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文檔簡介
建筑結構設計中PKPM建模重難分析點1)結構概念設計、結構體系選擇及結構布置2)根據(jù)建筑圖選擇合理的結構體系。(合理的結構體系不僅對結構的安全性有著決定性影響,而且與經濟性也有很大的相關性。3)進行梁、柱、墻等結構構件的合理的結構布置(全真模擬設計院與建筑、水、電、暖通專業(yè)的交流與協(xié)調過程)。4)確定各類恒荷載及活荷載、線荷載、風荷載、地震作用5)使用PMCAD建立整體結構模型6)根據(jù)高層技術規(guī)范、抗震規(guī)范等進行合理的SATWE計算參數(shù)設定7)按高層技術規(guī)范進行計算分析(重點是對周期比、位移比、剛度比、層間受剪承載力比、剛重比、剪重比、框架柱地震傾覆彎矩百分比等整體信息進行分析)8)對整體信息中超規(guī)范限值部分及結構構件計算超筋信息進行合理的調整A.整體超限錯誤:1)周期比超限:2)位移比超限:3)層間剛度比、層間受剪承載力之比:4)剛重比:5)剪重比:6)框架柱地震傾覆彎矩百分比:B.局部超限錯誤:1)連梁超限:2)墻肢超限:9)整體計算結果合理性的判斷10)局部構件計算結果合理性的判斷11)對結構方案進行擴大初步設計原文建筑結構設計中PKPM建模重難分析點·結構概念設計、結構體系選擇及結構布置(課程十一大核心之一)概念設計講解(從歷次大地震災害的經驗教訓可以看出,對結構抗震設計而言,概念設計比計算設計更為重要,結構抗震性能的決定因素是良好的概念設計。從哲學上分析,概念設計的提出本質上是對計算設計一統(tǒng)天下局面的否定,從而改變了傳統(tǒng)的完全依賴計算結果進行設計的單一設計方法,是設計方法的一次質的飛躍。)·根據(jù)建筑圖選擇合理的結構體系。(合理的結構體系不僅對結構的安全性有著決定性影響,而且與經濟性也有很大的相關性。(課程十一大核心之二)·進行梁、柱、墻等結構構件的合理的結構布置(全真模擬設計院與建筑、水、電、暖通專業(yè)的交流與協(xié)調過程)。(課程十一大核心之三)如何根據(jù)建筑圖選取合理的結構體系是第一步。這是一個綜合性很強的步驟,一般都是由有經驗的工程師做這個事情。因為結構方案一旦確定就需要馬上建模計算以及進行施工圖設計,所以如果在施工圖中才發(fā)現(xiàn)結構方案有問題就來不及修改了,這是很嚴重的問題。所以新手在這個步驟要花大量的時間來進行訓練,結構布置最忌諱的是從零開始,要學會參考老手的作品,吸取前人的經驗再往前走是比較快捷的途徑??晒┻x擇的結構體系有:框架結構;框架-剪力墻結構;剪力墻結構;框支剪力墻結構;筒體結構;懸掛結構與巨型結構,目前采用最多的是前五種結構。設計中到底采用何種結構,要經過方案比較確定,這主要看擬建建筑物的高度,用途,施工條件與經濟比較等。在現(xiàn)實設計中考慮經濟性而定的結構方案占據(jù)了90%以上,畢竟真金白銀的投資浪費了哪個甲方不心痛,像央視大樓這樣燒錢的面子工程是沒有幾個甲方愿意投資的,有這樣的也不可能交給你做。第二步是進行合理的結構布置。這里我們提供各種不同的工程實例讓大家進行結構布置,讓一個新手在盡快短的時間內不斷的進行各種不同結構類型的思維轉換,強化在這個方面的能力,讓同學們在參加完培訓后能獨立完成主要幾種常見結構類型的結構布置(如框架、框剪、純剪等),畢竟畢業(yè)后在設計院中剛開始時做的就是這幾種主流的結構類型,在設計院中會發(fā)現(xiàn)似曾相識的感覺,因為我們完全是按設計院的實戰(zhàn)標準進行的課程設置,真正做到了與設計院實現(xiàn)無縫對接。