PKPM设计参数钢结构新型结构说课讲解Word文档格式.docx

1、口”， 则只把墙元因细分而在其内部增加的节点凝聚掉， 四边上的节点均作为出口节点， 墙 元的边形协调性好， 分析结果符合剪力墙的实际， 但计算量大。 若选“内部”则只把墙元上、 下边的节点作为出口节点， 墙元的其他节点均作为内部节点被凝聚掉， 这时， 带动口的墙元 两侧边中部的节点为变形不协调点。 这是对剪力墙的一种简化模拟， 其精度略逊于前者， 但 效率高，实用性好。 在为配筋而进行的工程计算中， 对于多层， 由于剪力墙较少， 应选择“出 口”，对于高层，由于剪力墙较多，工程规模较大，可选“内部”。7 结构材料信息（钢筋混凝土结构， 钢与混凝土混合结构，有填充墙钢结构，无填充墙钢结构，砌体结

2、构），根据结构材料的不同进行选择。8 结构体系（框架，框剪，框筒，筒中筒，剪力墙，断肢剪力墙，复杂高层，板柱剪力墙），根据结构体系的不同进行选择。9 恒活荷载计算信息 不计算恒活荷载（不计算竖向力），一次性加载（按一次加载方式计算竖向力），模拟施工加载 1，模拟施工加载 2 。“模拟施工加载 1”方式较好地模拟了在钢筋混凝土结构施工过程中，逐层加载，逐层找平 的过程。 但这是在“基础嵌固约束”假定前提下的计算结果， 未能考虑基础的不均匀沉降对 结构构件内力的影响。 若结构地基无不均匀沉降， 上述分析结果更能较准确地反映结构的实 际受力状态， 但若结构地基有不均匀沉降， 上述分析结果会存在一定的

3、误差， 尤其对于框剪 结构，外围框架柱受力偏小，而剪力墙核心筒受力偏大，并给基础设计带来一定的困难。“模拟施工加载 2”是在原模拟施工加载计算原则的基础上，通过间接方式（将竖向构件的 轴向刚度增大 10 倍），在一定程度上考虑了基础的不均匀沉降。这样， 基础的受力更均匀。 对于框剪结构而言， 外围框架柱受力有所增大， 剪力墙核心筒受力略有减小， 但付出的代价 是计算时间增大接近一倍。“模拟施工加载 1”和“模拟施工加载 2”所得到的计算结果，在局部可能会 有较大差异。“模拟施工加载 2”的计算结果用于基础设计是比较理想的；若将其用于上部 结构设计，目前阶段经验不多，仅供设计人员参考。10 风荷

4、载计算信息（计算，不计算），风荷载通常情况下是需要计算的。11 地震作用计算信息 （不计算地震作用， 计算水平地震作用，计算水平和竖向地震作用），建筑抗震设计规范 1.0.2 规定抗震设防烈度 6 度及以上地区必须进行抗 震设计。是否计算竖向地震作用按照 5.1.1 条文的规定确定。b. 风荷载信息1 地面粗糙度类别，按照建筑结构荷载规范 7.2.1 和高层混凝土结构技术规程 3.2.3 确定。2 修正后的基本风压 （高度超过 60米的高层建筑按 100 年一遇的风压值采用）高层混凝土结构技术规程 3.2.2 及条文说明。3 结构基本周期初次计算时可按缺省值即经验公式确定，在计算完成后应按计算

5、获得的周期结果重新带入计算。4 体形系数， 按实际情况选用。 此项查取 高层混凝土结构技术规程 3.2.5 。5 设缝多塔背面体形系数，根据结构不同的体形系数选用。可以指定各塔的系数，程序可以自动考虑挡风面的影响， 并采用此处输入的背风面体形系数对风荷载进行修 正。c.地震信息1 规则性信息按建筑抗震设计规范 3.4 节条文内容选用，确定是规则还是不规则。2 扭转耦连信息 程序在模态分析时采用的是完整刚度矩阵， 计算震型数的取值应遵循建筑抗震设计规范 5.2.2 条规定，振型个数一般可以取振型参与质量达到总质 量的 90%所需的振型数。在振型组合时包括耦联和非耦联，对于空间结构一般都考虑耦联。

