pkpm建模及计算结构分析(原创)解析.ppt

1 双击PKPM图标 进入PKPM界面 找到工作目录 点击应用进入PKPM 输入文件名 创建新文件 2 进入PKPM 点击轴线输入 选择正交轴网 按照建筑的开间进深输入轴网 3 进入楼层定义 分别点击梁 柱 墙布置 弹出相应对话框 点击新建 输入所需的梁 柱 墙截面尺寸 并布置在相应的轴线上 4 点击本层信息 输入相应的参数 5 点击荷载输入 输入出相应的梁板荷载 6 点击楼层组装 根据建筑添加楼层 完成楼层组装 7 点击设计参数 根据工程实际情况填写各参数 输入完毕之后 存盘之后退 8 点击SATWE界面 运行第1项 根据工程实际情况及规范要求 填好各种参数 之后依次运行2 5 6项 生成数据文件 SATWE计算结果分析 主要关注对象 轴压比剪重比层刚度比位移比 层间位移比周期比刚重比层间受剪承载力之比有效质量系数90 最大值层间位移角最大 最小配筋率梁 柱的适宜配筋率 轴压比控制 主要为控制结构的延性 规范对墙肢和柱均有相应限值要求 规范条文 见抗规6 3 6和6 4 5轴压比N fcA 指考虑地震作用组合的框架柱和框支柱轴向压力设计值N与柱全截面面积A和混凝土轴心抗压强度设计值fc乘积之比值 对不进行地震作用计算的结构 取无地震作用组合的轴力设计值 短柱应降低0 05 沿柱全高采用井字复合箍或复合螺旋箍筋并满足一定肢距要求时 可增加0 1 剪重比控制 主要为控制各楼层最小地震剪力 确保结构安全性 规范条文 抗规 5 2 5条 规范之所以规定剪重比 主要是因为在长周期作用下 地震影响系数下降较快 由此计算出来的水平地震作用下的结构效应有可能太小 而对于长周期结构 地震动态作用下的地面加速度和位移可能对结构具有更大的破坏作用 但采用振型分解法时尚无法对此做出较准确的计算 因此出于安全考虑 规范规定了各楼层水平地震剪力的最小值 须大于90 地下室可以不受最小剪重比的控制 各层X方向的作用力 CQC Floor 层号Tower 塔号Fx X向地震作用下结构的地震反应力Vx X向地震作用下结构的楼层剪力Mx X向地震作用下结构的弯矩StaticFx 静力法X向的地震力 FloorTowerFxVx 分塔剪重比 整层剪重比 MxStaticFx kN kN kN m kN 注意 下面分塔输出的剪重比不适合于上连多塔结构 161424 29424 29 9 75 9 75 1272 861780 511512074 072496 49 9 04 9 04 21240 451389 861411096 263253 31 7 06 7 06 34573 18971 71131995 193852 76 5 97 5 97 49926 23902 30121988 314323 64 5 21 5 21 66748 69832 891111037 964737 57 4 67 4 67 84687 70763 491011038 405122 91 4 27 4 27 103596 30694 08911066 555488 89 3 96 3 96 123425 59624 67811074 795848 67 3 73 3 73 144193 27555 26711081 066199 13 3 53 3 53 165949 39485 85611037 506528 78 3 38 3 38 187089 30398 57512198 317418 21 3 21 3 21 208055 33729 5441949 967854 46 3 14 3 14 231841 33292 56311127 898306 62 3 03 3 03 256066 31299 2821443 588489 78 2 91 2 91 289587 19152 151182 158518 24 1 65 1 65 327807 751043 95抗震规范 5 2 5 条要求的X向楼层最小剪重比 2 40 X方向的有效质量系数 99 09 各楼层地震剪力系数调整情况 抗震规范 5 2 5 验算 层号X向调整系数Y向调整系数11 4531 211 本层地震剪力不满足抗震规范 5 2 5 已作调整21 0001 00031 0001 00041 0001 00051 0001 00061 0001 00071 0001 00081 0001 00091 0001 000101 0001 000111 0001 000121 0001 000131 0001 000141 0001 000151 0001 000161 0001 000 有效质量系数90 高规 5 1 13 1条规定 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 振型的数量 取值太小不能正确反映模型应当考虑的振型数量 使计算结果失真 取值太大 浪费时间 同时最大值不能超过结构的总自由度数 对采用刚性板假定的单塔结构 其振型不得超过结构层数的3倍 层刚度比控制 主要为控制结构竖向规则性 以免竖向刚度突变 形成薄弱层 规范条文 抗规 3 4 3 该层的侧向刚度小于相邻上一层的70 