PK主要应用于平面杆系二维结构计算和接力二维计算的框架、连续梁、排架的施工图设计。
1、PK模块本身提供一个平面杆系的结构计算软件。接力计算结果,可完成钢筋混凝土框架、排架、连续梁的施工图辅助设计。
2、平面杆系的框架、排架或连续梁的结构计算和施工图设计,由“PK二维设计”的菜单入口完成。
操作主要分为两个步骤:一是模型输入和计算;二是施工图设计。
计算模型输入菜单还包含对该模型的数据检查,并生成该结构的几何尺寸、荷载计算简图等功能。可在交互建模功能与“结构计算”及“计算结果查询”之间随时切换,便于用户对模型进行反复校核。
在“混凝土PK二维设计”模块中,可以完成一般平面杆系结构的计算和钢筋混凝土杆件的荷载效应组合、配筋计算等。
该菜单生成结构计算结果文件和描述计算结果的各种后处理简图。
4、对框架、排架、连续梁等,首先要由交互输入和计算部分完成结构建模和结构计算。然后对于施工图的设计再操作不同的菜单来完成,对应于“绘施工图”中的不同选项。
框架梁柱整体画图时应选择【框架绘图】;对框架的梁柱分开、分别画图时应执行【梁施工图】和【柱施工图】;按梁柱表画图方式时应执行【梁表施工图】和【柱表施工图】。另有【排架柱绘图】、【连续梁绘图】和【框架模板图】完成相应的操作。
5、用“PMCAD形成PK文件”可生成任一轴线框架或任一连续梁结构的结构计算数据文件,从而省略人工准备框架计算数据的大量工作,PMCAD生成的数据文件后面还包含部分绘图数据,主要有柱对轴线的偏心、柱轴线号、框架梁上的次梁布置信息和连续梁的支座状况信息。因此用这种方式具有较高效率的数据自动传递,用户操作会大大简化。
PMCAD可一次生成多组连续梁的数据文件,这多组梁可一次计算完成并自动布放在一张施工图上。
6、砌体结构设计软件QITI中可生成底框上砖房结构中底层框架的计算数据文件,该文件中包含上部各层砖房传来的恒活荷载和整栋结构抗震分析后传递分配到该底框的水平地震力和垂直地震力。由PK再接力完成该底框的结构计算和绘图。
7、框架某一侧通过铰接梁连接排架柱且计算吊车荷载(框排架)时,结构计算完后,需分别补充框架绘图数据信息和排架绘图数据信息,分别用框架画图和排架柱绘图菜单来作出框架部分和排架柱的施工图。
第一章PK数据交互输入和计算
第一节概述
点取Windows桌面上的PKPM图标,在PKPM主界面上,点“PK二维设计”菜单,工作前需要设定工作目录。如下图所示。
这里用人机交互方式或数据文本文件方式生成一个平面杆系的结构模型。
如果是从“PMCAD形成PK文件”生成的框架、连续梁或底框的数据文件,或以前用手工填写的结构计算数据文件,则可在这里选择【打开已有数据文件】。进入后用户可用人机交互方式进行修改并计算。
如果从零开始建立一个框、排架或连梁结构模型,则应点取【新建文件】进入。用户可用鼠标或键盘,采用和PMCAD平面轴线定位相同的方式,在屏幕上勾画框架立面图。框架立面可由各种长短、各种方向的直线组成,再在立面网格上布置柱、梁构件,和恒、活、风荷载。
人机交互建模后仍生成一个工程名.SJ的文本文件,对文本文件熟悉的用户也可修改该文件后再用【打开已有数据文件】方式进入本菜单。
建模输入完成后程序可自动对模型进行检查,发现问题后提示用户,并可生成框架立面、恒载、活载、风载的各种布置简图。
选定工程进行“PK二维设计”后有如下选项:
如选择【新建文件】,则需输入要建立的新交互式文件的名称***.JH,程序自动生成后缀名.JH。
如选择【打开已有交互文件】,则弹出一个对话框,用户直接选择已有的交互式文件,文件名称为(*.JH)。
如选择【打开已有数据文件】,则弹出一个对话框,
用户点击【文件类型】项,则显示出四种文件类型:
1、【*.SJ】:
(a)由对文本文件格式熟悉的用户,手工编辑的文本文件即工程名.SJ,用数据文件方式进入本菜单时选择此项;
(b)人机交互建模后仍生成一个工程名.SJ的文本文件,用户修改了该文件后再用数据文件方式进入本菜单时选择此项。
2、【PK-*】:由空间建模形成的平面框架文件时选择此项。
3、【LL-*】:由空间建模形成的连续梁文件时选择此项。
4、【*.*】:显示所有文件。
如该工程为以前输入的旧文件,或是前面选择2、3读入的结构数据文本文件,则在屏幕上显示出该工程的立面简图;如为新工程,则屏幕为空。
V3.1版本采用集成的Ribbon界面风格,将相应模块的模型输入、优化设计、结构计算、施工图设计集成在一起,菜单功能更加清晰。设计界面如下图:
所有的功能菜单都展现在屏幕顶部,菜单按照功能作用组织。每个功能项下又包含了多个功能分区,分别完成相应的实现。用户在使用时,通过切换屏幕顶部的功能项,配合各功能分区的具体功能,一起实现结构设计。
集成化的二维设计界面
二维建模、分析的基本过程为:
PK交互输入与优化计算操作流程
对于新建工程,用户基本上应按上述过程操作,没有或不需要的项(如[补充数据])可以跳过。对于已有工程,用户可以根据需要,直接进入某项操作。程序输入的尺寸单位全部为毫米(mm)。
第二节网格生成与快速建模
一、门式刚架快速建模
(一)网格输入
对话框如下图。
基本形式有两种,双坡和单坡,由这两种基本形式可以组合成任何形式的门式刚架。也可以在这里输入刚架的大致轮廓,结合“分割线段”和坐标输入方式,生成刚架模型。在分段处,程序会自动增加节点。
操作方法:
输入总跨数;
输入当前跨号;
选择单跨形式;
输入当前跨跨度;
确定当前跨是否对称;
依次输入当前跨参数,对称时只需输左边跨;
分段数:该坡存在不同截面的段数,若无,则填1;
分段方式:等分或不等分;
分段比:每一分段的长度之比(数据间用空格分隔);
例如:24米等分为3等份:分段数=3;分段方式为“等分”;
分段比可输入:800080008000或888或111。
24米分为长度为12米,8米,4米的三段,分段数=3;分段方式为“不等分”;
分段比可输入:1200080004000或1284或321。
对常见的门式刚架结构,软件提供快速建模的方式,通过交互的参数设置,快速生成相应的网格线。如:
(1)双坡多跨刚架:可以通过点取“双坡多跨刚架”快速生成网格线。
(2)带女儿墙的门式刚架:通过点取“女儿墙柱”,设置左、右边女儿墙柱信息。
(3)带夹层的门式刚架:可以为每跨单独指定夹层的信息。首先选中“带夹层”,然后点击“夹层参数设置”按钮,完成夹层信息设置。
(4)带抗风柱的端跨刚架:可以为每跨单独指定抗风柱的信息。首先选中“设抗风柱”,然后点击“抗风柱参数设置”按钮,设置抗风柱信息。
(5)带天窗架的刚架:可以为每跨单独指定天窗架的信息。首先选中“设天窗架”,然后点击“天窗架参数设置”按钮,设置天窗架信息。
(6)快速建模增加复制功能
即选中“复制已有跨信息”选项,可以在快速建模阶段将已有跨的建模信息复制到当前跨。提高多跨刚架建模速度。
(二)自动布置构件截面和荷载
根据门式刚架这种特殊结构形式,程序能够自动为所建模型生成杆件截面与铰接信息,并根据输入的荷载信息,自动生成屋面的恒、活、风荷载。
受荷宽度为所计算榀在垂直刚架方向(纵向)承受恒、活、风荷载宽度,对于中间榀一般为纵向柱距,端榀一般为端榀与第二榀间距离的一半。
对于轻型门式刚架斜梁,可以设置所有斜梁平面外计算长度。
如果有夹层,可单独设置夹层梁上的荷载;夹层梁的平面外计算长度需要在模型生成后人工修改。
二、钢桁架快速建模
基本形式有四种,分别如图所示。可以形成桁架结构的外轮廓和腹杆。网点输入方法如下。
u上下弦杆节点
上下弦杆的节点可以通过输入分段来输入。在分段处,程序会自动增加节点。
u腹杆布置
腹杆的连接方式可以由程序自动生成,也可以由用户自由连接,可以用“两点直线”来实现。
u腹杆的再分
腹杆的再分可以用“分割线段”输入分段节点。用“两点直线”来连接。
选择结构类型;
确定是否对称;
输入跨度等参数,对称时只需输左边跨;
下弦参数是指整个下弦杆的分段参数。
分段数据的输入同上节门式刚架的输入方法。
三、钢框架快速建模
对话框如右图。
依次输入跨度和层高参数,单位为mm。
增加:增加一跨或一层;
插入:在当前跨或当前层前插入一跨或一层;
修改:修改当前跨或当前层的数据:
删除:删除当前跨或当前层的数据:
初始化:清除已有数据,准备输入。
四、分割线段
可用于把一根网格线(两个节点之间的线段)分割成若干分段,在分段处自动增加节点,是一个快速建模和节点输入方式建模的补充工具。
按照程序提示,首先输入网格线的分段数,再输入分段比,简单的输入“0”表示等分。
第三节截面定义与杆件布置
进行柱、梁杆件布置之前,首先要对柱、梁杆件的截面进行定义,进入[柱布置]或[梁布置]菜单项内的[截面定义],即可分别定义柱、梁杆件的截面。
一、截面定义
点取[截面定义]菜单,弹出截面定义对话框如下图所示:
删除:从标准截面定义列表中选择一个截面,点取“删除”按扭,可以删除该标准截面,标准截面总数减少1,同时从模型中删除该截面的布置。
