2、空間計算程序部分
一、PKPM的發(fā)展方向
PKPM程序的發(fā)展方向主要有兩個方面:
●一個方面就是計算,它的方向就是集成化、通用化。集成化大家都能感覺到,PKPM程序都是以PM程序所建數(shù)據(jù)為條件,以空間計算為核心,基礎(chǔ)、后期的CAD出圖都能采用前面的數(shù)據(jù)。所有這些都構(gòu)成了程序集成化的雛形。程序的通用化主要表現(xiàn)在計算上,PKPM程序的計算程序由以前的平面計算(PK)---->三維空間桿件(TAT)---->空間有限元(SATWE)---->整體通用有限元程序(PMSAP)。能計算的結(jié)構(gòu)類型有磚混、底框、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等,F(xiàn)在又在開發(fā)特種結(jié)構(gòu)的計算程序:如高壓塔架、巨型油罐等。在PM程序中就可以建立起這些結(jié)構(gòu)的空間模型。當然現(xiàn)在的PKPM系列程序還不能計算。
●第二個方向就是開放計算參數(shù)的開關(guān)。有很多參數(shù)以前都是放在程序的“黑匣子”里的,設(shè)計人員不能干預(yù)。程序放開這些參數(shù)有兩個原因,首先就是要讓設(shè)計人員真正的掌握工程的設(shè)計過程,能夠盡可能的控制設(shè)計過程。其次就是要把一些關(guān)鍵的責(zé)任交由設(shè)計人員來負,程序只能起到設(shè)計工具的作用,不能代替設(shè)計。所以就需要我們的結(jié)構(gòu)設(shè)計人員充分的理解程序的適用范圍、條件和校對結(jié)果的合理性、可靠性。如《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的5.1.16條要求“對結(jié)構(gòu)分析軟件的計算結(jié)果,應(yīng)進行分析結(jié)果判斷,確認其合理、有效后方可作為工程設(shè)計的依據(jù)”。
二、空間計算程序部分
1、PKPM幾個空間程序的不同(這是我們這次學(xué)習(xí)班一個學(xué)員提的問題)
現(xiàn)在,PKPM程序擁有的空間計算程序有三個,即TAT、SATWE、PMSAP
1)、TAT--它是一個空間桿件程序,對柱、墻、梁都是采用桿件模型來模擬的,特殊的就是剪力墻是采用薄壁柱原理來計算的,在它的單元剛度矩陣中多了一個翹曲自由度θ',相應(yīng)的力矩多了雙力矩。因此,在用TAT程序計算框剪結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等含鋼筋混凝土剪力墻的結(jié)構(gòu)都要對剪力墻的洞口、節(jié)點做合理的簡化,有點讓實際工程來適應(yīng)我們的計算程序的味道。作這種簡化都是因為分析手段的局限所制(資料書的P129)。當然,在作結(jié)構(gòu)方案時,對結(jié)構(gòu)作這樣的調(diào)整對建筑結(jié)構(gòu)方案的簡潔、合理有很大的好處。它的樓蓋是作為平面內(nèi)無限剛、平面外剛度為零的假設(shè)。在新版的TAT程序中,允許增設(shè)彈性節(jié)點,這種彈性節(jié)點TAT程序的適用范圍,使得TAT程序可以計算空曠、錯層結(jié)構(gòu)。
2)、SATWE--空間組合結(jié)構(gòu)有限元程序,與TAT的區(qū)別在于墻和樓板的模型不同。SATWE對剪力墻采用的是在殼元的基礎(chǔ)上凝聚而成的墻元模型。采用墻元模型,在我們的工程建摸中,就不需要象TAT程序那樣做那么多的簡化,只需要按實際情況輸入即可。對于樓蓋,SATWE程序采用多種模式來模擬。有剛性樓板和彈性樓板兩種。SATWE程序主要是在這兩個方面與TAT程序不同。
3)、PMSAP---是一個結(jié)構(gòu)分析通用程序。當然,它是偏向于建筑的,但它是一個發(fā)展方向,F(xiàn)在的比較著名的通用計算程序有:SAP84、SAP91、SAP2000、ANSYS、ETABS等程序,這些程序各有特長。
2、程序的參數(shù)及選擇開關(guān)
1)、PMCAD中的參數(shù)
(1)總信息:
●結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)主材:主要是不同的結(jié)構(gòu)體系有不同的調(diào)整參數(shù)。
●地下室層數(shù):必須準確填寫,主要有幾個原因,風(fēng)荷載、地震作用效應(yīng)的計算必須要用到這個參數(shù),有了這個參數(shù),地下室以下的風(fēng)荷載、水平地震效應(yīng)就沒有往下傳,但豎向作用效應(yīng)還是往下傳遞。地下室側(cè)墻的計算也要用到。底部加強區(qū)也要用到這個參數(shù)。
●與基礎(chǔ)相連接的下部樓層數(shù):要說明的是除了PM荷載和最下層的荷載能傳遞到基礎(chǔ)外,其他嵌固層的基腳內(nèi)力現(xiàn)在的程序都不能傳遞到基礎(chǔ)。????????
