框架结构及框剪结构PKPM参数详细分析(含规范要求)
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一、总信息1、水平力与整体坐标夹角:该参数为地震力、风荷载作用方向与结构整体坐标的夹角。
抗规》5.1.1 条和《高规》4.3.2 条规定,“一般情况下,应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算”.如果地震沿着不同方向作用,结构地震反应的大小一般也不相同,那么必然存在某个角度使得结构地震反应最为剧烈,这个方向就称为“最不利地震作用方向”。
这个角度与结构的刚度与质量及其位置有关,对结构可能会造成最不利的影响,在这个方向地震作用下,结构的变形及部分结构构件内力可能会达到最大. SATWE 可以自动计算出这个最不利方向角,并在WZQ。
OUT 文件中输出。
如果该角度绝对值大于15 度,建议用户按此方向角重新计算地震力,以体现最不利地震作用方向的影响。
一般并不建议用户修改该参数,原因有三:①考虑该角度后,输出结果的整个图形会旋转一个角度,会给识图带来不便;②构件的配筋应按“考虑该角度"和“不考虑该角度”两次的计算结果做包络设计;③旋转后的方向并不一定是用户所希望的风荷载作用方向.综上所述,建议用户将“最不利地震作用方向角"填到“斜交抗侧力构件夹角”栏,这样程序可以自动按最不利工况进行包络设计。
水平力与整体坐标夹角与地震信息栏中斜交抗侧力构件附加地震角度的区别是:水平力不仅改变地震力而且同时改变风荷载的作用方向;而斜交抗侧力仅改变地震力方向(增加一组或多组地震组合),是按《抗规》5.1.1 条2 款执行的。
对于计算结果,水平力需用户根据输入的角度不同分两个计算工程目录,人为比较两次计算结果,取不利情况进行配筋包络设计等;而{斜交抗侧力}程序可自动考虑每一方向地震作用下构件内力的组合,可直接用于配筋设计,不需要人为判断。
只有在风荷载起控制作用时,现有的坐标下风荷载不能起到控制结构的最大受力状态,此时填写一个角度(逆时针为正,顺时针为负),让坐标系发生变化,使风荷载在新的坐标系下(如何计算出风荷载产生的内力最大值的角度值?),能起控制作用(控制结构的最大受力状态),改变参数后,地震作用和风荷载的方向(说明两者方向是一致)将同时改变,但地震作用方向已经不是最不利的方向了,故需要在附加地震作用方向上输入一个相反的角度,使地震作用方向应按原坐标系计算,使地震力最大;如不需要改变风荷载的方向,只需考虑其它角度的地震作用时,则无需改变“水平力与整体坐标的夹角”,只增加附加地震作用方向即可。
2010版SATWE计算参数选用一、2010版计算参数的选用(PKPM及SATWE):免责声明:炒饭个人总结,仅用作参考。
以下内容需与PKPM2010版satwe 说明书结合使用。
参数在PKPM中如何实现需参考satwe说明书。
1、总信息:A、“水平力与整体坐标夹角”,此参数一般不做修改。
而是将周期计算结果中输出的“地震作用最大的方向角”填到“斜交抗侧力构件方向附加地震数,相应角度”。
B、PM里的“混凝土容重”框架取26,剪力墙取27。
(现在版本软件PM与SATWE的“混凝土容重”联动),故在PM中布置楼面恒载时一般不勾选“自动计算现浇板厚”,恒载输入数值为“人工计算板自重+装修荷载重”。
C、“钢材容重”暂时默认78,未研究。
D、“裙房层数”此参数仅用来判定底部加强区:即对剪力墙和框剪结构PKPM 总是将裙房以上一层作为加强区判定的一个条件。
框架结构均可输入0,其他结构未研究。
此参数包含地下室层数。
(如3层地下室,4层裙房,此参数应输入7。
)E“转换层所在层号”含地下室层数,详见2010satwe说明书,未深入研究。
F、“嵌固端所在层数”自然地面为嵌固端时填“1”,地下室顶板作为嵌固端时填“地下室层数+1”。
G、“地下室层数”按实际输入。
H、“墙元细分最大控制长度”取“1”。
影响计算精度,对含剪力墙的结构有影响。
I、“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”仅在计算位移比和周期比时勾选,其他不勾选。
J、“地下室强制采用刚性楼板假定”勾选。
K、“墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点”此参数本人尚不能合理选择,只把网上比较后的结果贴出来。
勾选该参数后,结构周期减小,连梁内力增大,内力平衡校核轴力。
L、“计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘”勾选。
对于L型、T型等截面形式,垂直于地震作用方向的墙段称为翼缘,平行于地震作用方向的墙段称为腹板,翼缘可以区分为有效翼缘和无效翼缘两部分。
无效翼缘内力计入框架,这对于结构中框架、短肢墙、普通墙的倾覆力矩指标计算,通常更为合理。
PKPM 设计参数楼层组装—设计参数a.总信息1.结构体系(框架,框剪,框筒,筒中筒,剪力墙,断肢剪力墙,复杂高层,砌体,底框)。
