(转)实用pkpm参数设置
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PKPM参数设置PKPM(鹏凯测定物性分析与计算程序)是一种广泛应用于土木工程结构设计中的计算程序,它能够对结构进行受力分析、变形计算以及稳定性分析等,并可以根据需要进行参数设置。
下面将介绍一些常见的PKPM参数设置。
1.结构类型设置:PKPM能够分析各种类型的结构,包括梁、柱、板、桁架等。
在进行计算之前,需要选择结构类型,并设定相关参数,如结构的材料属性、截面形状和尺寸等。
2.受力边界条件设置:在进行结构分析时,需要设定结构的受力边界条件,包括支座类型、受力方向和受力大小等。
支座类型可以选择固定支座、弹性支座或自由支座。
受力方向和大小应根据具体情况进行设置,一般需要根据结构的受力与约束情况进行考虑。
3.材料属性设置:PKPM可以对多种材料进行分析,如钢材、混凝土和木材等。
在进行计算之前,需要设定材料的物理性质,如弹性模量、抗弯强度和抗压强度等。
这些参数可以根据实际情况选择合适的数值,以保证计算结果的准确性。
4.截面参数设置:对于梁、柱等结构,需要设定截面的几何形状和尺寸。
常见的截面形状包括矩形、圆形、T形等,而尺寸可以通过设定宽度、高度、厚度等参数来确定。
在设定截面参数时,需要根据结构的实际形态和受力情况进行选择,以保证计算的准确性。
5.荷载设置:在进行结构分析时,需要考虑结构所受到的外部荷载,如重力荷载、活荷载以及风荷载等。
在设定荷载参数时,需要根据结构的使用要求和设计规范进行选择。
可以根据实际情况设置荷载的种类、大小和分布等。
6.稳定性分析参数设置:在进行结构稳定性分析时,需要设定相关参数,如屈曲长度系数、曲率半径等。
这些参数可以根据结构的几何形状和受力情况进行选择,以保证计算结果的准确性。
总之,PKPM参数设置是进行结构分析与计算的重要环节,合理的参数设定可以保证计算结果的准确性和可靠性。
不同的结构类型和受力条件需要设置不同的参数,设计人员应根据实际情况选择适当的参数值,并遵循相关的设计规范和标准,以保证结构的安全可靠性。
PKPM参数设置教程PKPM是一款常用的结构分析和设计软件,它具有简单易用、功能强大的特点。
在进行结构分析和设计时,正确设置PKPM的参数是非常重要的,本教程将为大家详细介绍PKPM参数设置的步骤和注意事项。
一、模型参数设置1.材料参数:在PKPM中,材料参数包括混凝土、钢筋等材料的强度和弹性模量等属性。
在进行结构分析和设计之前,需要根据实际情况输入正确的材料参数。
2.截面参数:截面参数是指梁、柱、梁柱节点等构件的截面尺寸和形状等属性。
在进行结构分析和设计之前,需要根据实际情况输入正确的截面参数。
3.支座参数:支座参数是指结构的支座类型、支座刚度等属性。
在进行结构分析和设计之前,需要根据实际情况输入正确的支座参数。
二、荷载参数设置1.面积荷载:在PKPM中,面积荷载可以是均布荷载、集中荷载等。
在进行结构分析和设计之前,需要根据实际情况输入正确的面积荷载参数,包括荷载的大小和作用位置等。
2.点荷载:点荷载是指作用在结构上的集中力或集中力矩。
在进行结构分析和设计之前,需要根据实际情况输入正确的点荷载参数,包括荷载的大小和作用位置等。
3.温度荷载:温度荷载是指由于温度变化引起的结构变形。
在进行结构分析和设计之前,需要根据实际情况输入正确的温度荷载参数,包括温度变化范围和温度变化系数等。
三、分析参数设置1.分析类型:在PKPM中,分析类型包括静力分析、模态分析和动力时程分析等。
在进行结构分析和设计之前,需要根据实际情况选择合适的分析类型。
2.求解控制:在PKPM中,求解控制包括杆件分析控制和节点分析控制等。
在进行结构分析和设计之前,需要根据实际情况设置合适的求解控制参数。
3.分析选项:在PKPM中,分析选项包括荷载组合、组合类型等。
在进行结构分析和设计之前,需要根据实际情况选择适合的分析选项。
四、设计参数设置1.验算参数:在PKPM中,验算参数包括构件的抗弯强度、剪切强度等。
在进行结构设计之前,需要根据实际情况设置正确的验算参数。
PKPM全参数设置PKPM具备了工程结构分析的全过程,包括结构建模、荷载计算、结构分析、结果查看与输出等功能。
