satwetat专题讨论李云贵.ppt

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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内容内容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、异形柱和异形柱和短肢剪力墙结构短肢剪力墙结构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1.1 1.1 1.1 1.1 有有地下室结构的特点地下室结构的特点1 1.2.2.2

2、.2 分析模型分析模型1 1.3.3.3.3 风荷载作用计算风荷载作用计算 1 1.4.4.4.4 地震作用计算地震作用计算 1 1.5.5.5.5 竖向荷载作用计算竖向荷载作用计算 1 1.6.6.6.6 地下室外墙平面外设计地下室外墙平面外设计1 1.7.7.7.7 地下室人防设计地下室人防设计1 1.8.8.8.8 地层柱底内力调整地层柱底内力调整1.1 1.1 有有地下室结构的特点地下室结构的特点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地下室外的回填土对结构有一定的约束作用。地下室外的回填土

3、对结构有一定的约束作用。1.2 1.2 分析模型分析模型v简化分析简化分析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；高规高规5.3.75.3.7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 2倍。倍。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；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通过对地下室部分施加弹簧约束，考虑通过对地下室部分施加弹簧约束，考虑地下地下室外的回填土对结构有一定的约束作用。室外的回填土对结构有一定的约束

4、作用。1.3 1.3 风荷载作用计算风荷载作用计算v程序自动考虑下列因素地下室部分的基本风压为零；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；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。1.4 1.4 地震作用计算地震作用计算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。1.5 1.5 竖向荷载作用计算竖向荷载作用计算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，

5、地下室外的回填土约束对竖向荷载作用有一定影响。1.6 1.6 地下室外墙平面外设计地下室外墙平面外设计v恒活荷载作用结构整体分析得到的恒活荷载的轴力、弯矩v面外土、水侧作用按简化方法计算面外土水侧压力作用的弯矩v配筋设计按压弯构件进行配筋计算1.7 1.7 地下室人防设计地下室人防设计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

6、1.8 1.8 地层柱底内力调整地层柱底内力调整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 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2.1 2.1 楼板楼板刚度刚度的的特点特点2.2 2.2 刚性楼板假定刚性楼板假定2.3 2.3 弹性楼板弹性楼板6 62.4 2.4 弹

7、性楼板弹性楼板3 32.5 2.5 弹性膜弹性膜2.6 2.6 板柱结构板柱结构2.7 2.7 空旷结构空旷结构2.8 2.8 楼板开大洞楼板开大洞2.1 2.1 楼板楼板刚度刚度的的特点特点v楼板刚度由面内刚度和面外刚度两部分组成面内刚度膜剪切单元面外刚度板弯曲单元v对楼板的假定对楼板的假定刚性楼板假定弹性楼板6弹性楼板3弹性膜2.2 2.2 刚性楼板假定刚性楼板假定v刚性楼板假定刚性楼板假定面内刚度无限大，面外刚度为零v适用范围适用范围楼板不特殊的绝大多数工程v梁刚度放大梁刚度放大变相地考虑楼板的面外刚度2.3 2.3 弹性楼板弹性楼板6 6v弹性楼板弹性楼板6 6考虑楼板的面内刚度和面外

8、刚度采用壳单元v适用范围适用范围所有工程v缺点缺点计算量大，影响梁配筋结果2.4 2.4 弹性楼板弹性楼板3 3v弹性楼板弹性楼板3 3面内刚度无限大，考虑楼板的面外刚度采用板弯曲单元v适用范围适用范围面内刚度很大，不可忽略面外刚度的结构2.5 2.5 弹性膜弹性膜v弹性膜弹性膜考虑楼板的面内刚度，面外刚度为零采用膜剪切单元v适用情况适用情况要考虑面内刚度，可以忽略面外刚度的结构2.6 2.6 板柱结构板柱结构v等代梁法等代梁法等代梁截面定义：等代框架方向等代梁截面定义：等代框架方向板跨板跨3/43/4，及垂直方向板跨，及垂直方向板跨1/21/2v弹性楼板弹性楼板需梁布置2.7 2.7 工业厂

9、房、体育馆所等空旷结构工业厂房、体育馆所等空旷结构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楼板刚度楼板刚度的合理考虑的合理考虑2.8 2.8 楼板开大洞楼板开大洞G55G55v弹性楼板或板带定义弹性楼板或板带定义3 3、异形柱和异形柱和短肢剪力墙结构短肢剪力墙结构3.1 3.1 3.1 3.1 异形柱和异形柱和短肢剪力墙短肢剪力墙特点特点3 3.2.2.2.2 异形柱异形柱的有关规定的有关规定3 3.3.3.3.3 短肢剪力墙短肢剪力墙的有关规定的有关规定3 3.4.4.4.4 结构分析中的考虑结构分析中的考虑3 3.5.5.5.5 配筋设计时的考虑配筋设计时的考虑3.1

10、 3.1 异形柱和异形柱和短肢剪力墙结构的短肢剪力墙结构的特点特点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 83.2 3.2 异形柱异形柱的有关规定的有关规定v轴压比(0.05)v配筋v构造3.3 3.3 短肢剪力墙短肢剪力墙的有关规定的有关规定v地震倾覆力矩(0.3m;0.3m;取刚域长取刚域长 DbiDbi=DetDet-H/4-H/4；荷载按梁两端节点长度计算；荷载按梁两端节点长度计算；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；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

11、否作为刚域的差别梁与柱重叠部分是否作为刚域的差别“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“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6.3 6.3 刚性梁刚性梁v程序隐含定义刚性梁程序隐含定义刚性梁 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；刚性梁自身无变形，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；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

