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Tat pkpm satweTAT,SATWE,PMSAP应用听课笔记
来源:收集 点击数:4778次 更新时间:2014/9/19 14:24:57

TAT,SATWE,PMSAP结构计算分析及其在工程中的应用

一、结构设计参数的合理选取

1、总信息中增加"裙房层数"的参数,是为了0.2Q0的调整.对于立面有变化的高层,程序给出0.2Q0调整可能偏大,可人工干预调整.

2、转换梁由设计人自行定义,转换层所在层号由设计人输入.

3、结构材料信息仅影响风荷载的大小,程序按0.065n给出一个隐含值.如果计算结果中结构的基本周期大于隐含值,应将计算值代替隐含值.

4、结构体系:如为短肢剪力墙结构,应调整结构的抗震等级.

5、模拟施工荷载1,逐层加载;模拟施工荷载2,考虑基础变形,对刚度不很大的框筒、筒体结构适用,目前计算版本暂不能使用.

6、结构温度应力计算信息,目前暂不使用.编制人试算8度设防的北京实例,配筋相当于9度设防.原因是未考虑砼的徐变、微裂纹对应力的释放,计算结果偏大.

7、对所有楼层强制采用刚性楼板假定,只有位移控制是在刚性楼板假定条件下计算.执行这一开关地震力、内力计算结果不对.一般工程计算二遍,一是强制楼板刚性控制位移;二是真实情况计算内力、地震力.

8、程序风荷载是按高规计算的,对多层偏大30%.新规范风荷载由30年一遇改为50年一遇,基本风压增大20~30%.

二、地震作用效应计算与调整

1、新程序中无论是藕联计算还是非藕联计算,依据的都是藕连矩阵.考虑藕联对任何结构都适用.

2、偶然偏心:对偶然偏心解释抗震规范(5.2.3-1条)与高规(3.3.3条)不同.新程序按高规执行,主要是因为ⅰ、考虑藕联对任何结构都适用.ⅱ、依*程序自行搜索边榀很困难.计算时选取此项,计算内力增大5~10%.程序内定考虑X方向:正偏心,负偏心.Y方向:正偏心,负偏心.只在内力和位移计算中考虑.(TBSA在周期计算时就考虑了)

3、双向地震作用:根据抗震规范5.1.1-3条考虑双向地震作用的扭转影响时,柱按单偏压计算时无问题.但按双偏压计算,柱的配筋增加多达30~50%.因此早期程序考虑双向地震作用时,不考虑柱的双向偏压计算.经程序编写组与规范编写组协商,现程序按下列原则考虑:主方向的弯矩、剪力和轴力按0.85开平方;次方向弯矩、剪力和轴力保持原值不变.

4、多方向地震:程序输出的计算结果中给出了地震作用的最大方向,对于复杂结构应将此方向输入进行计算.

5、一般钢筋混凝土结构可不考虑P-Δ效应.

三、 调整信息

1、剪力墙加强层起算层号:此项如填0,表示加强区从±0.00层起算;此项填-1表示加强区从负一层地下室起算.无论此项填何值,都不影响加强区的绝对高度.有地下室时,地下室墙是否算加强区,一般情况不希望墙的配筋下小上大.对一层地下室算加强区较好.

2、对9度及一级框架结构梁柱的超配系数隐含值为1.15.相当过去考虑的二个1.1.

3、楼层水平地震剪力调整:根据抗震规范5.2.5条要求,若要求调整,程序将自动调整不满足剪重比的楼层内力.但一般情况希望不调整.因为计算结果小于剪重比的要求,很可能结构的方案不合理.

4、薄弱层:薄弱层的判断,可通过计算结果中的刚度比.设计人通过第一次计算结果判断出薄弱层,再对此项进行填写.

5、荷载组合:⑴、增加了由永久荷载效应控制的组合.⑵、可以调整活荷载的分项系数和活荷载的组合系数.

6、程序中转换梁的内力调整,严格按规范执行.转换梁及框肢柱需要设计人自行定义.框肢柱分为二类:一是四周是梁.二是剪力墙的边榀.一个方向不是柱,为剪力墙的一部分.另一方向是柱.

7、程序将与剪力墙相连柱承担的倾覆弯矩,归属剪力墙.而不归属框架柱.否则框架柱承担的倾覆弯矩可能超过50%.

四、结构整体性能控制

1、位移控制:程序按高规4.3.5条执行.输出结果第一项是构件节点位移,第二项是层间位移.位移控制是通过控制位移比进行的.计算结果出现个别位移比超限时,可查位移的大小.在位移很小的情况下,可不考虑.

2、周期控制:高规4.3.5条要求第一扭转周期Tt与第一平动周期T1之比,A级高层小于0.9.程序输出了各振型的周期.对于结构比较规则,刚性楼板假定.输出的结果第一项为X方向平动周期,第二项为Y方向的平动周期.最长的平动周期就是第一平动周期,再找出同方向第一扭转周期.二者之比应满足高规要求.