(2)、材料信息:其他與老的程序一樣填法,就是鋼筋采用了新規(guī)范的新符號。
(3)地震信息
●設(shè)計地震分組:就是老的抗震規(guī)范的近震、遠震A選擇即可。內(nèi)江的三縣兩區(qū)都是第一組,6度區(qū),設(shè)計基本地震加速度為0.05g。
●場地類別:程序是“場地土類型”,按《地基基礎(chǔ)規(guī)范》的3.0.3條的4款,應(yīng)該是“場地類別”!督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》的3.3.2、3.3.3條也是提的“建筑場地”,而不是“場地土”。一般的地質(zhì)勘察報告要提出此參數(shù)的。
●ììììì計算震型個數(shù):這個參數(shù)需要根據(jù)工程的實際情況來選擇。對于一般工程,不少于9個。但如果是2層的結(jié)構(gòu),最多也就是6個,因為每層只有三個自由度,兩層就是6個。對復(fù)雜、多塔、平面不規(guī)則的就要多選,一般要求“有效質(zhì)量系數(shù)”大于90%就可以了,證明我們的震型數(shù)取夠了。
這個“有效質(zhì)量系數(shù)”最先是美國的WILSON教授提出來的,并且將它用于著名的ETABS程序。
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的5.1.13-2條要求B級高度的建筑和復(fù)雜的高層建筑“抗震計算時,宜考慮平扭藕連計算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),振型數(shù)不應(yīng)小于15,對多塔樓結(jié)構(gòu)的振型數(shù)不應(yīng)少于塔數(shù)的9倍,且計算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不少于總質(zhì)量的90%”
●ììììì周期折減系數(shù):這個參數(shù)是根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的3.3.16條(強條)要求,按3.3.17條進行折減的。
框架:0.6~0.7
框剪:0.7~0.8
剪力墻:0.9~1.0
(4)風(fēng)荷載:
修正后基本風(fēng)壓:根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的7.1.2條,對與高層、高聳以及對風(fēng)荷載比較敏感的其他結(jié)構(gòu),基本風(fēng)壓應(yīng)適當提高,并應(yīng)由有關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范具體規(guī)定3.2.2條,對與特別重要或?qū)︼L(fēng)荷載比較敏感的高層建筑,其基本風(fēng)壓應(yīng)按100年重現(xiàn)期的風(fēng)壓值采用。按規(guī)范的解釋,房屋高度大于60m的都是對風(fēng)荷載比較敏感的高層建筑。
2)、TAT的參數(shù)及開關(guān)
(1)、用TAT程序計算建模應(yīng)注意的幾點:
●剪力墻必須要有洞口,不能形成封閉“口”字形。這樣在構(gòu)件截面上的剪力流才有進口和出口,否則,程序無法對構(gòu)件進行計算。這是TAT程序?qū)Ρ”谥鶖?shù)學(xué)模型模擬的要求。
●剪力墻內(nèi)的洞口要求要上下對齊,且要有規(guī)律性。如果不這樣,那么內(nèi)力的傳遞將通過節(jié)點間剛域來傳遞,這與實際有時很大差別,引起很大的計算誤差。且洞口布置不規(guī)律,計算結(jié)果具有很大的突變性。
(2)、參數(shù):在PM參數(shù)中說過的就不在說了。
