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文档简介

1、武汉工程大学本科毕业设计(论文)摘要该办公楼位于天门市,是五层框架结构。办公楼总长57.6m,宽16.8m,总高18.3m。此设计为五层钢筋混凝土框架结构办公楼,分为建筑设计和结构设计两部分。在总体规划的前提下,根据设计任务书的要求,采用天正建筑和PKPM软件进行设计,综合考虑了使用功能、施工、材料、建筑设备、建筑艺术及经济等因素。在建筑选型方面,采用“一”字型布置。在完成结构部分的计算之后,依据建筑方案和结构设计计算结果完成结构部分的施工图设计。结构设计内容主要是框架设计,首先必须满足水平地震力作用下的框架侧移验算的要求,其次还要满足风荷载作用下的框架侧移验算的要求。关键词:钢筋混凝土;框架

2、结构;抗震设计;内力组合;AbstractThe office is located in Tianmen: five layers framework structure. The length of office building is 57.6m, the width is 16.8m, the height is 18.3m. The design for a five-layer reinforced concrete frame office building which divided into two parts- building design and structure d

3、esign. The architectural design is the premise of the overall plan, according to the requirements of the design mission, use PKPM software to design structure, considering the functional use, construction, materials, construction equipment, architectural art and economy,using font layout in construc

4、tion shape.After completing the calculation structure part,structure of the construction design was completed on the basis of the construction scheme and the structure design. This scheme is a business office building, reinforced concrete frame structure is divided into five layers.The main content

5、of structure design is the framework for the design stage,which must satisfy the request of motion checking under the action of horizontal seismic force firstly,secondly,it has to meet the request of motion checking under the action of wind force.Keywords: reinforced concrete; frame structure ; seis

6、mic design; the combination of internal force目录摘要1Abstract2第一章 绪论5第二章 PKPM的认识82.l PKPM的概况82.2 结构平面计算机辅助设计软件 ( PMCAD )112.3 PMCAD主要功能122.3.1自动导算荷载122.3.2提供各类计算模型所需的数据12第三章 结构平面布置143.l 初步设计资料143.1.1地质资料:143.1.2地震资料143.1.3 气象条件143.1.4建筑物层高与层数153.1.5材料153.2 结构选型153.3 结构布置及梁柱截面尺寸的初选153.3.1梁柱截面尺寸初选153.3.2

7、 结构布置173.4框架结构的计算简图18第四章 PKPM参数分析与输入194.1 结构设计参数的合理选取194.2 地震作用效应计算与调整194.3 结构扭转周期计算204.4 错层结构的计204.5 调整信息214.6 结构整体性能控制224.7 一些特殊功能编制原理与应用234.8 特殊工程分析24第五章 PKPM计算参数信息265.1结构材料信息265.2风荷载信息265.3地震信息275.4活荷载信息275.5调整信息285.6 配筋信息285.7设计信息295.8荷载组合信息29第六章PKPM计算及结果处理316.1各层的质量、质心坐标信息316.2各层构件数量、构件材料和层高31

8、6.3风荷载信息326.4各楼层等效尺寸326.5各楼层的单位面积质量分布326.6计算信息336.7各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息346.8结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度346.9抗倾覆验算结果366.10结构整体稳定验算结果366.11楼层抗剪承载力、及承载力比值376.12作用效应组合426.13 结构整体性能控制436.14 结构构件设计计算43第七章 PKPM板的计算457.1画结构平面457.2典型板计算书467.2.1房间19467.2.2房间35527.3计算简图58第八章 结构施工图598.1梁归并598.2柱归并598.3板的结构施工图598.4基础施

9、工图598.5楼梯施工图60设计心得61致 谢63参考文献64附录165主要符号表65附录266附录367附录468附录569第一章 绪论本工程为天门市某办公楼,采用多层框架结构,建筑设计使用年限为50年,为永久性建筑。该楼总建筑面积为4838.4,建筑耐火等级为二级,屋面防水等级为级,抗震设防烈度为6度。该建筑根据天门市总体规划、建筑规模和要求以及现有的气象条件(气温、相对湿度、主导风向、基本雪压)、工程场地地质条件、材料供应和施工条件进行设计。办公楼的主体为五层,内外装修均为一般装修。近年来框架结构在世界各地有了很大的发展,许多城市普遍兴建了包括商场、住宅、酒店、办公楼和多功能建筑等各种类

