摘要:針對(duì)利用PKPM軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)人員,對(duì)多高層計(jì)算軟件TAT和SATWE中遇到的各參數(shù)進(jìn)行了分析和討論,以便設(shè)計(jì)人員在應(yīng)用該軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入,從而保證計(jì)算結(jié)果的正確性,使得工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全可靠。

關(guān)鍵詞:PKPM,設(shè)計(jì)參數(shù),結(jié)構(gòu),工程

PKPM中多高層結(jié)構(gòu)分析需補(bǔ)充的參數(shù)分別為:總信息、設(shè)計(jì)信息、風(fēng)荷載信息、配筋信息、地震信息、荷載組合、活荷信息、調(diào)整信息。有時(shí)一個(gè)參數(shù)的輸入錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致電算結(jié)果的錯(cuò)誤,所以正確輸入程序的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)是保證工程結(jié)構(gòu)安全的必要條件之一。

1、總信息

1.1水平力與整體坐標(biāo)夾角的信息

當(dāng)結(jié)構(gòu)具有部分斜向結(jié)構(gòu)時(shí),可以輸入相應(yīng)角度改變坐標(biāo)系,使地震作用、風(fēng)荷載等水平力沿著新的坐標(biāo)軸方向作用。

1.2混凝土容重

一般為25kN/m3,需要考慮梁柱墻上的粉刷層重時(shí),可取27kN/m3。

1.3鋼材容重

一般為78kN/m3,若要考慮構(gòu)件表面粉刷層重時(shí),鋼材的容

重值可適當(dāng)提高。

1.4恒活荷載計(jì)算信息

一次加載是將豎向恒載一次加上；施工模擬荷載1主要考慮的是分層加荷、逐層找平等因素的影響；施工模擬荷載2是將豎向構(gòu)件(柱、墻)的剛度放大10倍后再做施工模擬荷載1。因此,選擇一次加載計(jì)算會(huì)帶來(lái)軸向變形較大的計(jì)算誤差,選擇施工模擬荷載2時(shí)計(jì)算出傳給基礎(chǔ)的力較為均勻合理,可以避免墻軸力遠(yuǎn)大于柱軸力的不合理情形。在多、高層建筑設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)選擇施工模擬荷載1,而在計(jì)算傳給基礎(chǔ)的力時(shí)應(yīng)選擇施工模擬荷載2,在進(jìn)行梁、柱及墻計(jì)算時(shí)應(yīng)選擇施工模擬荷載1。

2設(shè)計(jì)信息

2.1P-Δ效應(yīng)選擇信息

對(duì)混凝土結(jié)構(gòu),當(dāng)不滿足JGJ3-2002高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技

術(shù)規(guī)程(以下簡(jiǎn)稱高規(guī))第5.4.1條時(shí)考慮P-Δ效應(yīng)。

2.2梁重疊部分簡(jiǎn)化為剛域

當(dāng)選擇“梁重疊部分簡(jiǎn)化為剛域”時(shí),程序?qū)�按以下公式�?jì)算梁端剛域。記梁兩端與柱的重疊部分長(zhǎng)分別為Di和Dj,梁長(zhǎng)為L(zhǎng)(即兩端節(jié)點(diǎn)的距離),梁高為H,則梁兩端剛域的長(zhǎng)度分別為:

Dbi=max(0,Di-H/4),

Dbj=max(0,Dj-H/4)。

扣除剛域后的梁長(zhǎng)為:L0=L-(Dbi+Dbj)。

2.3鋼柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)

分有側(cè)移和無(wú)側(cè)移,按GB50017-2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范附錄

D的公式計(jì)算鋼柱的長(zhǎng)度系數(shù)。

2.4柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)按混凝土規(guī)范第7.3.11-3條計(jì)算信息

選擇時(shí),按GB50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(以下簡(jiǎn)稱結(jié)構(gòu)規(guī)范)規(guī)定,當(dāng)框架柱中水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩的75%以上時(shí),計(jì)算長(zhǎng)度按規(guī)范第7.3.11-3條執(zhí)行。