●柱的計算長度:程序中增加了一個選項“柱長度系數(shù)按混凝土土規(guī)范的7.3.11-3計算。以前老程序是按表7.3.11-1和表7.3.11-2采用的。7.3.11-3條是新規(guī)范新增的。“當水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值占總彎矩設(shè)計值的75%以上時,框架柱的計算長度 lo 可按公式7.3.11-1和公式7.3.11-2計算結(jié)果的較小者取值。
這是因為近年來對框架結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)的研究表明,豎向荷載在有側(cè)移的框架中引起的P-△效應(yīng)只增大有水平荷載在柱端截面中引起的彎矩 Mh,而原則上不增大由豎向荷載引起的彎矩 Mv。因此,框架柱柱端考慮二階效應(yīng)后的總彎矩應(yīng)是:
M=Mh+ηs*Mv(1-1)
式中ηs為反映二階效應(yīng)增大Mh幅度的彎矩增大系數(shù)。但在傳統(tǒng)的η——lo法中,是用η同時增大Mv和Mh的,即:
M=η(Mh+Mv)(1-2)
因此,如果要使所求的總彎矩相等,那么必然有:
ηs>η
與ηs相應(yīng)的lo也就必然比與η相應(yīng)的lo取得大一點。
對于一般工程中的多層框架結(jié)構(gòu),(在 Mv/Mh為常見比例,即>1/3,框架節(jié)點的柱梁線剛度的比例也為常見值時)按規(guī)范表7.3.11-2的lo計算出的η再按1-2公式計算出的彎矩和按規(guī)范7.2.11-3條計算出的lo在按公式1-1算出的彎矩,兩者差異不大。所以在一般多層框架,沒有特殊的水平荷載和特殊的框架節(jié)點情況下,采用7.2.11-2和7.2.11-3計算的lo對計算結(jié)果沒有大的影響。
但是,對于Mv/Mh<1/3或梁注線剛度相差較大的情況下,采用7.2.11-2條計算的lo對計算結(jié)果就很大的影響了,而且是偏于不安全的,所以在這種情況下就要求采用7.2.11-3計算。建議都采用7.2.11-3計算。
本來規(guī)范采用η——lo法就是不盡和理的,因此規(guī)范就在7.3.12條要求采用剛度折減法,這種方法也是國外通行的考慮二階效應(yīng)的計算方法,且也是準確的較為合理的計算方法,但遺憾的是這種方法在PKPM程序中還沒有得到實現(xiàn)。
●豎向力計算信息:程序有四個選擇
-----不計算豎向力:它的作用主要用于對水平荷載效應(yīng)的觀察和對比等
-----ììììì一次性加載計算:主要用于多層結(jié)構(gòu),而且多層結(jié)構(gòu)最好采用這種加載計算法。因為施工的層層找平對多層結(jié)構(gòu)的豎向變位影響很小,所以不要采用模擬施工方法計算。
-----模擬施工方法1加載:就是按一般的模擬施工方法加載,對高層結(jié)構(gòu),一般都采用這種方法計算“框剪結(jié)構(gòu)”,采用這種方法計算在導(dǎo)給基礎(chǔ)的內(nèi)力中剪力墻下的內(nèi)力特別大,使得其下面的基礎(chǔ)難于設(shè)計。于是就有了下一種豎向荷載加載法。
------模擬施工方法2加載:這是在“模擬施工方法1”的基礎(chǔ)上將豎向構(gòu)件(柱、墻)的剛度增大10倍的情況下再進行結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算,也就是再按模擬施工方法1加載的情況下進行計算。采用這種方法計算出的傳給基礎(chǔ)的力比較均勻合理,可以避免墻的軸力遠遠大于柱的軸力的不和理情況。由于豎向構(gòu)件的剛度放大,使得水平梁的兩端的豎向位移差減少,從而其剪力減少,這樣就削弱了樓面荷載因剛度不均而導(dǎo)致的內(nèi)力重分配,所以這種方法更接近手工計算。
但是我認為這種方法人為的擴大了豎向構(gòu)件與水平構(gòu)件的線剛度比,所以它的計算方式值得探討。
