1、 1 多层框架电算结果的人工调整 尽管使用多层框架 CAD 可免去大量人工计算，加快出图速度，但笔者通过多项多层框架工程的设计后发现，多层框架的电算结果仍需进行人工调整，有些梁、柱的最后配筋要凭设计人员的经验而定。这种不确定性造成有的设计调整放大过于保守，有的不调整时又严重不足。为此，本文就多层框架电算结果的人工调整问题进行探讨，并且提出建议。 一、 面尺寸的调整 设计人员根据教科书建议的梁、柱截面尺寸的取值范围，结合自己的经验先对所有构件的大小初步确定一个尺寸。 此时须注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于 1。这是 为了实现在罕遇地震作用下，让梁端形成塑性铰时，柱端仍可处于非弹性工作
2、状态而没有屈服，但节点还处于弹性工作阶段的目的。即 “强柱弱梁强节点” 。将初步确定的尺寸输入计算机进行试算，一般可得到下述三种结果： 1）部分梁柱仅为构造配筋。此时可根据电算显示的梁的裂缝宽度和柱的轴压比大小， 适当减小梁、柱的截面尺寸再试算 。 2）部分梁显示超筋或裂缝宽度 0.3mm，部分柱的轴压比超限或配筋过大（试算时可控制柱的配筋率不大于 3%）。 此时可适当放大这部分梁、柱的截面尺寸再试算 。 3）梁、柱的截面尺寸均合适，勿需调整，此时要进一步观察 梁、柱的配筋率是否合适。 二、 梁、柱的适宜配筋率 原则：掌握配筋率“适中”为宜。这个“适中”指在规范规定的区域内取中间段，其值约相当
3、于定额含钢量。规范规定框架梁的纵向受拉钢筋最小配筋率为 0.2%，最大配筋率为2.5%；框架柱的纵向钢筋配筋率区间为 0.6%5%。 笔者建议： 对于框架梁，其纵向受拉钢筋的配筋率取 0.4%1.5%较适宜。对于框架柱，其全部纵向受力钢筋的配筋率取 1%3%较适宜 。梁、柱配筋率的上限在试算在试算阶段宜留有一定余地，因为下一部梁、柱配筋的调整还需要一定空间。 三、 框架梁配筋 的调整 框架梁显示的配筋是梁按强度计算的配筋量，调整的目的是解决梁的裂缝宽度超限和“强剪弱弯”的问题。 （一）缝宽度超限问题 在配筋率一定时，选用小直径的钢筋可以增加混凝土的握裹面积、减少梁的裂缝宽度。增大配筋率是减小梁
4、裂缝宽度的直接方法。提高混凝土的强度等级，亦可减小梁的裂缝宽度，但影响较小。设计人如不注意框架梁的裂缝宽度是否超限即出施工图，这样的图纸存在有不符合规范的缺陷。仔细检查梁的裂缝宽度，如果改用小直径的钢筋后梁的裂缝宽度仍然超限，就要增加梁的配筋或加大梁的截面尺寸，调整至满足规范要求。 （二）强 剪弱弯问题 框架结构设计中，应力求做到在地震作用下框架梁的梁端斜截面受剪承载力应高于正截面受弯承载力，即“强剪弱弯”。 笔者建议：具体在调整梁的配筋时，可做以下几项调整： 1） 梁端负弯矩钢筋可不放大（系数采用 1）； 2） 梁的跨中受拉钢筋可放大 1.11.3 倍； 3） 梁端箍筋的直径可增加 2mm；
5、 4） 按构造要求对于跨度大于 6m 的框架梁设弯起钢筋。 2 四、 框架柱配筋的调整 框架柱的配筋率一般都很低，电算结果往往是构造配筋即可 。按柱的构造配筋率 0.8%配筋，只相当于定额指标的 1/21/3，有经验的设计人是不会采用的。因为受地震作用 的框架柱，尤其是角柱和大开间、大进深的边柱，一般均处于双向偏心受压状态，而电算程序则是按两个方向分别为单向偏心受压的平面框架计算配筋，结果往往导致配筋不足。 笔者建议：框架柱配筋的调整可做以下几项： 1） 应选择最不利的方向进行框架计算，也可两个方向均进行计算后比较各柱的配筋，取其教大值，并采用对称配筋。 2） 调整柱单边钢筋的最小根数：柱宽
6、=450mm时 3 根， 450柱宽 =750mm 时 4根，750mm柱 =900mm 时 5 根。（注意：柱单边配筋率不小于 0.2%） 3） 将框架柱的配筋放大 1.21.6 倍。其中角柱放 大大些（不小于 1.4 倍），边柱次之，中柱放小些（ 1.2 倍） 4） 由于多层框架时电算常不考虑温度应力和基础不均匀沉降问题，当多层框架水平尺寸和垂直尺寸较大以及地基软弱土层较厚或地基土层不均匀时，再适当放大一点框架柱的配筋也是可以理解的，具体放大多少，就要由设计人的经验决定了。 5） 框架柱的箍筋形式应选菱形或井字形，以增强箍筋对混凝土的约束。柱箍筋直径宜增加 2mm。 3 十三 . PKPM
