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计算参数常见问题

发布于:2022-08-26 15:06:26 来自:建筑设计/居住建筑设计 [复制转发]

1、连梁壳元控制参数


连梁定义为壳元和杆元,对层间位移角影响约为1/100。关键参数是墙元控制跨高比,而不是前处理中的指定为连廊。建议在计算简图中检查,不合理处返回修改。

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2、连梁超筋


连廊超筋有多种调整措施,如连梁折减系数(推荐,但小震不小于0.6)、连梁长度(推荐,增加连梁长度可有效减小剪力)、点铰(对整体高度影响较大,可局部使用,转换层上一层梁可通过点铰弱化保证被转换墙不超筋


3、转换梁抗扭刚度折减系数0.8


一般梁抗扭折减系数取0.4,转换梁处于保守考虑取0.8。YJK、PKPM之类的常规软件在模拟转换梁的时候,主要是扭矩考虑不准确,用有限元软件复核转换梁主要也是复核扭矩效应。


4、底部嵌固楼层刚度比


转换层下一层层高较高时,常出现刚度比不够的情况。如在地上二层转换,转换层下一层恰为底部嵌固层(在地下室顶板嵌固,地上一层称为底部嵌固层),此情况因多加注意,与计算参数设置息息相关。
如下图,高规3.5.2-2规定的1.5倍,指的是不带地下室的情况,1F/2F(不带地下室时嵌固端对首层具有放大作用,通过将0.9放大到1.5来考虑此效应);带地下室时刚度模拟较真实,采用0.9即可。

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YJK:此选项执行的话按1.5倍换算,不执行按0.9倍换算。建议YJK带地下室计算时不执行,不带地下室时执行。如果点选错误,在转换层下一层死命加墙,刚度比都不会够。(参数开放)

PKPM:没有此选项,默认带地下室计算时不执行,不带地下室时执行。(参数不开放)

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5、柱剪跨比计算方法


框筒结构 的柱剪跨比不够时,采用通用方法后可能解决。通用方法是精确算法,通过内力真实反映柱子剪跨比,对于框筒结构中的框架柱,通用方法计算的剪压比一般比简化方法大,更容易满足。有些设计院对此有不同看法,如下

咨询公司:建议柱剪跨比按通用方式计算。

设计院回复:通用方式存在不同工况取值争议的问题,不调整。

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6、自动对层间受剪承载力突变形成的薄弱层放大调整


建议先不勾选,进行计算,这样对结构特性有真实把握,再人为判断勾不勾选。

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《抗震规范》3.4.3条和《高规》3.5.8条均对由于层间受剪承载力突变形成的薄弱层做出了地震作用放大的规定。由于计算受剪承载力需要配筋结果,因此需先进行一次全楼配筋设计,然后根据楼层受剪承载力判断后的薄弱层再次进行全楼配筋,这样会对计算效率有影响。因此软件提供该参数,勾选该项,则软件自动根据受剪承载力判断出来的薄弱层再次进行全楼配筋设计,如果没有判断出薄弱层则不会再次进行配筋设计。
《高规》3.5.3条文说明指出:柱的受剪承载力可根据柱梁端实配的受弯承载力按两端同时屈服的假定失效模式反算;剪力墙可根据实配钢筋按抗剪设计公式反算;斜撑的受剪承载力可计及轴力的贡献,应考虑受压屈服的影响。
对于混凝土柱、剪力墙受剪承载力的计算方法及楼层受剪承载力的统计方法,程序依据《建筑抗震鉴定标准》附录C执行;对于钢柱,程序采用材料的屈服强度来计算各种截面形式构件的上下两端的全塑性抵抗弯矩,进而计算其抗剪承载力。
对于支撑,程序按照其与Z轴的夹角大小,采用了三种方式来考虑其受剪承载力贡献,即按柱考虑、按斜杆考虑和不考虑其承载力贡献:
1、混凝土(型钢混凝土)构件,(1)当其与Z轴的夹角小于支撑临界角时,按普通柱的方式计算抗剪承载力;(2)大于支撑临界角且小于70度时,分别计算轴压承载力(参考砼柱轴压配筋公式)、轴拉承载力(只考虑混凝土截面内的钢筋、型钢或钢管的受拉承载力),取平均值,再向平面相应方向(x或y)投影;(3)大于70度时,不考虑其受剪承载力贡献;
2、钢构件,(1)当其与Z轴的夹角小于支撑临界角时,按钢柱的计算方法计算抗剪承载力;(2)大于支撑临界角且小于70度时,分别计算轴压承载力(欧拉临界力)、轴拉承载力,取平均值,再向平面相应方向(x或y)投影;(3)大于70度时,不考虑其受剪承载力贡献。

