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底框砖混结构设计

发布于:2017-03-14 15:41:14 来自:建筑设计/居住建筑设计 [复制转发]
砖混底框的设计
(一)“按经验考虑墙梁上部作用的荷载折减”
⑴由于墙梁的反拱作用,使得一部分荷载直接传给了竖向构件,从而使墙梁的荷载降低。
⑵若选择此项,则程序对所有的托墙梁均折减,而不判断该梁是否为墙梁。
(二)“按规范墙梁方法确定托梁上部荷载”
⑴若选择此项,则则程序自动判断托墙梁是否为墙梁,若是墙梁则自动按照规范要求计算梁上的荷载,若不是墙梁则按均布荷载方式加到梁上。
⑵若同时选择“按经验考虑墙梁上部作用的荷载折减”和“按规范墙梁方法确定托梁上部荷载”两项,则程序对于墙梁则执行“按规范墙梁方法确定托梁上部荷载”,对于非墙梁则执行“按经验考虑墙梁上部作用的荷载折减”。

(三)“底框结构剪力墙侧移刚度是否应该考虑边框柱的作用”
若选择此项,则程序在计算侧移刚度比时,与边框柱相连的剪力墙将作为组合截面考虑。否则程序分别计算墙、柱侧移刚度。
一般而言,对混凝土抗震墙可选择考虑边框柱的作用,对砖抗震墙可选择不考虑边框柱的作用。
(四)混凝土墙与砖墙弹性模量比的输入
⑴适用范围:混凝土墙与砖墙弹性模量比只有在该结构在某一层既输入了混凝土墙,又输入了砖墙时才起作用。
⑵物理意义:混凝土墙与砖墙的弹性模量比。
⑶参数大小:该值缺省时为3,大小在3~6之间。
⑷如何填写:一般而言,混凝土墙的弹性模量是砖墙的10倍以上。如果是同等墙厚,则混凝土墙的刚度就是砖墙的10倍以上。但实际上,在结构设计时,一方面混凝土墙的厚度小于砖墙,从而使混凝土墙的刚度有所降低;另一方面,在实际地震力作用下混凝土墙所受的地震力是否就是砖墙的10倍以上还是未知数,因此我们不能将该值填得过高。
(五)砖混底框结构风荷载的计算
⑴TAT软件可以直接计算风荷载。
⑵SATWE软件不可以直接计算风荷载,需要设计人员在特殊风荷载定义中人为输入。
(六)砖混底框不计算地震力时该如何设计?
⑴目前的PMCAD软件不能计算非抗震的砖混底框结构。
⑵处理方法:
①设计人员可以按6度设防计算,砖混抗震验算结果可以不看。
②砖混抗震验算完成后执行SATWE软件进行底框部分内力的计算。
⑶处理方法的基本原理:
①一般来说,砖混底框结构,按6度设防计算时地震力并非控制工况。
②对于构件的弯矩值,基本上都是恒+活载控制;剪力值,有可能某些断面由地震力控制,但该剪力值的大小与恒+活载作用下的剪力值相差也不会很大。直接用该值设计首先肯定安全,其次误差很小。
③如果个别构件出现其弯矩值和剪力值由地震力控制,这种情况一般出现在结构的外围构件中。设计人员或者直接使用该值进行设计,误差不大,或者作为个案单独处理。
砖混底框结构刚度比的计算与调整方法探讨
A)规范要求
《建筑抗震设计规范》第7.1.8条第3款明确规定:底层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向,第二层与底层侧向刚度的比值,6、7度时不应大于2.5,8度时不应大于2.0,且均不应小于1.0。
《建筑抗震设计规范》第7.1.8条第4款明确规定:底部两层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向,底部与底部第二层侧向刚度应接近,第三层与底部第二层侧向刚度的比值,6、7度时不应大于2.0,8度时不应大于1.5,且均不应小于1.0。