其全参数设置是指在进行结构分析时,可以对各种参数进行设置,以满足具体的工程需求。
下面将详细介绍PKPM全参数设置的内容。
首先是结构建模参数设置。
结构建模是指将实际工程结构在计算机中建立模型的过程。
在PKPM中,可以设置模型的单位系统、结构材料参数、截面参数、节点参数等。
单位系统的设置分为英制和公制两种,可以根据不同需求选择适当的单位。
结构材料参数包括弹性模量、泊松比等,用于描述结构材料的力学性能。
截面参数包括截面形状和尺寸等,用于描述结构截面的几何形状。
节点参数包括节点坐标、约束条件等,用于描述结构节点的位置和固定状态。
其次是荷载计算参数设置。
荷载计算是指对结构受力的分析计算过程。
在PKPM中,可以设置各种荷载类型,包括自重、活荷载、温度变形等。
对于每种荷载类型,可以设置荷载大小、作用位置、作用方向等参数。
此外,还可以设置荷载组合方式,包括工况组合和极限组合等。
工况组合是指不同时期或不同工况下荷载的叠加,极限组合是指在一定工况下荷载的最不利组合。
通过合理设置荷载计算参数,可以得到符合实际工况的结构受力情况。
再次是结构分析参数设置。
结构分析是指对结构在受力作用下的响应进行计算的过程。
在PKPM中,可以设置结构分析的方法,包括静力分析、模态分析、动力时程分析等。
静力分析是指在不考虑结构振动和动力影响的情况下进行受力计算,模态分析是指计算结构的固有振动频率和振型,动力时程分析是指考虑结构的动力响应进行时程分析。
对于每种分析方法,还可以设置相应的参数,如静力分析中的加载方式、模态分析中的模态数等。
通过合理设置结构分析参数,可以得到结构的受力情况和振动特性。
最后是结果查看与输出参数设置。
结果查看与输出是指对分析计算得到的结果进行查看和输出的过程。
在PKPM中,可以通过设置参数来选择查看和输出的结果类型和格式。
PKPM设置参数(一)前处理注意事项1、按构件原型输入:按柱、异形柱、梁、墙(含开洞)构件原型输入,没有楼板的房间要开洞,不要把TAT薄壁柱理论对结的简化带入。
2、轴网输入:删除各层无用的网点,利用偏心布置构件功能,消除短梁、短墙、柱内多节点。
PMCAD的数据检查要通过。
SATWE数据报告提示的问题要消除。
3、柱、梁截面形式及材料:附录A中的15种截面类型,程序可计算自重。
范例外的自重需用户输入。
4、板―柱结构输入:柱网需输入截面为100X100的虚梁。
5、厚板转换层输入:柱网需输入截面为100X100的虚梁。
层高以板厚的1/2划分。
6、错层结构输入:A、框架错层:在PM中调整梁端高,含斜梁。
B、剪力墙错层:由于PM以楼板划分层,可在错层中局部布板。
C、多塔层高不同:把形成的塔虚层中楼板去掉。
关于整理SATWE设计参数便览的说明设计参数的合理确定至关重要,以便览的方式整理其目的是在SATWE的操作中,可据本便览比较快的定下来。
SATWE的设计参数,用户手册有一些说明,但分散在多处且过于简单,很不好用。
论坛里也有许多帖子,但总觉得系统性、实用性有些不足。
SATWE前处理----接PM生成SATWE数据菜单共13项,重点是1、2两项。
由于水平有限在整理中肯定会出现不足和错误,欢迎斧正。
更欢迎参与。
SATWE参数便览之总信息1、水水平力与整体坐标夹角(度):采用隐含值0,经计算后,当大于15度时,填入计算值重算。
2、混凝土容重:隐含值25。
构件自重计算梁板、梁柱重叠部分都未扣除,框架结构可行,剪力墙、板柱结构偏小。
3、钢材容重:隐含值78。
可行。
4、裙房层数:指地上的周边都有的群房。
当主体一面或多面无裙房时,风荷载需个案处理。
5、转换层所在层号:按自然层号填输,含地下室的层数。
6、地下室层数:按地下层数填输,当一面或多面临空时,填土侧压力需个案处理。
7、墙元细分控制最大控制长度:墙元长度太大则计算精度无法保证,可采用隐含值。
实用pkpm参数设置高层结构设计中六个“比”的控制与调整-----SATWE电算结果与规范条文的对照理解1. 位移比(层间位移比):1.1 名词释义:(1)位移比:即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。
