SATWE设计参数设置详解 - 杨星

更新时间:2023-11-09 20:09:01 阅读量: 教育文库 文档下载

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SATWE设计参数设置详解

PMCAD建立工程模型后就转入分析阶段,SATWE软件可以直接读取建模数据,但在计算

前还需要做一些准备工作,如补充设置计算分析参数,定义特殊构件和特殊荷载等。选择SATWE软件的第一项<1、接PM生成SATWE数据>,屏幕弹出SATWE前处理—接PMCAD生成SATWE数据对话框,如图1-1所示。

软件参数设置正确与否,直接关系到软件分析结果是否准确,这是学好用软件的关键一步。本节将详细讲解SATWE软件前处理的第一项<.分析与设计参数补充定义>。 为了更好地理解规范精神,正确地设定软件参数,本节对SATWE软件设计参数从四个方面予以阐述:

规范规定:引用规范原文,说明规范是如何规定的。 程序实现:说明SATWE程序是如何实现规范的有关规定。

操作要点:说明参数的选项或取值范围,及如何正确选择或设定参数。 注意事项:参数设置中应注意的问题。

在SATWE补充数据前处理菜单中,点取<1.分析与设计参数补充定义(必须执行)>,宣示参数设置对话框,该对话框共分10页,分别是:

一、 总信息

第一页为结构总信息,共有17个参数,如图1-2所示,其含义及取值原则如下:

1.1水平力与整体坐标夹角(度)

【5】【6】规范规定:《抗震规范》5.1.1条和《高层规范》3.3.2条规定,“一般情况下,应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算”。

程序实现:该参数为地震力作用方向或风荷载作用与结构整体坐标的夹角,逆时针方向为正。如地震沿着不同方向作用,结构地震反应的大小一般也不相同,那么必然存在某个角度使得结构地震反应最为剧烈,这个方向就称为最不利地震作用方向。从严格意义上讲,规范中所讲的主轴是指地震沿该轴方向作用时,结构只发生沿该轴方向的侧移而不发生扭转位移的轴线。当结构不规定时,地震作用的主轴方向就不一定是0°和90°。如最大地震力方向与主轴夹角较大时,可以输入该角度考虑最不利作用方向的影响。

操作要点:由于设计人员事先很难估算结构的最不利地震作用方向,因此可以先取初始值0°,SATWE计算后在计算书WZQ.OUT中输出结构最不利方向角,如果这个角度与主轴夹角大于±15°,应将该角度输入重新计算,以考虑最不利地震作用方向的影响。

注意事项:(1)为避免填入该角度后图形旋转带来的不便,也可以将最不利地震作用方向在多方向水平地震参数中输入,参看3.1.41条。 (2)本参数不是规范要求的,供设计人员选用。

(3)本参数也可以考虑最大风力作用的方向,但需要用户自行设定多个角度进行计算,比较多次计算结果取最不理值。 1.2混凝土容重(KN/m3)

【3】

规范规定:参看《荷载规范》附录A常用材料和构件的自重表。容重是用来计算梁、柱、墙、板重力荷载用的。

操作要点:初始值钢筋混凝土容重为25.0KN/m3,这适合于一般工程情况,若采用轻质混凝土或需要考虑构件装饰层重量时,应按实际情况修改此参数。 注意事项:如果结构分析时不想考虑混凝土构件自重荷载,可以填0。 1.3钢材容重(KN/m)

规范规定:参看《荷载规范》附录A常用材料和构件的自重表。

操作要点:钢材容重初始值为78.0KN/m,这适合于一般工程情况,若需要考虑钢构件表面装饰和防火涂层重量时,应按实际情况修改此参数。

注意事项:如果结构分析时不想考虑钢构件自重荷载,可以填0。 1.4裙房层数 规范规定:《高层规程》4.8.6条规定,“抗震设计时,与主楼连为整体的裙楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级;主楼结构在裙房顶不上、下各一层应适当加强抗震构造措施。” 《高层规程》10.6.4条规定,“抗震设计时,多塔楼之间裙房连接体的屋面梁应加强;塔楼中与裙房连接体相连的外围柱、剪力墙,从固定端至裙房屋面上、下层的范围内全高加密,剪力墙宜按本规程第7.2.16条的规定设置约束边缘构件。” 程序实现:程序设置<裙房层数>参数,作为带裙房的塔楼结构剪力墙底部加强区高度的判断依据,按规范要求,加强区取到裙房屋面上一层。