7、 参数问题 1.PKPM新天地 2002年第 4 期 本文介绍 PKPM 计算软件 TAT,SATWE 和 PMSAP 的新、旧规范版本之间的变 化 ,这同时也是新旧 规范 (抗震规范、高层规程、荷载规范、混凝土 规范的条文变化。 1,.风荷载 风压标准值计算公式为 : WK= z s Z W。 其中 : z=1+ z/ z 在新规范中 ,基本风压 Wo 略有提高 ,而建筑 的风压高度变化系数 E、脉动增大系数、脉动 影响系数都存在减小的情况。所以 ,按新规范 计算的风压标准值可能比 89 规范大 ,也可能比 89 规范小。具体的变化包括下面几条 : 1)、 基本风压 :：新的荷载规范将风荷载
8、基本 值的重现期由原来的 30 年一遇改为 50 年一遇 : 新高规 3.2.2 条规定 :对于 B 级高度的高层建筑 或特别重要的高层建筑 ,应按 100 年一遇的风压 值采用。 2)、地面粗糙度类别： 由原来的 A、 B、 C 类 , 改为 A、 B、 C、 D 类。 C 类是指有密集建筑群的城 市市区； D 类为有密集建筑群 ,且房屋较高的城市 市区。 3)、凤压高度变化系数： A、 B、 C 类对应的风 压高度变化系数略有调整。新增加的 D 类对应的 风压高度变化系数最小 ,比 C 类小 20%到 50% 4)、脉动增大系数 :A、 B、 C 类对应的脉动增 大系数略有调整。新增加的
9、D 类对应脉动增大系 数比 89 规范小 ,约小 5%到 10%。与结构的材料和 形式有关。 5)、脉动影晌系数： 在 89 高规中 ,脉动影响 系数仅与地面粗糙度类别有关 ,对应 A、 B、 C 类 的脉动影响系数分别为 ,0.48、 0.53 和 0.63。在 新规范中 ,脉动影响系数不仅与地面粗糙度类别 有关 ,而且还与建筑的高宽比和总高度有关 ,其 数值都小于 89 高规。如 C 类、高度为 5Om、高宽 比为 3的建筑 , =0.46,比 89高规小 28%,若为 D 类 ,则小 37%。 6)、结构的基本周期： 脉动增大系数与结 构的基本周期有关 (WoT12)。结构的基本周期可采
10、 用结构力学方法计算 ,对于比较规则的结构 ,也 可以采用近似方法计 算 :框架结构 T=(0.08- 1.00)N:框剪结构、框筒结构 T=(0.06-0.08) N:剪力墙结构、筒中筒结构 T=(0.05-0.06)N。 其中 N 为结构层数。 2.地震作用 1）、抗震设防烈度： :新规范改变了抗震设防 烈度与设计基本地震加速度值的对应关系 ,增加 了 7 度 (0.15g和 8 度 (0.30g)两种情况 (见新 抗震规范表 3.2.2)。 2、设计地震分组： 新规范把直接影响建筑 的设计特征周期 Tg 的设计近震、远震改为设计地 震分组 ,分别为设计地震第一组、第二组和第三 组。 3)
11、、特征周期值： 比 89 规范增加了 0.05s 以 上 ,这在一定程度上提高了地震作用。 4)、地震影响系数曲线 ：新规范 5.1.5 条 ,设 计反应谱范围由原来的 3s 延伸到 6s,分上升段、 平台段、指数下降段和倾斜下降段四个区段。在 5Tg 以内与 89 规范相同 ,从 5Tg 起改为倾斜下降 段 ,斜率为 0.02。对于阻尼比不等于 0.05 的结 构 ,设计反应谱在阻尼比等于 0.05 的基础上调 整。 5）、扭转耦连： 新高规 3.3 条规定 ,质量、刚 度不对称、不均匀的结构 ,以及高度超过 100m 的 高层建筑结构应采用考虑扭转稿连振动影响的振 型分解反应谱 法。 6)
12、、双向地震作用： 新抗震规范 5.1.1 条规 定，质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入 双向地震作用下的扭转影响。 7)、偶然偏心： 新高规 3.3.3 条规定 ,计算 地震作用时，应考虑偶然偏心的影响 ,附加偏 心距可取与地震作用方向垂直的建筑物边长的 5%。 8)、竖向地震作用： 新规范 5.3.1 条规定 ,对 于 9 度的高层建筑 ,其竖向地震作用标准值应按 公式 (5.3.1-1)和 5.3.14计算 ,并宜乘以 1.5 的放大系数。相当于重力荷载代表值的 23.4%: 4 新规范 5.3.3 条规定 ,长悬臂和其它大跨度结构 竖向地震作用标准值 ,8 度、 8.5 度和 9 度
13、时分别 取重力荷载代表值的 10%、 15%和 20%:新高规 10.2.3 条规定 ,带转换层的高层建筑结构 ,8 度 抗震设计时转换构件应考虑竖向地震影响。 3.地震作用调整 1）、最小地震剪力调整： :新规范 5.2.5 条规 定 ,抗震验算时 ,结构任一楼层的水平地震的剪 重比不应小于表 5.2.5 给出的最小地震剪力系数 。对于竖向不规则结构的薄弱层 ,尚应乘以 1.15 的增大系数 2)、 0.2Q0调整： 新规范 6.2.13 条规定 ,侧 向刚度沿竖向分布基本均匀的框一剪结构 ,任一 层框架 部分的地震剪力 ,不应小于结构底部总地 震剪力的 20%和按框 -剪结构分析的框架部分
