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《PKPM軟件在應(yīng)用中的問題解析》講義匯總《PKPM軟件件在應(yīng)用中的的問題解析》講講義(一)第一章磚混底框的的設(shè)計(一)“按經(jīng)驗考慮慮墻梁上部作作用的荷載折折減”⑴由于墻梁的的反拱作用,使使得一部分荷荷載直接傳給給了豎向構(gòu)件件,從而使墻墻梁的荷載降降低。⑵若選擇此項項,則程序?qū)λ械耐袎α壕蹨p,而而不判斷該梁梁是否為墻梁梁。(二)“按規(guī)范墻梁梁方法確定托托梁上部荷載載”⑴若選擇此項項,則則程序序自動判斷托托墻梁是否為為墻梁,若是是墻梁則自動動按照規(guī)范要要求計算梁上上的荷載,若若不是墻梁則則按均布荷載載方式加到梁梁上。⑵若同時選擇“按經(jīng)驗考慮慮墻梁上部作作用的荷載折折減”和“按規(guī)范墻梁梁方法確定托托梁上部荷載載”兩項,則程程序?qū)τ趬α毫簞t執(zhí)行“按規(guī)范墻梁梁方法確定托托梁上部荷載載”,對于非墻墻梁則執(zhí)行“按經(jīng)驗考慮慮墻梁上部作作用的荷載折折減”。(三)“底框結(jié)構(gòu)剪剪力墻側(cè)移剛剛度是否應(yīng)該該考慮邊框柱柱的作用”若選擇此項項,則程序在在計算側(cè)移剛剛度比時,與與邊框柱相連連的剪力墻將將作為組合截截面考慮。否否則程序分別別計算墻、柱柱側(cè)移剛度。一般而言,對對混凝土抗震震墻可選擇考考慮邊框柱的的作用,對磚磚抗震墻可選選擇不考慮邊邊框柱的作用用。(四)混凝凝土墻與磚墻墻彈性模量比比的輸入⑴適用范圍::混凝土墻與與磚墻彈性模模量比只有在在該結(jié)構(gòu)在某某一層既輸入入了混凝土墻墻,又輸入了了磚墻時才起起作用。⑵物理意義::混凝土墻與與磚墻的彈性性模量比。⑶參數(shù)大?。海涸撝等笔r時為3,大小在3~6之間。⑷如何填寫::一般而言,混混凝土墻的彈彈性模量是磚磚墻的10倍以上。如如果是同等墻墻厚,則混凝凝土墻的剛度度就是磚墻的的10倍以上。但但實際上,在在結(jié)構(gòu)設(shè)計時時,一方面混混凝土墻的厚厚度小于磚墻墻,從而使混混凝土墻的剛剛度有所降低低;另一方面面,在實際地地震力作用下下混凝土墻所所受的地震力力是否就是磚磚墻的10倍以上還是是未知數(shù),因因此我們不能能將該值填得得過高。(五)磚混混底框結(jié)構(gòu)風(fēng)風(fēng)荷載的計算算⑴TAT軟件可以直直接計算風(fēng)荷荷載。⑵SATWE軟件不可以以直接計算風(fēng)風(fēng)荷載,需要要設(shè)計人員在在特殊風(fēng)荷載載定義中人為為輸入。(六)磚混混底框不計算算地震力時該該如何設(shè)計??⑴目前的PMCAD軟件不能計計算非抗震的的磚混底框結(jié)結(jié)構(gòu)。⑵處理方法:①設(shè)計人員可可以按6度設(shè)防計算算,磚混抗震震驗算結(jié)果可可以不看。②磚混抗震驗驗算完成后執(zhí)執(zhí)行SATWE軟件進行底底框部分內(nèi)力力的計算。⑶處理方法的的基本原理::①一般來說,磚磚混底框結(jié)構(gòu)構(gòu),按6度設(shè)防計算算時地震力并并非控制工況況。②對于構(gòu)件的的彎矩值,基基本上都是恒恒+活載控制;;剪力值,有有可能某些斷斷面由地震力力控制,但該該剪力值的大大小與恒+活載作用下下的剪力值相相差也不會很很大。直接用用該值設(shè)計首首先肯定安全全,其次誤差差很小。③如果個別構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)其彎彎矩值和剪力力值由地震力力控制,這種種情況一般出出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的的外圍構(gòu)件中中。設(shè)計人員員或者直接使使用該值進行行設(shè)計,誤差差不大,或者者作為個案單單獨處理。(七)磚混混底框結(jié)構(gòu)剛剛度比的計算算與調(diào)整方法法探討(A)規(guī)范要求《建筑抗震震設(shè)計規(guī)范》第第條第3款明確規(guī)定定:底層框架架-抗震墻房房屋的縱橫兩兩個方向,第第二層與底層層側(cè)向剛度的的比值,6、7度時不應(yīng)大大于2.5,8度時不應(yīng)大大于2.0,且均不應(yīng)應(yīng)小于1.0。《建筑抗震震設(shè)計規(guī)范》第7.1.8條第4款明確規(guī)定:底部兩層框架-抗震墻房屋的縱橫兩個方向,底部與底部第二層側(cè)向剛度應(yīng)接近,第三層與底部第二層側(cè)向剛度的比值,6、7度時不應(yīng)大于2.0,8度時不應(yīng)大于1.5,且均不應(yīng)小于1.0。(B)規(guī)范精神⑴由于過渡層為磚房結(jié)構(gòu),受力復(fù)雜,若作為薄弱層,則結(jié)構(gòu)位移反應(yīng)不均勻,彈塑性變形集中,從而對抗震不利。⑵充分發(fā)揮底部結(jié)構(gòu)的延性,提高其在地震力作用下的抗變形和耗能能力。(C)PMCAD對混凝土墻體剛度的計算⑴對無洞口墻體的計算①如果墻體高寬比M<1.0,則只計算剪切剛度,計算公式為(略)②如果墻體高寬比M>1.0,則需計算剪彎剛度,計算公式為(略)⑵對小洞口墻體的計算①小洞口墻體的判別標(biāo)準(zhǔn)
α=(略)≤0.4②目前的PMCAD軟件,對于磚混底框結(jié)構(gòu),只允許開設(shè)小洞口的剪力墻。對于α≥0.6或洞口高度大于等于0.8倍墻高的大洞口剪力墻,則只能分片輸入。③PMCAD軟件根據(jù)開洞率按照《抗震規(guī)范》表7.2.3乘以墻段洞口影響系數(shù)計算小洞口剪力墻的剛度。(D)工程算例:(例子還有圖形等,未錄入)本例通過不改變剪力墻布置而用剪力墻開豎縫的方法來滿足其剛度比的要求。(略)(E)設(shè)豎縫的剪力墻墻體的構(gòu)造要求⑴豎縫兩側(cè)應(yīng)設(shè)置暗柱。⑵剪力墻的豎縫應(yīng)開到梁底,將剪力墻分乘高寬比大于1.5,但也不宜大于2.5的若干個墻板單元。⑶對帶邊框的低矮鋼筋混凝土墻的邊框柱的配筋不應(yīng)小于無鋼筋混凝土抗震墻的框架柱的配筋和箍筋要求。⑷帶邊框的低矮鋼筋混凝土墻的邊框梁,應(yīng)在豎縫的兩側(cè)1.5倍梁高范圍內(nèi)箍筋加密,其箍筋間距不應(yīng)大于100mm。⑸豎縫的寬度可與墻厚相等,豎縫處可用預(yù)制鋼筋混凝土塊填入,并做好防水。(F)底部框架-剪力墻部分為兩層的磚混底框結(jié)構(gòu),可以通過開設(shè)洞口的方式形成高寬比大于2的若干墻段。注:本條因為文字編輯的原因略去了一些公式,這些公式可以從其他一些書上看到?!禤KPM軟件件在應(yīng)用中的的問題解析》講講義(二)第二章剪切、剪剪彎、地震力力與地震層間間位移比三種種剛度比的計計算與選擇(一)地震震力與地震層層間位移比的的理解與應(yīng)用用⑴規(guī)范要求::《抗震規(guī)范范》第和3.4.3條及《高規(guī)規(guī)》第4.4.2條均規(guī)定::其樓層側(cè)向向剛度不宜小小于上部相鄰鄰樓層側(cè)向剛剛度的70%或其上相相鄰三層側(cè)向向剛度平均值值的80%。⑵計算公式:Ki=Vii/Δui⑶應(yīng)用范圍:①可用于執(zhí)行行《抗震規(guī)范范》第3.4.2和3.4.3條及《高規(guī)規(guī)》第4.4.2條規(guī)定的工工程剛度比計計算。②可用于判斷斷地下室頂板板能否作為上上部結(jié)構(gòu)的嵌嵌固端。(二)剪切切剛度的理解解與應(yīng)用⑴規(guī)范要求:①《高規(guī)》第E.0.1條規(guī)定:底底部大空間為為一層時,可可近似采用轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換層上、下下層結(jié)構(gòu)等效效剪切剛度比比γ表示轉(zhuǎn)換層層上、下層結(jié)結(jié)構(gòu)剛度的變變化,γ宜接近1,非抗震設(shè)設(shè)計時γ不應(yīng)大于3,抗震設(shè)計計時γ不應(yīng)大于2。計算公式式見《高規(guī)》151頁。②《抗震規(guī)范范》第6.1.114條規(guī)定:當(dāng)當(dāng)?shù)叵率翼敯灏遄鳛樯喜拷Y(jié)結(jié)構(gòu)的嵌固部部位時,地下下室結(jié)構(gòu)的側(cè)側(cè)向剛度與上上部結(jié)構(gòu)的側(cè)側(cè)向剛度之比比不宜小于2。其側(cè)向剛剛度的計算方方法按照條文文說明可以采采用剪切剛度度。計算公式式見《抗震規(guī)規(guī)范》253頁。⑵SATWE軟件所提供供的計算方法法為《抗震規(guī)規(guī)范》提供的的方法。⑶應(yīng)用范圍::可用于執(zhí)行行《高規(guī)》第第E.0.1條和《抗震震規(guī)范》第6.1.114條規(guī)定的工工程的剛度比比的計算。(三)剪彎彎剛度的理解解與應(yīng)用⑴規(guī)范要求:①《高規(guī)》第E.0.2條規(guī)定:底底部大空間大大于一層時,其其轉(zhuǎn)換層上部部與下部結(jié)構(gòu)構(gòu)等效側(cè)向剛剛度比γe可采用圖E所示的計算算模型按公式式(E.0.22)計算。γe宜接近1,非抗震設(shè)設(shè)計時γe不應(yīng)大于2,抗震設(shè)計計時γe不應(yīng)大于1.3。計算公式式見《高規(guī)》151頁。②《高規(guī)》第E.0.2條還規(guī)定::當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)設(shè)置在3層及3層以上時,其其樓層側(cè)向剛剛度比不應(yīng)小小于相鄰上部部樓層的60%。⑵SATWE軟件所采用用的計算方法法:高位側(cè)移移剛度的簡化化計算⑶應(yīng)用范圍::可用于執(zhí)行行《高規(guī)》第第E.0.2條規(guī)定的工工程的剛度比比的計算。