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文檔簡介
目錄
設(shè)計要點....................................................................3
剪力墻.....................................................................3
板的厚度..................................................................4
連梁.......................................................................5
簡介......................................................................5
工作機理..................................................................5
設(shè)計建議..................................................................5
注意事項..................................................................5
配筋計算..................................................................6
其他信息..................................................................7
PKPM建模................................................................7
PM建模十不要.............................................................7
Pm建模不可忽略的幾種操作.................................................7
PMCAD錯層結(jié)構(gòu)的建模討論...................................................7
PMCAD改模應(yīng)注意的問題....................................................8
PMCAD構(gòu)件定義概念........................................................8
PM中荷載導(dǎo)算的技術(shù)條件里的支撐點術(shù)語解釋..............................8
徹底認識PM的標準層概念...................................................9
PM建模中次梁按主梁輸和按次梁輸?shù)膮^(qū)別.....................................9
PM建模為什么要避免短梁...................................................10
短柱.......................................................................10
短柱(概念的延伸).......................................................11
結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用梁板柱施工圖...................................................13
樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計計算...........................................................15
施工圖優(yōu)化.................................................................28
基礎(chǔ)設(shè)計...................................................................29
CAD快捷操作............................................................33
軸壓比....................................................................45
編輯本段取值...............................................................45
剪跨比....................................................................46
朱炳寅講座的聽課筆記..................................................47
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載的確定.............................................51
如何區(qū)分:基礎(chǔ)梁,基礎(chǔ)拉梁,基礎(chǔ)連梁,地下框架梁,地梁........56
拉梁與基礎(chǔ)梁的區(qū)別以及相應(yīng)的計算方法[1]......................................................61
多層框架梁、柱配筋電算結(jié)果的人工調(diào)整..............................63
梁的核對要點...............................................................63
板配筋小結(jié).................................................................65
簡略概述如何用satwe計算舒適度............................................67
水池及游泳池的設(shè)計資料.....................................................67
關(guān)于線剛度的討論...........................................................68
后期繪制結(jié)構(gòu)施工圖時需注意的幾點...........................................69
框架柱及剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計.......................................................70
第一部分框架柱結(jié)構(gòu)設(shè)計...................................................70
-、框架柱的受力特點.....................................................70
二、框架柱的截面選擇.....................................................71
三、框架柱的構(gòu)造要求.....................................................73
四、框架柱配筋設(shè)計.......................................................75
五、框架柱施工圖的繪制方法...............................................76
六、框架柱設(shè)計容易出現(xiàn)的問題.............................................77
第二部分剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計...................................................77
-、剪力墻的特點.........................................................77
二、剪力墻布置...........................................................79
三、剪力墻墻厚...........................................................81
四、對邊緣構(gòu)件進行配筋設(shè)計,要掌握以下幾個方面內(nèi)容。.....................86
五、剪力墻施工圖繪制的幾點規(guī)定..........................................94
四、TSSD的實例.........................................................98
設(shè)計要點
剪力墻
剪力墻布置
