1 裂縫與撓度
裂縫,模型里計算裂縫是按矩形截面計算彎矩,而不考慮翼緣影響,實(shí)際上翼緣影響是很大的,也就是說模型計算出的結(jié)果裂縫偏大,一般梁支座裂縫不考慮,因?yàn)楸緛韽?qiáng)柱弱梁也是要出現(xiàn)塑性鉸的,但是梁底部裂縫要考慮,而且梁尤其是KL底筋配筋結(jié)果最好比計算結(jié)構(gòu)稍大,也就是彎矩調(diào)幅0.8而不是0.85保證出線塑性鉸時的安全性。
再說撓度,梁的跨度大于3.6m時是要起拱的,而軟件計算出的撓度值是純撓度值,不計算起拱,一般撓度都會滿足,實(shí)在跨度太大多起點(diǎn)拱也就可以。
02 層間位移
最大位移:本層墻頂、柱頂所有節(jié)點(diǎn)位稱的最大水平位移
最小位移:本層墻頂、柱頂所有節(jié)點(diǎn)位移的最小水平位移
平均位移:(最大位移+最小位移)/2
層間位移:每個構(gòu)件上下端的位移之差。
最大層間位移:所有構(gòu)件層間位移的最大值
最小層間位移:所有構(gòu)件層間位移的最小值
平均層間位移:(最大層間位移+最小層間位移)/2層間位移角=最大層間位移/層高
1)位移角和位移比的調(diào)整是結(jié)構(gòu)分析的重點(diǎn)和難點(diǎn),不管是剪力墻結(jié)構(gòu)還是框架結(jié)構(gòu)。
2)一般情況下,剪力墻結(jié)構(gòu)中,位移角和位移比的超限并不單純是某個節(jié)點(diǎn)剛度不足引起的,而是由扭轉(zhuǎn)引起的,所以說不管是把弱的地方調(diào)強(qiáng),還是把強(qiáng)的地方調(diào)弱,都是希望結(jié)構(gòu)的剛度均勻。在pkpm結(jié)果顯示的第一步里面,有剛心和質(zhì)心的位置信息,可以參照其信息,盡可能地把剛心和質(zhì)心的位置調(diào)到比較接近,以解決其扭轉(zhuǎn)問題。
3)一般強(qiáng)況下,框架結(jié)構(gòu)中,建筑方案會較合理布置柱網(wǎng),結(jié)構(gòu)體系都較為均勻,位移角的問題比較突出,常用解決方法:
①與建筑專業(yè)及甲方協(xié)商,加大柱截面,或者局部加大柱截面(比如層高較大層的柱或角柱),這是最直接有效的方法。
②如果條件不允許加大柱截面,可以嘗試加大梁截面,但是此時需要注意兩點(diǎn),第一,保證體系較為均勻,第二,注意避免出現(xiàn)強(qiáng)梁弱柱。
③如果不能以增大截面的方式增加結(jié)構(gòu)體系的剛度,就需要考慮以減小計算長度的方式增加剛度了,比如,一般首層層高較大,而地質(zhì)和抗凍情況又決定了基礎(chǔ)要深埋,此時可以考慮零層做厚板,在±0.000處嵌固首層柱?傊窃趧偠容^弱處加側(cè)向支撐,減小計算長度。
④最后一招,仔細(xì)計算荷載,將荷載減到最小。
03 板平面內(nèi)剛度
剛性樓板假定是整體計算的假定。所謂平面內(nèi)剛度,是指在板的水平方向上剛度無限大,意思就是板在側(cè)向力作用下不會發(fā)生變形或剪切破壞,能完整的傳遞側(cè)力及位移。
pkpm里計算板的撓度,那只是板計算單元的一個功能。在計算板的時候,是不考慮水平力的。板的平面內(nèi)剛度很大,所以板一般不進(jìn)行抗震驗(yàn)算。
另外,板的撓曲變形是板平面外作用下產(chǎn)生的變形,非平面內(nèi)。
04 經(jīng)濟(jì)配筋率
跨中1%~1.7%就較經(jīng)濟(jì),支座1.5%~2%較經(jīng)濟(jì)。
梁端支座縱向受拉鋼筋配筋率不大于2.5%,當(dāng)大于2%時需加大箍筋。
板的經(jīng)濟(jì)配筋率0.4%~0.8%較經(jīng)濟(jì)。
柱的經(jīng)濟(jì)配筋率1%~3%較經(jīng)濟(jì)。
05 新抗規(guī)審圖8點(diǎn)特別注意
總體設(shè)計方面:
1)地震設(shè)計分組:全國大多數(shù)地方地震設(shè)計分組有變化。
2) 給定水平力下的位移比:以往CQC組合的位移比1.2,而給定水平力下的位移比可能1.5,風(fēng)的位移比與給定水平力下的位移比接近,所以此設(shè)計要改方案。
3)層間位移角:按實(shí)際模型計算。
