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文档简介
1、 有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15时,应分别计算各抗侧力构件的水平地震作用。地震来自任意方向,应考虑对各构件最不利方向的地震作用。结构地震反应是地震作用方向角的函数,存在某个角度使得结构地震反应最大。沿地震作用最大方向施加水平力,可以得出最大地震反应:变形最大、剪重比最大。如果沿着角 作用的地震使得振型 上有最大的反应,则称该方向角 为振型 的方向角。振型的方向角的意义在于它能够使我们明确地知道结构刚度的薄弱方向。 lSATWESATWE用户手册用户手册:改变整体坐标角,地震作用和风荷载的方向将同时改变,建议仅需改变风荷载作用方向时才采用该参数。如不需改变风荷载方向,只需考虑其他角度
2、的地震作用时,则无需改变“水平力与整体坐标夹角”,只增加附加地震作用方向即可。l查看WZQ.OUT,当地震作用最大的方向 时,需要考虑修改整体坐标夹角或增加附加地震作用方向。l每增加一个角度,SATWE将补充计算相互正交的两个方向的地震力,没必要填两个。如填 ,SATWE会考虑两个方向 和 ,没必要填两个角度。(另平面柱网不正交)。75153030120 lSATWESATWE用户手册用户手册:混凝土容重用于计算梁、柱、墙自重,一般情况下混凝土容重为 ,如要考虑梁、柱、墙的抹灰、装修层等荷载时,可以采用加大容重的方法近似考虑,以避免繁琐的荷载导算。l该参数在PMCAD和SATWE中同时存在,其
3、数值是联动的:在PMCAD中值若与SATWE中不一样,重新运行接PM生成SATWE数据时,将被改变,建议两者一致。l在一般装饰条件下,梁柱墙都需粉刷时,混凝土容重取 ,梁柱截面尺寸较大时,取小值。l结合例题来分析一下3/25mkN3/2826mkN l例:梁柱不同截面考虑粉刷时的容重,假设粉刷层厚度每边为15mm。梁柱折算容重如下表: 注:梁柱截面尺寸为bxh,混凝土容重取 ,面层容重取 ,计算公式为: 柱柱截面尺寸截面尺寸500 x500600 x600700 x700800 x800900 x900折算容重折算容重27.4727.0526.7526.5326.36 梁梁截面尺寸截面尺寸25
4、0 x500250 x600350 x700400 x800400 x900折算容重折算容重27.5427.3226.7926.5626.473/25mkN3/20mkNbxhxxhxxxxbbxhx201522015)152(25 l目前,新增了由程序自动计算板自重功能,而板上的建筑面层按楼面附加荷载输入,若采用加大容重的方法,相当于已考虑了一部分建筑面层的重量,若混凝土容重取 ,面层容重取 ,不同板厚折算已考虑的面层重量如下表: 结合例题来看看PMCAD和SATWE是怎样计算混凝土自重的?3/26mkN3/20mkN板厚(板厚(mm)100110120130140考虑面层厚度(考虑面层厚度
5、(mm) 55.566.57 l例:柱网7.2米x7.2米,纵横各三跨,层高3.3米,框架柱截面尺寸500 x500,只设主梁,截面尺寸如下表,现浇板厚200mm,混凝土容重取 ,楼面恒载: ,活载: ,梁上无附加荷载。l结构平面和楼面荷载简图如图(一)。 3/26mkN2/4 . 6mkN2/0 . 3mkN 不同框架梁截面尺寸时,中柱处竖向荷载如下表:竖向荷载1:PMCAD竖向导荷;竖向荷载2:按受荷面积,手算近似导荷;)(kN梁截面尺寸梁截面尺寸100 x100250 x600400 x600400 x800600 x800竖向荷载竖向荷载1 646708749785857竖向荷载竖向荷