B)规范精神
⑴由于过渡层为砖房结构,受力复杂,若作为薄弱层,则结构位移反应不均匀,弹塑性变形集中,从而对抗震不利。
⑵充分发挥底部结构的延性,提高其在地震力作用下的抗变形和耗能能力。
C)PMCAD对混凝土墙体刚度的计算
⑴对无洞口墙体的计算
①如果墙体高宽比M<1.0,则只计算剪切刚度,计算公式为(略)
②如果墙体高宽比M>1.0,则需计算剪弯刚度,计算公式为(略)
⑵对小洞口墙体的计算
①小洞口墙体的判别标准 α=(略)≤0.4
②目前的PMCAD软件,对于砖混底框结构,只允许开设小洞口的剪力墙。对于α≥0.6或洞口高度大于等于0.8倍墙高的大洞口剪力墙,则只能分片输入。
③PMCAD软件根据开洞率按照《抗震规范》表7.2.3乘以墙段洞口影响系数计算小洞口剪力墙的刚度。
D)工程算例:(例子还有图形等,未录入)本例通过不改变剪力墙布置而用剪力墙开竖缝的方法来满足其刚度比的要求。(略)
E)设竖缝的剪力墙墙体的构造要求
⑴竖缝两侧应设置暗柱。
⑵剪力墙的竖缝应开到梁底,将剪力墙分乘高宽比大于1.5,但也不宜大于2.5的若干个墙板单元。
⑶对带边框的低矮钢筋混凝土墙的边框柱的配筋不应小于无钢筋混凝土抗震墙的框架柱的配筋和箍筋要求。
⑷带边框的低矮钢筋混凝土墙的边框梁,应在竖缝的两侧1.5倍梁高范围内箍筋加密,其箍筋间距不应大于100mm。
⑸竖缝的宽度可与墙厚相等,竖缝处可用预制钢筋混凝土块填入,并做好防水。
F)底部框架-剪力墙部分为两层的砖混底框结构,可以通过开设洞口的方式形成高宽比大于2的若干墙段。
注:本条因为文字编辑的原因略去了一些公式,这些公式可以从其他一些书上看到。
剪切、剪弯、地震力与地震层间位移比三种刚度比的计算与选择
(一)地震力与地震层间位移比的理解与应用
⑴规范要求:《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条均规定:其楼层侧向刚度不宜小于上部相邻楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。
⑵计算公式:Ki=Vi/Δui
⑶应用范围:
①可用于执行《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条规定的工程刚度比计算。
②可用于判断地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端。
(二)剪切刚度的理解与应用
⑴规范要求:
①《高规》第E.0.1条规定:底部大空间为一层时,可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化,γ宜接近1,非抗震设计时γ不应大于3,抗震设计时γ不应大于2。计算公式见《高规》151页。
②《抗震规范》第6.1.14条规定:当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之比不宜小于2。其侧向刚度的计算方法按照条文说明可以采用剪切刚度。计算公式见《抗震规范》253页。
⑵SATWE软件所提供的计算方法为《抗震规范》提供的方法。
⑶应用范围:可用于执行《高规》第E.0.1条和《抗震规范》第6.1.14条规定的工程的刚度比的计算。