修改截面参数:从标准截面定义列表中选择一个截面,点取“修改截面参数”按扭,可以修改当前类型的截面参数,标准截面总数不变,同时在模型中布置的该截面被修改为当前截面。用于修改某一标准截面。
复制:从标准截面定义列表中选择一个截面,点取“复制”按扭,可以拷贝被选择截面的数据,修改标准截面,确认后,该截面可以增加到标准截面定义列表最后。标准截面总数增加1。用于快速输入参数基本相同的截面。
修改截面类型:从标准截面定义列表中选择一个截面,点取“修改截面类型”按扭,弹出截面形式选择对话框,用户可以重新选择截面类型,输入必要的参数,确定后,标准截面总数不变,同时在模型中布置的该截面被修改为当前截面。用于替换某一标准截面。
存入用户截面库:用于将所有显示在标准截面定义列表中的标准截面数据存入用户自己定义的标准截面库文件中,该文件的名称由用户自己定义,以文本文件的形式存储在指定位置(程序默认在当前工作目录中)。
选择截面库:有“系统截面库”和“用户截面库”两个选项。系统截面库是由程序自带的标准型钢库,不能进行修改;用户截面库是由用户自己定义的,可以将自己常用的一些截面存入用户截面库,在不同的工程中使用,不必要多次重复定义。使用用户截面库时,只需要从截面库列表中选择即可。
二、杆件布置
梁、柱布置必须是在已建网格线基础上布置杆件。梁、柱杆件布置的方式是:在梁或柱截面定义完成以后,点取[梁布置](或[柱布置]),弹出截面定义对话框,选取需要布置的已定义好的截面类型,按〈确定〉,再点取需要布置该杆件的网格线,即可在所选定的网格线上布置所定义截面类型的梁(或柱)。
杆件当作柱输入和当作梁输入,其内力计算结果是一样的。应力验算时,区别在于:当作柱输入时,砼构件在配筋时当作偏拉偏压杆件,钢结构按《钢结构设计规范》计算时,当压弯构件做强度和稳定性计算,强度验算时验算两端截面。当作梁杆件输入时,砼构件配筋按受弯构件计算,钢结构按《钢结构设计规范》计算时,按纯弯构件做上下翼缘的正应力和剪应力计算和挠度计算,应力分别验算跨中13个截面。
柱构件定义为抗风柱以后,抗风柱上作用风荷载,左风表示山墙风压力,右风表示山墙风吸力,垂直于刚架面作用,平面内风荷载作用计算时不考虑抗风柱上作用的风荷载。
钢桁架中,一般都是轴心受力杆件,所有构件应当作两端铰接的柱输入。
门式刚架设计中,在梁布置菜单下增加了“设夹层梁”和“删夹层梁”功能菜单,对通过快速建模建立的夹层梁软件自动识别,用户可以交互编辑。夹层梁信息将传递到门架施工图部分。
变截面构件:
当作KIND=29类(两端加腋梁)输入的梁截面,内力计算没有问题,而强度和稳定性计算时,这种截面规范或规程未做规定,程序做了近似处理(即按最小截面计算,计算结果偏于保守),建议用户把加腋梁分段,每段当作变截面梁输入。同时变截面构件不能作为两端铰接构件,因两端铰接构件也不需要使用变截面。
注意:柱偏心为柱形心相对于轴线的偏心,柱、梁布置未设置偏心的情况下,柱形心与轴线重合,梁顶面与梁轴线重合。
第四节铰接构件与计算长度
一、铰接构件
与节点相连的杆件在该端均为铰接时,应把所有与该节点相连杆件在该端就都设置为铰接,如右图示,可以使用节点铰工具实现。
钢桁架中,一般都是轴心受力杆件,因此所有构件通常应当作两端铰接的柱输入。
注意:两端铰接构件不能采用变截面构件输入(类型不能是27类),因为两端铰接构件不需要变截面。
二、计算长度
点取屏幕顶部[杆件布置]功能菜单,在如下图示区域设置构件计算长度。可设置构件平面内计算长度系数和平面外计算长度,在这里用户可以定义与修改柱、梁的计算长度。
执行[计算长度]菜单,出现如下界面,用户可在左侧停靠对话框中设置当前需要修改的计算长度方式,然后设置修改值,最后点取“设置”按钮,可直接在屏幕上选择构件进行设置。
平面内计算长度系数默认值为-1,即计算长度系数由程序自动计算,程序确定计算长度系数的方法详见技术条件。如果用户有充分依据,也可采用自定义值,此时只要键入自定义值(正数),点取相应构件即可。
平面外计算长度程序默认值为杆件实际长度,平面外的计算长度应该取平面外有效支撑之间的间距,对于门式刚架、桁架、支架二维模型,用户都需要根据平面外支撑布置情况来修改平面外计算长度。设置平面外计算长度的方式有两种,即直接输入长度和输入长度系数。
第五节荷载输入
输入节点,梁间,柱间的恒荷载,活荷载,风荷载,可以点取相应的菜单,输入荷载参数,用光标,轴线,窗口等方式来布置、删除荷载。
荷载正负规定:无论左风、右风,吸力、压力,水平荷载规定向右为正,竖向荷载规定向下为正,顺时针方向的弯矩为正,反之为负。
“荷载查改”菜单可以查询节点或构件上所有荷载的信息,同时可以进行修改。
柱间偏心集中力(KL=5)中的偏心值,为相对作用柱段的形心的偏心。
注意:变截面杆件上的荷载,不允许有跨中弯矩或偏心集中力,存在该类荷载时,可在杆间增加节点,转化为节点荷载输入。
一、活荷载自动布置
一般在设计中,屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑,应取两者中的较大值,软件在“活载输入”中完成屋面均布活荷载或雪荷载的布置和编辑。但雪荷载的分布不是单一的均布,屋面形式不同则雪荷载的分布也不同,荷载规范表7.2.1中规定了10种屋面形式的积雪分布系数。
为了方便用户输入,软件提供了活荷载自动布置功能,见下图。首先应选择活荷载类型,即普通活荷载和雪荷载,然后输入荷载信息,确定后由软件自动完成荷载布置。当选择雪荷载时,软件自动判断屋面形式,按规范要求提供积雪分布情况供用户选择。
二、风荷载自动布置
当选择“门式刚架规范”时,按门规(GB51022-2015)表4.2.2-1确定风荷载系数。风荷载布置适应的形式除规范中规定的双坡刚架及单坡刚架,还可以布置多跨多坡刚架。
单方向工况数量:当选择荷载规范时,单方向缺省为1组,并且用户不能交互选择。当选择门规时,单方向工况一般为2组,当建筑封闭形式为敞开式时为3组,并且用户可以设置组数,但是应注意,单方向程序最多考虑3组风。当按门规确定风荷载信息并选择封闭形式为敞开式时,软件自动考虑3组风,但只有当屋面坡度在10度到25度之间时第3组风有值,其余情况第3组风没值。
对话框中显示的缺省风荷载体型系数和规范中的规定是一致的,用户可以交互修改。可以直接在单工况构件风荷载信息表中双击某一项进行修改,也可以整个表格信息从Excel表格中导入或导出到Excel表中。
举例:从Excel表导入风荷载信息。打开Excel表格,选择源数据,执行拷贝(Ctrl+C),然后切换到风荷载自动布置对话框下,鼠标点击目标数据的左上部单元,粘贴数据(Ctrl+V)即可。
风荷载自动布置一次完成所有风荷载工况的布置,包括左风、右风,通过工况选择切换工况,分别设置相应的风荷载信息。自动布置完成后,用户通过“选择工况”菜单切换当前显示的工况,可交互对自动布置的结果进行编辑。
注意:杆间均布风荷载的作用方向均为垂直于杆件作用。抗风柱上作用风荷载左风表示山墙风压力,右风表示山墙风吸力(垂直于刚架所在平面作用)。
三、吊车荷载布置
点取[吊车荷载]菜单,即可进入吊车荷载定义、布置菜单,选择吊车数据进入吊车荷载定义对话框,如下图示。对话框上按钮代表意思可参考截面定义对话框(2.3.1节),提供对吊车荷载数据的增加、编辑、管理功能。
点取〈增加〉,即进入吊车荷载数据输入对话框,应该注意程序要求输入的最大轮压、最小轮压产生的吊车荷载,不是指吊车资料中的最大轮压和最小轮压,而是根据影响线求出的最大轮压、最小轮压对柱子的作用力。如属于双层吊车,即所定义的吊车为同一跨内有上下双层吊车情况,需点选中属于双层吊车按钮,然后才能输入当前吊车为空车时最大、最小轮压荷载,程序在分析时将以双层吊车特殊的方式进行组合,具体组合详见计算技术条件。
吊车类型有一般桥式吊车,双轨悬挂吊车,单轨悬挂吊车。吊车荷载定义时的区别在于输入的参数不同;布置时的区别在于,一般桥式吊车和双轨悬挂吊车需要指定两个吊车荷载作用点,单轨悬挂吊车只需要指定一个作用点。悬挂吊车的作用点在梁间时,需要在该位置增加一个节点,才能进行布置。
当属于双层吊车时,需要输入空车时的作用。由于一般吊车资料没有提供空车时的最大轮压和最小轮压,用户可以选择“计算空车时的荷载”,然后输入吊钩极限位置,软件自动计算当吊钩处于极限位置时吊重产生的支座反力,然后从重车的最大轮压和最小轮压中减去相应吊重产生的支座反力,得到空车的最大轮压反力和最小轮压反力,然后自动计算空车时的竖向荷载。
竖向轮压荷载偏心为相对紧邻下柱形心的偏心,右偏为正。
完成定义吊车荷载数据以后,即可点取[布置吊车],选中需要布置的已定义的吊车,从左向右依次点取吊车作用节点,即可布置吊车。
注意!吊车荷载为可变荷载,吊车梁及制动结构的荷载作用应作为作用牛腿位置的节点恒荷载输入。
四、互斥活载
注意:此项属于高级功能,通常情况下不需要使用!
