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PKPM钢结构软件应用与SATWE数据生成

时间:2023-08-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:点取“分析与设计参数补充定义”,可输入的各项参数有:总信息。根据实际情况,有几层就输入几层,没有为0。这是在墙元细分时需要的一个参数。分为不计算地震力、计算水平地震力、计算水平和竖向地震力。程序对输入的剪力墙洞口自动判断,对于跨高比大于该值的墙梁自动转换为框架梁,输入0则不转换。9)水平地震作用分项系数1.3。11)特殊风荷载分项系数1.4。12)采用自定义组合及工况。

PKPM钢结构软件应用与SATWE数据生成

1.分析与设计参数补充定义(必须执行)

用户可以根据工程实际输入各项参数。点取“分析与设计参数补充定义”,可输入的各项参数有:

(1)总信息。单击“总信息”按钮,进入总信息的输入对话框,如图4-3所示。

1)水平力与整体坐标夹角(度)。该参数为地震力、风力作用方向与结构整体坐标的夹角,逆时针为正。

2)混凝土密度。可以按照《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)规定取24~25kN/m3

3)钢材密度。可以按照《建筑结构荷载规范》(GB 50009—20012)规定取78.5kN/m3

4)裙房层数。可定义裙房层数。根据实际情况,有几层就输入几层,没有为0。

5)转换层所在层号。如果设有转换层,必须在此指明其层号,以便进行正确的内力调整。

6)地下室层数。是指与上部结构同时进行内力分析的地下室部分,根据实际情况,有几层就输入几层,没有就输入0。

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图4-3 总信息参数输入界面

7)墙元细分最大控制长度(m)。这是在墙元细分时需要的一个参数。对于尺寸较大的剪力墙,1.0m≤Dmax≤5.0m;对于一般工程Dmax=2.0m;对于框支剪力墙,Dmax可取得略小些,如Dmax=1.5m或1.0m。

8)是否对所有楼层强制采用刚性楼板的假定。计算结构位移比时,需要选择此项;其他情况,不选择此项。

9)墙元侧向节点信息。可以选择“内部节点”或者“出口节点”。在为配筋而进行的工程计算中,对于多层结构可以选择“出口节点”计算;对于高层结构,剪力墙较多,可以选择“内部节点”计算。

10)结构材料信息。包括钢筋混凝土结构、钢与混凝土混合结构钢结构、砌体结构。

11)结构体系。分为框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构、复杂高层结构、板柱剪力墙结构等体系。

12)恒荷载、活荷载计算信息。这是竖向力计算控制参数,可以选择的参数如下:

不计算竖向荷载:不计算竖向力。

一次性加载:按照一次加荷方式计算竖向力。

模拟施工加载1:按模拟施工加荷方式1计算竖向力,采用整体刚度分层加载模型。

模拟施工加载2:按模拟施工加荷方式2计算竖向力,同时在分析过程中将竖向构件(柱、墙)的轴向刚度放大10倍,以削弱竖向荷载按刚度的重分配,这样做将使得柱和墙上分得轴力比较均匀,接近手算结果,传给基础的荷载更为合理。

模拟施工加载3。按模拟施工加荷方式3计算竖向力,采用分层刚度分层加载模型。

13)模拟施工次序信息。程序隐含指定每一个自然层是一次施工(逐层施工),用户可指定连续若干层为一次施工(多层施工)。

14)风荷载计算信息。分为不计算风荷载、计算风荷载。若要计算风荷载则输入地面粗糙度、体形系数、基本风压(kN/m2)。

15)地震作用计算信息。分为不计算地震力、计算水平地震力、计算水平和竖向地震力。若要计算地震力,则需输入结构规则性信息、设计地震分组、抗震设防烈度、场地类别、框架抗震等级、剪力墙抗震等级、计算振型个数、活荷质量折减系数、周期折减系数、结构的阻尼比等系数。

16)墙梁转框架梁的控制跨高比。程序对输入的剪力墙洞口自动判断,对于跨高比大于该值的墙梁自动转换为框架梁,输入0则不转换。

(2)活荷载信息。点此菜单后,需输入的信息包括:柱墙设计时活荷载是否要折减、传给基础的活荷载是否要折减、梁活荷载不利布置的最高层号、柱墙基础活荷载折减系数等参数。