或小于其上相邻三个层侧向刚度平均值的80 时为竖向不规则的一种 3 4 4 2其薄弱层的地震剪力应乘以1 15的增大系数 高规 3 5 2条规定 抗震设计的高层建筑结构 其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的70 或其上相临三层侧向刚度平均值的80 FloorNo 9TowerNo 1Xstif 31 6146 m Ystif 111 2814 m Alf 0 0172 Degree Xmass 32 4464 m Ymass 112 5467 m Gmass 629 2401 t Eex 0 1258Eey 0 2597Ratx 0 9716Raty 0 9352Ratx1 1 4136Raty1 1 4738薄弱层地震剪力放大系数 1 00RJX 3 5753E 05 kN m RJY 4 8921E 05 kN m RJZ 0 0000E 00 kN m FloorNo 10TowerNo 1Xstif 0 3196 m Ystif 111 9692 m Alf 0 0276 Degree Xmass 1 8918 m Ymass 112 5799 m Gmass 551 1284 t Eex 0 2614Eey 0 1118Ratx 0 9469Raty 0 9761Ratx1 0 9441Raty1 1 0559薄弱层地震剪力放大系数 1 15RJX 3 7939E 05 kN m RJY 5 8204E 05 kN m RJZ 0 0000E 00 kN m Ratx1 Raty1 X Y方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70 的比值或上三层平均侧移刚度80 的比值中之较小者 位移比 层间位移比控制 主要为控制结构平面规则性 以免形成扭转 对结构产生不利影响 规范条文 高规 3 4 5条规定 楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角 A B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1 2倍 且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1 5倍 B级高度高层建筑 混合结构高层建筑及复杂高层建筑 不应大于该楼层平均值的1 4倍 抗规 3 4 4 1 1 扭转不规则时 应计及扭转影响 且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1 5倍 最大位移 墙顶 柱顶节点的最大位移平均位移 墙顶 柱顶节点的最大位移与最小位移之和除2最大层间位移 墙 柱层间位移的最大值平均层间位移 墙 柱层间位移的最大值与最小值之和除2 不规则时 配筋计算考虑双向地震作用 最大值层间位移角 位移与结构的总体刚度有关 计算位移愈小 其结构的总体刚度就愈大 反之 位移值愈大 其结构总体刚度就愈小 故可以根据初算的结果对整体结构进行调整 如位移值偏小 则可以减小整体结构的刚度 对墙 梁的截面尺寸可适当减小或取消部分剪力墙 反之 如果位移偏大 则可考虑如何增加整体结构的刚度 包括加大有关构件的尺寸 改变结构抵抗水平力的形式 增加加强层 斜撑等 风荷载 双向地震作用 不考虑偶然偏心 工况4 Y双向地震作用下的楼层最大位移FloorTowerJmaxMax Y Ave Y Ratio Y hJmaxDMax DyAve DyRatio DyMax Dy hDyR DyRatio AY71102910 109 901 023600 10300 850 821 031 4248 42 9 0 836110089 489 301 023600 10081 221 181 031 2957 15 8 1 19518978 438 281 023600 8971 401 371 021 2571 28 8 1 21417177 147 011 023600 7171 801 771 021 2004 17 9 1 31315425 405 301 023600 5472 122 091 021 1699 2 3 1 21213673 303 231 023600 3672 172 141 021 1656 48 3 1 02111971 131 101 033600 1971 131 101 031 3194 99 0 0 46Y方向最大值层间位移角 1 1656 双向地震作用下 周期比控制 主要为控制结构扭转效应 减小扭转对结构产生的不利影响 规范条文 高规 3 4 5条规定 结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1之比 A级高度高层建筑不应大于0 9 B级高度高层建筑 混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0 85 对于通常的规则单塔楼结构 如下验算周期比 1 根据各振型的平动系数大于0 5 还是扭转系数大于0 5 