活载有两种作用方式,第一种作用方式是所有活载可以任意布置,他们之间没有互斥性,称为相容活载;第二种作用方式是几组活载之间是互斥的,他们不可能同时发生,这称为互斥活载。如果所有活载都属于第一种作用方式,则按与恒载一样的输入方式输入所有活载即可。如果存在第二种活载作用方式,则需要按互斥活载处理,互斥活载的输入方式为:
1)点[选择活荷]设置当前活荷载工况。程序缺省有相容活荷工况,而且用户不能删除。互斥活荷通过下图所示对话框,可进行增加、删除或选择;
2)增加一组互斥活荷。
点击[增加<<]按钮,软件会自动增加一组互斥活荷,并将当前工况切换到新增加的互斥活载下。用户可直接进行当前工况互斥活荷载的布置。
3)删除一组互斥活荷。
点击[删除>>]按钮,软件会自动删除当前互斥活荷。
4)选择一组互斥活荷。
从左侧工况列表中选择一组互斥活荷,点击[确定]按钮,软件会自动切换到当前互斥活荷的布置和编辑状态下。用户可直接进行荷载相应操作。
第一步输入的活载程序在计算时,视为相容活载,它要与后面输入的所有组互斥活载分别组合,互斥活载之间不同时作用,程序自动从这些组合中挑选对结构构件最不利的组合情况进行验算。
第六节构件修改
点取屏幕顶部[结构计算]功能菜单,在构件修改区域中,完成构件验算规范、钢号、横向加劲肋、抗震等级的查询和修改,用于构件标准截面、布置偏心和角度的查询和修改。
1验算规范
用于指定构件的验算规范,对话框见下图。
软件缺省选择为“同参数输入所选择的设计规范”,用户可以根据实际需要,指定各个构件的验算规范。
对于框架顶层为门式刚架的结构,或采用变截面屋面斜梁的排架结构,整体需要考虑按钢结构规范进行验算,但对于变截面梁柱构件、斜梁等轴力影响较大的梁杆件,可以选取门式刚架规范进行构件的强度、稳定的验算。局部带夹层的门式刚架结构形式,整体按门式刚架规范进行设计,但对于夹层梁柱,有时候需要按钢结构规范进行校核。其他结构类型一般不需要修改,默认按参数输入中的验算规范进行验算。修改构件验算规范后,该构件的强度和稳定性将按照指定的规范计算。
2构件钢号
用于指定构件所采用的钢材牌号。软件缺省值为设计参数中所定义的钢号,用户可以根据实际需要,指定各个构件的钢材牌号。
3加劲肋
用于指定构件横向加劲肋的设置,只有焊接H型等截面或者变截面构件可以定义加劲肋,用于构件腹板局部稳定的计算。软件缺省值为不设置,用户可以根据实际需要,指定此类构件的横向加劲肋间距。
4抗震等级
依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)规定,软件在构件信息中增加了抗震等级。
该菜单用于指定构件所采用的抗震等级。软件缺省值为设计参数中所定义的抗震等级,用户可以根据实际需要,指定各个构件的抗震等级。
5修改梁砼
用于修改混凝土截面梁构件的混凝土标号。输入构件砼强度等级(C30输入30)后,选择需要修改混凝土强度等级的梁,确定后,被选梁的混凝土强度等级变为输入的值。
6修改柱砼
用于修改混凝土截面柱构件的混凝土标号。输入构件砼强度等级(C30输入30)后,选择需要修改混凝土强度等级的柱,确定后,被选柱的混凝土强度等级变为输入的值。
7取缺省值
用户取消特殊指定的构件验算规范、钢号、加劲肋、抗震等级设置信息,可以快速恢复到软件自动设计的缺省值。
8构件查询
用于显示和查询构件的截面信息,选择一个构件后,用对话框的方式详细显示构件的截面参数、材料、布置角度、验算规范等信息。
9构件修改
点取“构件修改”,选择要修改的构件,出现图示对话框,点取标注构件类型号按钮,可以进行构件所布置截面的替换,可以快速修改构件的偏心,布置角度,钢号,抗震等级,横向加劲肋间距参数,而不用删除构件后,进行重新布置。
第七节支座修改
点取屏幕顶部[约束布置]功能菜单,在支座修改区域中,完成支座设置、删除与修改。
支座形式除原有的固定支座以外,新增三类弹性支座形式:1)竖向约束、水平自由;2)水平约束、竖向自由;3)竖向、水平都约束。
弹性支座示意图中的数字对应弹性支撑刚度,单位为kN/m。弹性支座如为托梁支座,托梁提供的支座刚度可以通过点取“导入托梁支座刚度”,通过程序提供的托梁支撑刚度导算工具直接导入定义。
对于设置了弹性支座约束,计算程序在内力分析时会考虑弹性支撑刚度的影响,在荷载作用下,弹性支座会在弹性支撑方向上发生相应的变位。
第八节附加重量与基础布置
点取[补充数据]菜单,即可进入附加重量与基础布置菜单。
基础布置:如果用户需要计算基础,则可以在该项输入基础数据与布置基础,右图为基础布置对话框。
目前版本只能进行锥形、阶形独立基础计算。对话框中附加墙重与柱中心偏心距离V以右偏为正;当长宽比填“0”时,程序自动按长宽比为1.0、1.2、1.4、1.6四种情况计算,也可填入指定长宽比,这时程序只按指定长宽比计算;基础边缘高度当填“0”时,由程序自动确定基础边缘高度。
基础布置完成,执行结构计算时软件自动进行基础设计,并对基础小短柱进行配筋设计,输出设计结果文件,详见下一章。
第九节分析与设计参数定义
参数输入分五个页面,分别是:结构类型参数、总信息参数、地震计算参数、荷载分项及组合系数、活荷载不利布置。点取[参数输入]菜单,弹出参数输入对话框,初始显示的页面为第一页面:结构类型参数。对于一个新工程,第一次打开参数输入对话框时,程序会自动为所有选项赋默认初始值,用户的修改应该从结构类型页面开始,因为后面页面的初始值与该项的选取有关。下次再进入时,程序将保留前次输入值。
一、结构类型参数
1)结构类型
根据选定的结构类型,程序将按相应规范,采取不同的计算与控制。
2)设计规范
1、《钢结构设计规范》(GB50017-2003);
2、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(GB51022-2015);
3、上海市标准《轻型钢结构设计规程》(DG/TJ08-2089-2012);
4、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)。
对于混凝土构件,程序会自动选用《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)进行设计。
3)设计控制参数
此处用户可以指定柱容许长细比的确定方式、梁的挠跨比、柱顶位移控制限值,程序在进行分析时将以此作为控制条件,不满足时,程序将给出警告信息。
其中:
(1)当选择《钢结构设计规范》进行验算时,挠度验算需要输入两个值:第一个“[vT]/梁跨度”为永久和可变荷载标准值产生的挠跨比容许值;第二个“[vQ]/梁跨度”为可变荷载标准值产生的挠跨比容许值;
(2)对于长细比,当结构类型选择单层钢结构厂房、多层钢结构厂房结构时,按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)规定,柱的容许长细比与轴压比有关,在建模期间无法确定,因此程序增加“程序自动确定容许长细比”选项。当选中选项后,由程序在内力分析后自动确定柱容许长细比;当不选中选项时,由用户交互输入构件容许长细比。
4)多台吊车组合时的荷载折减系数
该项用户可以参考《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)表6.2.2选取。
5)单层厂房阶形柱计算长度折减系数
该项只有在设计规范选取《钢结构设计规范》(GB50017-2003)验算时才需要填写,用户可以参考《钢结构设计规范》(GB50017-2003)表5.3.4填写。
6)门式刚架梁按压弯构件验算平面内稳定性
该项只有在设计规范选取《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(GB51022-2015)验算时才需要选取,该项的作用是:对于门式刚架钢梁,是仅按压弯构件计算其强度和平面外的稳定性,还是除此之外还要按压弯构件验算其平面内稳定性。如果选取该项,程序对门式刚架钢梁的平面内稳定按压弯构件验算,否则不进行其平面内稳定性验算。
7)门式刚架摇摆柱设计内力放大系数
该项只有在设计规范选取《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(GB51022-2015)验算时才需要选取,该项的作用是:对于摇摆柱(即两端铰接柱),在计算其强度和稳定性时,将柱的轴力设计值乘以该系数进行计算,用于考虑摇摆柱非理想铰接的不利影响。
8)性能化设计
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对钢结构厂房、钢框架结构提出性能化设计概念,因此程序增加了性能化设计选项,由用户交互选择。
当结构类型选“1-单层钢结构厂房”时,显示选项“轻屋盖厂房按“低延性、高弹性承载力”性能化设计”,当选中后,同时应选择承载力是按2倍地震力作用,还是按1.5倍地震力作用。具体请参考《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第9.2.14条。
当结构类型选“4-钢框架结构”时,显示选项“按2倍地震作用承载力验算,抗震等级自动降低一级设计”。具体请参考《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第8.1.3条。
