satwe-tat专题讨论李云贵ppt课件

1、李云贵建筑结构计算机辅助设计建筑结构计算机辅助设计专题讨论专题讨论1 1、上部结构与地下室共同工作、上部结构与地下室共同工作 2 2、楼板在结构整体分析中的考虑、楼板在结构整体分析中的考虑3 3、异形柱和短肢剪力墙结构、异形柱和短肢剪力墙结构4 4、转换层结构、转换层结构5 5、多塔、错层及有伸缩缝结构、多塔、错层及有伸缩缝结构6 6、梁的特殊考虑、梁的特殊考虑7 7、底框结构、底框结构8 8、边框柱、边框柱 9 9、有关荷载作用计算、有关荷载作用计算v上部结构与地下室组成一个承力体系，具有共上部结构与地下室组成一个承力体系，具有共同的位移场，相互协调变形；同的位移场，相互协调变形；v地下室外

2、的回填土对结构有一定的约束作用。地下室外的回填土对结构有一定的约束作用。v简化分析简化分析v地下室顶板作为上部结构嵌固端；地下室顶板作为上部结构嵌固端；v高规高规5.3.7条，地下室结构的楼层侧向刚度条，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。倍。 v地下室某一层顶板作为上部结构嵌固端；地下室某一层顶板作为上部结构嵌固端；v地下室顶板作为上部结构嵌固端。地下室顶板作为上部结构嵌固端。v共同工作分析共同工作分析v通过对地下室部分施加弹簧约束，考虑地下室通过对地下室部分施加弹簧约束，考虑地下室外的回填土对结构有一定的约束作用。外的回填土对结

3、构有一定的约束作用。v程序自动考虑下列因素v地下室部分的基本风压为零；v在地上部分的风荷载计算中，自动扣除地下室部分的高度，地下室顶板作为风压高度变化系数的起算点；v结构在风荷载作用下的反应位移、内力受地下室外的回填土约束。v结构在地震作用下的反应周期、振型、位移、内力受地下室外的回填土约束；v由地下室质量产生的地震力，主要被室外的回填土吸收；v在计算结构的“剪重比时，不考虑地下室质量。v对于一般结构而言，地下室外的回填土约束对竖向荷载作用几乎没有影响。v对于悬挑结构而言，地下室外的回填土约束对竖向荷载作用有一定影响。v恒活荷载作用v结构整体分析得到的恒活荷载的轴力、弯矩v面外土、水侧作用v按

4、简化方法计算面外土水侧压力作用的弯矩v配筋设计v按压弯构件进行配筋计算v人防荷载计算的输入参数人防荷载计算的输入参数v地下室层数与人防地下室层数地下室层数与人防地下室层数v考虑了哪些构件的人防设计考虑了哪些构件的人防设计v人防作用效应分析模型人防作用效应分析模型v人防作用效应组合人防作用效应组合v地下室外墙的平面外设计地下室外墙的平面外设计v地下室构件的人防设计地下室构件的人防设计v底层柱墙内力的调整在底层柱墙内力的调整在. .标高处）标高处） 部分地下室人防设计；部分地下室人防设计； 门框墙；门框墙； 地下室顶板的配筋计算在地下室顶板的配筋计算在SLABCADSLABCAD中；中； 地下室底

5、板配筋计算；地下室底板配筋计算； 传给基础的设计荷载中不包括人防设计荷载。传给基础的设计荷载中不包括人防设计荷载。暂未考虑的因素暂未考虑的因素 v楼板刚度由面内刚度和面外刚度两部分组成v面内刚度膜剪切单元v面外刚度板弯曲单元v对楼板的假定v刚性楼板假定v弹性楼板6v弹性楼板3v弹性膜v刚性楼板假定刚性楼板假定v面内刚度无限大，面外刚度为零面内刚度无限大，面外刚度为零v适用范围适用范围v楼板不特殊的绝大多数工程楼板不特殊的绝大多数工程v梁刚度放大梁刚度放大v变相地考虑楼板的面外刚度变相地考虑楼板的面外刚度v弹性楼板弹性楼板6 6v考虑楼板的面内刚度和面外刚度考虑楼板的面内刚度和面外刚度v采用壳单

6、元采用壳单元v适用范围适用范围v所有工程所有工程v缺点缺点v计算量大，影响梁配筋结果计算量大，影响梁配筋结果v弹性楼板弹性楼板3 3v面内刚度无限大，考虑楼板的面外刚度面内刚度无限大，考虑楼板的面外刚度v采用板弯曲单元采用板弯曲单元v适用范围适用范围v面内刚度很大，不可忽略面外刚度的结构面内刚度很大，不可忽略面外刚度的结构v弹性膜弹性膜v考虑楼板的面内刚度，面外刚度为零考虑楼板的面内刚度，面外刚度为零v采用膜剪切单元采用膜剪切单元v适用情况适用情况v要考虑面内刚度，可以忽略面外刚度的结构要考虑面内刚度，可以忽略面外刚度的结构v等代梁法等代梁法v等代梁截面定义：等代框架方向板等代梁截面定义：等代