6、载1 636673.5695.9725.9773.8)(kN l结论:l1.因结构输入的梁柱墙截面没有考虑建筑装饰部分重量,应采用加大容重的方法近似考虑;l2.由程序自动计算板自重时,荷载增加不多,而且在输入楼面附加面荷载时,可综合考虑其影响;l3.分析竖向荷载1和2在有梁的情况下,两者有差别,主要原因是由于程序将梁上部板厚范围内的自重计算了两遍。根据梁截面尺寸和板厚不同比实际多算了511%。l4.若有吊顶,此时梁一般不粉刷,建议取小值。l5.计算地下室抗浮,采用PMCAD竖向导荷计算结构自重时,因结构自重增加对结构不利,应注意PMCAD在梁板重叠区域有重复计算自重。 l高规5.1.5:进行高
7、层建筑内力与位移计算时,可假定楼板在其自身平面内为无限刚性,设计时应采取相应的措施保证楼板平面内的整体刚度。当楼板可能产生较明显的面内变形时,计算时应考虑楼板的面内变形影响或对采用楼板面内无限刚性假定计算方法的计算结果进行适当调整。l高规3.4.6和抗规3.4.4:规定对不规则、开大洞、楼板局部不连续等情况,在设计中应考虑楼板削弱产生的不利影响,应采用符合楼板平面内实际变化的计算模型。 l条文说明:减少自由度,使计算过程和计算结果的分析简化,对绝大多数高层建筑的分析具有足够的工程精度;采用刚性楼板假定进行结构计算时,设计上应采取必要措施保证楼面的整体刚度;楼板面内刚度有较大削弱且不均匀,如开大
8、洞等,楼面的面内变形会使楼层内抗侧刚度较小的构件的位移和受力加大(相对刚性楼板假定而言),计算时应考虑楼板面内变形的影响。根据楼面结构的实际情况,楼板面内变形可全楼考虑、仅部分楼层考虑或仅部分楼层的部分区域考虑。考虑楼板的实际刚度可以采用将楼板等效为剪弯水平梁的简化方法,也可采用有限单元法进行计算。一般可对楼板削弱部位的抗侧刚度相对较小的结构构件,适当增大计算内力,加强配筋和构造措施。 lSATWE:“强制刚性楼板假定”和“刚性楼板假定”是两个相关但不等同的概念。“刚性楼板假定”指楼板平面内无限刚,平面外刚度为零的假定。SATWE自动搜素全楼楼板,对于符合条件的楼板,自动判断为刚性楼板,并采用
9、刚性楼板假定,无须用户干预;某些工程中采用刚性楼板假定可能误差较大,为提高分析精度,可在“特殊构件补充定义”菜单将这部分楼板定义为适合的弹性板,这样同一楼层内可能既有刚性板,又有弹性板,还可能存在独立的弹性节点。对于刚性楼板,程序将自动执行刚性楼板假定,弹性板或独立节点则采用相应的计算原则。 l“强制刚性楼板假定”则不区分刚性板、弹性板或独立的弹性节点,只要位于该层楼面标高处的所有节点,在计算时都将强制从属同一刚性板。l“强制刚性楼板假定”可能改变结构初始的分析模型,因此其适用范围是有限的,一般仅在计算位移比和周期比时建议选择。在进行结构内力分析和配筋计算时,仍要遵循结构的真实模型,才能获得正
10、确的分析和设计结果,此时不能再选择“强制刚性楼板假定”。lSATWE在进行“强制刚性楼板假定”时,位于楼面标高处的所有节点强制从属于同一刚性板,不在楼面标高处的楼板,则不进行强制,仍按刚性楼板假定的原则搜索其余刚性板块。对于多塔结构,各塔分别执行“强制刚性楼板假定”,塔与塔之间互不关联。 l采用强制刚性楼板假定,在计算模型中柱的计算长度由于强制刚性楼板作用在中间被强制截断,与实际的计算长度不符,如下图,造成框架柱的内力和配筋结果存在安全隐患,因此,当存在越层、通高柱时应核查柱计算长度系数并在计算书中输出。 l采用强制刚性楼板假定,在计算模型中柱的计算长度由于强制刚性楼板作用在中间被强制截断,与
11、实际的计算长度不符,如下图,造成框架柱的内力和配筋结果存在安全隐患,因此,当存在越层、通高柱时应核查柱计算长度系数并在计算书中输出。 lSATWE 2012年6月30日V1.3以前版本对于地下室楼层总是采用强制刚性楼板假定。l地下室顶板强制采用刚性楼板假定,存在以下问题:l1.对于带有扩大地下室的结构,会造成主体部分地震(风荷载)作用下剪力分配减小,而将剪力分配给主楼以外的地下室墙体(包括外墙)及周边框架柱,与实际的受力状态不吻合。l2.对于带有越层柱的地下室,在计算模型中柱的计算长度由于强制刚性楼板作用在中间被强制截断,与实际的计算长度不符。l3.上部结构刚度会增大,而且其影响主要在下部几层