操作要点:对带裙房的高层结构应输入裙房(含地下室)层数。初始值为0。 注意事项:该参数的加强措施仅限于剪力墙加强区,程序没有对裙房顶部上下各一层及塔楼与裙房连接处的其他构件采用加强措施,此项工作需要用户完成。

1.5转换层所在层号 规范规定:《抗震规范》3.4.3条规定,“竖向抗侧力构件连续时,该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25~1.5的增大系数。 《高层规程》10.2.6条规定,“带转换层的高层建筑结构,其薄弱层的地震剪力应按本规程第5.1.14条的规定乘以1.15的增大系数。”

程序实现:程序没有自动搜索转换构件和自动判断转换层的功能。如果结构有转换层,设计人员应按指定转换层号,以实现规范对转换构件地震内力放大的规定。

操作要点:如有转换层必须输入转换层号,允许输入多个转换层号,数字之间以逗号或空格隔开。初始值为0。

注意事项:若有地下室,转换楼层号从地下室起算。 1.6地下室层数

3

3

程序实现:当上部结构与地下室共同分析时,通过该参数屏蔽地下室部分的风荷载,并提供地下室外围回填土约束作用数据,如图1-3所示。

操作要点:如有地下室,应输入地下室楼层数。初始值为0。

注意事项:如该参数为0,<地下室信息>页为灰色,不允许输入地下室信息。只有输入地下室层数后,该栏方为黑色,允许输入地下室的有关信息。

1.7墙元细分最大控制长度 规范规定:《高层规定》5.3.6条规定,“当采用有限元模型时,应在复杂变化处合理地选择和划分单元。”

程序实现:SATWE进行有限元分析时,对于较长的剪力墙,程序要将其细分成一系列小壳元,为确保分析精度,要求小壳元的边长不得大于给定的限值,限定值范围为1.0~5.0。 操作要点:初始值为2.0,一般工程可取初始值,框支剪力墙结构可取1.5或1.0。 注意事项:无特殊情况该值不宜取得太小,以免无谓增加系统开销及延长计算时间。 1.8对所有楼层强制采用刚性楼板假定 规范规定:《高层规定》5.1.5条规定,“进行高层建筑内力与位移计算时,可假定楼板在其自身平面内力为无限刚性。”

程序实现:选择该项后,程序可以将用户设定的弹性楼板强制为刚性楼板参与计算。 操作要点:初始值为不选择该项。

(1) 如果设定了弹性楼板或楼板开大洞,在计算位移、周期等控制参数时,应选择

该项,将弹性楼板强制为刚性楼板参与计算,以满足规范要求的计算条件;计

算完成后应去掉此项选择,以弹性楼板方式进行配筋和其他计算分析。

(2) 如果没有定义弹性板或楼板开大洞,一般不选择此项,避免出现异常情况。 注意事项:(1)对于复杂结构,如不规则坡屋顶、体育馆看台、工业厂房,或者柱、墙不在同一标高,或者没有楼板等情况,如果采用强制刚性楼板假定,结构分析会严重失真。对这类结构可以查看位移的<详细输出>,或观察结构的动态变形图,考察结构的扭转效应。

(2) 对于错层或带夹层的结构,总是伴有大量的越层柱,如采用强制刚性楼板假定

所有越层柱将受到楼层约束,造成计算结果失真。

1.9墙元侧向节点信息

程序实现:这是墙元刚度矩阵凝聚计算的控制参数,也是对剪力墙配筋计算精度和计算速度取舍的选择。如选择“出口节点”,剪力墙侧边的节点作为出口节点,墙元的变形协调性好,计算准确,但速度较慢;如选择“内部节点”,剪力墙侧边的节点作为内部

节点凝聚掉,这样速度快,效率高,但精度稍有降低。 操作要点:初始值为“内部节点”。

1) 对于多层结构,由于剪力墙相对较少,工程规模相对较小,可选“出口节点”;

2) 对于高层结构,由于剪力墙相对较多,工程规模相对较大,可选“内部节点”。

1.10墙梁转框架梁的控制跨高比(0为不转) 规范规定:《抗震规范》6.1.8条规定,“一、二级抗震墙的洞口连梁,跨高比不宜大于5,

且梁截面高度不宜小于400mm。”

《高层规程》7.1.8条规定,“剪力墙开洞形成的跨高比小于5的连梁,应该本章有关规定进行设计;当跨高比不小于5时,宜按框架梁进行设计。” 程序实现:根据规范要求,通常用跨高比区别框架梁和墙梁,并采用不同的计算方法。但由于墙梁比较便于布置,程序允许将所有与剪力墙相连的梁都按墙上开洞的方法输入,并用此参数区别梁的类型,跨高比大于该值的识别为框架梁,按梁元分析,小于该值的识别为墙梁,按墙元分析。

