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PKPM设计软件:设计信息中主要参数与含义

时间:2023-10-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3-51所示为设计信息中主要参数,其含义如下:1.结构重要性系数《混凝土结构设计规范》3.3.2条规定: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,对安全等级为二级的结构构件不应小于1.0,对安全等级为三级的结构构件不应小于0.9,对地震设计状况下应取1.0。程序不自动判断过渡层,设计人员可在多塔定义中指定。

PKPM设计软件:设计信息中主要参数与含义

图3-51所示为设计信息中主要参数,其含义如下:

1.结构重要性系数

《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)3.3.2条规定: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,对安全等级为二级的结构构件不应小于1.0,对安全等级为三级的结构构件不应小于0.9,对地震设计状况下应取1.0。

2.钢构件截面净毛面积比

钢构件截面净面积与毛面积的比值,《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)计算钢构件强度时用净截面面积。可以根据构件的开孔、公差、加工及安装方式等因素填入该比值,程序默认取值0.85。

3.考虑P效应

重力二阶效应一般称为P-Δ效应,在建筑结构分析中指的是竖向荷载的侧移效应。当结构发生水平位移时,竖向荷载就会出现垂直于变形后的结构竖向轴线的分量,这个分量将加大水平位移量,同时也会加大相应的内力,这在本质上是一种几何非线性效应。

在SATWE程序中提供了计算P-Δ效应的开关,设计人员可以根据需要选择考虑或者不考虑P-Δ效应。高层钢结构和不满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)第5.4.1条要求的高层混凝土结构才需要考虑P-Δ效应对水平作用下结构内力和位移的不利影响。对于混凝土结构,设计人员也可以先不选择此项,待计算完成后,可以查看结构的质量文件(WMASS.OUT),程序会提示该工程是否要计算P-Δ效应(图3-52),设计人员可根据提示进行选择。选择此项,程序在整体分析时将自动考虑重力二阶效应。

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图3-51 设计信息

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图3-52 是否考虑重力二阶效应

4.按高规或高钢规进行构件设计

选择此项,程序按《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)进行荷载组合计算,按《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99—1998)进行构件设计计算;否则按多层结构进行荷载组合计算,按普通钢结构规范进行构件设计计算。

5.钢柱计算长度系数按有侧移计算

此项打钩时,程序按《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)附录D表D-2的公式计算钢柱的长度系数,否则按《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)附录D表D-1的公式计算钢柱的长度系数。

6.框架梁端配筋考虑受压钢筋

《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)11.3.1条规定:梁正截面受弯承载力计算中,计入纵向受压钢筋的梁端混凝土受压区高度,一级抗震等级x≤0.25h0,二、三级抗震等级x≤0.35h0h0为截面有效高度。

如果勾选该项参数,程序对所有组合下的框架梁支座都进行控制。某梁的截面200mm×500mm,混凝土强度等级C30,HRB400级钢筋,梁端弯矩M=500kN·m,非地震作用组合下,计算受压钢筋后的比较结果见表3-5。

3-5 框架梁端不计入和计入受压钢筋配筋面积对比

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由上述对比可知,计算受压钢筋后梁端的受拉钢筋会减少。

7.结构中的框架部分轴压比限值按照纯框架结构的规定采用

框架-剪力墙结构在规定的水平力作用下,结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值不尽相同,结构性能有较大的差别。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)8.1.3条规定:在规定的水平力作用下,当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%但不大于80%时,框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用;当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的80%时,框架部分的抗震等级和轴压比限值应按框架结构的规定采用。

勾选此选项后,程序将一律按纯框架结构的规定控制结构中框架的轴压比计算,除轴压比外,其余设计仍遵循框剪结构的规定。

8.剪力墙构造边缘构件的设计执行高规7.2.16-4条

《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)7.2.16-4条规定:抗震设计时,对于连体结构、错层结构以及B级高度高层建筑结构中的剪力墙(筒体),其构造边缘构件的最小配筋应按照要求相应提高。

