pkpm 计算扭转处理办法 1
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PKPM上部结构计算注意问题、周期折减系数框架结构:厂房和砖墙较少的民用建筑,取0.80~0.85,砖墙较多的民用建筑取0.6~0.7,(一般取0.65)。
框架-剪力墙结构:填充墙较多的民用建筑取0.7~0.80,填充墙较少的公共建筑可取大些(0.80~0.85)。
剪力墙结构:取0.9~1.0,有填充墙取低值,无填充墙取高值,多数取平均值0.95比较保险。
2、地震作用计算中,在GE计算时,活荷质量折减系数和活荷载代表值的组合系数:(1)活荷质量折减系数:是指计算地震作用(地震力)计算时,计算质点质量(恒+活活荷质量折减系数)用到的一个折减系数。
(2)、活荷载代表值的组合系数:是指计算地震作用(地震力)计算时,计算重力代表值(竖向荷载)的一个折减系数,直接用于竖向力(恒、活)作用下的结构内力计算。
与上述活荷质量折减系数区别不大,因为:既然重力(竖向力)考虑了多少活载,在计算地震力时也应考虑多少活载,两者是有相关性的,一般两者取值一样,最新版的SATWE已取消了一个系数,仅填一个即可:厂房:均取0.7,仓库应取大值(0.8~1.0),仓库超载可能极大,取1.0较稳妥。
民用建筑按规范:一般情况取0.5,藏书库、档案库取0.8。
按实际荷载输入情况(例如:专业厂房按实际荷载输入),计算取1.0。
具体可参考准永久值系数,最小一般取0.5,当活载较大时,此系数对结构计算结果影响很大,应慎重取值。
3、活荷载组合系数c:是指多个可变荷载同时作用的组合系数,如:G 恒+W风+cQ活组合中的系数。
备注:活荷载重力代表值组合系数E与活荷载组合系数Q上述所代表的意义具有类似又有区别,类似的地方:两者都可理解为组合系数,活荷载组合系数c是与风、吊车等其他可变荷载的组合,活荷载重力代表值组合系数E也是组合系数,它是地震作用组合。
不同之处,活荷载组合系数c最小0.7;活荷载重力代表值组合系数E,一般民用建筑为0.5,屋面可不考虑,相当于准永久值系数,一般的民用建筑,这两者取值是不一样的,多数是:c=0.7,E=0.5。
PKPM剪扭验算超限1. 引言PKPM剪扭验算超限是指使用PKPM软件进行结构力学验算时,发现剪扭验算结果超过了规定的限制值。
本文将从以下几个方面详细探讨该问题,包括PKPM剪扭验算原理、常见的超限原因、解决方法以及预防措施。
2. PKPM剪扭验算原理PKPM是一款常用的结构力学分析软件,可以进行剪扭验算。
剪切和扭转是结构中常见的受力形式,其验算一般包括剪切应力和剪切变形以及扭转应力和扭转变形的计算。
PKPM通过输入结构模型、材料参数和加载条件等信息,利用理论和计算方法进行剪扭验算,最终得出剪切和扭转的验算结果。
3. 常见的超限原因剪扭验算超限可能有多种原因,主要包括以下几个方面:3.1 结构设计问题在结构设计阶段,如果设计参数设置不合理或者设计计算有误,会导致剪扭验算超限。
例如,结构布局不均匀、梁柱比例不合理等都可能导致剪扭验算超限。
3.2 材料强度问题材料的强度是进行剪扭验算的重要参数之一。
当使用的材料不符合相关标准,或者材料参数输入错误时,会导致剪扭验算超限。
3.3 荷载条件问题荷载条件是进行剪扭验算的另一个重要参数。
如果荷载条件输入错误,或者荷载估计不准确,都有可能导致剪扭验算超限。
3.4 软件使用问题PKPM软件本身存在一定的计算误差,如果使用不当或者输入有误,也会导致剪扭验算结果的误差。
例如,误设置边界条件、错误选择验算方法等都可能导致剪扭验算超限。
4. 解决方法针对剪扭验算超限问题,我们可以采取以下解决方法:4.1 调整结构设计优化结构设计是解决剪扭验算超限问题的重要手段。
可以通过调整结构布局和比例,使结构受力更加均匀,减小剪扭效应,从而降低剪扭验算结果。
4.2 确定合适的材料参数正确输入材料参数是剪扭验算的关键。
应根据相关标准确定合适的材料参数,并仔细核对输入的数值是否准确。
4.3 校正荷载条件荷载条件是进行剪扭验算的基本输入参数,应仔细核对荷载条件是否准确。
如果估计不准确,可以进行实测或者获取更准确的荷载数据,以提高验算结果的准确性。
PKPM应用讲解(结合高规)之一~双向水平地震作用下的扭转影响:规范:抗震规范5.1.1-3、5.2.3-3及高规3.3.2-2、3.3.11-3条规定,质量和刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计入双向地震作用下的扭转影响。
对于某个地震反应参数,记该参数在X和Y地震作用下的反应分别为Sx和Sy,那么,在考虑双向地震扭转效应后:(参见高规公式3.3.11-7及3.3.11-8)。
程序实现:程序提供了考虑双向水平地震作用的控制开关,设计人员可根据工程实际情况决定是否考虑双向地震作用。
1、考虑双向地震时,TAT输出双向地震作用下的楼层最大位移及位移比(SATWE、PMSAP不输出),且PMSAP增加双向地震作用工况(SATWE、TAT不增加,而是将原地震工况内力替换成双向地震作用工况内力)。
