CN102609794A - 高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量预测方法 - Google Patents

高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量预测方法 Download PDF

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CN102609794A
CN102609794A CN2012100792783A CN201210079278A CN102609794A CN 102609794 A CN102609794 A CN 102609794A CN 2012100792783 A CN2012100792783 A CN 2012100792783A CN 201210079278 A CN201210079278 A CN 201210079278A CN 102609794 A CN102609794 A CN 102609794A
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formula
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朱杰江
鲁鑫
黎超敏
朱毅智
洪锡烽
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Abstract

本发明涉及一种高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量近似计算方法。本方法的操作步骤如下：1)计算结构自振周期T,和结构质量m；2)计算风荷载作用下的基底倾覆弯矩设计值MW；3)计算地震作用下的基底倾覆弯矩设计值ME；4)计算位移特征变量X；5)计算混凝土用量Cdosage。本发明可以预测高层剪力墙结构体系住宅的混凝土用量,并且预测值可以作为经济指标来指导结构设计,已达到结构设计经济、合理的目的。

Description

高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量预测方法
技术领域
本发明属土木工程中领域，涉及一种高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量预测方法，不但可以用于高层剪力墙结构住宅混凝土用量的预测，而且可以作为结构的经济指标进行比较来判断结构设计是否经济、合理。本发明适用于高层剪力墙结构体系住宅。
背景技术
目前，如果要知道建筑结构的混凝土用量，必须在结构设计完成之后在结构施工图的基础上由概预算人员进行预算，这需要很长的一个过程，而且结构设计人员所完成的结构设计往往不是最优的结构设计（最优设计指混凝土用量最小）。
发明内容
本发明目的在于针对已有技术存在的缺陷,提供一种高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量预测方法，预测值可以作为结构设计的经济指标（即混凝土用量最少）。借助本发明所提供的近似计算方法能很快的计算出混凝土用量，并且可以作为经济指标与实际混凝土用量来比较。克服了传统结构设计中的材料浪费和进行繁琐的概预算过程。经过3个实际工程的实践表明误差不到3%。
为达到上述目的，本发明采用以下述技术方案：
一种高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量预测方法,其特征在于操作步骤如下:
1) 计算结构自振周期T,和结构质量m；
2) 计算风荷载作用下的基底倾覆弯矩设计值MW；
3) 计算地震作用下的基底倾覆弯矩设计值ME；
4) 计算位移特征变量X；
5) 计算混凝土用量Cdosage。
上述步骤1)计算结构自振周期T和结构质量m的方法如下：
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE001
(s)
式中 ；
     
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE003
:见表1；
     H:建筑高度；
     B:建筑平面短方向的最大尺寸；
     ：基本风压w k ，取值由设计方提供；
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE005
代表最大地震影响系数
Figure 326128DEST_PATH_IMAGE006
，取值由设计方提供；
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE007
代表场地特征周期(T g )，取值由设计方提供；
     
Figure 282583DEST_PATH_IMAGE008
：楼层修正系数，为楼层平均层高与2.9米的比值。
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE009
(t/m2)
式中 
Figure 63152DEST_PATH_IMAGE010
=1.336(t/m2)，单位中的t代表吨；
。
上述步骤2)计算结风荷载作用下基底倾覆弯矩设计值
Figure 28834DEST_PATH_IMAGE012
的方法如下：
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE013
式中 
Figure 148099DEST_PATH_IMAGE014
：风荷载标准值(
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE015
)；
Figure 39570DEST_PATH_IMAGE016
：高度z处的风振系数；
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE017
：风压高度变化系数，
Figure 611497DEST_PATH_IMAGE018
，取值与
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE019
相关，
Figure 115290DEST_PATH_IMAGE019
代表地面粗糙度(共有A、B、C、D四种情况，具体分类可参考《建筑结构荷载规范GB5009-2001》的7.2条)，z表示高度，
Figure 354642DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 980795DEST_PATH_IMAGE020
的取值见表1；
：风荷载体型系数；
：基本风压()。
表1. 
Figure 939896DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 736950DEST_PATH_IMAGE020
取值表 
  A B C D
1.379 1.0 0.616 0.318
Figure 191382DEST_PATH_IMAGE020
 0.24 0.32 0.44 0.60
说明：表中A、B、C、D分别代表不同的地面粗糙度。
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE023
式中 ：风振动力系数；
：结构振型系数，取为
Figure 543921DEST_PATH_IMAGE026
；
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE027
：脉动影响系数，取为0.5。
   