(四)《上上海規(guī)程》對對剛度比的規(guī)規(guī)定《上海規(guī)程程》中關(guān)于剛剛度比的適用用范圍與國家家規(guī)范的主要要不同之處在在于:⑴《上海規(guī)程程》第6.1.119條規(guī)定:地地下室作為上上部結(jié)構(gòu)的嵌嵌固端時,地地下室的樓層層側(cè)向剛度不不宜小于上部部樓層剛度的的1.5倍。⑵《上海規(guī)程程》已將三種種剛度比統(tǒng)一一為采用剪切切剛度比計算算。(五)工程程算例:⑴工程概況::某工程為框框支剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu),共27層(包括二二層地下室),第第六層為框支支轉(zhuǎn)換層。結(jié)結(jié)構(gòu)三維軸測測圖、第六層層及第七層平平面圖如圖1所示(圖略略)。該工程程的地震設(shè)防防烈度為8度,設(shè)計基基本加速度為為0.3g。⑵1~13層X向剛度比的的計算結(jié)果::由于列表困困難,下面每每行數(shù)字的意意義如下:以以“/”分開三種剛剛度的計算方方法,第一段段為地震剪力力與地震層間間位移比的算算法,第二段段為剪切剛度度,第三段為為剪彎剛度。具具體數(shù)據(jù)依次次為:層號,RJX,Ratx1,薄弱層/RJX,Ratx1,薄弱層/RJX,Ratx1,薄弱層。其中RJX是結(jié)構(gòu)總體體坐標(biāo)系中塔塔的側(cè)移剛度度(應(yīng)乘以10的7次方);Ratx1為本層塔側(cè)側(cè)移剛度與上上一層相應(yīng)塔塔側(cè)移剛度70%的比值或或上三層平均均剛度80%的比值中中的較小者。具具體數(shù)據(jù)如下下:1,7.82225,2.33667,否/13.2004,1.64008,否/11.6994,1.92551,否2,4.72883,3.96002,否/11.4444,1.51227,否/8.67776,1.63336,否3,1.72551,1.65227,否/9.09995,1.24996,否/6.09667,1.25998,否4,1.34007,1.25995,否/9.63448,1.07226,否/6.90007,1.15557,否5,1.23004,1.25556,否/9.63448,0.90118,是/6.92221,0.97116,是6,1.34333,1.35334,否/8.03773,0.64339,是/4.32551,0.49551,是7,1.41779,2.21777,否/16.0114,1.31446,否/11.1445,1.30666,否8,0.91338,1.92775,否/16.0114,1.35442,否/11.2447。1.35559,否9,0.67770,1.79992,否/14.7882,1.25000,否/10.3669,1.25000,否10,0.53775,1.71993,否/14.7882,1.25000,否/10.3669,1.25000,否11,0.44666,1.66776,否/14.7882,1.25000,否/10.3669,1.25000,否12,0.38112,1.61007,否/14.7882,1.25000,否/10.3669,1.25000,否13,0.33110,1.54664,否/14.7882,1.25000,否/10.3669,1.25000,否注1:SATWE軟件在進行“地震剪力與與地震層間位位移比”的計算時“地下室信息”中的“回填土對地地下室約束相相對剛度比”里的值填“0”;注2:在SATWE軟件中沒有有單獨定義薄薄弱層層數(shù)及及相應(yīng)的層號號;注3:本算例主主要用于說明明三種剛度比比在SATWE軟件中的實實現(xiàn)過程,對對結(jié)構(gòu)方案的的合理性不做做討論。⑶計算結(jié)果分分析①按不同方法法計算剛度比比,其薄弱層層的判斷結(jié)果果不同。②設(shè)計人員在SATWE軟件的“調(diào)整信息”中應(yīng)指定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換層第六層層薄弱層層號號。指定薄弱弱層層號并不不影響程序?qū)ζ渌∪鯇訉拥淖詣优袛鄶唷"郛?dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)設(shè)置在3層及3層以上時,《高高規(guī)》還規(guī)定定其樓層側(cè)向向剛度比不應(yīng)應(yīng)小于相鄰上上部樓層的60%。這一項SATWE軟件并沒有有直接輸出結(jié)結(jié)果,需要設(shè)設(shè)計人員根據(jù)據(jù)程序輸出的的每層剛度單單獨計算。例例如本工程計計算結(jié)果如下下:1.34433×1007/(1.41779×1077)=94.74%>60%滿足規(guī)范要要求。④地下室頂板板能否作為上上部結(jié)構(gòu)的嵌嵌固端的判斷斷:a)采用地震剪剪力與地震層層間位移比=4.72883×1077/(1.72551×1077)=2.74>2地下室頂板板能夠作為上上部結(jié)構(gòu)的嵌嵌固端b)采用剪切剛剛度比=11.4444×1077/(9.09995×1077)=1.25<2地下室頂板板不能夠作為為上部結(jié)構(gòu)的的嵌固端⑤SATWE軟件計算剪剪彎剛度時,H1的取值范圍圍包括地下室室的高度,H2則取等于小小于H1的高度。這這對于希望H1的值取自0.00以上的設(shè)計計人員來說,或或者將地下室室去掉,重新新計算剪彎剛剛度,或者根根據(jù)程序輸出出的剪彎剛度度,人工計算算剛度比。以以本工程為例例,H1從0.00算起,采用用剛度串模型型,計算結(jié)果果如下:轉(zhuǎn)換層所在在層號為6層(含地下下室),轉(zhuǎn)換換層下部起止止層號為3~6,H1=211.9m,轉(zhuǎn)換層上上部起止層號號為7~13,H2=211.0m。K1=[[1/(1//6.09667+1/66.90077+1/6..9221++1/4.33251)]]×107==1.46007×1077K2=[[1/(1//11.1445+1/111.2477+1/100.369))×107==1.51332×1077Δ1=1/KK1;
Δ2=1/KK2則剪彎剛度度比γe=(Δ1×H2))/(Δ2×H1))=0.99933(六)關(guān)于于三種剛度比比性質(zhì)的探討討⑴地震剪力與與地震層間位位移比:是一一種與外力有有關(guān)的計算方方法。規(guī)范中中規(guī)定的Δui不僅包括了了地震力產(chǎn)生生的位移,還還包括了用于于該樓層的傾傾覆力矩Mi產(chǎn)生的位移移和由于下一一層的樓層轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動而引起的的本層剛體轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動位移。⑵剪切剛度::其計算方法法主要是剪切切面積與相應(yīng)應(yīng)層高的比,其其大小跟結(jié)構(gòu)構(gòu)豎向構(gòu)件的的剪切面積和和層高密切相相關(guān)。但剪切切剛度沒有考考慮帶支撐的的結(jié)構(gòu)體系和和剪力墻洞口口高度變化時時所產(chǎn)生的影影響。⑶剪彎剛度::實際上就是是單位力作用用下的層間位位移角,其剛剛度比也就是是層間位移角角之比。它能能同時考慮剪剪切變形和彎彎曲變形的影影響,但沒有有考慮上下層層對本層的約約束。三種剛度的的性質(zhì)完全不不同,它們之之間并沒有什什么必然的聯(lián)聯(lián)系,也正因因為如此,規(guī)規(guī)范賦予了它它們不同的適適用范圍《PKPM軟件件在應(yīng)用中的的問題解析》講講義(三)第三章短肢剪剪力墻結(jié)構(gòu)的的計算(一)短肢肢剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)中底部傾覆覆力矩的計算算⑴規(guī)范要求:《高層建筑筑混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第第條第2款規(guī)定:抗抗震設(shè)計時,筒筒體和一般剪剪力墻承受的的第一振型底底部地震傾覆覆力矩不宜小小于結(jié)構(gòu)總底底部地震傾覆覆力矩的50%。⑵TAT與SATWE軟件對短肢肢剪力墻的判判斷:①TAT軟件按雙向向判斷;②舊版SATWE軟件按單向向判斷,新版版SATWE軟件按雙向向判斷。⑶工程算例①工程概況該工程為一一層地下室,第第六層(包括括地下室)為為框支轉(zhuǎn)換層層,轉(zhuǎn)換層以以上為短肢剪剪力墻結(jié)構(gòu),共31層。地震烈度為8度(設(shè)計基本地震加速度為0.2g),框支框架抗震等級為一級,剪力墻抗震等級為二級、轉(zhuǎn)換層以上結(jié)構(gòu)平面圖如下圖所示(圖略)②TAT和SATWE軟件底部地震傾覆力矩計算結(jié)果:用TAT計算,Mx短=99548.0、Mx=340276.0、Mx短/Mx=22.63%;My短=103067.2、My=338728.8、My短/My=23.33%。用SATWE舊版計算,Mx短=313757.7、Mx=598817.6、Mx短/Mx=52.40%;My短=266632.3、My=620842.5、My短/My=42.95%。用SATWE新版計算,Mx短=320114.2、Mx=173764.8、Mx短/Mx=35.18%;My短=128251.8、My=353020.7、My短/My=30.95%。(二)帶框支結(jié)構(gòu)短肢剪力墻的計算⑴結(jié)構(gòu)體系的選擇:復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)還是短肢剪力墻結(jié)構(gòu)?⑵規(guī)范規(guī)定①抗震等級:a)復(fù)雜高層:當(dāng)轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置在3層及3層以上時,其框支柱、剪力墻底部加強部位的抗震等級宜按表4.8.2和表4.8.3的規(guī)定提高一級采用,已經(jīng)是特一級的不再提高。對于轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置在3層及3層以下時,不要求提高抗震等級;b)短肢剪力墻:其抗震等級,應(yīng)比表4.8.2規(guī)定提高一級采用。