如果你對自己還缺乏信心,你可以在本公司參與實際項目的設計提升自己的實踐能力。有道是“熟能生巧,勤能補拙”,這是放之四海而皆準的道理?!ご_定各類恒荷載及活荷載、線荷載、風荷載、地震作用(課程十一大核心之四)荷載在結構設計中占有至關重要的作用。1)整體計算時:結構整體動力效應的計算采用的是質量串(每個樓層最后等效成一個有質量的質點)模型,中國規(guī)范在考慮地震組合時采用的是重力荷載代表值(也就是質點的等效質量)=恒載+0.5活載,從這個等式可以看出如果在pkpm中輸入荷載不準確會導致你的等效質量不準確,也就導致你的整體計算所有指標都是不準確的。尤其是漏掉荷載對整體計算與基礎計算是致命的,特別是對高層結構,每層漏一點但乘以33層可以想象一下會有多大。所以荷載的分類以及荷載的性質一定要搞清楚,此外活載的存在是有概率的,不可能荷載同時在所有樓層出現(xiàn),在pkpm計算中如何表達這些因素是有很多講究的,考慮的好可以節(jié)省整個工程造價(考慮時要具體問題具體對待,否則會造成局部計算不足),不考慮的話會造成不必要的浪費,所以對活載一定要有深刻的理解才能準確運用。2)局部計算時:還有很多特殊活荷載如消防車荷載、比如多層地下室要運送100T的設備,那么它們行進路線中的梁板計算該如何考慮活荷載呢?再比如樓板上有設備荷載,那么計算樓板時該如何轉化為等效荷載呢?橫向作用:1)風荷載是外界施加在建筑物上的作用,一般不會在混凝土結構中起控制作用,但在超高層以及臺風地區(qū)可能例外,此外在鋼結構廠房中一般風荷載起控制作用。所以在上述設計中一定要注意風荷載的取值,并注意多塔樓之間的遮擋關系,這在風荷載較大的地區(qū)對整個工程造價有很大影響。2)地震作用:地震作用是有地基土運動引起建筑結構產生變形的動態(tài)作用。總的來說:抗震設計有四種思路:第一種是“抗”采用二階段設計實現(xiàn)三個水準的設防目標:第一階段設計:是承載力驗算,取第一水準的地震動參數(shù)計算結構的彈性地震作用標準值與相應的地震作用效應,進行結構構件的截面承載力驗算及變形驗算。既滿足了在第一水準下強度要求,又滿足第二水準的變形要求。第二階段設計:采用第三水準烈度的地震動參數(shù),進行彈塑性變形驗算,并結合采取相應的抗震構造措施,實現(xiàn)第三水準的設防要求。“小震不壞、中震可修、大震不倒”三水準性能目標,這也是最基本的抗震性能化設計目標。此外2010版新抗規(guī)增加了性能化設計目標:“使用功能或其他方面有專門要求的建筑,當采用抗震性能化設計時,具有更具體或更高的抗震設防目標?!钡诙N是“耗”在設計時要在結構某些部位人為地制造若干薄弱環(huán)節(jié),以便比較容易地產生一些朔性鉸,并耗散大量的能量,還可以增大結構的整體延性。目前已經掌握的方法主要是在剪力墻中設置垂直與水平滑動縫,選擇一些耗能構件,在地震作用下,使其產生朔性變形,如聯(lián)肢墻的聯(lián)肢梁,框架結構中強柱弱梁之框架梁等的。此外在一些關鍵部位加阻尼器也是超高層建筑中越來越多的選擇,這也是以后有效應對地震作用的趨勢。耗能構件應具有明顯的約束屈服階段,同時應使仍然處于彈性工作的構件保持得越久越好。第三種是“隔”設置隔震層以隔離水平地震的房屋隔震設計,我們知道地震作用是由地基土運動引起建筑結構產生變形的動態(tài)作用,因此在基礎與上部結構之間設置隔震層能有效降低地震作用下結構的動力效應。這也是以后抗震設計的發(fā)展方向。