所以,專家建議:在進行上部結(jié)構(gòu)計算時采用“模擬施工方法1”;在基礎(chǔ)計算時,用“模擬施工方法2”的計算結(jié)果。這樣得出的基礎(chǔ)結(jié)果比較合理。(高層建筑)
●ììììì是否考慮P-△效應(yīng):選擇否,就按規(guī)范的7.3.11條計算柱的計算長度系數(shù),如果選擇“是”,則柱的計算長度系數(shù)為1,再按程序的計算方法來計算P-△效應(yīng)。
●是否考慮梁柱重疊的影響:
---ììììì不考慮:對于普通的多層框架,一般都采用這種選擇。
---考慮梁端彎矩折減:
M邊=M中-Min(0.38*M中,B*V中/3)
---考慮梁端剛域的影響:
扣除梁梁端剛域后的梁計算長度為:
Lo=L-(Dbi+Dbj)
但計算荷載還是按節(jié)點間梁長來計算的。
●水平力與整體坐標的夾角:????????????
--- 主要用于有斜向抗水平力結(jié)構(gòu)榀時填寫,在0~90之間。改寫后,風(fēng)荷載要變化,主要是受風(fēng)面積變化、風(fēng)荷載作用的坐標變化;抗側(cè)力結(jié)構(gòu)榀的剛度變化引起地震力的變化,所以要重新進行數(shù)檢。
●回填土對地下室的相對剛度:
--- 根據(jù)程序編制專家的解釋,填3大概為70%~80%的嵌固,填5就是完全嵌固,填在樓層數(shù)前加“-”,表示在所填樓層完全嵌固。到底怎樣的土填3或填5,完全取決于工程師的經(jīng)驗。????????????????????????????
●是否考慮扭轉(zhuǎn)藕連:。但是對于。。按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的。按抗震規(guī)范的附錄允許在樓層平面內(nèi)有相對位移,且能承擔(dān)相應(yīng)的水平力。增加了這種彈性節(jié)點來加大
●地震設(shè)防烈度、設(shè)計地震分組、結(jié)構(gòu)的抗震等級:
●豎向地震作用系數(shù):程序取的是規(guī)范的計算值。
根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的3.3.14條,這個數(shù)值的來源有:
Fevk=avmaxGeq
Geq=0.75Ge
avmax=0.6amax
所以有:
Fevk=0.75*0.6amax*Ge
由于高規(guī)的3.3.14-3要求“宜乘以增大系數(shù)1.5”。
所以最后
Fevk=1.5*0.75*0.65amax*Ge
=0.73125amax*Ge
填入的就是“0.73125amax”,也是程序給出的隱含值。
●樓層最小地震剪力系數(shù):
參見《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的表3.3.13;地震規(guī)范的表5.2.5同。程序?qū)λ愠龅?/span>“樓層最小地震剪力系數(shù)”如果不滿足規(guī)范的要求,將給出是否調(diào)整地震剪力的選擇。根據(jù)規(guī)范組的解釋,如果不滿足,就應(yīng)調(diào)整結(jié)構(gòu)方案,直到達到規(guī)范的值為止,而不能簡單的調(diào)大地震力。
●雙向水平地震作用扭轉(zhuǎn)效應(yīng)選擇:如果選擇,地震力將增大很多,所以在選用的時候要慎重。
●5%的偶然偏心:這是《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的要求,3.3.3條要求:“計算單向地震作用時應(yīng)考慮偶然偏心的影響”。計算雙向地震作用時,可不考慮質(zhì)量偶然偏心的影響。
