浅谈建筑结构设计中的电算
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建筑结构设计:周期比控制电算结果该怎么
判别与调整要点?
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. 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,故楼层大位移一般都发生在结构单元的边角部位。
RC楼盖课程设计手算与电算对比分析研究作者:黄瑞新岳喜妍来源:《山东工业技术》2017年第03期摘要:为了提高土木工程专业RC楼盖课程设计手算的可靠性,本文采用MATLAB语言编制了RC楼盖课程设计手算电算程序,通过手算电算程序,可以验算手算计算结果的误差和准确性。
关键词:RC楼盖课程设计;楼盖手算;楼盖电算DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.1171 前言多年来,作者的教学实践证明,RC楼盖课程设计对土木工程专业大学生能力的培育与培养起到了良好的不可或缺的作用。
RC楼盖课程设计虽然具有理论性、实践性、实用性的优点,但是,该课程设计也具有如下缺点:首先,这是土木工程专业大学生接触到的第一次结构方面实践课程设计内容,由于学生的基本概念、基本理论还不是深入,故感觉很难、不好下手。
其次,在计算过程中,对基本方法、基本构造、施工方法不是很熟悉,故结构布置、截面的选择不是很理想、导致施工困难。
最后,在计算过程中经常有错误和笔误,导致后续计算结果不正确;例如板的荷载计算有误,那么次梁的计算必然会出现错误,主梁的计算也同样如此。
2 RC楼盖课程设计的实例(1)教学实例简介。
楼面的活荷载标准值为10.0kN/m2,混凝土采用C30,主梁及次梁钢筋:采用HRB400级钢筋;板内钢筋采用采用HPB300级。
(2)计算结果。
按塑性分析法进行板设计,手算计算结果如下表1:从表1中最后一行,可以得出CDSSRC软件计算结果和手算计算结果的最大误差为,可以忽略不计。
按塑性分析法进行板设计,电算计算结果如下表2:从表1和表2中最后一行,可以得出手算计算结果和电算计算结果的最大误差为,可以接受。
3 结论本文通过对RC楼盖课程设计的手算结果的准确性进行校核,并对误差进行了分析,得出了如下结论:(1)土木工程专业RC楼盖课程设计是大学生必备的基本知识、基本内容;手算计算结果的在误差允许范围内,满足要求。
浅谈框架结构设计电算参数的正确取用杨健蓉(广建设计工程公司)摘 要:合理选取电算程序总信息中各项参数对正确进行结构计算十分重要,现将框架结构计算所需要的电算参数进行归纳总结,并提出一些看法。
关键词:框架结构 设计 电算参数C orr ect Selection of C om pu ti n g Pa ram eter s i n Fram e Str uctureD esignYa ng J i anr on g(Gua ngji an De si gn Eng i n eer i n g C o m pany)Ab stra ct:It is extreme l y i m portant to se l ec t co mputing pa rame ters correctly in frame structure desi gn.The co mputi ng pa ram eters needed in fram e structure design a re s umma ri zed and s o m e sugg e sti ons a re proposed.Keywor ds:frame struc ture;design;co mputing pa ramete r前言目前,结构计算大多采用计算机进行计算。
为使计算结果变得合理,结构设计计算时,除了有合理的结构方案、正确的结构计算简图和荷载简图外,合理选取电算程序总信息中各项参数也是十分重要的。
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第3161614条指出,所有计算机计算结果,应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。