第四種是“?!贝蠹叶贾赖卣鹌茐牡奈:π?,對于結構在強震下的安全性,在結構設計中我們一般采取的是多道防線,力保在地震作用下結構主體不至于倒塌,這屬于結構概念設計的范疇。比如框架剪力墻結構,剪力墻作為第一道防線,框架作為第二道防線。當然這里還有很多構造上的措施來保證,這也是課程的重點內容。再比如框架結構,我們是通過多余約束來解決這個問題,這也是為什么單榀框架與半框架不能占的比例太多的原因,大家可以想象為什么?多道防線的意義既然這么重要,那么什么它的概念與內涵是什么呢?第一,整個抗震結構體系由若干個延性較好的分體系組成,并由延性較好的結構構件連接起來協(xié)同工作。第二,抗震結構體系具有最大可能數(shù)量的內部、外部贅余度,有意識地建立起一系列分布的較易于修復的塑性屈服區(qū),以使結構吸收與耗散大量的地震能量。按照多道防線的概念,設計計算時,需考慮部分構件出現(xiàn)塑性變形后的內力重分布,使各個分體系所承擔的地震作用的總與大于不考慮塑性內力重分布時的數(shù)值。2、抗震薄弱層塑性變形集中(l)按多遇地震進行彈性設計的結構,構件的實際承載力分析(而不是承載力設計值的分析)是判斷薄弱層(部位)的基礎。(2)要使樓層(部位)的實際承載力與設計計算的彈性受力之比在總體上保持一個相對均勻的變化,比例突變,會由于塑性內力重分布導致薄弱部位出現(xiàn)塑性變形的集中。(3)要防止在局部上加強而忽視整個結構各部位剛度、強度的協(xié)調。(4)在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位),采取措施(如采用約束砌體、約束混凝土、約束邊緣構件、消能梁段等)使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉移,是提高結構總體抗震性能的有效手段。限于篇幅這里只是簡單的介紹了一下抗震概念設計的知識點,其余的我們在面授課中詳細展開。鑒于風荷載與水平地震作用在橫向作用中的重要性,那么它們有什么異同點呢?1.地震作用是從結構基礎上傳來的作用,其大小與建筑結構的固有特性有關。它不是荷載而是自身的反應;風荷載是施加在結構外表上的荷載,其大小與建筑結構的外形與尺寸有關系,而且隨著建筑物的高度的增高而加大,即建筑物上部的風作用比下部大。2.地震作用完全是動力作用,而風荷載作用則具有靜力與動力的雙重作用性質。因而在考慮建筑結構變形時,對風作用而言,要考慮靜力變形與動力變形良種;而對地震作用則只有動力變形。3.地震作用的大小與建筑物上的重力荷載有密切的關系,重力荷載越大地震作用越大,但對風荷載而言,重量是次要的因數(shù),建筑物的外表面積則是主要因數(shù)。4.在一定范圍內,建筑結構的固有周期越長,其經受的地震作用就越小,但對風荷載作用則正好相反,周期長了反而越大。5.地震作用的時間非常短暫,而強風持續(xù)可達幾個小時。6.地震作用隨地基不同,基礎埋深不同而變化,很少直接受周圍環(huán)境的影響。但風荷載作用則受地形,地上各種建筑物與構筑物的強烈影響。7.地震作用發(fā)生的概率較小,幾十年遇一次,但風荷載作用就很頻繁,差不多每年都有大風或臺風出現(xiàn)。8.人類對風荷載作用的認識,理解得較深,但對地震作用則知之甚少,而它的破壞作用卻很大?!な褂肞MCAD建立整體結構模型(課程十一大核心之五)點評:對新手而言,開始最大的障礙是不知道如何建立模型。主要有二:其一是不知道如何將建筑圖包含的內容簡化為建模所需要的結構語言。