式中 
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE029
：结构阻尼比，对于钢筋混凝土结构取0.05。
   
Figure 669101DEST_PATH_IMAGE030
式中 
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE031
；
Figure 471972DEST_PATH_IMAGE032
：结构自振周期。
基底倾覆弯矩设计值
Figure 610829DEST_PATH_IMAGE012
(考虑两个方向的效应总和)：
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE033
式中 H：建筑高度；
     L：建筑平面长边方向最大尺寸。
上述步骤3)计算地震作用下基底倾覆弯矩设计值
Figure 131940DEST_PATH_IMAGE034
的方法如下：
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE035
式中 ：地震作用下基底倾覆弯矩标准值；
n：为与
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE037
比值相关的系数(称为倾覆弯矩影响系数、下文中简称系数n)；
     
Figure 678514DEST_PATH_IMAGE038
：场地特征周期；
     ：最大地震影响系数；
     ：结构有效重量，0.8*结构的实际总重量；
     H：建筑高度。
n = 1/(-2.49852-41.12692*(Tg/T)^4.29375)+ 0.51155
地震作用引起的基底倾覆弯矩设计值(考虑两个方向的效应总和)：
Figure 987770DEST_PATH_IMAGE040
式中 0.8为地震作用的调整系数。
上述步骤4)计算位移特征变量X的方法如下：
考虑风荷载和地震作用两者引起的基底倾覆弯矩组合，取为
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE041
。为了防止
Figure 263768DEST_PATH_IMAGE042
值大于
Figure 682111DEST_PATH_IMAGE041
，取
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE043
(此公表示
Figure 240131DEST_PATH_IMAGE044
的值取为
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE045
和
Figure 769333DEST_PATH_IMAGE046
两者中的较大者的值)，作为基底倾覆弯矩的组合值(即
Figure 463619DEST_PATH_IMAGE042
)。
位移特征变量：
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE047
上述步骤5)计算混凝土用量Cdosage的方法如下：
Figure 318443DEST_PATH_IMAGE048
(m3/m2)
上式代表每平方米建筑面积混凝土用量，不包括基础和楼板部分。
式中 
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE049
：楼层面积系数，
Figure 534398DEST_PATH_IMAGE050
，B、L为结构短、长边方向的最大尺寸。
本发明的有益结果是：
本发明省去繁琐的混凝土工程概预算过程，能快速的预测得混凝土用量值，并且预测值可以作为结构经济指标来指导结构设计，工程的误差仅为3%左右。
 
附图说明：
图1是本发明预测方法的计算流程框图。
图2是混凝土用量C曲线随X的变化图(未包含修正项
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE051
)。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图详述如下：
实施例一：
    参见图1，本高层剪力墙结构体系操作步骤如下:
1) 计算结构自振周期T和结构质量m；
2) 计算风荷载作用下的基底倾覆弯矩设计值MW；
3) 计算地震作用下的基底倾覆弯矩设计值ME；
4) 计算位移特征变量X；
5) 计算混凝土用量Cdosage。
实施例二：
    本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：所述步骤1) 计算结构自振周期T和结构质量m的方法如下：
Figure 929608DEST_PATH_IMAGE001
(s)
式中 ；
     