14、各 楼层地震剪力中最大值 1.5 倍二者的较小值。 3)、边榀地震作用效应调整 ：新规范 5.2.3 条规定 ,规则结构不进行扭转祸连计算时 ,平行 于地震作用方向的两个边桶 ,其地震作用效应应 乘增大系数。一般情况下 ,短边可按 1.15 采用 , 长边可按 1.05 采用 :当扭转刚度较小时 ,宜按不 小于 1.3 采用。软件未执行这一条。 4)、竖向不规则结构地震作用效应调整： 新 规范 3.4.3 条规定 ,竖向不规则的建筑结构 ,其 薄弱层的地震剪力应乘以 1.15 的增大系数 :新高 规 5.1.14 条规定 ,楼层侧向刚度小于上层的 70% 或其正二层平均值的 80%时 ,该楼层
15、地震剪力应 乘 1.15 增大系数 ;新规范 3.4.3 条规定 ,坚向不 规则的建筑结构 ,竖向抗侧力构件不连续时 ,该 构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以 1.25-1.5 的增大系数。 5、转换梁地震作用下的内力调整 ：新高规 10.2.23 条规定 ,转换梁在特一级和一、二级抗震 设计时 ,其地震作用下的内力分别放大 1.8、 1.5、 1.25 倍。 6)、框支柱地震作用下的内力调整 ：新高规 10.2.7 条规定 ,框支柱 数目不多于 10 根时 :当框 支层为 1 一 2 层时各层每根柱所受的剪力应至少取 基底剪力的 2%当框支层为 3 层及 3 层以上时 ,各 层每根柱所受
16、的剪力应至少取基底剪力的 3%:框 支柱数目多于 10 根时 ,当框支层为 1 一 2 层时每层 框支柱所承受剪力之和应取基底剪力 20%,当框 支层为 3 层及 3 层以上时 ,每层框支柱所承受剪力 之和应取基底剪力 3。她框支柱剪力调整后 ,应相 应调整框支柱的弯矩及柱端梁的剪力、弯矩 ,框 支柱的轴力可不调整。 4作用效应组合 1)、作用效应组合基本公式 非抗震设计时由可变荷载控制的组合 z s= GSGK+ JQJZ 的 iYQiS 非抗震设计时由永久荷载控制的组合 z s= GSGK+立的 hSQik 抗震设计时的组合 2)、恒荷载作用的分项系数 ：当其对结构不 利时 ,对于可变荷载
17、效应控制的组合 ,应取 1.2, 对于永久荷载效应控制的组合 ,应取 l.35:当其 对结构不利时 ,一般应取 1.0。 3)、可变荷载作用的分项系数和组合值系 数： 一般应取 l.4；对于标准值大于 4.OKN/m2 的 工业房屋楼面结构的活荷载应取 1.3；楼面活荷 载的组合值系数见荷载规范表 4.1.1,取值范围在 0.7-0.9 之间；风荷载的组合 值系数为 0.6；与地 震作用效应组合时风荷载的组合系数为 0.2。 4)、地震作用的分项系数： 一般应取 1.3:当 同时考虑水平、竖向地震作用时 ,应取 0.5。 5、重力荷载代表值： 新抗震规范 5.1.3 条 规定 ,建筑的重力荷载
18、代表值应取结构和构配件 自重标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷 载组合值系数 ,应按表 5.1.3 采用。 (与荷载规范 表 4.1.1 不同 5.设计内力调整 1)、梁设计剪力调整： 抗震规范第 6.2.4 条 和高规第 6.2.5、 7.2.21 条规定 ,抗震设计时 ,特 一、一、二、三级的框架梁和抗 震墙中跨高比大 于 2.5 的连梁 ,其梁端截面组合的设计剪力值应 调整。 2)、柱设计内力调整： 为了体现抗震设计中 强柱弱梁概念设计的要求 ,抗震规范第 6.2.2、 6.2.3、 6.2.6、 6.2.10 条和高规第 4.9.2 条规定 , 5 抗震设计时 ,特一、一、二、三级
19、的框架柱、框 架结构的底层柱下端截面、角柱、框支柱的组合 设计内力值应调整。 3)、剪力墙设计内力调整 ：高规第 7.2.10、 10.2.14、 4.9.2 条规定 ,抗震设计时 ,特一、一、 二、三级的剪力墙底部加强区和非加强区截面组 合的设计内力值应调整。 6.结构整体性能控制 1)、位移控制： 新高规的 4.3.5 条规定 ,楼层 竖向构件的最大水平位移和层间位移角 ,A、 B 级 高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的 1.2 倍； 且 A 级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的 1.5 倍 ,B 级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂 高层建筑 ,不应大于该楼层平均值的 1.3 倍。