操作要点:输入控制框架梁的最大跨高比,如初始值为0,表示用墙上开洞法输入的全

部梁都是墙梁(与旧版软件相同)。

注意事项:(1)目前程序能够自动识别的墙梁局限于规则的,上下楼层洞口对齐的情况,对于洞口不对齐,墙厚度变化等特殊情况,设计人员应认真校核。

(2)值得注意的是程序按连梁还是按框架梁计算,对结构整体刚度、周期、位移及内力计算都有影响。

1.11结构材料信息

程序实现:程序按设计人员指定的材料信息执行有关的规范,共设有五个可选项:

● 钢筋混凝土结构:按混凝土结构有关规范计算地震力和风荷载; ● 钢与混凝土混合结构:目前没有专门规范,参照有关规范执行; ● 有填充墙钢结构:按钢结构有关规范计算地震力和风荷载; ● 无填充墙钢结构:按钢结构有关规范计算地震力和风荷载;

● 砌体结构:旧版软件按混凝土结构有关规范计算地震力和风荷载,并对砌体墙进行抗震验算。

操作要点:按工程实际情况设定结构材料信息。

注意事项:(1)型钢混凝土和钢管混凝土结构属于钢筋混凝土结构,不是钢结构。 (2)即使选择了<无填充墙钢结构>,还应按无填充墙钢构筑物的实际情况折减基本风压。

(3)新版软件已将SATWE砌体结构计算功能移到QITI砌体结构分析模块中,因此本参数不能选择“砌体结构”。 1.12结构体系 规范规定:《高层规程》4.1.1条规定,“高层建筑钢筋混凝土结构可采用框架、剪力墙、

框架-剪力墙、筒体和板柱-剪力墙结构体系。”

《抗震规范》6.6.5条和《高层规程》8.1.10条规定,“板柱-抗震墙结构的抗震墙,应承担结构的全部地震作用,各层板柱部分应满足计算要求,并应能承担不少于各层去不地震作用的20℅.”

程序实现:程序按设计人员设定的结构体系,执行规范对相应结构规定的计算和调整方式。程序给出了框架、框剪、框筒、筒中筒、剪力墙、短肢剪力墙、复杂高层、板柱-剪力墙、异型柱框架和异型柱框剪等结构体系选项。 例如选择“板柱-剪力墙结构”,程序自动按规范要求对该结构进行调整:即地震作用由剪力墙承担100%,由框架承担20%,在计算书WVO2Q.OUT中可以查到各楼层墙、柱分别承担的地震倾覆弯矩及所占比值。 操作要点:按工程实际情况选择结构体系。

注意事项:有较强竖向支撑的钢框架结构可以设置为框剪结构。 1.13恒活荷载计算信息

规范规定:《高层规程》5.1.9条规定,“高层建筑进行重力荷载作用效应分析时,柱、墙轴向变形宜考虑施工过程的影响。施工过程的模拟可根据需要采用适当的简化方法。”

程序实现:这是竖向力控制参数,程序设有五个选项:

●不计算恒活荷载:不计算竖向力。

●一次性加载:采用整体刚度模型,按一次加载方式计算竖向力。高层框剪结构当竖向荷载一次加上时,由于墙与柱的竖向刚度相差很大,墙柱间的连梁协调两者之间的位移差,使柱的轴力减小,墙的轴力增大,层层调整累加的结果,有时会使高层结构的顶部出现拉柱或梁没有负弯矩的不真实情况。

●模拟施工加载1:在实际施工中竖向荷载逐层增加,逐层找平,下层的变形对上层基本没有影响,连梁的调节作用也不大。程序模拟施工中逐层加载、逐层找平的加 载方式计算竖

向力。但为了简化计算过程,程序没有逐层增加结构刚度,而是采用 整体刚度分层加载模拟进行计算,如图1-4所示。

●模拟施工加载2:按模拟施工1的加载方式计算竖向力,但为了防止框筒结构按刚度分配荷载可能出现的不合理情况,将筒体外围框架构件的刚度放大十倍,再进行荷载分配,显然这属于经验处理方法,但这样处理接近手工计算结果,传给基础的荷载比较合理。 ●模拟施工加载3:新版软件增加的选项,采用分层刚度分层加载模型,在每层加载时不用总体刚度,之用本层及以下层的刚度,虽然计算工作量大,但其更符合施工实际情况,如图1-5所示。 操作要点:

●不计算恒活荷载:主要用于多层结构、钢结构和有上传荷载(例如吊柱)的结构。 ●模拟施工加载1:适用于多高层结构。

●模拟施工加载2:仅可用于框筒结构向基础软件传递荷载(不要传递刚度)。

●模拟施工加载3:适用于多高层无吊车结构,更复合工程实际情况,推荐使用。 1.14施工次序

程序实现:在采用模拟施工加载时,为适应某些复杂结构施工次序调整的特殊情况,新版软件增加这个参数,用于分别指定各自然层的施工次序。

操作要点:如采用广义楼层概念建立模型,有可能打破楼层号由低到高的排列次序,为了争取进行模拟施工计算,需要用户指定施工次序。程序初始值为每个自然层是一次施工,全楼按由低到高次序施工,未采用广义楼层组装的工程可以采用初始参数。 采用广义楼层方式建模的三塔大底盘模型,如图1-6所示。由于各塔楼层号打破了从低到高的排列次序,出现若干楼层同时施工的情况,必须人为指定施工次序。除大底盘外,塔楼的第3、8、12层同时施工,第4、9、13层同时施工,依次类推。

注意事项:除广义楼层模型外,某些传力复杂的结构,如转换层结构、上部悬挑结构、越层柱结构、越层支撑结构等,都可能出现若干楼层需要同时施工和同时拆模的情况,因此应设定这些楼层为同一施工次序号,以符合工程的实际情况。 1.15风荷载计算信息

程序实现:这是风荷载计算控制参数,程序设有两个选项,其含义如下:

● 不计算风荷载:即不计算风荷载。

● 计算风荷载:计算X、Y两个方向的风荷载。 操作要点:通常选择初始项“计算风荷载”。 1.16地震作用信息 规范规定:《抗震规范》3.1.4条规定,“抗震设

防烈度为6度时,除本规范有具体规定外,对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。” 《抗震规范》5.1.6条规定,“6度时的建筑(建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑除外),以及生土房屋和木结构房屋等,应允许不进行截面抗震验算,但应符合有关的抗震措施要求。”“6度时建造于Ⅳ类场地上较高的高层建筑,7度和7度以上的建筑结构(生土房屋和木结构房屋等除外),应进行多遇地震作用下的截面抗震验算。” 《抗震规范》5.1.1条规定,“8、9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑,应计算竖向地震作用。”

《高层规程》3.3.2条规定,“8、9度抗震设计时,高层建筑中的大跨度和长悬臂结构应考虑竖向地震作用;”“9度抗震设计时应计算竖向地震作用。”

《高层规程》10.2.6条规定,“8度抗震设计时转换构件尚应考虑竖向地震的影响。” 《高层规程》10.5.2条规定,“8度抗震设计时,连体结构的连接体应考虑竖向地震的影响。”

《高层规程》3.3.17条规定,“当非承重墙体为填充砖墙时,高层建筑结构的计算自振周期折减系数?T可按下列规定取值: 1. 框架结构可取0.6~0.7;

2. 框架-剪力墙结构可取0.7~0.8;

3. 剪力墙结构可取0.9~1.0。

对于其他结构体系或采用其他非承重墙体时,可根据工程实际情况确定周期折减系数。” 操作要点:周期折减的目的是为了考虑框架结构和框架-剪力墙结构填充墙刚度对计算周 期的影响,因为建模时没有输入填充墙,仅考虑其荷载,没有考虑其刚度。根据工程实际情况确定周期折减系数,取值范围0.7~1.0,初始值为0.8.

注意事项:(1)以上折减系数是按实心粘土砖做填充墙确定的,如采用轻质填充材料,折减系数应按实际情况不折减或少折减。

(2)周期折减不改变结构的自振特性,只改变地震影响系数。 1.37结构的阻尼比(%) 规范规定:《抗震规范》5.1.5条规定,“除有专门规定外,建筑结构的阻尼比应取0.05”。

《高层规程》3.3.8条规定,“除有专门规定外,钢筋混凝土高层建筑结构的阻尼比应取0.05”。

《抗震规范》8.2.2条规定,“钢结构在多遇地震下的阻尼比,对不超过12层的钢结构可采用0.035,对超过12层的钢结构可采用0.02;在罕遇地震下的分析,阻尼比可采用0.05”。

结构的阻尼比是反映结构内部在动力作用下相对情况的参数。

操作要点:根据规范规定和工程实际情况输入结构的阻尼比,通常钢筋混凝土结构可取初始值0.05,钢结构取0.02,混合结构取0.03.