6、3.设计地震分组按建筑抗震设计规范附录 A中查取。4.设防烈度按建筑抗震设计规范附录 A中查取。5.场地类别按地质勘查报告和建筑抗震设计规范 4.1.6 条确定。6.框架抗震等级按建筑抗震设计规范 6.1.2 条和高层混凝土结构技术规程 4.8.2 确定。其中参数 0 代表特一级， 1 代表一级，以此类推， 5 代表不考虑抗震构造要求。7.剪力墙抗震等级按高层混凝土结构技术规程 4.8.2 确定。8.考虑偶然偏心，如果考虑偶然偏心，程序自动增加 4 个工况，分别是质心沿Y正、负向偏移5%勺X地震和质心沿 X正、负向偏移5%的Y地震。按高层混凝土结构技术规程 3.3.3 规定，计算单向地震作用时

7、应考虑偶然偏心的影响。9.考虑双向地震作用，建筑抗震设计规范 5.1.1-3 规定质量和刚度分布 明显不对称勺结构，应计入双向地震作用下勺扭转作用。10.计算震型个数取 3 勺倍数，高层应至少选用 9 个，考虑扭转耦联计算时，震型应不少于 15 个，对多塔结构不应少于塔数 *9 个，计算时要检查 Cmass-x, Cmass-y 两 个方向勺有效质量系数不小于 90%，达不到时应增加震型数， 然后重新计算。 一般每层 3个，增加多了会造成地震力异常。11.活荷质量折减系数一般取 0.5 ，特殊情况参照 建筑抗震设计规范 5.1.3条。12.周期折减系数根据高层混凝土结构技术规程 3.3.17

8、条选用。对框架 结构， 若填充墙较多，周期折减系数可取 0.6-0.7 ，填充墙较少时可取 0.7-0.8 ，对于框架- 剪力墙结构，可取 0.8-0.9 。纯剪力墙结构 0.9-1.0 或不折减。13.结构勺阻尼比（ %）参照建筑抗震设计规范 5.1.5 条选用，钢结构参照建筑抗震设计规范 8.2.2 选取。14.特征周期 Tg （ 秒） 按建筑抗震设计规范表 5.1.4-2 选取，地震分组查附录A,场地类别看地质报告。15.多遇地震影响系数最大值按 建筑抗震设计规范表 5.1.4-1 选取，罕遇地震影响系数最大值16.斜交抗侧力构件方向附加地震数？相应角度？有斜交抗侧力构件勺结构按建筑抗震

9、设计规范 5.1.1-2 条文确定。最多允许附加 5 组地震。d. 活荷信息1柱、墙设计时活荷载一般不折减，传到基础的活荷载应折减。（建筑结构荷载规范 4.1.2 条）2梁活荷不利布置，最高层号。 0 表示不考虑，若填入一个大于零的数，则在 1- 此层的各层考虑梁的活荷载不利布置。需要考虑活荷载不利布置时选用。最好用此方法，而不用梁弯矩放大系数。3 柱、墙、基础活荷载折减系数建筑结构荷载规范 4.1.2 条e. 调整信息梁端负弯矩调整系数 按照高层混凝土结构技术规程 5.2.3-1 条通常取30.8-0.9 。2 梁设计弯矩放大系数 通常为 1。连梁刚度折减系数 按照高层混凝土结构技术规程 5

10、.2.1 要求，不宜小4于 0.5 ，通常取 0.5-0.7 。说明书要求不小于 0.55 。 中梁刚度放大系数 按照高层混凝土结构技术规程 5.2.2 要求，取51.3-2.0 。梁扭矩折减系数 按照高层混凝土结构技术规程 5.2.4 进行折减，折减6系数不宜小于 0.4 , 说明书中要求 0.4-1.0 。 剪力墙加强区起算层号 （丛嵌固层开始算， 嵌固层按 高层混凝土结构技术7规程 5.3.7）调整与框支柱相连的梁内力 , 规范要求对框支柱的地震作用弯矩、 剪力进行调整。程序自动对框支柱的弯矩、 剪力作调整， 由于调整系数往往很大， 为了避免异常情况，给出一个控制开关，由设计人员确定是否

