特种结构及施工图

特种结构设计2013年3月北京盈建科软件有限责任公司

(BeijingYJKBuildingSoftwareCo.,Ltd.)特种结构设计无梁楼盖现浇空心板筒仓水池预应力钢结构自定义荷载工况和组合2无梁楼盖设计3无梁楼盖设计（建模）建模中设置暗梁，即按《高规》8.2.4：应在柱上板带中设置构造暗梁，暗梁宽度取柱宽及两侧各1.5倍板厚之和设置虚梁

也可布置柱帽4无梁楼盖设计（结构整体计算）软件自动将柱帽处梁按照加腋梁计算配筋应将楼板设置为弹性板3或弹性板6（《高规》5.3.3要求）应选择弹性板上荷载传导方式为“板有限元计算”软件在柱配筋计算后补充柱对板的冲切计算567对柱帽冲切计算的人防荷载组合采用人防规范相关公式进行无梁楼盖设计（楼板配筋）在楼板施工图中完成无梁楼盖配筋设计按有限元方式计算楼板，软件考虑了柱帽影响设置为考虑梁的弹性变形，由于梁高与板厚一致重叠，为避免造成无梁板计算刚度被放大，板有限元计算时忽略了梁的截面刚度按照平法标准图的柱上板带、跨中板带方式出图，柱上和跨中板带都包含贯通钢筋和非贯通钢筋，经济合理，填补了这项应用空白。8板有限元计算结果（X向和Y向弯矩）9X向和Y向弯矩（黄色为负弯矩区）各单元X向弯矩1011设计流程楼板施工图中设置了无梁楼盖菜单；用户用多边形框选需要按照无梁楼盖设计的范围；软件对梁高小于板厚的梁，自动划分柱上板带；按楼板有限元计算全层楼板；分区域给出弯矩配筋：1、柱帽或柱上板带相交区域，这部分受力最大；2、柱上板带区域；3、跨中板带区域；12柱上板带的贯通钢筋和非贯通钢筋13跨中板带的贯通钢筋和非贯通钢筋1415无梁楼盖配筋结果简图无梁楼盖板施工图按照平法标准图的柱上板带、跨中板带方式出图分为3个区域配筋：1、柱上板带，沿各跨贯通连续配筋，并在第一跨标注2、柱帽或柱上板带相交处，根据减去柱上板带的剩余部分计算面积配置，钢筋长度为柱上板带宽度3、跨中板带，这部分包括2种钢筋，（1）扣除柱上板带的剩余部分，用集中标注方式画图和修改，和普通房间板方式相同，（2）在柱上板带垂直布置的非贯通钢筋，用原位标注方式画图和修改

1617柱上板带配筋18跨中板带配筋1920按照平法标准图的柱上板带、跨中板带方式出图加腋板设计21对加腋板按变厚度有限元板计算22现浇空心板设计当前难点问题之一2324现浇空心板地下车库和楼板实例现浇空心板设计在建模的楼板布置菜单下设置现浇空心板的布置菜单在上部结构计算中嵌入现浇空心板的计算（以楼层为单元）YJK使用细分的弹性板有限元（壳元）模型计算现浇空心板，对板元按考虑了空心部分的折算刚度计算，然后对弹性板计算结果积分成肋梁的弯矩和剪力，再对肋梁进行配筋设计;因此对现浇空心板最终的计算结果是肋梁的内力和配筋。252627在上部结构计算的设计计算部分中同时进行了现浇空心板的计算软件自动将箱体之间的肋转化成工形截面或者T型截面的肋梁28设计结果中同时输出现浇空心板肋梁计算结果29配筋文本中注明现浇空心板肋梁工字型或T形截面尺寸30按照等效刚度的板有限元算法的Mx等值线图31在梁的平法施工图上可同时画出空心板肋梁配筋梁端部分配筋放在实心区分布筋软件对主梁支座负筋的计算面积取自实心板区边缘截面，实心板区内多出来的计算面积，由实心板区上配置的附加分布面筋承担。32柱上的实心部位自动标注了横向的28C18@100和竖向的28C20@100布置柱帽时的计算对布置柱帽的楼板自动按照有限元法计算

板有限元计算时对于柱帽部分的单元可以考虑柱帽的实际厚度。由于柱帽是实心板，对这部分单元的刚度不作考虑空心板的折减。柱帽处肋梁的配筋给到柱帽边缘处和柱帽相交的肋梁，其配筋结果将只给到柱帽边缘处，不再给出柱帽内部的部分柱帽本身的配筋查看板有限元结果对于柱帽本身的配筋，可以在设计结果的等值线菜单下查看空心板内力和配筋的等值线，根据计算配筋再人工补充柱帽的实际配筋。33筒仓的建模和计算