2、按新高规的要求,质量偶然偏心和双向地震作用组合不叠加,软件中可以同时打开这两项开关,按规范要求分别计算,并取不利结果。
3、考虑双向地震时,应选择扭转耦连。
4、对于特别不规则结构,满足新抗震规范对结构不规则判断条件2条以上(参见抗震规范3.4.2条),且结构的位移比接近限值(参见高规4.3.5条),此时应选择“双向地震组合”。
此时,其空间耦合振动明显,地震作用没有规则性,构件的地震反应也呈现偶合上升,双向效应明显。
5、具体处理中对柱采用了与其它构件略有不用的双向地震的组合方式。
柱的剪力和弯矩只考虑地震作用主方向的双向地震组合,次方向不作双向地震组合。
在进行柱双偏压配筋计算时,这种调整后的组合方式会使计算结果更合理。
另外有关操作就不在此叙述了,大家还是对照软件操作一下,也好加深印象的。
之二~竖向地震作用规范:抗震规范5.3.1、高规3.3.14条规定9度的高层建筑竖向地震作用标准值和构件竖向地震作用效应的计算方法。
抗震规范5.3.3、高规3.3.2-3、3.3.2-4条规定了8度、9度抗震设计的长悬臂和大跨度结构以及9度抗震设计的高层建筑应计算竖向地震作用。
建筑结构毕业设计使用PKPM软件应注意的关键问题王晓飞【摘要】在分析目前普通本科高校土木工程专业毕业设计现状的基础上介绍了利用PKPM软件进行建筑结构毕业设计的意义.针对学生利用PKPM软件进行毕业设计时存在的问题,以结构设计理论为基础,以规范准则为依据,介绍了利用PKPM软件在建筑结构毕业设计时需要注意的关键问题.【期刊名称】《南阳师范学院学报》【年(卷),期】2019(018)003【总页数】5页(P39-43)【关键词】PKPM软件;土木工程专业;建筑结构;毕业设计;问题【作者】王晓飞【作者单位】南阳师范学院土木建筑工程学院,河南南阳473061【正文语种】中文【中图分类】G642.00 引言毕业设计是土木工程专业本科教育阶段最后一个综合性实践教学环节[1-2].目前,大部分土木工程专业师生在选择毕业设计题目时,往往倾向于建筑结构设计类.对于此类毕业设计,一小部分学生会选择手算手绘施工图的模式,而大部分学生则选择利用PKPM软件进行辅助设计.如果利用手算手绘施工图的模式进行结构毕业设计,虽然可以最大程度地训练学生的专业基本功,但其中计算与手绘施工图属于低效劳动,在设计市场早已被淘汰.而目前,PKPM软件在国内设计行业中占有绝对优势,拥有用户上万家,市场占有率高达90%以上,现已成为国内应用最为普遍的CAD系统[3].利用PKPM软件进行毕业设计的辅助设计既能很好地考察学生的结构设计理论知识,又可实现与实际设计市场接轨的目的.许多学生在建筑结构毕业设计中只是机械性地学会了PKPM软件操作,还存在结构设计概念不清晰、软件中参数的选取不明确、结构设计所涉及的规范条文不理解、结构设计结果出现问题不知怎样处理等问题.基于此,针对土木工程专业学生的特点,以结构设计理论为基础,以规范准则为依据,介绍了PKPM软件在建筑结构毕业设计中需要注意的关键问题.1 柱、梁截面尺寸估算问题学生在进行柱、梁建模时一般会忽略截面的估算,直接根据经验或某些书上的例题确定柱、梁截面尺寸.这些学生中大部分是因为不清楚柱、梁尺寸的估算原理和步骤.柱截面尺寸的估算步骤为:1)确定建筑物所在地区的抗震设防烈度及设计地震分组;2)确定建筑物的抗震等级;3)进一步确定框架柱的截面形状与尺寸.框架柱截面尺寸可初步按下式估算:≤[μN],(1)N=βSgn,(2)式中,N为地震作用组合下柱的轴向压力设计值;fc为混凝土轴心抗压强度设计值;Ac为柱截面尺寸;[μN]为柱轴压比值;β为考虑地震作用组合后柱的轴向压力增大系数,角柱、边柱均取1.3,中柱等跨度取1.2,中柱不等跨度取1.25;S按简支状态计算柱的负荷面积;g为单位建筑面积上的重力荷载代表值,可近似取12~15 kN/m2;n为楼层层数.《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)[4](下文中简称《抗规》)6.3.5条规定,抗震等级为三级且超过2层的建筑中框架柱的截面宽度和高度不宜小于400 mm且长边与短边之比不宜超过3.2 楼梯布置问题相比较2001版的《抗规》,2010版《抗规》增加了第6.1.15条,用以考虑楼梯的斜撑作用对结构刚度、承载力以及规则性的影响.学生在布置楼梯时经常会出现楼梯布置不上或参数设置不合理等情况.解决上述问题的唯一办法是正确理解“平行两跑楼梯—智能设计对话框”中各参数的含义及建筑施工图中结构层高、楼梯的设计参数等.“平行两跑楼梯—智能设计对话框”如图1所示.图1 平行两跑楼梯—智能设计对话框首先,需要注意的是底层楼梯布置需设置“起始高度”,即底层楼梯从室内±0.000标高开始,底层结构高度从基础顶面开始,两者之间的差值绝对值即为“起始高度”.其余层的楼梯“起始高度”为0.其次,注意“起始节点号”的选择,有时程序默认的“起始节点号”与实际建筑中楼梯的起始位置不一致,此时需要按照建筑图中楼梯的实际工程情况选择“起始节点号”以及确定是否勾选“是否是顺时针”.图1中“各梯段宽”是指梯井边缘至梁边的距离,“各梯段宽”=梯井边缘至墙边缘的距离-梁边缘到墙边缘的距离.