(2) 层间位移比:即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。
其中:最大水平位移:墙顶、柱顶节点的最大水平位移。
平均水平位移:墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。
层间位移角:墙、柱层间位移与层高的比值。
最大层间位移角:墙、柱层间位移角的最大值。
平均层间位移角:墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。
1.3 控制目的:高层建筑层数多,高度大,为了保证高层建筑结构具有必要的刚度,应对其最大位移和层间位移加以控制,主要目的有以下几点:1 保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙柱出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量,宽度。
2 保证填充墙,隔墙,幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显的损坏。
3.控制结构平面规则性,以免形成扭转,对结构产生不利影响。
1.2 相关规范条文的控制:[抗规]3.4.2条规定,建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则,对称,并应具有良好的整体性,当存在结构平面扭转不规则时,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),不宜大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍。
[高规]4.3.5条规定,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移,A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍;且***高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍,B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑,不应大于该楼层平均值的1.4倍。
[高规]4.6.3条规定,高度不大于150m的高层建筑,其楼层层间最大位移与层间之比(即最大层间位移角)Δu/h应满足以下要求:结构休系Δu/h限值框架 1/550框架-剪力墙,框架-核心筒 1/800筒中筒,剪力墙 1/1000框支层 1/10001.4 电算结果的判别与调整要点:PKPM软件中的SATWE程序对每一楼层计算并输出最大水平位移、最大层间位移角、平均水平位移、平均层间位移角及相应的比值,详位移输出文件WDISP.OUT。
一、PMCAD中设计参数度时不应再降低。
二、文本文件输出1、平均重度:建筑的总质量除以总面积,框架12~13,框剪14~15,剪力墙15左右。
4、刚重比:【高规5.4】中有详细的计算方法和规定。
8、有效质量系数:应大于90%。
9、各楼层地震剪力系数调整情况:不应大于1.三、SATWE参数设置一总信息1、水平力与整体坐标夹角(度:一般为默认。
若地震作用最大的方向大于15度则回填。
2、混凝土容重(KN/m3:砖混结构25KN/m3,框架结构26KN/m3。
3、钢材容重(KN/m3:一般情况下为78.0KN/m3(默认值。
4、裙房层数:程序不能自动识别裙房层数,需要人工指定。
应从结构最底层起算(包括地下室,例如:地下室3层,地上裙房4层时,裙房层数应填入7。
5、转换层所在层号:应按PMCAD楼层组装中的自然层号填写,例如:地下室3层,转换层位于地上2层时,转换层所在层号应填入5。
程序不能自动识别转换层,需要人工指定。
对于高位转换的判断,转换层位置以嵌固端起算,即以(转换层所在层号-嵌固端所在层号+1进行判断,是否为3层或3层以上转换。
6、嵌固端所在层号:无地下室时输入1,有地下室时输入(地下室层数+1。
7、地下室层数:根据实际情况输入。
8、墙元细分最大控制长度(m:一般为默认值1。