注意,這里不含表4.8.3,這是因為B級高度的高層建筑和9度抗震設(shè)計的A級高度的高層建筑,不應(yīng)采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。②剪刀墻軸壓比:a)復(fù)雜高層:剪刀墻軸壓比限值不要求降低;b)短膠剪力墻:當(dāng)抗震等級為一、二、三級時,分別不宜大于0.5、0.6、0.7;對于無翼緣或端柱的一字形短肢剪力培,其軸壓比限值相應(yīng)降低0.1。③內(nèi)力計算:a)復(fù)雜高層:特一、一、二級落地剪力培底部加強部位的彎矩設(shè)計值,應(yīng)按墻體底截面有地震組合的彎矩值乘以增大系數(shù)1.8、1.5、1.25;其剪力設(shè)計值,應(yīng)按規(guī)程第7.2.10條的規(guī)定調(diào)整,特一級應(yīng)來以增大系數(shù)1.9;b)短肢剪力墻:除底部加強部位應(yīng)按規(guī)程第7.2.10條的規(guī)定調(diào)整外,其他各層短肢剪力墻的剪力設(shè)計值,一、二級抗震等級應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2。注意:短肢剪力墻并沒有要求對底部加強部位的彎矩設(shè)計值按照復(fù)雜高層那樣乘以放大系數(shù)。④配筋率:a)復(fù)雜高層:底部加強部位墻體水平和豎向分布筋最小配筋率,抗震設(shè)計時不應(yīng)小于0.3%;b)短肢剪力墻:其截面的全部縱向鋼筋的配筋率,底剖加強部位不宜小于1.2%,其他部位不宜小于1.0%。注意:對于配筋率,規(guī)范對“復(fù)雜高層”和“短肢剪力墻”這兩種結(jié)構(gòu)體系的要求是不一樣的。前者強調(diào)的是水平和堅向分布筋的配筋率,而后者強調(diào)的是縱向鋼筋的配筋率⑤底部加強部位高度:a)復(fù)雜高層:剪力墻底部加強部位高度取框支層加上框支層以上兩層的高度及墻肢總高度的1/8二者的較大值;b)短肢剪力墻:其底部加強部位高度并沒有特殊要求,僅僅是墻肢總高度的1/8和底部二層兩者的較大值。⑶工程算例①工程概況:某高層帶短肢剪力墻的框支結(jié)構(gòu),共31層(包括一層地下室)。該工程的第6層(地下室為第1層)為框支轉(zhuǎn)換層,轉(zhuǎn)換層以上為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。地震烈度為7度(設(shè)計基本地震加速度為0.15g),框支框架的抗震等級為一級,剪力墻抗震等級為二級。(圖略)②計算結(jié)果分析:兩種結(jié)構(gòu)體系的計算結(jié)果如表1和表2所示:--------------------------------表1“短肢剪刀墻”結(jié)構(gòu)體系計算分析結(jié)果樓層/第3層/第3層/第7層/第7層/第11層/第11層/剪力墻類別/短剪墻3/普剪墻3/短剪墻7/普剪墻7/短剪墻11/普剪墻11/抗震等級/特一級/一級/一級/一級/一級/二級/M1(kn-m)/-168(1)/160(1)/807(37)/402(1)/286(39)/121(1)/N1(kn)/-3372(1)/-15677(1)/-949(37)/-15183(1)/-457(39)/-9136(1)/As(mm2)/9898(1)/14700(1)/1600(37)/2875(1)/678(39)/1280(1)/ρSV(%)/1.82/1.82/2.01/2.01/0.8/0.8/V2(kn)/564(31)/-6401(39)/56(1)/140(1)/307(35)/9(1)/N2(kn)/-3191(31)/-7209(39)/-4546(1)/-15183(1)/-1615(35)/-9136(1)/Ash(mm2)/324.9(31)/547.1(39)/200(1)/125(1)/233.7(35)/100(1)/N3(kn)/-2895/-13483/-3913/-13057/-1271/-7851/Uc/0.48/0.32/0.43/0.34/0.45/0.45/--------------------------------表2“復(fù)雜高層”結(jié)構(gòu)體系計算分析結(jié)果樓層/第3層/第3層/第7層/第7層/第11層/第11層/剪力墻類別/短剪墻3/普剪墻3/短剪墻7/普剪墻7/短剪墻11/普剪墻11/抗震等級/一級/一級/二級/一級/二級/二級/M1(kn-m)/-168(1)/26595(39)/840(37)/402(1)/238(39)/121(1)/N1(kn)/-3372(1)/-7209(39)/-949(37)/-15183(1)/-457(39)/-9136(1)/As(mm2)/9898(1)/15315(39)/1600(37)/2875(1)/2039(39)/1280(1)/ρSV(%)/1.82/1.82/2.01/2.01/0.8/0.8/V2(kn)/475(31)/-6401(39)/407(41)/140(1)/220(35)/9(1)/N2(kn)/-3191(31)/-7209(39)/-1199(41)/-15183(1)/-1615(35)/-9136(1)/Ash(mm2)/202.8(31)/547.1(39)/200(41)/125(1)/100(35)/100(1)/N3(kn)/-2895/-13483/-3913/-13057/-1271/-7851/Uc/0.48/0.32/0.43/0.34/0.45/0.45/-------------------------------表3
荷載組合分項系數(shù)組合號/
VD
/
VL
/
WX
/
WY
/
EX
/
EY
/
EV
/
1
/1.35/0.98/0.00/0.00/0.00/0.00/0.00/31/1.20/0.60/0.00/-0.28/0.00/-1.30/0.00/35/1.20/0.60/0.00/-0.28/0.00/1.30/0.00/37/1.00/0.50/-0.28/0.00/-1.30/0.00/0.00/38/1.00/0.50/0.00/0.28/0.00/1.30/0.00/39/1.00/0.50/0.00/-0.28/0.00/-1.30/0.00/41/1.00/0.50/-0.28/0.00/1.30/0.00/0.00/-----------------------------a)抗震等級:從表中看不一樣。b)內(nèi)力分析:由表中看出,這兩種體系的內(nèi)力計算結(jié)果非常復(fù)雜,即使是同一片墻在不同的結(jié)構(gòu)體系控制工況下其結(jié)果也不一樣。按“使雜高層”計算阿“普剪墻3”的“M1”值,遠遠大于按“短肢剪力墻”計算的“普剪墻3”’的“M1”值。這主要是因為SATWE軟件在進行工況組合時,當(dāng)發(fā)現(xiàn)所有工況組合計算的配筋面積均小于構(gòu)造配筋面積時,程序僅按第一種工況組合輸出內(nèi)力和工況號(即恒十活);只有當(dāng)發(fā)現(xiàn)控制工況組合計算的配筋面積大于構(gòu)造配筋面積時,才按最大控制工況組合輸出內(nèi)力和工況號。再從兩個表中“短剪墻3”的“V2”計算過程進行分析,規(guī)范規(guī)定,短膠剪力墻底部加強部位的剪力應(yīng)按規(guī)程第7.2,10條的規(guī)定調(diào)整,一級為1.6,特一級為1.9,我們結(jié)合上面的兩個計算表,驗證如下:475×(1.9/1.6)=564(kn)其計算結(jié)果正好為“短肢剪力墻計算表”中的“V2”值??梢姡绦蚩紤]了規(guī)范的規(guī)定。同樣,程序也考慮了“短肢剪力培”結(jié)構(gòu)體系非底部加強部位一、二級抗震等級應(yīng)分別來以增大系數(shù)1.4和1.2的要求(“短肢剪力墻計算表”中第十一層的“短剪墻3”,其V2=220×1.4=308(kn)。c)配筋率:只有定義了“短股剪力墻”結(jié)構(gòu),SATWE程序才對自動判斷的短肢剪力墻,其截面的全部縱向鋼筋的配筋率,底部加強部位不宜小于1.2%,其他部位不宜小于1.0%,而“復(fù)雜高層”卻無此功能。構(gòu)造邊緣構(gòu)件為何也輸出體積配箍率?根據(jù)《高規(guī)》7.2.17條規(guī)定:抗震設(shè)計時,對于復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、簡體結(jié)構(gòu)以及B級高度的剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻,其構(gòu)造邊緣構(gòu)件的配箍特征值λV不宜小于0.1。由于程序沒有判斷A級高度和B級高度的功能,所以程序不論約束邊緣構(gòu)件還是構(gòu)造邊緣構(gòu)件,均統(tǒng)一輸出體積配箍率。⑷其他注意事項:a)設(shè)計人員在“特殊構(gòu)件補充定義”里的【抗震等級】中定義了抗震等級后,程序?qū)丛O(shè)計人員定義的抗震等級進行設(shè)計,不再自動提高。b)對于非框支框架的框架結(jié)構(gòu),可以按規(guī)范規(guī)定,將地下一層以下的豎向構(gòu)件的抗震等級定義為三級或四級的結(jié)構(gòu),其抗震等級均需設(shè)計人員人為定義,程序不能自動判斷。c)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第10.2.13條的各項規(guī)定,程序目前沒有執(zhí)行。《PKPM軟件件在應(yīng)用中的的問題解析》講講義(四)第四章多塔結(jié)結(jié)構(gòu)的計算(一)帶變變形縫結(jié)構(gòu)的的計算⑴帶變形縫結(jié)結(jié)構(gòu)的特點::①通過變形縫縫將結(jié)構(gòu)分成成幾塊獨立的的結(jié)構(gòu)。②若忽略基礎(chǔ)礎(chǔ)變形的影響響,各單元之之間完全獨立立。③縫隙面不是是迎風(fēng)面。