1.38特征周期Ts(s) 规范规定:《抗震规范》3.2.3条规定,“建筑的设计特征周期应根据其所在地的设计地震分组和场地类别确定222222对Ⅱ类场地,第一组,第二组和第三组的设计特征周期应分别按0.35s,0.40s和0.45s采用。” 《抗震规范》5.1.4条规定,“特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表5.1.4-2采用”。

操作要点:根据工程实际情况输入特征周期值,初始值为0.45. 1.39多遇地震影响系数最大值 1.40罕遇地震影响系数最大值 规范规定:《抗震规范》5.1.4条规定,“其水平地震影响系数最大值应按表5.1.4-1采用”。 操作要点:根据规范表5.1.4-1的规定输入多遇和罕遇地震时的地震影响系数最值,多遇地震初始值为0.08,罕遇地震初始值为0.05.

注意事项:如果工程设计的地震加速度值不是规范中规定的值,通常在地震报告中都会提供多遇地震最大影响系数?max值,输入该值即可。 1.41斜交抗侧力里构件方向附加地震数 1.42相应角度(度)

规范规定:《抗震规范》5.1.1条规定,“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方向的水平地震作用。”

《高层规程》3.3.2条规定,“有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15?时,应分别计算抗侧力构件方向的水平地震作用。”

程序实现:程序提供了计算多方向水平地震作用的功能,可以根据用户指定的多对斜交地震作用方向,将原有的一对水平地震工况和新增的多对水平地震工况一起进行地震反应谱分析,计算相应构件内力和组合,以保证了结构设计安全。

操作要点:当建筑结构中有斜交抗侧力构件,且其与主轴方向相交角度大于15?时,应输入斜交构件的数量和角度。

注意事项:(1)程序内定斜交抗侧力方向附加地震数气质范围是0~5,初始值为0. (2)程序急速的斜交地震方向是成组出现的,例如,在<附加地震数>中输入“2”,在<60?和150?两组工况计算水平地相应角度>中输入“30,60”,则成组自动增加30?和120?、震作用。

(3)可以在此输入最大地震作用方向,避免模型旋转带来的不便。 (4)考虑多方向地震作用并没有改变风力的方向。 1.43查看和调整地震影响系数曲线

规范规定:《抗震规范》5.1.5条规定,“建筑结构地震影响系数(图5.1.5)的阻尼调整和形状参数应符合下列要求”。 程序实现:程序提供了查看和调整地震影响系数曲线的方法,允许设计人员自定义或在规范公式设置的地震影响曲线基础上,修改结构阻尼比、特征周期、多遇地震影响系数最大值、曲线形状等,给用户设计复杂结构提供了更大的灵活性,如图1-9所示。

操作要点:设计人员可根据工程实际情况输入地震影响曲线系数。 四.活荷信息

本页是有关活荷载的信息,共有9个参数,如图1-10所示。弱恒荷载与活荷载不分开计算,该页信息无效。 1.44柱、墙设计时活荷载 1.45传给基础的活荷载

1.46柱、墙、基础活荷载折减系数 规范规定:《荷载规范》4.1.2条规定。“设计墙、柱和基础时的折减系数,1)第1(1)项应按表4.1.2规定采用”。

表4.1.2(规范) 活荷载按楼层的折减系数

计算截面以上的层数 总活荷载的折减系数 1 1.00 2~3 0.85 4~5 0.70 6~8 0.65 9~20 0.60 >20 0.55 程序实现:作用在楼面上的活荷载,不可能以标准值同时布满在所有的楼层上,根据规范规定,在柱、墙、基础设计时,可对活荷载进行折减。程序初始值采用规范表4.1.2规定的楼层活荷载折减系数。

结构计算完成后,在计算书WDCNL.OUT中输出组合内力,这是按《基础规范》要求给出的各竖向构件的各种控制组合,活荷载作为一种工况,在荷载组合计算时可以进行折减。 操作要点:设计人员可根据工程实际情况确定柱、墙活记住的活荷载是否要折减,折减系数应根据计算截面以上的楼层书确定,采用程序初始值折减值活进行适当修改。 注意事项:(1)该折减系数是有限元分析之后进行内力组合时考虑的,因此不会影响结

构其它构件的设计。但PMCAD建模时,设置了按从属面积对楼面梁的活荷载折减系数;此处为按楼层对柱墙的活荷载折减系数,应注意区分两者的不同,通常可以选择在一处多活荷载折减。如对活荷载折减两次会折减过多,可能导致结构不安全。