4)給定水平力下的框剪調(diào)整系數(shù):以往CQC組合的墻柱剪力求框剪調(diào)整系數(shù),現(xiàn)要求給定水平力下的墻柱剪力求框剪調(diào)整系數(shù)。
5)給定水平力下的墻柱傾覆力矩:以往CQC組合的墻柱剪力求墻柱傾覆力矩,現(xiàn)要求給定水平力下的墻柱剪力求墻柱傾覆力矩,此傾覆力矩判定結(jié)構(gòu)類型是否為框架、框剪或剪力墻結(jié)構(gòu)。
6)最小剪重比:以往本層不滿足只調(diào)整本層,現(xiàn)要求以上層也要相應(yīng)調(diào)整,分3種情況見新抗規(guī)條文說明。
7)整澆樓梯的框架結(jié)構(gòu):通過空間分析考慮樓梯對結(jié)構(gòu)周期和規(guī)則性的影響。
構(gòu)件設(shè)計方面:
1)柱組合彎矩和剪力調(diào)整:增加了所有四級柱的調(diào)整,增大了框架結(jié)構(gòu)柱的調(diào)整系數(shù)。
2)增加了三級抗震柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的驗(yàn)算以往不要求,現(xiàn)要求。
3)框架結(jié)構(gòu)中邊柱最小配筋率比以往提高了0.1%。
4)柱軸壓比比以往嚴(yán)了。
5)柱最小體積配箍率增加了四級按三級控制的要求。
6)三級抗震墻軸壓比和約束邊緣構(gòu)件的新要求以往軸壓比控制不要求,現(xiàn)要求。三級要求配置約束邊緣構(gòu)件。
7)約束邊緣構(gòu)件的范圍Lc和配箍特征值λv增加了同相鄰墻肢最大軸壓比的關(guān)系。
8)框架結(jié)構(gòu)樓梯的抗震計算梯板作為支撐構(gòu)件面筋要慣通,結(jié)構(gòu)要滿足抗拉驗(yàn)算。
9)鋼構(gòu)件按抗震等級進(jìn)行截面計算。
06 梁,板,柱的鋼筋放大系數(shù)
一般板上部鋼筋放大系數(shù)為 1.0
一般板下部鋼筋放大系數(shù)為 1.0
一般梁上部鋼筋放大系數(shù)為1.0
一般梁下部鋼筋放大系數(shù)為1.1
懸臂梁受力鋼筋放大系數(shù)為1.2
一般柱鋼筋放大系數(shù)為1.2
柱箍筋最小采用8,框梁箍筋最小8
一般不采用直徑為6的箍筋
中梁剛度2,邊梁剛度1.5,彎矩調(diào)幅0.85
屋面板鋼筋間距小于等于150
對不合理之處往大的調(diào),比如下部鋼筋為2根22+1根20,改為3根22,方便施工。鋼筋級差大于2級,調(diào)為二級以內(nèi)......有些是自己習(xí)慣 ,盡量保證配筋里頭的鋼筋直徑比較集中!以上未考慮裂縫,假如構(gòu)件配筋受裂縫控制,當(dāng)它的配筋比上述調(diào)整筋大時,按裂縫筋不再放大。
07 局部地下室建模方法
僅有地下一層的地下室部分按實(shí)際輸入(地下二層對應(yīng)的地下一層此處所有墻柱梁節(jié)點(diǎn)均不設(shè),其余按實(shí)際輸入),在PMCAD中設(shè)置與基礎(chǔ)相連的最大層號為結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層二層(也就是地下一層)。
從計算的結(jié)果來看,一層地下室部分與二層地下室相交部分配筋(相對較大)均不滿足要求,因此該模型整體看有點(diǎn)類似于懸挑結(jié)構(gòu)(不考慮地基土作用,僅一層地下部分相對于二層地下室),F(xiàn)準(zhǔn)備加大該連接處梁板,按實(shí)際情況計算后出修改圖。
08 多塔結(jié)構(gòu)
周期比計算:多塔結(jié)構(gòu)不能直接按整體模型進(jìn)行周期比驗(yàn)算,而必須單獨(dú)計算各塔樓的周期比并驗(yàn)算。
剛度比和抗剪比:按整體模型計算大底盤多塔結(jié)構(gòu)時,或上聯(lián)多塔結(jié)構(gòu)時,大底盤頂層與與上面一層塔樓的側(cè)向剛度比和樓層抗剪承載力比通常會較大,對結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有實(shí)際意義。但計算結(jié)果中還是會出現(xiàn)該結(jié)果,設(shè)計人員可根據(jù)實(shí)際情況酌情處理。