⑵計算方法:①整體計算的的注意事項::a)在SATWE軟件中將結(jié)結(jié)構(gòu)定義為多多塔結(jié)構(gòu);b)所給振型型數(shù)要足夠多多,以保證有有效質(zhì)量系數(shù)數(shù)>90%;c)定義為多多塔后,對于于老版本軟件件,程序?qū)γ恳粋€縫隙隙面都計算迎迎風(fēng)面,因此此風(fēng)荷載計算算偏大;新版版本軟件增加加了一項新的的功能.即可可以人為定義義遮擋面.從從而有效地解解決了這一問問題。d)周期比計計算有待商討討。②分開計算的的注意事項::a)舊版軟件件除風(fēng)荷載計計算有些偏大大外,其余結(jié)結(jié)果都沒問題題,新版軟件件定義遮擋面面后,風(fēng)荷載載計算也沒有有問題了。b)一般而言言,對于基礎(chǔ)礎(chǔ)連在一起的的帶變形縫結(jié)結(jié)構(gòu),由于基基礎(chǔ)對上部結(jié)結(jié)構(gòu)整體的協(xié)協(xié)調(diào)能力有限限,所以建議議采用分開計計算。(二)大底底盤多塔結(jié)構(gòu)構(gòu)的計算⑴大底盤多塔塔結(jié)構(gòu)的特點點:①各塔樓擁有有獨立的迎風(fēng)風(fēng)面。②各塔樓之間間的變形沒有有直接影響,但但都通過大底底盤間接影響響其他塔樓。③塔樓與剛性性板之間沒有有—一對應(yīng)關(guān)系系,一個塔樓樓可能只有一一塊剛性板,也也可能有幾塊塊剛性板。④大底盤頂板板應(yīng)有足夠的的剛度以協(xié)調(diào)調(diào)各塔樓之間間的內(nèi)力、變變形和位移。⑵計算方法:①在SATWE軟件中將結(jié)結(jié)構(gòu)定義為多多塔結(jié)構(gòu);②位移比、大大底盤以上的的各塔樓的剛剛度比均正確確;③周期比、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換部位的剛剛度比計算有有待商討。⑶大底盤多塔塔結(jié)構(gòu)剛度比比的計算方法法:大底盤多塔塔結(jié)構(gòu)在大底底盤與各主體體之間的剛度度比如何計算算規(guī)范并沒有有說明,但也也沒有說不要要求。SATWE軟件僅僅輸輸出1號塔的主體體與大底盤相相比較的結(jié)果果,其它塔與與大底盤相比比的結(jié)果則用用“*”號表示。①大底盤多塔塔結(jié)構(gòu)剛度比比的整體計算算:根據(jù)龔思思禮先生主編編的《建筑抗抗震設(shè)計手冊冊》提供的方方法:要求在在計算大底盤盤多塔結(jié)構(gòu)的的地下室樓層層剪切剛度比比時,大底盤盤地下室的整整體剛度與所所有塔樓的總總體剛度比不不應(yīng)小于2,每棟塔樓樓范圍內(nèi)的地地下室剪切剛剛度與相鄰上上部塔樓的剪剪切剛度比不不宜小于1.5。②大底盤多塔塔結(jié)構(gòu)剛度比比的分開計算算:a)根據(jù)《上上海規(guī)程》第第條中條文說說明中建議的的方法:如遇遇到較大面積積地下室而上上部塔樓面積積較小的情況況,在計算地地下室相對剛剛度時,只能能考慮塔樓及及其周圍的抗抗側(cè)力構(gòu)件的的貢獻,塔樓樓周圍的范圍圍可以在兩個個水平方向分分別取地下室室層高的2倍左右。b)在各塔樓樓周邊引45度線,45度線范圍內(nèi)內(nèi)的豎向構(gòu)件件作為與上部部結(jié)構(gòu)共同作作用的構(gòu)件?!禤KPM軟件件在應(yīng)用中的的問題解析》講講義(五)第五章總剛計計算模型不過過的主要原因因(一)多塔塔定義不對⑴同一構(gòu)件同同時屬于兩個個塔。(圖略略)⑵定義為空塔塔。(圖略)⑶某些構(gòu)件不不在塔內(nèi)。(圖圖略)(二)懸空空構(gòu)件⑴用戶輸入斜斜梁、層間梁梁或不與樓面面等高的梁時時,如果不仔仔細檢查,可可能出現(xiàn)梁在在梁端不與任任何構(gòu)件相連連的情況,即即梁被懸空。(圖圖略)注意:節(jié)點點處如果有墻墻,則變節(jié)點點高是不起作作用的,與此此節(jié)點相連的的任一構(gòu)件標(biāo)標(biāo)高均與樓層層相同。⑵節(jié)點處有柱柱時,與同一一柱相連的梁梁,如果標(biāo)高高差小于500時,標(biāo)高較較低的節(jié)點會會被合并到較較高的節(jié)點處處,大于500則不合并,但但最多只允許許3種不同的標(biāo)標(biāo)高。如下圖圖所示(圖略略)。(三)鉸接接構(gòu)件定義不不對⑴設(shè)計人員在在定義鉸接構(gòu)構(gòu)件時,使結(jié)結(jié)構(gòu)成為可變變體系(如下下圖所示)。(圖圖略)該工程頂層層為網(wǎng)架模型型,各節(jié)點處處梁均設(shè)為鉸鉸接,這樣就就出現(xiàn)了與同同一節(jié)點相連連的桿件均為為鉸接的情況況,這在程序序中是不允許許的。⑵鋼支撐在SATWE中是默認為為兩端鉸接的的,對于越層層鋼支撐,用用戶常常忽略略這一點,同同樣造成與同同一節(jié)點相連連的村件(這這里為上下層層的兩段支撐撐)均為鉸接接的情況,為為避免這種情情況,用戶應(yīng)應(yīng)在SATWE前處理的“特殊構(gòu)件補補充定義”中將越層支支撐設(shè)為兩端端固接(如下下圖所示)。(圖圖略)《PKPM軟件件在應(yīng)用中的的問題解析》講講義(六)第六章錯層結(jié)結(jié)構(gòu)的計算(一)錯層層結(jié)構(gòu)的模型型輸入⑴錯層高度不不大于框架架架高時的錯層層結(jié)構(gòu)的處理理;⑵對于錯層高高度大于框架架梁高的單塔塔錯層結(jié)構(gòu)的的輸入⑶對于錯層高高度大于框架架梁高的多塔塔錯層結(jié)構(gòu)的的輸入⑷錯層洞口的的輸入(二)錯層層結(jié)構(gòu)的計算算⑴規(guī)范要求⑵錯層結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計中應(yīng)注意意的問題:SATWE軟件在計算算錯層結(jié)構(gòu)時時,會在越層層的柱和墻處處施加水平力力。由于在越越層處水平力力的存在,從從而使越層構(gòu)構(gòu)件上下端的的配筋不一樣樣,設(shè)計人員員在出施工圖圖時可以取二二者的大值。(本章可能能是講課人員員的提綱,沒沒有具體內(nèi)容容。后面還有有相類似的情情況,只有標(biāo)標(biāo)題《PKPM軟件件在應(yīng)用中的的問題解析》講講義(七)第七章PKPPM軟件關(guān)于混混凝土柱計算算長度系數(shù)的的計算(一)規(guī)范范要求⑴《混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范范》(GB500010-22002)(以下簡簡稱《混凝土土規(guī)范》)第第條第2款規(guī)定:一一般多層房屋屋梁柱為剛接接的框架結(jié)構(gòu)構(gòu),各層柱的的計算長度系系數(shù)可按表7.3.111-2取用。⑵第7.3..11條第3款規(guī)定:當(dāng)當(dāng)水平荷載產(chǎn)產(chǎn)生的彎矩設(shè)設(shè)計值占總彎彎矩設(shè)計值的的75%以上時,框框架柱的計算算長度l0可按下列兩兩個公式計算算,并取其中中的較小值::l0=[l+0.15(Ψu+Ψl)]H
(7.3.111-1)l0=(2十0.2Ψmin)H
(7.3.111-2)式中:Ψu、Ψl——柱的上端、下下端節(jié)點處交交匯的各柱線線剛度之和與與交匯的各梁梁線剛度之和和的比值;Ψmin——比值Ψu、Ψl中的較小值值;H——柱的高度,按按表7.3.111-2的注采用。(二)工程程算例⑴工程概況::某工程為十十層框架錯層層結(jié)構(gòu),首層層層高2m,第二層層層高4.5m。其第一、二二層結(jié)構(gòu)平面面圖、結(jié)構(gòu)三三維軸側(cè)圖如如圖1所示。(圖圖略)(三)SATWE軟件的計算算結(jié)果⑴計算結(jié)果表表:--------------------------------------表1柱1、柱2、柱3按照表7.3.111-2直接取值的的計算長度系系數(shù)柱1/3.25/3.25/1.44/1.44/柱2/1.00/3.25/1.25/1.44/柱3/1.00/1.00/1.25/1.25/--------------------------------------表2柱1、柱2、柱3按公式7.3.111-1和7.3.111-2計算的計算算長度系數(shù)柱1/3.59/3.83/1.60/1.70/柱2/1.33/3.83/1.42/1.70/柱3/1.19/1.12/2.23/2.14/-------------------------------------表中數(shù)據(jù)依依次為:柱號號/首層Cx/首層Cy/二層Cx/二層Cy/柱1是邊柱,首首層無梁,二二層與三根梁梁相連;柱2也是邊柱,首首層下向有一一根梁,二層層與三根梁相相連;柱3是中柱,首首層、二層均均與四根梁相相連。⑵結(jié)果分析:①表1中Cx、Cy的計算過程②表2中Cx、Cy的計算過程根據(jù)公式(7.3.111-1)和(7.3.111-2),Ψux=(EECIC下/LC1++ECIC上/LC2))/[(ECCIb左/Lb1++ECIb右/Lb2))×2]對于底層柱柱,由于柱底底沒有梁,所所以程序自動動取Ψlx=0.1。(四)注意意事項⑴采用公式(7.3.111-1)和(7.3.111-2)計算柱的的計算長度系系數(shù)時,程序序采用以下原原則計算梁、柱柱構(gòu)件的剛度度:①沒有按規(guī)范范要求判斷水水平荷載產(chǎn)生生的彎矩設(shè)計計值占總彎矩矩設(shè)計值的75%以上這個個條件;②對于混凝土土梁,程序采采用架的剛度度放大系數(shù)值值恒為2.0;對于鋼梁梁,則采用設(shè)設(shè)計人員輸入入的梁剛度放放大系數(shù);③程序?qū)τ诹砹硪欢瞬慌c柱柱(墻)相連連的梁按遠端端梁鉸接處理理;④當(dāng)梁的兩端端與柱鉸接時時.不考慮梁梁的剛度;⑤當(dāng)梁的一端端與柱剛接、另另一端與柱鉸鉸接時.對于于混凝土梁,梁梁的剛度折減減50%,并不受受有無側(cè)限的的限制;對于于鋼梁,有側(cè)側(cè)限時折減50%,無側(cè)限限時不折減;;⑥當(dāng)柱一端鉸鉸接時.