(3)调整信息。点此菜单后,需输入的信息包括:梁端弯矩调幅系数、梁设计弯矩放大系数、梁扭矩折减系数、连梁刚度折减系数、楼层梁刚度放大系数等参数。

(4)设计信息。

1)结构重要性系数。规范规定:对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件,不应小于1.1;对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件,不应小于1.0;对安全等级为三级或设计使用年限为5年及以下的结构构件,不应小于0.9。

2)梁、柱保护层厚度。按照《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2012)规定选取钢筋保护层厚度。注意:这里指的钢筋保护层厚度是主筋中心至混凝土表面的距离。

3)柱配筋计算原则。可以选择按单偏压计算柱配筋或按双偏压计算柱配筋。

4)考虑P-Δ效应。点取此项,程序可自动考虑重力二阶效应。

5)梁柱重叠部分简化为刚域。点取此项,程序将梁、柱重叠部分作为刚域计算,否则将梁、柱重叠部分作为梁的一部分计算(JGJ 3—2010)。

6)按《高层建筑混凝土结构技术规程》或《高层民用建筑钢结构技术规程》进行构件设计。点取此项,程序按《高层建筑混凝土结构技术规程》进行荷载组合计算,按《高层民用建筑钢结构技术规程》进行构件设计计算;否则按照多层结构进行荷载组合计算。

7)钢柱计算长度系数按有侧移计算。

8)混凝土柱的计算长度系数计算,执行《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2012)7.3.11-3条。

(5)配筋信息。

单击“配筋信息”按钮,进入配筋信息的输入对话框,如图4-4所示。结构计算中所用到的钢筋强度值,参考规范选取。

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图4-4 配筋信息参数输入界面

1)主筋强度。包括梁主筋强度、柱主筋强度、墙主筋强度。

2)箍筋强度。包括梁箍筋强度、柱箍筋强度、墙分布筋强度、边缘构件箍筋强度、梁箍筋间距、柱箍筋间距、墙水平分布筋间距、墙竖向分布筋配筋率。

(6)荷载组合。结构计算中所用到荷载分项系数参考《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)选取。

1)恒荷载分项系数1.2或1.35,一般取1.2。

2)活荷载分项系数1.4。

3)活荷载组合值系数0.7。

4)活荷重力代表值系数0.5。

5)温度荷载分项系数1.4。

6)起重机荷载分项系数1.4。

7)风荷载分项系数1.4。

8)风荷载组合值系数0.6。

9)水平地震作用分项系数1.3。

10)竖向地震作用分项系数0.5。

11)特殊风荷载分项系数1.4。

12)采用自定义组合及工况。

(7)地下室信息。

1)回填土对地下室约束相对刚度比。该参数的含义是基础回填土对结构约束作用的刚度与地下室抗侧移刚度的比值。若取为0,则认为基础回填土对结构没有约束作用;若填一负数mm≤地下室层数M),则认为有m层地下室无水平位移。

2)外墙分布筋保护层厚度(mm)。用于计算地下室围墙平面外配筋。

3)地下室外墙侧土水压力参数。包括:回填土密度、室外地坪标高、回填土侧压力系数0.5、地下水位标高(有地下水按实际填,没有地下水填-20)、室外地面附加荷载。

(8)地震信息。参照《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中各种地震信息要求进行选取。地震信息参数输入界面如图4-5所示。

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图4-5 地震信息参数输入界面

1)结构规则性信息。

2)设计地震分组。依据《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)指定设计地震分组。

3)设防烈度。按地勘报告选取。

4)场地类别。按地勘报告选取。

5)框架、剪力墙抗震等级。依据《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)指定选取。

6)考虑偶然偏心、考虑双向地震作用。依据《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)和《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)说明选取。

