pkpm建模常见问题

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建模问题——悬空梁、悬臂梁•由于采用不等高梁的不当造成。如下图所示:

悬空梁

悬臂梁建模问题——斜梁的上下层连接•由于建模、分析数据的局限性,坡梁的上下层连接需要附加

端柱才能实现。

斜梁直接与下层节点相连实际计算时没有连接

造成斜向悬臂梁

在端头加柱,但柱高要大于200,才能保证计算正确,该柱的设计可以不考虑。

注意:如果采用空间建模SPASCAD,则不受此影响。建模问题——墙节点抬高无效•在计算程序SATWE、TAT、PMSAP中,只承认柱节点和梁

梁交点的上下变化,不考虑墙节点高度的变化。因为分析时,不能考虑异形墙。

想要分析的图形

实际产生的图形建模问题——错层、错层梁、层间梁的合并、简化•当结构产生错层、错层梁、层间梁时,如果错层在梁高的范

围内,则最好合并,简化为同一标高的梁分析、设计。

简化为3层层间梁

小体量夹层梁的刚度合并简化为荷载

错层梁错层建模问题——多塔层高不同的输入•当多塔的层高不同时,一般不能按错层处理,应以同一层高

建模,再到后面的计算软件SATWE、TAT、PMSAP中修改各塔层高即可。

•要保证连梁的正确高度,所以只能调节洞口的高度。

•对上连多塔,则要具体分析结构的实际情况,如果比较复杂,

最好采用空间建模SPASCAD。

错误的简化正确的简化按层数多的塔定义层高

修改该塔的层高注意:当然可以采用更先进的建模——空间建模。这样可以随心所欲。无须考虑简化的问题。可以采用SPASCAD——PMSAP来建模、分析。建模问题——两根梁与柱大偏心连接•当柱范围内有两根梁偏心相连时,应加柱内小梁,以封闭房

间。该小梁程序自动定义为刚性梁。

应定义两根小梁,以封闭房间程序自动确认为刚性梁柱定位点建模问题——一根柱抬两根柱•此时,需要加刚性梁。

加两根刚性梁加一根刚性梁牛腿建模问题——一根梁抬两片墙•此时,只能简化处理。转换大梁上建三根轴线,如下图所示:

中轴线定义宽转换梁上下两根轴线定

义上部剪力墙建若干竖向轴线

定义刚性梁

上部墙与下部刚性梁交点刚性梁与转换梁的交点建模问题——复连通域的导荷•复连通域的导荷载是有问题的,应避免房间彼此之间产生复

连通域的形状。此外,计算时“弹性楼板”的定义也不能是复连通域。

绿色区域的荷载导算有问题,应避免。建模问题——铰接梁的定义•在“特殊构件”定义中,要求梁梁交点不能都是铰接。也不

能产生机构。程序不能处理零自由度结构结构产生机构

结构产生机构PMSAP可以处理零自由度结构建模问题——越层钢支撑•SATWE在处理越层钢支撑时,仍按层分段考虑,这样由于

钢支撑默认是两端铰接,造成支撑越层节点产生机构。

SATWE节点产生机构,需要改为两端刚接

TAT是连接越层支撑为一根,所以不会产生机构建模问题——钢柱底铰接•当底层柱底都设定为铰接后,结构也将产生机构。应至少有

一根柱底是刚接。

底部结构产生机构应至少有一个节点是刚接。变形问题——主次梁的共同工作•当次梁当主梁输入后,次梁与主梁共同产生交叉梁系的体系

承担竖向荷载。竖向荷载将在主次梁之间,按刚度传递、分配。变形问题——梁抬柱的传力•梁抬柱的传力,是由梁柱协调变形完成的,柱的轴力由梁的

剪力平衡,所以,可以通过查看梁剪力来确认上部柱传来的集中力(即柱轴力)。

梁柱位移协调点,也是柱轴力、梁剪力的平衡点变形问题——避免短梁的方法•结构产生短梁后,短梁局部将会超限,因为其相对刚度很大,

把局部荷载都吸收在自己身上。短梁的超限往往是剪扭截面不够或斜截面抗剪不够等。

在梁宽度范围内,应简化为一点输入对柱边的短梁,也可以采用定义刚性梁的方法

超过梁宽范围产生短梁,此时才是真正的短梁,应尽量避免,因为应力过于集中。对柱边短梁可以采用加宽、加掖等方法。

柱边短梁加宽柱边短梁加掖变形问题——从主梁伸出的悬挑梁•从主梁伸出的悬挑梁,与从柱伸出的悬挑梁,其变形协调是

不同的。它将受到主梁大变形(相对于柱)的影响,从而降低了刚度,把自身的荷载卸向两边刚度大的挑梁。

柱的轴向变形小梁的弯曲变形大卸载方向变形问题——恒载模拟施工算法的平衡•由于恒载模拟施工算法的特殊性,不能直接用模拟施工算法

计算出的内力,去做节点的剪力、弯矩平衡。

•要验算节点剪力、弯矩的平衡,应采用“一次性加载”的计

算模式。

第3层加载形式第2层加载形式第1层加载形式

节点平衡需要上下层的内力,而它们却是在不同加载条件下产生的,所以不满足平衡。

恒载模拟施工的加载方式一次性加载可以满足节点平衡变形问题——框剪结构中,竖向荷载的传力•框架剪力墙结构中,由于柱轴向刚度要远小于墙的轴向刚度,

在竖向荷载作用下,柱与墙之间的连梁将调节两者的位移差,使得柱的轴力减少,墙的轴力增大。高层建筑的层层调整,将可能造成顶部框架柱在竖向荷载作用下受拉。•实际情况是:结构变形是在逐层找平、逐层变形的情况下产

生的,到结构顶部时,由于大部分变形已经完成,连梁的调节作用就不会很大。程序采用“模拟施工1”就是体现了这种施工过程。另外:地基变形也会调整柱、墙的位移差。

即使考虑了模拟施工1,连梁也会起到相当的调节作用•模拟施工1,只对上部结构起作用,对底部传基础荷载,并

没有起到调节作用。所以框剪结构传基础荷载还是会出现黑洞现象,即剪力墙下的轴力很大,柱下轴力很小,造成地基沉降、承载力等验算误差。•可以采用“模拟施工2”的计算方法解决这个问题,它是把

柱的轴向刚度提高10倍,以减少柱、墙的刚度差异,从而起到调整传基础的荷载。变形问题——连梁的计算模型•连梁作为一种重要的、敏感的结构刚度调节器,其分析模型的

合理性会影响到整个结构的分析结果。

•连梁按壳元进行划分单元方式的有限元分析模型,如果单元划

分可以很细,则连梁跨高比再大,计算结果也是正确的。

•当单元划分受到限制,对跨高比较大的连梁,由于单元划分不

够细,将造成较大的分析误差。为此,可以按以下方式处理:

•当跨高比大于5时,连梁按框架梁输入、分析。

•当跨高比小于2.5时,连梁按壳元(洞口)输入、分析。

•当跨高比介于5和2.5之间时,按壳元(洞口)分析,应细化单

元划分;按框架梁分析,结构刚度将偏柔。连梁的单元划分

连梁与墙的协调节点框架梁与墙的协调节点变形问题——越层柱的计算模型•越层柱的特点是:在越层点不受楼板的约束。

•越层柱的计算模型可以是整根接起来的模型,也可以是每层

逐根的计算模型。只要保证越层柱的变形特点,这两种模型的计算结果是可以一致的。

越层柱TAT越层柱模型,把柱连接起来,自重作用在柱顶SATWE越层柱模型,柱不连接,自重各自作用在各层的柱顶

地震力、风力

地震力、风力•越层柱的长度系数:

•对单边越层柱,长度系数中含有柱的折算长度;

•对全越层柱,SATWE的长度系数中含有柱的折算长度。

Lo3LoLo2

Lo1

μ3μμ2μ1

各段柱长度和总长度各段柱长度系数和按全长计算的长度系数

长度系数应满足:Lo1*μ1 = Lo2* μ2 = Lo3* μ3 = Lo* μ变形问题——梁柱偏心的计算模型•当梁柱偏心时,程序自动加刚域,来考虑偏心产生的附加弯

矩。

•也可以通过人工设臵刚性梁来实现。

梁的计算模型

梁的刚域梁端剪力转换为柱端

轴力和弯矩变形问题——上下柱偏心的计算模型•当上下柱形心偏心连接时,程序自动加刚域,来考虑偏心产

生的附加弯矩。

柱水平刚域上柱轴力转换为下柱的轴力和弯矩变形问题——梁抬墙的偏心问题•当转换梁抬偏心墙时,一般认为在竖向力作用下,墙对下部

转换梁作用一个大的扭矩。但事实上扭矩并不大,因为扭矩是由梁两端转角不协调所产生,上部墙体虽然偏心,但它给下部的梁柱作用的是一个同向的弯曲,所以,偏心的效果都转化为两边柱的附加弯矩了。

上部墙偏心将主要产生下部柱的附加弯矩