20、2)、周期控制： 新高规的 4.3.5 条规定 ,结 构扭转为主的第一周期 Tt 与平动为主的第一周期 T1 之比 ,A 级高度高层建筑不应大于 0.9； B 级高 度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑 不应大于 0.850 3、 层刚度比控制： 新抗震规范附录 E2.1 规 定 ,筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大 于 2；新高规的 4.4.3 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 侧向刚度的 70%或其上相临三层侧向刚度平均值 的 80%；新高规的 5.3.7 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 , 地下室结构
21、的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结 构楼层侧向刚度的 2 倍 :新高规的 10.2.6 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 ,应符合高规附录 D 的规定。 D.0.1：底部大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 度比表示转换层上、下层结构刚度的变化 ,非 抗震设计时不应大于 3,抗震设计时不应大于 2 D.0.2：底部为 2-5 层大空间的部分框支剪力 墙结构 ,其转换层下部框架一剪力墙结构的等效 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 e 宜接近 1,非抗震设计时不应 大于 2,抗震设计时不应大于 1.
22、3。 4)、层刚度比计算： 高规附录 D.0.l 建议的方法一剪切刚度 Ki=Gi Ai/hI 高规附录 D.0.2 建议的方法一剪弯 刚度 Ki=A i/Hi 抗震规范的 3.4.2 和 3.4.3 条文说明中建议 的计算方法 : Ki=Vi /A Iji 新规范软件中提供前两种算法。 5)、框剪结构中框架承担的倾覆力矩计算； 新抗震规范第 6.1.3 条、高规 8.1.3 条规定 ,框 架一剪力墙结构 ,在基本振型地震作用下 ,若框 架部分承担的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩 的 50%,其框架部分的抗震等级应按框架结构确 定 ,柱轴压比限值宜按框架结构采用。抗震规范 第 6.1.3 条的
23、条文说明给出了框架部分承担的倾 覆力矩的计算方法 z MC=ZZVjh 7.结构 构件设计计算 1、柱轴压比计算 ：新抗震规范 6.3.7 条、高 规的 6.4.2 条和混凝土规范的 11.4.16 条 ,都规 定了柱轴压比的限值 ,并规定建造于 IV 类场地且 较高的高层建筑柱轴压比限值应适当降低。柱轴 压比指柱考虑地震作用组合的轴压力设计值与柱 的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积 之比 :可不进行地震计算的结构 ,取无地震作用 组合的轴压力设计值 : 2)、剪力墙轴压比计算： 新抗震规范 6.4.6 条、高规的 7.2.14 条和混凝土规范的 11.7.13 条 , 都规定了剪力墙
24、轴压比的限值。目前新规范程序 给出 各个墙肢的轴压比。 3)、剪力墙强区： 底部加新抗震规范和新高 规对剪力墙结构底部加强部位的定义略有不同 , 分别定义如下 : 新抗震规范 6.1.10 条规定 ,部分框支抗震墙 结构的抗震墙 ,其底部加强部位的高度 ,可取框 支层加上框支层以上两层的高度及落地抗震墙总 高度的 l/8 二者的较大值 ,且不大于 15m,其它结 构的抗震墙 ,其底部加强部位的高度可取墙肢总 高度的 1/8 和底部二层高度二者的较大值 ,且不 大于 15m。 6 新高规的 7.1.9 条规定 ,一般剪力墙结构底 部加强部位的高度可取墙肢总高度的 l/8 和底部 二层高度二 者的