●結(jié)構(gòu)的阻尼比:按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的3.3.8條“除專門規(guī)定外,鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比應(yīng)取0.05”程序提供的參考值:鋼結(jié)構(gòu):0.02;混合結(jié)構(gòu):0.03。這個阻尼值不但用于地震作用計算,也要用于風(fēng)荷載的計算。
●水平、罕遇地震影響系數(shù)最大值:按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的表5.1.4-1取。
●特征周期值:根據(jù)場地類別和地震分組按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的表5.1.4-1選用。
在調(diào)整系數(shù)中,有以下的幾個參數(shù)開關(guān):
●0.2Qo(0.25Qo)調(diào)整:
這條是針對框架-剪力墻結(jié)構(gòu),主要要注意以下幾點:
對于框架柱數(shù)量從下到上基本不變的規(guī)則建筑,Qo(Vo-規(guī)范表示)取得是“地震作用標準值的結(jié)構(gòu)底部總剪力”。對于框架柱數(shù)量從下至上分段有規(guī)律的變化的結(jié)構(gòu),Qo(Vo-規(guī)范表示)取得是“每段最下一層的地震作用標準值的總剪力”對復(fù)雜結(jié)構(gòu)框架的調(diào)整應(yīng)專門研究框架剪力的調(diào)整方法。
框架剪力的調(diào)整必須滿足規(guī)范規(guī)定的樓層“最小地震剪力系數(shù)(剪重比)”的前提下進行。
在設(shè)計過程中根據(jù)“計算結(jié)果”來確定調(diào)整層數(shù)。
●溫度應(yīng)力折減系數(shù):程序一般推薦0.75或更低!痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的5.3.6條只是提出了原則性的要求。
材料信息就按實際情況填寫即可。
設(shè)計信息:
●分項系數(shù)和組合系數(shù):一般工程都采用程序給出的隱含值,不要去改動它。《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的3.2.5條“對于永久荷載效應(yīng)控制的組合”永久荷載的分項系數(shù)應(yīng)取1.35,但程序只給出了“有可變荷載效應(yīng)控制的組合”的永久荷載分項系數(shù)1.2,按“程序編制組”的解釋,他們已經(jīng)在程序內(nèi)部考慮了這種組合,所以不需要設(shè)計人員考慮,只需按一般情況填就可以了。
●活荷載重力荷載代表值系數(shù):按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的5.1.3條取。
●柱、墻荷載折減標志:要說明的是,在PM建摸中也有“荷載折減”,他們是疊加的,也就是PM中折減了,在空間程序計算中要在以前折減的基礎(chǔ)上再折減。所以需要設(shè)計者在選用這項時特別慎重。
●柱配筋方式選擇:有兩種方式,單偏壓和雙偏壓。單偏壓程序就是按規(guī)范的公式進行配筋計算的。雙偏壓,程序是按數(shù)值積分法計算的,所以對于不同的“柱截面鋼筋放置方式”就會得出不同的配筋計算結(jié)果。所以,建議整體計算還是按“單偏壓”計算,在得出固定的“柱截面鋼筋放置方式”后,再進行復(fù)核。
●結(jié)構(gòu)基本自振周期:程序給出的隱含值是按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的附錄B的公式:B.0.2計算的。最好是將程序計算的精確值反填回來,再計算。