09 帶抗震縫結(jié)構(gòu)建模
帶地下室的結(jié)構(gòu),上部結(jié)構(gòu)設(shè)抗震縫,而地下室沒設(shè):
按多塔結(jié)果計算地下室及其頂板配筋,上部結(jié)構(gòu)配筋也可以采用;按離散模型計算各塔樓的周期比、剛度比、位移和層間受剪承載力之比,上部結(jié)構(gòu)配筋也可以采用(但需要注意風(fēng)荷載這一問題會過于保守,此時可以交互修改該方向的風(fēng)荷載值)。
帶地下室的結(jié)構(gòu),上部結(jié)構(gòu)設(shè)抗震縫,地下室也設(shè)縫:
除基礎(chǔ)外,所有按離散模型計算,因?yàn)槎嗨P椭懈魉䴓菓?yīng)該是有共同的大底盤樓層。
來自中華鋼結(jié)構(gòu)論壇:
回答一:對于設(shè)縫結(jié)構(gòu),通常采用的計算模型有兩種:其一是將各結(jié)構(gòu)單元離散開,分別計算,可以稱之為"離散模型",該模型除與風(fēng)荷載有關(guān)的計算結(jié)果外,其他的結(jié)果都是對的,若風(fēng)荷載是控制作用,而直接采用設(shè)計結(jié)果,可能過于保守,此時可以交互修改該方向的風(fēng)荷載值。
缺點(diǎn):不便于整個樓層繪圖,只能手工拼圖;其二是把各結(jié)構(gòu)單元綜合在一起計算,此時要把每個結(jié)構(gòu)單元定義為多塔樓,程序使用多塔樓結(jié)構(gòu)計算模型進(jìn)行設(shè)計計算,當(dāng)然此種模型也存在風(fēng)荷載偏大的問題,還有采用整體模型計算時"周期比"驗(yàn)算指標(biāo)是不對的。
回答二:如果你的框架底部沒有連通的地下室的話,建議分開計算。
1.計算各部分框架的周期、位移等指標(biāo)時必須分開計算。 (同言論一)
2.計算配筋時分開和整體計算的結(jié)果都應(yīng)該是正確的(但是我自己好像試 過,計算結(jié)果會有一些差別,可能是計算程序的問題)。
3.如果是從上到下徹底用抗震縫分開,下部沒有大底盤就不存在多塔這樣的概念。(個人想法:如果基礎(chǔ)在一起,還是應(yīng)該采用多塔模型)
4.計算基礎(chǔ)時可以整體計算,這樣多柱的聯(lián)合基礎(chǔ)計算會更準(zhǔn)確一些(值得參考)。
來自PKPM上海講座:
多塔結(jié)構(gòu)不能直接按整體模型進(jìn)行周期比驗(yàn)算,而必須單獨(dú)計算各塔樓的周期比并驗(yàn)算。
10 關(guān)于PKPM中彈性板定義的相關(guān)問題
“剛性樓板”的適用范圍:絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)只要樓板沒有特別的削弱、不連續(xù),均可采用這個假定。
相關(guān)注意:由于“剛性樓板假定”沒有考慮板面外的剛度,所以可以通過“梁剛度放大系數(shù)”來提高梁面外彎曲剛度,以彌補(bǔ)面外剛度的不足。同樣原因,也可通過“梁扭矩折減系數(shù)”來適當(dāng)折減梁的設(shè)計扭矩。
“彈性板6 ”的適用范圍:所有的工程均可采用。
相關(guān)注意:由于已經(jīng)考慮樓板的面內(nèi)、面外剛度,則梁剛度不宜放大、梁扭矩不宜折減。板的面外剛度將承擔(dān)一部分梁柱的面外彎矩,而使梁柱配筋減少。此時結(jié)構(gòu)分析時間大大增加。
彈性板3 ”的適用范圍:需要保證樓板平面內(nèi)剛度非常大,外剛度承擔(dān)荷載,不使梁柱配筋減少,以保證梁柱設(shè)計的安全度。“
如厚板轉(zhuǎn)換層中的厚板,板厚達(dá)到1m以上。而面外剛度則需要按實(shí)際考慮。
相關(guān)注意:一般在厚板轉(zhuǎn)換層不設(shè)梁,或用等代梁,并注意上下部軸線差異產(chǎn)生的傳力問題。
“彈性膜”的適用范圍:僅適用于梁柱結(jié)構(gòu),設(shè)計時不使樓板面相關(guān)注意:不能用于“板柱結(jié)構(gòu)”。設(shè)計時可以進(jìn)行梁的剛度放大和扭矩折減。
11 關(guān)于有地下室的建模計算
