框架结构模型建⽴软件⼀:PMCAD
软件⼆:SAT-8
操作要点分析:⼀、PMCAD1.柱布置:
根据建筑施⼯图平⾯布局,合理设计结构体系,选择适当的柱布置处。2.梁布置:
(1)根据结构体系布局,与框架柱形成双向框架结构体系;(2)有墙处下设梁;
(3)现浇板短边尺⼨⼤于5⽶以上,宜在中间布置梁,将⼤板分割成⼩板。3.柱定义:截⾯尺⼨取值:N/fc A≤1
(N:柱⼦所承担的竖向轴⼒设计值;fc:柱所采⽤混凝⼟的轴⼼抗压强度设计值;A:柱⼦截⾯⾯积)
⼀般多层框架结构柱截⾯尺⼨在400mm左右。4.梁定义:
(1)截⾯宽度⼀般与墙等厚,取250mm;
(2)截⾯⾼度与跨度有关,框架梁取跨度的1/8~1/12(1/11),次梁取跨度的1/12~1/15,悬挑梁取跨度的1/4~1/6。《建筑抗震规范》6.3.1;
框架结构中主梁⼀般按连续梁或者固结考虑,5.楼板:
楼板厚度⼀般不⼤于楼板短边尺⼨的1/30,(⼀般单向板取1/35,双向板取1/40)且不宜⼩于100mm。楼板在卫⽣间、浴室、厨房、阳台等,⼀般降板50mm。6.楼梯荷载
楼梯建模时,板厚为0,恒载8kn/㎡、活载3.5kn/㎡7.楼⾯荷载:
(1)楼⾯恒载:⼀般4.0KN/M2左右
15厚地砖⾯层+25厚1:3⽔泥砂浆结合层+110厚现浇板+15厚板底粉刷:0.04X20+25X0.11+0.015X17=3.9KN/M2
(2)楼⾯活载:根据国标《建筑结构荷载规范》取值,例如:住宅、宿舍:2.0KN/M2办公楼、教室:2.0KN/M2
⾛廊、楼梯(住宅、宿舍):2.0KN/M2 ⾛廊、楼梯(办公楼、教室):2.5KN/M2阳台、露台(⼀般情况):2.5KN/M2
(3)屋⾯、露台恒载:⼀般3.5KN/M2左右(⾃动计算楼板⾃重)(4)屋⾯活载:根据国标《建筑结构荷载规范》取值,例如:不上⼈屋⾯:0.5KN/M2上⼈屋⾯:2.0KN/M28.梁间荷载:
240厚烧结页岩砖: 5.24KNM2
240厚多孔砖外墙: 3.8KN/M2,内墙(3.6KN/M2)240厚多孔砖外墙:(开窗) 2.8KN/M2200厚加⽓混凝⼟砌块内墙: 2.5KN/M2200厚的混凝⼟空⼼砌块 3.4KN/M2120厚多孔砖内墙: 2.5KN/M2
栏杆、屋⾯⼥⼉墙: 3.5KN/M2 5.0KN/M屋顶120厚砼栏板:(1.4M) 5.0KN/M
有门窗的位置,梁间荷载和取80%~90%近似取值;⼆、SATWE-8
1、接PM⽣成SATWE数据2、结构内⼒,配筋计算**特殊构件补充定义
每层的次梁两端定义铰接(采⽤⼀端铰接⽅式);框架柱四个⾓定义⾓柱。3、分析结果图形和⽂本显⽰4.结果输出(1)图形⽂件输出
**混凝⼟构件配筋及钢构件验算简图
柱⼦轴压⽐<0.9,其他位置不能出现红⾊,梁间距太⼩时容易出现抗剪不够,宽度太⼩容易出现抗扭不够;柱轴压⽐检验:建筑抗震设计规范6.3.7和6.4.6;
(2)⽂件⽂本输出**设计总信息
在结构整体稳定验算结果中检测是否可以不考虑重⼒⼆阶效应;《⾼规》5.4.4**周期、振型、地震⼒
周期以第⼀个阵型号的周期确定,第三振型号周期/第⼀振型号周期≤0.85;
地震作⽤最⼤的⽅向如果在15°内可不⽤回填,若超过15°则回填斜交抗侧⼒构件的附加地震⽅向[地震信息]。±15是指在0°、90°的偏幅;
X、Y⽅向的有效质量系数必须要达到90%以上。**周期、振型、地震⼒
X、Y⽅向最⼤值层间位移⾓应该⼩于1/ 550;如果⼤于1/550,则调整对应的X或Y ⽅向柱⼦的尺⼨。X、Y⽅向最⼤层间位移与平均层间位移的⽐值:Ratio-(X)、Ratio-(Y)<1.2;11.混凝⼟等级