“各标准跑详细设计数据”中第1跑的“起始位置”与第2跑的“结束位置”相等,第1跑的“结束位置”与第2跑的“起始位置”数值相等,而且“平台宽度”=第1跑“结束位置”.最后,注意图1中的其他参数需要根据建筑施工图中楼梯的实际工程情况进行填写.3 SATWE模块中参数理解问题在SATWE模块中进行各参数补充定义时,部分学生存在参数理解不清楚、参数选值不确定等问题.3.1 “分析与设计参数补充定义(必须执行)”选项中需要注意的参数3.1.1 对所有楼板强制采用刚性楼板假定:根据实际工程情况选择是否勾选.《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)[5](下文简称《高规》)5.1.5条规定,进行高层建筑内力与位移计算时,可假定楼板在其自身平面内无限刚性.一般建筑结构仅在计算位移比时建议选择,在进行结构内力分析和配筋计算时可不选择.3.1.2 X、Y向结构基本周期:此项用于X向和Y向风荷载的计算.SATWE计算完成后,得到了准确的结构自振周期,再回到此处将新的周期值填入,然后重新计算,以得到更为准确的风荷载.对于比较规则的结构,可采用近似方法计算基本周期.框架结构T=(0.08~0.1)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.结构基本周期主要是计算风荷载中的风振系数用的,设计人员可以先按照程序给定的缺省值对结构进行计算.计算完成后再将程序输出的第一平动周期值填入即可.如果不想考虑风振系数的影响,则可在此处输入一个小于0.25的值.3.1.3 柱配筋计算原则:根据实际工程情况确定.若按单偏压计算,程序按单偏压计算公式分别计算柱两个方向的配筋;若按双偏压计算,程序按双偏压计算公式计算柱两个方向的配筋.《高规》6.2.4条规定:抗震设计时,框架角柱应按双向偏心受力构件进行正截面承载力设计.一般情况下,SATWE设计信息中选择“按单偏压计算”,然后在柱施工图归并选筋后,再进行双偏压验算.3.2 “结构内力,配筋计算”选项中需要注意的参数3.2.1 层刚度比计算:《抗规》3.4.2和3.4.3条建议的计算方法是地震剪力与地震层间位移比.对于多层(砌体、砖混底框),宜采用剪切刚度;对于带斜撑的钢结构,宜采用弯剪刚度;多数结构宜采用地震剪力与地震层间位移比(所有结构均可采用该方法进行层刚度比计算).3.2.2 地震作用分析方法:“侧刚分析方法”是指按侧刚模型进行结构振动分析,“总刚分析方法”是指按总刚度模型进行结构的振动分析.当考虑楼板的弹性变形(某层局部或整体有弹性楼板单元)或有较多的错层构件(如错层结构、空旷的工业厂房、体育馆所等)时,建议采用“总刚分析法”.4 计算结果分析问题利用SATWE模块对所建结构模型进行内力与配筋计算后,大部分学生不会根据SATWE模块输出的结果图形与文本显示进行分析,即使发现问题也不知怎样对模型或参数进行调整.要想解决上述问题,需要结合规范准则、结构设计理论知识及结构设计经验最终确定修改方案.4.1 文本文件输出“文本文件输出”选项中需要重点检查“结构设计信息”“周期、振型、地震力”“结构位移”选项.4.1.1 “结构设计信息”选项中一般从以下三个方面对计算结果进行检查4.1.1.1 进一步校对、复核SATWE中“分析与设计参数补充定义”的参数有无错误,包括总信息、风荷载信息、地震信息、活荷载信息、调整信息、配筋信息、设计信息、荷载组合信息等输入信息.4.1.1.2 查看“各层的质量、质心坐标信息”“各层构件数量、构件材料和层高”“风荷载信息”“各楼层偶然偏心信息”“各层楼等效尺寸”等信息.核对“各楼层单位面积质量”,各层楼的单位面积质量=结构总重量/建筑面积.一般情况下,框架结构的单位面积质量大约为11~14 kN/m2,框剪结构大约为13~15 kN/m2,剪力墙结构大约在15 kN/m2左右.4.1.1.3 查看“计算信息”.“计算信息”中重点检查以下4项:(1)“各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息”中“刚度比”需要重点检查,通过检查“刚度比”判断结构竖向有无薄弱层.(2)“结构整体抗倾覆验算结果”中的“零应力区”需要检查,一般情况下“零应力区”数值不允许大于15.根据《抗规》4.2.4条规定,高宽比大于4的高层建筑,在地震作用下基础底面不宜出现零应力区;其他建筑,基础底面与地基土之间的零应力面积不应超过基础底面积的15%.(3)“结构整体稳定验算结果”中的“刚重比”需要检查.刚重比:主要为控制结构的稳定性,以免结构产生滑移和倾覆.当结构刚重比大于10时,能够通过《高规》5.4.4条的稳定验算;当结构刚重比大于20时,可以不考虑重力二阶效应.(4)“楼层抗剪承载力及承载力比值”中的“最小楼层抗剪承载力之比”需要检查. 