剪力墻如何布置、數(shù)量多少,是關(guān)系結(jié)構(gòu)安全和技術(shù)經(jīng)濟合理性的關(guān)
鍵,其布置的基本原則是:
(1)剪力墻宜沿主軸方向或其它方向雙向布置,剪力墻墻肢截面宜
簡單、規(guī)則;
(2)剪力墻宜均勻布置在建筑物的周邊附近,樓梯間、電梯間、平
面形狀變化及恒載較大的部位,剪力墻間距不宜過大;長矩形平
面或者平面有一部分較長的建筑物中,橫向剪力墻沿長方向的間
距應(yīng)符合下表的要求,縱向剪力墻不宜集中布置在房屋的兩盡
端。剪力墻的布置宜使結(jié)構(gòu)各主軸方向的側(cè)向剛度接近;
剪力墻間距(m)
非抗震設(shè)抗震設(shè)防烈度
樓蓋形式
計6度、7讀8度9度
(取較?。ㄈ≥^?。ㄈ≥^?。ㄈ≥^小
值)值)值)值)
現(xiàn)澆5.0B,604.0B,503.0B,402.0B,30
裝配整體3.5B,503.0B,402.5B,30——
注:表中B為樓面的寬度,單位為m。
(3)平面形狀凹凸較大時宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻;
(4)縱、橫剪力墻宜組成L形、T形和[形等形式;
(5)單片剪力墻底部承擔的水平剪力不宜超過結(jié)構(gòu)底部總水平剪力
的40%;
(6)剪力墻宜貫通建筑物的全高,以避免剛度的突變;剪力墻開洞時,
洞口宜上下對齊;
(7)樓、電梯間等豎井宜盡量與靠近的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)結(jié)合布置;
(8)剪力墻宜設(shè)在框架梁、柱軸線平面內(nèi)并保持對中,墻左、右端
的框架柱應(yīng)保留;
(9)剪力墻的總高度與其截面高度之比不應(yīng)小于2,墻肢截面高度
不宜大于8m,當剪力墻墻肢截面高度大于8m時,可用門窗洞
口或用施工洞形成連肢墻;
(10)剪力墻的門窗洞口宜上下對齊、成列布置,形成明確的墻肢
和連梁。
剪力墻的混凝土強度不應(yīng)低于C20;框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻應(yīng)
設(shè)計為帶邊框的剪力墻,帶邊框剪力墻的混凝土強度等級宜與邊框柱
相同;剪力墻除應(yīng)滿足布置要求外還應(yīng)滿足的要求有:
(1)帶邊框剪力墻的截面厚度,抗震設(shè)計時,一、二級剪力墻的底
部加強部位均不應(yīng)小于200mm,且不應(yīng)小于層高的1/16,其他
情況下墻厚度不應(yīng)小于160mm,也不應(yīng)小于層高的1/20;
(2)剪力墻的總高度與總長度之比H/L宜大于2;墻肢截面高度h
與厚度b之比不宜小于3,否則應(yīng)視為柱。
板的厚度
在現(xiàn)澆樓蓋中,板的混凝土用量可占到整個梁板結(jié)構(gòu)混凝土總用量的
50%?70%。因此,從減少材料用量看,板厚宜取較小值。但是,所有
各類樓蓋均應(yīng)滿足承載力和剛度以及設(shè)備埋管等要求。因此,板厚也
不宜過小?,F(xiàn)澆樓蓋的混凝土強度等級不宜低于C20,不宜高于C40。
樓板的厚度可按以下要求批?。?/p>
現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的最小厚度(mm)
板的類別最小厚度板的類別最小厚度
肋間距小于或等于
屋面板6040
700mm
單密肋板
民用建筑
60肋間距大于700m50
樓板
向
工業(yè)建筑板的懸臂長度小于或
7060
樓板等于500mm
板懸臂版
行車道下
80板的懸臂大于500mm80
的樓板
雙向板80無梁樓板150
《高規(guī)》規(guī)定,一般樓層現(xiàn)澆樓板厚度不應(yīng)小于80mm,當板內(nèi)預(yù)埋
暗管時不宜小于100mm;頂層樓板厚度不宜小于120mm,宜雙層雙向
配筋;普通地下室頂板厚度不宜小于160mm;作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位
的地下室樓層的頂樓蓋應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu),樓板厚度不宜小于180mm,
混凝土強度等級不宜小于C30,應(yīng)采用雙層雙向配筋;現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混
凝土樓板厚度可按跨度的1/50?1/45采用,且不宜小于150mm。
1.可按經(jīng)濟配筋率P驗算。做法如下:
(1)初步選定(一般取0.6%?0.8%),及鋼筋和混凝土材料強度值、
(2)按“現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的最小值厚度”及上述原則初取板厚h;
(3)由£=P?,求出;