9、转换层指定为薄弱层:SATWE中转换层默认不作为薄弱层,需要人工指定。
如需将转换层指定为薄弱层,可将此项打勾,则程序自动将转换层号添加到薄弱层号中,如不打勾,则需要用户手动添加。
此项打勾与在“调整信息”页“指定薄弱层号”中直接填写转换层层号的效果是完全一致的。
10、所有楼层强制采用刚性楼板假定:一般仅在计算位移比和周期比时建议选择。
在进行结构内力分析和配筋计算时不选择。
11、地下室强制采用刚性楼板假定:一般情况不选取,按强制刚性板假定时保留弹性板面外刚度考虑。
特别是对于板柱结构定义了弹性板3、6情况。
但已选择对所有楼层墙肢采用刚性楼板假定的话此条无意义。
PKPM参数设置介绍⼀、荷载输⼊:1.所有荷载均应输⼊标准值。
2.荷载⽅向:竖向荷载向下为正;节点荷载弯矩的正⽅向按右⼿法则确定。
注意:1.输⼊楼板荷载前必须⽣成楼板,没有布置楼板的房间不能输⼊楼板荷载。
2.对塔架、⽀架等没有楼板和活荷载的构筑物,也应布置板厚为0的楼板,并布置少许活荷载,因为没有活荷载,程序不能进⾏荷载组合,是计算分析有误。
3.楼板荷载可以是负值,但只对板荷载传到梁起作⽤,对板配筋不起作⽤。
4.建模时不应布置框架间的填充墙、隔墙等⾮承重墙,但应将其荷载折算成均布线荷载布置在下层梁上。
5.楼梯、阳台、⾬篷、挑檐等⾮主要承重的零星构件不宜参加结构整体建模和计算,仅将其荷载布置在相关的构件上。
⼆、楼层组装注意:1.为保证⾸层竖向构件计算长度正确,该层层⾼通常从基础顶⾯算起。
裙房指与⾼层建筑物相连,建筑⾼度不超过24⽶的辅助建筑。
由多层建筑组成的裙房也叫群楼。
转换层建筑物某楼层的上部与下部因平⾯使⽤功能不同,该楼层上部与下部采⽤不同结构(设备)类型,并通过该楼层进⾏结构(设备)转换,则该楼层称为结构(设备)转换层。
⽬前的⾼层建筑多为低层低层商⽤,上部住宿的多功能要求,在低层商⽤要求的⼤空间与上部住宿要求的多墙多柱的⼩空间之间,往往需要采⽤⼀定的结构形式进⾏转换处理,即加设转换层。
转换层常⽤的结构形式包括梁式、空腹桁架式、斜杆桁架式、箱形和板式耦联什么叫“耦联”在抗震中,“耦联”就是作⽤在给定侧移的某⼀质点上的弹性回复⼒不仅取决于这⼀质点上的侧移,⽽且还取决于其他各质点的位移,因⽽存在着刚度耦联,这样会给微分⽅程组的求解带来不少困难.所以,应运⽤振型分解和振型正交性原理来解耦,使⽅程组求解⼤⼤简化.1、“耦联”的概念主要是针对振型分解法⽽⾔的。
2、⾮耦联是指平动与扭转分开考虑,在各⾃独⽴的坐标系⾥分析,互相⽆关。
3、耦联是指扭转和平动同时出现在⼀个振型中,动⼒响应为多坐标系运动分量的合成。
PKPM参数设置教程PKPM是一种常用的结构分析软件,通过设置不同的参数可以使得分析结果更加精确和合理。
本篇教程将对PKPM的参数设置进行详细介绍,希望对使用PKPM的用户有所帮助。
一、桁架模型参数设置桁架模型是PKPM最常用的结构类型之一,其参数设置主要包括节点设置、截面设置和材料设置。
节点设置:对于桁架模型,首先需要设置节点的坐标。
在PKPM中,可以通过手动输入坐标值或者通过导入CAD文件的方式进行设置。
在进行节点设置时,需要注意节点之间的互连关系,确保节点之间合理连接。
截面设置:截面设置是桁架模型设计中的重要步骤。
在PKPM中,可以选择常用的截面形状,如矩形、圆形等,也可以根据实际需要自定义截面形状。
在设置截面时,需要考虑到截面的几何尺寸和材料强度等因素。
对于桁架模型而言,大多数情况下可以简化为单元截面,在设置截面时需要注意保证桁架模型的整体稳定性和安全性。
材料设置:在PKPM中,可以选择常用的材料类型,如碳钢、高强钢等,也可以根据实际需要自定义材料类型。
在设置材料时,需要输入材料的弹性模量和屈服强度等参数。
对于桁架模型而言,通常使用弹性理想塑性材料模型进行分析。
二、框架模型参数设置框架模型是PKPM中比较常见的结构类型之一,其参数设置主要包括节点设置、截面设置和材料设置。
节点设置:框架模型节点的设置方式与桁架模型类似,需要设置节点的坐标,并保证节点之间连接合理。
截面设置:在PKPM中,框架模型的截面可以选择常见的几何形状,如矩形、圆形等,也可以自定义截面形状。