2.结构主材(钢筋混凝土,砌体,钢和混凝土)。
3.结构重要性系数(《高层混凝土结构技术规程》4.7.1 ,混凝土规范3.2.3)。
4.底框层数,地下室层数按实际选用。
5.梁柱钢筋的混凝土保护层厚度(《混凝土结构设计规范》表3.4.1及表9.2.1)。
6.与基础相连的最大楼层号,按实际情况,如没有什么特殊情况,取1。
7.框架梁端负弯矩调幅系数一般取(0.85—0.9)《高层混凝土结构技术规程》5.2.3条文中有说明。
b.材料信息1.混凝土容重取26-27,全剪力墙取27,取25时需输入粉刷层荷载。
2.钢材容重取78。
3.梁柱主筋类别,按设计需要选取。
优先采用三级钢,可以节约钢材。
SATWE设计参数a.总信息1.水平力与整体坐标夹角(度),通常采用默认值。
(逆时针方向为正,当需进行多方向侧向力核算时,可改变次参数)2.混凝土容重取26-27,钢材容重取78。
3.裙房层数,转换层所在层号,地下室层数,均按实际取用。
(如果有转换层必须指定其层号)。
4.墙元细分最大控制长度,这是在墙元细分时需要的一个参数,对于尺寸较大的剪力墙,在作墙元细分形成一定的小壳元时,为确保分析精度,要求小壳元的边长不得大于给定限值Dmax,程序限定1.0≤Dmax≤5.0 ,隐含值为Dmax=2.0 , Dmax对分析精度略有影响,但不敏感,对于一般工程,可取Dmax=2.0 ,对于框支剪力墙结构, Dmax可取略小些, 例如Dmax=1.5或1.0 。
5.对所有楼板强制采用刚性楼板假定(在计算结构位移比时选用此项,除了位移比计算,其他的结构分析、设计不应选择此项)。
6.墙元侧向节点信息:这是墙元刚度矩阵凝聚计算的一个控制参数,若选“出口”,则只把墙元因细分而在其内部增加的节点凝聚掉,四边上的节点均作为出口节点,墙元的边形协调性好,分析结果符合剪力墙的实际,但计算量大。
混凝土框架结构PKPM设计参数说明V2.2 20150909版目录第一节结构模型输入及参数设置 (7)一、总信息 (7)1.结构体系 (7)2.结构主材 (7)3.结构重要性系数 (7)4.底框层数,地下室层数 (7)5.与基础相连构件的最大底标高(m) (7)6.梁柱钢筋的混凝土保护层厚度 (7)7.框架梁端负弯矩调幅系数 (7)8.考虑结构使用年限的活荷载调整系数 (7)二、材料信息 (8)1.混凝土容重取26-27,全剪力墙取27,取25时需输入粉刷层荷载。
(8)2.钢材容重取78。
(8)3.梁柱箍筋 (8)三、地震信息 (8)1.设计地震分组为第x组,抗震设防烈度为x度,设计基本地震加速度值为xg82.场地类别 (8)3.框架抗震等级 (8)4.抗震构造措施的抗震等级 (8)5.计算阵型个数 (9)6.周期折减系数:建议有填充墙框架结构取0.7。
(9)四、风荷载信息 (10)1.修正后的基本风压 (10)2.地面粗糙度类别 (10)3.沿高度体型分段数及体型系数 (10)五、钢筋信息 (11)1.按照混凝土规范表4.2.3-1、4.2.3-2取用。
(11)六、选择后续操作 (11)1.楼梯自动转化为梁 (11)第二节楼板设计 (12)一、配筋计算参数中 (12)1.直径间距:最小直径8,钢筋最大间距200。
(12)2.双向板计算方法:选用弹性算法。
(12)3.边缘梁、剪力墙算法 (12)4.有错层楼板算法:按简支计算 (12)5.裂缝计算:根据裂缝挠度自动选筋 (12)6.使用矩形连续板跨中弯矩算法:勾选。
(12)7.钢筋级别:通常选取HRB400级。
(12)二、钢筋级配表 (13)三、连板及挠度参数 (13)四、绘图参数 (14)第三节分析和设计参数补充定义 (16)一、总信息 (16)1.水平力与整体坐标夹角(度):通常采用默认值。
(16)2.混凝土容重取26~27,钢材容重取78。
pkpm中要检查的参数高层建筑结构设计必须检查的计算结果输出信息1、轴压比:主要为控制结构的延性,规范对墙肢和柱均有相应限值要求,见抗规6.3.7和6.4.6。
2、剪重比:主要为控制各楼层最小地震剪力,确保结构安全性,参见《高规》的表3.3.13;地震规范的表5.2.5同。
程序对算出的“楼层最小地震剪力系数”如果不满足规范的要求,将给出是否调整地震剪力的选择。
根据规范组的解释,如果不满足,就应调整结构方案,直到达到规范的值为止,而不能简单的调大地震力。
(A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%,不应小于其上一层受剪承载力的65%,B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的75%。
注:楼层层间抗侧力结构受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上,该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和。