二、总信息参数
总信息参数页面如下图所示:
1)钢结构参数
该项输入的参数只对钢结构构件计算起作用。
自重放大系数:只在钢构件自重荷载计算时考虑了该项参数,用钢量计算时没有计入放大系数。
钢柱计算长度系数计算方法:按钢规确定时,可以选择有侧移、无侧移桁架。这项只对按《钢结构设计规范》线刚度比计算柱平面内计算长度系数时起作用,有侧移或无侧移框架的界定,应按现行钢结构设计规范界定,钢桁架应按无侧移结构计算。当验算规范选择门规时,勾选“按门规GB51022-2015附录A.0.8确定”时,程序按照门规附录A.0.8规定的方法确定柱平面内计算长度系数;当不勾选该项时,程序按照门规附录A.0.1-A.0.6规定的方法确定柱计算长度系数。注意:按门规验算时,程序也会输出线刚度比计算结果,但最终验算是按照门规计算方法确定计算长度系数的。
净截面和毛截面的比值:该项参数对程序强度计算结果产生影响,强度计算时要考虑这项净截面系数,对稳定验算没有影响。
2)总体参数
结构重要性系数:对于不同的结构类型和结构设计使用年限的要求,修改该项参数将对结构构件的设计内力进行调整。
梁柱自重计算信息IA:该项控制结构分析时是否考虑梁或梁和柱的自重作用,可供选择的选项有:0-不算、1-算柱、2-算梁柱。
基础计算信息KAA:该项只有在用户按2.6节布置了基础以后,可供选择的参数:
0-不算基础,选择该项,则即使布置了基础,但计算时不进行基础计算;
1-算,选择该项,则对柱底计算所有组合内力进行基础计算;
2-算(但不考虑抗震)该项则对所用非地震作用组合进行基础计算。
恒载作用下柱的轴向变形:钢结构一般都应该考虑恒载作用下柱的轴向变形,尤其是对柱轴向变形比较敏感的结构,如桁架等。
3)混凝土构件参数
该部分参数输入内容主要针对混凝土构件计算设置,如果所分析工程中没有混凝土构件,则该部份参数输入一般可以不用修改。
梁的惯性矩增大系数,即内力计算时梁的刚度放大系数,是这部分参数中唯一例外的,该参数的修改对钢梁同样起到作用。
4)结果文件输出控制
结果文件输出格式:这项控制计算结果文本文件PK11.OUT的输出格式。
结果文件中包含:这项控制计算结果文件PK11.OUT输出的内容。
三、地震计算参数
地震计算参数页面如下图所示:
该页参数的输入主要为结构地震作用计算设置,对于不需要考虑抗震的结构,只要在本页第一项地震作用计算选取0-不考虑,即可跳过本页其他参数的输入,程序将不考虑结构的地震作用;否则必须按具体工程认真输入该页各项参数:
2)抗震等级、地震烈度、场地类别、设计地震分组:应根据具体工程,按抗震规范填写;抗震等级对混凝土构件和钢构件都起作用。
3)计算振型个数:对于单层单质点体系,填1,多层应按工程计算需要填写。
4)周期折减系数:应根据具体工程结构布置情况进行填写。
5)阻尼比:程序根据2.9.1节结构类型参数,按相应结构类型给出默认值,用户也可修改。
6)附加重量的质点数:该项只有按2.8节输入了附加重量以后,程序自动计数,用户不能修改。
7)竖向地震作用系数:应根据具体工程结构布置情况进行填写,不计算竖向地震时不用输入该参数。
8)地震力计算方法:选择振型分解法,程序将自动按《建筑抗震设计规范》振型分解法进行结构地震作用计算。
用户应根据振动质点数和拟计算振型数依次填各质点在每一振型下的各质点的地震力。
振动质点的选取:对于规则框架,每个层面即为一个振动质点,自下而上排列;对于不规则框架,即为可以独立振动的质点个数,用户可以选取按振型分解法进行预计算,然后可以在计算结果文件中查得程序计算得到的震动质点的编号与排列顺序,用户再在此基础上输入质点数和按质点顺序填入各振型地震力。
9)地震作用效应增大系数:根据抗震规范GB50011第5.2.3条规定,规则结构不进行扭转耦联计算时,平行于地震作用方向的边榀,其地震作用效应应乘以增大系数,来估计水平地震作用扭转影响。
10)规则框架考虑层间位移校核和薄弱层内力调整:根据抗震规范GB50011第5.5.1和3.4.3条规定,对规则框架,抗震验算时考虑层刚度计算、地震作用层间位移角计算、薄弱层判断与薄弱层内力调整,可选择本参数。
四、荷载分项及组合系数
荷载分项及组合系数输入页面如下图所示:
荷载分项系数与荷载组合系数:程序自动按《建筑结构荷载规范》给出默认值,一般不需要用户修改,对于特殊情况结构,用户也可以按需要修改。
在工业结构中有时需要考虑特殊荷载、特殊组合,为方便用户干预荷载及荷载组合,增加“采用自定义组合”按钮。当勾选该项时,需点击“自定义组合定义”按钮,完成组合的定义和编辑,如下图。其中可以进行原则组合的添加、修改和删除,也可以查看程序计算采用的细分组合。如果不希望保留修改的组合,通过“恢复默认组合”可以恢复到程序默认的组合。
注意:如果用户模型采用了自定义荷载组合,当模型修改并改变了影响组合的信息时(比如吊车布置信息、地震计算信息、风荷载信息等),需要用户自行确认荷载组合。
五、活荷载不利布置
活荷载不利布置页面如下图所示:
相容活荷、各组互斥活荷可以分开考虑不利布置,为活荷载的计算考虑带来了更大的灵活性。应用举例:如某工程楼面活荷需要考虑不利布置,而不上人屋面活荷可以不考虑活荷不利布置,可以把楼面活荷作为普通活荷载(相容活荷)输入,并在计算参数中选择“相容活荷”不利布置;屋面活荷作为第一组互斥活荷输入,并在计算参数中不勾选“第一组互斥活荷载”不利布置,即可实现这一计算要求。
第十节二维结构计算
在用户完成模型输入(或优化计算)以后,点取屏幕顶部[结构计算]功能菜单,执行结构计算命令,程序即对用户所建模型进行内力分析、杆件强度、稳定验算及结构变形验算、基础设计等。要生成计算书、以及进行后面的施工图设计,必须经过结构计算这一步。
点取[结构计算]以后,程序弹出输入生成计算书文件名对话框,确定以后,程序自动进行计算,计算完成后,可切换屏幕顶部的[计算结果查询]功能菜单,进行结果查询。平面分析计算结果查看详见下一章。
第二章二维分析结果说明
二维结构计算分析完成以后,切换屏幕顶部功能菜单到[计算结果查询],可立即查看计算结果,计算结果包括图形输出和文本文件输出两部分,图形输出包括梁柱内力图、强度和稳定应力图、配筋包络图、节点位移与钢梁挠度图等。
V3.1版本软件,计算结果中有展开项的查询项目,都使用左侧树形方式显示,用户查看结果更加方便、直接。如标准内力查看结果如下图示:
文本文件输出包括计算结果文件“PK11.OUT”,基础计算文件“JCdata.out”,计算长度信息文件“MemberInfo.out”与超限信息文件“Stscpj.out”。另外,计算结果文件和基础计算文件还提供了word和pdf两种格式的输出。
第一节分析结果的图形输出
图形输出包括梁柱内力图、强度和稳定应力图、配筋包络图、节点位移与钢梁挠度图等,下面分述各项输出的主要内容:
一、配筋包络和钢结构应力图
图形输出文件为:AS.T,包含的内容有:钢结构梁柱构件的强度、稳定应力比计算结果、长细比,混凝土梁柱的配筋包络,如下图。注意:进入计算查询菜单后,程序缺省打开的就是配筋与应力比图。
应力图中简要的反映了构件验算结果,有些验算项目:如局部稳定验算、格构式构件的单肢验算、缀材验算等在本应力图中没有反映,全面的计算结果应查看设计结果文件。
1.钢柱
门规验算表示作用弯矩与抗弯承载力比值
2.钢梁
当选择按《钢结构设计规范》或《冷弯薄壁型钢结构技术规范》进行验算时,钢梁的输出结果如下:
3.混凝土柱
混凝土柱输出柱的配筋包络,同时给出柱下端面与上端面的主筋最大配筋值,单位:mm2。矩形截面柱给出的是单边配筋面积,圆形及其他异形截面为全截面配筋面积。混凝土双肢柱输出配筋面积为单肢一个分肢的全截面配筋面积,两个分肢按对称配筋。
4.混凝土梁
混凝土梁输出梁的配筋包络,同时给出梁两端与跨中配筋最大断面处的主筋最大配筋值,单位:mm2。
当钢结构梁柱的计算应力比、长细比超限,或者混凝土梁柱计算配筋超筋时,程序对应输出项都会以红色显示。
注意:本图形输出是应力验算结果的缩略,可快速查看,详细校核还应查看结果文本文件输出。
通过[计算长度]菜单项,可以图形化查看构件稳定验算所采用的计算长度。[构件信息]能够点取构件的详细信息与验算内容。
二、内力包络图
1.弯矩包络图
绘制各构件基本组合的弯矩包络图,单位为:kN.m。
对于柱构件,程序只记录了柱的上下两个断面的内力,断面之间的弯矩包络图用直线相连,因此对于柱的弯矩包络图有可能出现突然拐点情况,只要记录断面包含最不利断面情况,对验算结果不会产生影响;梁构件记录了13个断面的内力情况,包络图相对比较平滑。
2.轴力包络图
绘制各构件基本组合的轴力包络图,单位为:kN。
3.剪力包络图
绘制各构件基本组合的剪力包络图,单位为:kN。
剪力包络图绘出的剪力包络图形为绝对值最大情况。
三、恒载内力图
恒载内力图分别输出了恒载标准值作用下结构的弯矩、轴力与剪力图,对应单位分别为:kN.m、kN、kN。
四、活载内力包络图
如果考虑活荷的不利布置,本项输出的为活荷载标准值在不利布置作用下结构各构件的弯矩、轴力与剪力包络图,对应单位分别为:kN.m、kN、kN。
如果不考虑活荷的不利布置,程序将按所有活荷一次加载考虑,本项输出的为活荷载标准值一次加载作用下结构各构件的弯矩、轴力与剪力图。