通常情况下,计算机的计算结果主要是指结构的自振周期、楼层地震剪力系数、楼层弹性层间位移和弹塑性变形验算时楼层的弹塑性层间位移、楼层的侧向刚度比、振型参与质量系数、墙和柱的轴压比及墙、柱、梁和板的配筋和内力设计值、框架—抗震墙结构抗震承受的地震倾覆力矩与总地震倾覆力矩的比值、超筋超限信息等。
浅谈广联达电算与手算的对比摘要:软件算量是目前工程造价计算中工程量计算的一种简便方法,通过对广联软件算量和手工计算工程量的结果进行分析,找出两者的优缺点,为实际工程应用中,针对具体工程选用合适的计算方法,给造价人员提出参考。
关键词:软件算量;手工计算;工程造价0 引言工程造价中,工程量计算是编制施工图预算的重要环节,工程量计算正确与否,将直接影响工程预算造价的准确。
此外,工程量也是施工企业编制施工计划、编制资金计划、组织劳动力、材料和机具的重要依据。
因而,正确计算工程量对工程建设各单位加强管理,正确确定工程造价具有重要的现实意义。
现实工程中工程量计算具有工作量较大、繁琐、费时且造价人员需特别细致等特点,因此工程量的计算时间约占编制整个单体工程造价工作量的50~70%,而且其精确度和快慢程度将直接影响造价的质量与速度。
因此,改进工程量计算方法,对于提高概预算质量,加速概预算速度,减轻概预算人员的工作量,增强审核、审定透明度都具有十分重要的意义。
1 广联达软件计算工程量与手工计算工程量的特点1.1 广联达算量软件的特点目前计算工程量的方法主要是软件计算和手工计算,现实工程中常用的算量软件有广联达和鲁班等两种软件,本文主要选择广联达软件计算和手工计算进行对比分析。
广联达算量软件能计算的工程量主要集中于工程的土建部分和简单装饰部分,包括:土石方工程量、砌体工程量、混凝土及模板工程量、屋面工程量、天棚及楼地面工程量和墙柱面工程量等,而对于土建工程中的脚手架费和垂直运输机械费以及二次精装修部分的工程量计算,现实工程中尚未普及。
广联达算量软件使用时将绘图和CAD识图两项功能合为一体,并且能够按照各省份清单和定额库自动设定各构件的计算规则,造价人员只需要先按图纸提供的信息在软件的定义界面完成构件属性的定义,然后在绘图区域正确的绘出图形,软件就能按照设置好的计算规则,自动计算出需要扣减的部位和相应构件,汇总计算后得出工程量结果,并且软件还为造价人员提供三维视图的界面,能让造价人员快速发现绘制错误,实现缩短计算过程,计算准确性提高,大大提升造价人员工作效率的目标。
建筑电气工程量计算方法
1.设计图纸分析:仔细阅读设计图纸,理解每个电气设备的安装位置、规格要求以及电线电缆的布置方式。
2.编制清单:根据设计图纸,逐一列出需要安装的电气设备、电线电缆、开关面板、灯具等物料。
3.计算设备数量:根据设计图纸上所示的设备位置和装置规格,结合
相关标准规范,计算每种设备的数量。
4.计算电线电缆长度:根据设计图纸中电线电缆的布置方式,计算每
根电线电缆的长度,并结合标准规范确定电线电缆的规格。
5.计算开关面板数量:根据设计图纸中所示的开关面板位置和数量要求,计算需要的开关面板数量。
6.计算灯具数量:根据设计图纸中所示的灯具位置和数量要求,计算
需要的灯具数量。
7.计算人工时间和数量:根据施工工序和标准规范,估计完成每项工
作所需的时间和人工数量。
8.统计总量:将以上计算结果进行统计,得出总量,并根据实际情况
留出一定的余量。
建筑电气工程量计算需要根据不同项目的要求和实际情况进行具体计算,并参考相关标准和规范进行合理估算。
在计算过程中,需要仔细研读
设计图纸,理解每个电气设备的功能和规格要求,并结合施工工序和施工
要求进行合理分析和计算。
同时,需要注意与其他工程量的配套和协调,
确保工程设备和人工的合理安排。
建筑电气工程量计算的准确性对于施工过程和工程质量的控制具有重要意义。
只有合理、准确地计算电气工程量,才能确保施工过程的顺利进行和工程质量的稳定。
因此,建筑电气工程量计算需要严格遵守相关标准和规范,确保计算结果的准确性和合理性。
浅谈结构设计电算常见错误归纳与结果判断建筑结构设计都以结构软件电算为主,无论是电算模型的建立,还是计算结果的调控,期间会有很多人为错误产生,归纳常见电算错误,正确判断计算结果,提高电算精度,为建筑结构设计提供参考意见。
标签:结构软件;电算错误;结果判断1、概述现阶段建筑结构设计,都是以结构工程软件作为计算工具,模型的建立以及参数的设置是十分重要的,它决定了不仅仅决定的计算的准确,也决定了计算精度。
本文通过对结构建模总中常见的错误进行了归纳与总结,并浅析如何正确判断结算结果,为今后模型计算提供参考与借鉴。
2、常见错误归纳2.1暗梁当楼面梁使用。