7)计算振型个数。此处指定的振型数不能超过结构固有振型的总数。

8)活荷载质量折减系数。不填,取内定值。

9)周期折减系数。依据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)指定选取。

10)结构的阻尼比(%)。混凝土结构取5,钢结构取3。

11)特征周期、多遇或罕遇地震影响系数最大值。

(9)砌体结构

1)砌块类别。程序可计算的砌块类别有烧结砖、蒸压砖、混凝土砌块三种。

2)砌块密度。用来计算砌块墙自重的参数,一般取22kN/m3

3)底部框架层数。对于底框上砖房或(砌体结构),此参数大于零(即为底框层数)。

4)底框结构空间分析方法。包括接PM主菜单8的算法有限元整体算法。

接PM主菜单8的规范算法:接PM传递的上部结构的恒荷载、活荷载与地震作用,然后仅对底框部分进行空间分析。

有限元整体算法:按空间组合结构有限元计算方法,对整个结构进行空间分析。(www.xing528.com)

5)配筋砌块砌体结构标志。当建筑物为配筋砌块砌体结构时,点取此项。

(10)调整信息。单击“调整信息”按钮,进入调整信息的输入对话框,如图4-6所示。

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图4-6 调整信息输入界面

1)梁端负弯矩调幅系数。在竖向荷载作用下,钢筋混凝土框架梁内力重分布,适当减小支座负弯矩,增大跨中正弯矩,梁端负弯矩调幅系数0.8~1.0内取值。

2)梁活荷载内力放大系数。该系数只对梁在满布活载下的内力进行放大,然后与其他荷载工况进行组合。一般工程建议取值1.1~1.2;如果考虑活荷载不利布置,则应填1。

3)梁扭矩折减系数。对于现浇楼板,采用刚性楼板假定时,折减系数在0.4~1.0内取值;若考虑楼板弹性变形,梁的扭矩不折减。

4)连梁刚度折减系数。避免连梁开裂过大,此系数不宜小于0.5。

5)中梁刚度增大系数。此系数考虑楼板对梁刚度的增加,可在1.0~2.0内取值。

6)剪力墙加强区起算层号。程序缺省将地下室作为剪力墙底部加强区,实际工程,按照《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)和《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)要求取值。

7)调整与框支柱相连的梁内力。此项目前暂不起作用。

8)托墙梁刚度放大系数。工程中常出现“转换大梁上面托剪力墙”情况,刚度放大系数一般取100左右。

9)指定的薄弱层个数与相应的各薄弱层层号。参照《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)选取,输入各层号以逗号或空格隔开。

10)0.2Qo调整起始层号和终止层号。只对框剪结构中的框架梁和柱起作用,若不调整,这两个数均为0。

11)顶塔楼地震作用放大层号及放大系数。此系数只放大顶塔楼地震内力,不改变位移。若不调整,均填为0。

2.特殊构件补充定义

本项菜单提供了特殊梁、柱、特殊支撑构件、弹性板、起重机荷载等的补充定义功能,操作菜单如图4-7所示。

(1)换标准层。按【Esc】键返回到前一级子菜单。

(2)特殊梁。点此菜单后弹出“不调幅梁”、“连梁”、“转换梁”、“一端铰接”、“两端铰接”、“滑动支座”、“门式钢梁”、“耗能梁”、“组合梁”、“抗震等级”、“材料强度”、“刚度系数”、“扭矩折减”、“调幅系数”等菜单。根据工程具体情况,逐一点取输入,则完成本层特殊梁的定义。

(3)特殊柱。点此菜单后弹出“上端铰接”、“下端铰接”、“两端铰接”、“角柱”、“框支柱”、“门式刚架柱”等菜单,根据工程具体情况,逐一点取输入,则完成本层特殊柱的定义。

(4)特殊支撑。支撑即按斜杆输入的构件。点取“特殊支撑”菜单后,弹出“铰接支撑”、“人/V支撑”、“十/斜支撑”、“全层固接”、“全楼固接”等菜单,其中混凝土支撑缺省为两端固接,钢支撑缺省为两端铰接。根据工程情况,逐一点取输入,则完成本层特殊支撑的定义。