Figure 504125DEST_PATH_IMAGE003
:见表1；
     H:建筑高度；
     B:建筑平面短方向的最大尺寸；
     
Figure 771159DEST_PATH_IMAGE004
：基本风压w k ，取值由设计方提供；
Figure 907742DEST_PATH_IMAGE005
代表最大地震影响系数
Figure 576621DEST_PATH_IMAGE006
，取值由设计方提供；
Figure 569985DEST_PATH_IMAGE007
代表场地特征周期(T g )，取值由设计方提供；
    ：楼层修正系数，为楼层平均层高与2.9米的比值。
Figure 999009DEST_PATH_IMAGE009
(t/m2)
式中 
Figure 522394DEST_PATH_IMAGE010
=1.336(t/m2)，单位中的t代表吨；
Figure 406035DEST_PATH_IMAGE011
。
所述步骤2)计算结风荷载作用下基底倾覆弯矩设计值
Figure 647660DEST_PATH_IMAGE012
的方法如下：
Figure 922784DEST_PATH_IMAGE052
式中 
Figure 441621DEST_PATH_IMAGE014
：风荷载标准值(
Figure 776787DEST_PATH_IMAGE015
)；
：高度z处的风振系数；
Figure 522207DEST_PATH_IMAGE017
：风压高度变化系数，，取值与
Figure 791831DEST_PATH_IMAGE019
相关，
Figure 178688DEST_PATH_IMAGE019
代表地面粗糙度(共有A、B、C、D四种情况，具体分类可参考《建筑结构荷载规范GB5009-2001》的7.2条)，z表示高度，、
Figure 351360DEST_PATH_IMAGE020
的取值见表3；
Figure 293908DEST_PATH_IMAGE021
：风荷载体型系数；
Figure 731843DEST_PATH_IMAGE022
：基本风压(
Figure 90143DEST_PATH_IMAGE015
)。
Figure 562713DEST_PATH_IMAGE023
式中 ：风振动力系数；
Figure 539076DEST_PATH_IMAGE025
：结构振型系数，取为
Figure 763384DEST_PATH_IMAGE026
；
：脉动影响系数，取为0.5。
   
Figure 545450DEST_PATH_IMAGE028
式中 ：结构阻尼比，对于钢筋混凝土结构取0.05。
   
Figure 923659DEST_PATH_IMAGE030
式中 
Figure 105241DEST_PATH_IMAGE031
；
Figure 294914DEST_PATH_IMAGE032
：结构自振周期。
基底倾覆弯矩设计值
Figure 132420DEST_PATH_IMAGE012
（考虑两个方向的效应总和）：
                
式中 H：建筑高度；
     L：建筑平面长边方向最大尺寸。
所述步骤3)计算地震作用下基底倾覆弯矩设计值
Figure 199DEST_PATH_IMAGE034
的方法如下：
Figure 298456DEST_PATH_IMAGE035
式中 
Figure 685575DEST_PATH_IMAGE036
：地震作用下基底倾覆弯矩标准值；
n：为与
Figure 55377DEST_PATH_IMAGE037
比值相关的系数(称为倾覆弯矩影响系数、下文中简称系数n)；
     
Figure 945972DEST_PATH_IMAGE038
：场地特征周期；
     ：最大地震影响系数；
     
Figure 788081DEST_PATH_IMAGE039
：结构有效重量，0.8*结构的实际总重量；
     H：建筑高度。
n = 1/(-2.49852-41.12692*(Tg/T)^4.29375)+ 0.51155
地震作用引起的基底倾覆弯矩设计值考虑两个方向的效应总和：
Figure 909938DEST_PATH_IMAGE040
式中 0.8为地震作用的调整系数。
所述步骤4)计算位移特征变量X的方法如下：
考虑风荷载和地震作用两者引起的基底倾覆弯矩组合，取为。为了防止
Figure 974026DEST_PATH_IMAGE042
值大于
Figure 623313DEST_PATH_IMAGE041
，取
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE053
（此公表示
Figure 488501DEST_PATH_IMAGE044
的值取为
Figure 565041DEST_PATH_IMAGE045
和
Figure 148470DEST_PATH_IMAGE046
两者中的较大者的值），作为基底倾覆弯矩的组合值(即)。
位移特征变量：
Figure 825536DEST_PATH_IMAGE047
所述步骤5)计算混凝土用量Cdosage的方法如下：
Figure 135295DEST_PATH_IMAGE048
(m3/m2)
上式代表每平方米建筑面积混凝土用量，不包括基础和楼板部分。
式中 
Figure 206019DEST_PATH_IMAGE049
：楼层面积系数，
Figure 197109DEST_PATH_IMAGE050
，B、L为结构短、长边方向的最大尺寸。
实施例三：
    本实施例与本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：所述步骤1) 计算结构自振周期T和结构质量m的方法如下：
Figure 36889DEST_PATH_IMAGE001
(s)
式中 
Figure 517549DEST_PATH_IMAGE002
；
     :见表1；
     H:建筑高度；
     B:建筑平面短方向的最大尺寸；
     
