淺論以SATWE進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計注意的問題_工程管理

1、淺論以SATWE進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計注意的問題 SATWE軟件具有精確、高效的特點(diǎn),在結(jié)構(gòu)設(shè)計中得到了越來越廣泛的運(yùn)用。本文淺談SATWE進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時留意的幾個問題。PKPM是中國建筑科學(xué)討論院研發(fā)的一種設(shè)計軟件,現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于設(shè)計領(lǐng)域。而SATWE是應(yīng)現(xiàn)代多、高層建筑進(jìn)展要求而研制的空間結(jié)合結(jié)構(gòu)有限于元分析軟件,在運(yùn)用這種軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,有一些問題始終會涉及到,在這里將簡潔的談幾點(diǎn)。一、SATWE的特點(diǎn)1、模型化誤差小、分析精度高SATWE采納空間桿單元模擬梁、柱及支撐等構(gòu)件,用在殼元基礎(chǔ)上分散而成的墻元模擬剪力墻。墻元不僅具有墻所在的平面內(nèi)剛度,也具有平面外剛度,可以較好地模擬工程中剪力墻

2、的實際受力狀態(tài)。對樓板,SATWE給出四種簡化假定:樓板整體平面內(nèi)無限剛、分塊無限剛、分塊無限剛帶彈性連接板帶和彈性樓板。在應(yīng)用中,可依據(jù)工程實際狀況和分析精度要求,選用其中一種或幾種簡化假定。2、計算速度快SATWE可動態(tài)管理計算機(jī)內(nèi)存資源,所以其在解題力量和速度方面的優(yōu)越性更突出。3、前后處理功能強(qiáng)PMCAD模塊建立后,SATWE讀取其數(shù)據(jù),自動將其轉(zhuǎn)換成空間有限元分析所需的數(shù)據(jù)格式,并具自動導(dǎo)荷及墻元和彈性樓板單元自動劃分功能。PK、JLQ為SATWE的后處理模塊,在SATWE計算完后,可用PK繪梁、柱施工圖,接JLQ繪剪力墻施工圖,并可進(jìn)行基礎(chǔ)等其他軟件的設(shè)計工作。二、運(yùn)用SATWE進(jìn)

3、行結(jié)構(gòu)設(shè)計時留意的幾個問題1、接PM生成SATWE數(shù)據(jù)在PMCAD中已經(jīng)輸入了結(jié)構(gòu)模型的數(shù)據(jù),在SATWE中還要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和補(bǔ)充,下面有幾點(diǎn)問題是設(shè)計時需考慮到的。由于恒載的特別性,SATWE軟件將施加荷載的方式分為兩種:“一次性加載”和“模擬施工加載”。其中“模擬施工加載1”方式較好地模擬了在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中,逐層加載,逐層找平的過程?！澳M施工加載2”是在1的理論基礎(chǔ)上,將豎向構(gòu)件的軸向剛度增大10倍,在肯定程度上考慮了基礎(chǔ)的不勻稱沉降。對于框剪結(jié)構(gòu)而言,外圍框架受力有所增大。剪力墻核心筒受力略有減小,有利于基礎(chǔ)受力更勻稱。所以高層建筑一般選擇“模擬施工加載1”,高層框剪基

4、礎(chǔ)宜取“模擬施工加載2”,多層建筑一般選擇“一次性加載”。建筑設(shè)計時應(yīng)考慮抗震的要求,不應(yīng)采納嚴(yán)峻不規(guī)章的設(shè)計方案。體形簡單、平立面不規(guī)章的結(jié)構(gòu),可在適當(dāng)部位設(shè)置防震縫,或調(diào)整平面外形和尺寸,加強(qiáng)構(gòu)造措施。不規(guī)章的建筑在計算時采納的是空間結(jié)構(gòu)計算模型,并需進(jìn)行薄弱層驗算。這在SATWE信息輸入時都要引起留意。在計算地震力時,假如考慮單向地震作用,即用偶然偏心計算,多層規(guī)章的結(jié)構(gòu)可以不考慮。質(zhì)量和剛度分布明顯不對稱的結(jié)構(gòu),應(yīng)計入雙向地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響;其他狀況,應(yīng)允許采納調(diào)整地震作用效應(yīng)的方法計入扭轉(zhuǎn)影響。這在抗震規(guī)范和高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程中都有強(qiáng)制性條文。在調(diào)整信息中,有幾個數(shù)據(jù)的取值

5、是需要留意的?！傲憾藦澗卣{(diào)幅系數(shù)”一般現(xiàn)澆框架梁取0.8-0.9,裝配整體式框架梁取0.7-0.8.彎矩調(diào)幅緣由是:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有塑性內(nèi)力重分布性質(zhì),在豎向荷載作用下考慮適當(dāng)降低梁端彎矩,以削減負(fù)彎矩鋼筋的擁擠現(xiàn)象。另一個跟梁彎矩有關(guān)系的信息是“梁設(shè)計彎矩增大系數(shù)”,取值為1.0-1.3,但一般都取1.0,是由于已考慮了活荷載的不利布置。“中梁剛度增大系數(shù)”的取值要依據(jù)梁高和樓板的厚度比較來確定,現(xiàn)澆樓板取值1.3-2.0,一般取2.0,由于在整體式肋形樓蓋中,樓板和梁澆注在一起形成T形截面梁,在承載力計算時整體剛度會有所增大。其余的調(diào)整信息,只要查看規(guī)范就很簡單確定下來,這里就不再細(xì)說。