12、,随着高度的增加其影响逐渐减小。 lSATWE 2012年6月30日V1.3版本将此参数放开,新增参数可选择“是(否)”地下室强制采用刚性楼板假定。l在取消地下室强制刚性楼板假定后,参数“地下室强制刚性楼板假定”和“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”的逻辑关系为包含关系,即如果对所有楼层强制采用刚性楼板假定,也包括地下室,与是否另行采用地下室强制刚性楼板假定无关。只有取消“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”,然后选择是否采用地下室强制刚性楼板假定才有效。l 是否对全楼强制采用刚性楼板假定: 是(否) l 地下室是否强制采用刚性楼板假定: 是(否) l地下室层数指与上部结构同时进行整体分析的地下室部
13、分的层数。l地下室层数影响风荷载、地震作用计算,内力调整、底部加强区判断等内容。l有时结构地下室层数与建筑地下室层数有所不同。这就要先确定结构嵌固层位置。 l建筑抗震设计规范GB50011-2010l6.1.3-3:当地下室顶板作为上部结构的嵌固端时,地下一层的抗震等级应与上部结构相同,地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级,但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分,抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级;l6.1.10:当地下室顶板作为上部结构的嵌固部时,底部加强部位的高度,应从地下室顶板算起;当结构计算嵌固端位于地下一层的底板或以下时,底部加强部位尚宜向下延伸到计算嵌
14、固端。l6.1.14:地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时的相关构造和刚度要求,当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,结构地上一层的侧向刚度,不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍; l高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010l 3.9.5:当地下室顶板作为上部结构的嵌固端时,地下一层相关范围的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级,但不应低于四级;地下室中超出上部主楼范围且无上部结构的部分,其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级;5.3.7:高层建筑结构整体计算中,当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2。实际上,倒过
15、来,也是0.5,与抗规的要求一致。嵌固端指上部结构的模型计算嵌固端,抗震和非抗震、多层和高层均存在模型计算嵌固端。 l参数举例:当地下室为一层,地下室顶板作为嵌固部位时,那么嵌固端所在层为地上一层,此时地下室层数为1,嵌固端层号为2;当地下室为一层,基础顶面作为嵌固部位时,此时地下层数和嵌固端层号相同,均为1;l嵌固端指定后,SATWE自动执行如下两条:l1.嵌固层柱截面每侧的纵向钢筋面积不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍;l2.嵌固端梁柱节点左右两端截面与下柱上端同一方向实配的受弯承载力之和不小于地上一层对应柱下端实配的受弯承载力的1.3倍放大。l注意:软件只对与框架柱相连的梁