25、较大值 ,当剪力墙高度超过 150m 时 ,其底部加强部位的范围可取墙肢总高度的 1/ 10。新高规的 10.2.5 条规定 ,带转换层的高层建 筑结构 ,剪力墙结构底部加强部位可取框支层加 上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的 1/8 二 者的较大值。 4)、剪力墙的约束边缘构件和构造边缘构件： 新高规的 7.2.15 条规定 ,抗震设计时 ,一、二级 剪力墙结构底部加强部位及以上一层的墙肢设置 约束边缘构件 ,一、二级剪力墙的其它部位以及 三、四级和非抗震设计的剪力墙墙肢均应设置构 造边缘构件。 5)、梁、柱、支撑、墙配筋计算： 基本构件的设计公式都有不同程度改变。 2.PKPM新天地 2
26、003年第 1 期 2001 年 7 月至 2002 年 9 月 ,6 本常用结构设计规范相继发布 ,2002 年 12 月 31 日 ,相应的老规范全部废止。而其中高层建筑混凝土结构技术规程自 2002 年 9 月 1日起实施的同时 ,原规程即同时废止。这就要求自 2003年起的工程严格按新规范设计、施工。各地建设主管部门也相应发文 ,对此作出明确规定。中国建筑科学研究院PKPMCAD 工程部根据新规范 ,于 2002 年底前先后推出了单机版及网络版 PKPM 系列软件 ,这使我们按新规范设计 成为可能。下面谈谈本人结合新规范 ,学习 SANE程序新功能及需注意的一些问题。 一、数据准备 S
27、ATWE 接 PMCAD 生成 SATWE 数据时 ,必须首先运行PMCAD 的 1、 2、 3 项菜单 ,形成如下文件 : 工程文件名 *及 * PM。 SATWE 是在上述文件的基础上 ,生成结构有限元分析及设计计算所需的数据文件 ,进行有限元分析及计算。 二、分析与设计参数定义 多、高层结构分析需补充的参数共十页 ,下面分别就每页中新版程序新增参数 ,以及需特别注意的参数做介绍。 1.总信息 本页新增 “裙房层数 “、 “转换层所在层号 “、 “结构体 系 “、“结构温度应力计算信息 “等参数。前两个参数均是要求指定层号 ,以便进行内力调整。 1)、建筑抗震设计规范 (GB50011 一
28、 2001)第 6.1.3 条、高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJt2002)第 4.8.6 条规定 ,“主楼结构在裙房顶部上、下各层应适当加强抗震构造措施。 “,程序中此项参数作用暂时没有反映 ,实际工程中可参考高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3一 2002)第 10.6.4 条规定 ,将裙房顶部上、下各一层框架柱 (含剪力墙端柱 )箍筋全高加密 ,适当提高纵筋配筋率 ,予以构造加强。 2)、有转 换层时 ,即存在竖向不规则 (该层的侧向刚度小于相邻上一层的 70%,或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的 80%:除顶层外 ,局部收进的水平尺寸大于相邻下一层的 25%。建筑抗震设计规范
29、 (GB50011 一2001)第 3.4.3 条规定 ,“平面规则而竖向不规则的建筑结构 ,应采用空间结构计算模型 ,其薄弱层的地震剪力应乘以 1.15 的增大系数 “。高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3-2002)第 3.3.13 条、第 5.1.14 条中均有类似规定。此处需注意 ,建筑抗震设计规范 (GB50011-2001)第 3.4.3 条规定 ,“竖向抗侧力构件不连续时 ,该构件传递给水平转换构件的、地震内力应乘以 1.251.5 的增、大系数。 “。这与前面所说薄弱层地震剪力放大是两个概念 ,要区分对待。 3、结构体系分为框架、框一剪、框筒、筒中筒、剪力墙、短肢剪力墙、复杂
30、高层等体系 ,用来对应规范中相应的调整系数。 2 风荷载信息 按新规范的分类 ,将地面粗糙度类别由 A、 B、 C 三类改为 A、 B、 C、 D 四类。各种粗糙度的确定详见建筑荷载规范 (G B50009-2001)第 7.2.1 条条文说明。本页新增 “结构基本周期 “这一参数 ,做到计算上的完整性 。结构基本自振周期可按高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3-2002表 3.2.6-1 注给出的近似公式确定 ,即框架结构 Tl=(0.080.l)n,框架一剪力墙结构和框架一核心筒结构 Tl=(0.060.08)n,剪力墙结构和筒中筒结构TI=(0.050.06)n,n 为结构层数。 7