在设置截面时,需要考虑到截面的几何尺寸和材料强度等因素。
对于框架模型而言,通常需要设置节点的支座条件,包括固支、弹性支座和铰支等。
材料设置:在PKPM中,可以选择常用的材料类型,如混凝土、钢筋等,也可以自定义材料类型。
在设置材料时,需要输入材料的弹性模量、泊松比和抗压抗拉强度等参数。
对于框架模型而言,需要设置材料的屈服强度和破坏应变等参数。
PKPM参数设置及应用PKPM(Peking University People's Republic of China Method)是由北京大学研发的一种结构设计软件,广泛应用于建筑、桥梁、隧道等工程结构的力学计算和结构分析中。
PKPM软件具有功能强大、计算准确、使用方便等特点,广受工程师和设计师的认可和使用。
PKPM软件的参数设置与应用非常重要,可以影响计算结果的准确性和设计的经济性。
以下是一些常用的PKPM参数设置及其应用:1.材料参数设置:在PKPM中,需要设置材料的弹性模量、泊松比、材料密度等参数。
通过合理设置这些参数,可以准确计算结构在静力作用下的受力情况。
为了保证计算结果的准确性,需要根据材料的实际性能和实验数据进行合理的选择。
2.截面属性设置:在PKPM中,需要设置截面的几何参数,如截面形状、截面尺寸、截面面积等。
这些参数的设置影响着结构在受力时的抗弯、抗剪性能。
通过合理设置截面属性参数,可以保证结构的安全性和经济性。
3.荷载参数设置:在PKPM中,需要设置结构所受的荷载类型、大小、作用位置等参数。
荷载参数的设置直接影响结构在受力时的应力和变形情况。
为了准确计算结构的受力情况,需要根据设计要求和实际情况合理设置荷载参数。
4.边界条件设置:在PKPM中,需要设置结构的边界条件,包括约束条件和加载条件。
边界条件的设置影响结构在受力时的位移和变形情况。
为了准确计算结构的变形和应力分布,需要根据结构的实际支承情况和受力形式合理设置边界条件。
5.分析方法设置:在PKPM中,有多种不同的分析方法可供选择,如弹性分析、强度分析、稳定性分析等。
不同的分析方法适用于不同的结构类型和问题,通过合理设置分析方法,可以高效准确地分析结构的力学性能。
除了参数设置外1.结构建模:在PKPM中,需要进行结构的建模,即将实际结构进行适当简化和描述,以便进行力学分析。
建模过程需要根据结构的实际情况和要求进行合理抽象和选择,以确保计算结果的准确性。
1.PKPM参数设置1.风荷载风压标准值计算公式为:WK=βzμsμZ W。
其中:βz=1+ξυφz/μz在新规范中,基本风压Wo略有提高,而建筑的风压高度变化系数μE、脉动增大系数ξ、脉动影响系数υ都存在减小的情况。
所以,按新规范计算的风压标准值可能比89规范大,也可能比89规范小。
具体的变化包括下面几条:1)、基本风压::新的荷载规范将风荷载基本值的重现期由原来的30年一遇改为50年一遇: 新高规3.2.2条规定:对于B级高度的高层建筑或特别重要的高层建筑,应按100年一遇的风压值采用。
2)、地面粗糙度类别:由原来的A、B、C类,改为A、B、C、D类。
C类是指有密集建筑群的城市市区;D类为有密集建筑群,且房屋较高的城市市区。
3)、风压高度变化系数:A、B、C类对应的风压高度变化系数略有调整。
新增加的D类对应的风压高度变化系数最小,比C类小20%到50%4)、脉动增大系数:A、B、C类对应的脉动增大系数略有调整。
新增加的D类对应脉动增大系数比89规范小,约小5%到10%。
与结构的材料和形式有关。
5)、脉动影晌系数:在89高规中,脉动影响系数仅与地面粗糙度类别有关,对应A、B、C类的脉动影响系数分别为,0.48、0.53和0.63。
在新规范中,脉动影响系数不仅与地面粗糙度类别有关,而且还与建筑的高宽比和总高度有关,其数值都小于89高规。
如C类、高度为5Om、高宽比为3的建筑,υ=0.46,比89高规小28%,若为D类,则小37%。
6)、结构的基本周期:脉动增大系数ξ与结构的基本周期有关(WoT12)。
结构的基本周期可采用结构力学方法计算,对于比较规则的结构,也可以采用近似方法计算:框架结构T=(0.08-1.00)N:框剪结构、框筒结构T=(0.06-0.08)N:剪力墙结构、筒中筒结构T=(0.05-0.06)N。