7、框架方向板跨跨3/43/4，及垂直方向板跨，及垂直方向板跨1/21/2v弹性楼板弹性楼板v需梁布置需梁布置v不与楼板相连的构件特性的考虑不与楼板相连的构件特性的考虑 v楼板刚度的合理考虑楼板刚度的合理考虑G55G55v弹性楼板或板带定义弹性楼板或板带定义v在建筑使用上的优点v受力特点v截面尺寸v柱 H/B 3v异形柱 H/B 5v短肢剪力墙 5H/B 8v轴压比 (0.05)v配筋v构造v地震倾覆力矩 (9.1.19.1.1条，规定了排架条，规定了排架结构，框架结构、剪力墙结构等的伸缩缝的最结构，框架结构、剪力墙结构等的伸缩缝的最大间距。大间距。v抗震设计规范抗震设计规范 6.1.4 6.1.

8、4条，规定了防震缝设条，规定了防震缝设置要求。置要求。v抗震设计规范抗震设计规范 5.2.4 5.2.4条，条，v采用基底剪力法时，突出屋面部分的地震作用采用基底剪力法时，突出屋面部分的地震作用效应宜乘以增大系数效应宜乘以增大系数3 3；v采用振型分解法时，突出屋面部分可作为一个采用振型分解法时，突出屋面部分可作为一个质点。质点。v （G55G55）v结构的错层信息由程序自动搜索。结构的错层信息由程序自动搜索。v越层柱越层柱v在在PMCADPMCAD的第的第A A项菜单定义斜梁或错层梁后，在项菜单定义斜梁或错层梁后，在转换成转换成TATTAT和和SATWESATWE数据时数据时, ,程序会自动

9、在程序会自动在TATTAT和和SATWESATWE数据中处理这些梁和柱信息；数据中处理这些梁和柱信息；v将其作为空间梁单元进行结构分析，按斜梁的将其作为空间梁单元进行结构分析，按斜梁的水平投影长度计算其外荷载，按真实长度计算水平投影长度计算其外荷载，按真实长度计算其自重和内力，并进行截面设计；其自重和内力，并进行截面设计；v一个柱节点最多允许有一个柱节点最多允许有4 4个不同标高的梁；个不同标高的梁；v梁与柱重叠部分可作为刚域梁与柱重叠部分可作为刚域v重叠部分长重叠部分长 Det0.3m;Det0.3m;v取刚域长取刚域长 Dbi=Det-H/4Dbi=Det-H/4；v荷载按梁两端节点长度计

10、算；荷载按梁两端节点长度计算；v自重按梁扣除刚域后的长度计算；自重按梁扣除刚域后的长度计算；v截面设计按梁扣除刚域后的长度进行。截面设计按梁扣除刚域后的长度进行。v梁与柱重叠部分是否作为刚域的差别梁与柱重叠部分是否作为刚域的差别v“是是”刚度大，自重小，梁端负弯矩小刚度大，自重小，梁端负弯矩小v“否否”刚度小，自重大，梁端负弯矩大刚度小，自重大，梁端负弯矩大v程序隐含定义刚性梁程序隐含定义刚性梁v 两端节点都在柱截面范围内的梁为刚性梁；两端节点都在柱截面范围内的梁为刚性梁； v刚性梁的技术要点如下刚性梁的技术要点如下v刚性梁无自重，但可以有外荷载；刚性梁无自重，但可以有外荷载；v 刚性梁自身无

11、变形，只有刚体平动或转动；刚性梁自身无变形，只有刚体平动或转动；v刚性梁的作用是正确的传递力。刚性梁的作用是正确的传递力。v刚性梁在平面简图上为红色线条。刚性梁在平面简图上为红色线条。v 输入输入v 端部约束端部约束v 与与 PK PK 计算结果的比较计算结果的比较v在在STSSTS中可以输入变截面构件；中可以输入变截面构件；v变截面：矩形、工字形变截面：矩形、工字形v在单元库中配置了变截面单元，可以准确地分在单元库中配置了变截面单元，可以准确地分析变截面构件的内力；析变截面构件的内力；v在构件性能验算中，按平均截面近似计算。在构件性能验算中，按平均截面近似计算。v计算模型计算模型v 仅对底框