Figure 604771DEST_PATH_IMAGE004
：基本风压w k ，取值由设计方提供；
Figure 299057DEST_PATH_IMAGE005
代表最大地震影响系数
Figure 888301DEST_PATH_IMAGE006
，取值由设计方提供；
代表场地特征周期(T g )，取值由设计方提供；
    
Figure 328827DEST_PATH_IMAGE008
：楼层修正系数，为楼层平均层高与2.9米的比值。
Figure 313838DEST_PATH_IMAGE009
(t/m2)
式中 
Figure 401880DEST_PATH_IMAGE010
=1.336(t/m2)，单位中的t代表吨；
。
所述步骤2)计算结风荷载作用下基底倾覆弯矩设计值
Figure 805497DEST_PATH_IMAGE012
的方法如下：
Figure 208796DEST_PATH_IMAGE052
式中 
Figure 405422DEST_PATH_IMAGE014
：风荷载标准值(
Figure 97435DEST_PATH_IMAGE015
)；
Figure 834447DEST_PATH_IMAGE016
：高度z处的风振系数；
Figure 357832DEST_PATH_IMAGE017
：风压高度变化系数，
Figure 223894DEST_PATH_IMAGE018
，取值与
Figure 199941DEST_PATH_IMAGE019
相关，
Figure 740644DEST_PATH_IMAGE019
代表地面粗糙度(共有A、B、C、D四种情况，具体分类可参考《建筑结构荷载规范GB5009-2001》的7.2条)，z表示高度，、
Figure 656964DEST_PATH_IMAGE020
的取值见表3；
：风荷载体型系数；
Figure 402383DEST_PATH_IMAGE022
：基本风压(
Figure 900361DEST_PATH_IMAGE015
)。
式中 
Figure 560329DEST_PATH_IMAGE024
：风振动力系数；
Figure 442834DEST_PATH_IMAGE025
：结构振型系数，取为
Figure 795318DEST_PATH_IMAGE026
；
Figure 737867DEST_PATH_IMAGE027
：脉动影响系数，取为0.5。
   
式中 
Figure 32636DEST_PATH_IMAGE029
：结构阻尼比，对于钢筋混凝土结构取0.05。
   
Figure 442889DEST_PATH_IMAGE030
式中 
Figure 290759DEST_PATH_IMAGE031
；
Figure 215990DEST_PATH_IMAGE032
：结构自振周期。
基底倾覆弯矩设计值
Figure 440298DEST_PATH_IMAGE012
（考虑两个方向的效应总和）：
                
式中 H：建筑高度；
     L：建筑平面长边方向最大尺寸。
所述步骤3)计算地震作用下基底倾覆弯矩设计值
Figure 989408DEST_PATH_IMAGE034
的方法如下：
Figure 339618DEST_PATH_IMAGE035
式中 ：地震作用下基底倾覆弯矩标准值；
n：为与
Figure 283620DEST_PATH_IMAGE037
比值相关的系数(称为倾覆弯矩影响系数、下文中简称系数n)；
     