7、转换层上一层墙肢超筋


是比较常见的问题,解决的办法通常有:加大转换构件尺寸、加大墙肢厚度、连梁点铰、连梁设为实体等。但基本效果不明显。

有效处理措施:可将超筋墙肢抗震等级降一级

原因:高规10.2.4条,转换构件放大系数放大的是水平地震内力,从抗震概念出发,明确了转换构件不对重力引起的内力进行放大。7.2.6条,底部加部位剪力墙放大的是组合内力(包含重力)。转换层上一层墙肢组合内力中由重力引起的剪力占绝大部分(达70%-80%),从抗震角度讲,按7.2.6条放大后抗震富余度除了有放大的地震内力,还有放大的重力内力,富余度会非常大,导致转换层上一层墙肢抗剪超筋。因此可以通过降低抗震等级来缩小7.2.6的放大系数,在满足富余度的前提下,起到经济的作用。实际上做超限时,小中大震下构件抗剪承载力验算富余度也较大,不大反倒有问题。

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提醒:所有构件配筋需在非强刚下进行,对于转换层上一层墙肢,强刚计算时有时没有问题,但非强刚计算时,墙肢抗剪往往有问题。应注意此参数的点选,以免反复。

8、转换层构件超筋


在设计过程中,转换层构件(转换柱、转换梁)超筋大多与建模方式有关。先检查建模方式,建模方式不合适往往产生额外内力。可通过查看三维变形确定是否有问题。
常见情况: 1)转换柱节点选择不当,导致附加弯矩过大;2)转换梁轴线选取不当,导致附加外力过大;3)刚性杆设置不当,导致传力失真。

9、偶然偏心取值


《高规》4.3.3以建筑物总长度为基准,交代了偶然偏心取0.05倍建筑物总长度,此方法仅针对规则平面或局部突出的平面。

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《广东省高规》4.3.3条则以回转半径为基准,指出偶然偏心取0.1732倍回转半径,可用于不规则平面结构,适用范围较广。

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所以当在PKPM中看到有人用回转半径方法考虑偶然偏心时,不要再说人家有错。

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YJK仅按《高规》执行,不提供《广东省高规》方法。从这一点讲,YJK稍有落后。等效扭矩法和瑞利-里兹投影反应谱法,只是在实现方式上略有不同,其本质还是《高规》方法。

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与等效扭矩法相比,瑞利-里兹投影反应谱法具有以下优点:

(1)等效扭矩法是一种静力等效的方法,没有考虑振型耦合作用。而瑞利-里兹投影反应谱法近似地进行了振型重新分析,比较精确地求解了偏心后结构的特征值,其计算结果更接近完全重新分析。

(2)等效扭矩法需要对各偏心情况下的各模态进行静力分析和内力计算,与振型数量成倍数关系。瑞利-里兹投影反应谱法通过对原有结构的振型进行变换得到新的振型以及内力,内存占用以及计算时间大幅度减少。

10、自动计算动位移比例


建议自动计算。该 参数与《抗规》5.2.5条文说 明有关,根据结构基本自振周期在反应谱位置,确定剪力系数的取值大小。

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11、按层刚度比判断薄弱层方法


建议选“仅按高规”,对于非框架结构进行高度修正,更容易满足刚度比要求。换句话说抗规比高规更严格。
《抗震规范》表3.4.3-2中对侧向刚度不规则的判断条件为:该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%,或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%。
《高规》3.5.2条对侧向刚度比的规定区分框架和非框架结构,其中对框架结构的规定与《抗震规范》的规定一致,而框剪结构的规定有区分。