因為大學是學歷教育,給你的是已經簡化了的結構模型,連荷載也都給出,剩下的只需要計算內力等效應問題就可以了??墒怯嬎隳P驮鯓訌膶嶋H工程簡化而來的不知道,荷載為什么取這樣的數(shù)值不知道,計算出來是否合理不知道,而這恰恰是職業(yè)教育也就是培訓所要解決的問題。其二是不知道如何運用軟件來建立模型,解決如何建模以及快速建模是十大核心課程之一。模型如何簡化與你的設計思想息息相關,如何化繁為簡,抓主放次,說到底是你的結構思想如何在模型中表達,這才是結構設計的真正精髓?,F(xiàn)在的設計周期很短,一般一個中等復雜的高層住宅(比如33層框剪結構帶地下室)一個月就要出施工圖,如果建模及調整模型、通過整體計算就花了一個星期,不用說肯定畫不完,一般最多兩天,快的話一天就夠。如果是純剪結構的話一般一天就可以通過?!じ鶕?jù)高層技術規(guī)范、抗震規(guī)范等進行合理的SATWE計算參數(shù)設定(課程十一大核心之六)點評:SATWE參數(shù)涉及的范圍很廣,不僅包含了很多高規(guī)、抗規(guī)、荷規(guī)、混規(guī)的規(guī)定,也還有PKPM很多的暗箱操作,也就是默認條件,當不符合它的默認條件時往往出現(xiàn)很多不合理的結果,所以需要有人為的判斷與分析,這也是結構設計中很重要的能力。SATWE參數(shù)的設定是否符合實際工程項目對結構整體計算安全性有著直接影響,此外SATWE參數(shù)的合理性對整個工程造價有著決定性影響。因此了解每個參數(shù)的適用范圍以及規(guī)范出處是指導我們以后設計的根本。而且切忌參數(shù)之間都是孤立地考慮,有時候兩個參數(shù)之間是互斥的,如:梁設計彎矩放大系數(shù)與梁活荷不利布置一般是不會同時考慮的。比如如何設定抗震等級?抗震等級是結構整體計算后非常重要的參數(shù)之一,它對實現(xiàn)強柱弱梁、強剪弱彎的抗震思想有著直接影響,是最重要的抗震措施之一。以下按2010版新抗規(guī):比如在北京建一所小學(框架結構),那么柱的抗震等級是幾級?這就涉及到抗震設防分類標準以及抗規(guī)。而沒有說明房屋高度如何查表6.1.2呢?答案是一級。再比如:七度區(qū)50m框剪結構墻住宅的傾覆比小于50%,那么柱的抗震等級是幾級?答案是二級。如果抗震等級錯了那么內力調整系數(shù)就會有問題,接著就是梁柱分配的內力計算錯誤,再接下來梁柱配筋就自然錯了。再深入一點,如果是大底盤(帶地下室)多塔樓結構,那么裙房與主樓抗震等級是否一致?兩層地下室的抗震等級應該一致還是分別取用?它們與主樓的抗震等級是否有關聯(lián)?再比如施工加載方式的選擇?PKPM有四種加載方式:提出一個問題?如果是長懸臂結構(比如懸挑10m),而且還有幾層懸挑(施工單位一般采用懸挑腳手架的施工方式)那么選擇符合施工方式的加載方式就很關鍵,若選擇錯誤那么按你的配筋施工后只要一拆模那么懸挑部分很有可能就會開裂甚至傾覆。此外,這四種加載方式的假定是什么?它的適用條件是什么?這四種加載方式對結構效應影響的趨勢是什么?再比如:柱計算時如何選擇單偏壓或雙偏壓?它與雙向地震時候是否有著必然聯(lián)系?如果柱計算選擇雙偏壓計算但進行雙偏壓驗算時發(fā)現(xiàn)竟然不能通過,那么為什么雙偏壓計算但雙偏壓驗算卻不過呢?是PKPM的漏洞還是另有隱情?帶地下室的結構在填寫“回填土對地下室約束相對剛度比”與“扣除地面以下幾層的回填土約束層數(shù)”的數(shù)字時如何將結構層與建筑層的對應關系搞清楚是關鍵!