16、进行放大,对与墙或边框架柱相连的梁不放大。 l高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010l5.2.1:高层建筑结构地震作用效应计算时,可对剪力墙连梁刚度予以折减,折减系数不宜小于0.5。l条文说明:高层建筑结构构件均采用弹性刚度参与整体分析,但抗震设计的框架剪力墙结构和剪力墙结构中的连梁刚度相对墙体较小,而承受的弯矩和剪力很大,配筋设计困难。因此,可考虑在不影响承受竖向荷载能力的前提下,允许其适当开裂(降低刚度)而把内力转移到墙体上。通常,设防烈度低时可少折减一些(6、7度时可取0.7),设防烈度高时可多折减一些(8、9度时可取0.5),且折减系数不宜小于0.5,以保证连梁承受竖向荷载的能力
17、。 lSATWE用户手册:l1.无论是按照框架梁输入的连梁,还是按照剪力墙输入洞口上方的墙梁,程序都进行刚度折减。l2.按以上两种方式输入的连梁,可在“特殊构件补充定义”菜单下修改连梁的折减系数。l3.指定折减系数后,程序在计算时只在集成地震作用计算刚度矩阵时进行折减,竖向荷载和风荷载计算时连梁刚度不予浙减。 l1.弱连梁(跨高比 ):连梁按梁元(即杆元,两点间布梁形成的梁)模拟。结构的抗侧刚度计算值较小,结构的侧向位移计算值较大。连梁超筋较少,剪力墙的计算配筋较大。l2.强连梁(跨高比 ):连梁按剪力墙开洞的模型,连梁的抗弯刚度计算值要大于按梁元(杆元)的计算结果。连梁超筋较多,剪力墙的计算
18、配筋值较小。l3.一般连梁(跨高比 ):建议按墙元计算。6/ hnl5 . 2/ hnl6/5 . 2hnl l提示:以上根据跨高比确定输入方式是比较简单适用的一种方法,从结构的受力性能和设计的精细度来说,还是比较粗糙的,采用何种模型应结合剪力墙的布置、长度和数量综合确定。建议一般工程可参考执行,对一些要求比较高,如超高层、大跨结构应进行有限元分析,根据其受力性能确定按梁元、墙元或纤维元模型。无论采用何种模型,均应要求较准确模拟结构的实际刚度为原则。 l 方法1:连梁弯矩塑性调幅:抗震设计剪力墙中连梁的弯矩可进行塑性调幅,以降低其剪力设计值,但在结构计算中已对连梁进行了刚度折减时,其调幅范围应
19、限制或不再调幅。详高规5.2.1l方法2:连梁刚度折减。详高规7.2.26-2.l方法3:通过改变连梁计算截面高度,寻求实际截面连梁的最大抗剪承载力所对应的截面弯矩设计值,及与之相应的剪力墙内力和配筋。详高规7.2.26-2.l方法4:连梁的铰接处理,高规7.2.26-3:当连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响时,可按独立墙肢模型进行第二次多遇地震作用下的内力分析,墙肢截面应按两次计算的较大值计算配筋。 l 采用方法4时应注意一下几点:l1.连梁破坏对承受竖向荷载无明显影响的连梁,即该连梁不能作为次梁或主梁的支撑梁。l2.墙肢配筋应由两次包络设计确定。l3.连梁截面尺寸不宜太大,以满足构造与计算模
20、式基本相符。l4.连梁的铰接处理方法只能在杆元计算模型中。 l混凝土结构设计规范GB50010-2010l5.2.4:对于现浇楼盖和装配整体式楼盖,宜考虑楼板作为翼缘对梁刚度和承载力的影响。梁受压区有效翼缘计算宽度 可按表5.2.4(略)所列情况中的最小值取用;也可采用梁刚度增大系数法近似考虑,刚度增大系数应根据梁有效翼缘尺寸与梁截面尺寸的相对比例确定。影响梁刚度增大系数的两个主要因素:l1.翼缘宽度和厚度(楼板厚度);2.梁截面尺寸。*由于楼板厚度和梁截面尺寸不同,中梁刚度放大系数整个结构采用单一的系数是不合适的。勾选“梁刚度系数按2010规范取值”后,应准确输入楼板厚度。中梁刚度放大系数可
21、在“特殊构件”中查。fb l模型原因:模型原因:SATWE模型中,梁、板与柱的连接处采用的是梁、板中面与柱顶平齐的方式(即中对中模型),而实际工程中通常是梁、板顶面与柱顶平齐,“中对中”的有限元模型是存在一定误差的。l采用中对中模型,结构的模拟刚度偏小,计算的结构地震作用偏小,位移角的控制可能过严,因此,采用中对中模型时,应该通过梁刚度放大系数来弥补结构刚度的不足。 lPMSAP:通过参数“梁板向下相对偏移”来实现上述两种不同的有限元模型:当相对偏移为0时,即为通常的中对中模型;当相对偏移为0.5时,意味着梁向下偏移一半梁高,同时,楼板向下偏移一半的板厚,此时即是梁板顶面对齐的有限元模型。l采