則相相應(yīng)端梁與柱柱的剛度比取取0.1;⑦斜柱(支撐撐)剛度不考考慮在約束剛剛度比的計算算中;⑧單向墻托柱柱、柱托單向向墻,面內(nèi)按按固端計算,剛剛度比取10,面外按實實際情況計算算;⑨雙向墻托柱柱、柱托雙向向墻,雙向剛剛度比均取10(柱端已定定義為鉸接的的不在此列)。⑵斜柱(支撐)的計算長度取1.0。⑶地下室的越層柱,程序不能自動搜索,而按層逐段計算柱的計算長度系數(shù)。⑷所有邊框柱,其計算長度系數(shù)內(nèi)定為0.75。⑸對于混凝土柱,其計算長度系數(shù)上限為2.5,鋼柱的計算長度系數(shù)上限為6.0。⑹程序只執(zhí)行現(xiàn)澆樓蓋的計算長度系數(shù),沒有執(zhí)行裝配式樓蓋的計算長度系數(shù)。⑺目前的SATWE軟件對有吊車或無吊車的排架結(jié)構(gòu)的柱計算長度系數(shù)仍按框架結(jié)構(gòu)實行。⑻對于SATWE軟件,設(shè)計人員修改柱計算長度系數(shù)后,不要再進行“形成SAIWE數(shù)據(jù)”和“數(shù)據(jù)檢查”等操作,而應(yīng)該直接計算,否則程序仍然按照原來的計算長度系數(shù)進行計算。(五)如何判斷“水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值占總彎矩設(shè)計值的75%以上”這個條件?由于目前的SATWE軟件沒有直接判斷“水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值占總彎矩設(shè)計值的75%以上”這個條件的功能,因此需要設(shè)計人員自己進行判斷,具體判斷過程我們可以遵循以下步驟:⑴在新版的SATWE軟件中首先按照不執(zhí)行《混凝土規(guī)范》7.3.11-3條的方法進行計算,從而得到所有荷載產(chǎn)生的總彎矩設(shè)計值;⑵點取SATWE軟件“總信息”中“恒活載計算信息”里的“不計算恒活載”選項,然后進行計算,從而得到水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值;⑶將頭兩步計算得到的彎矩設(shè)計值相比看是否滿足《混凝土規(guī)范》7.3.11-3條中的條件;⑷在選擇彎矩設(shè)計值時要注意盡量選擇同一工況荷載作用下的內(nèi)力值?!禤KPM軟件件在應(yīng)用中的的問題解析》講講義(八)第八章梁上架架柱結(jié)構(gòu)的荷荷載導(dǎo)算(一)工程程概況某工程為梁梁抬柱結(jié)構(gòu),共30層,含4層地下室,地震設(shè)防烈度為8度,地震基本加速度為0.2g,如圖1(a)所示,第四層的節(jié)書點1處為梁1和梁2的交點,該節(jié)點抬了一根1200×1200的勁性混凝土柱1,該結(jié)構(gòu)的第四層和第五層干面圖如圖1所示(圖略)。(二)內(nèi)力分析經(jīng)計算,得到如下結(jié)果:⑴柱1在恒載作用下的柱底軸力標(biāo)準(zhǔn)值為-586.5kn。⑵結(jié)構(gòu)總質(zhì)量進行核核:①PMCAD軟件中“平面荷載顯示校核”里計算出的結(jié)構(gòu)總質(zhì)量為84012.4噸。②SATWE軟件中質(zhì)量文件WMASS.OUT中顯示的結(jié)構(gòu)總質(zhì)量為84233.484噸。⑶計算結(jié)果:不同梁截面尺寸下的柱底軸力(單位:kn)柱1/-586.5/-2110.5/-4692.8/-7033.9/柱2/-9015.7/-8944.8/-8824.5/-8715.8/柱3/-12176.2/-11701.1/-10895.3/-10164.5/柱4/--9204.3/-9130.2/-9004.6/-8891.1/柱5/-11251.7/-10999.0/-10570.8/-10182.5/柱6/-10081.0/-10010.2/-9890.1/-9781.7/柱7/-15007.5/-14555.5/-13789.1/-13094.6/柱8/-9732.7/-9666.4/-9554.0/-9452.5/柱9/-10731.8/-10487.2/-10072.3/-9692.2/節(jié)點1位移(mm)/-86.06/-74.8/-55.695/-38.397/表中后面四個數(shù)據(jù)依次為梁1和梁2截面尺寸為/250×600/300×900/200×1200/500×1500/時的數(shù)據(jù)。柱3和柱7在節(jié)點1的左和右,柱5和柱9在節(jié)點1的上和下,柱2在節(jié)點1的左下角,柱8在節(jié)點1的右下角,柱4在節(jié)點1的左上角,柱6在節(jié)點1的右上角。⑷結(jié)果分析:產(chǎn)生這種情況的主要原因是梁的剛度太小,節(jié)點位移太大,從而使內(nèi)力轉(zhuǎn)移到其他的豎向構(gòu)件中。《PKPM軟件件在應(yīng)用中的的問題解析》講講義(九)第九章如何選選擇剪力墻連連梁的兩種剛剛度模型在SATWE軟件中,剪剪刀墻連梁剛剛度的計算有有兩種模型,第第一種為桿元元模型,即連連梁按照普通通梁的方式輸輸入,另一種種為殼元模型型,即連梁以以洞口的方式式形成。在設(shè)設(shè)計中這兩種種剛度模型如如何選擇是設(shè)設(shè)計人員非常常關(guān)心的問題題。(一)剪力力墻連梁變形形的相對位移移⑴以雙肢墻為為例,采用連連續(xù)化算法推推導(dǎo)剪切變形形與相對位移移比的計算公公式。⑵剪力墻連梁梁變形的計算算⑶通過公式推推導(dǎo),得出剪剪切變形與相相對位移比的的計算公式::δν/δ=1/[1+1/3×(2×a/hp)×(2×a/hp)]------(1)⑷根據(jù)式(1),本文列列出δν/δ和連梁跨高高比之間的相相對關(guān)系,如如表1所示:表1δν/δ和連梁跨高高比之間的相相對關(guān)系跨高比/0.5//1.0/11.5/2..0/2.55/3.0//3.5/44.0/4..5/5.00/δν/δ/0.9223/0.775/0.5571/0..428/00.324//0.25//0.1977/0.1558/0.1129/0..107/(二)結(jié)論⑴連梁跨高比比大干5.0時可按照普普通梁輸入;;⑵連梁跨高比比小于2.5時可以洞口口方式形成;;⑶連梁跨高比比大于2.5,但小于5.0時可視具體體情況酌情處處理。⑷連梁形成方方式的不同,對對結(jié)構(gòu)的整體體剛度、周期期、位移以及及連梁的內(nèi)力力計算都會產(chǎn)產(chǎn)生影響?!禤KPM軟件件在應(yīng)用中的的問題解析》講講義(十)第十章板帶截截面法計算板板柱剪力墻結(jié)結(jié)構(gòu)體系(一)板往往剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)體系的計算算方法⑴等代框架法⑵有限元法(二)有限限元法計算的的問題⑴局部應(yīng)力的的大小與有限限元劃分的大大小密切相關(guān)關(guān),不便于設(shè)設(shè)計人員掌握握;⑵用SATWE軟件的“復(fù)雜樓板有有限元分杯”子菜單分析析板柱剪力墻墻結(jié)構(gòu),其內(nèi)內(nèi)力和配筋是是以點值或極極值的方式輸輸出的?!包c值”方式不利于于確定配筋范范圍,“極值”方式又未免免配筋太大,造造成浪費。(三)板帶帶截面法的特特點⑴首先采用有有限元法進行行內(nèi)力和配筋筋設(shè)計。⑵根據(jù)設(shè)計人人員已定義的的骨架線(即即相鄰支座的的連線,骨架架線上有梁(包包括虛梁)或或剪力墻)劃劃分板帶。⑶既能保證計計算精度,又又具備方便的的后處理功能能。⑷目前的板帶帶截面法,樓樓板荷載計算算比較大。參考文獻::趙勇、李云云貴、黃鼎業(yè)業(yè)《基于有限限元分析結(jié)果果的混凝土板板板帶截面設(shè)設(shè)計法》載《建建筑結(jié)構(gòu)》雜雜志2004年第8期。《PKPM軟件件在應(yīng)用中的的問題解析》講講義(十一)第十一章彈性性樓板的計算算和選擇(一)什么么是彈性樓板板在外力作用用下能夠產(chǎn)生生彈性變形的的樓板。(二)彈性性樓板的造擇擇與判斷⑴樓飯局部大大開洞(圖略略)⑵板柱體系或或板柱—抗震墻體系系:《高規(guī)》第第條規(guī)定:對對于平板無梁梁樓蓋,在計計算中應(yīng)考慮慮板的平面外外剛度的影響響,其平面外外剛度可按有有限元方法計計算或近似將將柱上板帶等等效為扁梁計計算。根據(jù)《高規(guī)規(guī)》的此項規(guī)規(guī)定,板—柱體系要考考慮樓板的平平面外剛度,因因此板柱體系系要定義彈性樓板(如如圖2所示)。(圖圖略)⑶框支轉(zhuǎn)換結(jié)結(jié)構(gòu)研究表明,對對于框支轉(zhuǎn)換換結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)換換梁不僅會產(chǎn)產(chǎn)生彎矩和剪剪力,而且還還會產(chǎn)生較大大的軸力,這這個軸力不能能忽略。在SATWE軟件中,只只有定義彈性性樓板才能產(chǎn)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換梁的的軸力。因此此,對于框支支轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),必必須整層定義義彈性樓板。⑷厚板轉(zhuǎn)換結(jié)結(jié)構(gòu)對于厚板轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),由由于其厚板的的面內(nèi)剛度很很大,可以認認為是平面內(nèi)內(nèi)無限剛,其其平面外的剛剛度是這類結(jié)結(jié)構(gòu)傳力的關(guān)關(guān)鍵。因此,此此類結(jié)構(gòu)的厚厚板轉(zhuǎn)換層應(yīng)應(yīng)定義為彈性性樓板。⑸多塔聯(lián)體結(jié)構(gòu):多塔聯(lián)體結(jié)構(gòu)的連廊定義為彈性樓板。(三)四種計算模式的意義和適用范圍⑴剛性板假定假定樓板平面內(nèi)無限剛,平面外剛度為零。