高層里對地下室作為嵌固端有條件設(shè)置,一個是板厚度要不小于180mm,地下室的側(cè)向剛度與上層的側(cè)向剛度比值,國標(biāo)要求不小于2,上海規(guī)范要求不小于1.5。當(dāng)判斷地下室頂板能否作為上部結(jié)構(gòu)嵌固端時,應(yīng)在地下室信息的回填土對地下室約束比例系數(shù)m值(應(yīng)該是土層水平抗力系數(shù)比例系數(shù)m值)填0。
在滿足這兩個條件下,地下室可以作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端。
綜合各方面的意見,個人認(rèn)為應(yīng)該如下處理:
第一步:判斷地下室頂部能否作為嵌固端(方法:頂板厚度,剪切剛度比(m=0),地下室剪切剛度為上部塔樓對應(yīng)的下部地下室按45度擴(kuò)展得到的范圍)。
第二步:能作為頂板時,考慮地下室建模,地下室層數(shù)設(shè)為1,回填土約束剛度填5或者其他數(shù),根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而定。因?yàn)橥翆Φ叵率业募s束力是呈三角形分布,取負(fù)值反映不出該效果。
不能作為頂板時,考慮地下室建模,地下室層數(shù)設(shè)為1,回填土約束剛度填0。
第三步:SATWE計算中選擇地震力和層間位移剛度比。
來自中華鋼結(jié)構(gòu)論壇:
回答一:嵌固部位應(yīng)理解為該部位無水平位移,一般應(yīng)將地下室一起建模,像這種不可當(dāng)嵌固部位的回填土的約束剛度可以輸入0~5,具體以實(shí)際工程為準(zhǔn),填0表示回填土無約束,≥5則約束剛度近似嵌固,具體據(jù)地下室周側(cè)土土質(zhì)情況判定,一般可以填3。
回答二:當(dāng)在證明不是嵌固的時候,計算結(jié)構(gòu)時,選用”地震力和層間位移“這項。然后回填土用0。這樣不考慮回填土對地下室的約束作用。層間剛度比指的是樓層本身的剪切剛度比(見高規(guī)對嵌固的定義)。我曾經(jīng)用很粗的模型算了一下,用文克勒地基模型作為土的剛度,計算其土的剛度還不到標(biāo)準(zhǔn)層剪切剛度的80%,當(dāng)然用這種模型有值得商榷的地方,但也能反映一定的問題。
來自PKPM上海講座:
同時,也可以將地下室和上部結(jié)構(gòu)分開建模計算,但前提條件是地下室頂板能作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位,且要滿足地下室諸多的抗震措施與構(gòu)造要求,因此建議是不要將兩者分開建模。
12 《抗規(guī)》和《高規(guī)》的幾大不同點(diǎn)
1)抗規(guī):5.2.7條8度和9度時建造在Ⅲ、Ⅳ類場地,采用剛性較好的筏基和樁箱聯(lián)合基礎(chǔ)的砼高層建筑,當(dāng)結(jié)構(gòu)基本自振周期處于特征周期Tg的1.2倍至5倍范圍時,水平地震力可折減。而高規(guī)無此規(guī)定。
2)抗規(guī):6.4.6條一款一,二級抗震墻底部加強(qiáng)部位,墻肢底截面在重力荷載代表值作用下的軸壓比小于一級0.1(9度),一級0.2(8度),二級0.3時可設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件。高規(guī)7.2.15條一,二級剪力墻底部加強(qiáng)部位及其上一層的墻肢端要求設(shè)置約束邊緣構(gòu)件。
3)抗規(guī):表6.4.8抗震墻構(gòu)造邊緣構(gòu)件有底部加強(qiáng)部位抗震一、二級縱向鋼筋及箍筋要求;高規(guī):表7.2.17中未列出。
4)高規(guī):7.1.5條較長的剪力墻宜開設(shè)洞口采用弱連梁連接;抗規(guī):6.1.9條1款較長的抗震墻宜開設(shè)洞口連梁的跨高比宜大于6。
5)高規(guī)7.1.9,抗震設(shè)計時一般剪力墻底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢高度的1/8和底部兩層二者的較大值;抗規(guī):底部加強(qiáng)部位的高度可取嵌固部位以上墻肢總高度的1/8和底部兩層二者的較大值,且不大于15m。
