底框结构过程分析

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底框结构过程分析

结构布置

1、平面布置宜对称,尽量避免L形等凸凹墙体,避免困难时,应满足t/d小于等于0.3否则应设防震缝。使底层纵横向刚心尽可能与整栋房屋的质心重合。

2、

7度设防时,允许7层且高度小于21m,对教学楼等横墙少的6层19m,对砖抗震墙为5层16m。

3、

上面砖墙应按轴线上下对齐或基本对齐(每单元砌体抗震墙最多有二道不落在框架主梁,或砼抗震墙上,

而是由次梁支托上部抗震墙。托墙的次梁应按3.4.3条考虑地震作用的计算和内力调整。次梁的重力和弯矩应作为主梁的集中力和集中扭矩,并应传递到主梁两端的竖向支承构件,形成附加的地震作用效应;北京市的结构设计技术细则中要求:“允许有1/3道墙体可以不与下部框架梁或抗震墙对齐。同时,不对齐的墙不能连续超过两道。有些地方规定墙总长度是75%~80%要对齐等等)。落在托梁或抗震墙上,纵横墙应竖向连续。

4、

底层应布置纵、横向尽量连成一体的抗震墙,横墙间距应小于18m。抗震墙布置原则:均匀、分散、对

称、周边。其他的一些细节诸如:最好在上部砖墙下布墙、宜布在楼梯间周围等。总层数不超过5层的底层,可以采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙,当采用砖时应先砌墙后浇梁柱(要防止底层商铺随意打墙)。纵横向抗震墙宜保持一定的距离,最好布置在外围或靠近外墙处,并应尽量避免出现一字形墙体。为防止角柱的破坏最好在转角处布置混凝土抗震墙,如不能布置则应在该处嵌砌砖围护墙,而且该墙不宜开设门窗洞口;抗震墙基础应应与框架柱基础联合考虑成一体。

5、二层楼盖应现浇且不小于120厚,当150厚时,应配双层筋,以承担部分水平剪力

6、梁高跨比应在1/4-1/8之间,梁宽应300以上,b/h>0.3,柱宜采用方形截面对称配筋。二

底框计算方法

1、

满载法:把梁作为单独的受弯构件,上部墙等全荷均作用梁上(结果偏大)。只有胆小的人采用。

2、

三板两墙法:即只算三层楼板两层墙体的重量,其余层不算(柱和基础算)虽未出过问题,但缺乏科学依据

3、

弹性地基梁法:把墙体视为半无限弹性体,将托梁视为倒过来的弹性地基梁,按三角形竖向荷载计算托梁。

4、

墙梁组合规范算法:考虑墙梁大拱效应规范算法,按墙梁组合计算,虽经济合理,但条件太多见如下各条:

(1)梁宽不小于300,净跨不小于梁高的4倍,梁高在1/6-1/8;

(2)梁底筋应通长,伸入支座不小于锚固长度,接头焊接,箍筋最小8@100,1/5跨内无洞口;

(3)托梁通长腰筋2¢14,间距不大于200。托梁支承长不小于350,上部房屋应符合刚性方案要求;

(4)砼不小于C30,纵筋宜HRB335.HRB400,上层墙砂浆不低M10,砖不低于MU10,每天砌高小于1.5m;

(5)墙总高小于18m,靠支座1/3跨内开洞时,支座处应设上下贯通的构造柱落地等,详见GB50003-2001。

软件的使用

1、

(1)使用软件为SATWE(音赛特威)它是在PMCAD完成1、2、3、8的前提下使用。

使用PM8时,墙梁按规范倒三角形荷载计算,在经验不足的情况下,不使用经验折减系数,设其为1。

(2)在使用SATWE时,在总信息对话框中,将结构材料信息填砖砌体(不填砼),否则砌体结构变灰。

(3)在砌体结构信息中,填烧砖、底框层为1,底框结构空间分析方法点接PM主菜单8的规范算法。

(4)生成SATWE数据文件、进行数据检查、结构整体分析、截面设计验算、次梁配筋、梁柱归并画图。

(5)用JCCAD进行基础设计时,荷载选用satwe各种工况下最为不利的荷载(大多设计是取PM竖荷D+L)。

探孔的深度应能控制主要持力层,对单独基础不应小于1.5倍,对条形基础不应小于基础底面宽度的3倍,且不小于5米。

2、

软件的使用详细步骤:

(1)用PMCAD主菜单1、2、3、建模,形成完整的几何数据文件和荷载数据文件。当然根据新抗规的要求,

此类结构需在底框布置一定数量的抗震墙。在布置构件时可以在相应的网格上,既布置梁也布置墙,这是由底框--抗震墙的特性决定的,同时也是PMCAD建模中的一个特例,还必须分清是梁承重还是墙承重

(2)完成结构建模后,执行PMCAD主菜单8进行砖混结构的抗震验算,同时完成以下两项工作:a:按基

底剪力法计算地震作用(含地震剪力和倾覆弯矩),并对上部砖房进行抗震验算。b:竖向导荷计算,

把上部砖房的恒、活荷载和自重按支撑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,其中比较重要的是“考虑墙梁作用上部荷载折减系数”参数,可按软件的操作提示选用。在满足了抗震验算以及上、下刚度比等各项指标后,程序分别给出文本计算书以及底框荷载。

(3)底部框架--抗震墙的计算。软件把房屋底框顶部切开,将上部砌体的外荷载和结构自

重,作用在底框顶部,不考虑上部砌体的刚度的贡献,把底框部分作为独立结构分析。此时有PK、SAT-8软件可供选择计算,SAT-8适用于同时设置砼和砌体抗震墙的底层框架--抗震墙结构。a:PK软件计算:在PMCAD菜单4中生成的各轴线平面“砖混底框”数据文件,底层顶在同一平面,不出现错层、斜梁,外荷载应注意捡查调整,并应把横梁定义为底框梁。b:SAT-8三维设计软件计算在“总信息”栏中“结构材料信息”设计参数里选择“砌体结构”,随后是“砌体结构”信息栏中“底层框架层数”,c:“接PM主菜单8的规范算法”(根据“抗规GB50011-2001“),这是首选方法。仅对底框部分进行空间分析,在生成SATWE数据文件时,程序将只生成底框部分的几何数据文件和荷载数据文件。自动滤掉上部砖房部分信息。可在前处理”图形检查与修改“中”各层荷载简图“里检查修改;在结构分析时,读取的是第二次生成的数据文件。d:按”有限元整体算法“,将上部砖房和底框做为一个整体,采用空间组合结构有限元方法进行分析,对于一些特殊的底框,如有抗震缝、多塔等,第一种方法程控编制暂未考虑这些特殊因素的影响,在这种情况下,可采用这种方法计算,但此方法有些内容已超出了现行规范的规定,做为一种辅助手段,计算结果仅供参考。

(4)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,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。

2、

注意事项:

(1)使用PK算时较大,PK是在平面内计算,特别是柱平面外配筋,是参平面内计算结果生成,不提倡此法。

(2)TAT-8软件,不能做底框设计,其主要用于全框设计,特别是异形柱设计更是其强项。

(3)PM主菜单8是砖混结构抗震验算(其采用基底剪力法计算地震剪力和倾覆弯矩)、砌体受压验算的必要软件,并进行竖向导荷,考虑墙梁作用的折减系数是重要参数,输入后程序自动折减(次梁悬梁不折减),折掉的荷载转化为集中力作用在梁两端柱顶构件上。也可2种均选,程序自动筛选出不符合墙梁假

定的并按经验折减方法计算。程序能够考虑边框梁与砼剪力墙砖墙共同工作。折减系数后底框空间分析还能用到。SATWE是底框计算前必算软件。SATWE在操作中应特别注意:结构材料信息定为砌体;

结构分析给两种算法,接PM8仅对底框部分进行空间分析,接SATWE数据文件时只形成底框荷载、几合信息,自动滤除上部砖房部分信息。有限元整体算法将底框砖房作为整体进行分析,适用于局部底框局部

砌体内浇外砌、有抗震缝等结构。前者是按规范、后者超出规范仅供参考。应该指出:底框纵、横向地震剪力设计值全部有该向的剪力墙承担。

(4)高层SATWE、TAT软件也可做底框设计,但偏大不提倡。高层TAT软件更适用于砖砌抗震墙底框。

(5)由于楼板的平面内刚度、水平地震力的分配问题地震区底框不能做成错层。

(6)主梁托次梁时应该优先布置加密箍筋,加密箍筋不足时才布置吊筋。次梁托墙的情况应该尽量减少。

(7)底框为上刚下柔型结构,上下层侧刚比≤2.5好理解,为何≥1?这主要是为了使底框抗震墙的房屋的弹