11、对框支柱相连的框架梁的弯矩、剪力进行调整。8按抗震规范 5.2.5 调整各楼层地震内力（通常要选择，以保证结构的剪重 比符合要求）。9九度结构及一级抗震框架梁柱钢筋超配系数（对于 9 度设防烈度的各类框架和一级抗震等级的框架结构， 框架梁和连梁端部弯矩、 剪力调整应按实配钢筋和材料强度10标准值来计算。程序要求输入超配筋系数）指定的薄弱层个数，层号，对于存在薄弱层或者存在转换层的高层建筑，11应该进行指定，一般转换层为薄弱层。全楼地震作用放大系数 , 可以通过调整此参数来放大地震作用，提高结构12的抗震安全度，其经验取值范围为 1.0-1.50.2Q0 调整起始层号，终止层号。（把起始层号填为

12、负值，程序将不控制上限值，否则仍按上限 2.0 控制）只对框剪结构的框架梁、柱起作用，若不调整，这两个数13均填零。框剪结构必须要求调整。屋顶塔楼地震作用放大起算层号，放大系数 当震型多于 9 个时取 1，否则按底部剪力法取 3（建筑抗震设计规范 5.2.4 ）f.设计信息1.考虑P- 效应（根据建筑抗震设计规范 5.4节要求，确定是否选择）。2 梁柱重叠部分简化为刚域（高层混凝土结构技术规程 5.3.4 ）。不选择此项叠合部分按梁计算。3.按高规或高钢规进行结构设计。根据不同的结构形式和材料选用不同的规范进行设计。4.钢柱计算长度按有侧移计算。5.混凝土柱的计算长度系数执行混凝土规范 7.3

13、.11-3 。6.结构重要性系数按高层混凝土结构技术规程 4.7.1 ，混凝土结构设计规范 3.2.3 ）7.梁柱钢筋的混凝土保护层厚度（混凝土结构设计规范表 3.4.1 及表8.柱配筋计算原则（按单偏压计算，按双偏压计算）。根据高层混凝土结构设计规程 6.2.4 条规定，框架角柱应按双向偏心受力构件进行承载力设计。g.配筋信息1 . 根据所选用钢筋的情况选择强度，间距。h.荷载组合1 . 按照荷载规范和抗震规范的要求选择合适的系数。i.地下室信息1 . 回填土堆地下室约束相对刚度比（基础回填土对结构约束作用的刚度与地下室抗侧移刚度的比值，若取 0,则认为回填土对结构没有约束作用；若天一负数

14、m（m小于等于地下室层数）则认为有 m层地下室无水平位移）保护层厚度按混凝土规范。2.地下室外墙侧土水压力参数回填土容重 （根据实际情况选用）- 室外地坪高 （根据实际情况选用） 高于 0.000 为正,低于 0.000 为负。- 回填土侧压力系数 （根据实际情况 选用）- 地下水位标高 （ 根据实际情况选用） 高于 0.000 为正,低于 0.000 为负。- 室外地面附加荷载 （根据实际情况 选用）3. 人防设计信息 - 人防设计等级 （根据实际情况选用）- 人防地下室层数 （根据实际情况选 用）- 顶板人防有效荷载 （根据实际情况选用）调整后的弯矩、剪力设计值应乘以不小于 1.1 的增大

15、系数。k. 计算控制参数主要计算信息- 刚心坐标、层刚度比计算（计算）烈度时计算）- 结构位移计算（计算）- 全楼构件内力计算（计算）- 吊车荷载计算（按实际情况确定是否计算）- 生成传给基础的刚度（如果进行基础计算，应选择此项）- 构件配筋及验算（可以设定起始和终止层数）层刚度比计算- 剪切刚度 （ 按高层混凝土结构设计规程 给出的方法计算 , 可以适用于有斜撑的结构 ）- 剪弯刚度（按有限元方法，通过加单位力来计算的）- 地震剪力与地震层间位移的比（按建筑抗震设计规范条文说明给出的方法）- 侧刚分析方法 （ 按侧刚模型进行结构振动分析 ）- 总刚分析方法 （ 按总刚模型进行结构振动分析，

16、当考虑楼板的弹性变形， 或有较多的错层构件时，建议采用总刚模型，其他情况均采用侧刚分析方法。-VSS 向量稀疏求解器 （ 新的计算求解器，计算速度比原有的 LDLT 求解器快 ）-LDLT三角分解（SATW晾有求解器）5 位移输出方式- 简化输出- 详细输出计算结果：（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

17、。但是SATW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。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,

18、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。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 PMCA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

19、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 此文档仅

20、供学习和交流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

21、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

22、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SATW软件可以进行错层结构的计算,方法是在PMCA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 PMCAI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PMCAI