31、3 地震信息 此页参数变动较大 ,需要注意以下几点 : 1)、地震烈度按建筑抗震设计规范(GB50011-2001新增 7 度 0.15g 及 8 度 0.30g 两项 ,即以前所说的 7 度半和 8 度半。 2)、按建筑抗震设计规范 (GB50011 一 2001),将近、远震信息改为设计地震分组。 -3)、此页中 “活荷质量折减系数 “是指计算重力荷载代表值时活荷载的组合值系数 ,这与 “荷载组合 “参数页中 “活荷重力荷载代表值系数 “为同一概念 (计算地震作用时 ,建筑结构的重力荷载代表值应取永久荷载标准值和可变荷载组合值之和。而可变荷载组合值 ,应为可变荷载标准值乘以荷载组合值系数。
32、 )。但经笔者反复试算 ,后一项在计算中并不起作用。此系数的取值在建筑抗震设计规范 (GB5001 1-2000 第 5.1.3 条、高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJP2002)第 3.3.6 条中均有规定。另外 ,要分清此参数与 “活荷信息 “参数页中的 “活荷载折减系数 “是两个概念 ,意义有所不同。 “活荷载折减系数 “的取值见建筑荷载规范 (GB50009-2001)第 4.1.2 条 ,是在设计梁、柱、墙及基础时 ,考虑活荷载沿楼面分布的不均一性对活荷载所作的折减。 4、高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3 一 2002第 3.3.17 条规定 ,当非承重墙体为实心砖墙时 ,“
33、周期折减系数 “V T可按下列规定取值 :框架结构可取 0.60.7,框架一剪力墙结构可取 0.70.8,剪力墙结构可取 0.91.0。 实际取值时可根据填充墙的数量和刚度大小取上限或下限。现在大都采用轻质墙体作为建筑非承重隔墙 ,如空心陶粒砌块、加气混凝土块、硅馍轻质墙板、 JRC 墙板等 ,墙体刚度较实心砖墙小 ,周期折减系数取值可较规范略有放大 ,经验取值为 z 框架结构可取 0.80.9,框架一剪力墙结构可取 0.91.0,剪力墙结构可不作折减。 5)、 “振型组合方法 “程序中提供了 SRSS 和 CQC 两种方法。 SRSS(平方和平方根法 )法适用于平动的振型分解反应谱法 ,CQ
34、C(完全二次项平方根法法适用于扭转糯联的振型分解反应谱法。建筑抗震设计规范(GB50011-2001第 3.4.3 条规定 ,不规则的建筑结构应考虑扭转影响。第 5.2.3 条规定 ,“规则结构不进行扭转糯联计算时 ,平行于地震作用方向的两个边桶 ,其地震作用效应应乘以增大系数。而 SATWE 程序暂时没有考虑边桶增大 ,程序采用按扭转糯联计算 ,以保证结构的安全。 6)、建筑抗震设计规范 (GB50011-2001)第 5.1.1条、高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3-2002)第 3.3.2条中均有规定 ,“在质量与刚度分布明显不对称的结构 ,应计算双向水平地震作用下的扭转影响。 “。
35、般情况下 ,均可在 建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用。新版 SATWE 增加了 “考虑双向地震力作用 “一参数 ,可根据实际工程情况选择是否需要考虑。 7)、 “考虑偶然偏心 “也是可选项参数 ,高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3 一 2002)第 3.3.3 条中规定 ,“计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。 “。按本条条文说明解释 ,当计算双向地震作用时 ,可不考虑质量偶然偏心的影响。的、 “特征周期 Tg“、 “多遇地震影响系数最大值 “、 “罕遇地震影响系数最大值 “三个参数均可根据场地类别、设计地震分组、抗震设防烈度及设计基本地震加速度 ,分 别查建筑抗震设计规范
36、(GB5001 卜2001)表 5.1.4 一 1 和表 5.4.1-2。 4 活荷信息 此页中需注意 “梁活荷不利布置 “参数的应用条件。高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3-2002)第 5.1.4 条中规定 ,“高层建筑结构内力计算中 ,当楼面活荷载大于4KN/m2时 ,应考虑楼面活荷载不利布置引起的梁弯矩的增大。 “。如选择此项 ,则 “调整信息 “页中 “梁跨中弯矩增大系数 “参数项不起作用。 5 调整信息 l)、 “梁端负弯矩调幅系数 “是在竖向荷载作用下 ,考虑框架梁端塑性变形内力重分布 ,对梁端负弯矩进行调幅。 高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3-2002第5.2.3 条