五、风载弯矩图
本项输出左风1/2/3、右风风1/2/3标准值作用下的弯矩图,单位为:kN.m。
六、地震作用弯矩图
本项输出左、右地震力标准值作用下的弯矩图,单位为:kN.m。
七、钢材料梁挠度图
点取钢梁挠度,进入如下图所示界面。
当选择门规GB51022-2015进行验算时,有第三项(斜梁计算坡度图),否则只有前两项。有关挠度的计算详见技术条件。对于挠度的控制,按用户在参数输入中输入的容许挠跨比进行控制。设计人员应根据工程的实际情况选择控制。对于挠跨比超出容许挠跨比限值的梁,程序对该段梁的挠度值与挠跨比数值将以红色显示。
当选择《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(GB51022-2015)进行验算时,程序对于斜梁的坡度改变率按规范进行了控制,图形中梁上给出了每根梁的初始坡度,梁下给出了[恒+活]作用下的变形后的坡度与坡度改变率,当改变率超过1/3时,以红色显示。坡度的计算为每根梁分段切线方向进行计算,搜索坡度变化最大值。
当钢梁上作用悬挂吊车时,挠度图中可变荷载产生的挠度增加了吊车荷载作用的影响,“恒+活+吊车”挠度图的挠度计算结果为组合1(1.0恒+1.0活+0.7吊车)、组合2(1.0恒+0.7活+1.0吊车)二者组合作用的较大值。
八、节点位移图
程序可以分别输出恒、活、左风1/2/3、右风1/2/3、恒+活、吊车与左右地震作用下的节点位移图,均为各项标准值作用下的节点位移,位移单位为:mm。左右地震作用下的节点位移输出为考虑各振型位移效应叠加后的位移结果,从中还可以查看各振型图。
对风载、吊车荷载、地震作用下的节点位移图,程序同时给出节点水平位移与节点标高的比值,以此作为该图形输出中柱顶水平位移设计限值判断的条件,节点标高的计算从计算模型的最低点开始。
对于柱顶水平位移超出容许限值的节点,程序对该节点的位移值将以红色显示。
第二节分析结果的文本输出
文本文件输出包括计算结果文件“PK11.OUT”,基础计算文件“JCdata.out”,计算长度信息文件“MemberInfo.out”与超限信息文件“Stscpj.out”。另外,提供了计算结果文件和基础计算文件的word和pdf格式输出结果。这些文件均以中文方式输出,下面分别介绍这些文件的主要输出内容:
一、计算结果文件PK11.out
该文件为主要计算结果文件,记录了输入的各项参数输出、结构分析的各项控制信息、各单项内力计算结果、节点位移、内力组合结果、构件的强度稳定验算结果和钢梁挠度等。
输入的荷载应为荷载标准值。
输出的各单项荷载内力(恒、活、风、地震)及位移均为标准值。各荷载效应组合为设计值。
启动计算程序后,程序默认把计算结果写入文本文件PK11.OUT。用户也可键入一个自己定义的计算结果文件名称。文件中的内容均以中文方式输出。
该文件输出数据除特别注明处均以米、千牛为输出单位。
程序输出的内容如下:
设计依据:
提供了程序设计的主要依据。
总信息:
为结构分析的总控制信息,方便输入数据的校核。
节点坐标:
(节点号)X坐标,Y坐标……
1.杆件关联号:
(柱号)关联号……
(梁号)左节点号,右节点号……
支座约束信息:
(序号)支座约束信息……
节点偏心值:
(节点号)偏心值……
标准截面数据:
(序号)类型号IK,B,H,BI,HI1,HI2
柱布置截面号、铰接信息和布置角度
(柱号)柱截面类型号、铰接信息、布置角度
(梁号)梁布置截面号、铰接信息、布置角度
2.输出恒载输入数据及恒荷单项作用计算结果:
在“恒荷载计算...”标题下,先输出输入的恒载数据,接着输出恒载计算的内力标准值。形式如下:
节点荷载:节点号弯矩垂直力水平力
柱荷载:柱号荷载类型荷载值荷载参数1荷载参数2
梁荷载:连续数荷载个数荷载类型荷载值1荷载参数1荷载值2荷载参数2
----恒荷载标准值作用计算结果----
---柱内力---
柱号MNVMNV
(弯矩)(轴力)(剪力)(弯矩)(轴力)(剪力)
(柱下端)(柱上端)
---梁内力---
梁号MNVMNV
(梁左端)(梁右端)
---恒荷载作用下的节点位移(mm)---
节点号.X向位移Y向位移
位移输出单位为毫米。
以下活载、风载及地震荷载的内力输出格式同恒载:
3.输出活载输入数据及活荷单项作用计算结果:
在“活荷载计算...”标题下,输出活载输入数据及打印活载计算的内力值。
4.输出左风的输入数据及单项荷载作用计算结果:
在“风荷载计算...”标题下,输出风载输入数据及各节点位移和内力的标准值。
变位值格式如下:
(节点号)水平位移
位移值为弹性计算结果。单位为毫米。位移值是相对于结构底部的绝对位移。
5.输出右风,内容同左风。
6.输出吊车荷载计算值:
在“吊车荷载计算...”标题下,输出吊车荷载作用输入数据及各跨吊车单项荷载作用下的内力计算结果。
对于每一跨吊车,分别在“----Dmax标准值作用位于跨左----”以及“----Dmax标准值作用位于跨右----”标题下,输出最大轮压(Dmax)在左,最大轮压(Dmax)在右时柱,梁内力标准值;接下来分别在“----左来刹车标准值作用(Tmax作用向右)----”以及“----右来刹车标准值作用(Tmax作用向左)----”标题下,输出左来刹车力,右来刹车力时的节点位移(格式同风载),柱、梁内力标准值。如果为双层吊车,接着还要在标题:“----空车Dmax标准值作用位于跨左----”与“----空车Dmax标准值作用位于跨右----”下输出空车最大轮压(Dmax)在左,最大轮压(Dmax)在右时柱、梁内力标准值。
7.输出地震计算参数和左震动,右震动计算值:
每一方向震动的计算值内容如下:
(1)楼层振动质点号及对应的振动质点重量(千牛)。
(2)各个振型下的周期(T=×·×××秒),各质点的特征向量值,各质点的水平地震力以及结构节点变位的标准值(格式同风载)。变位值为弹性计算结果;
(3)输出按抗震规范(GB50011-2010)第5.2.5条剪重比控制与地震力调整信息;
(4)输出各振型下的地震内力(取各振型内力的均方根值并加第一振型的符号);
(5)最后输出各振型地震效应叠加后的地震内力与位移(取各振型效应的均方根值并加第一振型的符号)。
(6)层间位移角的计算结果(选择该项校核的前提下)、振型参与有效质量系数。
在“-----荷载效应组合及强度、稳定、配筋计算-----”总标题下面,输出柱和梁的组合内力下计算和验算结果:
8.柱:
柱编号,同一行的括号中标注截面类型号,布置角度,框架平面内计算长度(Lx),平面外计算长度(Ly),平面内长细比(λx),平面外长细比(λy)。
(注:输出的长细比如为格构式截面绕虚轴为换算长细比。)
若该柱定义为“单拉杆件”,紧接着输出单拉杆件信息。
第二行写出柱长度,平面内计算长度系数(Ux),平面外计算长度系数(Uy)。
第三行写出截面尺寸参数。
柱的内力设计值的组合数,会根据布置吊车、风荷载组数、用户自定义组合等信息综合判断并输出。在新版计算书中可以查看到详细组合。
钢柱:
输出验算最大应力的组合号No及相应M,N值。
强度计算的最大应力值(应力单位均为:N/mm2),按轻钢规程验算输出该项为应力比。
框架平面内和平面外稳定计算的应力
如为格构式组合截面柱,还要输出:
左肢的最大压应力和对应组合号
右肢的最大压应力和对应组合号
斜缀条最大应力和对应组合号
水平缀条最大应力和对应组合号
分肢的局部稳定验算结果
分肢、缀条的长细比校核结果
(注:格构式组合截面柱不输出平面外稳定应力。)
如为工形、H形、箱形、T形、圆管截面及实腹式截面还要输出
腹板容许高厚比[H0/TW]
翼缘容许宽厚比[B/T]
对于16类焊接组合H形截面、实腹式组合截面,当腹板高厚比不满足时,此处将继续输出考虑有效截面的计算结果。
对于格构柱,分肢如果为工形或箱形截面,如果分肢腹板高厚比不满足时,此处将继续输出分肢考虑有效截面的计算结果。
输出以上各项应力计算结果与其规范规定设计应力的比较,设计应力用f表示,二者之间用<或>表示小于或大于。
输出杆件的重量构件重量(kg)=
钢管混凝土柱的计算输出结果为应力的形式,请参阅技术条件。
钢筋混凝土柱:
钢筋混凝土柱在组合结果后输出的配筋计算结果为:
柱下端最大配筋对应组合号:,M=,N=
柱下端计算配筋As=
柱上端最大配筋对应组合号:,M=,N=
柱上端计算配筋As=
柱构造配筋Asmin=
柱抗剪最大配箍对应组合号:,V=,N=
柱抗剪计算配箍:Asv0=
柱抗剪构造配箍:Asvmin=
配筋面积单位为mm2,计算配筋时从柱子的所有内力组合中挑选的柱下端、柱上端的最大配筋值As,对应的组合号NO,M和N值,还有该柱的构造配筋值Asmin,在柱上、下端最大配筋值及构造配筋值均为柱截面半边的值,但圆柱的As和Asmin为柱全截面的配筋值。混凝土双肢柱输出单肢的一个分肢的全截面配筋面积,两个分肢按对称配筋,并输出腹杆的全截面配筋面积。
Asmin=0.2%A(无震)(A为截面面积),
Asmin=0.3%A(四级抗震),
Asmin=0.35%A(三级抗震),
Asmin=0.4%A(二级抗震),
Asmin=0.5%A(一级抗震)。
柱的配箍值输出抗剪计算配箍Asv0与构造配箍Asvmin(柱箍筋加密区,考虑最小体积配箍率的配箍值),默认按箍筋间距为100mm给出箍筋值。
