PMCAD设计参数便览.docx
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PMCAD设计参数便览
关于整理PMCAD设计参数便览的总说明
PMCAD模块是后续模块TAT-8、TAT、SAT-8、SATWE、JCCAD的基础,因此其数据的准确程度将直接影响到后续模块数据、计算的准确度。
它数据检查提出的问题应消除,不应带入后续模块。
需要定义的设计参不多也比较简单,要在后序模块里检查是否已准确的转入。
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楼层组装里的设计参数
一、总信息:
1、结构体系:
按结构布置的实际状况确定。
共分:
框架结构、框剪结构、框筒结构、筒中筒结构、板柱剪力
墙结构、剪力墙结构、短肢剪力墙结构、复杂高层结构、砖混底框结构、共9种类型。
确定结构类型即确定
与其对应的有关设计参数。
进入后续模块尚需调整。
2、结构主材:
钢筋混凝土,砌体,钢和混凝土。
共3个选项:
钢筋砼结构;钢与砼混合结构;有填充
墙钢结构;无填充墙钢结构;砌体结构。
按含义选取,砌体结构用于底框结构。
选定结构材料及特性即选定
结构设计的相关规范。
进入后续模块尚需调整。
3、结构重要性系数:
共三挡:
1.1、1.0、0.9。
《混规》3.2.2条。
4、底框层数:
最多三层,填1或2或3。
《抗规》。
5、地下室层数:
最多两层,填1或2。
6、与基础相连的最大楼层号:
平地建筑填1,坡地建筑可填大于1。
7、梁钢筋的砼保护层厚度(mm):
根据《混规》9.2章确定。
8、柱钢筋的砼保护层厚度(mm):
根据《混规》9.2章确定。
9、框架梁端负弯矩调幅系数:
默认值0.85。
可采用也可修改。
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二、材料信息:
1、混凝土容重(kN/m3):
隐含值25。
构件自重计算梁板、梁柱重叠部分都未扣除,框架结构可行,剪力墙、板柱结构偏小。
2、钢材容重(kN/m3):
隐含值78。
可行。
3、钢结构钢材:
按钢材代号填入。
代号有Q235、Q345、Q390、Q420四种。
4、钢截面净毛面积比值:
默认0.85。
5、墙:
5.1主要墙体材料:
填烧结砖,混凝土,蒸压砖,砼砌块,根据实际情况选择。
5.2砌体容重(kN/m3):
根据荷载规范选取,默认22。
5.3墙主筋类别:
按钢筋代号填入。
共HPB235、HRB335、HRB400、RRB400、冷轧带肋550五种。
5.4墙水平(竖向)分布筋类别:
按钢筋代号填入。
共HPB235、HRB335、HRB400、RRB400、冷轧带肋550五种。
5.5墙水平分布筋间距(mm):
默认200。
5.6墙竖向分布钢筋配筋率(%):
默认0.3。
可根据《抗规》6.4.3条确定。
6、梁箍筋类别:
按钢筋代号填入。
共HPB235、HRB335、HRB400、RRB400、冷轧带肋550五种。
7、柱箍筋类别:
按钢筋代号填入。
共HPB235、HRB335、HRB400、RRB400、冷轧带肋550五种。
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三、地震信息:
1、设计地震分组:
根据《抗规》附录A选择。
一般情况下,地质报告要给出。
2、地震烈度:
根据《抗规》附录A选择。
一般情况下,地质报告要给出。
3、场地类别:
根据《抗规》4.1.6确定。
一般情况下,地质报告要给出。
4、框架抗震等级:
根据《抗规》表6.1.2确定;《高规》4.8.2,4.8.3确定。
5、剪力墙抗震等级:
根据《抗规》表6.1.2确定;《高规》4.8.2,4.8.3确定。
6、计算振型个数:
小于层数的3倍。
7、周期折减系数:
根据《高规》3.3.17确定。
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四、风荷载信息:
1、修正后的基本风压(kN/m2):
风荷载基本值的重现期为50年一遇,《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,应采用100年一遇的风压值。
2、地面粗糙度类别:
分为A、B、C、D四类。
《荷规》7.2.1条。
3、体形系数及分段:
指的是含高度变化等因素的综合系数,应据《荷规》7节、《高规》附录A
及3.2.节确定。
体型系数分段最多为3。
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五、绘图参数:
1、施工图图纸规格:
执行〈国标〉。
通常用的规格有0#、1#、2#、3#。
2、加长系数:
根据需要填小于1的一个数。
3、加宽系数:
根据需要填小于1的一个数。
4、结构平面图比例:
可用默认值。
5、轴线标注位置:
可用默认值。
6、尺寸线距图形距离(m):
可用默认值。
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进入PKPM菜单5(绘制结构平面图)楼板配筋参数:
1、支座受力钢筋最小直径:
隐含值8,可选用。
2、板分布筋的最大间距:
隐含值250,和板厚有关。
《混规》10.1.8条。
3、双向板计算方法:
弹性算法适用于允许裂缝宽度要求较严格的建筑,框架梁端负弯矩有调幅系数的建筑应选塑性算法。
4、边缘梁、墙算法:
应选按简支计算,以消除梁、墙的扭矩。
5、有错层搂板算法:
应选按简支计算。
7、是否根据允许裂缝挠度自动选筋:
当前软件有的版本还有不足,慎重选用。
标准见《混规》3.3.2条、《混规》3.3.4条。
8、允许裂缝宽度:
:
隐含值0.3,《混规》3.3.4条。
9、支座负筋长度取整按:
隐含值10可选用。
10、钢筋级别:
共5个选项,据需要选取。
11、钢筋放大调整系数:
一般不需放大。
12、钢筋强度设计值:
可用隐含值。
13、使用矩形;连续板跨中弯矩算法:
双向板计算方法选弹性算法时选用。
14、嵌固与砌体墙的板角,上部筋应按《混规》10.1.7-2条的规定配置。
15、注意按《混规》10.1.9条的规定配置温度收缩筋。
。
16、在钢筋级配表里确定实用钢筋类别。
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PKPM菜单8抗震验算参数:
1、选择结构类型:
区分是纯砌体结构还是底框—抗震墙结构。
。
2、楼面选择:
选择不同的楼面类型。
决定竖向构件地震剪力的分配算法。
3、地下室结构嵌固高度(mm)〈3层:
对应地下室的高度。
。
4、墙体材料的自重(kN/m3):
默认22(双面装饰层)。
适用于烧结、蒸压砖,其它砌材应调整。
5、砼墙与砌体弹塑性模量比(3-6):
默认3。
应根据混凝土模量和砌体模量计算得出。
6、地震烈度:
。
根据《抗规》附录A选择。
一般情况下,地质报告要给出
7、墙体材料:
1烧结砖,2蒸压砖,3砼砌块。
8、施工质量控制等级:
1--A级,2--B级,3--C级。
9、砂浆强度、块体强度、砂浆类别:
据实填入。
确定方法:
附件:
底框--抗震墙的设计
砖混--底框的结构形式,由于它的独特优点,被广泛采用,面多量广。