这是最常见的错误暗梁之所以不能当楼面梁是因为其刚度不够,荷载不能按自己设想的方式传递,即楼面荷载—板—暗梁—柱的传递方式几乎是不可能的。
这样将大大低估板的内力。
我个人认为,根据内力按最短距离传递的原则,用暗梁代替梁只有在板受集中力时,在集中力处沿板的最短方向(双向板沿两个垂直方向)设置暗梁,可以认为集中力由暗梁承受以满足抗弯强度和裂缝要求,此时板的计算跨度绝对不能按支承于暗梁来考虑。
但很多时候,这种做法也没有必要,直接加大板的受力钢筋即可,除非因抗剪(冲切)需要箍筋而使用暗梁。
2.2与上一个问题相对应的是,在刚度发生较大突变(增加)处,应视为梁典型的问题是不同高程的板之间出现的错台,错台本身平面外刚度比较大,而板的平面外刚度较小,不管你是否愿意,板上的荷载都要传递到错台上,因此应当按梁来设计,尤其是抗剪钢筋应满足要求。
地下通道、车站遇到的这种情况较多,其荷载又比较大,但大多数人对错台的处理却非常草率,这很令人担忧。
2.3框架结构形成事实上的铰接最常见的是梁刚度比柱大的多,使柱对梁的约束作用较弱,形成事实上的铰。
这样减少了超静定次数,于抗震不利,也难以形成“强柱弱梁”。
坂神地震时,地铁车站柱的破坏相当严重,也提醒我们不能忽视这个问题。
地铁车站顶底板可看作筏板,其梁的刚度当然大于柱,但中板处不宜将梁的刚度做得较大。
浅谈建筑结构设计中的电算摘要:在建筑结构设计计算过程中,总信息中参数的正确设定和电算结果正确的判断至关重要。
本文对总信息中的参数的设定,及建筑结构规范中用于控制结构整体性的主要指标作了阐述,供相关人员参考。
关键词:总信息参数;周期比、位移比、刚度比、剪重比结构计算复杂多样,我们应根据规范要求对建筑结构进行合理的设计,从整体到局部、分层次完成。
在建筑结构设计计算过程中总信息中参数的正确设定和电算结果正确的判断至关重要。
1.总信息中参数的正确设定:前提条件、很重要,否则计算无意义。
1)混凝土容重宜取26~30:填写混凝土容重时,应考虑建筑粉刷或装饰面层的重量,且梁、柱、剪力墙截面尺寸越小容重越大,如贴面砖、花岗石,容重还要加大,设计人应综合考虑本工程梁、柱、剪力墙的截面尺寸大小及面层材料,确定一个较合适的混凝土容重值。
2)周期折减系数:应予以折减,否则会导致地震作用偏小,应根据本工程填充墙的多少来确定周期折减系数值,填充墙多取小值,填充墙少取大值,《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3—2002》3.3.16条规定“计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减”是强制性条文,一般框架结构取0.6~0.9;剪力墙结构取0.9~1,剪力墙结构中如是全剪力墙(即无非承重墙体的)结构,周期折减系数才取1,一般其折减系数也应小于1;框剪结构取0.7~0.9。
3)计算结构的周期、位移、层刚度比时,应采用刚性楼板假定。
如楼板开有大洞或楼板不连续,应再按弹性楼板计算结构内力。
4)振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等,在计算前很难估计,需要经过试算才能得到。
①振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。
该值取值太小不能正确反映模型应当考虑的振型数量,使计算结果失真;取值太大,不仅浪费时间,还可能使计算结果发生畸变。
《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2条规定,抗震计算时,宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应,振型数不宜小于15,对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。
一般而言,振型数的多少于结构层数及结构自由度有关,当结构层数较多或结构层刚度突变较大时,振型数应当取得多些,如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。
振型组合数是否取值合理,可以看软件计算书中的x,y向的有效质量系数是否大于0.9。
具体操作是,首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9,若小于0.9,可逐步加大振型个数,直到x,y两个方向的有效质量系数都大于0.9为止。