6)高規(guī):7.2.2條1款一、二級抗震等級底部加強(qiáng)部位的剪力墻厚度不應(yīng)小于200m;抗規(guī):6.4.1條不宜小于200m,砼規(guī)同抗規(guī)。
7)高規(guī):7.2.2條6款剪力墻有地震作用組合時,驗(yàn)算剪壓比時剪跨比λ大于2.5或不大于2.5,砼規(guī)同高規(guī);抗規(guī):驗(yàn)算剪壓比時剪跨比λ大于2或不大于2。
8)高規(guī):7.2.11條,偏心受壓剪力墻的斜截面受剪承載力計算公式(7.2.11-1,7.2.11-2)中A為剪力墻截面面積,但未說明是否包括翼緣面積;砼規(guī):10.5.5條公式(10.5.5)中A為剪力墻的截面面積,其中翼緣的有效面積可按10.5.3條規(guī)定的翼緣計算寬度確定。
9)高規(guī):10.2.7條,當(dāng)框支層為1~2層時,框支柱數(shù)目不多于10根的場合,每根柱所受的剪力應(yīng)至少取底部剪力的2%,框支柱數(shù)目多于10根的場合,每層框支柱所受的剪力之和應(yīng)取底部剪力的20%;當(dāng)框支層為3層及3層以上時,框支柱數(shù)目不多于10根的場合,每根柱所受的剪力應(yīng)至少取底部剪力的3%,框支柱數(shù)目多于10根的場合,每層框支柱所受的剪力之和應(yīng)取底部剪力的30%。
而抗規(guī)比較簡單:框支柱承受的最小地震剪力,框支柱數(shù)目多于10根的場合,框支柱所受的剪力之和不應(yīng)小于該層地震剪力的20%;框支柱數(shù)目小于10根的時,每根柱所受的剪力不應(yīng)小于該層地震剪力的2%。
10)抗規(guī):表6.1.1注3“部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)指首層或底部兩層框支抗震墻結(jié)構(gòu)”。高規(guī):10.2.2條規(guī)定底部大空間部分框支剪力墻高層建筑結(jié)構(gòu)在地面以上的大空間層數(shù),8度時不宜超過3層,7度時不宜超過5層,6度時其層數(shù)可適當(dāng)增加。
13 SATWE底層柱、墻、最大組合內(nèi)力文件不能直接用于基礎(chǔ)設(shè)計的原因
1)確定基礎(chǔ)底面積、埋深、確定樁數(shù)及裂縫時,應(yīng)該采用正常使用狀下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合,而不是承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合,該標(biāo)準(zhǔn)組合值WDCNL*.OUT沒有輸出。
2)計算基礎(chǔ)變形、筏板的偏心距e值和樁筏基礎(chǔ)的重心校核時,應(yīng)采用正常使用極限狀態(tài)下的準(zhǔn)永久組合,不應(yīng)計入風(fēng)荷載和地震作用。此值大小在WDCNL*.OUT文件中沒有輸出。
3)對于抗震規(guī)范所述的有些抗震建筑的基礎(chǔ)幾樁基計算,是可以不考慮地震作用的,應(yīng)不考慮作用在基礎(chǔ)上的地震組合,故應(yīng)采用“恒+活”、“恒+活+風(fēng)”。
首先,如果在SATWE計算選擇計算地震力,在WD CNL*.OUT文件中,沒有單獨(dú)輸出“恒+活+風(fēng)”組合;其次,對于“恒+活”組合而言,在WDCNL*.OUT 也只是由可變荷載效應(yīng)控制的“1.2D+1.4L”組合。
并位輸出由永久荷載效應(yīng)控制下的 “1.35D+0.98L” 組合。而在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計時,內(nèi)力設(shè)計值應(yīng)該取二者的較大值。并且在通常情況下“1.35D+0.98L”組 合起控制作用,僅當(dāng)樓面活荷載比值較大,即活載與恒載比值達(dá)到大于2.8的情況下,才取“1.2D+1. 4L”組合。
4)對于柱下聯(lián)合基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、樁筏基礎(chǔ)和箱基等聯(lián)合基礎(chǔ)及整體基礎(chǔ)而言,采用最大組合內(nèi)力做基礎(chǔ)設(shè)計,其計算結(jié)果也不合理。