10、型的框架建筑。土木工程专业学生毕业后从事框架结构设计已成为必须面对的现实之一。框架结构,在结构建筑特点方面:它是由钢筋混凝土梁、柱、节点及基础为主框,加上楼板、填充墙、屋盖所组成的结构形式。楼板和横梁连在一起,横梁和柱通过节点连为一体,形成承重结构,将荷载传至基础,力的传递路线比较明确。对于整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构或纯框架结构。框架可以是等跨或不等跨的,也可以是层高相同或不完全相同的,有时因房屋布局和空间使用要求等原因,也可能要在某层抽柱或某跨抽梁,形成缺梁、缺柱的框架。墙体是填充墙,仅起围护和分隔作用,所以框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工,建筑物的内外墙处理

11、十分灵活,应用范围很广,能为建筑提供灵活的使用空间。在结构受力性能方面:框架结构构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越小,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,所以框架结构属于柔性结构。其自振周期较长,地震反应较小,经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。因此,根据框架结构的自身特点,在进行结构设计时,国际上流行采用“三统一”的原则,即“统一柱面、统一层高、统一荷载”的设计模式。统一柱面可使住宅楼根据人们的需要和功能要求实行相对任意分割,不至于因建筑柱面不同而在改变使用功能上受到制约;统一层高可使楼房采光效果好,空气流通顺畅

12、,布局安排合理,水平运输畅通无阻,有利于使用功能的相互替代;统一荷载,打破了会议室和其他部门之间的明显界限。在这个总原则的指导下,我们要考虑以下几个方面的问题:第一,在体系的选择方面:1、由于在发生地震时,框架柱首当其冲,一旦出现塑性铰,将危及该柱距范围内的上层建筑,并可能引起相邻柱距范围的上层建筑连续倒塌,所以框架结构不宜采用单跨形式;且纵横两个方向的水平地震作用都由抗侧力构件承担,结构应设计成双向框架体系;2、框架结构的柱与梁宜上下左右贯通,不宜采用复式框架;以及砖混框剪结构。3、在填充墙的布置方面:宜采用轻质材料,且应避免上、下层刚度变化过大;避免形成短柱;减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转

13、。第二,在结构设计方面:1、首先根据不同的设计要求选取不同的荷载代表值来进行承载力计算。2、进行变形验算。3、进行横向水平与纵向水平地震的作用计算。按照二十一世纪土木工程专业学生的培养规格和要求,从全面提高学生素质和创新能力出发,使建筑结构CADPKPM软件应用设计教学为教育教学改革服务,为培养和造就“厚基础、强能力、高素质、广适应”复合型人才服务。通过毕业设计对大学期间所学的知识做一个系统的总结和应用,通过自己对在熟悉任务书的基础上参观、比较同类建筑,查阅、搜集有关设计资料将我所学的知识得以综合的应用和系统的深化,提高综合知识的应用能力,并培养了我独立解决结构设计问题的能力,同时也使我掌握结

14、构施工图绘制的方法,为今后工作打下良好的基础。毕业设计同时也是学生在毕业前半年的最后学习和综合训练的实践性学习环节,是学习深化、拓宽、综合教学的重要过程;是学生学习、研究与实践成果的全面总结;是学生综合素质与实践能力培养效果的全面检验;是学生毕业及学位资格认定的重要依据;也是衡量高等教育质量和办学效益的重要评价内容。所以我们每一个毕业生都应该认真的努力完成自己的毕业设计,使自己成为社会需要的人才。第二章 PKPM的认识2.l PKPM的概况PKPM是一个系列,除了建筑、结构、设备(给排水、采暖、通风空调、电气)设计于一体的集成化CAD系统以外,目前PKPM还有建筑概预算系列(钢筋计算、工程量计

15、算、工程计价)、施工系列软件(投标系列、安全计算系列、施工技术系列)、施工企业信息化(目前全国很多特级资质的企业都在用PKPM的信息化系统)。PKPM在国内设计行业占有绝对优势,拥有用户上万家,市场占有率达90%以上,现已成为国内应用最为普遍的CAD系统。它紧跟行业需求和规范更新,不断推陈出新开发出对行业产生巨大影响的软件产品,使国产自主知识产权的软件十几年来一直占据我国结构设计行业应用和技术的主导地位。及时满足了我国建筑行业快速发展的需要,显著提高了设计效率和质量,为实现建设部提出的“甩图板”目标做出了重要贡献。软件所近年来在建筑节能和绿色建筑领域做了多方面拓展,在节能、节水、节地、节材、保