(4)由下式求得相應(yīng)于的板截面有效高度:
,=IM
式中叼-----系數(shù),混凝土強度等級WC50時,%取1.0,當混凝土
強度等級為C80時,《1取0.94,其間按線性內(nèi)插值法確定。
M—作用于板跨中截面上的彎矩設(shè)計值,根據(jù)板的邊長、支
撐情況、荷載,按單向或雙向板計算。作用于板上的恒荷載
可由初選的h及材料單位體積自重求出,板活荷載可查《建
筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(以下簡稱《荷載規(guī)范》)。
b一板計算單元寬度,取b=1000mm。
(5)將求出的I加20mm并按建筑模數(shù)湊整,若所得值比初值取的h
稍小且接近時即可以初選的h作為設(shè)計的板厚。
2根據(jù)實踐經(jīng)驗選取。
連梁
簡介
在剪力墻結(jié)構(gòu)和框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中,連接墻肢與墻肢,連梁是指兩
端與剪力墻相連且跨高比小于5的梁。連梁一般具有跨度小、截面大,
與連梁相連的墻體剛度又很大等特點。一般在風荷載和地震荷載的作
用下,連梁的內(nèi)力往往很大。
高層建筑中,由于連梁兩端墻肢的不均勻壓縮,會引起連梁兩端的豎
向位移差,這也將在連梁內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)力。在設(shè)計時,即使采取降低連梁
內(nèi)力的各種措施,如:增大剪力墻的洞口寬度;在連梁中部開水平縫;
在計算內(nèi)力和位移時對連梁剛度進行折減;對局部內(nèi)力過大層的連梁
進行調(diào)整等,仍難使連梁的設(shè)計符合要求。
工作機理
在風荷載和地震荷載作用下,墻肢產(chǎn)生彎曲變形,使連梁產(chǎn)生轉(zhuǎn)角,
從而使連梁產(chǎn)生內(nèi)力。同時連梁端部的彎矩、剪力和軸力又反過來減
少了墻肢的內(nèi)力和變形,對墻肢起到了一定的約束作用,改善了墻肢
的受力狀態(tài)。高層建筑剪力墻中的連梁在水平荷載作用下的破壞可分
兩種,即脆性破壞(剪切破壞)和延性破壞(彎曲破壞)。連梁在發(fā)生
脆性破壞時就喪失了承載力,在沿墻全高所有連梁均發(fā)生剪切破壞時,
各墻肢喪失了連梁對它的約束作用,將成為單片的獨立墻。這會使結(jié)
構(gòu)的側(cè)向剛度大大降低,變形加大,墻肢彎矩加大,并且進一步增加
P—△效應(yīng)(豎向荷載由于水平位移而產(chǎn)生的附加彎矩),并最終可能
導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的倒塌。連梁在發(fā)生延性破壞時,梁端會出現(xiàn)垂直裂縫,受
拉區(qū)會出現(xiàn)微裂縫,在地震作用下會出現(xiàn)交叉裂縫,并形成塑性絞,
結(jié)構(gòu)剛度降低,變形加大,從而吸收大量的地震能量,同時通過塑性
較仍能繼續(xù)傳遞彎矩和剪力,對墻肢起到一定的約束作用,使剪力墻
保持足夠的剛度和強度。在這一過程中,連梁起到了一種耗能的作用,
對減少墻肢內(nèi)力,延緩墻肢屈服有著重要的作用。但在地震反復(fù)作用
下,連梁的裂縫會不斷發(fā)展、加寬,直到混凝土受壓破壞。
設(shè)計建議
在墻肢和連梁的協(xié)同工作中,剪力墻應(yīng)該具有足夠的剛度和強度。在
正常的使用荷載和風荷載作用下,結(jié)構(gòu)應(yīng)該處于彈性工作狀態(tài),連梁
不應(yīng)該產(chǎn)生塑性較。在地震作用下,結(jié)構(gòu)允許進入彈塑性狀態(tài),連梁
可以產(chǎn)生塑性較。根據(jù)抗震設(shè)計規(guī)范總則的要求,建筑物在遭受低于
該地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震影響時,??般不損壞或不需修復(fù)仍可使用,
當遭受高于該地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震時,不致倒塌或發(fā)生危及生命
的嚴重破壞。因此,剪力墻的設(shè)計應(yīng)該保證不發(fā)生剪切破壞,也就是
要求墻肢和連梁的設(shè)計符合強剪弱彎的原則,同時要求連梁的屈服要
早于墻肢的屈服,而且要求墻肢和連梁具有良好的延性。
注意事項
因此在實際工程中要使連梁設(shè)計滿足強剪弱彎的原則就必須考慮以下
幾個方面:關(guān)于連梁剛度的折減。連梁由于跨高比小,與之相連的墻
肢剛度大等原因,在水平力作用下的內(nèi)力往往很大,連梁屈服時表現(xiàn)
為梁端出現(xiàn)裂縫,剛度減弱,內(nèi)力重分布。因此在開始進行結(jié)構(gòu)整體計