①梁剛度放大系數(shù)的應(yīng)用《高規(guī)》第5.2.2條規(guī)定:在結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算中,現(xiàn)澆樓面和裝配整體式樓面中梁的剛度可考慮翼緣的作用予以放大。樓面梁剛度增大系數(shù)可根據(jù)翼緣情況取1.3~2.0。對于無現(xiàn)澆面層的裝配式結(jié)構(gòu),可不考慮樓面翼緣的作用。②適用范圍:樓板形狀比較規(guī)則的結(jié)構(gòu)。⑵彈性板6假定①樓板的平面內(nèi)剛度和平面外剛度均為有限剛。②適用范圍:板柱體系或板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)。⑶彈性膜假定①采用平面應(yīng)力膜單元真實地反映樓板的平面內(nèi)剛度,同時又忽略了平面外剛度,即假定樓板平面外剛度為零。②適用范圍:廣泛應(yīng)用于樓板厚度不大的彈性板結(jié)構(gòu)中,比如體育場館等空曠結(jié)構(gòu)、樓板局部大開洞結(jié)構(gòu)、樓板平面布置時產(chǎn)生的狹長板帶(如圖1(C)所示,圖略)、框支轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)換層樓板、多塔聯(lián)體結(jié)構(gòu)中的弱連接板(如圖3所示,圖略)等結(jié)構(gòu)。⑷彈性板3假定①樓板平面內(nèi)剛度無限大,平面外剛度為有限剛。程序采用中厚板彎曲學(xué)元來計算樓板平面外剛度。②適用范圍:厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)和板厚比較大的板柱體系或板柱-抗震墻體系。③注意事項:a)要在PMCAD軟件的人機交互式建模中輸入100mm×100mm的虛粱。虛梁在結(jié)構(gòu)設(shè)計中是一種無剛度、無自重的梁,不參與結(jié)構(gòu)計算。它的主要作用有以下三點:☆為SATWE或PMSAP軟件提供板的邊界條件;☆傳遞上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載?!顬閺椥詷前鍐卧膭澐痔峁┍匾獥l件。b)采用彈性板3模式進行設(shè)計時,與厚板相鄰的上下層的層高應(yīng)包含厚板厚度的一半。(四)工程實例⑴工程概況:某工程為框支剪力墻結(jié)構(gòu),共30層,帶一層地下室,地面以上第4層為框支轉(zhuǎn)換層,地震設(shè)防烈度為8度,地震基本加速度為0.2g,場地類別為三類場地土,中梁剛度放大系數(shù)取2.0,邊梁剛度放大系數(shù)取1.5,轉(zhuǎn)換層樓板厚度為180mm,結(jié)構(gòu)體系按復(fù)雜高層計算,并考慮偶然偏心的影響。該結(jié)構(gòu)的三維軸測圖、框支轉(zhuǎn)換層和框支轉(zhuǎn)換層上一層的結(jié)構(gòu)平面圖如囹4所示。(圖略)⑵計算結(jié)果將轉(zhuǎn)換層樓板分別采用彈性板6、彈性膜和剛性板假定進行計算,該結(jié)構(gòu)的周期、轉(zhuǎn)換層處層間位移角和轉(zhuǎn)換梁1的內(nèi)力和配筋計算結(jié)果分別如表1、表2和表3所示。表1周期計算表T1(X向)/1.3627/1.3639/1.3572/T2(Y向)/1.2143/1.2147/1.2060/T3(扭轉(zhuǎn))/1.0468/1.0473/1.0323/------------------------表2轉(zhuǎn)換層處層間位移角計算表X向/1/2933/1/2899/1/3187/Y向/1/3006/1/2995/1/3274/------------------------表3轉(zhuǎn)換梁1的內(nèi)力和配筋計算表-M(kn-m)/-218(30)/-225(30)/-198(29)/TopAst/2000/2000/2000/+M(kn-m)/1060(30)/1071(30)/1015(30)/BtmAst/4116/4156/2814/Shear/-587(30)/-597(30)/-538(30)/Asv/825/825/825/Nmax(kn)/567(29)/572(29)/0/---------------------------以上三張表中的后面3個數(shù)值依次分別為樓板條件是(/彈性板6/彈性膜/剛性板/)時的數(shù)值。表4相應(yīng)工況下的荷載組合分項系數(shù)Ncm/V-D/V-L/X-W/Y-W/X-E/Y-E/Z-E29/1.20/0.60/-0.28/0.00/-1.30/0.00/0.0030/1.20/0.60/0.00/0.28/0.00/1.30/0.00----------------------------⑶結(jié)果分析①本工程剛性板假定下結(jié)構(gòu)剛度大于彈性板6假定下結(jié)構(gòu)的剛度。②彈性膜假定下其結(jié)構(gòu)的剛度最小,結(jié)構(gòu)的位移和周期均最大。③通過對表3的分析可以看出,三種計算模式下梁的負端彎矩和跨中彎矩相差并不大,但采用彈性板6和彈性膜假定下梁的跨中縱向鋼筋的配筋面積明顯大于采用剛性極假定下梁的配筋面積、這主要是由于框支梁按照拉彎構(gòu)件設(shè)計造成的。在表3中,采用彈性板6和彈性膜計算模式時,框支梁會產(chǎn)生較大的軸力,而采用剛性板假定時,框支梁的軸力為0。④由于彈性板6模式考慮了樓板的平面外剛度,因此,框支梁計算的安全儲備降低,從表3可以看出,采用彈性膜假定計算出的框支梁1的彎矩、剪刀和軸力均大于采用彈性板6假定下的計算結(jié)果。在本工程中,這兩種模式的計算結(jié)果雖然不大,但這種計算結(jié)果的差異與樓板厚度有關(guān),板厚越大,計算結(jié)果的差異也越大?!禤KPM軟件在應(yīng)用中的問題解析》講義(十二)第十二章斜屋面結(jié)構(gòu)的計算(一)斜屋面的建模⑴通過設(shè)置“梁兩端標(biāo)高”或者“改上節(jié)點高”等方式形成屋面斜板。⑵在PMCAD建模時,屋面斜梁不能直接落在下層柱的柱項,斜梁下應(yīng)輸入100mm高的短柱(如圖1所示,圖略)。短柱通常只傳遞荷載和內(nèi)力,而沒有設(shè)計意義。⑶當(dāng)采用TAT和SATWE軟件計算時,頂部傾斜的剪力墻程序不能計算,PMSAP可以計算,但要在“復(fù)雜結(jié)構(gòu)空間建?!睕_將其定義為彈性板6。(二)軟件對屋面斜板的處理⑴TAT和SATWE軟件只能計算斜粱,對斜屋面的剛度不予考慮。⑵PMSAP軟件可以計算屋面斜板的剛度對整體結(jié)構(gòu)的影響。(三)斜屋面結(jié)構(gòu)的計算⑴簡化模型1:忽略斜屋面剛度對整體結(jié)構(gòu)的影響,將屋面斜板的荷載導(dǎo)到斜梁上,用TAT或SATWE軟件計算。⑵簡化模型2:將斜屋面剛度用斜撐代替,屋面斜板的荷載導(dǎo)到斜梁上,用TAT或SATWE軟件計算。斜撐的主要目的是為了模擬斜屋面的傳力,其本身的內(nèi)力計算沒有意義,但在計算屋面荷載時,應(yīng)適當(dāng)考慮斜撐自重。⑶真實模型:考慮斜屋面剛度對整體結(jié)構(gòu)的影響,用PMSAP軟件計算。(四)工程實例⑴工程概況:某工程為框架結(jié)構(gòu)的仿古建筑,共4層,第二層的兩端和第四層的中間部分布置了較多的斜屋面,該結(jié)構(gòu)斜屋面組成比較復(fù)雜(如圖1所示,圖略),板厚為180mm,地震設(shè)防烈度為8度,地震基本加速度為0.2g,周期折減系數(shù)0.7,考慮偶然偏心的影響,并用總剛模型計算。該結(jié)構(gòu)的三維軸測圖、首層平面圖和第四層斜梁線框圖如圖1所示(圖略)。⑵斜屋面結(jié)構(gòu)的計算為了能夠有效地體現(xiàn)屋面斜板對結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響,現(xiàn)分別采用三種計算模型對結(jié)構(gòu)進行計算,第一種模型為考慮斜屋面,按真實模型進行計算;第二種模型為忽略斜屋面,將斜屋面引起的荷載傳遞給斜梁,按簡化模型1計算;第三種模型為將斜屋面用斜撐代替,斜屋面引起的荷載傳遞給斜梁,按簡化模型2計算。這三種計算模型中結(jié)構(gòu)周期和位移的計算如表1所示,某根構(gòu)件的內(nèi)力計算如表2、表3和表4所示。表1三種計算模型中結(jié)構(gòu)周期和位移的計算周期/真實模型/簡化模型1/簡化模型2/T1/0.997(Y)/1.119(Y)/1.027(Y)/T2/0.964(X)/1.018(X)/0.981(X)/T3/0.801(T)/0.891(T)/0.826(T)/最大層間位移角(X向)/1/363/1/338/1/354/最大層間位移角(Y向)/1/366/1/298/1/326/------------------------------表2三種模型中梁1的彎矩計算①恒載下真實模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:110(左端)/-77.3(跨中)/86.2(右端)②恒載下簡化模型1的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:106.5(左端)/-77.8(跨中)/89.8(右端)③恒載下簡化模型2的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:107.1(左端)/-77.9(跨中)/89.2(右端)④X向地震下真實模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:-204(左端)/-42.7(跨中)/199.5(右端)⑤X向地震下簡化模型1的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:-178.9(左端)/-36.6(跨中)/174.5(右端)⑥X向地震下簡化模型2的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