快乐总是短暂,家的味道来不及细细体味,我们就要上班了!
常言道:一年之计在于春。未见春华,哪来秋实?小编觉得,该收收心了,现在不拿出“金猴奋起”的劲头,哪能hold住新的一年。
勤奋的小编为您推送新年第一篇:转换结构建模的注意事项。
年前跟同事讨论关于转换结构建模的注意事项,诸如:偏心、刚域、刚性杆、指定转换梁、柱截面内有网格的梁、施工模拟中施工段的选择等等,有些问题的来龙去脉还尚未清晰,于是通过小模型测试,表述如下:
一、偏心
1、梁偏心布置的影响
1)梁间荷载会随梁一起偏心,始终与梁保持统一的位置:
2)梁偏心会影响板面荷载的导荷面积,与真实情况一致:
335=100*(6+0.7)/2
3)梁偏心会影响板面自重的计算面积,与真实情况一致:
8.4=2.5*(6+0.7)/2
4)梁与上部墙偏心时,上部墙传递到梁上的荷载会产生扭矩,与真实情况一致:
2、柱偏心布置的影响
1400*0.7=980
柱相对于梁偏心时,梁端传来的集中力会在柱中产生弯矩。
3、墙偏心布置的影响
墙偏心布置在墙间荷载、楼板导荷、板自重计算面积及偏心扭矩等方面的影响与梁相同。
托墙梁刚度不放大(剪力图) 托墙梁刚度放大100倍(剪力图)
梁上托墙时,墙上的荷载一部分直接传递给框架柱,一部分传递给框架梁;另外,计算模型中墙底与梁中心线变形协调,与实际受力过程中墙底与梁顶变形协调不同。上述两个因素综合起来会导致计算模型中转换梁的受力偏小,设计偏于不安全。若考虑托墙梁刚度放大系数,则转换梁的受力更合理。
二、刚性杆
PKPM建模中经常采用的100*100的刚性杆,但经过小模型测试,似乎还达不到真正刚性杆的效果,具体如下:
左图梁两侧采用100*100刚性杆,梁跨中弯矩1727.9,右图梁净跨与左图相同,跨中弯矩只有691.3,可见截面100*100的刚性杆达不到真正刚性杆的效果(弯矩)。
左图梁两侧采用100*100刚性杆,梁跨中位移5.65,右图梁净跨与左图相同,跨中弯矩只有1.42,可见截面100*100的刚性杆达不到真正刚性杆的效果(变形)。
左图梁两侧采用10000*10000刚性杆,梁跨中弯矩698.4,右图梁净跨与左图相同,跨中弯矩691.3,可见截面10000*10000的刚性杆才可以达到真正刚性杆的效果(弯矩)。
左图梁两侧采用10000*10000刚性杆,梁跨中位移1.44,右图梁净跨与左图相同,跨中弯矩1.42,可见截面10000*10000的刚性杆才可以达到真正刚性杆的效果(变形)。
三、转换梁
《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》10.2节明确规定了两种带转换层结构;底部带托墙转换层的剪力墙结构(即部分框支剪力墙结构),以及底部带托柱转换层的筒体结构。
这两种带转换层结构的设计有其相同之处,也有其各自的特殊性。高规10.2节对这两种带转换层结构的设计要求作出了规定,一部分是两种结构同时适用的,另一部分是仅针对部分框支剪力墙结构的设计规定。
为适应不同类型转换层结构的设计需要,程序在“结构体系”项新增了“部分框支剪力墙结构”,通过“转换层所在层号”和“结构体系”两项参数来区分不同类型的带转换层结构。只要用户填写了“转换层所在层号”,程序即判断该结构为带转换层结构,自动执行高规10,2节针对两种结构的通用设计规定,如:根据10.2.2条判断底部加强区高度、根据10.2.3条输出刚度比等。
如果用户同时选择了“部分框支剪力墙结构”,程序在上述基础上还将自动执行高规10.2节专门针对部分框支剪力墙结构的设计规定,包括:根据10.2.6条高位转换时框支柱和剪力墙底部加强部位抗震等级自动提高一级;根据10.2.16条输出框支框架的地震倾覆力矩;根据10.2.17条对框支柱的地震内力进行调整;10.2.18条剪力墙底部加强部位的组合内力进行放大;10.2.19条剪力墙底部加强部位分布钢筋的最小配筋率等;如果用户填写了“转换层所在层号”但选择了其他结构类型,程序将不执行上述仅针对部分框支剪力墙结构的设计规定。
对于水平转换构件和转换柱的设计要求,用户还需在“特殊构件补充定义”中对构件属性进行指定,程序将自动执行相应的调整,如10.2.4条水平转换构件的地震内力的放大,10.2.7和1.2.10关于转换梁、柱的设计要求等;对于仅有个别结构构件进行转换的结构,如剪力墙结构或框架–剪力墙结构中存在的个别墙或柱在底部进行转换的结构(不落地构件少于10%),可参照水平转换构件和转换柱的设计要求进行构件设计,此时只需对这部分构件指定其特殊构件属性即可,不再填写“转换层所在层号”,程序将仅执行对于转换构件的设计规定(即规范中关于“转换构件”10.2.4、10.2.7、10.2.10、10.2.11等的规定)。
“转换层所在层号”应按PMCAD楼层组装中的自然层号填写,例如:地下室3层,转换层位于地上2层时,转换层所在层号应填入5。程序不能自动识别转换层,需要人工指定。
对于高位转换的判断,转换层位置以嵌固端起算,即以(转换层所在层号–嵌固端所在层号+1)进行判断,是否为3层或3层以上转换。
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