否則對地震力是否往下傳以及地下室在哪里嵌固有著直接影響,如果填錯了,可以想象到地下室的設計安全性問題。梁端負彎矩調幅系數(shù)、梁設計彎矩放大系數(shù)、梁活荷不利布置這三者之間有什么聯(lián)系?這幾個參數(shù)選擇的是否合理對梁的配筋影響太大,所以搞清楚三者之間的內在邏輯關系是正確填寫的前提。周期折減系數(shù):一般來說輸入此數(shù)值都會對整體計算及結構配筋產生影響,那么它影響的趨勢是什么?而有時候輸入此數(shù)值后對計算卻沒有任何影響呢?這又是為什么?中梁剛度放大系數(shù):有的填2,有的填1.8,有的填1.5,有的填1。反正五花八門,網上也有很多爭議,那么在實際設計中究竟應該填多少才符合實際情況呢?填大填小對整體計算的影響趨勢是什么?對梁的計算配筋與柱的配筋有多大影響?新規(guī)范編制小組對這點也提出了相應的修改意見,這也是汶川大地震之后一幕幕慘劇帶給我們的沉痛反思,盡管這樣的代價太過沉重??蛑мD換時轉換梁的剛度需要放大多少倍才能保證框支梁與上部剪力墻的協(xié)調變形?(因為PKPM在這里默認的是梁單元(框支梁)與殼單元(剪力墻),這兩者是不能進行有限元劃分來模擬邊界協(xié)調變形的,所以只能近似考慮)??傊?,SATWE參數(shù)涉及面非常廣,不僅要求對高規(guī)、抗規(guī)、荷規(guī)、混規(guī)非常熟悉,還要對PKPM很多的默認條件有深入的了解才能正確的填寫,正所謂“差之毫厘,失之千里”。鑒于篇幅,我們只能列舉其中一二,所有SATWE參數(shù)我們在面授課中會逐一講解,讓同學們對這些參數(shù)了然于心。結構整體計算正確與否與SATWE參數(shù)設置緊密相關,有時甚至是致命的。軟件的計算是由參數(shù)控制的,而參數(shù)的輸入是由人控制的,所以最終還是你的正確與否決定計算的正確性。把PKPM當成傻瓜軟件的人自己也是…..·特殊構件定義我們知道,結構類型紛繁復雜,結構構件在整個結構體系中的作用也不盡相同,因此實現(xiàn)你的結構思想有時就需要定義一些特殊構件。比如角柱是承受雙向地震力的重要構件,它與中柱、邊柱并不同,需要特殊定義;再比如此梁與主梁,次梁與剪力墻相連,什么時候定義鉸接什么時候定義剛接?計算完后如何在施工中通過構造保證?否則你的施工圖與你的計算模型就是矛盾的,這樣的錯誤有時是很嚴重的。什么時候梁可以調幅,什么時候梁不能調幅?如果不該調幅的時候你調幅了這對梁來說是很危險的。又比如計算框支梁(框支梁與普通框架梁不同,不僅受彎而且還受拉)時,如何在模型計算時讓框支梁產生拉力呢?而僅僅定義框支梁是不行的,這只對地震作用計算后的抗震措施起作用,對地震作用計算是否讓框支梁產生拉力是不起作用的!此外,何時進行剛度折減?何時進行扭矩折減?何時調整抗震等級?又何時設置特殊支撐以及特殊墻?諸如此類的這些問題是幫助實現(xiàn)我們結構設計思想的有力武器,但“水能載舟,亦能覆舟”,如果對這些特殊構件的理解不夠深入的話,很可能是南轅北轍,本末倒置。建議如果不是很熟的話不要隨便在正式的施工圖設計時使用,如果要用需要有高手的指導。·按高層技術規(guī)范進行計算分析(重點是對周期比、位移比、剛度比、層間受剪承載力比、剛重比、剪重比、框架柱地震傾覆彎矩百分比等整體信息進行分析)(課程十一大核心之七)我們知道建筑物是建造于地基之上的,如何保證它在風荷載作用、地震作用下的整體穩(wěn)定是宏觀層面的問題,它不同于結構構件設計,那是微觀層面的問題。從本質上說建筑物是一個懸臂構件(只不過大一點而已),那么一個懸臂構件如何抵御風荷載、水平地震作用等橫向作用呢?