常动用简便易行的朗肯理论(将倾斜堤背等效变为铅直堤背,见图2)来计算堤背的土压力。

剪力墙超筋分三种意况:

式中:K0为抗倾稳定安全周详,平时使用原则应满足K0≥1.45,特别运用原则应满意K0≥1.35;MV为抗倾覆力矩,kN・m;MH为倾覆力矩,kN・m。

上述的估摸指标是将那个对全局有调整作而成效的总体参数先行总结出来,准确安装,不然其后的测算结果与实际差别相当的大。

上式中若c=0,况且填土中有水时,这种状态下积极土压力用下式计算:

除此以外,位移比的轻重是推断结构是还是不是平整的主要依赖,对选拔临时偏爱,单向地震,双向地震下的位移比,设计职员应正确接纳。

3.1.2 总结简图

规划软件拓展施工图配筋总括时,必要输入合理的统一周到、支座情势、钢筋选筋库等,如三遍总计结果倒霉听,要开始展览一再试算和调治。

P=γH2K0/2+qHK0

建筑结构划虚拟计总计步骤是充裕关键的,独有知道的敞亮想要的是怎么着,本事越来越好的消除实际难点,各类细节的拍卖都优异主要。本网笔者就建造结构划虚拟计计算步骤和我们证贝拉米下。

式中:σmax,min为基底的最大和微小压应力,kPa;ΣG为效能于堤体的垂直荷载,kN;A为底板面积,m2;ΣM为荷载对底板形心轴的力矩,kN・m;ΣW为底板的断面全面(bh2/6),m3。

4.满意标准抗震措施的渴求在动工图设计阶段,还必须满足标准规定的抗震措施供给。《水泥标准》、《高规》和《抗震典型》对结构的构造建议了老大详细的规定,那些格局是贪滥无厌地震侦察和抗震设计经验的下结论,也是确定保证结构安全的尾声一道防线,设计职员不得麻痹大要。

3.1.1 总括内容

1)剪力墙暗柱超筋:软件提交的暗柱最大配筋率是绳趋尺步4%决定的,而各专门的职业均供给剪力墙主筋的配筋面积以边缘构件格局提交,未有最大配筋率。所以程序提交的剪力墙超筋是警戒音信,设计职员能够商量思量;2)剪力墙水平筋超筋则表达该组织抗剪缺乏,应给予调解;3)剪力墙连梁超先生筋大许多情状下是在档次地震力功能下抗剪非常不够。标准中规定允许对剪力墙连梁刚度举办折减,折减后的剪力墙连梁在地震成效下基本上都会产出塑性变形,即连梁开裂。设计职员在开始展览剪力墙连梁设计时,还应思虑其配筋是或不是满意符合规律状态下极限承载力的供给。

1 抗御设计轮廓

1)当梁的盘曲设计值M大Yu Liang的极限承载弯矩Mu时,提示超筋;2)标准对水泥受压区低度限制:

P=1.25Pa

布置软件平时不直接付出结构的周期比,要求规划人士依附总计书中周期值自行判定第一扭转周期。以下介绍实用周期比计算办法:1)扭转周期与平动周期的剖断:从总计书中找寻具有扭转全面超过0.5的平动周期,按周期值从大到小排列。同理,将具有平动周详超越0.5的平动周期值从大到小排列;2)第七日期的推断:从列队中选出数值最大的挽留周期,查看软件的“结构完整空间振动简图”,看该周期值所对应的振型的空间振动是还是不是为完整振动,借使其单独引起局地振动,则无法看做第一挽救周期,要从队列中抽取下贰个周期举办观测,依此类推,直到选出不止周期值非常大况兼其对应的振型为组织总体振动的值即为率先挽留周期;3)周期比计算:将率先扭转周期值除以第一平动周期就可以。

2)堤背静止土压力用以下二种办法分别张开计算:

振型组合数是软件在做抗震总括时考虑振型的数目。该值取值太小无法科学反映模型应当思索的振型数量,使计量结果失真;取值太大,不仅仅浪费时间,还恐怕使计量结果发生畸变。《高层建筑混凝土结构本事规程》5.1.13-2条规定,抗震计算时,宜思虑平扭藕联计算结构的扭转功能,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,且计量振型数应使振型出席品质不低于总品质的五分四。一般来讲,振型数的有一点于结构层数及布局自由度有关,当协会层数相当多或结构层刚度突变相当的大时,振型数应当获得多些,如有弹性节点、守护遗迹楼、转换层等组织模式。振型组合数是不是取值合理,能够看软件计算书中的x,y向的卓有效能品质周详是不是高于0.9.具体操作是,首先根据工程真实情状及规划经验预设一个振型数总括后观察有效质量周详是不是超过0.9,若小于0.9,可慢慢加大振型个数,直到x,y五个趋势的有效质量周到都高于0.9扫尾。必须建议的是,结构的振型组合数并非越大越好,其最大值不能够赶过结构得总自由度数。譬如对选择刚性板假定得单塔结构,思虑扭转藕联效能时,其振型不得超越结构层数的3倍。假如选择的振型组合数已经增添到组织层数的3倍,其行之有效质量全面仍不能够满足须要,也不可能再追加振型数,而应认真剖判原因,思考结构方案是或不是创制。

查处断面选择时,兼顾堤高、堤底宽、堤背倾斜(或铅直)、堤背填土高度及堤的切面大小,依照防洪堤实际开挖和回填断面图以及防洪堤实际施工的行业内部断面图,选择以下6个有代表性的其执行工标准断面,作为此番核查所用标准断面。