:-202(左端)/-42.2(跨中)/197.8(右端)⑦真實模型的彎矩設(shè)計值:-399.5(左端)/193.9(跨中)/-366(右端)⑧簡化模型1的彎矩設(shè)計值:-403.6(左端)/193.2(跨中)/-376(右端)⑨簡化模型2的彎矩設(shè)計值:-394(左端)/185(跨中)/-367(右端)--------------------------------表3三種模型中梁2的彎矩計算①恒載下真實模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:57.5(左端)/-43.4(跨中)/7.2(右端)②恒載下簡化模型1的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:126.9(左端)/-62(跨中)/109.7(右端)③恒載下簡化模型2的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:127.1(左端)/-62.0(跨中)/109.5(右端)④X向地震下真實模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:-5.2(左端)/-0.5(跨中)/8.0(右端)⑤X向地震下簡化模型1的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:-7.6(左端)/-3.0(跨中)/-1.7(右端)⑥X向地震下簡化模型2的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:-6.0(左端)/-2.1(跨中)/1.7(右端)⑦真實模型的彎矩設(shè)計值:-98(左端)/69.6(跨中)/-95(右端)⑧簡化模型1的彎矩設(shè)計值:-155.9(左端)/111.5(跨中)/-135.5(右端)⑨簡化模型2的彎矩設(shè)計值:-156(左端)/115(跨中)/-135(右端)--------------------------------表4三種模型中柱1的彎矩(My)計算①恒載下真實模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:-9.7(上端)/3.5(下端)②恒載下簡化模型1的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:-10.9(上端)/4.7(下端)③恒載下簡化模型2的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:-11.0(上端)/4.7(下端)④X向地震下真實模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:-296.8(上端)/334.4(下端)⑤X向地震下簡化模型1的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:-258.7(上端)/291.5(下端)⑥X向地震下簡化模型2的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值:-292.8(上端)/330.1(下端)⑦真實模型的彎矩設(shè)計值:456.7(上端)/528.7(下端)⑧簡化模型1的彎矩設(shè)計值:467.7(上端)/541.6(下端)⑨簡化模型2的彎矩設(shè)計值:423.2(上端)/528.4(下端)--------------------------------梁1是一根首層的邊框架梁;梁2是四層與柱1相連的斜梁;柱1是一根框架邊柱,梁1一端與之相連。⑶結(jié)果分析①從表1可以看出,屋面斜板對結(jié)構(gòu)的周期和位移均有一定影響。采用簡化模型1計算,由于忽略了斜屋面的面內(nèi)剛度和面外剛度,計算結(jié)果偏柔;采用簡化模型2計算,由于斜撐起到了一定的樓板剛度的作用,因此其計算結(jié)果介于簡化模型1和真實模型之間;②表2和表4主要反映的是屋面斜板對其他樓層的水平和豎向構(gòu)件內(nèi)力的影響。從中可以看出,在豎向荷載作用下(如恒載),三種計算模型算出的構(gòu)件內(nèi)力相差很小,幾乎可以認為相等;在水平荷載作用下(如地震力),簡化模型1與真實模型和簡化模型2計算出的構(gòu)件內(nèi)力有一定差別,但差別也不是很大。真實模型和簡化模型2計算出的構(gòu)件內(nèi)力則相差很??;③表3主要反映的是屋面斜板對屋面斜梁內(nèi)力的影響。從中可以看出,由于屋面斜板定義了彈性板6,從而使采用簡化模型計算的梁內(nèi)力值明顯大于采用真實模型計算的梁內(nèi)力值?!禤KPM軟件在應(yīng)用中的問題解析》講義(十三)第十三章次梁按主梁輸和按次梁輸?shù)膮^(qū)別(一)導(dǎo)荷方式相同這兩種輸入方式形成的次梁均可將樓板劃分成雙向或單向板,以雙向或單向板的方式進行導(dǎo)荷。(二)空間作用不同⑴次梁按次梁輸時,輸入的次粱僅僅將其上所分配的荷載傳遞到主梁上,次梁本身的剛度不代入空間計算中,即對結(jié)構(gòu)的剛度、周期、位移等均不產(chǎn)生影響。⑵次梁按主梁輸時,輸入的次梁本身的剛度參與到空間計算中,即對結(jié)構(gòu)的剛度、周期、位移等均會產(chǎn)生影響。(三)內(nèi)力計算不同⑴次梁按次梁輸時,次梁的內(nèi)力按連續(xù)梁方式一次性計算完成,主梁是次梁的支座。⑵次梁按主梁輸時,程序不分主次梁,所有梁均為主梁。梁的內(nèi)力計算按照空間交叉梁系方式進行分配。即根據(jù)節(jié)點的變形協(xié)調(diào)條件和各梁線剛度的大小進行計算。主梁和次梁之間沒有嚴(yán)格的支座關(guān)系。(四)工程實例⑴本工程實例主要用于說明為什么有些懸挑梁在計算時沒有按懸挑梁計算?該工程局部懸挑梁的布置如圖1所示(圖略,圖1顯示的局部懸挑梁布置是平行的三道梁,上下兩道為框架梁,中間為支承在另一方向上的框架梁上的連續(xù)梁,均有挑梁)。⑵計算結(jié)果如上圖所示,從主框架梁中間懸挑出去的梁端負筋明顯小于從柱懸挑出去的梁端負筋。以下是這兩種梁的內(nèi)力計算結(jié)果:表1圖中中間懸挑梁內(nèi)力值截面號/I/1/2/3/4/5/6/7/J/-M/-61.0/-52.2/-43.9/-36.3/-29.8/-24.3/-19.6/-15.6/-12.4/TopAst/652/652/652/652/652/652/652/652/652/+M/0.0/0.8/1.5/1.9/2.1/1.9/1.5/0.8/0.0/BtmAst/652/652/652/652/652/652/652/652/652/Shear/40.0/38.2/35.6/32.2/27.9/23.7/20.2/17.6/15.9/Asv/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/---------------------------------------表2圖中下部懸挑梁內(nèi)力值截面號/I/1/2/3/4/5/6/7/J/-M/-61.0/-52.2/-43.9/-36.3/-29.8/-24.3/-19.6/-15.6/-12.4/TopAst/652/652/652/652/652/652/652/652/652/+M/0.0/0.8/1.5/1.9/2.1/1.9/1.5/0.8/0.0/BtmAst/652/652/652/652/652/652/652/652/652/Shear/40.0/38.2/35.6/32.2/27.9/23.7/20.2/17.6/15.9/Asv/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/---------------------------------------⑶內(nèi)力分析通過梁的內(nèi)力文件可以看出,從主框架梁中間懸挑出去的梁端負彎矩明顯小于從柱懸挑出去的梁端負彎矩。這主要是因為當(dāng)這兩種懸桃梁都按主梁輸時,梁的內(nèi)力計算按照空間交叉梁系方式進行計算。由于柱的線剛度大,變形小,因此對懸挑梁的約束能力強,則相應(yīng)的梁端負彎矩大。而主框架梁的平面外抗扭剛度小,變形大,因此對懸桃梁的約束能力低,則相應(yīng)的梁端負彎矩就小?!禤KPM軟件在應(yīng)用中的問題解析》講義(十四)第十四章不規(guī)則結(jié)構(gòu)方案調(diào)整的幾種主要方法(一)工程算例1⑴工程概況:某工程為一幢高層住宅建筑,純剪力墻結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)外形呈對稱Y形。一層地下室,地上共23層,層高2.8m。工程按8度抗震烈度設(shè)防,地震基本加速度為0.2g,建筑抗震等級為二級,計算中考慮偶然偏心的影響。其結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示。(圖略)⑵這個工程的主要特點是:①每一個樓層沿Y向?qū)ΨQ。②結(jié)構(gòu)的角部布置了一定數(shù)量的角窗。③結(jié)構(gòu)平面沿Y向凹進的尺寸10.2m,Y向投影方向總尺寸為22.3m。開口率達45%,大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%,屬于平面布置不規(guī)則結(jié)構(gòu),對結(jié)構(gòu)抗震性能不利。⑶本工程在初步設(shè)計時,結(jié)構(gòu)外墻取250厚,內(nèi)墻取200厚。經(jīng)試算結(jié)果如下:結(jié)構(gòu)周期:T1=1.4995s,平動系數(shù):0.21(X),扭轉(zhuǎn)系數(shù):0.79T2=1.0954s,平動系數(shù):0.79(X),扭轉(zhuǎn)系數(shù):0.21T3=1.0768s,平動系數(shù):1.00(Y),扭轉(zhuǎn)系數(shù):0.00周期比:T1/T2=1.37,T1/T3=1.39最大層間位移比:1.54最大值層間位移角:1/1163⑷通過對上述計算結(jié)果的分析可以看出,該結(jié)構(gòu)不僅周期比大于規(guī)范規(guī)定的0.9限值,而且在偶然偏心作用下的最大層間位移比也超過1.5的最高限值。