(3)、TAT中的彈性節(jié)點:在TAT程序中也叫“特殊節(jié)點”,由于TAT程序采用的是“剛性樓板假定”所以,在同層中,各節(jié)點具有相同的位移,沒有相對位移。彈性節(jié)點就是為了彌補這種假定對很多“空曠結(jié)構(gòu)、錯層結(jié)構(gòu)”不合理模擬的補充。
3)、SATWE的參數(shù)及開關(guān)
總信息中:
●墻元側(cè)向節(jié)點信息:這是剪力墻計算“精度和速度”取舍的一個選擇。選擇“內(nèi)部節(jié)點”,那么剪力墻側(cè)邊的節(jié)點將作為內(nèi)部節(jié)點而凝聚掉,但這樣速度快,精度稍有降低;作為“外部節(jié)點”,那么剪力墻側(cè)邊的節(jié)點也將作為出口節(jié)點,這樣墻元的變形協(xié)調(diào)性好,計算準確,但速度慢。
所以程序建議規(guī)則的結(jié)構(gòu)可以選擇“內(nèi)部節(jié)點”,復(fù)雜的結(jié)構(gòu)還是選擇“外部節(jié)點”進行計算。
地震信息中:
●斜交抗側(cè)力構(gòu)件方向附加地震數(shù):主要是針對“非正交的、平面不規(guī)則”的結(jié)構(gòu),這里填的是除了兩個正交的,還要補充計算的方向角數(shù)。
●相應(yīng)角度:就是除0、90這兩個角度外需要計算的其他角度,個數(shù)要與“斜交抗側(cè)力構(gòu)件方向附加地震數(shù)”相同,且不得大于90和小于0。這樣程序計算的就是填入的角度再加上0度和90度這些方向的地震力。
特殊構(gòu)件:
●樓板的分類:
----剛性樓板:在程序中考慮為“平面內(nèi)剛度無窮大,平面外剛度為零”
----彈性樓板3:假定平面內(nèi)無限剛,真實的模擬樓板平面外剛度
----彈性樓板6:程序真實的計算樓板的平面內(nèi)外的剛度
----彈性膜:程序真實的計算樓板平面內(nèi)的剛度,樓板平面外的剛度不考慮。
●多塔定義:注意折線圍區(qū)可以重疊,但同一構(gòu)件不能同時屬于兩個不同的區(qū)域。最好是從最高樓層編起。
3、PKPM程序?qū)Φ讓?/span>-框架抗震墻的計算:
1)、模型數(shù)據(jù)的輸入:
模型盡量按原型輸入:即洞口、挑梁、磚墻等都要按原型輸入。
節(jié)點盡量具有規(guī)律性:節(jié)點盡量上下一致,這樣才能保證荷載傳遞的正確。
參數(shù)的輸入要合理:
(1)、在“交互式”的設(shè)計參數(shù)輸入中結(jié)構(gòu)體系要選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系(砌體、底框抗震墻)。
(2)、在PM的“次梁樓板”輸入中,要求把墻體材料選擇為“磚”,混凝土抗震墻做個別修改。
(3)、樓面剛度類別:按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的表4.2.1中“屋蓋或樓蓋類別分為三類:整體式、裝配整體式和裝配式無棱體系鋼筋混凝土屋蓋或鋼筋混凝土樓蓋---剛性;裝配式有棱體系鋼筋混凝土屋蓋、輕鋼屋架和有密鋪望板的木屋蓋或木樓蓋---剛?cè)嵝;瓦屋面的木屋蓋和輕鋼屋蓋---柔性。
在這里要說明的是樓蓋的“剛?cè)嵝?/span>”和房屋的靜力計算方案的“剛彈性”是兩回事,樓蓋的“剛?cè)嵝?/span>”僅僅是確定房屋的靜力計算方案的“剛彈性”的一個條件,還有房屋橫墻間距這個條件。
(4)墻體材料的自重:對于機制磚,程序隱含為21Kn/m3,對于抹灰荷載、墻磚荷載,就在砌體容重中考慮。不要采用加厚墻體來體現(xiàn),因為這樣會增加墻體剛度,與墻體的實際剛度不符。
(5)、混凝土剪力墻等效系數(shù):相當于混凝土墻與磚墻剛度的比值。對于底框-抗震墻結(jié)構(gòu)的底部抗剪墻剛度計算及地震剪力分配中該值不起作用。