(2)注意此处输入的是构件计算截面以上楼层数,不是构件所在楼层数。

(3)对于带裙房的高层建筑,裙房不宜按主楼的层数取用活荷载折减系数。同理,顶部带小塔楼的结构、错层结构、多塔结构等,都存在同一楼层柱墙活荷载折减系数不同的情况,应按实际情况灵活处理。

(4)传给基础的活荷载折减系数仅用于SATWE内力输出,并没有传给JCCAD基础程序,因此按楼层的活荷载折减系数还要在JCCAD中另行输入。 (5)程序折减柱墙活荷载时,对斜撑不进行折减。 1.47梁活荷不利布置最高层号

规范规定:《高层规程》5.1.8条规定,“高层建筑结构内力计算中,当露面活荷载大于4KN/m2时,应考虑楼面活荷载不利布置引起的梁弯矩的增大。”

程序实现:SATWE程序可以考虑梁的活荷载不利布置影响,但需要设计人员输入梁活荷载不利布置的楼层数。初始值为总楼层数,即全楼各层都考虑活荷载不利布置。

操作要点:弱输入0,表示全楼各层都不考虑梁活荷载不利布置。若填一个小于楼层数N,表示从1~V各层考虑梁活荷载的不利布置,而N+1层以上不考虑活荷载不利布置。

注意事项:(1)当楼面活荷载较大时,应考虑楼面活荷载不利布置引起的梁弯矩增大。 (2)程序近对梁作活荷载不利布置计算,对柱、墙等竖向构件不考虑活荷载不利布置影响。

(3)建议用户在结构建模时,将恒、活荷载分开输入,以便程序做梁活荷载不利布置计算。

五.调整信息

本页是有关调整的信息,共有17个参数,如图1-11所示。 1.48梁端负弯矩调幅系数

规范规定:《高层规程》5.2.3条规定,“在竖向荷载作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅222222装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.7~0.8;现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.8~0.9”。

程序实现:在竖向荷载作用下,钢筋混凝土框架梁设计允许考虑混凝土的塑性变形引起的内力重分布,适当减小支座处的负弯矩,相应增大跨中梁的正弯矩,使梁上下配筋比较均匀,框架梁端负弯矩调幅后,鲁昂跨中弯矩按平衡条件相应增大。

操作要点:根据工程实际情况输入调幅系数。调幅系数取值范围为0.8~1.0,初始值为0.85.

注意事项:(1)此项调整只针对竖向荷载,对地震力和风荷载不起作用。

(2)通常装配整体式框架梁端可取调幅系数0.7~0.8,现浇框架可取0.8~0.9. (3)梁截面设计时,为保证框架梁跨中截面底部配筋不至于过少,其正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩的一般。

(4)程序内定钢梁为不调幅梁,如需要对钢梁调幅,可以在特殊构件设置时定义。 (5)通常实际工程中悬挑梁的梁端负弯矩不调幅。

1.49梁活荷载内力放大系数

规范规定:《北京市建筑设计技术细则(结构专业)》5.7.4条规定,“当活荷载较大时宜考虑活荷载不利组合,若计算工作量过大则可采用弯矩放大系数近似计算。” 程序实现:旧版软件该参数为<梁设计弯矩增大系数>,程序通过此参数调整梁弯矩设计值,以作为安全储备。但由于梁弯矩放大系数是最后乘在组合后的弯矩设计值上,不仅放大

活荷载,也将恒荷载、地震及风作用放大,显然不够合理。此外,活荷载不利布置不仅对弯矩有影响,对剪力也有影响,仅放大弯矩是不完善的。

新版软件该参数改为<梁活荷载内力放大系数>,该系数只对梁在满布活荷载下的内力(弯矩、剪力、轴力)进行放大。

操作要点:一般工程建议该系数取值1.1~1.2,如已输入梁活荷载不利布置楼层数,则应填1.初始值为1.0. 1.50梁扭转折减系数

规范规定:《高层规程》5.2.4条规定,“高层建筑结构楼面梁受扭计算中应考虑楼盖对梁的约束作用。当计算中未考虑楼盖对梁扭转的约束作用时,可对梁的计算扭矩乘以折减系数予以折减。梁扭转折减系数应根据梁周围楼盖的情况确定。”

程序实现:钢筋混凝土结构楼面梁受楼板(有时还有次梁)的约束作用,其受力性能与无梁楼板的独立梁完全不同。当结构计算中未考虑楼盖对梁扭转的约束作用时,梁的扭转变形和扭矩计算值往往过大,因此应对现浇楼板的梁扭矩折减。

操作要点:对于现浇楼板结构,采用刚性楼板假定时,折减系数取值范围0.4~1.0,初始值为0.4.