《高规》3.5.3条规定,A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%,不应小于其相邻上一层受剪承载力的65%;B级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75%.4.1.2 “周期、振型、地震力”选项中一般对以下3个计算结果进行检查4.1.2.1 检查“考虑扭转联耦时的振动周期(秒)、X,Y方向的平动系数、扭转系数”计算结果,主要核算结构的“周期比”是否满足规范要求以及检查“地震作用最大的方向”值的大小.周期比主要用来控制结构扭转效应,减小扭转对结构产生的不利影响.《高规》第3.4.5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,A级高度高层建筑不应大于0.9.如果出现不能满足要求的情况,一般通过调整平面布置来改善.总的调整原则是加强结构外围墙、柱或梁的刚度,适当削弱结构中间墙、柱或梁的刚度.当地震作用最大方向的计算结果大于15度时,需要将夹角计算结果输入到“水平力与整体坐标夹角”中重新计算.4.1.2.2 检查“各层X、Y方向的作用力”计算结果.主要检查结构“X向、Y向各层剪重比”以及“X向、Y向的有效质量系数”是否满足规范要求.剪重比:主要为控制各楼层最小地震剪力,确保结构安全性,具体要求参见《抗规》表5.2.5及《高规》表4.3.12.有效质量系数:《抗规》5.2.2条文说明及《高规》第5.1.13条第1款要求,有效质量系数不应小于90%.4.1.3 “结构位移”选项中主要检查X、Y向在各工况下的“最大层间位移角”以及“最大位移比”是否满足规范要求.《抗规》表5.5.1中规定了各种结构类型的弹性层间位移角的限值,其中钢筋混凝土框架结构的层间位移角限值为1/550.《抗规》3.4.3条规定:在规定水平力作用下,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),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,则结构属于扭转不规则.如果结构的“最大层间位移角”“最大层间位移与平均层间位移的比值”以及“最大位移与层平均位移的比值”出现不满足规范要求的情况,可以通过人工调整改变结构平面布置,减小结构刚心与形心的偏心距.4.2 图形文件输出“图形文件输出”选项中需要重点检查“混凝土构件配筋及钢构件验算简图”选项.其中梁配筋信息中有红色字体出现,则代表梁超筋;柱配筋信息中出现红色字体,则代表柱超筋或轴压比超限.造成梁超筋的原因主要有两种:第一种是梁抗剪承载力不足,第二种是梁抗弯承载力不足.具体是哪种原因造成的超筋需要单击“构件信息”中的“梁信息”,如图2所示,然后鼠标左键红色的梁,则会弹出记事本,如图3所示.图3中框内信息即是超筋的原因:抗剪承载力不足.图2 构件信息图3 超筋信息不同原因造成的超筋问题的解决方案不同:(1)针对抗剪承载力不足引起的超筋问题的解决方案抗剪差的原因主要是和梁垂直搭接次梁传来的力太大,超过本根梁能超过的范围.有两种解决办法,主要减小传来梁的剪力:一是在PKPM-SATWE特殊构件定义中将传来梁的定义为铰接,这是解决此类问题的很好的办法;二是提高本梁的刚度,主要方法是加大梁的截面和提高混凝土等级等.(2)针对抗弯承载力不足引起的超筋问题的解决方案如果是抗弯承载力不足引起的超筋,造成梁抗弯承载力不足的原因有很多,例如输入的荷载错误,有可能是荷载输入过大;梁截面过小;混凝土的强度等级过低等.针对以上原因,解决办法是根据实际工程情况减小荷载、加大梁的截面尺寸或者适当提高混凝土强度.除了上述介绍的造成梁超筋的常见原因外,还有很多其他原因,需要设计人员根据实际工程情况进行判断并提出解决方案.针对轴压比超限的常见解决方法有:①加大柱子截面面积;②采用高强度混凝土.引起柱超筋的原因很多,需要针对不同原因提出相对应的解决方法.(1)如果是框架结构整体刚度不足,在地震力的作用下倾覆力矩太大而超筋,这时结构的位移角基本上也不会满足规范要求,可以通过查看“结构位移”确定.这种情况下可以增大柱截面或是增加柱数量,也可以尝试增加斜撑或者阻尼支撑,甚至可以增加一些剪力墙.(2)如果是与柱相连的梁线刚度太小(尤其是大跨度结构),梁受弯时会传递很大的弯矩给柱端,弯矩将造成柱端出现很大的偏心,从而导致柱超筋.这种情况在竖向力较小时(比如顶层)比较常见,此时增大梁高或者减小柱距就能有效解决问题.(3)如果是结构平面局部薄弱,平面刚度突变而出现柱超筋,这主要是由水平力作用下的应力集中引起的.这种情况下可以增大薄弱部位处的刚度(增大柱截面或者增加柱根数),或者直接在平面薄弱部位处设置抗震缝,将结构断开成两个单体. (4)如果是结构平面扭转较大,局部(尤其是边角)形成很大的剪力而造成超筋,这时首先考虑对整体结构进行调整,平衡刚度,使结构刚度中心与质量中心尽量重合以减少扭矩.如果上述措施还不能解决柱超筋问题,可以再考虑增大柱截面.(5)如果结构竖向存在薄弱层,软件在计算时会将该薄弱层乘以放大系数,这种情况也容易引起超筋.薄弱层一般是因为上层的刚度太大,所以除了增大本层刚度外,还可以尝试降低上层刚度.5 结语利用PKPM软件进行建筑结构毕业设计不仅仅是软件的简单操作,其中涉及大量结构设计理论知识、规范条文、参数含义等,并要求学生具备分析计算结果并解决问题的能力.