必须指出的是,结构的振型组合数并不是越大越好,其最大值不能超过结构得总自由度数。
如采用刚性楼板假定时,平动时的振型数不应大于计算层数,耦联时的振型数不应大于计算层数的3倍。
然而当按弹性楼板计算时,振型数可超过上述限值。
例如对采用刚性板假定的单塔结构,考虑扭转藕联作用时,其振型不得超过结构层数的3倍。
如果选取的振型组合数已经增加到结构层数的3倍,其有效质量系数仍不能满足要求,也不能再增加振型数,而应认真分析原因,考虑结构方案是否合理。
②最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用,结构地震反映的大小也各不相同,那么必然存在某各角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。
设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算书中输出,设计人员如发现该角度绝对值大于15度,应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算,以体现最不利地震作用方向的影响。
③结构基本周期是计算风荷载的重要指标。
设计人员如果不能事先知道其准确值,可以保留软件的缺省值,待计算后从计算书中读取其值,填入软件的“结构基本周期”选项,重新计算即可。
上述的计算目的是将这些对全局有控制作用的整体参数先行计算出来,正确设置,否则其后的计算结果与实际差别很大。
5)梁刚度增大系数:中梁2、边梁1.5(《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3—2002》5.2.2条规定1.3~2.0),否则计算结果中的地震作用会偏小。
6)梁端弯矩调幅系数:0.8~0.9(《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3—2002》5.2.2条),一般可填0.85。
如规定梁端弯矩不调幅,是不大恰当的,因为这样一来会更加容易引起梁端负弯矩钢筋过大、根数过多,影响混凝土浇筑,且配筋率更容易超过2.5%(强制性条文)及梁下部钢筋与梁端负弯矩钢筋的比值不满足规范要求(强制性条文),再者,梁端负弯矩一般均比梁跨中下部弯矩大得较多,试举一例:梁端负弯矩800kN.m,梁跨中弯矩400kN.m,如取梁端弯矩调幅系数0.85,则梁跨中弯矩应为400+800×0.15=400+420=520kN.m,如不考虑梁端弯矩调幅,梁跨中弯矩增大 1.2倍,则梁跨中弯矩为400×1.2=480<520kN.m,使梁下部钢筋偏小,不妥,因为地震作用时,梁端的负弯矩会有往梁中转移的可能,如梁端弯矩不调幅,就会增加地震时的不安全因素。
7)梁端弯矩考虑柱宽影响标志:当已填梁端弯矩调幅系数,则不宜再考虑柱宽作为刚域对梁端负弯矩的折减。
8)梁跨中弯矩增大系数:1~1.4,一般可填1,配筋时再酌情加大1.2~1.4倍。
如程序设定为“梁弯矩增大系数”,即正、负弯矩都增大,则应填1,如设定考虑负弯矩调辐后又将负弯矩增大是不合理的。
9)梁扭矩折减系数:0.4,填扭矩刚度折减对梁扭矩的折减效果较小。
10)连梁刚度折减系数:0.5~0.55(《建筑抗震设计规范GB 50011—2001》6.2.13条2款、《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3—2002》5.2.1条都规定不宜小于0.5)。
11)0.2Q0力调整:框剪结构对框架柱必须调整。
12)小塔楼地震作用放大系数:SATWE、TAT:平动时3~5振型:≤3,6~9振型时:≤1.5,耦联时9~11振型:≤3,12~15振型时:≤1.5;TBSA:不放大。
13)基本风压:取50年一遇,高≥60m及对风敏感的结构取100年一遇,基本风压值见荷载规范。
14)地面粗糙度:D(4)类(密集高层市区)慎用,只有当本工程的四周均有高于本工程的建筑物时,才可填D(4)类。
15)风载体型分段数:应分段,一般可每隔3层左右分1段,如多、高层建筑,只填1段,则风载偏大。
有些电算程序(如SATWE、TAT)规定最多只能分3段。
16)混凝土保护层厚度:梁25(混凝土C20时30),柱30。
17)P-△效应:高层建筑应考虑(《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3—2002》5.4.1条、5.4.2条)。