12、图上为红色线条。6.5 6.5 次梁次梁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6.4 6.4 变截面梁变截面梁v在在STSSTS中可以输入变截面构件；中可以输入变截面构件；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。7 7、底框结构底框结构7.1 7.1 接接PMPM主菜单主菜单8 8的简化算法的简化算法7.2 7.2 有限元整体算法有限元整体算法 7.1

13、7.1 接接PMPM主菜单主菜单8 8的简化算法的简化算法v计算模型计算模型 仅对底框部分进行三维分析；考虑上部的恒、活、风、地震作用，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 恒、活荷载 风荷载 地震作用附加轴力计算简图附加轴力计算简图7.2 7.2 有限元整体算法有限元整体算法v计算原理计算原理 假定砌块墙为均质材料假定砌块墙为均质材料 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 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 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对每片墙和每根轴线上的墙分别作抗震验算对每片墙

14、和每根轴线上的墙分别作抗震验算v复杂砌体结构复杂砌体结构 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；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；8 8、边框柱、边框柱8.1 8.1 8.1 8.1 刚度、内力计算刚度、内力计算8.2 8.2 8.2 8.2 偏心考虑偏心考虑8.3 8.3 8.3 8.3 配筋计算配筋计算8.4 8.4 8.4 8.4 与与TATTAT的差异的差异 9 9、有关荷载作用计算有关荷载作用计算9.1 9.1 9.1 9.1 模拟施工加载计算模拟施工加载计算9.2 9.2 9.2 9.2 活荷载的计算活荷载的计算9.3

15、 9.3 9.3 9.3 风荷载计算风荷载计算9.4 9.4 9.4 9.4 地震力计算地震力计算 9.1 9.1 模拟施工加载计算模拟施工加载计算v在在软件中提供的模拟施工加载计算方式有软件中提供的模拟施工加载计算方式有一次性加载一次性加载模拟施工加载模拟施工加载1 1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模拟施工加载的机理模拟施工加载的机理软件中考虑到了哪些因素软件中考虑到了哪些因素三种加载方式的差异三种加载方式的差异恒载恒载作用下结构变形形成示意图作用下结构变形形成示意图 n=n恒载恒载作用下结构变形形成近似示意图作用下结构变形形成近似示意图 n=n9.2 9.2 活荷

16、载的计算活荷载的计算v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9.3 9.3 风荷载计算风荷载计算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：竖向加载点：本层楼板的标高处；本层楼板的标高处；v当无刚性楼板假定时，按当无刚性楼板假定时，按本层楼板标高处的本层楼板标高处的节点数平均分配。节点数平均分配。9

17、.4 9.4 地震力计算地震力计算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1010、层刚度比层刚度比10.1 10.1 10.1 10.1 层刚度比控制层刚度比控制 10.2 10.2 10.2 10.2 层刚度比计算层刚度比计算 10.1 10.1 层刚度比控制层刚度比控制 F新新抗抗震震规规范范附附录录E2.1规规定定，筒筒体体结结构构转转换换层层上上下层的侧向刚度比不宜大于下层的侧向

18、刚度比不宜大于2。F新新高高规规的的4.4.3条条规规定定，抗抗震震设设计计的的高高层层建建筑筑结结构构，其其楼楼层层侧侧向向刚刚度度不不宜宜小小于于相相临临上上部部楼楼层层侧侧向向刚刚度度的的70%或或其其上上相相临临三三层层侧侧向向刚刚度度平平均均值值的的80%。F新高规的新高规的5.3.75.3.7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 2倍。倍。F新新高高规规的的10.2.6条条规

19、规定定，底底部部大大空空间间剪剪力力墙墙结结构构，转转换换层层上上部部结结构构与与下下部部结结构构的的侧侧向向刚刚度度，应应符符合合高高规规附附录录D的规定。的规定。FE.0.1底底部部大大空空间间为为一一层层的的部部分分框框支支剪剪力力墙墙结结构构，可可近近似似采采用用转转换换层层上上、下下层层结结构构等等效效刚刚度度比比表表示示转转换换层层上上、下下层层结结构构刚刚度度的的变变化化，非非抗抗震震设设计计时时不不应应大大于于3，抗震设计时不应大于，抗震设计时不应大于2。FE.0.2底底部部为为25层层大大空空间间的的部部分分框框支支剪剪力力墙墙结结构构，其其转转换换层层下下部部框框加加-剪剪

20、力力墙墙结结构构的的等等效效侧侧向向刚刚度度与与相相同同或或相相近近高高度度的的上上部部剪剪力力墙墙结结构构的的等等效效侧侧向向刚刚度度比比e宜宜接接近近1，非非抗抗震震设设计计时时不不应应大大于于2，抗抗震震设设计计时时不不应应大大于于1.3。10.2 10.2 层刚度计算层刚度计算 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：Ki=Vi/Ui层号剪切刚度剪弯刚度刚度（E1）刚度（均布）刚度（集中）100.50.1560.3340.3020.46291.01.00.8300.7610.94381.01.00.9120.9040.95971.01.00.9520.9360.96461.01.00.9500.9370.95551.01.00.9330.9140.93141.01.00.8830.8570.87731.01.00.7660.7370.75721.01.00.4320.4150.42911.01.01.0001.0001.0001层刚度1.47E72.68E74.27E64.76E64.032E61111、其它其它10.1 10.1 10.1 10.1 不等高嵌固不等高嵌固10.2 10.2 10.2 10.2 轴压比轴压比