(6)、構(gòu)造柱參與共同工作:首先構(gòu)造柱要按普通柱輸入,程序?qū)?gòu)造柱參與工作的計算是按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的10.3.2條來計算的。
2)、PM程序?qū)Υu混底框的計算:
(1)、墻體的計算:
墻體的受壓計算:是以墻段為計算單元的。一是門窗洞口間墻;一是兩節(jié)點間的墻段;對于墻段長小于250的程序?qū)⒑雎圆挥,這引起我們對小墻支強度的重視,程序根本沒有計算,也沒有給出警告,我們就認為他是滿足要求的,就留下了隱患。而實際上這樣的墻段也不能作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件來使用的,要求我們在做結(jié)構(gòu)時特別小心。
墻體高厚比計算:是將相鄰有相交的墻肢支撐的墻段生成墻高厚比計算的單元,對墻長度小于1.9m的墻段單元不作高厚比計算。
墻體的局部受壓計算:計算的條件是在該節(jié)點上支撐有一根在交互式輸入中輸入的梁,且有墻體,在節(jié)點位置沒有柱,可以有墊塊和圈梁。
(2)、底框的計算:
參數(shù)輸入:
●底層框架的層數(shù)
●考慮墻梁作用上部荷載折減系數(shù)
《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的7.3.6條有公式:
Mbi=Mli+am*M2i
Nbti=ηN*M2i/Ho
其中
am---為考慮墻梁組合作用的托梁跨中彎矩系數(shù)(支座也是am,但計算公式不同)
ηN--為考慮墻梁組合作用的托梁跨中軸力系數(shù)
按規(guī)范計算的折減系數(shù)是很小的。
有些資料有0.6的,有0.8的
程序的折減系數(shù)與規(guī)范的調(diào)整系數(shù)有差別,程序是針對墻梁以上的荷載。而程序是針對上部墻梁傳遞給框架梁的恒載和活載的。
●剪力墻側(cè)移剛度考慮邊框柱的作用:
邊框柱對側(cè)移剛度的貢獻是按“面積等效”的方法計入的。
●底框的計算過程:
在PM程序中分為三步:
第一步:計算其它各層磚墻的抗震承載力,以及底框中混凝土抗震墻的剪力設(shè)計值,不考慮框架承擔(dān)的地震作用,地震作用全部由抗震墻承擔(dān)。這是《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的7.2.4-3條要求的。
第二步:計算底部各榀框架承受的側(cè)向地震作用及各榀框架柱由地震傾覆力矩產(chǎn)生的附加軸力。分配按側(cè)移剛度進行分配,但混凝土墻的剛度要乘以0.3的折減系數(shù)。這是《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的7.2.5-1條要求的。
第三步:根據(jù)混凝土墻的剪力、軸力、彎矩設(shè)計值進行墻的配筋計算。但沒有進行梁柱的計算。對于底框的計算,最好采用空間程序的計算結(jié)果。
3)、空間程序?qū)Υu混底框的計算:
這里主要講SATWE程序:SATWE程序?qū)Υu混底框的計算主要采用兩種方式:
●一個就是“規(guī)范算法”:程序僅僅對底框進行空間分析,接PM地震分析后所生成的底框部分的地震剪力、上部磚房傳遞給底框部分的地震剪力、傾覆力矩、豎向荷載、以及豎向荷載的折減系數(shù)。
●有限元分析法:是將整個房屋包括底框和上部磚房部分作為一個整體來進行分析。這種分析是參照鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的分析方法的,有它的先進性和局限性。先進就是能整體分析,考慮上部磚房與底框的共同協(xié)調(diào)工作。但是程序把砌體做各向同性材料來進行分析是不符合砌體材料的實際情況的,我們所用的砌體材料一般都是各向異性的。而且這種計算方法超規(guī)范。所以只能作為參考。建議還是采用“規(guī)范算法”。