)见wmass.out3、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。
新抗震规范附录E2.1规定,转换层结构上下层的侧向刚度比不宜大于2。
新高规的4.4.3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%新高规的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。
新高规的10.2.6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D 的规定。
D.0.1: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2D.0.2:底部为2-5层大空间的部分框支剪力墙结构,其转换层下部框架一剪力墙结构的等效侧向刚度与相同或相近高度的上部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。
SATWE软件计算结果分析与参数控制一、位移比、层间位移比控制规范条文:新高规的4.3.5条规定,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角,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A级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 1/1000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。
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。
结构位移输出文件(WDISP.OUT)Max-(X)、Max-(Y)----最大X、Y向位移。
(mm)Ave-(X)、Ave-(Y)----X、Y平均位移。
(mm)Max-Dx ,Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移Ave-Dx ,Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移Ratio-(X)、Ratio-(Y)---- X、Y向最大位移与平均位移的比值。
PKPM参数表一.计算配筋时模型:1.框剪结构(40F/2D塔楼)1)PM本层信息:砼等级暂按C30输入,在多塔中修改,梁纵向钢筋采用4级钢,其余三级钢。
2)PM设计参数:结构体系按框剪输入,梁柱钢筋的混凝土保护层厚度为20mm,地下室层数为2,框架梁端负弯矩调幅系数。
3)SATWE分析和设计参数补充定义a.总信息混凝土容重26;裙房层数6;嵌固端所在层号3;地下室层数2;恒活载计算信息:模拟施工3;不勾选“强制刚性楼板假定”;勾选“地下室强制刚性楼板假定”;勾选“墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点”;不勾选“计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘”;勾选“弹性板与梁变形协调”;计算水平风荷载;计算水平地震作用。
b.风荷载信息XY方向结构基本周期近似取地震作用计算周期;承载力设计时风荷载效应放大系数;风荷载体型系数;勾选“考虑顺风向风振影响”;勾选“考虑横风向风振影响”;不勾选“考虑扭转风振影响”;c.地震信息不规则、第三组、、暂按“II类”场地、框架一级、剪力墙一级、抗震构造措施抗震等级不改变、中震或大震设计不考虑;勾选“考虑偶然偏心”;勾选“考虑双向地震作用”;相对偶然偏心采用默认值;计算振型个数以达到质量系数97%以上为准;周期折减系数;斜交抗侧力构件方向附加地震数0;d.活载信息墙柱、传给基础活载勾选“折减”;折减系数为默认值;e.调整信息梁端负弯矩调幅系数;实配钢筋超配系数;梁活载内力放大系数;连梁刚度折减系数;勾选“梁刚度放大系数按2010规范取值”;抗规5.2.5调整应根据计算结果需要调整时自定义调整系数使地下室调整系数为1;薄弱层选择“按抗规和高规从严判断”;调整起始调整从3层开始,终止层数为42层,即地下室不调整;其他为默认值。
f.设计信息勾选“按高规和高钢规进行构件设计”、“框架梁端配筋考虑受压”、“梁柱重叠部分简化为刚域”、“柱配筋按单偏压计算”,其余按默认值。
g.配筋信息边缘构件箍筋强度360,按三级钢,其余默认值。
PKPM参数设置和文本分析详解(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。
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。
8、对所有楼层采用刚性楼板假定:位移计算时,不论是否开大洞或不规则,必须是刚性板假定。