本文针对PKPM软件设计过程中学生比较容易出现问题的地方进行了详细分析与解释,可以在一定程度上提高土木工程专业学生的结构设计能力及毕业设计质量. 参考文献【相关文献】[1]曹云,孟云梅. 土木工程专业毕业设计教学改革与实践[J]. 中国电力教育,2012(28):117-118.[2]孙文彬. 土木工程专业毕业设计教学改革与实践[J]. 长沙大学学报,2006,20(5):101-104.[3]陈占锋,向娟. 结构设计软件应用:PKPM[M]. 2版.武汉:武汉大学出版社,2017.[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑抗震设计规范GB 50011—2010 [S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2010.[5]中华人民共和国住房和城乡建设部.高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3—2010[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2010.[6]刘于,王龙海,罗德海. 浅谈PKPM软件在建筑结构课程教学中的应用[J]. 绿色环保建材,2018(5):270.[7]代发能. PKPM框架结构设计分析[J]. 建材与装饰,2018(30):113-114.。
剪扭超限梁水平加腋 pkpm近年来,随着钢筋混凝土结构在建筑中的广泛应用,剪扭超限问题成为工程设计和施工中一个非常重要的问题。
在此应用的过程中,剪扭超限问题经常出现,需要通过设计和分析来解决,才能保证建筑结构的安全性和可靠性。
PKPM软件是一种广泛应用于结构工程设计中的分析软件,可以用来分析剪扭超限问题的解决方法。
一、剪扭超限问题意思是指受弯构件的扭转约束不足,因此受弯构件在受力过程中产生了超出其设计值的扭转变形。
而这些变形进一步在构建中可能会产生更大的变形和应力,并导致结构的破坏。
结构中一个重要的受弯构件是梁,而梁的剪扭超限问题是结构中最常见的问题之一。
梁的设计中必须考虑剪和扭两个方向的受力,剪和扭之间的相互作用是混凝土结构设计中的关键问题。
二、梁水平加腋梁水平加腋是一种大跨度梁的基本设计形式。
这种设计形式在梁的剪括度和剪切应力的控制方面具有很好的表现。
梁水平加腋将梁分成多个跨度,每个跨度之间的加腋处可以控制梁的变形和应力。
在PKPM软件中,处理梁水平加腋的输入很简单,可以轻松地建立梁水平加腋的模型。
三、PKPM软件PKPM是一款广泛应用于建筑工程设计的计算机软件。
它可以帮助工程师在建筑设计和结构分析中有效地解决问题。
对于梁水平加腋的分析,PKPM软件可以提供详细的计算结果。
在使用PKPM软件进行分析时,用户可以轻松地输入梁水平加腋的相关设计参数,并获得所需的结果。
PKPM软件能够通过多种方式来研究梁的行为,包括边界条件、扭矩、剪力以及梁上的荷载作用等等。
四、结论总之,剪扭超限是混凝土结构中一个非常重要而复杂的问题,它需要结构工程师采用现代的分析工具来解决。
梁水平加腋是控制受弯构件剪扭超限问题的一种好方法,PKPM软件则是现代工程师使梁的分析和设计变得更加容易的软件。
对于那些希望在建筑结构设计中优化受弯结构的工程师而言,梁水平加腋和PKPM软件都是不可或缺的工具。
pkpm楼板导荷载传扭矩一、导论楼板是建筑结构中的重要组成部分,承载着人们的活动和各类设备的重量。
在工程设计中,需要对楼板的导荷载以及扭矩进行合理的计算和分析,以确保楼板的结构安全和使用性能。
本文主要探讨了如何使用pkpm建筑设计软件来进行楼板导荷载传扭矩的计算,通过使用该软件,可以准确、高效地完成楼板设计任务。
二、pkpm建筑设计软件的基本概述2.1 pkpm建筑设计软件的介绍pkpm建筑设计软件是一款面向建筑设计工程师的专业软件,拥有丰富的功能和强大的计算能力。
它可以帮助工程师进行楼板导荷载传扭矩的计算,减少了手工计算的时间和劳动强度,同时提高了设计的准确性和可靠性。
2.2 pkpm建筑设计软件的特点* pkpm建筑设计软件具有友好的用户界面,易于学习和操作; * 软件提供了丰富的设计模块,包括楼板设计模块、荷载传递计算模块等; * 可以根据国家标准和规范进行设计,满足工程设计的要求; * 软件提供了多种计算方法和参数设置,可以满足不同工程的需求。
2.3 pkpm建筑设计软件的应用范围pkpm建筑设计软件可用于各类建筑工程的楼板导荷载传扭矩计算,包括住宅楼、商业综合体、工业建筑等。
其灵活的设计模块和强大的计算能力,使得软件适用于不同规模和复杂度的工程项目。
三、pkpm软件楼板导荷载计算流程3.1 收集楼板导荷载计算所需的基本参数在进行楼板导荷载计算前,需要收集以下基本参数:楼板的几何尺寸、混凝土的强度等级、楼板的使用荷载等。
这些参数是进行楼板计算的基础,必须准确获取。
3.2 定义楼板的几何特征和荷载在pkpm软件中,需要定义楼板的几何特征和荷载。
几何特征包括楼板的梁跨径、柱跨径、楼板厚度等;荷载包括自重荷载、活载、风荷载等。