(5)特殊墙。包括“临空墙”、“抗震等级、材料强度”、“配筋率”菜单。

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图4-7 特殊构件补充定义菜单

(6)弹性楼板。弹性楼板以房间为单元定义,点此菜单后弹出“弹性楼板6”、“弹性楼板3”、“弹性膜”三项菜单。

1)弹性楼板6。程序真实地计算楼板平面内、外刚度。

2)弹性楼板3。假定楼板平面内无限刚,程序仅真实地计算平面外刚度。

3)弹性膜。程序真实地计算楼板平面内刚度,不考虑平面外刚度(取为零)。

(7)拷贝前层。

(8)本层删除/全楼删除。被删除的信息包括:特殊梁(不包括组合梁)、特殊柱、特殊支撑、弹性板、临空墙。

(9)刚性板号。

(10)文字显示/颜色显示。

3.温度荷载定义

(1)指定自然层号。除第0层外,各层平面均为楼面,第0层对应首层地面。

(2)指定温差。输入结构某部位的当前温度值与该部位处于自然状态(无温度应力)时的温度值的差值。升温为正,降温为负。

(3)捕捉节点。

(4)删除节点。

(5)拷贝前层。点取此项菜单可将其他层的温度荷载复制过来,然后在此基础上进行修改。

(6)全楼同温。

(7)温荷全删。点取此项菜单可以将所有楼层的温度荷载全部删除。

4.弹性支座/支座位移定义

(1)指定自然层号。除第0层外,各层平面均为楼面,第0层对应首层地面。

(2)指定支座刚度或位移。

(3)捕捉节点。

(4)删除节点。

(5)查询节点。

(6)拷贝前层。

(7)全部删除。

5.特殊风荷载定义

一般用在大跨空旷结构、轻型坡屋面结构等。

(1)选择组号。

(2)指定自然层号。

(3)定义梁或节点。

(4)删除梁或节点。

(5)拷贝前层。

(6)本组删除、全部删除。

(7)自动计算的特殊风荷载和自顶定义的荷载组合。在此生成的特殊风荷载是针对全楼的,总信息中的风荷载计算信息需要选择“不计算风荷载”。

6.多塔结构补充定义

本项菜单提供了多塔结构的定义、平面布置、立面布置。

(1)换层显示。

(2)多塔定义。多塔是指在一个底盘上有多幢建筑的工程。点此菜单后提示“输入起始层号”、“终止层号”、“塔数”。提示“请输入1塔范围”,用户以闭合折线围区输入塔的范围后,确定后显示1塔范围,同法确定显示2塔。

(3)多塔立面。多塔定义后,才能显示多塔的平面和塔号。

(4)多塔平面。多塔定以后,才能显示多塔的平面和塔号。

(5)多塔检查。

(6)遮挡定义。通过这项菜单,可指定设缝多塔结构的背风面,从而在风荷载计算中自动考虑背风面的影响。遮挡定义方式与多塔定义方式基本相同,需要首先指定起始和终止层号以及遮挡面总数,然后用闭合折线围区的方法依次指定各遮挡面的范围,每个塔可以同时有几个遮挡面,但是一个节点只能属于一个遮挡面。

定义遮挡面时不需要分方向指定,只需要将该塔所有的遮挡边界以围区方式指定即可,也可以两个塔同时指定遮挡边界。

7.用户指定0.2Q0调整系数

8.生成SATWE数据文件及数据检查

双击本菜单后程序将自动进行SATWE数据转换。生成的文件有:LOAD.SAT、STRU.SAT、WIND.SAT。

9.修改构件计算长度系数

若梁柱在平面外有支承点在计算中未考虑而造成平面外强度稳定不足时,可视实际情况对梁柱平面外的计算长度折减。

10.水平风荷载查询/修改

若用户需要保留在本菜单中修改的风荷载数据,以后每次执行“生成SATWE数据文件及数据检查”时,都应在“保留先前定义的水平风荷载”前打勾。

11.查看数检报告文件

运行“数据检查”后软件生成数据检查报告文件如下:

(1)编辑修改几何数据文件STRU.SAT。

(2)编辑修改竖向荷载数据文件LOAD.SAT。

(3)编辑修改风荷载数据文件WIND.SAT。

(4)查看数检报告文件。

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