不選擇時(shí),按結(jié)構(gòu)規(guī)范第7.3.11-2條計(jì)算柱長(zhǎng)度系數(shù),此時(shí)底柱取1.0,上柱取1.25。

2.5結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)

該項(xiàng)隱含值取1.0。該系數(shù)用于非抗震地區(qū),程序在組合配筋時(shí),對(duì)非地震作用參與的組合才乘以該放大系數(shù)。

2.6柱配筋方式選擇

對(duì)異型柱程序自動(dòng)按雙偏壓計(jì)算配筋,一般選擇雙偏壓。

2.7鋼凈截面與毛截面的比值

該項(xiàng)可填入0.5~1之間的數(shù)值。該參數(shù)是用來(lái)描述鋼截面被開(kāi)洞后的削弱情況,一般應(yīng)取小于1的數(shù)值。

3配筋信息

3.1梁、柱箍筋間距

填入加密區(qū)的間距,并滿足規(guī)范要求。一般為100mm。

3.2墻水平筋間距

該項(xiàng)填入加強(qiáng)區(qū)的間距,并滿足規(guī)范要求。鋼筋間距不應(yīng)大于200mm。

3.3墻豎向分布筋配筋率(%)

按結(jié)構(gòu)規(guī)范第11.7.11條規(guī)定和高規(guī)第4.9.2條規(guī)定取值。

4地震信息

4.1是否考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)

選擇耦聯(lián)時(shí)計(jì)算的地震作用更精確。當(dāng)結(jié)構(gòu)布置較為對(duì)稱時(shí),可以不考慮耦聯(lián)。一般工程建議考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)。

4.2地震設(shè)防烈度和設(shè)計(jì)地震分組

程序提供以下幾種選擇:6(0.05g),7(0.10g),7(0.15g),8(0.2g),8(0.3g),9(0.4g)。根據(jù)建筑物所建造的區(qū)域,按GB50011-2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(以下簡(jiǎn)稱抗震規(guī)范)附錄A取值。

4.3場(chǎng)地土類型

根據(jù)抗震規(guī)范第4.1.6條規(guī)定確定場(chǎng)地類別。一般取為Ⅱ類。

4.4框架的抗震等級(jí)

按抗震規(guī)范第6.1.2條確定工程的抗震等級(jí)。鋼結(jié)構(gòu)、砌體

結(jié)構(gòu)沒(méi)有抗震等級(jí),計(jì)算時(shí)可選“5”。

4.5偶然偏心

高規(guī)第3.3.3條規(guī)定,計(jì)算地震作用時(shí),應(yīng)考慮偶然偏心的影響,附加偏心距可取與地震作用方向垂直的建筑物邊長(zhǎng)的5%。

4.6考慮雙向地震力作用

抗震規(guī)范第5.1.1條規(guī)定,質(zhì)量和剛度分布明顯不對(duì)稱的結(jié)構(gòu),應(yīng)計(jì)入雙向地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。對(duì)于某個(gè)地震反應(yīng)參數(shù),設(shè)該參數(shù)在X和Y地震作用下的反應(yīng)分別為Sx和Sy,當(dāng)選擇“考慮”時(shí),程序?qū)��?gòu)件的地震作用內(nèi)力進(jìn)行如下組合:

Sxy=,Syx=。

選擇雙向地震作用組合后,地震作用內(nèi)力會(huì)放大很多。

4.7計(jì)算振型個(gè)數(shù)

該項(xiàng)可填入不小于3的倍數(shù)。當(dāng)?shù)卣鹆Σ捎脗?cè)剛計(jì)算時(shí),若不考慮耦聯(lián)振動(dòng),計(jì)算振型數(shù)不得大于結(jié)構(gòu)層數(shù);若考慮耦聯(lián)振動(dòng),計(jì)算振型個(gè)數(shù)一般不小于9,且不大于3倍的層數(shù)。當(dāng)?shù)卣鹱饔貌捎每倓傆?jì)算時(shí),振型數(shù)的選擇可以不受上限,一般取大于12。振型數(shù)的大小與結(jié)構(gòu)層數(shù)及結(jié)構(gòu)形式有關(guān),當(dāng)結(jié)構(gòu)層數(shù)較多或結(jié)構(gòu)層剛度突變較大時(shí),振型數(shù)也應(yīng)取多些,如頂部有小塔樓、轉(zhuǎn)換層等結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于雙塔樓振型數(shù)Nmode≥12,而多于雙塔的結(jié)構(gòu)則更多。

