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PKPM計算分析高級篇(上)(結(jié)構(gòu)師必備技能,果斷分享)

更新時間:2019-01-24 13:27:54 來源:環(huán)球網(wǎng)校 瀏覽350收藏35

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摘要 作為一個高級的結(jié)構(gòu)師,應(yīng)該掌握復雜結(jié)構(gòu)的PKPM計算分析,這里面有很多的規(guī)范條文和參數(shù)需要理解,需要較長的實踐積累,但是計算分析中有7個比值,幾乎控制了結(jié)構(gòu)的方方面面,深入的理解并完整掌握這7個比值的應(yīng)用,是一個結(jié)構(gòu)師從初級到高級的必經(jīng)之路。
今天小編給大家整理下7個比值的知識。

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軸壓比

定義

柱(墻)軸壓比N/(fcA) 指柱(墻)軸壓力設(shè)計值與柱(墻)的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值乘積之比。

作用

影響墻柱抗震性能的主要因素之一,為了使墻柱具有很好的延性和耗能能力,規(guī)范采取的措施之一就是限制軸壓比。

規(guī)范

規(guī)范對墻肢和柱均有相應(yīng)限值要求, 見10 版高規(guī) 6.4.2 和7.2.13 。



軸壓比不滿足情況下的簡便調(diào)整方法

1、程序調(diào)整

SATWE程序不能實現(xiàn)。

2、人工調(diào)整

增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強度。

電算結(jié)果的判別與調(diào)整具體要點

1)抗震等級越高的建筑結(jié)構(gòu),其延性要求也越高,因此對軸壓比的限制也越嚴格。對于框支柱、一字形剪力墻等情況而言,則要求更嚴格??拐鸬燃壍突蚍强拐饡r可適當放松,但任何情況下不得小于1.05。

2)限制墻柱的軸壓比,通常取底截面(最大軸力處)進行驗算,若截面尺寸或混凝土強度等級變化時,還驗算該位置的軸壓比。SATWE驗算結(jié)果,當計算結(jié)果與規(guī)范不符時,軸壓比數(shù)值會自動以紅色字符顯示。

3)對于墻肢軸壓比的計算時,規(guī)范取用重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸壓力設(shè)計值(即恒載分項系數(shù)取1.2,活載分項系數(shù)取1.4)來計算其名義軸壓比,是為了保證地震作用下的墻肢具有足夠的延性,避免受壓區(qū)過大而出現(xiàn)小偏壓的情況,而對于截面復雜的墻肢來說,計算受壓區(qū)高度非常困難,故作以上簡化計算。

4)試驗證明,混凝土強度等級,箍筋配置的形式與數(shù)量,均與柱的軸壓比有密切的關(guān)系,因此,規(guī)范針對情況的不同,對柱的軸壓比限值作了適當?shù)恼{(diào)整。

5)當墻肢的軸壓比雖未超過上表中限值,但又數(shù)值較大時,可在墻肢邊緣應(yīng)力較大的部位設(shè)置邊緣構(gòu)件,以提高墻肢端部混凝土極限壓應(yīng)變,改善剪力墻的延

當為一級抗震(9度)時的墻肢軸壓比大于0.3,一級(8度)大于0.2,二級大于0.1時,應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件,否則可設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件,程序?qū)Φ撞考訌姴课患捌渖弦粚铀袎χ瞬烤醇s束邊緣構(gòu)件考慮。

剪重比

定義

剪重比:即最小地震剪力系數(shù)λ。

作用

主要是控制各樓層最小地震剪力,尤其是對于基本周期大于3.5S 的結(jié)構(gòu),以及存在薄弱層的結(jié)構(gòu)。

規(guī)范

出于對結(jié)構(gòu)安全的考慮,規(guī)范增加了對剪重比的要求主要為控制各樓層最小地震剪力,確保結(jié)構(gòu)安全性,見高規(guī)10版高規(guī)4.3.12。

軸壓比不滿足情況下的簡便調(diào)整方法

1、程序調(diào)整

在SATWE的“調(diào)整信息”中勾選“按抗震規(guī)范5.2.5調(diào)整各樓層地震內(nèi)力”后,SATWE按10抗規(guī)5.2.5自動將樓層最小地震剪力系數(shù)直接乘以該層及以上重力荷載代表值之和,用以調(diào)整該樓層地震剪力,以滿足剪重比要求。