以煤仓为例墙上面外梯形荷载的输入和计算从而适应筒仓、水池、地下坑道竖井等的设计35建模增加了墙上面外梯形荷载的输入

适应筒仓、水池、地下坑道竖井等的设计筒仓和承受水平堆载力后的位移38全楼模型建了8个标准层，中间煤仓部分建了5个层筒仓结构一般由仓上建筑物、仓壁、筒壁、漏斗、仓下建筑物等组成筒仓结构的建模按照分层建模的方式分层建模，即对仓下建筑、筒壁、仓体、仓上建筑等分层建模，最后全楼组装成筒仓结构；对仓体的仓壁采用圆弧墙或者直墙建模，对高大的深仓结构应分为几层建模，为的是准确计算筒仓侧壁的贮料荷载，一般每层层高控制在3-4米；对漏斗部分可以按照斜墙建模。软件提供漏斗的参数化建模方式，可通过几个参数快速生成各种形式的漏斗；贮料产生的荷载主要有三种，作用在仓壁上的水平压力和竖向摩擦力，作用于仓底或漏斗顶面单位面积上的竖向压力。这些荷载可当做活荷载输入。软件设置了“贮料荷载”菜单可以通过参数自动生成作用在仓壁和仓底的这三种荷载；39401层7层3-6层2层带漏斗漏斗用斜墙输入8层对漏斗可参数化快速布置软件在构件布置菜单下设置了“漏斗”菜单，可通过输入几个漏斗布置参数方便地布置漏斗41各煤仓层按活荷载输入的墙上水平荷载42贮料荷载的参数输入方式荷载布置菜单下设置了“筒仓荷载”菜单，可以通过参数自动生成作用在仓壁上的两种荷载和仓底的均布面荷载；43计算简图4445计算简图配筋结果简图46仓体墙的配筋在配筋简图中，重点应查看仓体墙的内力和配筋计算结果，仓体墙由于承受面外荷载，软件将据此计算出墙的水平和竖向分布钢筋。同时在配筋结果文件中，可以看到墙在环向拉力和两个方向面外弯矩作用下求出的墙的水平和竖向分布钢筋。47可通过等值线图和云图表现墙体受力状态48可通过等值线图和云图表现墙体受力状态49自定义荷载工况组合按活荷载输入仓1和仓2同时满仓自定义活荷1为仓1满，自定义活荷2为仓2满对活荷、仓1满、仓2满按照包络计算50考虑不同仓满载或者空仓的状况进行活荷载不利布置组合以3仓筒仓为例说明51使用自定义荷载工况组合考虑不同仓满载或者空仓的状况进行活荷载不利布置组合52自定义活荷1为仓1满自定义活荷2为仓2满自定义活荷3为仓3满自定义荷载工况组合选择全组合53煤仓受水平堆载力的位移动画545556水池的建模和计算57水池承受水压力的计算简图58某1500M3环保矩形蓄水池59蓄水池的建模和力学模型：无梁板、墙、筏板、带柱帽柱墩的柱6061突出板单元、墙单元的有限元分析62重点：无梁楼盖设计；墙的分布钢筋和裂缝控制设计；筏板设计有限元方式可计算出板对墙的面外弯矩63在板较厚时这种面外弯矩不应忽略。而传统的导荷方式不能考虑这种面外弯矩，会使得墙肢面外弯矩比实际情况偏小，不利于结构安全水池底板按筏板基础设计-可考虑墙的面外弯矩64某综合水泵房设计6566输入水池内对墙的水压力将第一层设置为地下室层，水土压力可自动施加在外墙上悬挂吊车用移动荷载输入67软件采用和吊车荷载类似的计算框图处理移动荷载预应力混凝土梁设计68预应力梁的设计流程在上部结构计算完成后进行预应力设计菜单放在上部结构计算最后一项用户交互指定需设置预应力的梁或连续梁构件，布置预应力钢筋的线型和面积逐根进行预应力梁的设计69707172预应力线型定义和编辑73预应力根数可自动算，也可人工输单根预应力梁的设计按照连续梁或框架梁模型（用户选的局部模型）进行预应力的综合弯矩、次内力计算读取上部结构计算得出的这部分梁的各个荷载工况的的内力增加考虑预应力的因素重新组合配置梁的非预应力钢筋进行梁的裂缝、挠度等相关计算结果输出按单根梁进行74可以看出，梁预应力设计是接力建模和上部结构计算结果进行的，对于预应力梁来说，上部结构计算结果只是它的一个中间结果，它们最终的结果需要在预应力菜单中补充完成7576预应力筋计算结果结果输出按单根梁进行77预应力梁计算结果结果输出按单根梁进行78预应力梁计算结果钢结构设计79可处理STS所有的截面类型建模和计算包括钢结构设计内容建模和计算的截面类型包括STS所有的截面类型8081格构式组合截面定义实腹式组合截面定义82