4.8活荷質(zhì)量折減系數(shù)

該參數(shù)即為荷載組合系數(shù),可按抗震規(guī)范第5.1.3條取值。

4.9周期折減系數(shù)

高規(guī)3.3.17條規(guī)定:當(dāng)非承重墻體為填充磚墻時(shí),高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算自振周期折減系數(shù),可按下列規(guī)定取值:框架結(jié)構(gòu)0.6~0.7;框架-剪力墻結(jié)構(gòu)0.7~0.8;剪力墻結(jié)構(gòu)0.9~1.0;短肢剪力墻結(jié)構(gòu)0.8~0.9。

4.10結(jié)構(gòu)的阻尼比

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)取0.05,對(duì)不超過(guò)12層的鋼結(jié)構(gòu)取0.035,對(duì)超過(guò)12層的鋼結(jié)構(gòu)取0.02,混合結(jié)構(gòu)取0.03。

4.11特征周期

根據(jù)抗震規(guī)范表5.1.4-2確定。

4.12多遇和罕遇地震影響系數(shù)最大值

根據(jù)抗震規(guī)范表5.1.4-1確定。

5荷載組合

5.1恒荷載分項(xiàng)系數(shù)γG

一般取1.2;對(duì)由永久荷載效應(yīng)控制的組合,取1.35;當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí),應(yīng)取1.0。

5.2活荷載、風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)γL

一般情況下應(yīng)取1.4;對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載應(yīng)取1.3。

5.3活荷載組合系數(shù)Ψc

根據(jù)荷載規(guī)范表4.1.1取值。

5.4活荷重力系數(shù)代表值系數(shù)γ

該項(xiàng)一般可取0.5~1.0�？拐鹨�(guī)范5.1.3取值。

5.5風(fēng)荷載組合系數(shù)ΨW

根據(jù)荷載規(guī)范7.1.4取0.6。

5.6地震作用的分項(xiàng)系數(shù)

按抗震規(guī)范表5.4.1取值。當(dāng)同時(shí)考慮水平、豎向地震作用時(shí),應(yīng)取水平地震作用分項(xiàng)系數(shù)1.3,豎向地震作用分項(xiàng)系數(shù)0.5。

6調(diào)整信息

6.1梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)

一般取值為BT=0.8~1.0。在豎向荷載的作用下,混凝土框架梁設(shè)計(jì)允許考慮混凝土的塑性變形內(nèi)力重分布,適當(dāng)減小支座負(fù)彎矩,相應(yīng)增大跨中正彎矩。一般工程取0.85。

6.2梁設(shè)計(jì)彎矩放大系數(shù)

一般取值為BM=1.0~1.3。若內(nèi)力分析中未考慮活荷載的不利分布,而僅按滿跨布置計(jì)算,當(dāng)活荷載較大或結(jié)構(gòu)的層數(shù)不多時(shí),通過(guò)此系數(shù)來(lái)加大梁的跨中彎矩。對(duì)于考慮活荷載不利布置的各層,此系數(shù)不起作用。一般工程取1.2。

6.3梁扭矩折減系數(shù)

一般取值為T(mén)B=0.4~1.0。當(dāng)采用剛性樓板假定時(shí),可以考慮板對(duì)梁抗扭的作用而對(duì)梁的扭矩進(jìn)行折減。一般工程取0.4。

6.4連梁剛度折減系數(shù)

一般取不小于0.5。多、高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中允許連梁開(kāi)裂,開(kāi)裂后連梁的剛度有所降低。一般工程取0.7。