16、护环境方面发挥重要作用。我们开发的建筑节能类设计、鉴定分析软件已推广覆盖全国大部分地区,是应用最早、最广泛的节能设计软件。2005年获华夏科技进步二等奖。在规划、节地方面有三维居住区规划设计软件、三维日照分析软件、场地工程和土方计算软件。在环境方面有园林设计软件、风环境计算模拟软件、环境噪声计算分析系统。还有中国古典建筑设计软件、三维建筑造型大师软件、建筑装修设计软件。概预算软件是承前启后的关键环节。它上可以接力设计软件,下接施工和项目管理。PKPM概预算软件完成工程项目的工程量统计、钢筋统计、造价分析报表等。我们配备了全国各省地市的建筑、安装、市政、园林、装修、房修、公路、铁路等方面的最新定

17、额库,建立了工程材料信息价网站,并适应各地套价、换算、取费的地方化需求。从2003年起,我们与建设部标准定额研究所合作,率先在全国推出工程量清单计价软件。在建筑工程的工程量统计和钢筋统计上,软件可以接力PKPM设计软件数据自动完成统计计算。还可以转化图纸的AutoCAD电子文件,从而大大节省了用户手工计算工程量的巨大工作量,并使从基础、砼、装修的工程量统计到梁、板、柱、墙等的钢筋统计效率和准确性大大提高。施工系列软件面向施工全过程中的各种技术、质量、安全和管理问题,提供高效可行的技术解决方案。主要产品包括有项目进度控制的施工计划编制,工程形象进度和建筑部位工料分析等;有控制施工现场管理的施工总

18、平面设计,施工组织设计编制、技术资料管理、安全管理、质量验评资料管理等;有施工安全设施和其他设施设计方面的深基坑支护设计、模板设计、脚手架设计、塔吊基础和稳定设计、门架支架井架设计、砼配合比计算、冬季施工设计,工地用水用电计算及常用计算工具集、常用施工方案大样图集图库等等。本所为各类企业和项目管理提供信息化解决方案。在系统提供的协同工作平台上完成项目的四控制四管理,即成本控制、进度控制、质量控制、安全控制和合同管理,生产要素(人、材、机、技术、资金)管理,现场管理,项目信息管理,同时完成收发文等OA项目的管理。PKPM的施工企业和项目的管理信息系统正在被中建一局、二局、三局、四局以及北京建工、

19、上海建工、浙江省建投、华西集团等一批国内最大、最有影响、最有代表性的施工企业采用,并成功应用在国家体育场、上海环球金融中心等国家重点项目的建设上。和中国建筑总公司等合作完成的国家“十五”科技攻关课题“建筑业企业信息化应用软件开发”获2006年度华夏建设科学技术一等奖。PKPM系统在提供专业软件的同时,提供二维、三维图形平台的支持,从而使全部软件具有自主知识版权,为用户节省购买国外图形平台的巨大开销。跟踪AutoCAD等国外图形软件先进技术,并利用PKPM广泛的用户群实际应用,在专业软件发展的同时,带动了图形平台的发展,成为国内为数不多的成熟图形平台之一。软件所在立足国内市场的同时,积极开拓海外

20、市场。目前已开发出英国规范、美国规范版本,并进入了新加坡、马来西亚、韩国、越南等国家和香港、台湾地区市场,使PKPM软件成为国际化产品,提高了国产软件在国际竞争中的地位和竞争力。现在,PKPM已经成为面向建筑工程全生命周期的集建筑、结构、设备、节能、概预算、施工技术、施工管理、企业信息化于一体的大型建筑工程软件系统,以其全方位发展的技术领域确立了在业界独一无二的领先地位。多年来,软件所先后承担了国家六五、七五、八五、九五、十五科技攻关课题和863项目,始终站在建筑业信息化的最前沿。目前正承担着国家十一五攻关和863课题十几项。由于在推动行业技术进步中的显著作用,软件所共获得国家科技进步二等奖一

21、项,三等奖三项,建设部科技进步奖一到三等共二十几项,主要产品连续几年被中国软件行业协会评为全国优秀软件。软件所以向用户提供优质、高效的技术服务作为企业发展的根本宗旨。我们通过遍布全国的技术服务网络和广大用户建立了密切的联系,我们关注行业发展动态,听取用户意见,每年都向用户提供更新内容的版本,及时的满足了市场的需要。1、PK模块具有二维结构计算和钢筋混凝土梁柱施工图绘制两大功能模块本身提供一个平面杆系的结构计算软件,适用于工业与民用建筑中各种规则和复杂类型的框架结构、框排架结构、排架结构,剪力墙简化成的壁式框架结构及连续梁,拱形结构,桁架等。 规模在30层,20跨以内。在整个PKPM系统中,PK