混凝⼟强度等级:宜≥C25(留有余地),柱梁宜同,变柱截⾯处不变混凝⼟强度等级,以免刚度突变。板不宜⾼于C40(⾼规4.5.2条规定)、上海市《控制住宅⼯程钢筋混凝⼟现浇楼板裂缝的技术导则》(2001年12⽉20⽇以沪建建(2001)第0907号⽂发布)⼀.7条规定“现浇楼板的混凝⼟强度等级不宜⼤于C30”,中国⼟⽊⼯程学会混凝⼟及预应⼒混凝⼟分会混凝⼟质量专业委员会、⾼强与⾼性能混凝⼟专业委员会编的《钢筋混凝⼟结构裂缝控制指南》(化学⼯业出版社2004年4⽉第⼀版)也建议“楼板、屋⾯板采⽤普通混凝⼟时,其强度等级不宜⼤于C30,基础底板、地下室外墙不宜⼤于C35”,其原因是为了控制⽔泥⽤量,混凝⼟强度等级越⾼,⽔泥⽤量也越多就越容易开裂。12.SATWE设计参数:1、总信息
(1)⽔平⼒与整体座标夹⾓
该参数为地震⼒、风⼒作⽤⽅向与结构整体座标的夹⾓,逆时针⽅向为正,单位为度。当需进⾏多⽅向侧向⼒核算时,可改变此参数,程序在形成SATWE数据⽂件时,⾃动考虑此参数的影响。
⼀般按0输⼊,当SATWE⾃动计算出最不利⽅向⾓是(WZQ.OUT⽂件中),如果⾓度⼤于15度,可以输⼊这个⾓度重新验算,不过计算结果的图形相应旋转此⾓度。(2)混凝⼟容重:
⼀般情况下,钢筋混凝⼟结构的容重为25KN/m3。考虑⾯层,⼀般取26KN/m3,如果外挂⽯材较多,可取27KN/m3或更⾼。(3)钢材容重
般情况下,钢材容重为78KN/m3,若要考虑钢构件表⾯装修层重,钢材的容重可以填⼊适当值。(4)裙房层数:按实际定义
(5)转换层所在层号
如果有转换层,必须在此指明其层号,以便进⾏正确的内⼒调整。(6)地下室层数
该参数是为导算风荷载和⾃动形成嵌固约束信息服务的,因为地下室⽆风荷载的作⽤。这⾥的地下室层数是指与上部结构同时进⾏内⼒分析的地下室部分。(7)墙元细分最⼤控制长度
单位为m。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系列⼩壳元时,为确保分析精度,要求⼩壳元的边长不得⼤于给定限制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,如Dmax=1.5或1.0。(8)对所有楼层强制采⽤刚性楼板假定
除计算结构位移⽐时,需要选择此项,其他的结构分析、设计不应选择此项。(9)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“出⼝节点”,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,墙元的变形协调性好,分析结果符合剪⼒墙的实际,但就算量较⼤,因为墙元两侧节点均为独⽴节点,每个节点都有六个独⽴的⾃由度;若选“内部节点”,则只把墙元上、下边的节点作为出⼝节点,墙元的其他节点均作为内部节点⽽被凝聚掉,这时,带洞⼝的墙元两侧边中部的节点为变形不协调点。这种处理⽅法是对剪⼒墙的⼀种简化模拟,其精度略逊于前者,但效率⾼,实⽤性好,计算量⽐前者少许多。在为配筋⽽进⾏的⼯程计算中,对于多层结构,由于剪⼒墙相当较少,⼯程规模相对较⼩,应选“出⼝节点”,⽽对于⾼层结构,由于剪⼒墙相对较多,⼯程规模相对较⼤,可选“内部节点”。(10)墙梁转框架梁的控制跨⾼⽐(0为不转):
PKPM中,连梁的输⼊可以按洞⼝和普通梁两种⽅式,但是按《⾼规》的规定,当连梁跨⾼⽐⼤于5时,宜按框架梁设计,这就要求设计者需要判断是否可以按普通梁输⼊,加⼤建模的⼯作量。⽽增加这⼀选项,即所有连梁都以洞⼝⽅式形成,设计者指定参数以决定哪些连梁转为框架梁。同⼀⼯程分别按0和5计算,结构的周期、内⼒、位移、剪重⽐会有所不同。(11)结构材料信息:
钢筋混凝⼟结构:按砼结构有关规范计算地震⼒和风荷载钢与砼混合结构:⽬前没有专门的规范,可参照相应的规范执⾏有填充墙钢结构:按钢结构有关规范计算地震⼒和风荷载⽆填充墙钢结构:按钢结构有关规范计算地震⼒和风荷载
砌体结构:按砼结构有关规范计算地震⼒和风荷载,并对砌块墙进⾏抗震验算选取不同的结构材料,对计算结果会有所影响(12)结构体系:
这个参数⽤来对应规范中相应的调整系数(13)恒活荷载计算信息:
这是竖向⼒计算控制参数,其含义如下:不计算恒活荷载:不计算竖向⼒
⼀次性加载:按⼀次加荷⽅式计算竖向⼒模拟施⼯加载1:按模拟施⼯加荷⽅式计算竖向⼒
模拟施⼯加载2:按模拟施⼯加荷⽅式计算竖向⼒,同时在分析过程中将竖向构件(柱、墙)的轴向刚度放⼤⼗倍,以削弱竖向荷载按刚度的重分配。这样做将使得柱和墙上分得的轴⼒⽐较均匀,接近⼿算结果,传给基础的荷载更为合理⼀般计算选取模拟施⼯加载1(14)风荷载计算信息:
这是风荷载计算控制参数,其含义如下:不计算风荷载:即不算风荷载
计算风荷载:计算X,Y两个风向的风荷载(15)地震作⽤计算信息:
这是地震作⽤计算控制参数,其含义如下:不计算地震作⽤:即不算地震作⽤
计算⽔平地震作⽤:计算X,Y两个⽅向的地震作⽤
计算⽔平和竖向地震作⽤:计算X,Y和Z三个⽅向的地震作⽤
⼀般情况只计算⽔平地震作⽤,按《⾼规》,8度、9度抗震设计时,⾼层建筑中的⼤跨度和长悬臂结构应考虑竖向地震作
⽤,9度抗震设计时应计算竖向地震作⽤。(16)结构所在地区:
可能会根据所选地区相关规范控制,⽬前有全国、上海和⼴东三个选项。2、设计信息
(1)是否考虑P-△效应
开始选择不考虑,结果检验是否需要,如果需要考虑就要回填。(2)结构重要性系数
在持久设计状况和短暂设计状况下,对安全等级为⼀级的结构构件不应⼩于1.1,对于安全等级为⼆级的结构构件不应⼩于1.0,对于安全等级为三级的结构构件不应⼩于0.9.(3) 柱⼆阶效应3、风荷载信息
(1)修正后的基本风压(kn/㎡):W0=1.25(东⼭)50年⼀遇(n=50)《荷载规范》7.1.2,附录D.4附表D.4(2)地⾯粗糙类别:
——A:指近海海⾯和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;
——B:指⽥野、乡村、丛林、丘陵以及房屋⽐较稀疏的乡镇和城市郊区;——C:有密集建筑群的城市市区;
——D:有密集建筑群且房屋较⾼的城市市区;(3)结构基本周期:
T1=(0.08~0.1)n,n为房屋层数,详见⾼规3.2.6条表3.2.6-1;《荷规》7.4.1条,附录E;计算得到的⽂本⽂件输出结果,将WZQ.OUT中的结构第⼀平动周期值输⼊重新计算。(4)体型变化分段数:体型⽆变化选1;(5)各段最⾼层号:若分段数为1,则此处填最⾼层号;(6)各段体形系数:
《荷规》7.3.1表7.3.1;⾼宽⽐不⼤于4的矩形、⽅形、⼗字形平⾯取1.3;详见《⾼规》3.2.5条;4、配筋信息:
5、地震信息:
地震烈度、场地类别、设计地震分组、特征周期、框架抗震等级都可通过地勘资料查询。(1)计算偶然偏⼼多层规则建筑结构可不考虑;⾼层建筑结构,通常要考虑偶然偏⼼。(2)考虑双向地震作⽤
《抗震规范》5.1.1条规定,质量和钢度分布明显不对称的结构,应计⼊双向地震⽔平地震作⽤下的扭转影响。(3)计算振型个数
⼀般为3的整倍数,⼩于等于3n(n为楼层数);(4)活质量折减系数