注意事项:(1)若不是现浇楼板,或楼板开洞,或假定了弹性楼板,或有弧形梁等情况,梁扭矩应不折减或少折减。

(2)程序没有自动搜索判断来那个周围楼盖情况的功能,梁扭矩是否折减及折减系数的大小需要设计人员自行确定。

(3)若同一建筑中有的梁扭矩需要折减,有的梁不需要折减,可以分别设定梁的扭矩折减系数计算两次,分别取相应计算结果。

1.51连梁刚度折减系数

规范规定:《抗震规范》6.2.13条规定,“抗震墙连梁的刚度折减,折减系数不宜小于0.50.”

《高层规程》5.2.1条规定,“在内力与位移计算中,抗震设计的框架-剪力墙或剪力墙结构中的连梁刚度可予以折减,折减系数不宜小于0.5.”

程序实现:在保证竖向荷载承载力和正常使用极限状态性能的条件下,连梁刚度可以折减,即允许大震连梁开裂,连梁的损坏可以保护剪力墙,有利于提高结构的延性和实现多道抗震设防。

操作要点:根据工程实际情况输入连梁刚度折减系数,为避免连梁开裂过大,刚度折减系数不宜取值太小。连梁刚度折减系数取值范围0.5~1.0,初始值为0.7.

注意事项:(1)通常将两端都与剪力墙相连,且与剪力墙轴线夹角不大于25度,跨高比小于5的短跨梁定义为连梁。

(2)剪力墙连梁可以用墙开洞,特殊构件定义,指定跨高比等方式设置为连梁。 (3)通常6、7度地区连梁刚度折减系数可取0.7,8、9度地区可取0.5,非抗震设防地区和风荷载控制为主的地区不折减或少折减。

(4)有关剪力墙连梁的详细讨论参看6.6节。

1.52中梁刚度放大系数

规范规定:《高层规程》5.2.2条规定,“在结构内力与位移计算中,现浇楼面和装配整体式楼面中梁的刚度可考虑翼缘的作用予以增大。楼面梁刚度增大系数可根据翼缘情况取为1.3~2.0.”

程序实现:程序对框架梁是按矩形截面输入尺寸并计算刚度的,对于现浇刚性楼板,板作为梁的翼缘是梁的一部分,可用此系数近似考虑楼板对梁刚度的贡献。

操作要点:对没有开大洞的现浇楼板应考虑梁刚度增大系数。中梁刚度放大系数取值范

围1.0~2.0.初始值为1.0.

注意事项:(1)通常现浇楼板的中部框架梁刚度放大系数可取1.5~2.0.

(2)程序可以自动搜索中梁和边梁,两侧均与刚性楼板相连的中梁的刚度放大系数为Bk,只有一侧与刚性楼板相连的中梁或边梁的刚度放大系数为1+(Bk-1)/2,其他情况的梁刚度不放大。

(3)对无现浇层的装配式结构楼面梁、板柱结构的等代来那个刚度不应放大。

(4)由于单向填充空心现浇预应力楼板的各向异性,宜在平行和垂直填充墙空心管的方向取用不同的梁刚度放大系数。 1.53剪力墙加强区起算层号

规范规定:《抗震规范》6.1.10条说明,“抗震墙(筒体)墙肢的底部加强部位可取地下室顶板以上H/8,加强范围应向下延伸到地下宜层”。

《箱形与筏形基础规范》JGJ6-99的5.1.5条规定,“地下室的框架、剪力墙的加强部位应从地下一层结构顶板标高往下延伸一层。”

程序实现:程序按该参数设定剪力墙加强区的起始层号。

操作要点:(1)没有地下室时,可以保留初始值1,即剪力墙加强去从一层起算。 (2)有地下室时,通常取地下室最高楼层号,即剪力墙加强区从主塔所在范围的地下室最高一层起算,如图3.1-12阴影区所示。