各种型式的格构式组合截面柱83

工形和箱型变截面梁84

建模中的门式刚架快速输入按《钢规》作强支撑、弱支撑判断《钢规》5.3.3条：当支撑结构（支撑框架、剪力墙、电梯井等）的侧移刚度（产生单位侧倾角的水平力）Sb满足公式5.3.3-1的要求时为强支撑框架，计算长度系数µ按本规范无侧移框架柱的计算长度系数确定。Sb≥3（1.2∑Nbi-∑Noi）（5.3.3-1）

不满足公式5.3.3-1时，为弱支撑框架，框架柱的轴压杆稳定系数ψ按公式5.3.3-2计算86钢结构格构柱厂房钢框架和门式刚架87钢结构框架钢结构电厂厂房自定义荷载工况组合888990919293自动定义的有四种组合，分别是叠加组合、包络组合、叠加+包络和全组合94叠加就是各工况同时作用包络就是各工况分别单独作用，设计时取包络值，本工程自动生成4种组合95全组合就是各自定义工况的任意两两之间所能发生的所有组合，本工程自动生成15种组合叠加+包络就是既有各工况同时作用，又有单独作用并取包络的过程，本工程自动生成5种组合969798对每根构件的部分组合及分项系数99多层工业厂房可考虑《抗规》附录H多层工业厂房抗震设计要求100结构体系中增加“竖向框排架”101《抗规》附录H多层工业厂房抗震设计要求H.1.6

