PKPM_SATWE计算剪力墙连梁应用问题分析

建筑技术研究

2012年第5期总第183期

doi :10.3969/j.issn.1673-1093.2012.05.016

PKPM-SATWE 计算剪力墙连梁应用问题分析

陈守章,宋中法

(菏泽市规划建筑设计研究院,山东菏泽

274000)

现PKPM 已成为结构设计人员的主要设计计算软件。PKPM-SATWE 在剪力墙连梁设计计算中,采用不同的建模输入方摘要:

式,其计算结果有一定差异;部分设计人员未深刻理解规范对剪力墙连梁刚度折减系数规定的意义,在设计计算时现多数设计未考虑现浇板对剪力墙连梁刚度的贡献,对剪力墙连梁直接赋予0.5~1.0刚度折减系数,从数值表面看未超规范规定,但使实际连梁刚度折减过多,不满足规范要求。针对这两个问题进行了讨论与分析。连梁;刚度;刚度折减系数;刚度增大系数关键词:

中图分类号:TU398+.2文献标志码:A 文章编号:1673-1093(2012)05-0070-02

0引言

剪力墙连梁主要由于刚度较大,在剪力墙承受水平荷载时,使梁端产生较大弯矩及剪力,虽通过连梁刚度折减及内力调整,仍出现超限或超筋现象。关于连梁设计,规范已给出了一些具体规定及措施,连梁设计的研究成果及文章也有一些,也提出了一些设计建议,如调整结构布置、调整内

增大连梁跨度、提高砼强度等。力、

现结构设计常用的软件有PKPM 、广厦结构、TBSA 、STRAT 、MIDAS 、ETABS 、SAP2000等结构计算软件。除部分设计单位采用广厦结构设计软件外,现大多设计单位以PKPM 结构设计软件

TBSA 、STRAT 、MIDAS 、ETABS 、SAP2000等为主,

作为辅助设计软件。针对结构设计软件PKPM-SATWE 计算剪力墙连梁遇到的问题进行如下讨论与分析。

1当前连梁设计计算存在的问题

(1)现设计人员一般只是熟悉设计软件的应用,而对结构设计软件的编制并不清楚。在PKPM 结构建模输入时,剪力墙连梁可采用建立节点输入方式,也可采用洞口输入方式。但通过设计计算分析比较,采用不同的建模输入方式,其位移计算结果有一定的差异。当用剪力墙连梁采用节点输入方式时其位移计算结果一般大于按洞口输入方式的计算结果。

(2)连梁刚度折减系数的确定。《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2002及JGJ3—2010均规定,剪力墙间连梁,跨高比小于5的应按连梁的有关规定设计,跨高比不小于5的宜按框架梁设计。

《高规》JGJ 3—20105.2.2条规定,高层建筑结构地

震作用效应计算时,可对剪力墙连梁刚度予以折减,折减系数不宜小于0.5。考虑现浇板对梁刚度的作用,《混凝土结构设计规范》GB50010—2015.2.4条规定,对现浇楼盖和装配整体式楼盖,宜考

《高层虑楼板作为翼缘对梁刚度和承载力的影响。

建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010及JGJ 3—20025.2.2条规定,根据翼缘情况取1.3~2.0的增大系数对梁刚度进行放大。

关于对剪力墙连梁刚度的折减,一般主要是由于剪力墙连梁线刚度较大,地震作用效应下计算分析其剪力不满足截面限制条件要求,采取对剪力墙连梁刚度折减的措施,减小地震作用效应下的连梁剪力,以满足规范要求,是针对结构而言

主要是当梁以矩形的调整。对于梁刚度增大系数,

截面为基础计算梁刚度时,考虑现浇板对梁刚度的贡献,根据梁翼缘情况给梁一刚度增大系数,是针对结构构件的调整。

08版及10版PKPM-SATWE 对剪力墙连梁刚度均可赋予0.5~1.0的折减系数;08版PKPM-对梁刚度可SATWE 考虑现浇板对梁刚度的作用,

赋予1.0~2.0的增大系数。10版PKPM-SATWE 除可按对梁可赋予1.0~2.0的刚度增大系数外,还可按《混凝土结构设计规范》GB50010—2015.2.4条规定考虑楼板作为翼缘对梁刚度的影响。PKPM-SATWE 中连梁折减系数及梁刚度增大系数均为相对于矩形截面刚度的调整。在PKPM 中当剪力墙连梁按节点输入方式时,连梁折减刚度系数可在SATWE 特殊构件定义中对某个连梁刚度

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单独进行修改,而连梁按洞口输入方式时则不可修改,只可按SATWE 中输入的刚度折减系数采用。