超筋时输出As(或Asv0)=100000
钢筋混凝土异形柱在组合结果后输出的配筋计算结果为:
柱下端全截面计算配筋As=
单根角筋面积Asc=
固定筋面积As1=,根数No1=
附加分布筋面积As2=,根数No2=
柱上端全截面计算配筋As=
柱全截面最小配筋Asmin=
柱抗剪最大配箍对应组合号:V=N=
柱抗剪计算配箍:Asv=
各配筋值的意义详SATWE或PMSAP说明书。
9.梁:
输出梁号,同一行括号中写出梁截面类型,布置角度和长度。
输出截面尺寸参数。
梁的组合数,会根据吊车信息、风荷载信息、用户自定义组合信息等综合判断并输出组合结果。在新版计算书中有详细组合的输出。
对混凝土梁输出:
把梁全长等分为12部分,对从左至右的13个截面下,上纤维进行配筋计算和作包络图。如下图所示。分两部分对梁的下,上纤维的内力和配筋输出。
输出格式为:
梁下部受拉:
截面123456789101213
弯矩∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶
单排筋∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶
双排筋∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶
受压筋∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶
梁上部受拉:
梁构造配筋Asmin=
梁主筋最大计算配筋率:下部Umaxb=,上部Umaxt=
梁左端最大剪力对应组合号:,剪力V=
梁右端最大剪力对应组合号:,剪力V=
箍筋Asv/S=
先输出梁从左至右13个截面下纤维受拉的弯矩M及配筋:(包括支座截面)。
再输出梁从左至右13个截面上纤维受拉的弯矩M及配筋:(包括支座截面)。
在配筋值中,单排筋为一排筋面积;
双排筋为二排筋总面积,=0.0说明只需一排配筋。
一排筋即全部钢筋放在一排,ho=h-保护层厚度-12.5mm;
二排筋即全部钢筋可放在二排,ho=h-保护层厚度-37.5mm;
当计算的配筋率<1%时,程序认为作二排布置配筋的可能性较小,此时仅输出As(1),而As(2)=0,但在支座处因后面画图需要,此时也输出As(2)=As(1)。
还有梁构造配筋的值Asmin。
Asmin=0.2%A(无震);
Asmin=0.25%A(三、四级抗震);
Asmin=0.3%A(二级抗震);
Asmin=0.4%A(一级抗震)。(A为梁截面面积)。
Umaxb和Umaxt分别为梁上纤维和梁下纤维的最大计算配筋率。
最后输出梁左、右端最大剪力值及相应组合号。Asv/S为根据左、右端最大剪力值的剪切配筋计算结果,含义见GB50010-2011第6.3.4条。
超筋时给出的配筋值为100000。
注意:程序输出的弯矩为最大弯矩,配筋为最大配筋包络,但在有地震作用组合时最大M与最大As并不一定是一一对应的,有时较大的M对应的As反而较小,这主要是由于承截力抗震调整系数γRE的影响。
对钢结构梁输出:
输出强度验算的结果和沿梁中13等分点处梁的挠度(挠度计算根据荷载的标准值计算)
强度验算包括:
普通钢结构按钢结构规范或冷弯薄壁型钢规范:
梁下部受拉强度计算最大应力
梁上部受拉强度计算最大应力
梁稳定计算最大应力
最大剪应力
折算应力
轻钢结构按轻钢规程:
考虑屈曲后强度的强度计算应力比
平面内稳定最大应力
平面外稳定最大应力
如为工形、H形、箱形、T形截面验算项目还包括:
腹板高厚比H0/TW
翼缘宽厚比B/T
程序同时给出各项验算是否满足标志。
对钢结构梁,程序在强度计算的同时,输出沿梁长度方向等分点处的最大位移(挠度),并将梁的跨度除以其中的最大位移。
---(恒+活)梁的挠度(mm)---
挠度值∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶∶
最大挠度值=梁长度/最大挠度=
当选择《钢结构设计规范》(GB50017-2003)、上海市标准轻钢规程DG/TJ08-2089-2012进行验算时,挠度按绝对挠度控制;选择门规GB51022-2015、薄钢规范GB50018进行验算时,挠度按相对挠度控制。选择《钢结构设计规范》进行验算时,此处还给出了活荷标准值作用下的挠度计算结果:
---(活)梁的挠度(mm)---
当按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(GB51022-2015)进行设计时,此处还给出了(恒+活)标准值作用下的斜梁坡度改变率验算结果:
斜梁坡度初始值:
变形后斜梁坡度最小值:
变形后斜梁坡度改变值=
构件重量(kg)=
文件最后输出总控信息与用钢量
输出钢梁最大挠度与挠跨比;
如果模型中有夹层梁,会输出夹层梁最大挠度与挠跨比;
输出风载作用柱顶最大位移;
如果模型中有夹层梁,会输出夹层处柱顶最大位移;
如果按门规GB51022-2015验算,地震作用柱顶最大位移也作为控制条件
所有钢柱的总重量;
所有钢梁的总重量;
钢梁与钢柱重量之和。
注:杆件内力符号规定如下:
弯矩M以逆时针方向为正;
剪力V以和Y轴同向为正;
轴力N以和X轴同向为正;
二、基础计算文件JCdata.out
该文件给出了用于基础计算的柱底力输出,包括用于地基承载力计算的柱底力标准组合和用于基础计算的柱底力基本组合。
当选择由程序进行基础计算时(在交互建模总信息中选择了计算基础,且在柱底布置了基础),该文件标题为:“******基础计算柱底力与基础设计******”,该文件将给出柱底力组合结果及柱下基础程序设计结果。当不进行基础计算时,该文件标题为:“******基础计算柱底力******”,这时该文件仅给出柱底力组合结果,由用户自行根据柱底力进行基础设计。
输出符号规定及基础节点总数:
考虑多杆件汇交基础节点情况,后面将按基础节点方式组织。
基础计算参数输出值:
当进行基础计算时输出该项。
后续内容将以基础节点总数循环
柱底力组合结果输出:
基础节点号**基础反力
(注:当该基础节点存在多杆汇交情况,下面输出的基础反力为汇交基础杆件的合力。)
在标题“☆标准组合”输出用于地基承载力计算的柱底力柱底力标准组合,无吊车荷载时为26组,有吊车荷载作用时为114组。
工况号MNV工况号MNV
弯矩轴力剪力弯矩轴力剪力
组合结果后给出了各项内力值最大、最小情况对应的标准组合号及内力值:
Mmax对应工况号:Mmax=N=V=
Mmin对应工况号:Mmin=N=V=
Nmax对应工况号:M=Nmax=V=
Nmin对应工况号:M=Nmin=V=
Vmax对应工况号:M=N=Vmax=
Vmin对应工况号:M=N=Vmin=
在“☆基本组合”段输出用于基础计算的柱底力基本组合,无吊车荷载时为56组,有吊车荷载作用时为232组。各项输出方式同柱底力标准组合。
当用户选择进行基础计算时,程序将在相应柱底力输出完毕后,在标题“----柱下基础设计----”下面输出基础设计结果。
输出该基础的计算参数值:
附加墙与柱杯口基础计基础地基基础宽度修深度修
墙重中心距宽度算埋深高度承载力类型正系数正系数
对阶型基础,程序输出两阶基础的断面0-0,1-1,2-2处的计算值。
(扣除基础自重)(扣除基础自重)
程序输出格式:
程序分别输出基础长宽比为1:1,1.2:1,1.4:1,1.6:1四种情况的如下数据。
(当指定输入基础一种长宽比时,下面仅输出指定的那一组B/A的如下数据)
选用基础长宽比:
地基承载力计算采用柱底力标准组合
计算最大基础底面积对应标准组合号:,M=,N=,V=
基底作用力标准组合值(含覆土及基础自重):Mk=,Nk=
基底标准组合作用力偏心值e=
基础底面尺寸:宽A=;长B=
修正后的地基承载力特征值:fa=
对应标准组合作用在基底边缘产生的应力:最大值Pmax=;最小值Pmin=
基础计算采用柱底力基本组合
基础计算最大配筋对应基本组合号:
基底作用力:弯矩M=,轴力N=,偏心值e=
基底附加应力(扣除覆土及基础自重):最大值Tmax=,最小值Tmin=
---基础各截面计算结果---
截面号冲剪所构造所至Tmax基底截面X向X向Y向Y向
需高度需高度边缘距应力高度弯矩配筋弯矩配筋
(0-0):::::::::
(1-1):::::::::
(2-2):::::::::
(说明:计算配筋所采用高度为构造所需高度与冲剪所需高度的较大值,单位:mm2)
基础边缘构造高度(m):
(0-0)剖面计算配筋率:X向:,Y向:
(0-0)剖面按0.15%构造配筋面积(mm2):X向:,Y向:
(0-0)剖面按0.2%构造配筋面积(mm2):X向:,Y向:
说明:
1)确定基础底面尺寸,即地基承载力计算采用柱底力标准组合,计算时对柱下所有标准组合内力加以计算,挑选出最大底面积所对应的组合号,以此作为确定基础底面计算的依据,并在此基础上进行基础计算;
2)对于抗风柱基础,长向B为平面外(垂直刚架)方向;
3)基底作用力标准组合值Nk为:柱底轴力+附加墙重+覆土及基础自重;覆土及基础自重采用:加权重度(程序中默认取为20kN/m3)×基础计算埋深×基底面积;Mk包含:柱底力弯矩、附加墙重偏心弯矩、及柱底剪力在基础底面产生的弯矩;