算時,就需對連梁剛度進行折減。根據(jù)《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)
計與施工規(guī)程》第417條規(guī)定:“在內(nèi)力與位移計算中,所有構(gòu)件
均可采用彈性剛度,在框架一剪力墻結(jié)構(gòu)中,連梁的剛度可予以折減,
折減系數(shù)不應(yīng)小于0.50。”一般在實際設(shè)計中我們在0.50—1之間取
值,以符合截面設(shè)計的要求?!陡邔咏ㄖ炷两Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》
JGJ3-2010的5.2.1條文說明指出對于重力荷載、風荷載作用效應(yīng)計算
不宜考慮連梁剛度折減;對有地震作用效應(yīng)組合工況,均可考慮連梁
剛度折減??冢荨督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》GB50011-2010的6.2.13條文說
明2指出計算位移時,連梁剛度可不折減。[2]
加連梁跨度減少高度。在連梁設(shè)計中,剛度折減后,仍可能發(fā)生連梁
正截面受彎承載力或斜截面受剪承載力不夠的情況,這時可以增加洞
口的寬度,以減少連梁剛度。減少了結(jié)構(gòu)的整體剛度,也就減少了地
震作用的影響,使連梁的承載力有可能不超限。如果只是部分連梁超
筋或超限,則可采取調(diào)整連梁內(nèi)力來解決。調(diào)整的幅度不宜大于20%,
且連梁必須滿足“強剪弱彎”的要求。
增加剪力墻厚度。亦即增加連梁的截面寬度,其結(jié)果一方面由于結(jié)構(gòu)
整體剛度加大,地震作用產(chǎn)生的內(nèi)力增加,另方面連梁的受剪承載
力與寬度的增加成正比。由于該片墻厚增加以后,地震所產(chǎn)生的內(nèi)力
并不按墻厚增加的比例分配給該片剪力墻,而是小于這個比例,因此
有可能使連梁的受剪承載力不超限。
提高混凝土等級。混凝土等級提高后,結(jié)構(gòu)的地震作用影響增加的比
例遠小于混凝土受剪承載力提高的比例,有可能使連梁的受剪承載力
不超限。
地震區(qū)高層建筑的剪力墻連梁,在進行了上述調(diào)整后,仍有部分不符
合承載力要求時,可取連梁截面的最大剪壓比限值確定剪力。然后按
“強剪弱彎”的要求,配置相應(yīng)的縱向鋼筋。此時,如果不能保證連梁
在大震時的延性要求,應(yīng)重新計算整個結(jié)構(gòu),必要時調(diào)整結(jié)構(gòu)布置,
使連梁的承載力符合要求。
上述各種措施中,在能滿足整體剛度的情況下,可先采用剛度折減,
如仍超限可采用其余各種措施。
配筋計算
根據(jù)《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工規(guī)程》,在連梁設(shè)計方面,
對于連梁非抗震設(shè)計,抗震設(shè)計時跨高比大于2.5及小于2.5兩種情
況,在截面受剪承載力及配筋方面均有不同規(guī)定。
在結(jié)構(gòu)計算時這類連梁往往發(fā)生受剪承載力的超限,這時可以將受力
筋均勻布置,同時考慮到連梁以承載水平荷載為主,支座彎矩主要由
水平荷載引起,在反復(fù)的水平荷載作用下支座截面上、下受拉筋面積
相近,可以采用截面對稱配筋。在連梁配筋中,配置平行筋往往導(dǎo)致
斜向受拉破壞或由于箍筋過量而發(fā)生剪切滑移破壞,這些破壞將導(dǎo)致
連梁的滯回曲線變壞,耗能能力下降。若采用菱形配筋方式,可以克服
這些不足之處。
其他信息
高層建筑剪力墻連梁的設(shè)計受很多因素的制約。連梁的內(nèi)力和剪力墻
的多少、每片剪力墻的水平力大小、連梁的剛度、與之相連的墻肢剛
度等都有關(guān)。因此在設(shè)計時,問題是比較復(fù)雜的,設(shè)計時要把互相制
約的因素統(tǒng)一協(xié)調(diào),以取得比較理想的結(jié)果。
PKPM建模
PM建模十不要
1.平面節(jié)點不要過密,出現(xiàn)200的短梁,300的短墻。
2.豎向同構(gòu)件上下層節(jié)點不要不齊。
3.偏心構(gòu)件不要偏到相鄰節(jié)點上。
4.布墻處上下層節(jié)點不要不對應(yīng)一致。
5.墻不要懸空。
6.兩節(jié)點上有弧梁時不要不在中間加一節(jié)點。
7.不要將斜桿端點布在層間。
8.不要用層間梁當錯層梁用。
9.不要忘了一個柱截面內(nèi)有多個節(jié)點時將梁布通至柱節(jié)點。
10.不要跨節(jié)點布洞。
11.不要用軸線拉伸和平移在已輸入荷載的情況下改模。
Pm建模不可忽略的幾種操作
1.取數(shù)布置,任意點取一種已定義構(gòu)件后,點取數(shù),再點已布的想要
再布的構(gòu)件即可
2.tab鍵準確輸入第一點和在非捕捉狀態(tài)轉(zhuǎn)換到捕捉狀態(tài)。