“樹欲靜而風不止”,一棵樹如果它不是樹莖粗壯,那么大風一吹就會折斷,這也是為什么結構設計中整體剛度很重要的原因。那么整體剛度多大算合理?最少需要多少才滿足基本要求呢?它與整個建筑的質量有什么關系?此外這個樹如果不是扎根地下,就算是“春風拂柳”它也會應聲倒地的,這也是為什么結構設計中防止傾覆而基礎需要有埋深的原因!那么不同的基礎形式是不是埋深都一樣呢?它與建筑物的高度有什么聯(lián)系呢?再比如:如果樹莖有的地方太粗有的地方太細,那么大風一吹,整個樹就會從細的部位折斷。同樣,結構設計中上下層之間的相對剛度不能太大,否則也會形成薄弱層。那么它們之間的比值取多大才能避免這種情況呢?試想想如果一棵樹枝繁葉茂,而樹干細長,那么它肯定會失穩(wěn)倒塌(注意:這與傾覆是兩回事),這也是為什么需要設定剛重比的原因!那么滿足何值才能保證整體穩(wěn)定,才能不考慮重力二階效應呢?“舞狂風蝶時過樹”,如果整個建筑也這樣恐怕沒有人敢住了,那么我們如何限制建筑的位移與它的扭轉呢?那么位移比與周期比就應運而生了,那么這兩個比值與整個建筑的結構布置有什么樣的內在聯(lián)系?規(guī)范中又是如何限定?我們只是簡單地引出了這幾個比值,那么這幾個比值它的衡量指標到底是什么?它們在保證結構整體穩(wěn)定中各自扮演著怎樣的角色?它們相互之間的內在聯(lián)系又是什么?是不是滿足了這幾個指標就一定能保證結構的整體穩(wěn)定性呢?·對整體信息中超規(guī)范限值部分及結構構件計算超筋信息進行合理的調整(課程十一大核心之八)PKPM是傻瓜式操作,即使你輸錯了,它也能算得挺歡,就看你會不會正確判斷了!所以PKPM是受人控制的,歸根結底是由你的結構概念與結構思想控制。這就好比一名神探他看到的是案發(fā)現(xiàn)場,他需要從結果推斷案發(fā)經過,當然斷案手段可以多種多樣,但求證是最基本的精神。這與我們從PKPM的計算結果中找出錯誤原因有異曲同工之妙。我們經常要分析為什么會這樣,產生這個錯誤的原因是什么。那么PKPM的計算結果中有哪些比較重要的超限錯誤呢?1.整體超限錯誤:1)周期比超限:這里首先要判斷第一平動周期與第一扭轉周期,是不是只要是第一個平動系數(shù)最大的平動周期就是第一平動周期呢?答案是否定的。那么怎樣才能準確判斷第一平動周期呢?它與SATWE參數(shù)設置有著怎樣的關聯(lián)?其次是超限了又該怎么辦?一般的設計師總是喜歡加大截面或者是增加抗側力構件,這些手段可能有些時候的確有用,但并不是最好的辦法,而且這種方法對工程造價的影響很大。最佳的方法是從整體結構布置以及相對強弱的關系入手也就是側向剛度與扭轉剛度的相對關系,它的目的是使抗側力構件的平面布置更有效更合理,也就是說,周期比不是要求結構足夠結實,而是要求結構承載布局合理。那么不同的結構體系中怎么樣的相對關系才算是合理呢?在實際設計中我們又該如何把握呢?2)位移比超限:在抗規(guī)與高規(guī)的條文中我們知道位移比是控制結構平面不規(guī)則的重要指標。首先,計算位移比時是否考慮偶然偏心?是否考慮雙向地震?還有沒有其它的計算假定?是不是所有工況下位移比超限都需要調整呢?其次是如何調整,新手往往不知道如何下手,有一到兩年工作經驗的人可能知道找到位移最大點去加大截面,但這也是最初級的階段,往往可能越加越亂最后自己也不知道怎么下手了!那么有沒有更多更高級一點的組合拳來解決這個問題呢?方法有很多,但只有手把手教才可能讓同學們理解并掌握這些方法。3)層間剛度比、層間受剪承載力之比:這兩者都是與薄弱層的判斷有關。