剪力墙轴压比猜测:为了调节在地震力功能下组织的延性,新的《高规》和《抗震规范》对剪力墙均提议了轴压比的臆度须要。须求提出的是,软件在计算断指剪力墙轴压比时,是按单向计算的,那与《高规》中规定的短肢剪力墙轴压比按双向总结有所不一致,设计人士能够商量考虑。

总结各断面包车型地铁计量成果,堤背水位只要通过排水系统调整不超过304m高程,则防备安全能够保障,堤背水位越低越方便,那也丰盛表明了排水系统的首要成效和含义。

四级及非抗震:ξ≤ξb

某期防洪堤设计堤型采纳重力式防洪堤,堤身材料为浆砌块石。堤顶宽3m,最大堤高30.267m,最大底宽20.675m。防洪堤迎水面设置1:0.1坡度,堤背面设置1:0.15坡度。在308及297海拔分别设有4m×3m的休憩平台,防洪堤中间标准断面在304m海拔设有8m宽的临江看台。别的,在某期防洪堤的双边均存在4m宽的梯步下至304m高程临江看台,并设4m宽的下河梯步至河边。防洪堤基础与基岩接触面为500mm厚C15砼垫层。防洪堤后为广场,系原冲沟设一排水涵洞后回填土石所建成,到方今截至回填时间不到一年。防洪堤堤身设排水孔,间排距为3m,呈春梅型安顿,堤背回填土石料并安装塑料排水盲沟和堤背碎石层的排水系统。

当ξ不满足上述供给时,程序提醒超筋;

堤背土压力(含人群荷载引起的)+堤背填土压重+堤背水压力+基底扬压力+堤自重+外江静水压力+外江水压重

协会基本周期是测算风荷载的主要指标。设计职员一旦无法事先知道其准确值,能够保存软件的缺省值,待计算后从总计书中读取其值,填入软件的“结构为主周期”选项,重新总结就可以。

2.2 复核工况的规定

层间受剪承载力之比也是调控结构竖向不准绳的首要目的。其限值可参照他事他说加以考察《抗震规范》和《高规》的关于规定。

3.1 复核总计内容及公式

末尾设计职员还应遵照工程的骨子里情状,对Computer生成的配筋结果作合理性考察,如钢筋排数、直径、架构等,如不符合工程须要或不平价施工,还要做最后的调动总计。

3 施工完结后防洪堤结构复核

2)平常使用法则。外江水位下落,并降至河床常年水位293.0m,相应的荷载组合为:

3.3 结构复核成果

防洪堤的抗倾稳虞升卿全全面按下式举行总结:

2 复核断面选取及复核工况

历年,好多构筑在江湖大河旁的因为防雨涝专门的学业并未有执行或许做好,一到了寒露多的时代就能够轻便受到受涝灾殃的损害。那严重影响了大家的就学专门的学问还应该有生命财产安全,已经化为了设计专门的学问人士急需化解的主题素材。下边以某县城市堤防洪堤结构划虚构计和甄别对哪些做好这项专门的职业进展座谈。

由上可知,该防洪堤在各方面均符合规范供给,结构牢固性,可以利用于该县龙门县防汛防涝专业中。我们要办好防洪堤施工前的核实专门的学业,实行严密的图谋,使施工作时间防洪堤结构进一步加强耐用,能为大家的生命财产做出应有的孝敬,创立越来越好的经济和社会效益。

2.1 复核断面包车型客车选取

堤背土压力(含人群荷载引起的)+堤背填土压重+堤背水压力+基底扬压力+堤自重+外江静水压力

3.3.1 外江水位升高景况

3.2.2 抗倾稳固公式

Pa=γH12Ka/2+γH1H2Ka+γ1H22Ka/2+qHKa

K0=ΣWV/ΣMH

式中:γ为堤后回填土容重,kN/m3;γ1为堤后回填土浮容重,kN/m3;H1为堤后水位以上的填土中度,m;H2为堤后水位以下的填土中度,m。

由前述成果可以,当外江水位为宏图受涝位时,制止抗滑、抗倾及基底应力均满意规范供给。当外江水位下落(下跌至河床常年水位293.0m)时,若无排水系统或排水失效,有多处断面在抗滑、抗倾和及基底应力方面均不满足标准必要。可知外江低水是本工程的支配工况,其总计结果汇总见表1(单位均为m)。

3.2.3 基底应力公式

G1:浆砌石堤体自重,kN;G2:填土压重,kN;G3:堤前水体压重,kN;U:基底扬压力(为负值),kN;Pw1:堤前水压力,kN;Pw2:堤背水压力,kN;Pa:主动土压力,kN;H:堤背填土中度,m;H1:堤背水位线以上的填土高度,m;H2:堤背水位线以下的填土中度,m;Hw1:堤前静水压力水头,m;Hw2:堤背静水压力水头,m。

计量静止土压力时,由于静止土压力全面难以准确精确规定,常使用部分看似的持筹握算方法总计。上述第①种计算堤背静止土压力的主意(K0法)首要适用邹静之规固接黏土,第②种计算堤背静止土压力的章程(主动土压力增大周密法)为总括静止土压力的常用方法,思索到堤后回填时间十分短,本次检查核对总结以积极土压力增大周到法总结的结晶为准。

依赖防洪堤的运作条件,计算工况按最佳情形思索,分为枯水位和统一筹算雨涝位二种工况,具体如下:

防洪堤的抗滑稳定安全周详按下式进行测算:

防洪堤的基底压应力按下式举办测算:

①采用K0法。

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