3、刚度比的控制:程序提供了三种方法,一是高规附录E.0.1-剪切刚度K1=(CiGciAci+GwiAwi)/hi;二是高规附录E.0.2-剪弯刚度Ki=Fi/Δi;三是抗震规范3.4.2,3.4.3条文说明中建议的方法Ki=Vi/Δui.方法1过于简单.方法2用于转换层的计算.程序隐含的是方法3,概念和计算均简单.但未扣除刚体转角引起的位移.

4、框架承担的倾覆力矩计算按抗震规范6.1.3条文说明中公式.

5、多层结构薄弱层验算,近似程度较大,计算的位移可能偏小.原因是采用薄壁柱模型,与抗震要求的强柱弱梁概念不一致.

6、时程分析:选地震波对计算结果影响很大,有条件的地区用当地的实测波.选波的原则为每条波计算的结果不少于按振型分解法计算结果的60%(可调整波的放大系数);三条波的平均反应,不小于振型分解法的80%.

五、一些特殊功能编制原理与应用

1、弹性楼板:程序提供了三种模型.

⑴、弹性楼板6:考虑楼板的面内刚度和面外刚度,采用壳单元.原则上适用于所有结构,但采用弹性楼板6计算时,楼板和梁共同承担面外弯矩,计算结果中梁的配筋小了,而楼板承担面外弯矩,计算的配筋又未考虑.此外计算工作量大.因此该模型仅适用于板柱结构.

⑵、弹性楼板3:考虑楼板的面内刚度无限大,并考虑楼板的面外刚度.适用于厚板转换层.

⑶、弹性膜:考虑面内刚度,面外刚度为零.采用膜剪切单元.

2、程序中地下室信息"回填土对地下室约束相对刚度比":所填数值,相当于地下室被约束后时地下室本身刚度的多少倍.如填负数,表示嵌固水平位移,不嵌固竖向位移.如结构计算中,只算上部结构,相当于既约束了水平位移,又约束了竖向位移.这仅适用于地下室刚度很大的情况.

3、各种竖向构件根据截面尺寸分为:柱――H/B<3;异形柱――H/B<5;短肢剪力墙――5<H/B<8;剪力墙――H/B>8.采用TAT、TBSA计算时,建模均为薄壁柱单元.但采用SATWE计算时,应注意柱、墙单元的选择,对柱、异形柱选柱单元(一维单元),对短肢剪力墙、剪力墙选壳单元(二维单元).否则计算结果差异很大.

4、设计参数信息"梁柱重叠部分简化为刚域":选用此项梁柱重叠部分简化为刚域,适用于异形柱结构,可真实计算梁的内力和配筋.

5、设计参数信息"混凝土柱计算长度系数执行混凝土规范7.3.11-3条":一般情况不采用,除9度或沿海地区风起控制作用时采用.

六、特殊工程分析

1、 多塔定义、有"缝"结构:多塔指的是:各塔之间相互独立;每个塔的外表面都是迎风面.定义多塔是为了帮助风荷载的倒算.对多塔结构要判断平动周期与扭转周期的比值,需要每个塔单算.对分缝结构判断平动周期与扭转周期的比值时单算,计算内力和配筋时可合算或分算.分算时一个方向的风荷载算大了.

2、楼板开洞:对板柱结构,楼板定义为弹性楼板6;对砌体结构,楼板定义为弹性膜.

3、弱连接:由于两边振动可能不同步,引起拉、压作用.建议不考虑楼板的作用,仅考虑梁承担拉、压作用.

4、不等高嵌固:PM程序中有"与地基相连的最高层号"信息,启用后程序对悬空柱进行搜索,加上嵌固约束.对电梯井道下落也可按此方法处理.还可以通过修改不等高柱的坐标解决不等高嵌固.

5、SATWE提供了"复杂楼板有限元分析与设计(SlabCAD)”.SlabCAD可自动从SATWE的三维分析结果中取出需要精细分析的楼板或楼板局部,进行二次有限元分析和配筋设计.适用于各种复杂楼板如板柱结构的楼板、预应力楼板、转换层结构的厚板、人防地下室的顶板、需考虑板面内拉伸和剪切作用的特殊结构.

6、剪力墙上洞口处梁的输入:一般门窗洞口按剪力墙开洞处理,即洞口处为连梁,以剪切变形为主;如洞口跨中弯矩不可忽略,以弯曲变形为主,按梁单元输入.此时要在剪力墙洞口两侧增加节点号.

7、框肢结构的转换梁计算,通常是由施工阶段,正常使用阶段往往不控制.设计时应补充施工阶段的验算,把上面几层荷载按均布恒载加上,对转换梁进行验算.SATWE整体计算时,框肢转换梁的计算偏小,配筋时留10~20%的余量.8、框剪结构判断框架的抗震等级时,需先计算.按框架承担的倾覆力矩百分比确定.

(根据建研院结构所李云贵2003.9.24在武汉协力宾馆讲课笔记整理.仅供参考)

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