前者僅與抗側力構件的截面尺寸有關,后者還與構件材料性質以及截面配筋有關系。我們知道,PKPM提供了三種剛度選擇模式:剪切剛度、彎剪剛度、地震力與層間位移比,那么不同的結構類型分別用哪種剛度計算?如何用它們來判斷地下室的嵌固端在哪里?如果這兩個比值不滿足我們又該如何調整與應對呢?4)剛重比:前面已經提及這里就不再贅述。5)剪重比:為什么要規(guī)定此條?因為在長周期作用下,地震影響系數(shù)下降較快,由此計算出的水平地震下的結構效應可能太小,而對于長周期結構,地震動態(tài)作用下的地面加速度與位移可能對結構具有更大的破壞作用,但振型分解法尚無法對此做出較準確的計算,出于安全考慮規(guī)定了各樓層水平地震剪力的最小值。當這個比值不滿足規(guī)范但差的不是太多的話有沒有特別簡單的方法讓它計算通過呢?當然如果差太多,就需要考慮調整結構布置了。6)框架柱地震傾覆彎矩百分比:在框剪結構中一般都會讓框架柱的抗震等級盡量同框架結構中框架柱的抗震等級,否則框架柱的抗震等級提高后一系列的構造措施也相應提高,經濟上很不合算。因此將框架柱地震傾覆彎矩百分比控制在50%以下就是非常關鍵的技能。有的同學就說將剪力墻加多一點不就行了,這是不得已最后的辦法,不要輕易地動用,這會增加整個工程造價。那么有沒有更好的辦法來解決這個問題呢?2.局部超限錯誤:1)連梁超限:在框剪或純剪結構中,我們經常面對連梁的超限,而且很難調整。首先,你要了解連梁的破壞機理與在結構體系中所起的作用,這樣才能在設計的時候知道哪個部位我一定要加強,哪個部位即使不滿足我也可以放松,真正做到心中有數(shù)。其次,你要知道哪些因素是導致連梁超限的原因,哪些是主要因素,哪些是次要因素,只有知道了這些才能有目的地進行調整。一般的做法是減小連梁高度,但有時這種方法調到極限也無法通過。那么只有搞清楚它與周圍墻肢的相互關系(這是局部的),與整體結構之間的關系(這是整體的)這樣才能一劍封喉。那么這些關系如何才能判斷呢?最后,當你對局部進行調整了也不能計算通過而且由于建筑條件的限制導致無法對整體結構布置進行調整時,這時候還有沒有辦法進行連梁設計呢?設計的時候應該怎樣考慮彎矩與剪力,它對周圍的墻肢配筋又有何影響?2)墻肢超限:墻肢超限有兩種情況,一種是配筋超限,另一種是穩(wěn)定超限。墻肢配筋超限:墻肢配筋超限與連梁超限很類似,也分局部與整體結構之間的關系,所以當局部調整不奏效的時候,要考慮整體結構布置調整,這是一個復雜的過程,需要我們給你專門設計的案例才能掌握一些基本技能與把握局部與整體的感覺。墻肢穩(wěn)定超限:高層結構中墻肢的穩(wěn)定性很重要,那么它超限與哪些因素有關呢?一般來講,墻肢穩(wěn)定超限主要出現(xiàn)在地下室與底部層高較高的幾層。我們不能一看見墻肢穩(wěn)定超限就急著去加厚墻厚,雖然這種方法很有效,這只能放在你所有方法都用盡的前提下才能考慮。那么還有什么方法能有效的解決墻肢穩(wěn)定超限的問題呢?首先你要判斷它為什么超限,是哪一部分超限?此外,計算模型是對實際情況的一種簡化,你要判斷它是否與實際相符。有了這些基本的判斷后才能正確采用一些技巧來解決墻肢穩(wěn)定超限的問題。這些技巧有沒有一個最基本的原則指引呢?答案是肯定的,這也是我們面授課中要重點闡述的。·整體計算結果合理性的判斷(課程十一大核心之九)當我們掌握了控制整體性指標的基本技巧之后,規(guī)范上的指標也都能滿足,那么有關整體計算結果是否值得信任呢?比如如何判斷振型曲線是否合理?如何通過位移曲線判斷整體結構布置的合理性?