其中N为结构层数。
2.地震作用1)、抗震设防烈度::新规范改变了抗震设防烈度与设计基本地震加速度值的对应关系,增加了7度(0.15g〉和8度(0.30g)两种情况(见新抗震规范表3.2.2)。
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(2) 层间位移比:即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。
其中:最大水平位移:墙顶、柱顶节点的最大水平位移。
平均水平位移:墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。
层间位移角:墙、柱层间位移与层高的比值。
最大层间位移角:墙、柱层间位移角的最大值。
平均层间位移角:墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。
1.3 控制目的:高层建筑层数多,高度大,为了保证高层建筑结构具有必要的刚度,应对其最大位移和层间位移加以控制,主要目的有以下几点:1 保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙柱出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量,宽度。
2 保证填充墙,隔墙,幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显的损坏。
3.控制结构平面规则性,以免形成扭转,对结构产生不利影响。
1.2 相关规范条文的控制:[抗规]3.4.2条规定,建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则,对称,并应具有良好的整体性,当存在结构平面扭转不规则时,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),不宜大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍。
[高规]4.3.5条规定,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移,A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍;且***高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍,B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑,不应大于该楼层平均值的1.4倍。
[高规]4.6.3条规定,高度不大于150m的高层建筑,其楼层层间最大位移与层间之比(即最大层间位移角)Δu/h应满足以下要求:结构休系Δu/h限值框架1/550框架-剪力墙,框架-核心筒1/800筒中筒,剪力墙1/1000框支层1/10001.4 电算结果的判别与调整要点:PKPM软件中的SATWE程序对每一楼层计算并输出最大水平位移、最大层间位移角、平均水平位移、平均层间位移角及相应的比值,详位移输出文件WDISP.OUT。
但对于计算结果的判读,应注意以下几点:(1)若位移比(层间位移比)超过1.2,则需要在总信息参数设置中考虑双向地震作用; (2)验算位移比需要考虑偶然偏心作用,验算层间位移角则不需要考虑偶然偏心(3)验算位移比应选择强制刚性楼板假定,但当凸凹不规则或楼板局部不连续时,应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型,当平面不对称时尚应计及扭转影响(4)最大层间位移、位移比是在刚性楼板假设下的控制参数。
构件设计与位移信息不是在同一条件下的结果(即构件设计可以采用弹性楼板计算,而位移计算必须在刚性楼板假设下获得),故可先采用刚性楼板算出位移,而后采用弹性楼板进行构件分析。
(5)因为高层建筑在水平力作用下,几乎都会产生扭转,故楼层最大位移一般都发生在结构单元的边角部位2.周期比:2.1 名词释义:周期比即结构扭转为主的第一自振周期(也称第一扭振周期)Tt与平动为主的第一自振周期(也称第一侧振周期)T1的比值。