当剪力墙连梁截面高度较大时,现浇板对梁刚度的贡献所占梁总刚度的比例较小,特别是仅单侧有现浇板且板跨度较小时(如电梯门洞口) ,现浇板对梁刚度的贡献可以忽略不计。反之,当剪力墙连梁截面高度较小,现浇板对梁刚度的贡献所梁占总刚度的比例则较大,该剪力墙连梁实际刚度相对于矩形截面梁刚度大的多,此类连梁再按矩形截面梁刚度进行折减,相对于其他刚度放大后的梁,则刚度折减较多,当刚度折减系数取值较低时可能会不满足规范的相关规定。由施工图审查看,多数设计人员为便于连梁计算通过,对连梁直接采0.5或接近0.5的折减系数,部分连梁就会出现不满足规范规定。如:200×400的剪力墙连梁,两侧有现浇板,当跨度不大于2.0m 时程序默认连梁,跨度大于2.0m 时程序认定为框架梁。如在SATWE 中输入连梁刚度折减系数为0.5,中梁刚度增大系数为2.0,其连梁与框架梁的刚度调整系数分别为0.5与2.0。如按《混凝土结构设计规范》GB50010—2015.2.4条规定考虑楼板作为翼缘对梁刚度的影响,其框架梁的刚度增大系数会更大。剪力墙连梁实际刚度折减太多,与规范规定差异较大。

范要求,可按洞口输入方式进行结构计算。

(2)连梁刚度折减系数的应用。结合建模输入方式,剪力墙连梁刚度折减系数不宜直接折减太多,考虑现浇板对梁刚度贡献,建议先取不小于1.0的系数,根据计算结果,再到SATWE 特殊构件定义中对某些连梁刚度进行调整,对计算符合规范要求的连梁不再调整。

(3)对SATWE 结果的分析。按规范规定,在正常作用下,剪力墙连梁刚度不折减,且应处于弹性阶段,在设计地震效应作用下,剪力墙连梁可以出现塑性铰,即可对剪力墙连梁刚度进行折减,折减大小应满足规范要求。对计算不满足规范要求的剪力墙连梁,应分析清楚其原因,再对结构模型进行调整计算。

3剪力墙连梁设计计算建议

(1)剪力墙连梁设计应从剪力墙结构布置着手,应遵循剪力墙设计的基本原则,剪力墙布置应

内部剪力均匀对齐,不宜太零碎。除强化边部外,

墙墙肢长度及连梁跨度不宜相差太大。

(2)正确分析、应用计算结果。计算结果与结构受力条件一致,否则应查清原因,不应只满足计算结果中没有红字即可。

(3)建议PKPM CAD 工程部对SATWE 设计程序进行修改调整,解决剪力墙连梁按不同输入方式,计算结果不一致的问题;对按洞口方式输入形成的墙连梁连梁,可以对个别剪力墙连梁在SATWE 特殊构件定义中进行刚度系数的调整。

参考文献:

[1]GB50010—2010, 混凝土结构设计规范[S].[2]GB50011—2010, 建筑抗震设计规范[S].[3]JGJ3—2010, 高层建筑混凝土结构技术规程[S].[4]JGJ3—2002, 高层建筑混凝土结构技术规程[S].作者简介:陈守章,现就职于菏泽市规划建筑设计研究院。

2当前使用PKPM-SATWE 应注意的问题

结合当前剪力墙连梁设计计算存在的问题,

在使用PKPM-SATWE 进行剪力墙连梁结构计算时应注意以下问题:

(1)PKPM结构建模时连梁的输入方法选择。对剪力墙连梁应采用统一输入方式或内、外分别采用不同的输入方式进行结构建模,以便于对计算结果的正确分析、应用。建议:内部较强的剪力墙连梁,可按洞口输入方式;内部一般剪力墙连梁按节点方式输入;当外围一般剪力墙连梁按节点方式输入,其计算位移比不能满足规范要求时,可改用洞口输入方式试算,如计算位移比能满足规(上接第45页) 运营成本……

以上种种新技术新材料的大量应用,使本项目在耐用性、舒适性、环保性等层面有了全面的提升,更加吻合其特殊的市场针对性和品质的前瞻性。

10结语

远洋博堡项目已经进入紧张的施工阶段,预计一期33幢别墅将于2012年上半年竣工。现场已落成的样板段建筑虽然只有寥寥数栋露出真

容,但足以体现出开发商的雄心和预期。设计阶段经历的反复和纠结,在建设毫无停滞的快速推进中,逐渐化作喜悦和兴奋,开发商、审批部门和建筑师也将从评判的主体中慢慢消退,将接力棒传给更为挑剔的市场。一进一退之间,充满了期待。

作者简介:杨孟春(1976),中级职称,建筑学硕士,现就职于上海中森建筑与工程设计顾问有限公司,建筑二部副经理,主任建筑师。

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