這主要是由于:這些經(jīng)最不利組合后柱和剪力墻底部作用的M、 N、V,對于聯(lián)合基礎(chǔ)及整體基礎(chǔ)不可能同時存在。
5)對于柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計時,即使是采用最大組合內(nèi)力做基礎(chǔ)設(shè)計,其計算結(jié)果也可能偏于不安全。這主要是因?yàn)椋焊鶕?jù)《地基規(guī)范》第5.2.1條和第5.2.2條的規(guī)定可以得出:
當(dāng)偏心荷載作用時:(Fk+Gk)/A±Mk/W≤<=1.2fα 從公式中可以看出,影響底面積大小的因素有兩個,一個是軸力,另一個是彎矩。當(dāng)某種內(nèi)力很大時, 由此而產(chǎn)生的其他內(nèi)力可能很小。
比如說最大軸力所對應(yīng)的彎矩和剪力有可能很小,由這種組合計算出 來的基礎(chǔ)并不一定是最不利組合計算出來的,而次大軸力所對應(yīng)的彎矩和剪力有可能很大,由這種組合 計算出來的基礎(chǔ)有可能是最不利組合計算出來的。
6)在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計時,不考慮《抗震規(guī)范》或《高規(guī)》中的增大系數(shù)和調(diào)整系數(shù),而WDCNL*.OUT文件中輸出結(jié)果是進(jìn)行調(diào)整后的值。
綜上所述,采用WDCNL*.OUT文件進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計存在很多問題。因此最好采用JCCAD人機(jī)交互讀取SATWE荷載進(jìn)行設(shè)計,程序會自動讀取各工況下的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值。
然后根據(jù)《基礎(chǔ)規(guī)范》的要求進(jìn)行組合并進(jìn)行相關(guān)計算。 如果不用JCCAD軟件設(shè)計基礎(chǔ),宜采用首層內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值(WWNL1*.OUT)中輸出的重力荷載、風(fēng)荷載及水平地震作用等分別下的作用力標(biāo)準(zhǔn)值,然后按規(guī)范不同的組合原則,分別乘已各自的荷載分項系數(shù)及組合系數(shù)等進(jìn)行手工組合。
14 PKPM無梁樓蓋
1)無梁樓蓋結(jié)構(gòu)的整體計算可按框架結(jié)構(gòu)模式通過PKPM軟件中的SATWE軟件進(jìn)行。但需要注意的有三點(diǎn):
①荷載的合理輸入,按照《08版SLABCAD用戶手冊和技術(shù)條件》的說明,舊版程序樓板自重是包含在恒載中輸入的,新版本程序?qū)⒆詣痈鶕?jù)板厚計算樓板自重,因此在面均布恒載中不應(yīng)該包含樓板自重。
②框架梁的輸入,在PMCAD人機(jī)交互式輸入時,除在邊界處及樓梯等開洞處應(yīng)布置實(shí)梁外,其余軸線部位應(yīng)布置截面尺寸為100*100的矩形截面虛梁。這里布置虛梁的目的有二:其一是為了SATWE軟件在接力PMCAD的前處理過程中能夠自動讀取樓板的外邊界信息;其二是為了輔助彈性樓板單元的劃分。虛梁沒剛度,所以虛梁不參與結(jié)構(gòu)的整體分析,實(shí)際上SATWE的前處理程序會自動將所有的虛梁刪掉。
③特殊構(gòu)件的補(bǔ)充定義,樓板要定義成“彈性板6”,在此基礎(chǔ)上,SATWE軟件能真實(shí)模擬樓板平面內(nèi)和平面外的剛度,我們就可以直接對無梁樓蓋體系進(jìn)行三維分析計算。另一點(diǎn)需要注意的是,由于在此定義了彈性樓板,我們必須選擇“總剛算法”進(jìn)行計算。
2)樓蓋的設(shè)計計算:
無梁樓蓋的整體分析計算完成后,我們可以利用特種結(jié)構(gòu)中的“復(fù)雜樓板分析與設(shè)計軟件”SLABCAD模塊進(jìn)行樓蓋的分析計算。