通过定义这些特征和荷载参数,可以进行后续的计算和分析。
3.3 进行楼板导荷载计算在pkpm软件中,可以通过选择相应的计算模块进行楼板导荷载的计算。
根据国家规范,软件可以根据楼板的几何特征和荷载情况,自动生成相应的计算结果,包括荷载传递系数、楼板的承载力等。
框架梁抗扭算不过问题现浇梁板中,主梁上搭次梁端头时,程序计算往往有很大的扭距,即使考虑0.4的折减系数后,抗扭钢筋也相当可观.我一般边梁按计算值的1/3实配,在厦门审查没有问题,在乌鲁木齐不行,请各位谈一谈.我使用PKPM系列当次梁搭在主梁上,且距柱很近时,程序很难通过,提示“扭剪不够”在制作结构时,我尽量避免这种安排。
当发生这种情况时,将主梁抬高50-100,@100箍筋全长配置,但没有管道。
有时现浇板加厚1,加大次梁截面高度即可减小主梁扭矩2.减少边跨支架上部次梁配筋,增加下部配筋,防止次梁对主梁产生较大扭矩,甚至只能提供两个14。
由于次梁是次受力构件,因此次梁的上部可能会变形3.pkpm在计算梁上两相近节点时(<300mm),其配筋会有激增,可用手算复核4.抗扭纵筋面积亦包括上下部纵筋放大面积,如已对上下部纵筋放大,可在配筋时减去此部分面积在过去,设计是手工完成的,主次梁铰接没有问题。
现在计算结果中有扭转纵筋,上部纵筋为1/3,下部纵筋为1/3,腰部纵筋为1/3。
一般是1/4给上部纵筋,1/4给下部纵筋,1/2给腰筋。
原则是:沿截面周边均匀地分布。
我曾经读过一篇文章,讨论过这个问题,在中层有这样一句话,在工程实践中,没有发现由于扭转阻力不足而导致失败的例子。
实在想不起在哪里看到过,麻烦大家找一找目前,为了满足建筑的要求,雨篷漂浮越来越多,扭矩的影响不容忽视。
然而,目前这种环梁的计算仅采用手工计算,尚未找到理想的计算方法。
抗扭一般是手算后可考虑内力重分布后乘以折减系数。
设计方法可分为“释放”和“阻力”两类,但计算必须严格符合实际情况。
永远不要交叉。
钢筋混凝土梁的抗扭设计也有两大类:1.规范规定的方法:根据弹性分析调整支撑梁两端弯矩的设计值,并根据弯、剪、扭构件进行配筋设计。
根据国内试验研究:框架梁、柱现浇,梁上板预制时,扭矩调幅系数的值不应大于0.4(即调幅后的扭矩设计值不应小于弹性扭矩设计值的0.6倍)。
PKPM软件计算结果分析详细说明一、位移比、层间位移比控制规范条文:《高规》JGJ3-2010中第3.4.5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》JGJ3-2010的第3.7.3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《抗规》GB50011-2010中第3.4.4条第1款第一条:“扭转不规则时,应计入扭转影响,且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍,当最大层间位移远小于规范限值时,可适当放宽。
”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。
PKPM计算结果分析与调整1设定结构整体参数1.1振型个数结构的振型个数一般取楼层数的3倍且要满足有效质量系数的要求;1.2最大地震力作用方向最大地震力作用方向即结构最不利地震作用方向,若计算得出的角度大于15度则需要调整。
1.3结构基本周期第一振型周期即为结构基本周期2确定整体结构合理性控制结构整体性的主要参数是:周期比,剪重比,位移比,位移角(层间最大位移与层高之比),层间刚度比,层间受剪承载力比,刚重比2.1周期比(WZQ.OUT)周期比是控制结构扭转效应的重要指标,是结构扭转刚度,扭转惯量分布大小的综合反映。
控制周期比的目的是是使抗侧力构件的平面布置更加有效,更加合理,以此控制地震作用下结构扭转激励震动效应不能成为主振动效应,避免了结构扭转破坏。
2.2剪重比(WZQ.OUT)剪重比计算是因为在长周期作用下,地震影响系数下降较快,对于基本周期大于3.5秒的结构,由此计算出来的水平地震作用下的结构效应可能很小。
而对于长周期结构,地震动态作用下的地面运动速度和位移可能对结构具有更大的破坏作用。
2.3位移比(WDISP.OUT)位移比是控制整体扭转性和平面不规则性的重要指标。
2.4位移角(WDISP.OUT)层间位移角是控制结构整体刚度和不规则性的主要指标。
限制建筑物尤其是高层建筑的层间位移角主要目的有两点:一是保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土受力构件出现裂缝或裂缝超过允许范围;二是保证填充墙和各种管线等非结构构件完好,避免产生明显的损伤。
2.5层间刚度比层间刚度比是控制结构竖向不规则和判断薄弱层的重要指标。
对于转换层,无论刚度比是多少,都应该设置为薄弱层2.6层间受剪承载力比层间受剪承载力比也是控制结构竖向不规则性和判断薄弱层的重要指标。
2.7刚重比刚重比是结构刚度与重力荷载之比,它是控制结构整体稳定的重要指标。
结构的刚重比是影响重力二阶效应的主要参数,通过对结构刚重比的控制满足高层建筑稳定性要求。