22、承担了钢筋混凝土梁、柱施工图辅助设计的工作。除接力PK二维计算结果,可完成钢筋混凝土框架、排架、连续梁的施工图辅助设计外,还可接力多高层三维分析软件TAT、SATWE、PMSAP计算结果及砖混底框、框支梁计算结果,可为用户提供四种方式绘制梁、柱施工图,包括梁柱整体画、梁柱分开画、梁柱钢筋平面图表示法和广东地区梁表柱表施工图,绘制100层以下高层建筑的梁柱施工图。2、PK软件可处理梁柱正交或斜交、梁错层,抽梁抽柱,底层柱不等高,铰接屋面梁等各种情况,可在任意位置设置挑梁、牛腿和次梁,可绘制十几种截面形式的梁,可绘制折梁、加腋梁、变截面梁,矩型、工字梁、园型柱或排架柱,柱箍筋形式多样。3、按新规范

23、要求作强柱弱梁、强剪弱弯、节点核心、柱轴压比,柱体积配箍率的计算与验算,还进行罕遇地震下薄弱层的弹塑性位移计算、竖向地震力计算、框架梁裂缝宽度计算、梁挠度计算。4、按新规范和构造手册自动完成构造钢筋的配置。5.具有很强的自动选筋、层跨剖面归并、自动布图等功能,同时又给设计人员提供多种方式干预选钢筋、布图、构造筋等施工图绘制结果。6、在中文菜单提示下,提供丰富的计算模型简图及结果图形,提供模板图及钢筋材料表。7、可与“PMCAD”软件联接,自动导荷并生成结构计算所需的平面杆系数据文件。8、程序最终可生成梁柱实配钢筋数据库,为后续的时程分析、概预算软件等提供数据。2.2结构平面计算机辅助设计软件(

24、 PMCAD ) PMCAD是整个结构CAD的核心,它建立的全楼结构模型是PKPM各二维、三维结构计算软件的前处理部分,也是梁、柱、剪力墙、楼板等施工图设计软件和基础CAD的必备接口软件。PMCAD也是建筑CAD与结构的必要接口。用简便易学的人机交互方式输入各层平面布置及各层楼面的次梁、预制板、洞口、错层、挑檐等信息和外加荷载信息,在人机交互过程中提供随时中断、修改、拷贝复制、查询、继续操作等功能。自动进行从楼板到次梁、次梁到承重梁的荷载传导并自动计算结构自重,自动计算人机交互方式输入的荷载,形成整栋建筑的荷载数据库,可由用户随时查询修改任何一部位数据。由此数据可自动给PKPM系列各结构计算软

25、件提供数据文件,也可为连续次梁和楼板计算提供数据。绘制各种类型结构的结构平面图和楼板配筋图。包括柱、梁、墙、洞口的平面布置、尺寸、偏轴、画出轴线及总尺寸线,画出预制板、次梁及楼板开洞布置,计算现浇楼板内力与配筋并画出板配筋图。画砖混结构圈梁构造柱节点大样图。2.3 PMCAD主要功能 2.3.1自动导算荷载 具有较强的荷载统计和传导计算功能,除计算结构自重外,还自动完成从楼板到次梁,从次梁到主梁,从主梁到承重的柱和墙,再从上部结构传导到基础的全部计算,加上局部的外加荷载,方便地建立起整栋建筑的数据。2.3.2提供各类计算模型所需的数据 1、可指定任何一个轴线形成PK数据文件,包括结构简图,荷载

26、数据;2、可指定任一层平面的任意一组主,次梁形成PK文件;3、为多,高层建筑结构三维分析软件TAT提供计算数据;4、为上部结构的各种绘图CAD模块提供结构构件的精确尺寸;5、为基础设计CAD模块提供底层结构布置和轴线网格布置,还提供上部结构传下的恒,活荷载;6、现浇钢筋混凝土楼板结构计算与配筋设计;7、结构平面施工图辅助设计;8、砖混结构圈梁布置,画砖混圈梁大样及构造柱大样图;9、砌体结构和底框上砖房结构的抗震计算及受压高厚比,局部承压计。第三章 结构平面布置3.l初步设计资料天门市某办公楼为五层钢筋混凝土框架结构体系,建筑面积为。建筑物平面为“一”字型,受场地限制,作为一个整体总宽度为16.