12、部分进行三维分析；仅对底框部分进行三维分析；v 考虑上部的恒、活、风、地震作用，考虑上部的恒、活、风、地震作用，v 忽略上部的刚度忽略上部的刚度v上部各种作用的考虑上部各种作用的考虑v 恒、活荷载恒、活荷载v 风荷载风荷载v 地震作用地震作用附加轴力计算简图附加轴力计算简图v计算原理计算原理v 假定砌块墙为均质材料假定砌块墙为均质材料v 用砌块的容重计算砌块墙的自重用砌块的容重计算砌块墙的自重v 用砌块的弹模计算砌块墙的刚度用砌块的弹模计算砌块墙的刚度v 采用震型分解法计算地震力采用震型分解法计算地震力v砌块墙的抗震验算砌块墙的抗震验算v对每片墙和每根轴线上的墙分别作抗震验算对每片墙和每根轴线

13、上的墙分别作抗震验算v复杂砌体结构复杂砌体结构v 多层底框；部分框架，部分砌块墙；多层底框；部分框架，部分砌块墙；v 内浇外砌；部分砼剪力墙，部分砌块墙；内浇外砌；部分砼剪力墙，部分砌块墙；v在软件中提供的模拟施工加载计算方式有在软件中提供的模拟施工加载计算方式有v一次性加载一次性加载v模拟施工加载模拟施工加载1 1v模拟施工加载模拟施工加载2 2v应清楚的问题应清楚的问题v模拟施工加载的机理模拟施工加载的机理v软件中考虑到了哪些因素软件中考虑到了哪些因素v三种加载方式的差异三种加载方式的差异恒载作用下结构变形形成示意图恒载作用下结构变形形成示意图 n=nnii111nii222恒载作用下结构

14、变形形成近似示意图恒载作用下结构变形形成近似示意图nii111nii222 n=nv梁的活荷不利布置计算梁的活荷不利布置计算v活荷质量折减活荷质量折减v活荷作用折减活荷作用折减v 板活荷作用折减板活荷作用折减v 梁活荷作用折减梁活荷作用折减v 柱、墙的活荷作用折减柱、墙的活荷作用折减v 传给基础设计荷载的折减传给基础设计荷载的折减v取本层的迎风面积；取本层的迎风面积；v风压高度变化系数取本层楼板的标高处的值；风压高度变化系数取本层楼板的标高处的值；v竖向加载点：本层楼板的标高处；竖向加载点：本层楼板的标高处；v当无刚性楼板假定时，按本层楼板标高处的当无刚性楼板假定时，按本层楼板标高处的节点数平

15、均分配。节点数平均分配。v软件中提供了两种算法：算法软件中提供了两种算法：算法1 1和算法和算法2 2v（1 1算法算法1 1与算法与算法2 2的区别的区别v（2 2应用范围、应注意些什么应用范围、应注意些什么v（3 3与地震计算有关的参数与地震计算有关的参数F新抗震规范附录新抗震规范附录E2.1规定，筒体结构转换层上规定，筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于下层的侧向刚度比不宜大于2。F新高规的新高规的4.4.3条规定，抗震设计的高层建筑结条规定，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧构，其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的向刚度的70%或其上相临三层侧向刚

16、度平均值或其上相临三层侧向刚度平均值的的80%。F新高规的新高规的5.3.7条规定，高层建筑结构计算中，条规定，高层建筑结构计算中，当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时，地下当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的楼层侧向刚度的2倍。倍。 F新高规的新高规的10.2.6条规定，底部大空间剪力墙结构，转条规定，底部大空间剪力墙结构，转换层上部结构与下部结构的侧向刚度，应符合高规附换层上部结构与下部结构的侧向刚度，应符合高规附录录D的规定。的规定。FE.0.1底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构，可近底部大

17、空间为一层的部分框支剪力墙结构，可近似采用转换层上、下层结构等效刚度比似采用转换层上、下层结构等效刚度比表示转换层表示转换层上、下层结构刚度的变化，非抗震设计时上、下层结构刚度的变化，非抗震设计时不应大于不应大于3，抗震设计时不应大于，抗震设计时不应大于2。FE.0.2底部为底部为25层大空间的部分框支剪力墙结构，其层大空间的部分框支剪力墙结构，其转换层下部框加转换层下部框加-剪力墙结构的等效侧向刚度与相同剪力墙结构的等效侧向刚度与相同或相近高度的上部剪力墙结构的等效侧向刚度比或相近高度的上部剪力墙结构的等效侧向刚度比e宜宜接近接近1，非抗震设计时不应大于，非抗震设计时不应大于2，抗震设计时不应大，抗震设计时不应大于于1.3。F 高规附录E.0.1建议的方法剪切刚度Ki = Gi Ai / hiF 高规附录E.0.2建议的方法剪弯刚度Ki = Fi / i F 抗震规范的3.4.2和3.4.3条文说明中建议的计算方法：FKi = Vi / UiH112H2P=1P=1转换层a）计算模型1-转换层及下部结构b）计算模型-转换层上部结构层号剪切刚度