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混凝土结构计算中部分参数的取值探索

2023-03-02 来源:易榕旅网


混凝土结构计算中部分参数的取值探索

摘要在混凝土结构计算中,同一系数的不同取值对结构总信息和配筋计算影响很大,正确的参数取值不但能保证结构计算的合理性,更能很好保证其经济性,本文以中国科学研究院pkpm软件中的SATWE参数为例,对混凝土结构计算中参数的取值进行分析和讨论。

关键词pkpm;计算参数;结构计算

在计算开始以前,设计人员应首先要熟悉该工程建筑总图、建筑施工图、地质勘察报告,现行规范的具体规定和软件参数意义的描述等资料,对结构构件有大概的布置、软件参数和特殊构件进行正确设置。

1结构构件布置

应根据建筑施工图,确定结构形式,包括:框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构等。以框架结构结构,布置柱子应不影响建筑的使用功能和美观。框架梁应能和建筑填充墙重合,同时尽量与填充墙同厚,当框架梁宽度大于填充墙厚度时,应偏向不影响建筑美观和使用的

方向。

2结构计算中部分参数

2.1周期折减系数

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)第4.3.16条:计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减。因此在结构计算中要充分考虑填充墙刚度对计算周期的影响,折减越大,结构自振周期越小,同环境下结构受地震力越大。同时第4.3.17条:当非承重墙体为砌体墙时,高层建筑结构的计算自振周期折减系数可按下列规定取值:

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)框架-核心筒结构可取0.8~0.9。

4)剪力墙结构可取0.8~1.0。

此规定与《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2002)略有出入,设计人员应注意规范的修改。

2.2框-剪结构部分地震力调整系数

由于框架-剪力墙结构在水平地震作用下,框架部分计算所得的剪力一般都较小。按多道防线的概念设计要求,墙体是第一道防线,在设防地震、罕遇地震下先于框架破坏,由于塑性内力重分布,框架部分按侧向刚度分配的剪力会比多遇地震下加大,为保证作为第二道防线的框架具有一定的抗侧力能力,需要对框架承担的剪力予以适当的调整。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)第8.1.4条:抗震设计时,框架-剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层框架总剪力应符合下列规定:满足式Vf≥0.2V0要求的楼层,

其框架总剪力不必调整;不满足式要求的楼层,其框架总剪力应按0.2V0和1.5Vf .max二者的较小值采用。0.2V0调整系数:对于。Pkpm软件SATWE程序,默认的最大0.2V0调整系数上限为2.0,所以当调整系数为2时宜检查是否调到了0.2V0和1.5Vf .max的较小值。若未满足,应进行人为干预。当主楼连有裙房且裙房柱子较多时,应分段调整,裙房顶面以下按底层剪力调整,裙房顶面以上按裙房顶面处的剪力调整。

2.3梁端弯矩调幅系数

在竖向荷载作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅,《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)第5.2.3条:装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.7~0.8,现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.8~0.9;当框架梁端负弯矩调幅后,梁跨中弯矩应按平衡条件相应增大;截面设计时,框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%。但钢筋混凝土的塑性变形能力有限,调幅的幅度应该加以限制,不宜小于0.8。

2.4连梁刚度折减系数

高层建筑结构构件均采用弹性刚度参与整体分析,但抗震设计的框架-剪力墙和剪力墙结构中的连梁刚度相对墙体较小,而承受的弯矩和剪力却很大,连梁往往出现超筋现象,配筋设计困难。通常,设防烈度低时可少折减一些(6、7度时可取0.7),设防烈度高时可多折减一些(8、9度时可取0.5)。折减系数不宜小于0.5,以保证连梁承受竖向荷载的能力,同时连梁不宜再做次梁的支座。

2.5梁刚度增大系数

《高层建筑混凝土结构技术规程》)JGJ 3—2010)第5.2.2条:在结构内力与位移计算中,现浇楼盖和装配整体式楼盖中,梁的刚度可考虑翼缘的作用予以增大。近似考虑时,楼面梁刚度增大系数可根据翼缘情况取1.3~2.0。对于无现浇面层的装配式楼盖,不宜考虑楼面梁刚度的增大。此参数会增加梁所分担的弯矩,弯矩是抵消还是增加决定梁负筋会变化大或小。注意:此参数在pkpm软件SATWE程序中对框架连梁、次梁不起作用。

2.6梁扭矩折减系数

当程序没有考虑梁抗扭转约束时,梁的计算扭矩偏大,在计算中应折减,一般折减系数为0.4。

2.7考虑偶然偏心

《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)第4.3.3条:计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。每层质心沿垂直于地震作用方向的偏移值ei=±0.05Li。

2.8考虑双向地震

结构的质量和刚度分布明显不对称时应考虑。在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移,高层建筑大于该楼层平均值的1.2倍,即为结构的质量和刚度分布明显不对称时应考虑,就应考虑双向地震。偶然偏心与双向地震可不同时

考虑。

3特殊构件定义

特殊构件定位包括:梁柱混凝土强度、抗震等级、刚度等参数的进一步调整,应根据实际情况进行设置。

4结论

本文就pkpm软件SATWE程序的部分参数集合2010版新规范进行了阐述。同一工程采取不同的参数对该工程总信息和构件配筋都有很大的影响,为此设计人员应在计算前确定好参数,对结构的安全及经济性能得到更好的保证。

参考文献

[1]GB 50011-2010建筑抗震设计规范[S].

[2]JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[3]GB 50010-2010混凝土结构设计规范[S].

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