27、8m,总长度为57.6m。框架梁、柱、楼板均采用现浇混凝土。结构类型选择框架结构,整体采用三跨内廊式框架,边跨7.2m,中跨2.4m,开间4.8m,建筑规模为多层建筑。3.1.1地质资料1、场地概况:该办公楼位于海拔35.6m,场地平整,属于类场地,地表下自上而下土层分布情况为:层素填土,地基承载力特征值fak=90kPa,厚度0.8m,天然重度17.5kN/m3。层粘土,地基承载力特征值fak=220kPa,厚度4m,天然重度18kN/m3。层粗砾砂,地基承载力特征值fak=240kPa,厚度3.5m,天然重度18.5kN/m3。2、地下水情况:常年地下水位位于地表下3.5m,水质对混凝土无

28、侵蚀性。3.1.2地震资料1、该地区抗震设防烈度为6度,设计地震分组为第一组。2、建筑物的安全等级为:级3.1.3气象条件1、冬季主导风向:北风和东北风;夏季主导风向:南风和东南风。基本风压0.30kN/m2;2、基本雪压:0.35kN/m23.1.4建筑物层高与层数1、建筑物主体结构总五层,首层层高为3.9米,标准层层高为3.6米,建筑物总高度18.3米。2、层数为5层3、PKPM软件说明3.1.5材料1、混凝土:框架梁、柱,板,C30、C30、C25;填充墙为240mm厚加气混凝土块,M7.5混合砂浆。2、钢筋:框架梁柱板中主要受力钢筋为HRB335,其余为HPB235钢筋。3.2结构选型

29、1、结构体系选型:采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。2、屋面结构:采用现浇混凝土肋型屋盖,刚柔性结合的屋面,屋面板厚120mm。3、楼面结构:采用现浇混凝土楼板,板厚120mm。4、楼梯结构:采用钢筋混凝土梁式楼梯。3.3结构布置及梁,柱截面尺寸的初选3.3.1梁柱截面尺寸初选主体结构共五层,首层层高为3.9米,标准层层高为3.6米,内外墙的做法:内外墙均砌240厚加气混凝土砌块,楼层屋盖均为现浇钢筋砼结构。板厚取120mm:一、梁截面尺寸的估算:1、15跨:主梁:取600mm,取300mm故框架横纵梁的截面尺寸为bh=300mm600mm2、AB跨:(1)、主梁:L=7200mm,取600mm

30、,取300mm故框架梁的截面尺寸为bh=300mm600mm表2-1估算梁的截面尺寸及各层混凝土强度等级层数混凝土强度等级横梁(bh)mm纵梁(bh)mmA轴、B轴C轴、E轴15C30300600300600300600二、柱截面尺寸的估算框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限制,按下式计算:1、柱组合的轴压比设计值按照公式11计算: (11)式中:为考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数,边柱取1.3,等跨内柱取1.2,不等跨取1.25;:为按照简支状态计算柱的负荷面积;:为折算后在单位面积上的重力荷载代表值,近似取14kN/m2;:为验算截面以上楼层层数;2、框架柱验算 (12)由计算简图21可知边

31、柱和中柱的负载面积:中柱:边柱:边柱: 中柱:根据上述计算结果,并综合考虑其他因素,取柱截面为矩形,初步估计柱的尺寸为,为计算简便中柱和边柱的尺寸相同,均为600mm750mm。故初选柱的尺寸为600mm750mm3.3.2结构布置图3.1 结构平面布置图注:梁的尺寸:KL-1:300mm600mmKL-2:200mm400mm边柱、内柱的尺寸均为:600mm750mm3.4框架结构的计算简图图3.2 框架立面图第四章 PKPM参数分析与输入4.1结构设计参数的合理选取1、总信息中增加“裙房层数”的参数,是为了0.2Q0的调整。对于立面有变化的多层,程序给出0.2Q0调整可能偏大,可人工干预调

32、整。2、转换梁由设计人自行定义,转换层所在层号由设计人输入。3、结构材料信息仅影响风荷载的大小,程序按0.065n给出一个隐含值。如果计算结果中结构的基本周期大于隐含值,应将计算值代替隐含值。4、结构体系:如为短肢剪力墙结构,应调整结构的抗震等级。5、模拟施工荷载1,逐层加载;模拟施工荷载2,考虑基础变形,对刚度不很大的框筒、筒体结构适用,目前计算版本暂不能使用。6、结构温度应力计算信息,目前暂不使用。编制人试算8度设防的北京实例,配筋相当于9度设防。原因是未考虑砼的徐变、微裂纹对应力的释放,计算结果偏大。7、对所有楼层强制采用刚性楼板假定,只有位移控制是在刚性楼板假定条件下计算。执行这一开关