3按住Ctrl,按住左鍵拖動即可查看各個角度的三維顯示。
4.各種編緝復(fù)制和布置等效。
5.右鍵單擊修改。指向構(gòu)件。
6.右鍵重復(fù)命令??瞻滋?/p>
7.不明白操作請查手人建模和改模最好不要用拉伸和平移命令,因
為如果使用這兩個命令,導(dǎo)致構(gòu)件對位關(guān)系文件破壞,荷載無法以座
標關(guān)系對位,要求改由構(gòu)件編號對位,這種情況軟件商要求認真審查
校核荷載。
PMCAD中網(wǎng)格、節(jié)點與構(gòu)件之間的關(guān)系柱只能布到一個節(jié)點上,
與此節(jié)點相關(guān)的梁荷會傳到這根柱上。?個網(wǎng)格上只能布一根梁或墻。
構(gòu)件屬于網(wǎng)格或節(jié)點,任意偏心的布置方式,也不能脫離所屬網(wǎng)格或
節(jié)點正反舉兩個例子:比如一個網(wǎng)格上布了一根梁,網(wǎng)端節(jié)點上有柱
子,當梁偏心布到柱截面以外時,這根梁仍屬這兩柱,荷載仍傳在了
柱上,與實際不一致,建模錯誤。又如一根梁用偏心方式偏過到了不
是此梁網(wǎng)格節(jié)點的另兩節(jié)點的柱上,荷載仍導(dǎo)在布梁網(wǎng)格的兩端節(jié)點
的構(gòu)件上,不會導(dǎo)在因偏布相連的構(gòu)件上。總之,網(wǎng)格節(jié)點與構(gòu)件間
存在一一對應(yīng)關(guān)系,構(gòu)件間的支承導(dǎo)荷關(guān)系也是構(gòu)件所屬網(wǎng)格節(jié)點的
關(guān)系。任意偏心布置也不能脫離這種關(guān)系的限制所以偏心布置構(gòu)件要
注意網(wǎng)格和節(jié)點所含構(gòu)件截面間合理支承連接。此點對一個pkpm使
用者至關(guān)重要,請仔細體會。
PMCAD錯層結(jié)構(gòu)的建模討論
1.軟件原理:如果取平均層高或按梁錯層建模,錯層樓板按同一層樓
板對待,如果分兩層建模,其樓板作為兩層獨立樓板計算。樓層質(zhì)量
陣維的變化引起地震作用對應(yīng)構(gòu)件改變,從而內(nèi)力計算及分配結(jié)果也
改變。
2.建模原則:小錯層(小于梁高或500)按錯層上下層平均層高建模,
梁按錯層梁定標高。大錯層人為分兩層建模。
3.框架結(jié)構(gòu):錯層小于500,按梁布置方式實現(xiàn)。500---1000可按平均
層高法和梁錯層一起實現(xiàn)以減小誤差,但要注意錯層相接部位不要形
成短柱,以增大梁高解決。大于1000要按兩層建模。
4.墻結(jié)構(gòu):小于1000按平均層高法,大于1000分兩層輸入。
5.具體工程要具體分析,不能一刀切。當錯層面積比很小時,可以簡
化一點,概念設(shè)計加強一下。
6.梁布置一定要注意因錯層導(dǎo)致其上的梁或柱懸空,引起丟失荷載。
墻下一定要有梁,否則無法導(dǎo)荷。布完后對照三維圖好好檢查。
7.分兩層建模的,要按復(fù)雜高層、總剛法計算。簡化為一層的小錯層
按一般結(jié)構(gòu)計算,側(cè)剛法還是總剛法看具體情況選擇。
PMCAD改模應(yīng)注意的問題
1.改模是指PMCAD前三步都走完的情況等。
2.輸入了梁墻荷載后,如果再做修改節(jié)點,刪補等,相關(guān)節(jié)點相連的
桿件的荷載將作等效,替換,合并或拆分。此時應(yīng)核對相關(guān)的荷載。
由于節(jié)點改動,次梁樓面信息和樓面荷載傳導(dǎo)信息將發(fā)生丟失或出錯,
要對相關(guān)部位的二三步進行查對。
3.替換桿件原輸入荷載不會丟,刪除重布則丟失,要重布。
4.如果結(jié)構(gòu)標準層增加,新加的標層樓面布置信息要補定義,否則沒
有布置信息。
5..如果結(jié)構(gòu)標準層增加,新加的標層樓面荷載傳導(dǎo)計算第三步要補定
義,否則,沒定義過。
6.如果改模時用了平移,拉伸,鏡相等命令,在樓面信息里取保留原
荷載,則桿件荷載改由按桿號對位,要認真校對荷載。如果想避免按
桿號對位仍由節(jié)點對位,就選第一次輸入,重新走第三步就行了。
PMCAD構(gòu)件定義概念
1.柱,偏心或軸心受壓構(gòu)件
2.主梁,樓面梁,參與地震分析
3.次梁,樓面梁,不參與地震分析,主次梁其它區(qū)別另有貼說明
4.層間梁,非樓面梁,在三維有限元程序中計入了對相連構(gòu)件剛度的
影響,但沒有此構(gòu)件的分析結(jié)果。
5.斜桿。軸力構(gòu)件,不能用于偏壓構(gòu)件,用于斜柱,支撐等,不論用
在啥地方,要清楚,只能做軸力構(gòu)件。
6.錯層斜梁,樓面主梁用
7.墻,洞口
8.節(jié)點問題要認真對待
PM中荷載導(dǎo)算的技術(shù)條件里的支撐點術(shù)語解釋
1.支撐點,系指與下層相連的墻或柱,并非指節(jié)點。兩節(jié)點之間的一
段墻為一個支撐點,一個柱為一個支撐點。