它在PKPM软件计算中需分三步走。
地震作用和上部砌体结构计算由PMCAD菜单8完成,底部框架--剪力墙结构计算由SATWE或TAT、PK软件完成,下面是它在PKPM软件中的实现过程。
第1步
用PMCAD主菜单1、2、3、建模,形成完整的几何数据文件和荷载数据文件。
当然根据新抗规的要求,此类结构需在底框布置一定数量的抗震墙。
在布置构件时可以在相应的网格上,既布置梁也布置墙,这是由底框--抗震墙的特性决定的,同时也是PMCAD建模中的一个特例,其他情况是不允许的,还必须分清是梁承重还是墙承重。
第2步
完成结构建模后,执行PMCAD主菜单8进行砖混结构的抗震验算,同时完成以下两项工作:
1:
按基底剪力法计算地震作用(含地震剪力和倾覆弯矩),并对上部砖房进行抗震验算。
2:
竖向导荷计算,把上部砖房的恒、活荷载和自重按支撑几何关系传递到底框部分,作为底框部分空间分析的外荷载。
在PMCAD的这步操作中,新版软件增加了参数,其中比较重要的是“考虑墙梁作用上部荷载折减系数”参数,可按软件的操作提示选用。
在满足了抗震验算以及上、下刚度比(抗规7.1.8-3、4)等各项指标后,程序分别给出文本计算书以及底框荷载。
第3步
底部框架--抗震墙的计算。
软件把房屋底框顶部切开,将上部砌体的外荷载和结构自重,作用在底框顶部,不考虑上部砌体的刚度的贡献,把底框部分作为独立结构分析。
此时有PK、TAT、SATWE三个软件可供选择计算,其中SATWE、PK可适用于同时设置钢筋混凝土和砌体抗震墙的底层框架--抗震墙结构,而TAT仅适用于砌体抗震墙的底层框架--抗震墙结构。
1:
PK软件计算:
在PMCAD菜单4生成的各轴线平面“砖混底框”数据文件,顶层在同一平面,不出现错层、斜梁,上部荷载选择传给梁,不传给墙。
外荷载应注意捡查调整,并应把横梁定义为底框梁。
2:
SATWE三维设计软件计算
在“总信息”栏中“结构材料信息”设计参数里选择“砌体结构”(图9)
随后是“砌体结构信息”栏中“底层框架层数”(图10),可填写一个正数,也可填一个负数。
填正数则按“接PM主菜单8的规范算法”(根据“抗规GB50011-2001“),这是首选方法。
仅对底框部分进行空间分析,在生成SATWE数据文件时,程序将只生成底框部分的几何数据文件和荷载数据文件。
自动滤掉上部砖房部分信息。
可在前处理”图形检查与修改“中”各层荷载简图“里检查修改;在结构分析时,读取的是第二次生成的数据文件。
若填一个负数,则按”有限元整体算法“,将上部砖房和底框做为一个整体,采用空间组合结构有限元方法进行分析,对于一些特殊的底框,如有抗震缝、多塔等,第一种方法程控编制暂未考虑这些特殊因素的影响,在这种情况下,可采用这种方法计算,但此方法有些内容已超出了现行规范的规定,做为一种辅助手段,计算结果仅供参考。
3:
TAT三维设计软件计算:
仅”高层版“TAT提供了底框部分的空间分析计算。
首先在”接PMCAD生成TAT数据“对话框里选中”作为底框砖混计算“选项,参数对话框中选中”框架结构“体系,通过数据检查后,进入”特殊荷载查看和定义”项,并在结构顶层平面图中选中”砖混底框L“即可校对确认。
底框计算的一切后处理,均与普通框架结构一样,如位移、内力、配筋、裂缝、施工图等,其查阅方式、输出打印方式等也与普通框架结构一样。
周期折减系数
结构 2009-08-0514:
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一.规范条款
《高》3.3.17 当非承重墙体为填充砖墙时,高层建筑结构的计算自振周期折减系数ψT可按下列规定取值:
1 框架结构可取0.6~0.7;