22、用梁板顶面对齐的有限元模型,应采用全楼弹性板6或弹性膜,并选择“计算弹性板应力和配筋”。由于考虑了梁、板共同工作,板的设计应该采用PMSAP整体有限元模型算法的结果,不宜采用简化算法来进行设计,否则存在偏于不安全的可能。l采用梁板顶面对齐的有限元模型,不需要也不应该在考虑刚度放大系数和扭矩折减系数。 l高规5.2.4:高层建筑结构楼面梁受扭计算时应考虑现浇楼盖对梁的约束作用。l梁扭矩折减系数应根据梁两侧楼盖的约束情况确定。现浇楼板结构可提高梁的抗扭能力,折减系数的取值,一般为0.41.0。当梁两侧均有现浇楼板时,可取0.4,当为矩形梁(两侧均无楼板)时,取1.0。l对梁扭矩进行折减,也是由于S
23、ATWE的模型采用梁柱“中对中” 模型假定引起的。 l建筑结构荷载规范GB50009-2012l5.1.2-2-1): 设计墙、柱和基础时:第1(1)项应按表5.1.2规定对活荷载进行折减,第1(1)项所涉及的建筑功能指住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所和幼儿园。l表5.1.2 活荷载按楼层的折减系数l注:当楼面梁的从属面积超过25m2时,应采用括号内的系数。墙、柱、基础计算截面以上墙、柱、基础计算截面以上的层数的层数123456892020计算截面以上各楼层活荷载计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数总和的折减系数1.00(0.90)0.850.700.650.600.55 l设计墙
24、、柱和基础时的活荷载折减系数是指计算截面以上各层活荷载总和的折减系数而非第n至n+1层的活荷载折减系数。(屋面不折减)。l例:一幢8层的办公楼,当计算第6层的墙柱内力时,其计算截面以上层数为8-6=2层,相应活载折减系数取0.85;当计算第2层的墙柱内力时,其计算截面以上层数为8-2=6层,相应活载折减系数取0.65。 l当1,2层为商场,以上为办公楼时,因商场活载不应折减,就不能完全按照5.1.2采用活载折减系数取值。l在计算1、2层的墙柱内力时,其计算截面以上层数为6至7层,此时可近似将SATWE信息中68层的折减系数0.65改为0.9(同楼面梁的折减系数),其结果自然偏于安全。若要仔细计
25、算,可根据建筑功能取上部几层的加权平均后的综合系数。 l梁设计时的活荷载折减在PMCAD中设置;墙、柱、基础设计时的活荷载折减则在SATWE中设置,分6档(如表5.1.2)给出“计算截面以上的层数”和相应的折减系数,这些折减系数是根据荷载规范给出的隐含值,可以根据建筑功能进行修改(软件是不知道具体的建筑功能的)。 lPMCAD折减通过楼面导荷进行,后续的竖向导荷及结构内力计算时取用的活荷载均为折减后的数值。如果PMCAD折减后,计算墙、柱和基础时又在SATWE和JCCAD中设置折减系数,则活荷载折减了两次,是不正确的。lSATWE折减中设置的“传给基础的活荷载折减”,仅用于SATWE设计结果的
26、文本及图形输出,如SATWE中底层柱、墙最大组合内力,在接力JCCAD时,SATWE传递的内力是没有折减的标准内力,应在JCCAD中另行指定折减信息。 l表5.1.1第1项(1)建筑:*梁从属面积超过25m2的部分,应分两轮计算:第一轮:设计楼面梁时仅在在PMCAD中勾选“从属面积超过25m2楼面活荷载折减系数0.9”;第二轮:设置柱、墙和基础时,PMCAD中不设置折减信息,分别在SATWE折减中勾选“柱、墙设计时活荷载折减”,JCCAD折减中勾选“自动按楼层折减活荷载”。*没有梁从属面积超过25m2的部分,可只进行一轮计算。设计楼面梁、柱、墙和基础时,PMCAD中不设置折减信息分别在SATW