如何通過樓層剪力曲線判斷樓層之間的相對強弱關系?諸如此類的問題就不在此一一贅述??傊?,最后的計算結果對于設計者而言它是無聲的語言,它靜靜地呆在那里,等著你去發(fā)掘。如果我們忽視了它的存在,就可能以為幾個比值過關了就高枕無憂,這是特別危險的。特別是對高層結構而言尤其顯得重要。要透過現(xiàn)象看本質,許多看似不相關的事情其實相互之間是有關聯(lián)的。那么如何通過表象來判斷整體計算結果的合理性呢?它們之間有著怎樣的關聯(lián)?這些關聯(lián)是偶然還是必然呢?·局部構件計算結果合理性的判斷(課程十一大核心之十)局部構件包括板、梁、柱、墻、梯板,如果因為部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力,這也是結構設計時要盡力避免的。正所謂“千里之堤毀于蟻穴”。美國的911事件就是因為上部的一根鋼柱火燒失穩(wěn)后導致本層失去了重力荷載的承載能力,然后這層連同上部幾層就像一個質量很大的剛體自由落體砸到下層,可憐的下層怎么能承受如此飛來橫禍,就這樣一層一層的都被擊穿,正如大家從電視畫面中看到的那樣。由此可見結構構件設計的重要性。那么在結構構件設計時哪些是我們必須保證的,哪些是可以放松的?首先,我們應該從結構抗震的基本思想入手。是否符合強柱弱梁、強剪弱彎等抗震要求是判別結構構件計算結果是否合理的有效手段之一。其次,是否符合你的結構設計意圖也是判別結構構件計算結果是否合理的有效手段。比如:你的設計意圖是以A梁為支座支撐B梁,而結果顯示卻是正好相反,那么你就要分析原因或者修改設計。再次,是否符合力的傳遞途徑是判別結構構件計算結果是否合理的重要手段。比如:3x6m的板跨,正常的板配筋結果應該是短向鋼筋大,長向鋼筋小,如果出現(xiàn)相反的計算結果就要分析原因。最后,要盡量使計算配筋在經濟性配筋的范圍內。在設計行業(yè)競爭日益激烈的今天,每平米含鋼量及混凝土立方量是決定你的職業(yè)生涯是否一馬平川的重要指標。這在結構方案進行擴大初步設計的時候我們會在這方面做出詳細的闡述??傊?,軟件是為人服務的,我們不能完全相信它的計算結果,其實PKPM有很多暗箱操作,也就是默認條件,當不符合它的默認條件時往往出現(xiàn)很多不合理的結果,所以需要有人為的判斷與分析,這也是結構設計中很重要的能力。如果盲從它的計算結果,你不是死的很難看,就是被人嘲笑沒有設計經驗?!Y構方案進行擴大初步設計(課程十一大核心之十一)擴大初步設計是對整體結構的安全性及可行性的全面闡述,是審圖辦判斷你這個項目是否可行的依據(jù)。文字性部分:首先,在這里要說明設計的主要依據(jù)與資料,對工程概況及地質條件的基本描述,其次要交代風荷載、地震作用及恒載、活載的取值,再說明結構體系及抗震措施,并且用圖表等形式列出結構整體計算分析結果,最后,說明基礎形式及埋深等。圖紙部分:擴大初步設計與正式施工圖的最大區(qū)別是無須細化,比如初步設計只需要結構布置圖(如果有地下室那么還需要地下室頂板及底板的結構布置圖)及梁、柱、墻等截面尺寸但不需要配筋,并且節(jié)點大樣圖也不需要,此外,還需要基礎圖。圖紙的設計深度詳見。但可以看出初步設計的重點是從宏觀層面的指標來反映結構整體安全性問題,如:結構體系、結構布置、基礎形式、整體計算結果等,它并不關心結構細部的做法,這是設計院內部自己解決的問題,并不會涉及整體安全性。經濟性部
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