經(jīng)過分析我們得知,之所以產(chǎn)生這樣的結(jié)果,主要是由于結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)能力太差引起的。⑸為了有效地提高結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)能力,經(jīng)與建筑協(xié)商,在該結(jié)構(gòu)的深開口處前端每隔3層布置兩道高lm的拉梁,拉梁間布置200mm厚的連接板(如圖2所示)。(圖略)經(jīng)過上述調(diào)整后,計算結(jié)果如下:T1=1.3383s,平動系數(shù):0.22(X),扭轉(zhuǎn)系數(shù):0.78T2=1.0775s,平動系數(shù):0.78(X),扭轉(zhuǎn)系數(shù):0.22T3=1.0488s,平動系數(shù):1.00(Y),扭轉(zhuǎn)系數(shù):0.00周期比:T1/T2=1.24,T1/T3=1.28最大層間位移比:1.48最大值層間位移角:1/1250⑹從上述結(jié)果中可以看出,由于設(shè)置了拉梁和連續(xù)板,使結(jié)構(gòu)的整體性有所提高,抗扭轉(zhuǎn)能力得到了一定的改善。結(jié)構(gòu)的周期比和位移比有所降低,但仍不滿足要求。經(jīng)過分析得知,一方面,必須進一步提高結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)能力以控制周期比;另一方面,結(jié)構(gòu)的最大位移值出現(xiàn)在角窗部位,因此,控制最大位移值就成為改善位移比的關(guān)鍵。為此,對本工程采取如下措施:①盡量加大周邊混凝土構(gòu)件的剛度。具體做法是將結(jié)構(gòu)外圍剪力墻厚增加到300以提高抗扭轉(zhuǎn)的能力。②將轉(zhuǎn)角窗處的折梁按反梁設(shè)計,其斷面尺寸由原來的200×310改為350×1000,從而控制其最大位移。③將外墻洞口高度由2490mm降為2000mm,以增大周邊構(gòu)件連梁的剛度。④加大結(jié)構(gòu)內(nèi)部剪力墻洞口的寬度和高度,以降低結(jié)構(gòu)內(nèi)部的剛度。經(jīng)過上述調(diào)整后,計算結(jié)果如下:T1=1.0250s,平動系數(shù):1.00(X),扭轉(zhuǎn)系數(shù):0.00T2=0.9963s,平動系數(shù):1.00(Y),扭轉(zhuǎn)系數(shù):0.00T3=0.8820s,平動系數(shù):0.00,
扭轉(zhuǎn)系數(shù):1.00周期比:T3/T1=0.86;T3/T2=0.88最大層間位移比:1.29最大值層間位移角:1/1566該工程最大層間位移比為1.29,根據(jù)《復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計》建議的表(如下表所示)可知,本工程在小震下最大水平層間位移角限值為1/1240,滿足要求。表7.2.3扭轉(zhuǎn)變形指標(biāo)ξ=Umax/U/1.2/1.3/1.4/1.5/1.6/1.7/1.8/中震下最大水平層間位移角限值/2.8/2.26/1.81/1.4/1.05/0.74/小震下最大水平層間位移角限值/1/1/1.24/1/1.55/1/2/1/2.67/1/3.78/1/6-------------------------------------------⑺通過上述調(diào)整后,可以看出結(jié)構(gòu)的整體抗扭轉(zhuǎn)能力得到了很大的提高,周期比和位移比都能滿足規(guī)范要求,設(shè)計合理。⑻對于角窗結(jié)構(gòu),宜在角窗處的樓板內(nèi)設(shè)置暗梁等措施以提高結(jié)構(gòu)端部的整體性。(二)工程算例2⑴工程概況:某超高層商辦樓,主樓41層,結(jié)構(gòu)高度184.3m。地下室共5層,深19.5m,結(jié)構(gòu)體系為鋼筋混凝土筒體和框架組成的鋼-混結(jié)構(gòu)體系,框架由鋼骨混凝土柱和鋼柱組成。本工程按7度抗震烈度設(shè)防,建筑抗震等級按二級,因工程平面復(fù)雜,構(gòu)造措施按提高一級。其結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示。(圖略,該結(jié)構(gòu)總長35m,總寬42m,結(jié)構(gòu)右上角和左下角均缺少14X16.8m的部分結(jié)構(gòu))⑵工程特點:本工程筒體剛度較大,但延性較差,結(jié)構(gòu)初算側(cè)移很小,但平扭周期偏大,在地震作用下質(zhì)心與其他角點以及邊緣點的位移比亦不滿足要求。究其原因,因筒體偏離整個平面較大,中部連接板帶尺寸過小。⑶調(diào)整方法①剪力墻核心筒開計算洞以降低剛度;②結(jié)構(gòu)角部加水平隅撐以加強結(jié)構(gòu)邊緣節(jié)點的約束;③薄弱層樓板加厚以提高樓板剛度,增加結(jié)構(gòu)水平的協(xié)調(diào)能力。④筒體內(nèi)主要角部暗埋了豎向H型鋼,在周邊連梁內(nèi)暗埋H型鋼,以提高筒體的延性。⑷計算結(jié)果結(jié)構(gòu)自振周期計算結(jié)果如下表所示:ModeNoPeriodAngleMovementTorsion14.810314.530.930.0723.869797.380.850.1533.1442136.60.230.77周期比:T3/T1=0.653:T3/T2=0.813;地震作用下的位移比均小于1.40。地震作用下的最大層間相對位移:X向為1/1220,Y向為1/1328《PKPM軟件在應(yīng)用中的問題解析》講義(十五)第十五章用SATWE軟件計算井字梁結(jié)構(gòu),為什么其計算結(jié)果與查井字梁結(jié)構(gòu)計算表相差很大?(一)、計算假定不同查表法假定梁瑞無論是固接還是鉸接,均沒有豎向位移。而SATWE軟件采用空間交叉梁系計算井字架結(jié)構(gòu),梁端位移的大小取決于結(jié)構(gòu)的剛度。(二)計算假定不同的結(jié)果正是由于計算假定的不同,采用SATWE軟件計算,當(dāng)梁瑞為主框架梁時,由于框架梁剛度較小,位移較大,從而使內(nèi)力按照節(jié)點位移進行分配,則其計算結(jié)果與查表法相差較大:當(dāng)梁端為剪力墻等豎向剛度較大的構(gòu)件時,該節(jié)點的豎向位移很小,基本為0,則其計算結(jié)果與查表法相近。(三)工程算例現(xiàn)以梁端鉸接為例,介紹一下在恒載標(biāo)準(zhǔn)值作用下兩種方式的計算過程。該工程算例并字梁間距為3m×3m,面荷載為5kn/m2。在采用SATWE軟件計算時,將面荷載轉(zhuǎn)化為作用在節(jié)點上的集中荷載,以便使荷載輸入方式與《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》的簡化方式一樣。同時將SATWE軟件中混凝土容重改為0,這樣可以不計梁自重。以邊梁為例,當(dāng)梁端為主框架架時,該梁的跨中最大彎矩為194.9kn-m;當(dāng)梁瑞為剪力墻時,該梁的跨中最大彎矩為135.6kn-m。查《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算手冊》得該梁的跨中最大彎矩為:M=1.0641×5×3×3×3=143.65kn-m[(143.65-135.6)/143.65]×100%=5.6%由此可以看出,只要計算假定和各種計算條件相同,空間計算法和查表祛二者之間的計算誤差是很小的。(四)磚混結(jié)構(gòu),井字梁樓蓋,如何計算?目前的SAWE和TAT軟件都不能計算磚墻,因此對于這種結(jié)構(gòu)形式只能進行簡化計算。由上述分析可知,井字梁內(nèi)力的大小與梁端構(gòu)件的相對豎向剛度有關(guān)。這種結(jié)構(gòu)形式梁端一般均鉸接在磚墻上。我們在簡化時可以將磚墻簡化為混凝土墻,但要注意相對豎向剛度的正確性。比如某結(jié)構(gòu)井字梁周邊磚墻墻厚有370或240,則在將磚墻簡化為混凝土墻時也應(yīng)在相應(yīng)位置布置墻厚為370或240的混凝土剪力墻?!禤KPM軟件在應(yīng)用中的問題解析》講義(十六)第十六章JCCAD軟件應(yīng)用中的主要問題(一)地質(zhì)資料的輸入⑴±0相對于絕對標(biāo)高是什么意思?±0相對于絕對標(biāo)高指大地坐標(biāo),設(shè)計人員只要根據(jù)地質(zhì)勘探報告給出的大地坐標(biāo)直接輸入即可。⑵孔點標(biāo)高怎么輸?與上±0相對于絕對標(biāo)高一樣,可直接輸入大地坐標(biāo),程序會根據(jù)設(shè)計人員輸入的坐標(biāo)值自動判斷孔口高度。⑶孔點坐標(biāo)的單位是什么?孔點坐標(biāo)的單位是米,不是毫米。(二)荷載的輸入⑴“一層上部結(jié)構(gòu)荷載作用點標(biāo)高”是什么意思?該參數(shù)主要是用于求出基底剪力對基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的附加彎矩作用。在填寫該參數(shù)時,應(yīng)輸入PMCAD中確定的柱底標(biāo)高,即柱根部的位置。注意:該參數(shù)只對柱下獨基和樁承臺基礎(chǔ)有影響,對其他基礎(chǔ)沒有影響。⑵自動計算覆土重對什么基礎(chǔ)起作用?“自動計算覆土重”主要是指自動計算基礎(chǔ)和基礎(chǔ)以上回填土的平均重度,主要用于獨基和條形基礎(chǔ)的計算,對筏板基礎(chǔ)沒有影響。⑶筏板上覆土重如何輸入?筏板上覆土重在“筏板荷載”中輸入(如下圖所示,圖略)⑷讀取荷載時需要將所有
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