27、E折减中勾选“柱、墙设计时活荷载折减”,JCCAD折减中勾选“自动按楼层折减活荷载”。 l表5.1.1第1项(2)第7项建筑:*梁从属面积超过50m2的部分,设计楼面梁、柱、墙和基础时,在PMCAD中勾选“从属面积超过50m2楼面活荷载折减系数0.9”,在SATWE和JCCAD中均不设置折减信息。*在结构布置中若没有梁从属面积超过50m2的部分,设计楼面梁、柱、墙和基础时,在PMCAD中不设置折减信息,在SATWE和JCCAD中均不设置折减信息。l建筑结构荷载规范GB50009-2012l5.1.2-2-2): 设计墙、柱和基础时:第1(2)7项应采用与其楼面梁相同的折减系数。 l建筑结构荷载
28、规范GB50009-2012l5.1.2-1-3):设计楼面梁时:第8项对单向板楼盖的次梁和槽形板的纵肋应取0.8,对单向板楼盖的主梁应取0.6,对双向板楼盖的梁应取0.8。l5.1.2-2-3):设计墙、柱和基础时:第8项的客车,对单向板楼盖应取0.5,对双向板楼盖和无梁楼盖应取0.8l5.1.3:设计墙、柱时:第8项的消防车活荷载可按实际情况考虑;设计基础时可不考虑消防车荷载。l表5.1.1第8项建筑与结构布置有关,而且主次梁的折减系数还不一样,设计楼面梁活荷载需要设计人员进行适当的调整、转换为类似的建筑的折减系数,并应进行包络设计。简单靠软件是不妥的,宜进行包络设计。 l 下部为钢筋混凝
29、土结构,屋面为钢网架,简化建模和分析采用的方法主要有以下三种:l1.对于顶层大跨度直接按楼板开洞建模分析;l2.对于顶层大跨度直接按楼板厚度为“0”建模分析;l3.把屋顶网架部分按等代钢梁建模分析。 l建筑抗震设计规范(GB 50011-2010)l3.6.4:结构抗震分析时,应按照楼、屋盖的平面形状和平面内变形情况确定为刚性、分块刚性、半刚性、局部弹性和柔性等横隔板,再按抗侧力系统的布置确定抗侧力构件间的共同工作并进行各构件间的地震内力分析。l3.6.6:利用计算机进行结构抗震分析,应符合下列要求1.计算模型的建立、必要的简化计算与处理,应符合结构的实际工作状况,计算中应考虑楼梯构件的影响。
30、l2.计算软件的技术条件应符合本规范及有关标准的规定,并应阐明其特殊处理的内容和依据l3.所有计算机计算结果,应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。 l例题详见PKPM新天地2012年第5期P46。略l方法1:强制刚性楼板假定和非强制刚性楼板假定条件下的位移角相差太大,非强制刚性楼板假定条件下位移角远不能满足规范要求,是因为楼板开洞相当于网架层的柱顶没有侧向约束,形成了悬臂柱,事实上屋顶网架的平面内刚度非常大,顶层的框架柱和网架是一个空间整体,柱顶能受到有效的约束 .与实际不符,不能采用。l方法2:这种方法的结构和原因同方法1,也不能采用。l方法3:强制刚性楼板假定和非强制刚性楼板假
31、定条件下的位移角相差不大,且均能满足规范要求,屋顶网架的平面内刚度非常大,符合刚性板假定的条件,与实际相符,可以采用。 l网架结构设计与施工规程(JGJ7-91)l3.3.1:由平面桁架系组成的正放四角锥网架结构,经过惯性矩的折算,可简化为相应的交叉梁系,用差分法进行内力、位移计算。梁的折算惯性矩可按下式计算:l l式中: 、 -分别为网架上、下弦杆截面面积(截面面积不等l 时,在差分法计算中可分别取上、下弦杆截面面l 积的算术平均值);l 为网架截面高度。2hAAAAIbtbttAbAh l设计建议:l1.可将钢梁截面简化为宽扁型矩形,近似模拟网架的平面内刚度,钢梁的宽高比建议取3左右。l2
32、.钢梁与混凝土结构简的连接应与网架设计时支座类型一致,一般取铰接。l3.钢梁间楼板板厚设置为“0”,不应设置为楼板开洞,以便于输楼面荷载。l4.恒、活载按实输入,此时为了避免钢梁自重重复计算,建议将钢材容重设为“0”,恒载中应包含网架自重。l5.网架可采用其他软件,如MTS、MIDAS等,其荷载、支撑柱刚度及支座型式等参数应与SATWE整体建模一致。*以上简化计算方法,适用于一些简单的网架,对一些复杂、重要的建筑建议与下部结构整体建模分析。 l“斜柱”与“支撑”指的是在建模模块(如PMCAD)中按斜杆输入的构件。两种情况下结构的设计指标统计、构件单工况内力调整、组合内力调整等都会有所不同。lS