《⾼层规程》3.3.6条规定,楼⾯活荷载按实际情况计算时取1.0,按等效均布活荷载计算时,藏书库、档案库、库房取0.8,⼀般民⽤建筑取0.5;(5)周期折减系数《⾼层规程》4.3.17(6)结构阻尼⽐
《抗震规范》5.1.5规定:除专门规定外,建筑结构的阻尼⽐应取0.05;通常钢筋混凝⼟结构可取值0.05,钢结构可取值0.02,混合结构可取0.03。(7)地震影响系数最⼤值
《抗震规范》5.1.4规定:其⽔平地震影响系数最⼤值应按表5.1.4-1采⽤。(8)
当地震作⽤夹⾓⼤于±15°时,以上修改为1,度数;6、荷载组合
7、调整信息
*****配筋(1)柱配筋
柱截⾯应每隔3层左右收⼩⼀次,以节约投资,每次收⼩时应每侧不⼩于50mm,以⽅便⽀模,也不宜⼤于200mm,以免刚度突变,最上段(顶上⼏层)可⽤300mm×300mm (应满⾜计算要求)。收⼩柱截⾯,也可相应增加使⽤⾯积;柱⾓筋直径要⼤于等于中部筋直径,且尽量控制在两种直径以内;
1)混凝⼟设计规范10.3.1条1款:纵筋配筋率不宜⼤于5﹪,10.3.2条4款:纵筋配筋率⼤于3﹪时对箍筋直径、间距、弯钩有要求,也可焊成封闭环式(与89规范规定必须焊成封闭环式不同了),11.1.13条:抗震设计时不应⼤于5﹪;⾼规6.4.4条3款:不宜⼤于5﹪、不应⼤于6﹪,抗震设计时不应⼤于5﹪,6.4.9条4款同混凝⼟规范10.3.2条4款,但未要求箍筋可焊成封闭环式。
2)纵筋净间距应≥50mm(混凝⼟设计规范10.3.1条3款),抗震设计时,截⾯尺⼨⼤于400mm的柱,纵筋间距不宜⼤于200mm。
3)⼀个截⾯宜⼀种直径,宜对称配筋,⽅便施⼯,⾃⼰设计也简单;钢筋直径不宜上
⼤下⼩。有个2层的⼩⼯程,共16根柱⼦,KZ1~16,1、2层配筋还有不同,共有32种截⾯,何苦呢?4)强柱弱梁,纵筋不要太⼩,除⼀、⼆层框架可⽤φ16、φ18外,最好⽤φ20以上。
5)箍筋肢距:⼀级抗震等级不宜⼤于200mm及20d(d为箍筋直径)的较⼤值,⼆、三级抗震等级不宜⼤于250mm(89规范三级300mm)及20d的较⼤值,四级抗震等级不宜⼤于300mm。何为“箍筋肢距”规范⽆定义,⼀般设计⼈员都认为是两根箍筋在⽔平⽅向之间的距离。箍筋肢距也不要太⼩,如600×600柱⽤6肢箍、500×500柱⽤5肢箍、400×400柱⽤4肢箍太密,⽆必要,也影响混凝⼟浇注,可对主筋隔⼀拉⼀,节约钢筋。
6)配箍率:新规范⽐89规范⼤,与柱轴压⽐、混凝⼟强度等级、箍筋抗拉设计强度有关。7)⽤平法表⽰,不要⽤列表法,03G101-1 图集的列表法也不直观。8)柱箍筋加密区的箍筋最⼤间距和最⼩直径规定:《抗规》表6.3.7-29)如果采⽤单偏压计算,最后要⽤双偏压验算!10)柱配筋率规定:《抗规》6.3.7(2)梁配筋
梁⼤跨取⼤截⾯,⼩跨取⼩截⾯,连续跨梁截⾯宽度宜相同。当梁腹板⾼度H≥450时,需配置构造筋
梁端箍筋加密区的长度、箍筋的最⼤间距和最⼩直径规定《抗震规范》表6.3.3
次梁搭在主梁上,有集中荷载产⽣,所以均需在梁两边附加3根@50,直径和肢数同梁箍筋。部分位置需要加附加吊筋。配筋率相关规定:《抗震规范》6.3.3、6.3.4(3)板配筋
《混凝⼟设计规范》10.1.7条,该钢筋⾃梁边或墙边伸⼊板内的长度,在单向板中不宜⼩于受⼒⽅向板计算跨度的五分之⼀;在双向板中不宜⼩于板短跨⽅向计算跨度的四分之⼀;负筋伸出长度为该⽅向跨度的1/4,分布筋采⽤直径6的三级钢拉通。13.常见问题:
当出现超筋,在PMCAD软件的第⼀步“PM交互式数据输⼊”中修改梁柱截⾯尺⼨后,退出在“是否⽣成接后⾯菜单的数据”时,必须选择“Y”;然后操作运⾏第⼆步“输⼊次梁楼板”和第三步“输⼊荷载信息”;再操作运⾏SA T-8中的第⼀步~第四步;最后在第五步“分析结果图形与⽂本显⽰”中的第⼆项“配筋简图”中检查是否还有超筋信息。不得遗漏中间任何⼀步运⾏。
