錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的計(jì)算
 (一)錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的模型輸入
⑴錯(cuò)層高度不大于框架架高時(shí)的錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的處理;
⑵對于錯(cuò)層高度大于框架梁高的單塔錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的輸入
⑶對于錯(cuò)層高度大于框架梁高的多塔錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的輸入
⑷錯(cuò)層洞口的輸入
(二)錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的計(jì)算
⑴規(guī)范要求
⑵錯(cuò)層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題:SATWE軟件在計(jì)算錯(cuò)層結(jié)構(gòu)時(shí),會在越層的柱和墻處施加水平力。由于在越層處水平力的存在,從而使越層構(gòu)件上下端的配筋不一樣,設(shè)計(jì)人員在出施工圖時(shí)可以取二者的大值。
(本章可能是講課人員的提綱,沒有具體內(nèi)容。后面還有相類似的情況,只有標(biāo)題)
第七章 PKPM軟件關(guān)于混凝土柱計(jì)算長度系數(shù)的計(jì)算
(一)規(guī)范要求
⑴《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010-2002)(以下簡稱《混凝土規(guī)范》)第 7.3.11條第2款規(guī)定:一般多層房屋梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu),各層柱的計(jì)算長度系數(shù)可按表7.3.11-2取用。
⑵第 7.3.11條第3款規(guī)定:當(dāng)水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的 75%以上時(shí),框架柱的計(jì)算長度l0可按下列兩個(gè)公式計(jì)算,并取其中的較小值:
l0=[l+0.15(Ψu+Ψl)]H      (7.3.11-1)
l0=(2十0.2Ψmin)H               (7.3.11-2)
式中:Ψu、Ψl——柱的上端、下端節(jié)點(diǎn)處交匯的各柱線剛度之和與交匯的各梁線剛度之和的比值;
Ψmin——比值Ψu、Ψl中的較小值;
H——柱的高度,按表7.3.11-2的注采用。
(二)工程算例
⑴工程概況:某工程為十層框架錯(cuò)層結(jié)構(gòu),首層層高2m,第二層層高4.5m。其第一、二層結(jié)構(gòu)平面圖、結(jié)構(gòu)三維軸側(cè)圖如圖1所示。(圖略)
(三)SATWE軟件的計(jì)算結(jié)果
⑴計(jì)算結(jié)果表:
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表1 柱1、柱2、柱3按照表7.3.11-2直接取值的計(jì)算長度系數(shù)
柱1/3.25/3.25/1.44/1.44/
柱2/1.00/3.25/1.25/1.44/
柱3/1.00/1.00/1.25/1.25/
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表2 柱1、柱2、柱3按公式7.3.11-1和7.3.11-2計(jì)算的計(jì)算長度系數(shù)
柱1/3.59/3.83/1.60/1.70/
柱2/1.33/3.83/1.42/1.70/
柱3/1.19/1.12/2.23/2.14/
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表中數(shù)據(jù)依次為:柱號/首層Cx/首層Cy/二層Cx/二層Cy/
柱1是邊柱,首層無梁,二層與三根梁相連;柱2也是邊柱,首層下向有一根梁,二層與三根梁相連;柱3是中柱,首層、二層均與四根梁相連。
⑵結(jié)果分析:
①表1中Cx、Cy的計(jì)算過程
②表2中Cx、Cy的計(jì)算過程
根據(jù)公式(7.3.11-1)和(7.3.11-2),
Ψux=(ECIC下/LC1+ECIC上/LC2)/[(ECIb左/Lb1+ECIb右/Lb2)×2]
對于底層柱,由于柱底沒有梁,所以程序自動取Ψlx=0.1。
(四)注意事項(xiàng)
⑴采用公式(7.3.11-1)和(7.3.11-2)計(jì)算柱的計(jì)算長度系數(shù)時(shí),程序采用以下原則計(jì)算梁、柱構(gòu)件的剛度:
①沒有按規(guī)范要求判斷水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的75%以上這個(gè)條件;
②對于混凝土梁,程序采用架的剛度放大系數(shù)值恒為2.0;對于鋼梁,則采用設(shè)計(jì)人員輸入的梁剛度放大系數(shù);
③程序?qū)τ诹硪欢瞬慌c柱(墻)相連的梁按遠(yuǎn)端梁鉸接處理;
④當(dāng)梁的兩端與柱鉸接時(shí).不考慮梁的剛度;
⑤當(dāng)梁的一端與柱剛接、另一端與柱鉸接時(shí).對于混凝土梁,梁的剛度折減50%,并不受有無側(cè)限的限制;對于鋼梁,有側(cè)限時(shí)折減50%,無側(cè)限時(shí)不折減;
⑥當(dāng)柱一端鉸接時(shí).則相應(yīng)端梁與柱的剛度比取0.1;
⑦斜柱(支撐)剛度不考慮在約束剛度比的計(jì)算中;
⑧單向墻托柱、柱托單向墻,面內(nèi)按固端計(jì)算,剛度比取10,面外按實(shí)際情況計(jì)算;
⑨雙向墻托柱、柱托雙向墻,雙向剛度比均取10(柱端已定義為鉸接的不在此列)。
⑵斜柱(支撐)的計(jì)算長度取1.0。
⑶地下室的越層柱,程序不能自動搜索,而按層逐段計(jì)算柱的計(jì)算長度系數(shù)。
⑷所有邊框柱,其計(jì)算長度系數(shù)內(nèi)定為0.75。
⑸對于混凝土柱,其計(jì)算長度系數(shù)上限為2.5,鋼柱的計(jì)算長度系數(shù)上限為6.0。
⑹程序只執(zhí)行現(xiàn)澆樓蓋的計(jì)算長度系數(shù),沒有執(zhí)行裝配式樓蓋的計(jì)算長度系數(shù)。
⑺目前的SATWE軟件對有吊車或無吊車的排架結(jié)構(gòu)的柱計(jì)算長度系數(shù)仍按框架結(jié)構(gòu)實(shí)行。
⑻對于SATWE軟件,設(shè)計(jì)人員修改柱計(jì)算長度系數(shù)后,不要再進(jìn)行“形成SAIWE數(shù)據(jù)”和“數(shù)據(jù)檢查”等操作,而應(yīng)該直接計(jì)算,否則程序仍然按照原來的計(jì)算長度系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。
(五)如何判斷“水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的75%以上”這個(gè)條件?
由于目前的SATWE軟件沒有直接判斷“水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的75%以上”這個(gè)條件的功能,因此需要設(shè)計(jì)人員自己進(jìn)行判斷,具體判斷過程我們可以遵循以下步驟:
⑴在新版的 SATWE軟件中首先按照不執(zhí)行《混凝土規(guī)范》7.3.11-3條的方法進(jìn)行計(jì)算,從而得到所有荷載產(chǎn)生的總彎矩設(shè)計(jì)值;
⑵點(diǎn)取SATWE軟件“總信息”中“恒活載計(jì)算信息”里的“不計(jì)算恒活載”選項(xiàng),然后進(jìn)行計(jì)算,從而得到水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值;
⑶將頭兩步計(jì)算得到的彎矩設(shè)計(jì)值相比看是否滿足《混凝土規(guī)范》7.3.11-3條中的條件;
⑷在選擇彎矩設(shè)計(jì)值時(shí)要注意盡量選擇同一工況荷載作用下的內(nèi)力值