過去,PKPM對底層框架上部磚房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程是:
1. 用PMCAD主菜單8作整體結(jié)構(gòu)分析并得出底框的地震力;
2. 用PMCAD主菜單4對底層框架部分逐個提取每榀框架;
3. 用PK的平面桿系有限元分析功能逐個計(jì)算每榀框架,并用PK其它菜單畫底框施工圖。
以上的方法對底框部分的計(jì)算及繪圖效率都較低,SATWE軟件新增了底框結(jié)構(gòu)空間分析功能,并提供了兩種分析方法:
方法一,接PMCAD主菜單8的規(guī)范算法,即“建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2001”規(guī)定的簡化方法。它將計(jì)算分為兩步,第一,仍用PMCAD主菜單8的基底剪力法作整體結(jié)構(gòu)分析并得出底框?qū)拥牡卣鹆,其次,將上部磚房與底部框架分離開,并使底部框架接收上部磚房傳來的恒荷載、活荷載及地震力〔包括傾覆力矩〕,最后,僅對底框部分用SATWE進(jìn)行空間分析。
方法二,有限元整體算法。將上部磚房和底框作為一個整體,考慮磚混底框結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),采用空間組合結(jié)構(gòu)有限元方法進(jìn)行分析,這種方法也適用于其它各種砌體結(jié)構(gòu)。
用以上兩種方法計(jì)算后,對底框部分的畫圖可以用SATWE接力PK畫圖方式,即全樓歸并后的成批挑選梁柱畫圖。對梁的畫圖程序自動加上底框構(gòu)造。比以前的底框畫圖方式要靈活的多了。
下面就SATWE軟件的應(yīng)用作如下歸納:
一、操作流程
在PKPM系列CAD軟件中,PMCAD是結(jié)構(gòu)部分的基礎(chǔ)模塊,通過PMCAD的建模功能(主菜單1、2、3)形成結(jié)構(gòu)的幾何數(shù)據(jù)和荷載數(shù)據(jù)文件,其它軟件模塊均要讀取上述兩組文件。
1. PMCAD主菜單8的磚混底框抗震驗(yàn)算
對于底框結(jié)構(gòu),完成結(jié)構(gòu)建模以后,首先要執(zhí)行PMCAD主菜單8,進(jìn)行磚混底框結(jié)構(gòu)的抗震驗(yàn)算,其主要是完成以下兩項(xiàng)工作:
l 按基底剪力法計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震作用(地震剪力和傾覆力矩),并對上部磚房進(jìn)行抗震驗(yàn)算。
l 豎向?qū)Ш捎?jì)算,把上部磚房的恒、活荷載和自重按支承幾何關(guān)系傳遞到底框部分,作為底框部分空間分析的外荷載。
在PMCAD的這步操作中,有關(guān)參數(shù)的含義和作用可參見PMCAD說明書,其中“考慮墻梁作用的上部荷載折減系數(shù)”是一個重要系數(shù),在底框部分空間分析中還要用到。
PMCAD有關(guān)底框結(jié)構(gòu)的操作界面如圖一:
2. 底層框架結(jié)構(gòu)空間分SATWE的析
SATWE軟件的操作步驟,有關(guān)參數(shù)的含義和作用可參見SATWE說明書,其中有三個控制參數(shù)應(yīng)特別注意,如圖二示:第一個是“總信息”中的“結(jié)構(gòu)材料信息”,在進(jìn)行底框結(jié)構(gòu)空間分析時應(yīng)將其設(shè)定為“砌體結(jié)構(gòu)”;第二個是“砌體結(jié)構(gòu)信息”中的“底部框架層數(shù)”,若為零則程序隱含認(rèn)為該結(jié)構(gòu)不是底框結(jié)構(gòu);第三個參數(shù)是“砌體結(jié)構(gòu)信息”中的“底框結(jié)構(gòu)空間分析方法”,這是一個控制開關(guān),可選擇“接PMCAD主菜單8的規(guī)范算法”或“有限元整體算法”,若選擇“接PMCAD主菜單8的規(guī)范算法”,則程序僅對底框部分進(jìn)行空間分析,在生成SATWE數(shù)據(jù)文件時,程序只形成底框部分(一層或兩層)的幾何信息和荷載信息,自動慮掉上部磚房部分信息;在結(jié)構(gòu)分析時,自動讀取PMCAD主菜單8為SATWE形成的底框部分的地震剪力,上部磚房傳遞給底框部分的地震剪力、傾覆彎矩、豎向荷載,以及考慮墻梁作用的上部荷載折減系數(shù)信息。
若選擇“有限元整體算法”,則將上部磚房和底框作為一個整體,采用空間組合結(jié)構(gòu)有限元方法進(jìn)行分析。這時,程序也要讀取PMCAD主菜單8為SATWE形成的有關(guān)地震剪力調(diào)整信息和考慮墻梁作用的上部荷載折減系數(shù)信息。
3. 繪制底框部分梁柱施工圖
底框梁的畫圖:
用SATEW的三個菜單:梁歸并、選擇梁的數(shù)據(jù)、繪制梁的施工圖。在執(zhí)行“選擇梁的數(shù)據(jù)”菜單時,對底框梁,一定要挑選底框梁所在的層號,并選擇程序里的選項(xiàng)4(如圖五),選擇磚混底層框架梁。這樣,在畫施工圖時,程序會自動按底框梁的構(gòu)造要求畫圖。
底框柱的畫圖:
底框柱的畫圖操作方法同普通柱。
二、應(yīng)用注意事項(xiàng)
對于底框結(jié)構(gòu),SATEW軟件提供了兩種分析方法:“接PMCAD主菜單8的規(guī)范算法”和“有限元整體算法”,在工程應(yīng)用中,對于一般的底架結(jié)構(gòu),應(yīng)選用“接PMCAD主菜單8的規(guī)范算法”,但對于一些特殊的底框結(jié)構(gòu),如多塔、或有抗震縫等,應(yīng)人為地采用相應(yīng)措施,或采用“有限元整體算法”。“有限元整體算法”不僅適用于底框結(jié)構(gòu),也適用于各種復(fù)雜的砌體結(jié)構(gòu),如內(nèi)澆外砌、內(nèi)框架結(jié)構(gòu)、混凝土砌塊等。作為一種輔助手段,其分析結(jié)果僅供我們設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人員參考。