(3)底部框架-抗震墙结构和楼层较少的多层结构,如果不需要设置剪力墙加强区,可以输入一个较大数值。

1.54调整与框支柱相连的梁的内力 1.55托墙梁刚度放大系数

程序实现:在框支剪力墙转换结构中会出现转换大梁上托剪力的情况,当软件以梁单元模拟转换大梁,以壳元模式的墙单元模拟剪力墙时,墙与梁之间协调工作关系在计算模型中不能得到充分体现。实际情况是,剪力墙的下边缘与转换大梁的上表面并行协调;而计算模型情况是,剪力墙的下边缘与转换大梁的中性轴变形协调,与实际情况相比计算模型的刚度偏柔,这就是软件提供托墙梁刚度放大系数的原因。

根据经验,托墙梁刚度放大系数一般取100左右。当考虑托墙梁刚度放大时,转换层附近构件的超筋情况可以缓解,但为了使设计保持一定的宽裕度,也可以放大。总之,由于调整系数较大,为避免出现异常,托墙梁刚度放大系数由设计人员酌情输入。

操作要点:框支转换结构通常应选择调整框支梁的内力,并根据工程实际情况输入梁刚度放大系数。初始值为1.

注意事项:这里所说的“托墙梁”是指转换梁与剪力墙直接相接、共同工作的部分。如转换梁上托开洞剪力墙,洞口下的梁段,程序不作为托墙梁,不放大刚度。 1.56按抗震规范5.2.5条调整各楼层地震内力

规范规定:《抗震规范》5.2.5条规定,“抗震验算时222222剪力系数,不应小于表5.2.5规定的楼层最小地震剪力系数值”。

程序实现:由于地震影响系数在长周期段下降较快,对于基本周期大于3.5s的结构,计算出来的水平地震作用效应有可能太小。而对于长周期结构,地震动态作用中的地面运动速度和位移可能对结构具有更多的破坏影响,而振型分解法无法对比对此做出估计。处于结构安全的考虑,提出鬼各楼层水平地震剪力最小值及相应调整的要求。

操作要点:根据工程实际情况确定是否选择程序自动调整。初始值为选择。

注意事项:合理的结构设计应该自然满足楼层最小地震剪力系数值的要求,如果不满足规范要求,建议:

(1) 先不选择该项考查剪重比,如离规范要求相差较大,应首先优化设计方案,

范允许的范围内,是结构设计的一项重要工作。为了更好地说明调整过程,并且使调整方法更具有一般性,用下面典型的例题加以说明。

一个规则框架结构如图4-20所示,网格间距6000mm36000mm,柱截面400mm3400mm,梁截面250mm3250mm(本例有意减少构件刚度),仅一个标准层,层高3000mm,共20层。设定抗震烈度7度(0.1g),二类场地土,构件抗震等级二级,不考虑偶然偏心和双向地震。SATWE计算后从计算书可知,结构整体稳定性不满足《抗震规范》5.4.4条的要求,应考虑重力二阶效应,层间位移角较大,表明该结构刚度不足,应予以加强。本例加强的方法是增加剪力墙,采用三种方案增加相同数量的剪力墙,以便进行对比分析:

(1)剪力墙全部布置在角部,称为偏置方案,如图4-21所示。

(2)剪力墙全部布置在中部,称为中置方案,如图4-22所示。 (3)剪力墙全部布置在周边,称为边置方案,如图4-23所示。 各设计方案计算结果如下表所示: 设计方案 没有剪力墙 剪力墙偏置 剪力墙中置 剪力墙边置 周期比 0.91 0.42 0.998 0.67 最大位移比 1.01 1.85 1.0 1.0 最大位移角 1/508 1/853 1/1924 1/1102 剪重比需要调整的楼层 1-2层需要调整 1-10层需要调整 没有 没有 从表中数据可以得出如下结论: (1)结构整体刚度不足时,周期比和位移角难以满足规范要求。

(2)结构整体刚度足够时,还必须考虑结构刚度的分布情况,抗侧力构件布置的原则是:均匀、对称、周边、如剪力墙边置的设计方案是合理的,可以满足规范的各项要求。剪力墙偏置方案属于不规则结构,位移比和剪重比难以满足规范要求。剪力墙居中布置方案,周期比难以满足规范要求。 (3)《抗震规范》5.2.5条对结构剪重比的要求可以通过软件自动进行调整,但更好的方案是优化设计方案,使结构自行满足规范要求。

(4)一个优秀的工程设计方案应因地制宜,趋利避害,综合考虑各方面的因素,兼顾各项设计指标,使各项设计参数都达到最优。

本例平面图为规划的矩形,立面也没有任何变化,这在实际工程中是难以见到的,因此实际工程的设计调整要比本例复杂困难的多,但调整的原则是一样的。

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/ns9v.html

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