首先點(diǎn)取第一步“樓板數(shù)據(jù)生成及預(yù)應(yīng)力信息輸入”菜單來生成有關(guān)的計算數(shù)據(jù),并將相應(yīng)的計算條件及計算參數(shù)進(jìn)行定義。當(dāng)然,此時必須注意的是:由于有限元的計算原理所致,對于樓板的有限元劃分長度不一樣可能會對計算結(jié)果及精度產(chǎn)生一定的影響。
同時我們還可補(bǔ)充輸入無梁樓蓋的其它數(shù)據(jù),如樓板的洞口及柱帽等特殊構(gòu)件,并可對樓板不同部位的板厚進(jìn)修改;同時,我們還可以在樓板上添加任意的荷載,包括在PMCAD建模時無法輸入的板上的任意線荷載及點(diǎn)荷載;此外,我們還可以輸入支座沉降及約束等補(bǔ)充數(shù)據(jù)。
SLABCAD的補(bǔ)充數(shù)據(jù)輸入完畢后我們就可以通過第二步“樓板分析與配筋設(shè)計”菜單對無梁樓蓋進(jìn)行設(shè)計計算了。對無梁樓蓋的計算內(nèi)容主要包括樓板的內(nèi)力、位移、配筋計算及板的沖切驗(yàn)算等。
計算完畢后再通過第三步“分析結(jié)果輸出與圖形顯示”菜單查詢其計算結(jié)果,此步驟中顯示的主要是內(nèi)力、配筋的點(diǎn)值等原始數(shù)據(jù),在第四步“板帶交互設(shè)計及驗(yàn)算”中,所有的顯示結(jié)果會按照板帶寬度的劃分以梁的形式表現(xiàn)出來,比較直觀。
3)板柱結(jié)構(gòu)體系中柱截面主要由軸壓比控制;無梁樓板的板厚除應(yīng)滿足抗沖切要求外,尚應(yīng)滿足剛度及撓度的要求,其厚度抗震設(shè)計時不應(yīng)小于200mm,一般按L/35~L/30初步確定;柱帽及柱上托板的尺寸由板的受沖切承載力決定,其外形需兼顧建筑外觀要求,柱帽有效寬度bce一般為0.2~0.3L,對于中級荷載,經(jīng)濟(jì)合理的柱帽寬度a為0.35L,合理值的柱帽有效寬度bce為0.22L。
15 嵌固部位和地下室頂板
一個建筑地下室頂板是不是嵌固端,不在于SATWE里面的回填土約束m值為-1還是3。一個方案定下來后,嵌固端在哪里就是個常量,不是你選用哪個參數(shù)就能給你放到哪層去。
想知道地下室頂板是否嵌固,很簡單,在satwe后處理時計算方法選擇剪切剛度,然后看地下一層與一層側(cè)向剛度比,滿足抗規(guī)就是嵌固,不滿足就不是嵌固。
《高規(guī)》5.3.7條規(guī)定:高層建筑結(jié)構(gòu)計算中,當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固部位時,地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍。
《抗震規(guī)范》6.1.14條規(guī)定:地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位時,應(yīng)避免在地下室頂板開設(shè)大洞口,并應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu),其樓板厚度不宜小于180mm,混凝土強(qiáng)度等級不宜小于C30,應(yīng)采用雙層雙向配筋,且每層每個方向的配筋率不宜小于0.25%。
地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的2倍,地下室柱截面每側(cè)的縱向鋼筋面積,除應(yīng)滿足計算要求外,不應(yīng)少于地上一層對應(yīng)柱每側(cè)縱筋面積的1.1倍;地上一層的框架結(jié)構(gòu)柱和抗震墻墻底截面的彎矩設(shè)計值應(yīng)符合本章第6.2.3、6.2.6、6.2.7條的規(guī)定,位于地下室頂板的梁柱節(jié)點(diǎn)左右梁端截面實(shí)際受彎承載力之和不宜小于上下柱端實(shí)際受彎承載力之和。
可以看出,《抗震規(guī)范》對嵌固部位的條件更為詳細(xì),分為兩部分:剛度比要求和抗震構(gòu)造措施要求。
1)關(guān)于剛度比
規(guī)范提供了三種樓層剛度比的計算方法,分別是剪切剛度比、剪彎剛度比和地震力與相應(yīng)的層間位移比。確定地下室嵌固部位計算時,一般建議采用剪切剛度比或地震力與相應(yīng)的層間位移比的計算方法。