pkpm 计算扭转处理办法1)SA TWE 程序中的振型是以其周期的长短排序的。
2)结构的第一、第二振型宜为平动,扭转周期宜出现在第三振型及以后。
见抗规 3.5.3 条 3 款及条文说明“结构在两个主轴方向的动力特性(周期和振型)宜相近” ;高规7.1.1 条条文说明“在抗震结构中……宜使两个方向的刚度接近” ;高规8.1.7 条7 款“抗震设计时,剪力墙的布置宜使各主轴方向的侧移刚度接近” 。
3)结构的刚度(包括侧移刚度和扭转刚度)与对应周期成反比关系,即刚度越大周期越小,刚度越小周期越大。
4)抗侧力构件对结构扭转刚度的贡献与其距结构刚心的距离成正比关系,结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大。
5)当第一振型为扭转时,说明结构的扭转刚度相对于其两个主轴(第二振型转角方向和第三振型转角方向,一般都靠近X 轴和Y轴)的侧移刚度过小,此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度,或沿两主轴适当削弱结构内部的刚度。
6)当第二振型为扭转时,说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大,结构当第二振型为扭转时,当第二振型为扭转时说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大,的扭转刚度相对其中一主轴(第一振型转角方向)的侧移刚度是合理的;但相对于另一主轴(第三振型转角方向)的侧移刚度则过小,此时宜适当削弱结构内部宜适当削弱结构内部第三振型转角方向的刚度,或适当加强结构外围转角方向” 或适当加强结构外围(沿“第三振型转角方向”的刚度或适当加强结构外围(主要是沿第一振型转角方向)的刚度。
角方向)的刚度7)某主轴方向的层间位移角小于限值(见高规表 4.6.3,下同)较多时,对该主轴方向宜采用“加强结构外围刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角大于限值较多时,对该主轴方向宜采用“削弱结构内部刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角接近限值时,对该主轴方向宜同时采用“加强结构外围刚度”和“削弱结构内部刚度”的方法。
8)在进行上述调整的同时,应注意使周期比满足高规 4.3.5 条的要求。
9)当第一振型为扭转时,周期比肯定不满足规范的要求;当第二振型为扭转时,周期比较难满足规范的要求。
【答1】简单的说,当扭转周期不在第一周期时,就是有一个轴的平面刚度超过了扭转刚度。
把扭转周期下面那个轴的刚度调弱或把第一周期对应的轴刚度调强就解决了。
举个例子,振型号周期转角平动系数(X+Y) 扭转系数 1 2.1675 177.14 0.95 ( 0.95+0.00 ) 0.05 2 1.7877 13.53 0.08 ( 0.07+0.01 ) 0.92 3 1.5541 88.93 0.99 ( 0.00+0.99 ) 0.01 第一周期是X 向的,刚度正常,第二周期是扭转周期,调这个,把第三周期对应的Y轴调弱点,让Y轴刚度小于扭转刚度。
扭转就调过来了。
【答2】理论上不错,实际上应尽量调小结构中部Y向刚度,要不在调大Y向周期时,扭转周期也在变大. 【答3】1,2 周期平动,3 周期扭转,不成主要削弱中间,加强周边,通过振型图看哪里强虚弱哪里,哪里弱加强哪里【答4】周边不宜过分加强.不然会引起内力过于集中,对基础和构件设计不利合理的结构应该有合适的刚度大小和布置.举个例子:一般来说在相同条件下框剪结构比框筒结构受力合理.因为框筒的刚度太集中在核心筒区域了. 第一振型应是平动的原因2010-05-15 23:12 动力学认为结构的第一周期应该是出现该振形时所需要的能量最小,第二周期所需要的能量次之,依次往后推。
我认为规范规定Tt/T1<0.9 就是为了让对结构产生作用的能量中的大部分只够激起结构的平动而不是扭转。
按照动力学理论,结构第一周期只与结构本身的质量、刚度和边界条件有关,与外界力没有关系,地震只是提供一个激振力,基底剪力是反映这个激振效果的一个指标,这个除了以上的条件外,同时就跟地震参数有关,比如加速度的值。
而结构最容易出现振动的振型就应该是第一振型,这个振型所需要的能量最小,最容易发生。
这个就很容易理解为什么扭转振型不能太靠前,起码不能出现再第一振型。
通高层设计中是可行的。
关于第二平动周期与扭转周期比较接近的问题是相对的,我个人认为就是说能拉大到0.9 以下最好,但是不能拉到0.9 以下,也尽量不要超的太多。
怎么理解主振型?pkpm 采用了wilson 教授的质量参与系数的概念(可以查看sap 和etabs),比如我们计算15 个振型,质量参与系数达到了98%,那么15 个振型当中就有一个质量参与系数最大的振型,比如是 2 振型,它对这个98%的贡献最,那么我们就认为它就是主振型。
而其它的振型的贡献可能大(比如达到40%)相对很小。