33、ATWE程序默认20作为判断“柱”或“支撑”的临界角度。通常实际工程中应按“柱”设计的斜杆其倾斜角(与竖轴所夹锐角)一般小于20。但复杂工程也可能出现大于20的斜杆需要按“柱”设计的情况,此时,如将这样的斜柱按照“支撑”考虑,则程序统计的框架部分地震倾覆弯矩、框架部分地震剪力、0.2V0调整系数及“强柱弱梁”设计方面等可能存在一定的不合理性。lPMSAP在设计参数中提供了“支撑临界角(度)”控制参数,这样用户即可通过此参数控制模型中的斜杆是“柱”或“支撑”。 lPKPM软件默认0.2V0调整上限为2.0,计算时可修改起始层号为负值使不受该上限控制。l0.2V0调整起算层数应为嵌固层以上一层,嵌
34、固层及以下各层不需调整. l单偏压计算:程序按单偏压计算公式分别计算柱两个方向的配筋,矩形柱配筋一般可以先按单偏压计算,再按双偏压进行承载力验算;双偏压计算:程序按双偏压计算公式分别计算柱两个方向的配筋和角筋;按双偏压计算配筋的框架柱,如果个别配筋偏大,可以调整钢筋减小用钢量,并需使其通过双偏压验算。l当框架柱存在两个方向弯矩均不容忽略的组合内力时,如果还选择单偏压,忽略平面外弯矩影响,配筋结果可能偏小,可能通不过双偏压验算,存在不安全情况。不仅是角柱,有些边跨柱和长短跨的柱双偏压验算可能不满足。 lPKPM输入异形柱,定位点为异形柱两肢中线交点,对截面一样仅旋转角度不同的异形柱,建议多定义几
35、种类型布置,因为布置角度转角0是最可靠的,避免在计算转换的不稳定性。若发现结构和荷载均对称,而计算结果不对称,可能是由此原因造成的。l由于异形柱肢高较长,梁柱节点重叠部分平面内相对跨度较大,宜考虑梁柱重叠部分简化为刚域计算,以真实计算梁、柱内力与配筋。l混凝土异形柱结构技术规程JGJ149-2006l4.2.4:7度(0.15g)和8度(0.20g)时尚应对与主轴成45方向进行补充验算。 l异形柱配筋计算原则按规范应按双偏压计算。 lSATWE后处理“混凝土构件配筋及钢构件验算简图”中,梁、柱等构件,其输出结果是在内力配筋计算之后又考虑了构件的构造要求,其配筋结果是完全的,输出的是构件最终配筋
36、;而对剪力墙构件(墙柱),其输出信息只是构件计算配筋,而且只是各个直墙肢段的配筋,没有考虑剪力墙的构造要求。l剪力墙的最终配筋是体现在剪力墙的边缘构件中,可以通过“梁弹性挠度、柱轴压比、墙边缘构件简图”查看。此处的剪力墙边缘构件的配筋,是在各个直墙肢段的内力配筋的基础上,通过各墙肢相互关联关系,并按照用户指定的要求遵循相关的规范构造配筋条款输出的。 l剪力墙边缘构件配筋有三个:l1.WPJ文件;l2.SATWE分析结果中的“边缘构件图”;l3.SATWE剪力墙组合配筋选项。l三个配筋的含义是不同的:lWPJ文件:针对各单片墙列出,是边缘构件配筋的中间计算结果;l“边缘构件图”:将各单片墙的端部
37、配筋叠加并考虑了构造配筋率之后的结果,可作为设计依据,但可能与设计人员的要求有差距;l“组合配筋”是按使用者选取的范围,针对局部墙体考虑相连墙的相互关系得到的结果。 l*梁抗扭纵筋应沿梁周边分配,每边一般各25%,与抗弯纵筋叠加;抗扭箍筋为沿周边布置的单肢箍筋面积,与抗剪箍筋叠加。 l下方标有“steel”字符,表示该梁是钢梁。lR1:钢梁正应力强度与抗拉、抗压强度设计值的比值;lR2:钢梁整体稳定应力与抗拉、抗压强度设计值的比值lR3:钢梁剪应力强度与抗拉、抗压强度设计值的比值; l钢结构设计规范GB50017-2003l4.2.1:符合下列情况之一时,可不计算梁的整体稳定性l1.有铺板(钢
38、筋混凝土板和钢板)密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连、能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。l2.H型钢或等截面工字形简支梁受压翼缘的自由长度l1与其宽度b1之比不超过表4.2.1所规定的数值时。(略)l屋面为轻钢屋面,檩条等次构件不能阻止梁受压翼缘的侧向位移,应计算梁的整体稳定性。l此时,模型中板厚应输入“0”,否则,程序不会计算其整体稳定性,是不妥的。以下举例说明。 l 平面简图 l 梁配筋简图 l1.异形柱钢筋配置具有特定形式,包括固定钢筋和分布钢筋,其布置情况详见上图。l2.混凝土异形柱结构技术规程(JGJ149-2006)l6.2.5:按柱全截面面积计算的柱肢各肢端纵向受力钢筋的配筋百分率不