区分出各振型是扭转振型还是平动振型2 通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt 周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T13 对照 结构整体空间振动简图 考察第一扭转 平动周期是否引起整体振动 如果仅是局部振动 不是第一扭转 平动周期 再考察下一个次长周期 4 考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大5 计算Tt T1 看是否超过0 9 0 85 多塔结构周期比 对于多塔楼结构 不能直接按上面的方法验算 而应该将多塔结构切分成多个单塔 按多个单塔结构分别计算 本条多层规范没有要求 周期比控制什么 如同位移比的控制一样 周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系 而非其绝对大小 它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效 更合理 使结构不致于出现过大 相对于侧移 的扭转效应 一句话 周期比控制不是在要求结构足够结实 而是在要求结构承载布局的合理性 周期比不满足要求 如何调整 一旦出现周期比不满足要求的情况 一般只能通过调整平面布置来改善这一状况 这种改变一般是整体性的 局部的小调整往往收效甚微 周期比不满足要求 说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小 总的调整原则是加强结构外圈刚度 削弱结构内筒刚度 考虑扭转耦联时的振动周期 秒 X Y方向的平动系数 扭转系数振型号周期转角平动系数 X Y 扭转系数12 5178178 310 98 0 97 0 01 0 0222 042791 930 89 0 00 0 89 0 1131 963479 920 36 0 03 0 33 0 6440 7306178 281 00 0 99 0 00 0 0050 563788 740 29 0 01 0 28 0 7160 502888 320 84 0 01 0 83 0 1670 458672 660 34 0 08 0 26 0 6680 4460175 380 92 0 91 0 01 0 0890 38764 830 64 0 55 0 08 0 36100 3857172 030 57 0 45 0 13 0 43110 275491 150 28 0 01 0 27 0 72120 257788 690 97 0 00 0 97 0 03130 2489179 031 00 0 99 0 00 0 00140 2111148 160 12 0 07 0 05 0 88150 20001 980 93 0 93 0 00 0 07160 190286 040 28 0 00 0 27 0 72170 177890 110 86 0 00 0 85 0 14180 170589 430 10 0 00 0 10 0 90地震作用最大的方向 1 474 度 Tt T1 Tt T1 0 9 0 85 与主轴斜交角度大于15度时 应带回计算该方向的地震作用 自振周期 对比较规则的结构 也可采用近似公式计算 框架结构T1 0 08 0 1 n 框架 剪力墙和框架 核心筒结构T1 0 06 0 08 n 剪力墙结构和筒中筒结构T1 0 05 0 06 n n为结构层数 全国民用建筑工程设计技术措施 结构 8 9 1条 框架结构T1 0 1 0 15 n 框剪结构T1 0 08 0 12 n 剪力墙结构T1 0 04 0 08 n 筒中筒结构T1 0 06 0 10 n如果计算结果偏离上述数值太远 应考虑工程中截面是否太大 太小 剪力墙数量是否合理 应适当进行调整 刚重比控制 主要为控制结构的稳定性 以免结构产生滑移和倾覆 规范条文 高规 5 4 4规定 刚重比是结构刚度与重力荷载之比 它是控制结构整体稳定的重要因素 也是影响重力二阶 p 效应的主要参数 该值如果不满足要求 则有可能引起结构失稳倒塌 输出结果参见WMASS OUT 结构整体稳定验算结果 X向刚重比EJd GH 2 4 15Y向刚重比EJd GH 2 5 85该结构刚重比EJd GH 2大于1 4 能够通过高规 5 4 4 的整体稳定验算该结构刚重比EJd GH 2大于2 7 可以不考虑重力二阶效应 如大于1 4小于2 7则需要考虑重力二阶效应 在参数定义选择考虑P Delt效应 层间受剪承载力之比控制 控制结构竖向不规则的重要指标 规范条文 抗规 3 4 4 2 3 楼层承载力突变时 薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65 高规 3 5 3条规定 A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80 不应小于其上一层受剪承载力的65 B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不