周期比主要控制结构扭转效应,减小扭转对结构产生的不利影响,使结构的抗扭刚度不能太弱。
因为当两者接近时,由于振动藕连的影响,结构的扭转效应将明显增大。
2.2 相关规范条文的控制:[高规]4.3.5条规定,结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比(即周期比),***高度高层建筑不应大于0.9;B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。
[高规]5.1.13条规定,高层建筑结构计算振型数不应小于9,抗震计算时,宜考虑平扭藕连计算结构的扭转效应,振型数不小于15,对于多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。
2.3 电算结果的判别与调整要点:(1).计算结果详周期、地震力与振型输出文件。
因SA TWE电算结果中并未直接给出周期比,故对于通常的规则单塔楼结构,需人工按如下步骤验算周期比:a)根据各振型的两个平动系数和一个扭转系数(三者之和等于1)判别各振型分别是扭转为主的振型(也称扭振振型)还是平动为主的振型(也称侧振振型)。
一般情况下,当扭转系数大于0.5时,可认为该振型是扭振振型,反之应为侧振振型。
当然,对某些极为复杂的结构还应结合主振型信息来进行判断;b)周期最长的扭振振型对应的就是第一扭振周期Tt,周期最长的侧振振型对应的就是第一侧振周期T1;c)计算Tt / T1,看是否超过0.9(0.85)。
对于多塔结构周期比,不能直接按上面的方法验算,这时应该将多塔结构分成多个单塔,按多个结构分别计算、分别验算(注意不是在同一结构中定义多塔,而是按塔分成多个结构)。
(2).对于刚度均匀的结构,在考虑扭转耦连计算时,一般来说前两个或几个振型为其主振型,但对于刚度不均匀的复杂结构,上述规律不一定存在。
总之在高层结构设计中,使得扭转振型不应靠前,以减小震害。
SATWE程序中给出了各振型对基底剪力贡献比例的计算功能,通过参数Ratio(振型的基底剪力占总基底剪力的百分比)可以判断出那个振型是X方向或Y 方向的主振型,并可查看以及每个振型对基底剪力的贡献大小。
(3).振型分解反应谱法分析计算周期,地震力时,还应注意两个问题,即计算模型的选择与振型数的确定。
一般来说,当全楼作刚性楼板假定后,计算时宜选择“侧刚模型”进行计算。
而当结构定义有弹性楼板时则应选择“总刚模型”进行计算较为合理。
至于振型数的确定,应按上述[高规]5.1.13条执行,振型数是否足够,应以计算振型数使振型参与质量不小于总质量的90%作为唯一的条件进行判别。
(4).如同位移比的控制一样,周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系,而非其绝对大小,它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不致于出现过大(相对于侧移)的扭转效应。
即周期比控制不是在要求结构足够结实,而是在要求结构承载布局的合理性。
考虑周期比限制以后,以前看来规整的结构平面,从新规范的角度来看,可能成为“平面不规则结构”。
一旦出现周期比不满足要求的情况,一般只能通过调整平面布置来改善这一状况,这种改变一般是整体性的,局部的小调整往往收效甚微。
周期比不满足要求,说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小,总的调整原则是要加强结构外圈,或者削弱内筒。
(5).扭转周期控制及调整难度较大,要查出问题关键所在,采取相应措施,才能有效解决问题。
a)扭转周期大小与刚心和形心的偏心距大小无关,只与楼层抗扭刚度有关;b)剪力墙全部按照同一主轴两向正交布置时,较易满足;周边墙与核心筒墙成斜交布置时要注意检查是否满足;c)当不满足周期限制时,若层位移角控制潜力较大,宜减小结构竖向构件刚度,增大平动周期;d)当不满足周期限制时,且层位移角控制潜力不大,应检查是否存在扭转刚度特别小的层,若存在应加强该层的抗扭刚度;e)当不满足扭转周期限制,且层位移角控制潜力不大,各层抗扭刚度无突变,说明核心筒平面尺度与结构总高度之比偏小,应加大核心筒平面尺寸或加大核心筒外墙厚,增大核心筒的抗扭刚度。