竖向框排架厂房的地震作用调整和抗震验算，应符合下列规定：2竖向框排架结构与排架柱相连的顶层框架节点处，柱端组合的弯矩设计值应按第6.2.2条进行调整，其他顶层框架节点处的梁端、柱端弯矩设计值可不调整。3顶层框排架设置纵向柱间支撑时，与柱间支撑相连排架柱的下部框架柱，一、二级框架柱由地震引起的附加轴力应分别乘以调整系数1.5、1.2；计算轴压比时，附加轴力可不乘以调整系数。H.1.7竖向框排架厂房的基本抗震构造措施尚应符合下列要求：3竖向框排架结构顶层排架设置纵向柱间支撑时，与柱间支撑相连排架柱的下部框架柱，纵向钢筋配筋率、箍筋的配置应满足本规范6.3.7条中对于框支柱的要求；箍筋加密区取柱全高。4框架柱的剪跨比不大于1.5时，应符合些下列规定：1）箍筋应按提高一级抗震等级配置。。。。。。。102对于定义了竖向框排架的结构，软件自动执行1）对处于最上一层的所有柱的上节点，对其柱端组合的弯矩设计值按《抗规》第6.2.2条进行调整（墙柱弱梁调整）。2）对所有与柱间支撑相连的柱的下部框架柱，一、二级框架柱由地震引起的附加轴力应分别乘以调整系数1.5、1.2；计算轴压比时，附加轴力不乘以调整系数。3）对所有与柱间支撑相连的柱的下部框架柱，其纵向钢筋配筋率、箍筋的配置满足《抗规》6.3.7条中对于框支柱的要求；箍筋加密区取柱全高。4）框架柱的剪跨比不大于1.5时，对箍筋按提高一级抗震等级配置。103在特殊柱中定义中增加“贮仓支柱”定义104H.1.6竖向框排架厂房的地震作用调整和抗震验算，应符合下列规定1一、二、三、四级支承贮仓壁的框架柱，按本规范第6.2.2、6.2.3、6.2.5条调整后的组合弯矩设计值、剪力设计值尚应乘以增大系数，增大系数不应小于1.1。。。。。。。H.1.7竖向框排架厂房的基本抗震构造措施尚应符合下列要求：1支承贮仓的框架柱轴压比不宜超过本规范表6.3.6中框架结构的规定数值减少0.05。2支承贮仓的框架柱纵向钢筋最小总配筋率应不小于本规范表6.3.7条中对角柱的要求。。。。。。。105对于用户定义了贮仓支柱的柱，软件自动执行1）一、二、三、四级支承贮仓壁的框架柱，按《抗规》第6.2.2、6.2.3、6.2.5条调整后的组合弯矩设计值、剪力设计值乘以增大系数1.1；2）支承贮仓的框架柱轴压比按《抗规》表6.3.6中框架结构的规定数值减少0.05控制是否超限；3）支承贮仓的框架柱纵向钢筋最小总配筋率按照《抗规》表6.3.7条中对角柱的要求；106结构体系中增加“多层钢结构厂房”类型《抗规》附录H.2多层钢结构厂房H.2.8多层钢结构厂房的基本抗震构造措施，尚应符合下列规定：1框架柱的长细比不宜大于150；当轴压比大于0.2时，不宜大于125（1-0.8N/Af）√（235/fy）。2厂房框架柱、梁的板件宽厚比，应符合下列要求：1）单层部分和总高度不大于40m的多层部分，可按本规范第9.2节规定执行；2）多层部分总高度大于40m时，可按本规范第8.3节规定执行。4柱间支撑构件宜符合下列要求：1）多层框架部分的柱间支撑，宜与框架横梁组成X形或其他有利于抗震的形式，其长细比不宜大于150；2）支撑杆件的板件宽厚比应符合本规范第9.2节的要求。对于定义了多层钢结构厂房的结构，软件自动执行：107施工图设计功能的提升108109做得更好的平法施工图—操作简便、自动成图如增加了楼板和基础的平法施工图110楼板支座负钢筋的连续相同画法111楼板支座负钢筋的连续相同画法梁平法施工图112形文件标注文字图面效果大大改善113同时提供楼板钢筋的传统画法可将全层所有楼板都按照有限元算法计算设置了“有限元方法”选项，勾选此项程序将把全层的所有楼板板块都按照有限元算法计算。有限元算法是楼板的准确算法，由于本程序具有较强的有限元计算分析能力基础，对楼板也提供了这种算法。有限元算法计算时保持相邻楼板计算协调，因此能准确计算相邻板块不等跨、不同荷载、不同板厚的影响；还可考虑斜板等情况对楼板采用分块计算，速度快、容量不受限114115116有限元法计算后可给出板内力等值线图楼板施工图人工设置板顶钢筋厚度较大的楼板应配置双层钢筋，考虑温度影响的顶层屋面楼板也常需配置双层钢筋用户可对板顶钢筋进行贯通房间的设置，可按照构造配筋设置，此后软件在房间周边支座上配置的钢筋将只作补强的配置117118可将井字梁部分按照平法规则表示119柱截面注写图120标注避让，自动生成的施工图字符重叠处少121柱的列表注写方式柱的列表剖面画法123梁平法图作标注避让124剪力墙截面注写图剪力墙截面注写图设置了自动避让功能，字符重叠少125剪力墙列表注写图126连续墙的自动标注127不等厚斜交1斜交2圆弧墙圆形边框柱自动生成的边缘构件适应各种复杂的剪力墙节点矩形边框柱墙水平分布筋参与边缘构件的配箍《高规》第7．2．15明确提出约束边缘构件可以考虑墙水平分布筋：箍筋体积配箍率，可计入箍筋、拉筋以及符合构造要求的水平分布钢筋，计入的水平分布钢筋的体积配箍率不应大于总体积配箍率的30%约束边缘构件和构造边缘构件均可以考虑墙水平分布筋要求保证至少每隔一个是采用封闭箍筋，也就是说即使墙身间距和边缘构件箍筋间距相同，也只是每隔一个用墙水平筋替代部分箍筋129根据国标图集《11G101-1》

至少每隔一个是采用封闭箍筋130墙水平分布筋参与边缘构件的配箍131墙水平分布筋参与边缘构件的配箍一般可减少边缘构件箍筋用量20%132对按照普通梁输入的连梁可在剪力墙施工图中表达除了对按照墙上洞口输入的剪力墙连梁在剪力墙施工图中绘制，还设置参数“按普通梁建模的剪力墙连梁”是否标注133134修改梁钢筋新方式—指定个别直径，其余按照计算结果重新选筋135修改柱钢筋新方式—指定个别直径，其余按照计算结果重新选筋修改钢筋新方式