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高层钢结构的受力分析合理性考虑

发布者: 发布时间:2018/4/27 11:46:47 阅读:次 【字体:

1.平面框架:限多层以下及平面规则时可选PK(建研院),PESCAD(机械院)等,这些设计软件是采用切榀二维平面框架计算的,有静动力分析和最不利内力组合。

2.平面排架:限单层工业厂房有多台吊车,可选用PK(建研院),BENT(机械院)等程序,这些程序有多台吊车的最不利组合,多跨地震力计算,以及斜腹杆,平腹杆柱的内力组合与配筋计算。

3.网架:国内应用较多较好的网架计算程序和带有CAD绘图的软件有:MSTCAD(浙江大学)、MSGS(建研院)、海军工程局等编制的网架程序。

4.地基:国内应用较多较好的软件有,理正地基设计软件,建研院地基所的MFD软件,建研院结构所的TBSA―F软件等。选用时应注意文克尔、弹性半空间和分层地基的计算模型,应注意有无地基沉降量计算的功能,选择既要适用又要合理的地基软件。

5.高层:国内可选用的软件较多,有薄壁杆型的TBSA(建研院)、TAT(建研院)、适用于平面较规则且剪力墙较细长的结构。有连续体有限元型的SSW(广东院),有模元f.边柱边梁型的TUS(清华大学),有板壳元模型的SAP84(北京大学)、SATWE(建研院)、TBSAP(建研院)等,板壳元模型的软件应用于非规则的复杂的高层建筑。从高层钢结构的受力分析的合理性考虑,板壳元模型优于薄壁杆型的模型。

6.平面交叉梁、连续梁、楼板:可选用PKPM(建研院)软件,选用理正设计工具箱(理正设计软件所)等。

7.钢结构:多层与高层钢结构可选用MTS(同济大学)、TAT(建研院)等。复杂钢结构可选用SAP84(北京大学)、MAS(农机院)、PDSOFT(中科辅龙公司)等。工业厂房钢结构可选用PS2000(冶研院)、STS(建研院)、3D3S(同济大学)等。钢结构设计软件的选用应多从CAD绘图方面的功能优越性考虑。

8.复杂钢结构应采用不少于两个不同力学模型的程序进行分析,并对其计算结果作正确性校核:

1)柱、墙计算轴力Ni基本符合柱、墙受荷面积Ai的近似重力:Ni=q?Ai

框架结构:q=12~14kN/m2框剪结构:q=13~15kN/m2剪力墙结构:q=14~16kN/m2

2)自振周期范围:框架结构:T1=(0.10~0.15)n

框剪结构:T1=(0.06~0.12)n

剪力墙结构:T1=(0.04~0.06)n

各自振周期的相互关系:T2=(1/3~l/5)T1

T3=(1/5~l/7)T1

n是钢结构计算的总层数

3)振型曲线的合理:T1振型无零点;T2振型在(0.7~0.8)H处有一个零点;T3振型在(0.4~0.5)H及(0.8~0.9)H处各有两个零点。H为结构计算的总高度。

4)合理的地震力:结构布置都较正常的结构,其底部剪力大致在下述范围内:

V0=(0.015~0.03)G(7°Ⅱ类场地土)

V[SUB]0[/SUB=(0.03~0.06)G(8°Ⅱ类场地土)

V[SUB]0[/SUB=(0.09~0.13)G(9°Ⅱ类场地土)

V0为结构底部剪力,G为结构总重量。

5)内外力平衡静力作用下:∑Ni=G

风力作用下:∑Vi=∑P

Ni为底层柱、墙在静力作用下的轴向力

Vi为底层柱、墙在风载作用下的剪力

∑P为作用于结构上的全部风载

地震力不能校核平衡,因为各振型内力经SRSS和CQC组合后,不再等于总地震水平作用力。

6)对称性对称结构在对称外力作用下,其对称点的内力与位移必须是对称的。

7)渐变性竖向刚度,质量变化较均匀的结构,在较均匀变化的外力作用下,其内力、位移等计算结果自上而下地均匀变化,不应有大正大负,大出大进的突变现象。

8)截面设计的合理性设计较正常的结构,一般而言不应有太多的超限截面,基本规律为:柱、墙的轴向设计值绝大部分为压力;柱、墙大部分为构造配筋;除个别墙段外,大部分剪力墙符合截面抗剪要求;梁截面绝大部分满足抗剪及抗扭要求。

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