Figure 169231DEST_PATH_IMAGE038
：场地特征周期；
     
Figure 69054DEST_PATH_IMAGE006
：最大地震影响系数；
     ：结构有效重量，0.8*结构的实际总重量；
     H：建筑高度。
n = 1/(-2.49852-41.12692*(Tg/T)^4.29375)+ 0.51155
地震作用引起的基底倾覆弯矩设计值
Figure 608937DEST_PATH_IMAGE034
考虑两个方向的效应总和：
Figure 235090DEST_PATH_IMAGE040
式中 0.8为地震作用的调整系数。
所述步骤4)计算位移特征变量X的方法如下：
考虑风荷载和地震作用两者引起的基底倾覆弯矩组合，取为。为了防止
Figure 664115DEST_PATH_IMAGE042
值大于
Figure 757973DEST_PATH_IMAGE041
，取（此公表示
Figure 163863DEST_PATH_IMAGE044
的值取为
Figure 337356DEST_PATH_IMAGE045
和
Figure 784255DEST_PATH_IMAGE046
两者中的较大者的值），作为基底倾覆弯矩的组合值(即
Figure 752211DEST_PATH_IMAGE042
)。
位移特征变量：
Figure 848343DEST_PATH_IMAGE047
所述步骤5)计算混凝土用量Cdosage的方法如下：
Figure 232051DEST_PATH_IMAGE048
(m3/m2)
上式代表每平方米建筑面积混凝土用量，不包括基础和楼板部分。
式中 
Figure 362818DEST_PATH_IMAGE049
：楼层面积系数，，B、L为结构短、长边方向的最大尺寸。
（一）结构自振周期T预测
Figure 22787DEST_PATH_IMAGE001
(s)                式1.1
式中 
Figure 272502DEST_PATH_IMAGE002
；
     :见表2；
     H:建筑高度；
     B:建筑平面短方向的最大尺寸；
     
Figure 505218DEST_PATH_IMAGE004
：基本风压w k ，取值由设计方提供；
Figure 575942DEST_PATH_IMAGE005
代表最大地震影响系数
Figure 629349DEST_PATH_IMAGE006
，取值由设计方提供；
Figure 905347DEST_PATH_IMAGE007
代表场地特征周期(T g )，取值由设计方提供；
     
Figure 386007DEST_PATH_IMAGE008
：楼层修正系数，为楼层平均层高与2.9米的比值。
（二）结构质量m预测
Figure 678448DEST_PATH_IMAGE009
(t/m2)                  式2.1式中 
Figure 535545DEST_PATH_IMAGE010
=1.336(t/m2)，单位中的t代表吨；
Figure 167515DEST_PATH_IMAGE011
。
（三）风荷载作用下的基底倾覆弯矩计值
Figure 819076DEST_PATH_IMAGE012
计算
Figure 864393DEST_PATH_IMAGE052
                                                         式3.1
式中 
Figure 197285DEST_PATH_IMAGE014
：风荷载标准值(
Figure 746078DEST_PATH_IMAGE015
)；
：高度z处的风振系数；
Figure 38836DEST_PATH_IMAGE017
：风压高度变化系数，
Figure 972157DEST_PATH_IMAGE018
，取值与
Figure 641036DEST_PATH_IMAGE019
相关，
Figure 336197DEST_PATH_IMAGE019
代表地面粗糙度(共有A、B、C、D四种情况，具体分类可参考《建筑结构荷载规范GB5009-2001》的7.2条)，z表示高度，
Figure 824947DEST_PATH_IMAGE003
、的取值见表2；
Figure 288607DEST_PATH_IMAGE021
：风荷载体型系数；
Figure 452872DEST_PATH_IMAGE022
：基本风压(
Figure 694497DEST_PATH_IMAGE015
)。
表2. 
Figure 172883DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 550775DEST_PATH_IMAGE020
取值表 
  A B C D
Figure 531281DEST_PATH_IMAGE003
 1.379 1.0 0.616 0.318
Figure 994623DEST_PATH_IMAGE020
 0.24 0.32 0.44 0.60
说明：表中A、B、C、D分别代表不同的地面粗糙度。
Figure 339017DEST_PATH_IMAGE023
                                                       式3.2
式中 
Figure 774678DEST_PATH_IMAGE024
：风振动力系数；
Figure 280745DEST_PATH_IMAGE025
：结构振型系数，取为
Figure 496963DEST_PATH_IMAGE026
；
Figure 317152DEST_PATH_IMAGE027
：脉动影响系数，取为0.5。
   
Figure 669635DEST_PATH_IMAGE028
                                                    式3.3
式中 
Figure 346604DEST_PATH_IMAGE029
：结构阻尼比，对于钢筋混凝土结构取0.05。
   