33、地震力、内力计算结果不对。一般工程计算二遍,一是强制楼板刚性控制位移;二是真实情况计算内力、地震力。8、程序风荷载是按高规计算的,对多层偏大30。新规范风荷载由30年一遇改为50年一遇,基本风压增大2030。4.2地震作用效应计算与调整1、新程序中无论是藕联计算还是非藕联计算,依据的都是藕连矩阵。考虑藕联对任何结构都适用。2、偶然偏心:对偶然偏心解释抗震规范(5.2.31条)与高规(3.3.3条)不同新程序按高规执行,主要是因为、考虑藕联对任何结构都适用。、依靠程序自行搜索边榀很困难。计算时选取此项,计算内力增大510。程序内定考虑X方向:正偏心,负偏心Y方向:正偏心,负偏心。只在内力和位移计

34、算中考虑。(TBSA在周期计算时就考虑了)3、双向地震作用:根据抗震规范5.1.13条考虑双向地震作用的扭转影响时,柱按单偏压计算时无问题。但按双偏压计算,柱的配筋增加多达3050。因此早期程序考虑双向地震作用时,不考虑柱的双向偏压计算。经程序编写组与规范编写组协商,现程序按下列原则考虑:主方向的弯矩、剪力和轴力按0.85开平方;次方向弯矩、剪力和轴力保持原值不变。4、多方向地震:程序输出的计算结果中给出了地震作用的最大方向,对于复杂结构应将此方向输入进行计算。5、一般钢筋混凝土结构可不考虑效应。4.3结构扭转周期计算计算扭转时应按刚性板假定进行,而不应设置弹性板,否则计算出来的结构扭转周期和

35、结构位移是不真实的。因此,当结构计算中需要指定某些板块为弹性板时,应先按无弹性板模型考查结构扭转是否合格,配筋设计时取两种模型计算的最不利结果作为设计依据。值得注意的是,不论是采用刚性板假定还是弹性板假定的计算,均要求每个方向结构的有效质量系数不小于90%。4.4错层结构的计SATWE软件可以进行错层结构的计算,方法是在PMCAD建模时按实际情况输入错层平面,即对应每个错层平面应建立两个标准层,并将没有楼板的部分设置为全房间洞,SATWE软件会自动搜索判断错层并计算结构内力。在用PMCAD建模时,“输入次梁楼板”菜单里的两个参数“楼板错层”和“梁错层”,常引起设计者的误会,以为这两个参数就是用

36、来计算错层的,其实这两个参数只影响画图,而不能用来计算错层。建议PMCAD在这里做一个提示,以免设计者因误会而造成错误。工程中有时会遇到剪力墙上因错层而造成门窗洞口被分为上下两部分的情况,此时应在洞口两侧增加节点,使下部墙体成为相互独立的两段墙,并在上部按实际连梁高度输入主梁。对于多塔结构,当各塔层高不同时,有的设计者也将其按错层输入,这是不正确的。对这种情况,可以在PMCAD建模时先按一种层高建模,然后在SATWE的 “多塔楼定义”里,修改各塔层高。当然,在修改层高之前别忘了按实际情况先设置多塔。 当某洞顶连梁(按洞口输入而不是按主梁输入)高度小于300mm时,SATWE在计算内力时将忽略该

37、梁的存在,亦不计算其配筋。对某些连梁超限的情况,当其破坏对承受竖向荷载无明显影响时,可考虑在大震作用下该连梁不参与工作,按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构内力分析。为此,可以调整结构计算模型中的洞口高度,使洞顶连梁高度小于300,从而实现这一目的,避免了增加节点设置主梁的麻烦。配筋设计时,墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋设计,连梁按实际截面计算,纵筋可按2.0%2.5%的配筋率配置,并按实际配筋面积反算连梁弯矩来计算所需的箍筋面积,做到“强剪弱弯”。 在SATWE“分析与设计参数补充定义”中,对考虑了双向地震力作用的结构,不应同时考虑按双偏压方法计算一般框架柱配筋。一般来说,对异型柱

38、、角柱,应采用双偏压计算,对一般框架柱,则可以采用单偏压计算。需要指出的是,目前SATWE虽然要求设计者在“特殊构件补充定义”里定义角柱,但在结构计算时,如果设计者没有选择“按双偏压计算柱”,则软件并不按双偏压方法计算设计者定义的角柱。所以,对框架角柱来说,应进行双偏压的补充验算。4.5调整信息1、框架加强层起算层号:此项如填0,表示加强区从0.00层起算;此项填-1表示加强区从负一层地下室起算。无论此项填何值,都不影响加强区的绝对高度。有地下室时,地下室墙是否算加强区,一般情况不希望墙的配筋下小上大。对一层地下室算加强区较好。2、对9度及一级框架结构梁柱的超配系数隐含值为1.15,相当过去考