37、中对调幅系数的取值及要求均有规定 ,此处不再赘述。 2)、建筑抗震设计规范 (GB50011一 2001)第 6.2.13条、高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3-2002)第 5.2.1条中均规定 ,hu-连梁刚度可予以折减 ,折减系数不宜小于 0.5。 “。当连梁跨高比大于 5 时 ,受力机理类似于框架梁 ,竖向荷载比水平荷载作用效应明显 ,此时应慎重考虑连梁刚度的折减问题 ,以保证连梁在正常使用阶段的裂缝及挠度满足使用要求 . 6 设计信息 1)、高层建 筑混凝土结构技术规程 (JGJ3-2002)第 5.4.2条规定 ,当结构侧向刚度不满足第 5.4.1条的要求时 ,应考虑重力二阶效
38、应对水平力作用下结构内力和位移的不利影响。新版 SATWE 程序的输出文件 WMAS S.OUT 文件中给出了第 5.4.1 条要求的侧向刚度比 ,当不满足时 ,会提示需考虑重力二阶效应。 2)、 “柱配筋计算原则 “参数项程序提供了 “按单偏压计算 “和 “按双偏压计算 “两种计算模式 ,高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJL2002)第 6.2.4 条规定 ,“抗震设计8 时 ,框架角柱应按双向偏心受力构件进行正截面承载 力设计。 “ 3、新增了 “混凝土柱的计算长度系数计算执行混凝土规范 7.3.114 条 “参数 ,如不选择此项参数 ,则程序默认按 7.3.11-2 条执行。 4)、混
39、凝土结构设计规范 (GB50010 一 2002)第9.2.1 条规定 ,混凝土保护层厚度需根据环境类别、混凝土强度等级确定。环境类别的划分见表 3.4.1。实际工程必须先确定环境类别 ,填入正确的保护层厚度 ,默认值不一定正确。 7 配筋信息 梁、柱箍筋间距一般均可按 100 输入。在计算结果中 ,程序已经分别输出了加密区和非加密区的配箍值。当个别梁高小子 400 时 ,按高 层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2002)表 6.3.3 要求 ,梁箍筋加密区最大问距可能会取 hb/4,小于 100(hb 为梁截面高度 )。梁上承受集中力时 ,应分别按加密区和非加密区间距输入计算 ,比较取值
40、,不能简单按间距 100/200 取用 ,对于集中力作用处 ,可能会出现箍筋配置不足。 在 SATWE后处理一图形文件及文本文件输出中 ,增加了剪力墙边缘构件简图、柱钢筋修改及柱双偏压验算、结构振动简图、框架柱倾覆弯矩、剪力墙边缘构件数据等 ,这些均是根据新规范相应增加内容 ,详见新版SATWE 用户手册。 三、设计中需注意的 几个问题 1、要充分利用梁、柱、墙等构件可任意偏心布置的特点 ,尽可能避免近距离的轴线和节点 ,提高计算精度。如节点距离过近 (运 150,在数检时会提示 ,此时可能会引起后面计算出错。同时应注意构件偏心布置时偏心不能太大 ,尤其不能跨节点或轴线。 2、特殊构件定义中，
41、角柱、转换梁、框支柱、临空墙等均需人为定义 ,以便进行内力调整。 3、 sATWE 程序中 ,各种结构体系各种抗震等级下 ,梁、柱、墙的内力放大系数均是隐含值 ,但作为设计者 ,应清楚这些系数的取值。实际上在新的程序版本中 ,用户还可通过 “特殊梁柱定义 “菜单中新增的 “抗 震等级 “子菜单分别定义不同构件的抗震等级。 4、对于建筑抗震设计规范 (GB50OIl-2000 第 6.2.7条及高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3-2002)第7.2.6 条中 ,关于抗震墙墙肢截面弯矩设计值的调整 ,底部加强部位不放大 ,其他部位乘以增大系数 1.2。这是为了通过配筋方式迫使塑性绞出现在墙肢的
42、底部加强部位 ,不应出现在其他部位。以上是笔者学习新规范及新版SATWE 程序的一些浅见 ,请大家多多指正。pKPM2003.01.P11 3.PKPM 新天地 2003年第 1 期 应用 SATWE 软件的几点问 题 在应用 2002新规范版 SATWE软件计算钢筋混凝土结构的工程实践中 ,就本人儿点认识 ,提出来和大家讨论(SATWE 软件版本为 2002 年 12 月 )。 1.剪力墙配筋 SATWE 根据新规范计算剪力墙配筋 ,增加了边缘构件计算 ,因此在其传统的平面配筋简图中表示的剪力墙墙柱 (暗柱、端柱和翼墙 )配筋不再作为配筋设计的直接依据 ,仅作为参考保留。 设计墙柱配筋时应根