Figure 722222DEST_PATH_IMAGE030
                                                         式3.4
式中 
Figure 408418DEST_PATH_IMAGE031
；
：结构自振周期。
基底倾覆弯矩设计值
Figure 165077DEST_PATH_IMAGE012
(考虑两个方向的效应总和)：
Figure 90307DEST_PATH_IMAGE033
                式3.5
式中 H：建筑高度；
     L：建筑平面长边方向最大尺寸。
（四）地震作用下基底倾覆弯矩设计者计算
Figure 579374DEST_PATH_IMAGE035
                                                                 式4.1
式中 
Figure 863725DEST_PATH_IMAGE036
：地震作用下基底倾覆弯矩标准值；
n：为与
Figure 10673DEST_PATH_IMAGE037
比值相关的系数(称为倾覆弯矩影响系数、下文中简称系数n)；
     
Figure 976355DEST_PATH_IMAGE038
：场地特征周期；
     
Figure 157937DEST_PATH_IMAGE006
：最大地震影响系数；
     
Figure 613190DEST_PATH_IMAGE039
：结构有效重量，0.8*结构的实际中重量；
     H：建筑高度。
n = 1/(-2.49852-41.12692*(Tg/T)^4.29375)+ 0.51155                                式4.2
地震作用引起的基底倾覆弯矩设计值
Figure 450696DEST_PATH_IMAGE034
(考虑两个方向的效应总和)：
Figure 16806DEST_PATH_IMAGE040
                                                    式4.3
式中0.8为地震作用的调整系数。
（五）位移特征变量X的计算
考虑风荷载和地震作用两者引起的基底倾覆弯矩组合，取为。为了防止
Figure 115267DEST_PATH_IMAGE042
值大于
Figure 236807DEST_PATH_IMAGE041
，取(此公表示的值取为
Figure 497521DEST_PATH_IMAGE045
和
Figure 106357DEST_PATH_IMAGE054
两者中的较大者的值)，作为基底倾覆弯矩的组合值(即)。
位移特征变量：
Figure 962634DEST_PATH_IMAGE047
                                              式5.1
式中 S：建筑面积。
（六）混凝土用量Cdosage计算
Figure 930590DEST_PATH_IMAGE048
（m3/m2）                                式6.1
上式代表每平方米建筑面积混凝土用量，不包括基础和楼板部分。
式中 
Figure 26722DEST_PATH_IMAGE049
：楼层面积系数，
Figure 676009DEST_PATH_IMAGE050
，B、L为结构短、长边方向的最大尺寸。
实施例一：
西安某30层“点式”剪力墙结构体系住宅
步骤1. 已知
Figure 806776DEST_PATH_IMAGE004
=0.4(
Figure 945634DEST_PATH_IMAGE015
)，
Figure 699701DEST_PATH_IMAGE019
为B，
Figure 214996DEST_PATH_IMAGE005
=0.08，
Figure 200269DEST_PATH_IMAGE007
=0.35（s），楼层平均层高2.9(m),建筑高度H=87(m),B=20.5(m),b=20.5(m)，L=28.2(m)，楼层结构面积=453.56(m2)，S=13782.35(m2)，
本建筑的实际混凝土用量为0.2465(m3/m2)。
步骤2. 
Figure 510028DEST_PATH_IMAGE003
=1.0，
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE055
，
Figure 252856DEST_PATH_IMAGE008
=1，；
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE057
；
Figure 83726DEST_PATH_IMAGE010
=1.336（t/m2），
Figure 564386DEST_PATH_IMAGE058
。
步骤3. 
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE059
，
Figure 60089DEST_PATH_IMAGE060
，；
；
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE063
，
Figure 65270DEST_PATH_IMAGE064
，
Figure 716831DEST_PATH_IMAGE023
；
Figure DEST_PATH_IMAGE065
。
步骤4. n = 1/(-2.49852-41.12692*(Tg/T)^4.29375)+0.51155=0.11399764, ；
Figure 829460DEST_PATH_IMAGE066
    步骤5. 
Figure DEST_PATH_IMAGE067
；