6、另外一個需要留意的信息是“柱配筋計算原則”。一般第一次計算宜按“單偏壓”計算,然后再按“雙偏壓”來計算角柱,角柱在特別構(gòu)件定義中點(diǎn)取,角柱的配筋取兩次計算中的大值。異形柱按“雙偏壓”來計算。“周期折減系數(shù)”默認(rèn)的取值是1.0,這個值應(yīng)在建筑考慮非承重墻體剛度的影響后進(jìn)行調(diào)整。系數(shù)按如下規(guī)定選取,框架結(jié)構(gòu):磚填充墻多時取0.6-0.7,磚填充墻少時取0.7-0.8;框剪結(jié)構(gòu):磚填充墻多時取0.7-0.8,磚填充墻少時取0.8-0.9;剪力墻結(jié)構(gòu)取1.0.2、特別構(gòu)件補(bǔ)充定義這一步的工作是肯定要做的,梁是否鉸結(jié)、不調(diào)幅梁 的點(diǎn)取、角柱的點(diǎn)取等都是要用戶指定,這需要對所設(shè)計的建筑物的受力體系有全面、

7、清楚的理解。如梁鉸接的點(diǎn)取與不點(diǎn)取,所配的鋼筋是完全不同的:兩端鉸接的梁完全靠下部鋼筋來承受荷載,下部配筋很大,支座只構(gòu)造配筋;兩端固接的梁的支座也配有鋼筋,這是由于上部有負(fù)彎矩,承受拉力。當(dāng)雙偏壓計算角柱時,角柱應(yīng)點(diǎn)取,否則就不根據(jù)角柱計算,配筋也不予增大。3、結(jié)構(gòu)分析和構(gòu)件內(nèi)力計算這一項要選的參數(shù)很少,但對整個結(jié)構(gòu)模型的計算起到關(guān)鍵的作用?！皩觿偠缺扔嬎恪庇腥N方法:1.剪切剛度、2.剪彎剛度、3.地震剪力與地震層間位移的比值。方法1按高規(guī)給出得方法計算,過于簡潔;方法2按有限元方法,通過加單位力來計算,用于轉(zhuǎn)換層的計算;程序隱含的是方法3,概念和計算均簡潔.但未扣除剛體轉(zhuǎn)角引起的位移。三

8、種方法可能給出差別較大的剛度比結(jié)果,所以要依據(jù)工程實際狀況進(jìn)行選取。4、分析結(jié)果圖形和文本顯示在進(jìn)行配筋計算與驗算后,即可以得到梁柱的配筋簡圖及一些文本。在查看結(jié)果圖形和文本時要留意幾個參數(shù)的限值。首先,柱軸壓比限值應(yīng)滿意抗規(guī)6.3.7條的規(guī)定,并查看梁柱的配筋是否超筋,如有超筋就要考慮調(diào)整梁柱的截面來調(diào)整配筋量。另外,結(jié)構(gòu)整體性能應(yīng)加以掌握:(1)、位移掌握:程序輸出結(jié)果第一項是構(gòu)件節(jié)點(diǎn)位移,其次項是層間位移.位移掌握是通過掌握位移比進(jìn)行的。計算結(jié)果應(yīng)滿意抗規(guī)5.5.1條規(guī)定,消失個別位移比超限時,可查位移的大小,在位移很小的狀況下,可不考慮。(2)、周期掌握:抗規(guī)5.2.5條對樓層最小剪重

9、比做了規(guī)定,X 、Y方向的有效質(zhì)量系數(shù)一般不應(yīng)小于90%.地震作用最大的方向一般掌握在15O內(nèi),當(dāng)大于15O時,應(yīng)將該角度在調(diào)整信息中再次輸入,并重新導(dǎo)荷驗算。另外高規(guī)的4.3.5條規(guī)定,結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt與平動為主的第一周期T1之比,A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9;B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及簡單高層建筑不應(yīng)大于0.850.(3)、層剛度比掌握:抗規(guī)附錄E2.1規(guī)定,筒體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層上下層的側(cè)向剛度比不宜大于2;高規(guī)的4.4.3條規(guī)定,抗震設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu),其樓層側(cè)向剛度不宜小于相臨上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相臨三層側(cè)向剛度平均值的80%;高規(guī)的5.3.7條規(guī)定,高層建筑結(jié)構(gòu)計算中,當(dāng)?shù)叵率业捻敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固端時,地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍:高規(guī)的10.2.6條規(guī)定,底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度,應(yīng)符合高規(guī)附錄D的規(guī)定。當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行薄弱層驗算時,應(yīng)滿意抗規(guī)5.5.5條的彈塑性層間位移角限值的要求。三、結(jié)語在建筑結(jié)構(gòu)計算中,SATWE軟件的運(yùn)用特別廣泛,而設(shè)計過程中各種參數(shù)的選取對整個