勾选此项时,程序将一律按照《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)7.2.16-4条的要求控制构造边缘构件的最小配筋,即对于不符合上述条件的结构类型,也进行从严控制;如不勾选,则程序一律不执行此条规定。(www.xing528.com)

9.当边缘构件轴压比小于抗规6.4.5条规定的限值时一律设置构造边缘构件

《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)6.4.5-1条规定:底层墙肢底截面的轴压比不大于表6.4.5-1(表3-6)规定的一、二、三级抗震墙及四级抗震墙,墙肢两端可设置构造边缘构件。

3-6 抗震墙设置构造边缘构件的最大轴压比

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10.按混凝土规范B.0.4条考虑柱二阶效应

《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)B.0.4条提供了排架结构柱考虑二阶效应的弯矩设计值计算公式。一般情况下,当采用SATWE软件计算空间排架时,可考虑选择此参数。

11.指定的过渡层个数及过渡层层号

考虑到B级高度的高层建筑的高度较高,为避免约束边缘构件与构造边缘构件交界处配筋急剧减少的不利情况,《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)7.2.14-3条规定:B级高度高层建筑的剪力墙,宜在约束边缘构件层与构造边缘构件层之间设置1~2层过渡层,过渡层边缘构件的箍筋配置要求可低于约束边缘构件的要求,但应高于构造边缘构件的要求。

程序不自动判断过渡层,设计人员可在多塔定义中指定。图3-53所示为21层剪力墙结构1~5层为约束边缘构件层,其上层为构造边缘构件层,把6~7层设置为过渡层来解决边界处配筋突变的问题。

程序对过渡层执行如下原则:

1)过渡层边缘构件的范围仍按构造边缘构件。

2)过渡层剪力墙边缘构件的箍筋配置按约束边缘构件确定体积配箍率(配箍特征值)。

12.柱配筋计算原则

单偏压计算是传统的柱配筋计算方法,在某一种组合荷载作用下,计算X向配筋面积时只考虑X向的弯矩,而Y向弯矩对其的影响则不考虑。同理,计算Y向配筋面积与计算X向配筋面积的方法相同。当在多种组合荷载作用下,计算某一方向的配筋面积时均取该方向上的最不利荷载组合。

双偏压计算与单偏压计算方法不同,当采用双偏压计算时,在某一种组合荷载作用下,计算某一方向的配筋面积时同时考虑另一个方向的内力作用。这种计算方法比较符合实际,因为从理论上讲,所有的混凝土柱的受力状态都是双偏压,单偏压计算仅是双偏压计算的一个特例。程序对异形柱、角柱按《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)附录E计算柱两个方向的配筋和角筋。

建议:计算时可以先选择单偏压计算,再到施工图中进行双偏压验算(详见第五章第三节第三项)。对配筋不满足的柱再进行调整。

13.梁柱保护层厚度(单位mm,记之为Cover)

《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)规定,保护层厚度指纵向受力钢筋边缘至混凝土表面的距离,《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)8.2.1条从耐久性角度考虑,尤其是恶劣环境下的构件,保护层厚度改成了按最外层钢筋(包括箍筋、构造筋、分布筋等)的外缘计算,各类构件的保护层厚度比原规范总体增大。图3-54为新旧规范保护层厚度计算位置的示意图

14.梁柱重叠部分简化为刚域

选择此项程序将梁柱交叠部分作为刚域计算,否则将梁柱交叠部分作为梁的一部分计算。图3-55为梁柱重叠部分简化为刚域的计算简图。此项选择对结构的刚度、周期、位移,梁的内力计算等均会产生一定的影响。

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图3-53 过渡层定义

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图3-54 保护层厚度示意图

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图3-55 梁柱重叠部分简化为刚域的计算简图

建议:对于异形柱结构的工程,由于异形柱柱肢较长与梁重叠部分较多,对梁的内力影响很大,因此宜采用“梁柱重叠部分简化为刚域”,对于矩形柱结构,可以将其作为一种安全储备而不选择它。

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