5)对应标准组合作用在基底边缘产生的应力Pmax,Pmin为上述Mk、Nk作用在及此产生的应力,用于地基承载力验算;
6)基础计算采用柱底力基本组合,程序在选定的基础尺寸的情况下,对所有的柱底标准组合内力循环,查找计算基础配筋量最大的组合作为基础设计的控制组合;
7)基底作用力:弯矩M、轴力N为包含柱底力基本组合内力设计值与附加墙重部分,不包含覆土及基础自重,基底附加应力Tmax、Tmin,为该弯矩M、轴力N在基础底面计算的结果,用于基础计算;
8)程序内定基础钢筋为Ⅰ级(HPB300),Asx,Asy为计算截面全截面的配筋,而非单位长上的配筋,单位为:mm2;
9)基础类型LL=1坡形基础时,若0-0截面的HS大于2-2截面的HS则表明做坡形基础不合适,宜做成阶梯形基础;
10)最后给出的构造配筋面积,仅供设计时参考。
三、计算长度信息MemberInfo.out
该文件给出了程序所用柱的计算长度信息,对轻型门式刚架,并给出梁的计算长度信息。
输出用户输入的柱的计算长度:
输出根据线刚度比计算柱的计算长度系数:
根据线刚度比计算柱的计算长度技术条件详见技术条件。
此处输出了详细的按钢结构设计规范GB50017线刚度比计算的中间数据,包括考虑横梁轴力作用线刚度的折减、含摇摆柱无支撑纯框架考虑摇摆柱的计算长度调整。
1.稳定计算实际采用柱计算长度系数
四、超限信息文件Stscpj.out
程序认为不满足规范规定或超过用户指定限值条件的验算项,即视为超限,在本文件中输出所有超限信息项目,程序中设置的超限控制信息有:
钢柱超限信息
**强度计算最大应力超限
**腹板考虑屈曲后强度的强度计算最大应力比超限(门规)
**平面内稳定计算最大应力超限
**平面外稳定计算最大应力超限
**左肢稳定计算最大应力超限(格构柱)
**右肢稳定计算最大应力超限(格构柱)
**斜向缀条稳定计算最大应力超限(格构柱)
**水平缀条稳定计算最大应力超限(格构柱)
**腹板高厚比超限
**考虑有效截面计算强度应力超限
**考虑有效截面计算平面内稳定最大应力超限
**考虑有效截面计算平面外稳定最大应力超限
**翼缘宽厚比超限
**圆管外径与壁厚之比超限
**压杆,平面内长细比超限
**压杆,平面外长细比超限
**拉杆,平面内长细比超限
**拉杆,平面外长细比超限
**风载作用柱顶最大水平位移超限
**地震作用下柱顶最大水平位移超限
**抗剪强度计算最大应力比超限
**柱上节点不满足强柱弱梁的要求
**抗风柱挠度超限
**悬伸翼缘宽厚比超限
**钢管砼柱作用轴力与承载力比值超限
**钢管砼柱左分肢作用轴力与承载力比值超限
**钢管砼柱右分肢作用轴力与承载力比值超限
**柱左分肢宽厚比超限
**柱左分肢高厚比超限
**柱右分肢宽厚比超限
**柱右分肢高厚比超限
**左肢长细比超限
**右肢长细比超限
**左肢考虑有效截面计算稳定应力比超限
**右肢考虑有效截面计算稳定应力比超限
**轴压,左肢平面内长细比超限
**轴压,左肢平面外长细比超限
**轴压,右肢平面内长细比超限
**轴压,右肢平面外长细比超限
**斜缀条长细比超限
**水平缀条长细比超限
钢梁超限信息
**梁下部受拉强度计算应力超限
**梁整体稳定计算应力超限
**梁上部受拉强度计算应力超限
**不考虑双力矩B,梁下部受拉强度计算应力超限(冷弯薄壁C形截面)
**不考虑双力矩B,梁整体稳定计算应力超限(冷弯薄壁C形截面)
**不考虑双力矩B,梁上部受拉强度计算应力超限(冷弯薄壁C形截面)
**梁考虑屈曲后强度计算最大应力比超限(门规)
**梁平面内稳定计算最大应力超限
**梁平面外稳定计算最大应力超限
**梁抗剪强度计算应力超限
**梁计算折算应力超限
**梁高厚比超限
**梁宽厚比超限
**最大挠度/梁跨度超限
**(恒+活)最大挠度/梁跨度超限'
**(活)最大挠度/梁跨度超限
**变形后斜梁坡度改变率超限(门规)
混凝土柱超限信息
**柱下端主筋计算配筋超限
**柱上端主筋计算配筋超限
**柱抗剪箍筋计算配筋超限
**柱轴压比超限
**砼双肢柱下端分肢主筋计算配筋超限
**砼双肢柱上端分肢主筋计算配筋超限
**砼双肢柱分肢抗剪箍筋计算配筋超限
**砼双肢柱腹杆主筋计算配筋超限
**砼双肢柱腹杆抗剪箍筋计算配筋超限
混凝土梁超限信息
**梁下翼缘计算配筋超限
**梁上翼缘计算配筋超限
**梁抗剪箍筋计算配筋超限
五、新版计算书(WORD、PDF格式输出)
从V3.1.5版本开始,程序对刚架计算结果和基础计算结果提供新版计算书,可输出WORD、PDF、TXT格式的计算书。
点击“结果文件”命令,出现左侧停靠窗口,可以选择查看计算结果文件。其中“计算结果文件-New”、“基础计算文件-New”为新版计算书。
选择“计算结果文件-New”将出现“计算书设置”对话框。“计算书设置”对话框分为:“封面”、“内容”、“布局”、“页眉页脚”、“文字”、“表格”、“图形设置”、“输出设置”等标签。
“封面”标签,可以设置“标题”、“项目名称”、“专业负责人”等信息,用户可以通过勾选“√”来定制计算书封面页是否输出指定项目。
“内容”标签。用户可以通过勾选右侧窗口的“√”来定制计算书的输出内容。上下拖动左侧列表项目,可以重新排列输出顺序。“荷载简图”、“内力图”、“位移图”右侧的选项按钮,可以进行“分图”设置。
对话框布局:
“布局预览”(下图中A):分图布局预览。双击右下“总图集”(下图中C)中的条目,可以预览选中的分图结果。
“T图文件”(下图中B):列出了可以被分图的文件。通过“浏览”、“删除”按钮,可以添加或删除指定的T图文件。
“总图集”(下图中C):列出分图结果,双击选项可以预览分图结果。勾选后,可以通过按钮“移除选择项”删除分图结果。
功能及操作步骤(分区图示见下图):
功能1:查看分图结果:
双击I位置“总图集”中的条目,可以在左侧预览窗口查看当前分图效果。每条分图选项后都在括号中给出了分图的纸张数。
功能2:自动分图:
首先:勾选II位置的“最小字高”选项,并输入纸张上文字的“最小字高”,第二、选择“最大分图张数”,第三:点击III“自动分图”。就会在“总图集”显示新的分图结果。双击I“总图集”中的条目,就可以查看新的分图结果。
功能3:手动分图(分区图示见下图)
如果对“自动分图”不满意,可以采用“手动分图”。
分图举例:
例:4跨门架,分为4张纸张显示,保证每张纸上都能查看本跨左右两侧柱子。
第一:指定“最小字高”5mm,以保证在计算书中可以得到满意的字体高度。
第二:指定“最大分图张数”。建议一张纸上可以放置1跨。则4跨门架,“最大分图张数”可以指定3张。(特别说明一下:为了保证门架柱子每张图纸上都能有两侧柱子的出现,因此最大分图纸张数,比真正跨数少1)。
第三:执行“自动分图”,首先得到一系列的自动分图结果。
第四:查看“总图集”中的分图结果。
第五:以上分图不符合要求。所以在左侧进行手动分图。点击“×”删除布局。
第七:勾选全部“图集”,点击“应用到选择项”。
第八:得到新的布局,变为4张图纸显示。
“布局”标签。用户首先选中要修改的类别“文本部分”和“图形部分”。程序可以接受对两个部分分别设置属性。可供选择的内容有“纸张大小”,“纸张方向”,“分栏”,“页边距”。
“页眉页脚”标签。设置内容包括:页眉信息和页脚信息。其中页眉可以设置“文本”和页眉所在的位置:左/中/右。如果需要还可以插入logo图片。页脚可以设置文本的页码编号,同时可以指定页码编号的位置:左/中/右。
“文字”标签。用户可以在本页,统一指定输出文本的“字体”、“字号”、“粗体”、“下划线”等。
“表格”标签。可以设置“表格样式”。表格标题位置可以设置:左/中/右。
“图形设置”标签。可以对输出的图片进行“彩色/黑白”控制。
“输出设置”标签。用户通过本页,可以选择“WORD文档”、“PDF文档”、“TXT文档”来控制输出的格式。
“生成计算书”按钮。点击该按钮,便可以生成用户需要的计算书。
“基础计算文件-New”的功能与上述“计算结果文件-New”的功能一致,用户可以参考上述过程生成“基础计算文件”的word和pdf格式的文档。
第三章PK施工图设计
第一节框架绘图
选择“绘施工图”后即可进入框架绘图,框架绘图主菜单如下所示:
一、参数修改
1、【参数输入】
参数输入共有四页,分别为归并放大、绘图参数、钢筋信息、补充输入,主要完成选筋、绘图参数的设置,现说明如下:
(1)归并放大
1)选筋时的归并系数(<1)
程序根据选筋归并系数将相差不大于选筋归并系数的计算配筋按同一规格选择,如0.2表示将相差不大于20%的计算配筋按同一规格选钢筋(取其上限值),此数越大则梁柱剖面种类越少。
2)柱钢筋、梁下部、上部钢筋放大系数
输入放大系数,是设计人员对计算结果加以人工干预的一种方法。结构计算得出的钢筋面积将乘上放大系数,再选出合适的根数与直径。放大系数填1表示用户对计算结果不放大。(但程序选出钢筋根数与直径时,面积一般比计算结果略大)
3)钢筋的混凝土保护层厚度
程序首先读取结构计算前用户输入的梁、柱的砼保护层厚度数值,将其作为这里的隐含值。用户可在这里修改。
保护层厚填0时程序自动取为30mm,否则取用户填的数值。
4)梁下部钢筋弯起抗剪
选择此选项,程序会将梁下部纵向受力钢筋的两根或一根弯起,参与抗剪设计。