f)当计算中发现扭转为第一振型,应设法在建筑物周围布置剪力墙,不应采取只通过加大中部剪力墙的刚度措施来调整结构的抗扭刚度。
3 刚度比3.1 名词释义:刚度比指结构竖向不同楼层的侧向刚度的比值(也称层刚度比),该值主要为了控制高层结构的竖向规则性,以免竖向刚度突变,形成薄弱层。
对于地下室结构顶板能否作为嵌固端,转换层上、下结构刚度能否满足要求,及薄弱层的判断,均以层刚度比作为依据。
[抗规]与[高规]提供有三种方法计算层刚度,即剪切刚度(Ki=GiAi/hi)、剪弯刚度(Ki=Vi/Δi)、地震剪力与地震层间位移的比值(Ki=Qi/Δui)。
3.2 相关规范条文的控制:[抗规]附录E2.1规定,筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2;[高规]4.4.2条规定,抗震设计的高层建筑结构,其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的70%或其上相临三层侧向刚度平均值的80%;[高规]5.3.7条规定,高层建筑结构计算中,当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时,地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍;[高规]10.2.3条规定,底部大空间剪力墙结构,转换层上部结构与下部结构的侧向刚度,应符合高规附录E的规定:E.01)底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构,可近似采用转换层上、下层结构等效刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化,非抗震设计时γ不应大于3,抗震设计时不应大于2。
E.02)底部大空间层数大于一层时,其转换层上部框架-剪力墙结构的与底部大空间层相同或相近高度的部分的等效侧向刚度与转换层下部的框架-剪力墙结构的等效侧向刚度比γe宜接近1,非抗震设计时不应大于2,抗震设计时不应大于1.3。
3.3 电算结果的判别与调整要点:(1)规范对结构层刚度比和位移比的控制一样,也要求在刚性楼板假定条件下计算。
对于有弹性板或板厚为零的工程,应计算两次,在刚性楼板假定条件下计算层刚度比并找出薄弱层,然后在真实条件下完成其它结构计算。
(2)层刚比计算及薄弱层地震剪力放大系数的结果详建筑结构的总信息WMASS.OUT。
一般来说,结构的抗侧刚度应该是沿高度均匀或沿高度逐渐减少,但对于框支层或抽空墙柱的中间楼层通常表现为薄弱层,由于薄弱层容易遭受严重震害,故程序根据刚度比的计算结果或层间剪力的大小自动判定薄弱层,并乘以放大系数,以保证结构安全。
当然,薄弱层也可在调整信息中通过人工强制指定。
(3)对于上述三种计算层刚度的方法,我们应根据实际情况进行选择:对于底部大空间为一层时或多层建筑及砖混结构应选择“剪切刚度”;对于底部大空间为多层时或有支撑的钢结构应选择“剪弯刚度”;而对于通常工程来说,则可选用第三种规范建议方法,此法也是SATWE程序的默认方法。
4.刚重比4.1 名词释义:结构的侧向刚度与重力荷载设计值之比称为刚重比。
它是影响重力二阶效应的主要参数,且重力二阶效应随着结构刚重比的降低呈双曲线关系增加。
高层建筑在风荷载或水平地震作用下,若重力二阶效应过大则会引起结构的失稳倒塌,故控制好结构的刚重比,则可以控制结构不失去稳定。
4.2 相关规范条文的控制:[高规]5.4.4条规定:1.对于剪力墙结构,框剪结构,筒体结构稳定性必须符合下列规定:2.对于框架结构稳定性必须符合下列规定: Di*Hi/Gi>=104.3 电算结果的判别与调整要点:1.按照下式计算等效侧向刚度:2.对于剪切型的框架结构,当刚重比大于10时,则结构重力二阶效应可控制在20%以内,结构的稳定已经具有一定的安全储备;当刚重比大于20时,重力二阶效应对结构的影响已经很小,故规范规定此时可以不考虑重力二阶效应。