。
步骤6. 
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE069
；
Figure 403978DEST_PATH_IMAGE070
误差为0.3271%。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，本实施例是用于西安某30层“板式”剪力墙结构体系住宅，具体操作步骤如下：
步骤1. 已知=0.4(
Figure 807595DEST_PATH_IMAGE015
)，
Figure 476474DEST_PATH_IMAGE019
为B，
Figure 906056DEST_PATH_IMAGE005
=0.08，
Figure 660385DEST_PATH_IMAGE007
=0.35(s)，楼层平均层高2.9(m), H=87(m),B=14.6(m)，b=14.6(m)，L=34.2(m)，
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE071
，楼层结构面积=447.54(m2)，S=13495.37(m2)，本建筑的实际混凝土用量为0.2486(m3/m2)。
步骤2. =1.0，
Figure 124044DEST_PATH_IMAGE072
，
Figure 288309DEST_PATH_IMAGE008
=1，；
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE073
；
Figure 8321DEST_PATH_IMAGE010
=1.336（t/m2），
Figure 386213DEST_PATH_IMAGE058
。
步骤3. 
Figure 924641DEST_PATH_IMAGE059
，
Figure 387984DEST_PATH_IMAGE060
，
Figure 732377DEST_PATH_IMAGE074
；
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE075
；
Figure 400994DEST_PATH_IMAGE063
，
Figure 172641DEST_PATH_IMAGE064
，
Figure 123279DEST_PATH_IMAGE023
；
。
步骤4. n=1/(-2.49852-41.12692*(Tg/T)^4.29375)+0.51155=0.11261304,
Figure 295952DEST_PATH_IMAGE035
；
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE077
    步骤5. 
Figure 176183DEST_PATH_IMAGE078
；
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE079
。
步骤6. 
Figure 614117DEST_PATH_IMAGE080
；
误差为-2.95%。
实施例三
本实施例是用于上海某19层剪力墙结构体系住宅，具体操作步骤如下：
步骤1. 已知
Figure 237997DEST_PATH_IMAGE004
=0.55()，
Figure 558437DEST_PATH_IMAGE019
为C，
Figure 919886DEST_PATH_IMAGE005
=0.08，=0.9(s)，楼层平均层高3(m), H=57(m),B=17(m)，b=17(m)，L=26.7(m)，
Figure 471270DEST_PATH_IMAGE082
，楼层结构面积=323.75(m2)，S=6042(m2)，本建筑的实际混凝土用量为0.211(m3/m2)。
步骤2. 
Figure 427724DEST_PATH_IMAGE003
=1.0，
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE083
，
Figure 840251DEST_PATH_IMAGE084
，
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE085
；
Figure 805933DEST_PATH_IMAGE086
；
Figure 987516DEST_PATH_IMAGE010
=1.336（t/m2），
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE087
。
步骤3. 
Figure 380451DEST_PATH_IMAGE088
，
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE089
，；
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE091
；
Figure 22883DEST_PATH_IMAGE092
，
Figure DEST_PATH_IMAGE093
，
Figure 72354DEST_PATH_IMAGE023
；
。
步骤4. n=1/(-2.49852-41.12692*(Tg/T)^4.29375)+0.51155=0.3571068，
Figure 757730DEST_PATH_IMAGE035
；
Figure DEST_PATH_IMAGE095
步骤5. 
Figure 127532DEST_PATH_IMAGE096
；
。
步骤6. 
Figure 221390DEST_PATH_IMAGE098
；
Figure 2012100792783100002DEST_PATH_IMAGE099
误差为-1.896%。