2.上層墻荷下傳的原則是,據(jù)上層墻找出包含在其左右節(jié)點中的下層
的所有節(jié)點。找出這些節(jié)點中的支撐點數(shù)n,當n大于等于2,線分上
層墻荷到下層相關(guān)豎向桿件,當n小于等于1,將上層墻當作梁和下
層梁一起以梁系法下傳給下層相關(guān)豎向桿件。當n等于0,就成了墻
懸空,此時必須在有墻位置的下層布梁才能將荷載導(dǎo)下去,否則丟失
荷載。
徹底認識PM的標準層概念
1.結(jié)構(gòu)布置相同,指梁柱墻挑板洞口的平面布置相同,不包括柱長,
墻高等豎向構(gòu)件的長度信息。
2.輸入荷載相同,不包括樓面荷載。
3.相同標準層是指上下緊鄰連續(xù)的樓層。不連續(xù)時即使1,2相同也不
是一個標準層,要重定義。
4.同一荷載層是指樓層相鄰樓面荷載相同的層。否則要重定義。
5.pkpm實現(xiàn)了樓面荷載,結(jié)構(gòu)布置,層高的分離,有利于快速靈活地
建立計算模型。
6.總結(jié):結(jié)構(gòu)布置相同,輸入荷載相同,連續(xù)相鄰的樓層為同一標準
層。
PM建模中次梁按主梁輸和按次梁輸?shù)膮^(qū)別
(一)導(dǎo)荷方式相同
這兩種輸入方式形成的次梁均可將樓板劃分成雙向或單向板,以雙向
或單向板的方式進行導(dǎo)荷。
(二)空間作用不同
1.梁按次梁輸時,輸入的次粱僅僅將其上所分配的荷載傳遞到主梁上,
次梁本身的剛度不代入空間計算中,即對結(jié)構(gòu)的剛度、周期、位移等
均不產(chǎn)生影響。
2.次梁按主梁輸時,輸入的次梁本身的剛度參與到空間計算中,即對
結(jié)構(gòu)的剛度、周期、位移等均會產(chǎn)生影響。
(三)內(nèi)力計算不同
1.梁按次梁輸時,次梁的內(nèi)力按連續(xù)梁方式一次性計算完成,主梁是
次梁的支座。
2.次梁按主梁輸時,程序不分主次梁,所有梁均為主梁。梁的內(nèi)力計
算按照空間交叉梁系方式進行分配。即根據(jù)節(jié)點的變形協(xié)調(diào)條件和各
梁線剛度的大小進行計算。主梁和次梁之間沒有嚴格的支座關(guān)系。
工程實例
⑴本工程實例主要用于說明為什么有些懸挑梁在計算時沒有按懸挑梁
計算?該工程局部懸挑梁的布置如圖1所示(圖略,圖1顯示的局部
懸挑梁布置是平行的三道梁,上下兩道為框架梁,中間為支承在另一
方向上的框架梁上的連續(xù)梁,均有挑梁)。
(2)計算結(jié)果
如上圖所示,從主框架梁中間懸挑出去的梁端負筋明顯小于從柱懸挑
出去的梁端負筋。以下是這兩種梁的內(nèi)力計算結(jié)果:
表1圖中中間懸挑梁內(nèi)力值
截面號/I/1/2/3/4/5/6/7/J/
-M/-61.0/-52.2/-43.9/-36.3/-29.8/-24.3/-19.6/-15.6/-12.4/
TopAst/652/652/652/652/652/652/652/652/652/
+M/0.0/0.8/1.5/1.9/2.1/1.9/1.5/0.8/0.0/
BtmAst/652/652/652/652/652/652/652/652/652/
Shear/40.0/38.2/35.6/32.2/27.9/23.7/20.2/17.6/15.9/
Asv/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/
表2圖中下部懸挑梁內(nèi)力值
截面號/I/1/2/3/4/5/6/7/J/
-M/-61.0/-52.2/-43.9/-36.3/-29.8/-24.3/-19.6/-15.6/-12.4/
TopAst/652/652/652/652/652/652/652/652/652/
+M/0.0/0.8/1.5/1.9/2.1/1.9/1.5/0.8/0.0/
BtmAst/652/652/652/652/652/652/652/652/652/
Shear/40.0/38.2/35.6/32.2/27.9/23.7/20.2/17.6/15.9/
Asv/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/61.4/
力分析
通過梁的內(nèi)力文件可以看出,從主框架梁中間懸挑出去的梁端負彎矩
明顯小于從柱懸挑出去的梁端負彎矩。這主要是因為當這兩種懸懸挑
梁都按主梁輸時,梁的內(nèi)力計算按照空間交叉梁系方式進行計算。由
于柱的線剛度大,變形小,因此對懸挑梁的約束能力強,則相應(yīng)的梁
端負彎矩大。而主框架梁的平面外抗扭剛度小,變形大,因此對懸桃
梁的約束能力低,則相應(yīng)的梁端負彎矩就小。
PM建模為什么要避免短梁
1.軟件明確提出網(wǎng)格長度小于200上的梁,其實這只是軟件上的一個
劃分點。做結(jié)構(gòu)的要徹底了解短梁(長度不大的梁)存在對分析結(jié)果
的影響。
2.不論主梁還是次梁,在建模時只要你按主梁輸入,其實在有限元分