23、在这里做一个提示，以免设计 者因误会而造成错误。 工程中有时会遇到剪力墙上因错层而造成门窗洞口被分为上下两部分 的情况 , 此时应在洞口两侧增加节点 , 使下部墙体成为相互独立的两段墙 , 并在上部按实际连 梁高度输入主梁。对于多塔结构 ,当各塔层高不同时 , 有的设计者也将其按错层输入 ,这是不 正确的。对这种情况，可以在PMCAD建模时先按一种层高建模，然后在SATWE勺多塔楼定义 里, 修改各塔层高。当然 ,在修改层高之前别忘了按实际情况先设置多塔。6当某洞顶连梁（按洞口输入而不是按主梁输入 ）高度小于300m时，SATWE在计算内力时将忽 略该梁的存在 ， 亦不计算其配筋。 对某些连梁

24、超限的情况 ，当其破坏对承受竖向荷载无明显影 响时 ， 可考虑在大震作用下该连梁不参与工作 ， 按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构 内力分析。为此 ， 可以调整结构计算模型中的洞口高度 ，使洞顶连梁高度小于 300，从而实现 这一目的 ,避免了增加节点设置主梁的麻烦。 配筋设计时 ,墙肢应按两次计算所得的较大内力 进行配筋设计 ,连梁按实际截面计算 , 纵筋可按 2.0%2.5%的配筋率配置 ,并按实际配筋面积 反算连梁弯矩来计算所需的箍筋面积 , 做到强剪弱弯 。7在SATWE分析与设计参数补充定义 中,对考虑了双向地震力作用的结构 ，不应同时考虑按双偏压方法计算一般框架柱配筋。一般来说

25、 , 对异型枉、角枉 ,应采用双偏压计算 , 对一般框 架柱,则可以采用单偏压计算。需要指出的是 ,目前SATWEt然要求设计者在”特殊构件补充 定义 里定义角柱 ， 但在结构计算时 ，如果设计者没有选择 按双偏压计算柱 ， 则软件并不按 双偏压方法计算设计者定义的角柱。 所以, 对框架角柱来说 , 应进行双偏压的补充验算。 PKPM2003.1P19楼层最小地震剪力系数 入（剪质比）7度区0.016。建筑抗震设计规范 525大开洞问题：高层混凝土结构设计规程 436-8弹性层间位移角限值B:建筑抗震设计规范 5.5.1薄弱层弹塑性层间位移角限值p:建筑抗震设计规范 5.5.5 “刚域”：高层

26、混凝土结构设计规程 5.3.4规则结构不进行扭转耦联计算时建筑抗震设计规范 5.2.3建筑结构估计水平地震作用扭转影响时，应按下列规定计算其地震作用和作用效应： 1 规则结构不进行扭转耦联计算时，平行于地震作用方向的两个边榀， 其地震作用效应应乘以增大系数。 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 2 扭转耦联振型分解法计算时各楼层可取两个正交的水平位移和一个转角共三个自由度并应 按下列公式计算结构的地震作用和作用效应确有依据时尚可采用简化计算方法确定地震作用效应。 （顶塔楼 ）突出屋面梯间等放大系数 3， 建筑抗震设计规范

27、5.2.4- 采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数 3，此增大部分不应往下传递 ,但与该突出部分相连的构件应予计入；采用振型分解法时，突出屋面部分可作为 一个质点；单层厂房突出屋面天窗架的地震作用效应的增大系数， 应按本规范 9 章的有关规 定采用。结构安全等级：分三级。一般建筑为二级。混凝土结构设计规范 3.2.1 裂缝控制等级：混凝土结构设计规范 3.3.3 耐久性规定（环境类别）：混凝土结构设计规范 3.4.110个重要的比值1、 轴压比：主要为控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见建筑抗震设 计规范 6.3.7 和 6.4.6 ，在剪力墙的轴压比计算中，轴力取重力荷载代表设计值，与柱子的不一样。2、 剪重比：主要为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性，见建筑抗震设计规范5.2.5 。3、侧向刚度比：主要为控制结构竖向规则性。位移比：主要为控制结构平面规则性，以免 形成扭转， 对结构产生不利影响。 控制比例为 1.5 。见建筑抗震设计规范 3.4.2 、 3.4.3 。4、周期比：主要为控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响，要求见高层混 凝土结构设计规程 4.3.5 。5、刚重比：主要为控制结构的稳定性，以免结构产