Claims (6)

1.一种高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量预测方法,其特征在于操作步骤如下:
1) 计算结构自振周期T和结构质量m；
2) 计算风荷载作用下的基底倾覆弯矩设计值MW；
3) 计算地震作用下的基底倾覆弯矩设计值ME；
4) 计算位移特征变量X；
5) 计算混凝土用量Cdosage。
2.根据权利要求1所述的高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量预测方法，其特征在于所述步骤1)计算结构自振周期T和结构质量m的方法如下：
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE001
(s)
式中 ；
    
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE003
:见表1；
     H:建筑高度；
     B:建筑平面短方向的最大尺寸；
    ：基本风压w k ，取值由设计方提供；
代表最大地震影响系数
Figure 223686DEST_PATH_IMAGE006
，取值由设计方提供；
代表场地特征周期(T g )，取值由设计方提供；
    
Figure 1149DEST_PATH_IMAGE008
：楼层修正系数，为楼层平均层高与2.9米的比值；
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE009
(t/m2)
式中 
Figure 481809DEST_PATH_IMAGE010
=1.336(t/m2)，单位中的t代表吨；
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE011
。
3.根据权利要求1所述的高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量预测方法，其特征在于所述步骤2)计算结风荷载作用下基底倾覆弯矩设计值
Figure 977512DEST_PATH_IMAGE012
的方法如下：
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE013
式中 
Figure 5249DEST_PATH_IMAGE014
：风荷载标准值()；
Figure 699536DEST_PATH_IMAGE016
：高度z处的风振系数；
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE017
：风压高度变化系数，，取值与
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE019
相关，
Figure 334096DEST_PATH_IMAGE019
代表地面粗糙度(共有A、B、C、D四种情况，具体分类可参考《建筑结构荷载规范GB5009-2001》的7.2条)，z表示高度，
Figure 729306DEST_PATH_IMAGE003
、的取值见表1；
：风荷载体型系数；
Figure 241506DEST_PATH_IMAGE022
：基本风压(
Figure 508540DEST_PATH_IMAGE015
)；
表1. 
Figure 707440DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 812537DEST_PATH_IMAGE020
取值表 
  A B C D
Figure 805901DEST_PATH_IMAGE003
 1.379 1.0 0.616 0.318
Figure 560230DEST_PATH_IMAGE020
 0.24 0.32 0.44 0.60
说明：表中A、B、C、D分别代表不同的地面粗糙度；
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE023
式中 
Figure 234925DEST_PATH_IMAGE024
：风振动力系数；
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE025
：结构振型系数，取为；
：脉动影响系数，取为0.5；
    
Figure 125838DEST_PATH_IMAGE028
式中 
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE029
：结构阻尼比，对于钢筋混凝土结构取0.05；
    
Figure 305146DEST_PATH_IMAGE030
式中 ；
Figure 10629DEST_PATH_IMAGE032
：结构自振周期；
基底倾覆弯矩设计值（考虑两个方向的效应总和）：
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE033
                
式中 H：建筑高度；
     L：建筑平面长边方向最大尺寸。
4.根据权利要求1所述的高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量预测方法，其特征在于所述步骤3)计算地震作用下基底倾覆弯矩设计值的方法如下：
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE035
式中 
Figure 655871DEST_PATH_IMAGE036
：地震作用下基底倾覆弯矩标准值；
n：为与
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE037
比值相关的系数(称为倾覆弯矩影响系数、下文中简称系数n)；
    ：场地特征周期；
    
Figure 170346DEST_PATH_IMAGE006
：最大地震影响系数；
    
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE039
：结构有效重量，0.8*结构的实际总重量；
     H：建筑高度；
n = 1/(-2.49852-41.12692*(Tg/T)^4.29375)+ 0.51155
地震作用引起的基底倾覆弯矩设计值
Figure 879676DEST_PATH_IMAGE034
考虑两个方向的效应总和：
Figure 830314DEST_PATH_IMAGE040
式中 0.8为地震作用的调整系数。
5.根据权利要求1所述的高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量预测方法，其特征在于所述步骤4)计算位移特征变量X的方法如下：
考虑风荷载和地震作用两者引起的基底倾覆弯矩组合，取为
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE041
；为了防止
Figure 149038DEST_PATH_IMAGE042
值大于
Figure 501522DEST_PATH_IMAGE041
，取
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE043
（此公表示的值取为和
Figure 819688DEST_PATH_IMAGE046
两者中的较大者的值），作为基底倾覆弯矩的组合值(即
Figure 177988DEST_PATH_IMAGE042
)；
位移特征变量：
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE047
。
6.根据权利要求1所述的高层剪力墙结构体系住宅混凝土用量预测方法，其特征在于所述步骤5)计算混凝土用量Cdosage的方法如下：
Figure 650557DEST_PATH_IMAGE048
(m3/m2)
上式代表每平方米建筑面积混凝土用量，不包括基础和楼板部分；
式中 
Figure 2012100792783100001DEST_PATH_IMAGE049
：楼层面积系数，
Figure 701690DEST_PATH_IMAGE050
，B、L为结构短、长边方向的最大尺寸。
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