39、虑的二个1.1。3、楼层水平地震剪力调整:根据抗震规范5.2.5条要求,若要求调整,程序将自动调整不满足剪重比的楼层内力。但一般情况希望不调整,因为计算结果小于剪重比的要求,很可能结构的方案不合理。4、薄弱层:薄弱层的判断,可通过计算结果中的刚度比。设计人通过第一次计算结果判断出薄弱层,再对此项进行填写。5、荷载组合:(1)、增加了由永久荷载效应控制的组合;(2)、可以调整活荷载的分项系数和活荷载的组合系数。6、程序中转换梁的内力调整,严格按规范执行。转换梁及框肢柱需要设计人自行定义。框肢柱分为二类:一是四周是梁;二是框架的边榀。一个方向不是柱,为剪力墙的一部分;另一方向是柱。7、程序将与剪力

40、墙相连柱承担的倾覆弯矩,归属剪力墙而不归属框架柱,否则框架柱承担的倾覆弯矩可能超过50。4.6结构整体性能控制1、位移控制:程序按高规4.3.5条执行,输出结果第一项是构件节点位移,第二项是层间位移,位移控制是通过控制位移比进行的,计算结果出现个别位移比超限时,可查位移的大小。在位移很小的情况下,可不考虑。2、周期控制:高规4.3.5条要求第一扭转周期Tt与第一平动周期T1之比,A级高层小于0.9。程序输出了各振型的周期,对于结构比较规则,刚性楼板假定,输出的结果第一项为X方向平动周期,第二项为Y方向的平动周。最长的平动周期就是第一平动周期,再找出同方向第一扭转周期,二者之比应满足高规要求。3

41、、刚度比的控制:程序提供了三种方法,一是高规附录E.0.1剪切刚度;二是高规附录E.0.2剪弯刚度;三是抗震规范3.4.2,3.4.3条文说明中建议的方法。方法1过于简单,方法2用于转换层的计算,程序隐含的是方法3,概念和计算均简单,但未扣除刚体转角引起的位移。4、框架承担的倾覆力矩计算按抗震规范6.1.3条文说明中公式。5、多层结构薄弱层验算,近似程度较大,计算的位移可能偏小原因是采用薄壁柱模型,与抗震要求的强柱弱梁概念不一致。6、时程分析:选地震波对计算结果影响很大,有条件的地区用当地的实测波。选波的原则为每条波计算的结果不少于按振型分解法计算结果的60(可调整波的放大系数);三条波的平均

42、反应,不小于振型分解法的80。4.7一些特殊功能编制原理与应用1、弹性楼板:程序提供了三种模型。(1)、弹性楼板6:考虑楼板的面内刚度和面外刚度,采用壳单元。原则上适用于所有结构,但采用弹性楼板6计算时,楼板和梁共同承担面外弯矩,计算结果中梁的配筋小了,而楼板承担面外弯矩,计算的配筋又未考虑,此外计算工作量大。因此该模型仅适用于板柱结构。(2)、弹性楼板3:考虑楼板的面内刚度无限大,并考虑楼板的面外刚度,适用于厚板转换层。(3)、弹性膜:考虑面内刚度,面外刚度为零,采用膜剪切单元。2、程序中地下室信息回填土对地下室约束相对刚度比:所填数值,相当于地下室被约束后时地下室本身刚度的多少倍。如填负数

43、,表示嵌固水平位移,不嵌固竖向位移。如结构计算中,只算上部结构,相当于既约束了水平位移,又约束了竖向位移,这仅适用于地下室刚度很大的情况。3、各种竖向构件根据截面尺寸分为:柱H/B3;异形柱H/B5;短肢剪力墙5H/B8。采用TAT、TBSA计算时,建模均为薄壁柱单元。但采用SATWE计算时,应注意柱、墙单元的选择,对柱、异形柱选柱单元(一维单元),对短肢剪力墙、剪力墙选壳单元(二维单元),否则计算结果差异很大。4、设计参数信息梁柱重叠部分简化为刚域:选用此项梁柱重叠部分简化为刚域,适用于异形柱结构,可真实计算梁的内力和配筋。5、设计参数信息混凝土柱计算长度系数执行混凝土规范7.3.113条:

44、一般情况不采用,除9度或沿海地区风起控制作用时采用。4.8特殊工程分析1、多塔定义、有缝结构:多塔指的是:各塔之间相互独立;每个塔的外表面都是迎风面。定义多塔是为了帮助风荷载的倒算。对多塔结构要判断平动周期与扭转周期的比值,需要每个塔单算。对分缝结构判断平动周期与扭转周期的比值时单算,计算内力和配筋时可合算或分算,分算时一个方向的风荷载算大了。2、楼板开洞:对板柱结构,楼板定义为弹性楼板6;对砌体结构,楼板定义为弹性膜。3、弱连接:由于两边振动可能不同步,引起拉、压作用,建议不考虑楼板的作用,仅考虑梁承担拉、压作用。4、不等高嵌固:PM程序中有与地基相连的最高层号信息,启用后程序对悬空柱进行搜

45、索,加上嵌固约束,对电梯井道下落也可按此方法处理,还可以通过修改不等高柱的坐标解决不等高嵌固。5、SATWE提供了复杂楼板有限元分析与设计(SlabCAD)”.SlabCAD可自动从SATWE的三维分析结果中取出需要精细分析的楼板或楼板局部,进行二次有限元分析和配筋设计,适用于各种复杂楼板如板柱结构的楼板、预应力楼板、转换层结构的厚板、人防地下室的顶板、需考虑板面内拉伸和剪切作用的特殊结构。6、剪力墙上洞口处梁的输入:一般门窗洞口按剪力墙开洞处理,即洞口处为连梁,以剪切变形为主;如洞口跨中弯矩不可忽略,以弯曲变形为主,按梁单元输入,此时要在剪力墙洞口两侧增加节点号。7、框肢结构的转换梁计算,通

46、常是由施工阶段,正常使用阶段往往不控制。设计时应补充施工阶段的验算,把上面几层荷载按均布恒载加上,对转换梁进行验算。SATWE整体计算时,框肢转换梁的计算偏小,配筋时留1020的余量。8、框架结构判断框架的抗震等级时,需先计算,按框架承担的倾覆力矩百分比确定。第五章 PKPM计算参数信息5.1结构材料信息总信息结构材料信息: 钢砼结构混凝土容重(kN/m3): 钢材容重(kN/m3): 水平力的夹角(Rad): 地下室层数: 竖向荷载计算信息: 按模拟施工加荷计算方式风荷载计算信息: 计算X,Y两个方向的风荷载地震力计算信息: 计算X,Y两个方向的地震力特殊荷载计算信息: 不计算结构类别: 框

47、架结构裙房层数: 转换层所在层号: 墙元细分最大控制长度(m): 墙元侧向节点信息: 内部节点是否对全楼强制采用刚性楼板假定: 否采用的楼层刚度算法: 层间剪力比层间位移算法结构所在地区: 全国5.2风荷载信息修正后的基本风压(kN/m2): 地面粗糙程度: B类结构基本周期(秒): 体形变化分段数: 各段最高层号: 各段体形系数: 5.3地震信息振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联):CQC计算振型数: NMODE=15地震烈度: NAF=6.00场地类别: KD=2设计地震分组: 一组特征周期: TG=0.35多遇地震影响系数最大值: RMAX1=0.04罕遇地震影响系数最大值: RM

48、AX2=0.50框架的抗震等级: NF=3活荷质量折减系数: RMC=0.50周期折减系数: TC=1.00结构的阻尼比(%): DAMP=5.00是否考虑偶然偏心: 否是否考虑双向地震扭转效应: 否斜交抗侧力构件方向的附加地震数: 05.4活荷载信息考虑活荷不利布置的层数: 从第1到5层柱、墙活荷载是否折减: 不折算传到基础的活荷载是否折减: 折算柱,墙,基础活荷载折减系数:计算截面以上的层数 折减系数1 1.002-3 0.854-5 0.706-8 0.659-20 0.6020 0.555.5调整信息中梁刚度增大系数: BK=1.00梁端弯矩调幅系数: BT=0.85梁设计弯矩增大系数

49、: BM=1.00连梁刚度折减系数: BLZ=0.70梁扭矩折减系数: TB=0.40全楼地震力放大系数: RSF=1.000.2Qo调整起始层号: KQ1=00.2Qo调整终止层号: KQ2=0顶塔楼内力放大起算层号: NTL=0顶塔楼内力放大: RTL=1.00九度结构及一级框架梁柱超配筋系数: CPCOEF91=1.15是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力: IAUTO525=1是否调整与框支柱相连的梁内力: IREGUKZZB=0强制指定的薄弱层个数: NWEAK=05.6配筋信息梁主筋强度(N/mm2): IB=300柱主筋强度(N/mm2): IC=300梁箍筋强度(N/mm2): JB=300柱箍筋强度(N/mm2): JC=300墙分布筋强度(N/mm2): JWH

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