(三)剪弯刚度的理解与应用
⑴规范要求:
①《高规》第E.0.2条规定:底部大空间大于一层时,其转换层上部与下部结构等效侧向刚度比γe可采用图E所示的计算模型按公式(E.0.2)计算。γe宜接近1,非抗震设计时γe不应大于2,抗震设计时γe不应大于1.3。计算公式见《高规》151页。
②《高规》第E.0.2条还规定:当转换层设置在3层及3层以上时,其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60%。
⑵SATWE软件所采用的计算方法:高位侧移刚度的简化计算
⑶应用范围:可用于执行《高规》第E.0.2条规定的工程的刚度比的计算
(四)《上海规程》对刚度比的规定
《上海规程》中关于刚度比的适用范围与国家规范的主要不同之处在于:
⑴《上海规程》第6.1.19条规定:地下室作为上部结构的嵌固端时,地下室的楼层侧向刚度不宜小于上部楼层刚度的1.5倍。
⑵《上海规程》已将三种刚度比统一为采用剪切刚度比计算。


PKPM对底层框架上部砖房结构的设计过程是:1. 用PMCAD主菜单8作整体结构分析并得出底框的地震力;2. 用PMCAD主菜单4对底层框架部分逐个提取每榀框架;3. 用PK的平面杆系有限元分析功能逐个计算每榀框架,并用PK其它菜单画底框施工图。以上的方法对底框部分的计算及绘图效率都较低,SATWE软件新增了底框结构空间分析功能,并提供了两种分析方法:方法一,接PMCAD主菜单8的规范算法,即“建筑抗震设计规范GB50011-2001”规定的简化方法。它将计算分为两步,第一,仍用PMCAD主菜单8的基底剪力法作整体结构分析并得出底框层的地震力,其次,将上部砖房与底部框架分离开,并使底部框架接收上部砖房传来的恒荷载、活荷载及地震力〔包括倾覆力矩〕,最后,仅对底框部分用SATWE进行空间分析。
方法二,有限元整体算法。将上部砖房和底框作为一个整体,考虑砖混底框结构的特点,采用空间组合结构有限元方法进行分析,这种方法也适用于其它各种砌体结构。用以上两种方法计算后,对底框部分的画图可以用SATWE接力PK画图方式,即全楼归并后的成批挑选梁柱画图。对梁的画图程序自动加上底框构造。比以前的底框画图方式要灵活的多了。下面就SATWE软件的应用作如下归纳:一、操作流程 在PKPM系列CAD软件中,PMCAD是结构部分的基础模块,通过PMCAD的建模功能(主菜单1、2、3)形成结构的几何数据和荷载数据文件,其它软件模块均要读取上述两组文件。1. PMCAD主菜单8的砖混底框抗震验算对于底框结构,完成结构建模以后,首先要执行PMCAD主菜单8,进行砖混底框结构的抗震验算,其主要是完成以下两项工作:l 按基底剪力法计算结构的地震作用(地震剪力和倾覆力矩),并对上部砖房进行抗震验算。l 竖向导荷计算,把上部砖房的恒、活荷载和自重按支承几何关系传递到底框部分,作为底框部分空间分析的外荷载。在PMCAD的这步操作中,有关参数的含义和作用可参见PMCAD说明书,其中“考虑墙梁作用的上部荷载折减系数”是一个重要系数,在底框部分空间分析中还要用到。PMCAD有关底框结构的操作界面如图一:2. 底层框架结构空间分SATWE的析SATWE软件的操作步骤,有关参数的含义和作用可参见SATWE说明书,其中有三个控制参数应特别注意,如图二示:第一个是“总信息”中的“结构材料信息”,在进行底框结构空间分析时应将其设定为“砌体结构”;第二个是“砌体结构信息”中的“底部框架层数”,若为零则程序隐含认为该结构不是底框结构;第三个参数是“砌体结构信息”中的“底框结构空间分析方法”,这是一个控制开关,可选择“接PMCAD主菜单8的规范算法”或“有限元整体算法”,若选择“接PMCAD主菜单8的规范算法”,则程序仅对底框部分进行空间分析,在生成SATWE数据文件时,程序只形成底框部分(一层或两层)的几何信息和荷载信息,自动虑掉上部砖房部分信息;在结构分析时,自动读取PMCAD主菜单8为SATWE形成的底框部分的地震剪力,上部砖房传递给底框部分的地震剪力、倾覆弯矩、竖向荷载,以及考虑墙梁作用的上部荷载折减系数信息。若选择“有限元整体算法”,则将上部砖房和底框作为一个整体,采用空间组合结构有限元方法进行分析。这时,程序也要读取PMCAD主菜单8为SATWE形成的有关地震剪力调整信息和考虑墙梁作用的上部荷载折减系数信息。3. 绘制底框部分梁柱施工图底框梁的画图:用SATEW的三个菜单:梁归并、选择梁的数据、绘制梁的施工图。在执行“选择梁的数据”菜单时,对底框梁,一定要挑选底框梁所在的层号,并选择程序里的选项4(如图五),选择砖混底层框架梁。这样,在画施工图时,程序会自动按底框梁的构造要求画图。底框柱的画图:底框柱的画图操作方法同普通柱。二、应用注意事项对于底框结构,SATEW软件提供了两种分析方法:“接PMCAD主菜单8的规范算法”和“有限元整体算法”,在工程应用中,对于一般的底架结构,应选用“接PMCAD主菜单8的规范算法”,但对于一些特殊的底框结构,如多塔、或有抗震缝等,应人为地采用相应措施,或采用“有限元整体算法”。“有限元整体算法”不仅适用于底框结构,也适用于各种复杂的砌体结构,如内浇外砌、内框架结构、混凝土砌块等。作为一种辅助手段



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只看楼主 我来说两句
  • 漾洋
    漾洋 沙发
    谢谢楼主的分享
    2017-08-01 14:40:01

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    赞同0
  • qq_1499503340598
    学习学习,谢谢分享!!
    2017-07-30 12:12:30

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这个家伙什么也没有留下。。。

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