模型中没有次梁时,可不运⾏SA T-8中的第四步“PM次梁内⼒与配筋计算”,其他任何情况下不得跳过上述任⼀环节的运⾏操作。
软件⼆:JCCAD⼀,JCCAD*****读地勘
通过结构总图查找⼦项⽬在总图中的位置,通过±0绝对标⾼和基础埋深来确定基础底所处图层特征,除了柱下独基和墙下条基⼈机交互输⼊阶段,同时完成基础布置和承载⼒、冲切配筋等计算(沉降计算除外),其他类型基础的计算分析由PKPM主界⾯JCCAD软件的3、4、项完成(分别是3:基础梁板弹性地基梁法计算,4:桩基承台及独基沉降计算,5桩筏筏板有限元计算)
(⼀)1、基础⼈机交换输⼊(柱下独基)
参数输⼊/基本参数——荷载输⼊/荷载参数——读取荷载(SA TWE荷载)——柱下独基/⾃动⽣成1、地基承载⼒计算参数
(1)地基承载⼒特征值fak:基础所在的⼟层承载⼒,如残疾粘性⼟:fak=200kPa确定⽅法:地勘报告确定
(2)地基承载⼒宽度、深度修正系数
确定⽅法:《建筑地基基础设计规范》5.2.4条+地勘报告。(3)基底以下⼟的重度(或浮重度)(可查询地勘报告)。(4)承载⼒修正⽤基础埋置深度d:实际基础埋深深度;2、基础设计参数
(1)室外⾃然地坪标⾼:建筑图(2)基础归并系数:
(3)独基、条基、桩承台底板混凝⼟强度等级:项⽬结构专业统⼀规定3、荷载参数
(1)活荷载组合值系数:《荷载规范》表格4.1.1(2)活荷载准永久值系数:《荷载规范》表格4.1.1(3)活荷载按楼层折减系数:《荷载规范》4.1.22、基础平⾯施⼯图
参数设置——绘新图——基础详图/绘图参数/插⼊详图(⼆)1、基础⼈机交换输⼊(筏板基础)
参数输⼊/基本参数——荷载输⼊/荷载参数——读取荷载(SA TWE荷载)——筏板基础/⾃动⽣成1、地基承载⼒计算参数
(1)地基承载⼒特征值fak:基础所在的⼟层承载⼒,如残疾粘性⼟:fak=200kPa
确定⽅法:地勘报告确定
(2)地基承载⼒宽度、深度修正系数
确定⽅法:《建筑地基基础设计规范》5.2.4条+地勘报告。(3)基底以下⼟的重度(或浮重度)(可查询地勘报告)。(4)承载⼒修正⽤基础埋置深度d:实际基础埋深深度;2、基础设计参数
(1)室外⾃然地坪标⾼:建筑图(2)基础归并系数:
(3)独基、条基、桩承台底板混凝⼟强度等级:项⽬结构专业统⼀规定3、荷载参数
(1)活荷载组合值系数:《荷载规范》表格4.1.1(2)活荷载准永久值系数:《荷载规范》表格4.1.1(3)活荷载按楼层折减系数:《荷载规范》4.1.24、荷载参数
筏板最⼩厚度250mm,⼀般选择围区⽣成,布置筏板时挑出宽度400mm。2、桩筏、筏板有限元计算3、基础平⾯施⼯图
参数设置——绘新图——基础详图/绘图参数/插⼊详图******计算书整理混凝⼟钢筋结构:
1设计总信息、2周期振型、3位移⽐、4混凝⼟构件配筋及验算图、5平⾯荷载显⽰校核钢结构:⼆、砌体结构砖混结构
1、砌体结构建模与荷载输⼊设置构造柱、洞⼝、主梁、填充墙
***构造柱尺⼨:⼀般取填充墙厚度,如240*240荷载:只有屋⾯荷载和风荷载2、砌体信息与计算****抗震计算
计算结果为当前墙体抗⼒与荷载效应的⽐值,数值⼤于1,表⽰墙体满⾜规范要求。****墙⾼厚⽐
β/「β」,β表⽰墙体⾼厚⽐,「β」表⽰墙体的修正允许⾼厚⽐,前⾯的数值要⼩于后⾯的,如果结果不满⾜会出现红⾊。
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