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12、叠合比


叠合比用来控制叠合柱内外混凝土不同期施工时的情况,对于同期施工的情况,叠合比填0。

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1)叠合柱概念

首先,叠合的依据究竟是什么呢?相比后浇部分, 先浇部分能够独立受力 ,这是叠合的一个重要条件。叠合还隐含了构件组成时在时间上的非同步性。即,同一个构件的新旧部分,在“浇筑”时间上, 存在一个时间差 。这个时间差如果小于混凝土的初凝时间,那就是整浇了。所以,只有时间差大于终凝时间,才会出现叠合。叠合梁、叠合板大家是比较熟悉的,叠合说的是新旧混凝土之间的叠合。
而叠合柱是一个异类,叠合柱与常规的叠合概念略有不同,它指的是内部钢管混凝土柱与外部钢筋混凝土之间的叠合。按照《钢管混凝土叠合柱结构技术规程》(CECS188:2005):叠合柱的内外组成部分既可不同期施工,也可同期施工。

2)叠合柱受力性能

叠合柱与型钢混凝土柱、钢管混凝土柱有一定相似性,但又有不同,更像是二者取长补短后的改良。相比型钢混凝柱,叠合柱含钢率更低(一级框柱,最小含钢率3%),承载力更高(意味着截面可以更小),这在对比建筑面积使用率的时候,具有较大优势。相比钢管混凝土柱,叠合柱具有更好的防火防腐性能,更低的用钢量。根据文献介绍,叠合柱的承载力比钢管混凝土柱高。

注:1)为何钢管混凝土柱承载力低于叠合柱呢?有一种解释是这样的:根据《高规》附录F,钢管混凝土柱由于长细比和偏心率的影响,轴心受压承载力双重折减,导致计算承载力降低。与此相对,叠合柱的管外混凝土可以约束钢管混凝土,钢管壁不会或推迟发生屈曲,承载力基本无需折减。同时,我在想另外一个问题。钢管混凝土柱的钢管,与叠合柱中钢管不同,前者还要承受弯矩引起的弯曲应力(发挥了叠合柱中纵筋的作用),钢管的应力状态更复杂,其对混凝土的围箍效应,是否会有所降低呢?

2)叠合柱的轴向受压承载力分为两部分,即管外钢筋混凝土的轴压承载力与钢管混凝土的轴压承载力,长细比折减仅对管外部分执行。以1.8m直径的框柱作为算例,均不考虑长细比及偏心率折减时,叠合柱与钢管混凝土柱的承载力计算值基本相同,考虑折减后,后者将小于前者。另外,叠合柱的含钢率为4.1%,而钢管混凝土柱的含钢率为5.3%。经过计算,4.1%含钢率的相同截面的型钢混凝土柱,其承载力为相应叠合柱的75%。

《材料力学》告诉我们,弯矩作用下,截面外侧应力最大,中部应力较小,所以我们应该尽量将材料放到截面外侧。而轴力作用下,截面均匀受力,材料应该平摊到截面上。叠合柱以强大的内芯——钢管混凝土柱,承受绝大部分的轴向压力,从而将外侧截面从均匀压应力中解放出来,这样外侧截面就可以专心对付弯曲应力。
为了将更大的轴向力分配给内部的钢管混凝土柱,这才有了先期施工的做法,相当于通过施工次序,给“内芯”一个预压应力。这便引申出一个叠合比的概念。
叠合比:核心钢管混凝土柱已承受的施工期竖向荷载所产生的轴压力设计值与叠合柱全部轴压力设计值的比值。 非同期施工相对麻烦,不少项目还是优先采用同期施工。对同期施工的叠合柱来说,叠合比等于0。

3)叠合比主要影响轴压比

根据 CECS188:2005,叠合柱的轴压比是指 管外混凝土的轴压比 。轴压比限值可按照普通钢筋混凝土来确定。很明显,叠合比会影响管外混凝土的轴力分担。如果框柱截面由轴压比控制,即可通过调节叠合比来改变计算轴压比。
《高规》关于轴压比的规定中,采用芯柱可将框柱轴压比限值提高0.05。柱内设置钢骨,轴向承载力可以提高,相对原截面,也可认为轴压比限值提高。其实,钢筋混凝土芯柱、叠合柱内芯、组合柱的钢骨都可改善构件轴压比,但叠合柱的套箍作用最有效。


知识点:计算参数常见问题

【pkpm学习课件】上部结构计算常见问题


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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

居住建筑设计

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