析時沒有主次梁之分,變形協(xié)調(diào)是唯一的分析原則。
3.主梁被另一方向上的梁節(jié)點打斷后如果在有限元里就是兩根梁了,
因為變形協(xié)調(diào),梁與梁相交點其實是互為支承,不存在主次關(guān)系。短
梁線剛度很大,導(dǎo)致吸收過大地震力,形成剪扭超限,相應(yīng)地也影響
了其它梁的抗震安全,從而降低了整體結(jié)構(gòu)分析精度。
4處理短梁的方式,發(fā)揮構(gòu)件可以任意偏心的特點,避免近矩離軸線;
建模時按次梁輸入,使次梁不參加整體分析;
根據(jù)實際情況做簡化處理結(jié)構(gòu)建模同時要避免短墻,因為短墻小于等
于300時將被忽略,不存在,導(dǎo)致墻元出口上下不連續(xù),無法對位。
引起導(dǎo)荷錯誤,分析錯誤。
短柱
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中按內(nèi)力計算值得到的剪跨比/()不大于2、以及
反彎點在柱子高度中部且柱凈高與截面高度之比/h不大于4的柱稱
為短柱。(實際工程中,應(yīng)注意由于實心粘土磚填充墻對框架柱的約束,
如:框架柱間砌筑不到頂?shù)母魤Α⒋伴g墻以及樓梯間休息平臺使框架
柱變成短柱)。
短柱的變形特征為剪切型,在地震作用時,容易發(fā)生脆性破壞,導(dǎo)
致結(jié)構(gòu)的嚴重破壞甚至倒塌。設(shè)計時,對于短柱的抗震驗算,其軸壓
比限值比一般柱降低0.05,抗震等級為一級時每側(cè)縱向鋼筋配筋率不
宜大于1.2%,應(yīng)使其剪力設(shè)計值滿足規(guī)范6.2.9條式6.2.9-2的要求;
構(gòu)造方面,箍筋應(yīng)沿柱子全高加密,間距不應(yīng)大于100mm,宜采用復(fù)
合螺旋箍或井字復(fù)合箍,其體積配箍率不應(yīng)小于1.2%,9度時不應(yīng)小
于1.5%,梁柱節(jié)點核芯區(qū)的體積配箍率不小于柱端的較大值(體積配
筋率計算時,可以計入在節(jié)點有效寬度范圍內(nèi)的梁的縱向鋼筋)。對于
剪跨比小于1.5的超短柱要專門研究,如采取增設(shè)交叉斜筋、外包鋼
箍、設(shè)置型鋼或?qū)⒖拐鸨∪鯇愚D(zhuǎn)移到相鄰的一般樓層等合理并經(jīng)驗證
有效的構(gòu)造措施,防止短柱剪切(或粘著)破壞,增加其耗能能力。
短柱(概念的延伸)
短柱的正確判定
規(guī)程[1]和規(guī)范[2]都規(guī)定,柱凈高H與截面高度h之比H/h<
4為短柱,工程界許多工程技術(shù)人員也都據(jù)此來判定短柱,這是一個
值得注意的問題。因為確定是不是短柱的參數(shù)是柱的剪跨比入,只有
剪跨比X=M/Vh<2的柱才是短柱,而柱凈高與截面高度之比H/
hg4的柱其剪跨比入不一定小于2,亦即不一定是短柱。按H/hg
4來判定的主要依據(jù)是:①入=M/Vh<2;②考慮到框架柱反彎點
大都靠近柱中點,取M=0.5VH,則入=M/Vh=0.5VH/V
h=0.5H/h<2,由此即得H/h04。但是,對于高層建筑,梁、
柱線剛度比較小,特別是底部兒層,由于受柱底嵌固的影響且梁對柱
的約束彎矩較小,反彎點的高度會比柱高的?半高得多,甚至不出現(xiàn)
反彎點,此時不宜按H/h$4來判定短柱,而應(yīng)按短柱的力學定義--
剪跨比X=M/Vh$2來判定才是正確的。
框架柱的反彎點不在柱中點時,柱子上、下端截面的彎矩值大小就不
一樣,即Mt#Mb。因此,框架柱上、下端截面的剪跨比大小也是不
一樣的,即Xt=Mt/Vh^Xb=Mb/Vho此時,應(yīng)采用哪一
個截面的剪跨比來判斷框架柱是不是屬于短柱呢?筆者認為,應(yīng)該采
用框架柱上、下端截面中剪跨比的較大值,即取X=max(入t,X
b)。其理由如下:框架柱的受力情況有如一根受有定值軸壓力的連續(xù)
梁,柱高Hn相當于連續(xù)梁的剪跨a,已有的試驗研究結(jié)果表明[1
0]:對于剪跨a不變的連續(xù)梁,當截面上、下配置的縱筋相同時,剪
切破壞總是發(fā)生在彎矩較大的區(qū)段;對于框架柱,臨界斜裂縫也總是
發(fā)生在彎矩較大的區(qū)段。
事實上,在柱高Hn或連續(xù)梁剪跨a的范圍內(nèi),最大剪跨比是出現(xiàn)在
彎矩較大區(qū)段上的。鋼筋碎構(gòu)件的抗剪承載力是隨剪跨比九增大而降
低的。所以,同樣條件下,彎矩較大區(qū)段的截面抗剪承載力要比彎矩
較小區(qū)段的小,在荷載作用下,如果發(fā)生剪切破壞,就只能是在彎矩
較大區(qū)段上。用來判斷框架柱是否屬于短柱的剪跨比X當然應(yīng)是可能
發(fā)生剪切破壞截面的剪跨比Xo
一般情況下,在高層建筑的底部幾層,框架柱的反彎點都偏上,即M
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