主振型的意义在于:它可能不是最容易被激励起的振型,但是它一旦被激励起了,那么它就是结构振动的主要成分,所以我们在抗震的时候我特别给与关注,尽量避免它与扭转振型靠近。
这也就是我建议ljbwhu 将T2 与Tt 拉大点的原因。
在常规的高层结构设计中,由于各种限制,不容易出现以下这种情况:当结构中存在某些相对软弱的部分或者构件的时候,则结构的主振型会出现的比较靠后,这很容易理解,因为软弱的地方在激励能量相对小的时候就会局部振动,此时不是整体振动,所以该振型的质量参与系数很小,但是它们却是低阶振型。
所以我前面的贴子提到了模型错误,这里的错误并不是指模型逻辑上的错误,而是某些构件的刚度、尺寸、材料等原因的错误,造成局部软弱。
这种情况比较特殊,但是也可能出现,所以要避免。
主振型:对于某个特定的地震作用引起的结构反应而言,一般每个参与振型都有着一定的贡献,贡献最大的振型就是主振型,贡献指标的确定一般有两个,一是基底剪力的贡献大小,二是应变能的贡献大小。
一般而言,基底剪力的贡献大小比较直观,容易被我们接受扭转为主的振型中, 周期最长的称为第一扭转为主的振型, 其周期称为扭转为主的第一自振周期Tt 。
平动为主的振型中, 根据确定的两个水平坐标轴方向X 、Y , 可区分为X 向平动为主的振型和Y向平动为主的振型。
假定X 、Y方向平动为主的第一振型(即两个方向平动为主的振型中周期最长的振型) 的周期值分别记为T1 X 和T1 Y,其中的大者位T1,小者为T2。
T1 即为则《高规》41315 第条中所说的平动为主的第一自振周期, T2 姑且称作平动为主的第二自振周期。
研究表明, 结构扭转第一自振周期与地震作用方向的平动第一自振周期之比值, 对结构的扭转响应有明显影响, 当两者接近时, 结构的扭转效应显著增大[7 ] 。
《高规》41315 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第周期T1 之比值进行了限制, 其目的就是控制结构扭转刚度不能过弱, 以减小扭转效应。
《高规》对扭转为主的第一自振周期Tt 与平动为主的第二自振周期T2 之比值没有进行限制, 主要考虑到实际工程中, 单纯的一阶扭转或平动振型的工程较少, 多数工程的振型是扭转和平动相伴随的, 即使是平动振型, 往往在两个坐标轴方向都有分量。
针对上述情况, 限制Tt 与T1 的比值是必要的, 也是合理的, 具有广泛适用性; 如对Tt 与T2 的比值也加以同样的限制, 对一般工程是偏严的要求。
对特殊工程,如比较规则、扭转中心与质心相重合的结构, 当两个主轴方向的侧向刚度相差过大时, 可对Tt 与T2 的比值加以限制, 一般不宜大于1.0。
实际上, 按照《抗震规范》第31513 条的规定, 结构在两个主轴方向的侧向刚度不宜相差过大, 以使结构在两个主轴方向上具有比较相近的抗震性能。
当然, 振型特征判断还与宏观振动形态有关。
对结构整体振动分析而言, 结构的某些局部振动的振型是可以忽略的, 以利于主要问题的把握。
注意上面这句话的意义说明了,某些局部振动可以忽略掉,那么如何判断某些局部振动呢?就转到我们上面所讨论的问题上来了,可以采用振型总剪力的大小来判断或者振型质量参与系数来判断。
忽略某些总剪力很小或者质量参与系数很小的振型,而保留那些相对较大的振型,这样说的话,就没有必要强制制要求将总剪力最大的平动周期作为第一平动周期了!第一扭转周期的确定也没有什么疑惑。
那个审图中心的意见有问题!(1)如果一个结构X,Y方向周期相差很大时,前几个平动周期往往是一个方向的(如均为X 方向或均为Y方向)。
此时要求Tt/T1<0.9 即可。
(2)如果一个结构X,Y方向周期相差不大时,应使第一第二振型周期以平动为主(此时第一第二振型分别是X,Y向),此时要求Tt/T1 和Tt/T2 均<0.9。
这是容易作到的。
另附手头一些资料,不知对大家有无帮助:(1)高规4.3.5 条的条文说明主要意思:与T1 两者接近时由于振动耦连影响,Tt 结构扭转效应明显增大。
(2)2002 年9 月版SA TWE 用户手册124 页:振型的方向角0 度是X 方向,90 度是Y方向。
依次类推。
它的意义在于使我们明确知道结构刚度的薄弱方向。
两个第一侧移振型的方向角,代表了水平地震作用的两个近似的最不利方向。
(3)2002 年9 月版SA TWE 用户手册124 页:主振型的概念:对于地震引起的结构反应而言,参与振型贡献最大的就是主振型。
衡量贡献大小有 2 个指标较合适,一是基底剪力贡献,二是应变能贡献。
基底剪力贡献较易为工程技术人员接受。
SA TWE 给出每个振型每个地震方向的基底剪力贡献。
用于判断每个地震方向的主振型。
周期比计算方法:PS: 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;值得注意的是,在判断复杂结构的第一平动周期时,还应考察该振型产生的基底剪力是否为各振型中的最大值,如果该振型产生的基底剪力很小,就不是第一平动周期。
(详细见PKPM 新天地2005.1 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。