43、据边缘构件配筋简图或剪力墙边缘构件输出文件 SatbInb.out进行设计。但是 SATWE目前还未将平面配筋简图和边缘构件配筋简图的内容结合在同一图形内统一表达 ,所以对墙体水平配筋值和超限信息依旧在平面配筋简图中表示 ,边缘构件配筋简图中仅表示墙柱设计配筋值及截面尺寸。因为平面配筋简图早为大家所熟知 ,而且比目前的边缘构件配筋简图和文本文件都来得直观 ,所以希望 SATWE软件在这方面进行改进 ,以方便设计者使用。 在目前的平面配筋简图中表示的墙柱配筋值指的是计算值而非设计值 ,未考虑最小配筋率等构造要求 ,当某段墙肢墙柱配筋值显示为 0 时 ,则表示该墙柱为构造配筋。 需要注意的是 ,在
44、边缘构件配筋简图中 ,虽然软件自动计算了墙柱的截面尺寸 ,但是出于某些原因该尺寸可能并不一定符合实际 情况 ,需要设计者在设计时予以调整。 另外 ,对顶部有小塔楼的结构 ,SATWE 在计算底部加强部位范围时 ,对墙肢总高度的取值 ,是按首层楼面至小塔楼屋面的总高度计算的而不是按各墙肢自身总高度分别计算的 ,程序自动将底部加强部位向上延伸一层计算约束边缘构件。 9 2.地下室结构 当墙体为挡土墙时 ,软件目前并未在平面配筋简图中给出墙体在平面外受力的配筋 ,所以若想得到这类墙体的配筋数据 ,应在文本文件中查询与该层对应的配筋文件。但是由于实际工程中情况千变万化 ,而软件又有一定的适用范围 ,所
45、以对地下室挡土墙的计算还是以手算为好 ,当采用软件计算结果时 ,应注意人工复核。 另外 ,对于有窗井的地下室结构 ,可以在 PMCAD 中建模 ,窗井顶部设置为全房间洞 ,SATWE 软件可以计算窗井隔墙对竖向构件的侧向作用。对计算结果 ,亦应注意人工复核。 3.带地下室结构嵌固层的选取 高层建筑混凝土结构技术规程第 5.3.7 条规定 ,当地下室顶板作为上部结构的嵌固层时 ,地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部楼层侧向刚度的 2 倍 ,而规范中设计内力调整系数所对应的底层即指嵌固层楼板。因此 ,正确选取嵌固层就成为结构整体计算是否正确的关键。但是目前软件尚无法自动判 断嵌固层位置 ,而且
46、工程实践中情况千差万别 ,要求软件做到自动判断亦十分困难 ,仍然需要设计者进行人工干预 ,软件为此提供了必要的条件。 首先可以按实际地下室层数进行第一次计算 ,查文本文件中的 “结构设计总信息 “,软件自动计算了楼层上下侧向刚度 ,这是结构自身的固有性质 ,不会因地下室层数的变化而改变 ,据此可以判断嵌固层的位置 (当然 ,对一般工程来说 ,也可以根据规范提供的公式手算楼层侧向刚度比。 然后根据嵌固层位置调整计算参数中的 “地下室层数 “进行第二次计算 ,SATWE 将设计内力调整系数作用在地下室顶板上。但是对实际工 程 ,地下室结构一般都有侧向土体约束 ,对带有多层地下室的结构 ,当地下室顶
47、板不能作为嵌固层时 ,单纯将地下结构加入到主体结构中进行计算 ,即认为嵌固层位置在地下二层楼板处或更低 ,则可能造成结构的内力与位移计算结果不符合实际情况 ,甚至导致薄弱层位置变化等等。因此在设计时 ,应将两种计算结果进行比较 ,取最不利结果作为设计依据。 应注意 ,SATWE 允诈利用 “地下室信息 “里的 “回填土对地下室约束刚度比 “参数来控制地下室结构的水平位移 ,但是这一参数并不影响设计内力调整系数作用位置。另外 ,建筑抗震设计规范中关于 “位于地下室 顶板的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际受弯承载力之和 “的规定 ,目前软件还没有考虑。 4.结构扭转周期计
48、算 计算扭转时应按刚性板假定进行 ,而不应设置弹性板 ,否则计算出来的结构扭转周期和结构位移是不真实的。因此 ,当结构计算中需要指定某些板块为弹性板时 ,应先按无弹性板模型考查结构扭转是否合格 ,配筋设计时取两种模型计算的最不利结果作为设计依据。值得注意的是 ,不论是采用刚性板假定还是弹性板假定的计算 ,均要求每个方向结构的有效质量系月数不小于 90%。 5.错层结构的输入 SATWE 软件可以 进行错层结构的计算 ,方法是在PMCAD 建模时按实际情况输入错层平面 ,即对应每个错层平面应建立两个标准层 ,并将没有楼板的部分设置为全房间洞 ,SATWE 软件会自动搜索判断错层并计算结构内力。在用 PMCAD 建模时 ,“输入次梁楼板 “菜单里的两个参数 “楼板错层 “和 “梁错层 “,常引起设计者的误会 ,以为这两个参数就是用来计算错层的 ,其实这两个参数 只影响画图 ,而不能用来计算错层。建议 PMCAD 在这里做一个提示 ,以免设计者因误会而造成错误。 工程中有时