多层建筑要考虑,应是可以的。
18)偶然偏心:高层建筑计算单向地震时应考虑偶然偏心(《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3—2002》3.3.3条),按双向地震计算时就可不考虑偶然偏心了。
19)活载应考虑不利组合。
20)活载折减系数:如SATWE、TAT等程序内定的折减系数系按《建筑结构荷载规范GB 50009-2001》表4.1.2编制,千万注意只适用《建筑结构荷载规范GB 50009-2001》表4.1.1中的1(1)项房屋,即住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园,对其它房屋一概不适用,否则(如对商业用房、多层厂房)就违反了强制性条文。
21)混凝土结构中柱计算长度计算原则:宜填“有侧移”,因为框架结构、剪力墙结构、框剪结构等都是有侧移的,如填“无侧移”,似乎无道理。
22)平动与耦联:一般取耦联,但有时平动也有可能比耦联不利。
23)柱配筋计算原则:单偏压与双偏压,二者计算结果有时差别较大,应分别按单偏压、双偏压作两次计算,按大值配筋。
24)当抗震设防类别为乙类时,计算地震烈度不提高,但抗震措施应提高1度,如抗震等级应按提高1度查表,轴压比限制值也减小了,抗震构造措施也提高了,如砌体拉墙筋长度也增大了,等等。
这里应注意的是把地震烈度提高1度计算,是不正确的。
25)地下室全连在一起,上面设缝分为几个独立的结构单元,可不按多塔结构计算。
一幢房子的屋面上有几个出屋面的楼、电梯间,更不是多塔结构。
2.电算结果正确的判断可以确定整体结构的合理性:建筑结构规范中用于控制结构整体性的主要指标主要有:周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比、轴压比等。
1)周期比是控制结构扭转效应的重要指标。
它的目的是使抗侧力的构件的平面布置更有效更合理,使结构不至出现过大的扭转。
也就是说,周期比不是要求就构足够结实,而是要求结构承载布局合理。
《高规》第4.3.5条对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之比的要求给出了规定。
如果周期比不满足规范的要求,说明该结构的扭转效应明显,设计人员需要增加结构周边构件的刚度,降低结构中间构件的刚度,以增大结构的整体抗扭刚度。
设计软件通常不直接给出结构的周期比,需要设计人员根据计算书中周期值自行判定第一扭转(平动)周期。
以下介绍实用周期比计算方法:1)扭转周期与平动周期的判断:从计算书中找出所有扭转系数大于0.5的平动周期,按周期值从大到小排列。
同理,将所有平动系数大于0.5的平动周期值从大到小排列;2)第一周期的判断:从列队中选出数值最大的扭转(平动)周期,查看软件的“结构整体空间振动简图”,看该周期值所对应的振型的空间振动是否为整体振动,如果其仅仅引起局部振动,则不能作为第一扭转(平动)周期,要从队列中取出下一个周期进行考察,以此类推,直到选出不仅周期值较大而且其对应的振型为结构整体振动的值即为第一扭转(平动)周期;3)周期比计算:将第一扭转周期值除以第一平动周期即可。
2)位移比(层间位移比)是控制结构平面不规则性的重要指标。
其限值在《建筑抗震设计规范》和《高规》中均有明确的规定。
需要指出的是,规范中规定的位移比限值是按刚性板假定作出的。
3)刚度比主要为控制结构竖向规则性,以免竖向刚度突变,形成薄弱层,见抗规3.4.2,高规4.4.2;根据《抗震规范》和《高规》的要求,一般软件提供的三种刚度比的计算方式,分别是剪切刚度,剪弯刚度和地震力与相应的层间位移比。
正确认识这三种刚度比的计算方法和适用范围是刚度比计算的关键:a)剪切刚度主要用于底部大空间为一层的转换结构及对地下室嵌固条件的判定;b)剪弯刚度主要用于底部大空间为多层的转换结构;c)地震力与层间位移比是执行《抗震规范》第3.4.2条和《高规》4.3.5条的相关规定,通常绝大多数工程都可以用此法计算刚度比,这也是软件的缺省方式。
刚度比不满足时的调整方法:如果某楼层刚度比的计算结果不满足要求,计算软件会自动将该楼层定义为薄弱层,并按高规 5.1.14将该楼层地震剪力放大1.15倍;还可以可适当降低本层层高和加强本层墙、柱或梁的刚度,适当提高上部相关楼层的层高和削弱上部相关楼层墙、柱或梁的刚度。