2、人工調(diào)整

a)當?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角又偏大時,說明結(jié)構(gòu)過柔,宜適當加大墻、柱截面,提高剛度;

b)當?shù)卣鸺袅ζ蠖鴮娱g側(cè)移角又偏小時,說明結(jié)構(gòu)過剛,宜適當減小墻、柱截面,降低剛度以取得合適的經(jīng)濟技術(shù)指標;

c)當?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角又恰當時,可在SATWE的“調(diào)整信息”中的“全樓地震作用放大系數(shù)”中輸入大于1的系數(shù)增大地震作用,以滿足剪重比要求。

電算結(jié)果的判別與調(diào)整具體要點

1)對于豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)的薄弱層的水平地震剪力應(yīng)增大1.15 倍,即上表中樓層最小剪力系數(shù)λ應(yīng)乘以1.15 倍。當周期介于3.5S 和5.0S 之間時,可對于上表采用插入法求值。

2)對于一般高層建筑而言,結(jié)構(gòu)剪重比底層為最小,頂層最大,故實際工程中,結(jié)構(gòu)剪重比由底層控制,由下到上,哪層的地震剪力不夠,就放大哪層的設(shè)計地震內(nèi)力。

3)結(jié)構(gòu)各層剪重比及各樓層地震剪力調(diào)整系數(shù)自動計算取值,結(jié)果詳SATWE 周期、地震力與振型輸出文件。

4)各層地震內(nèi)力自動放大與否在調(diào)整信息欄設(shè)開關(guān);如果用戶考慮自動放大,SATWE 將在WZQ.OUT 中輸出程序內(nèi)部采用的放大系數(shù)。

5)六度區(qū)剪重比可在0.7%~1%取。若剪重比過小,均為構(gòu)造配筋,說明底部剪力過小,要對構(gòu)件截面大小、周期折減等進行檢查;若剪重比過大,說明底部剪力很大,也應(yīng)檢查結(jié)構(gòu)模型,參數(shù)設(shè)置是否正確或結(jié)構(gòu)布置是否太剛。

剛度比

定義

指結(jié)構(gòu)豎向不同樓層的側(cè)向剛度的比值(也稱層剛度比)。

作用

主要為了控制高層結(jié)構(gòu)的豎向規(guī)則性,以免豎向剛度突變,形成薄弱層。對于地下室結(jié)構(gòu)頂板能否作為嵌固端,轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)剛度能否滿足要求,及薄弱層的判斷,均以層剛度比作為依據(jù)。

規(guī)范

[抗規(guī)]與[高規(guī)]提供有三種方法計算層剛度,即剪切剛度(Ki=GiAi/hi)、剪彎剛度(Ki=Vi/Δi)、地震剪力與地震層間位移的比值(Ki=Qi/Δui)。見10抗規(guī)3.4.2,10版高規(guī)3.5.2與5.3.7與10.2.3;對于形成的薄弱層則按10版高規(guī)3.5.8予以加強。







軸壓比不滿足情況下的簡便調(diào)整方法

1、程序調(diào)整

如果某樓層剛度比的計算結(jié)果不滿足要求,SATWE自動將該樓層定義為薄弱層,并按10版高規(guī)3.5.8將該樓層地震剪力放大1.25倍。

2、人工調(diào)整

如果還需人工干預,可適當降低本層層高和加強本層墻、柱或梁的剛度,適當提高上部相關(guān)樓層的層高和削弱上部相關(guān)樓層墻、柱或梁的剛度。

電算結(jié)果的判別與調(diào)整具體要點

1)規(guī)范對結(jié)構(gòu)層剛度比和位移比的控制一樣,也要在剛性樓板假定條件下計算。對于有彈性板或板厚為零的工程,應(yīng)計算兩次,在剛性樓板假定條件下計

2)層剛比計算及薄弱層地震剪力放大系數(shù)的結(jié)果詳建筑結(jié)構(gòu)的總信息WMASS.OUT。

3)對于上述三種計算層剛度的方法,我們應(yīng)根據(jù)實際情況進行選擇:對于底部大空間為一層時或多層建筑及磚混結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇“剪切剛度”;對于底部大空間為多層時或有支撐的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇“剪彎剛度”;而對于通常工程來說,則可選用第三種規(guī)范建議方法,此法也是SATWE 程序的默認方法。


 

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