2)關(guān)于抗震構(gòu)造措施
大約有7個方面的要求,以地下室一層頂板嵌固部位為例:地下室一層的抗震等級與上部結(jié)構(gòu)相同,地下室一層以下樓層或地下室沒有上部結(jié)構(gòu)的部分,抗震等級可根據(jù)具體情況采用三級或更低等級。地下室頂板與室外地坪的高差宜小于本層層高的1/3。
邊柱處設(shè)鋼筋混凝土抗震墻,無抗震墻或約束不好時,邊梁應(yīng)采取增加箍筋等抗扭措施。
地下室頂板應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu),其樓板厚度不宜小于180mm,混凝土強(qiáng)度等級不宜小于C30,應(yīng)采用雙層雙向配筋,且每層每個方向的配筋率不宜小于0.25%。
地下室柱截面每側(cè)的縱向鋼筋面積,除應(yīng)滿足計算要求外,不應(yīng)少于地上一層對應(yīng)柱每側(cè)縱筋面積的1.1倍。值得注意的是,satwe軟件沒有自動實(shí)現(xiàn)本條要求,設(shè)計人員可在施工圖設(shè)計時將鋼筋放大系數(shù)取為1.1,增加的縱向鋼筋不應(yīng)向上延伸,可錨固在地下室頂板框架梁內(nèi)。
地下室頂板的框架梁應(yīng)有足夠的抗彎剛度,地下室頂板的梁柱節(jié)點(diǎn)左右截面實(shí)際受彎承載力之和不宜小于上下柱端實(shí)際承載力之和。本條satwe軟件自動實(shí)現(xiàn)。
帶地下室的剪力墻結(jié)構(gòu),其底部加強(qiáng)區(qū)的上限高度,程序自動扣除地下室的層數(shù)和高度;加強(qiáng)區(qū)下限高度通常從地下室一層起算,地下室一層以下可以不加強(qiáng)。
地下室嵌固部位的設(shè)計步驟
以無人防要求的地下室為例:
第一步:進(jìn)行方案設(shè)計。將地下室欲設(shè)置為嵌固部位的樓層(通常為地下室首層),按規(guī)定要求進(jìn)行方案設(shè)計,并對相關(guān)構(gòu)件采取加強(qiáng)措施。
第二步:計算層間側(cè)向剛度比,將上部結(jié)構(gòu)與地下室作為一個整體考慮,嵌固部位可預(yù)定在基礎(chǔ)地板處!
如采用地震剪力與地震層間位移比的剛度比計算方法,應(yīng)將<地下室層數(shù)>設(shè)為“0”或?qū)?lt;回填土對地下室約束作用的相對(彈簧)剛度比>設(shè)為“0”,即在計算層間剛度比時不考慮回填土的影響。
如采用剪切剛度比的計算方法,可以將以上兩個參數(shù)按實(shí)際情況輸入,進(jìn)行第一次試算。
考察計算結(jié)果,如果地下室首層的側(cè)向剛度>其上一層側(cè)向剛度的2倍,可將地下室頂板作為嵌固部位;如沒有大于2倍,可增加該地下室的側(cè)向剛度重新計算,或者將主體結(jié)構(gòu)的嵌固端下移到符合要求的部位。
第三步:設(shè)定回填土約束剛度比,按工程實(shí)際情況設(shè)定地下室層數(shù)。
如果地下室滿足嵌固條件,將<回填土對地下室約束作用的相對(彈簧)剛度比>設(shè)為負(fù)數(shù)m,表示地下室下部有m層無水平位移,按嵌固水平位移法進(jìn)行后續(xù)計算。
如果地下室各層都不滿足嵌固條件,一般應(yīng)將嵌固部位設(shè)定在基礎(chǔ)底板處,并根據(jù)回填土的約束情況輸入1~5之間的正數(shù),按彈簧剛度法進(jìn)行后續(xù)計算。
PKPM標(biāo)準(zhǔn)層模型試算檢查步驟
備注:僅做標(biāo)準(zhǔn)層建模,考察上部結(jié)構(gòu)方案的可行性。
1.單元間平面錯位處兩側(cè)各一個開間板厚最小值為110mm。
2.建模層高:標(biāo)準(zhǔn)層2.9米。
3.混凝土強(qiáng)度等級:地上三層框支結(jié)構(gòu)(B1樓):地下室~三層 C35;4、5層C30,6層及以上C25。地上二層框支結(jié)構(gòu):地下室~二層 C35;3、4層C30,5層及以上C25。落地住宅:地下室~3層 C30;4層及以上C25。純網(wǎng)點(diǎn):C30。純車庫:C30。