39、应小于0.2。该条为强制条文,程序没有考虑,应由设计人员复核。 lPKPM系列是结构设计中应用时间最长、范围最广的结构分析软件,为结构技术的发展做出了巨大贡献,但在其发展工程中,特别是一些版本更新工程中,也出现了一些缺陷,甚至错误,以下简单列出几项,供大家参考。l提出意见是希望做得更好,注重细节才能发现问题。注意软件版本号注意软件版本号 l1.考虑楼板作为翼缘对梁刚度的贡献时,由于梁截面尺寸和楼板厚度的不同,梁刚度放大系数是不相同的,这个问题在2000年前就有人提出,SATWE目前提供了按2010年规范取值的选项;l2.以前版本对地下室顶板总是强制采用刚性楼板假定,PKPM2010(2012年
40、6月30日,V1.3)增加了是否对于地下室顶板总是采用强制刚性楼板假定的选项。l3.以前版本:型钢的楼层抗剪承载力的计算是将型钢等效为钢筋进行计算; PKPM2010(2012年6月30日,V1.3)是按照型钢混凝土组合技术规程中的承载力的公式计算其极限弯矩与极限剪力进行控制。 l4.钢结构“强柱弱梁”校核与软件实现:08版至2011年9月30日版本的PKPM软件,只对柱轴压比不超过0.4情况作了自动的判断,而其他的条件没有考虑,造成不满足的情况增多。在2012年6月30日后版本的PKPM软件新加上了“ ”与“与支撑斜杆相连的节点”的判断。l建筑抗震设计规范GB50011-2010l8.2.5
41、-1:节点左右梁端和上下柱端的全塑性承载力,除下列情况之一外,应符合下式要求:l1.柱所在楼层的受剪承载力比相邻上一层的受剪承载力高出25%。l2.柱轴压比不超过0.4,或 (N2为2倍地震作用下的组合轴力设计值);l3.与支撑斜杆相连的节点。fcAN2fcAN2 l5. PKPM2010(2012年6月30日,V1.3):总信息“不计算水平地震作用”时, 框架结构在WMASS.OUT中不输出结构整体稳定验算结果及结论:l该结构刚重比Di*Hi/Gi大于10,能够通过高规5.4.4的整体稳定验算l该结构刚重比Di*Hi/Gi大于20,可以不考虑重力二阶效应l高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-
42、2010l5.4.4:高层建筑结构的整体稳定性应符合下列规定:l1.剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构应符合下式要求:l2.框架结构应符合下列要求: niiGHEJ124 . 12ijihGDnij/10), 2 , 1(ni l5.4.4条文说明:结构整体稳定性是高层建筑结构设计的基本要求。研究表明,高层建筑混凝土结构仅在竖向重力荷载作用下产生整体失稳的可能性很小。高层建筑结构的稳定设计主要是控制在风荷载或水平地震作用下,重力荷载产生的二阶效应不致过大,以免引起结构的失稳、倒塌。结构的刚度与重力荷载之比(简称刚重比)是影响重力P-效应的主要参数。如果结构的刚重比满足本条公式的规定,则在考虑结构弹性刚度折减50%的情况下,重力P-效应仍可控制在20%之内,结构的稳定具有适当的安全储备。若结构的刚重比进一步减小,则重力P-效应将会呈非线性关系急剧增长,直至引起结构的整体失稳。在水平力作用下,高层建筑结构的稳定应满足本条的规定,不应再放松要求。如不满足本条的规定,应调整并增大结构的侧向刚度。l当结构的设计水平力较小,如计算的楼层剪重比(楼层剪力与其上各层重力荷载代表值之和的比值)小于0.02时,结构刚度虽能满足水平位移限值要求,但有可能不满足本条规定的稳定要求。 l1.薄弱层地震效应调整方式:提供四种选择
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