2 框架-剪力墙结构可取0.7~0.8;
3 剪力墙结构可取0.9~1.0。
对于其他结构体系或采用其他非承重墙体时,可根据工程情况确定周期折减系数
二.在SATWE中的计算过程
(荷载+质量)换算为重力代表值→代入刚度矩阵方程→计算周期
(过程中,未使用周期折减系数概念,即周期折减系数对于WZQ中的前几阶周期无任何影响)→
计算得到的周期x周期折减系数=反应谱法所需的周期→带入反应谱中计算地震作用→计算配筋和位移
(过程中,使用周期折减系数概念,前几阶周期变小,即反应谱向左移动,地震作用加强)
三.对配筋位移的影响
1.地震作用的加强,对配筋和位移是加大的。
2.宏观原因:
周期折减系数越小,非结构体系等填充墙的作用越明显,对于地震作用的抵抗越强。
同时反应谱法中的地震作用也增强。
SATWE中计算:
未考虑非结构体系等填充墙对梁刚度的增强作用。
刚度提高未考虑+地震作用增强→位移提高。
刚度提高未考虑+地震作用增强→配筋提高。
所以一般情况下为位移提高
四.对风荷载的影响
在SATWE中,周期折减系数在“地震作用”标签栏中,因此对于风荷载是没有影响的,只是在配筋是,采用MAX包络,地震作用+风荷载共同决定
风荷载中的采用的周期,采用“风荷载”标签栏中填的周期数字,与周期折减系数无关。
《荷载》7.4.1结构的自振周期应按结构动力学计算,近似的基本自振周期T1可按附录E计算。
7.4.2对于一般悬臂型结构,例如构架、塔架、烟囱等高耸结构,以及高度大于30m,高宽比大于1.5且可忽略扭转影响的高层建筑,均可仅考虑第一振型的影响
因此周期折减系数不影响建筑本身的周期,即WZQ文件中的前几阶周期,所以周期折减系数对于风荷载是没有影响的,风荷载在SATWE计算中与周期折减系数无关
结构振型个数的确定
一个楼层有3个自由度,振型个数是3个。
所以一层结构为3个振型,二层结构为6个振型,三层以上可适当增加,高层不得小于12个振型个数。
否则计算有误!
振型个数不是简单的与结构的层数相关。
对一般规则结构,结构振型的个数在刚性楼板假定的情况下,是结构层数的3倍,即每层3个,两个平动振型和一个转动振型。
但对考虑弹性楼板假定结构、多塔结构、大开洞结构等情况,结构的振型的取值需要根据计算得到的有效质量系数有关,一般结构计算要求大于80%以上。
考虑实际结构的复杂性,当定义了弹性楼板假定下的计算,我们遇到极端结构考虑60个振型还不能满足有效质量系数的要求,此时应该增加结构的计算振型,以保证结构设计计算的**力能满足结构设计的要求,否则计算得到的**力偏小。
因此,本人认为,结构计算取用的振型个数应该由结构的有效振动质量系数决定。
结构有效质量系数是指参与结构振动的质量的比例,可参见PKPM的SATWE说明书。
1、满足90%有效质量
2、振型分解法一般可取9~15个振型作计
一般结构输入9个震型既可以
高层15个就可以了
计算震型个数:
这个参数需要根据工程的实际情况来选择。
对于一般工程,不少于9个。
但如果是2层的结构,最多也就是6个,因为每层只有三个自由度,两层就是6个。
对复杂、多塔、平面不规则的就要多选,一般要求“有效质量系数”大于90%就可以了,证明我们的震型数取够了。
一般的情况下,主次梁结构中的主梁截面要比次梁截面高。
我们只讨论两梁上表面标高相同的情况。
从两梁相交的位置看,对主梁一般是在梁的中间部位(不一定是中点),对次梁则是支座。
再从受力情况分析,梁的中间部位上部是受压区,而支座或接近支座的部位上部是受拉区。
在钢筋混凝土结构中,拉力主要由钢筋承担,而且与钢筋在截面中的位置有很大的关系。
因此我们要优先保证受拉区钢筋的位置。
从上面的分析可以得出结论:
当主次梁相交时,上部钢筋,次梁的应放在主梁之上,这样才能保证次梁的上部钢筋充分发挥作用。
当然,上面的分析只是我们常见的一般情况,特殊情况则另当别论。
底框--抗震墙的设计
砖混--底框的结构形式,由于它的独特优点,被广泛采用,面多量广。
它
在PKPM软件计算中需分三步走。
地震作用和上部砌体结构计算由PMCAD菜
单8完成,底部框架--剪力墙结构计算由SATWE或TAT、PK软件完成,下面
是它在PKPM软件中的实现过程。
第1步
用PMCAD主菜单1、2、3、建模,形成完整的几何数据文件和荷载数据文件。
当然根据新抗规的要求,此类结构需在底框布置一定数量的抗震墙。
在布置构件时可以在相应的网格上,既布置梁也布置墙,这是由底框--抗震墙的特性决定的,同时也是PMCAD建模中的一个特例,其他情况是不允许的,还必须分清是梁承重还是墙承重。
见图1。
第2步
完成结构建模后,执行PMCAD主菜单8进行砖混结构的抗震验算,同时完成以下两项工作:
1:
按基底剪力法计算地震作用(含地震剪力和倾覆弯矩),并对上部砖房进行抗震验算。
2:
竖向导荷计算,把上部砖房的恒、活荷载和自重按支撑几何关系传递到底框部分,作为底框部分空间分析的外荷载。
在PMCAD的这步操作中,新版软件增加了参数,其中比较重要的是“考虑墙梁作用上部荷载折减系数”参数(见图2、图3),可按软件的操作提示选用。
在满足了抗震验算以及上、下刚度比(抗规7.1.8-3、4)等各项指标后,程序分别给出文本计算书以及底框荷载(见图4)。
第3步
底部框架--抗震墙的计算。
软件把房屋底框顶部切开,将上部砌体的外荷载和结构自重,作用在底框顶部,不考虑上不砌体的刚度的贡献,把底框部分作为独立结构分析。
此时有PK、TAT、SATWE三个软件可供选择计算,其中SATWE、PK可适用于同时设置钢筋混凝土和砌体抗震墙的底层框架--抗震墙结构,而TAT仅适用于砌体抗震墙的底层框架--抗震墙结构。
1:
PK软件计算:
在PMCAD菜单4生成的各轴线平面“砖混底框”数据文件,顶层在同一平面,不出现错层、斜梁,上部荷载选择传给梁,不传给墙。
(见图5、6)
外荷载应注意捡查调整,并应把横梁定义为底框梁。
(见图7、8)
2:
SATWE三维设计软件计算
在“总信息”栏中“结构材料信息”设计参数里选择“砌体结构”(图9)
随后是“砌体结构信息”栏中“底层框架层数”(图10),可填写一个正数,也可填一个负数。
填正数则按“接PM主菜单8的规范算法”(根据“抗规GB50011-2001“),这是首选方法。
仅对底框部分进行空间分析,在生成SATWE数据文件时,程序将只生成底框部分的几何数据文件和荷载数据文件。
自动滤掉上部砖房部分信息。
可在前处理”图形检查与修改“中”各层荷载简图“里检查修改(如图11);在结构分析时,读取的是第二次生成的数据文件。
若填一个负数,则按”有限元整体算法“,将上部砖房和底框做为一个整体,采用空间组合结构有限元方法进行分析,对于一些特殊的底框,如有抗震缝、多塔等,第一种方法程控编制暂未考虑这些特殊因素的影响,在这种情况下,可采用这种方法计算,但此方法有些内容已超出了现行规范的规定,做为一种辅助手段,计算结果仅供参考。
3:
TAT三维设计软件计算:
仅”高层版“TAT提供了底框部分的空间分析计算。
首先在”接PMCAD生成TAT数据“对话框里选中”作为底框砖混计算“选项,参数对话框中选中”框架结构“体系,通过数据检查后,进入”特殊荷载查看和定义”项,并在结构顶层平面图中选中”砖混底框L“(如图12)即可校对确认。
底框计算的一切后处理,均与普通框架结构一样,如位移、内力、配筋、裂缝、施工图等,其查阅方式、输出打印方式等也与普通框架结构一样。