不选此选项则梁下部钢筋不弯起抗剪。
5)有次梁时梁上部钢筋增加一个保护层厚度
该选项为复选项,选择此选项,则当有次梁时在该梁上部钢筋增加一个保护层厚度。
6)抗震等级=5时梁上角筋
仅当抗震等级=5时该选项才可以设置。
选择“跨中截断并加架立筋”,则梁角筋在跨中截断,按构造要求在跨中设置架立筋。
选择“在全跨连通”,则梁角筋全跨连通。
(2)绘图参数
1)图纸号
填1或2或3,1表示1号图纸,2表示2号图纸。
2)图纸加长、加宽比例
如填0.5表示图纸加长1/2,填0.25表示图纸加长1/4。
3)立面比例BLK、剖面比例BLP
BLK=0时,框架整体图按1:50绘制,BLK=**时,框架整体图按1:**绘制,例如BLK填40,框架整体图按1:40绘制。
BLP=0时,剖面图按1:20绘制。
有时按用户给出的比例不能满足布图要求,程序将自动调正比例。当不允许程序自动调整比例时,可在BLK或BLP中插入的数前加一负号。
4)梁腰筋在立面上、柱另一侧筋在立面
用户可以在此选择梁腰筋和柱另一侧钢筋是否在立面图上画出。
5)立面图上的梁标高
选择标注,则在立面图上标注梁标高,否则不标注。
6)轴线圈内的轴线号
选择标注,则在轴线圈内标注“结构建模”中输入的轴线号;否则只画出轴圈,不标注轴线号。
7)次梁在立面上
选择画出,则在立面上画出次梁线框图,否则不画出。
8)梁钢筋编号并给出钢筋表
这是一个复选项,如不需钢筋表,则程序作剖面归并时仅参照截面尺寸、钢筋根数与直径,不再考虑钢筋长短弯勾等构造,从而使剖面的数量大大减少,减少出图数量。
连续梁或柱的钢筋表(一起画或分开画):当接PK连续梁或梁柱分开画时,几根连梁的钢筋可列在一个表内,也可以给每根梁(或柱)分开列钢筋表。
9)第一层梁顶结构标高(m)
这个数据用来确定各结构层标高。
10)底层柱根至钢筋起始点距离JGL(m),如右图所示。
11)按纵向框架画法出图(不画柱的有关内容)
选中该选项,则施工图只显示柱框架,不画柱钢筋。(PK平面杆系计算横向纵向两个方向框架,一般横向框架在整榀框架绘图中应该画钢筋,当为纵向框架在整榀框架绘图中钢筋可不画出。)
(3)钢筋信息
用户可根据对话框提示进行钢筋参数的设置,下面对个别参数进行说明。
1)梁支座连续梁端部箍筋
当次梁、连梁当作主梁输入且用整体分析软件计算后接PK画图时,用户可在此设定这样的梁是否需要箍筋加密。
2)挑梁下架立筋直径
程序隐含挑梁下架立筋直径为Ф14,用户可在这里修改该筋直径。
3)框架顶角处配筋方式
柱筋伸入梁时,程序按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)图11.6.7(g)顶层端节点(一)作法,在框架顶角节点处将柱筋伸入梁锚固,梁上筋不再伸到柱的梁下皮位置以下。
梁筋伸入柱时,程序按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)图11.6.7(h)顶层端节点(二)做法,在框架顶角节点处将梁的上筋伸到柱内梁上皮以下1.7倍锚固长度处。
以上参数的内容记入当前子目录下一个名为MSG.PK的文件中,该文件一经建立,若不加修改就一直在当前子目录起作用。
(4)补充输入
1)是否根据允许裂缝宽度自动选筋
选择此选项,则“允许裂缝宽度”选项变为可编辑,程序将根据用户输入的裂缝宽度自动配筋,配筋结果满足裂缝宽度要求;否则程序默认允许裂缝宽度为0.3mm,
选择此项后,程序将调整放大钢筋用量,使之不但满足结构计算结果要求,而且还满足控制裂缝宽度要求。
2)是否考虑支座宽度对裂缝宽度的影响
如选择此项,程序将自动考虑支座宽度的影响,对梁支座处弯矩加以折减(计算原理参见【技术条件】一章中有关调幅系数的说明)进而影响裂缝宽度,如选择了“根据允许裂缝宽度自动选筋”选项,可以减少实配钢筋。
3)是否考虑梁贯通中柱纵筋直径不大于柱截面尺寸的1/20
参见规范《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第6.3.4.2条规定。
2、【钢筋库】
程序隐含按照8种钢筋直径选钢筋,分别为14、16、18、20、22、25、28、32mm,如果实际施工时,没有其中的某种直径,可将该钢筋直径前的钩取消,以便实配钢筋不出现这种钢筋。
3、【梁顶标高】
当该梁顶高于同层梁顶标高时,为正值,单位(m);当该梁顶低于同层梁顶标高时,为负值;当该梁顶与同层梁顶齐平时,为0。
4、【柱箍筋】
单击该菜单,屏幕上将显示出该榀框架各个柱的箍筋类型,数字表示下图对话框中从上至下各箍筋类型顺序号,共4种,用户可以修改任意柱的箍筋类型。
5、【挑梁数据】
单击该菜单,程序将提示用户输入挑梁种类数,并进行挑梁参数设置,如下图所示:
每类挑梁填8个数据,填完一类,再填下一类。
1、挑梁上皮与相邻梁高差dh,高于相邻梁时为正(m)
2、挑梁挑出长度L(m)。
3、挑梁根部高度H(m)。
4、挑梁外端高度H1(m)。
5、挑梁上承受的最大弯矩设计值(kN·m)。
(程序据此数算出挑梁受力筋,此值应为标准荷载乘以荷载分项系数的设计值)。
6、挑梁箍筋的直径与间距,格式为*.**,小数点前数字为箍筋直径(mm),小数点后数字为箍筋间距(cm),例如ф8@100,写成8.10即可。ф10@150写成10.15。
7、挑梁宽度(m)
8、挑梁截面形状信息。
用户根据提示即可完成挑梁参数设置。
6、【布置挑梁】
先要给出挑梁类别序号,再点取需布置挑梁的柱,选中某柱后,程序将再在该柱顶端无梁一侧布置挑梁,挑梁以粉红色显示。
7、【牛腿数据】
牛腿数据的输入方式同挑梁,在参数设置上有三处与挑梁不同:
①5项填牛腿上受的最大垂直力设计值(kN);
②6项填牛腿上受的最大水平力设计值(kN),该值前一定要加个负号;
③8项填垂直力距柱外皮的距离(m)。
8、【布置牛腿】
对于图示框架,若1~3间的杆件为一个柱单元,则不能在该柱右侧安放牛腿,因该柱右侧已有梁,为此,可将牛腿处作一节点2,该杆件分为2段柱,①柱右侧安放牛腿。
对于图中柱①、柱③上端左右均无框架梁的柱杆件,当牛腿位于柱上端左侧时,在该挑梁所属的挑梁类别号前为“+”,牛腿位于柱上端右侧时,在该挑梁所属的挑梁类别号前加“—”号。
9、【放大系数】
放大系数包括柱配筋、梁下配筋、梁上配筋放大系数,用户可以根据需要,给不同的构件定义不同的放大系数。
二、修改钢筋
1、【柱纵筋】
本菜单主要完成柱钢筋的审核及修改,包括平面内配筋、平面外配筋、柱筋连通等。柱平面内纵筋是程序根据计算结果给出的,程序默认柱平面外配筋与平面内相同,用户可在此修改,屏幕上显示框架立面图。
【平面内配筋】
1)修改钢筋
柱平面内配筋图(ZJ.T)
柱配筋图上显示的是:对称配筋的柱单边的根数与直径,柱左数字为钢筋根数,柱右数字为直径,柱选筋的规则是:直径可有一或两种,两种直径时每种直径的根数各占一半,修改钢筋时,也必须按此规则修改。需修改时,点右边菜单【修改钢筋】,命令行提示:请选择需改钢筋的柱,移动光标至需作修改的柱处,回车后提示:第一种钢筋的根数和直径,如改为2ф25+2ф20则键入2,25,又提示:第二种钢筋的根数和直径,键入2,20,图形上数字马上作出相应改动。当直径根数仅一种时,在提示第二种钢筋时,键入0或回车即可,如右图所示:
2)相同拷贝
把某一根柱的配筋拷贝到其它柱,先点的是提取拷贝数据的柱,再逐个点取的是被修改的柱。
3)计算配筋
柱立面上显示柱计算配筋包络图,从而便于用户对程序选择的实配钢筋校核。
【平面外配筋】
这一菜单是录入和修改各柱框架平面外方向(除角筋之外)选配的钢筋。
注意:程序默认平面外配筋与平面内相同,用户可以在此修改
【柱筋连通】
一般情况下,柱钢筋在上柱根部切断,并与上柱绑扎搭接或焊接连接起来,用户可在此处令钢筋在某些柱不切断,或每根柱列从上到下都不切断,而直接穿过各柱,这样做可适应一些工程习惯并减少剖面个数。
【取消连通】
是与柱筋连通相对应的菜单,选择此菜单可以取消柱筋连通的操作。
【对话框式】
点取某一根柱后,屏幕上弹出该柱剖面简图,该对话框左边是钢筋的直径、根数等参数供用户修改,右边的详图可随左边参数的变化而联动,如下图所示。
1)柱主筋
柱主筋选项用来设置柱主筋级别及两个方向主筋的根数和直径,两个方向指平面内和平面外,每个方向钢筋分成两组,分组情况可从右侧简图查看。
2)柱箍筋
柱箍筋选项用来设置箍筋形式及节点区和柱身段处的箍筋信息。箍筋形式有菱形、井字、矩形和拉结筋4种。
用户可以设置节点区和柱身段处箍筋参数,在节点区,用户只需输入箍筋级别和直径,程序会自动完成箍筋的配置;在柱身段处,程序会根据柱信息给出箍筋配置默认值,用户可以进行查改。
3)主筋接头
用户可以在此确定主筋在该柱段是否设置接头,用户还需设置主筋接头起始位置,主筋接头起始位置指主筋接头至楼板上或下边缘的距离,程序默认为500mm和柱宽、柱高中的较大值。
2、【梁上配筋】
这里修改梁支座及梁上部的钢筋,子菜单如上图所示:
【修改钢筋】与【相同拷贝】菜单是改变程序对支座筋的配置,点取的是梁的支座部位,也可用窗口成批点取。点击【修改钢筋】,程序会在立面图上显示梁支座处配筋信息,如果支座两边配筋相同,则仅在一边显示;否则两边分别显示。修改内容是(1)第一种钢筋的根数、直径、连通钢筋的根数。这里的第一种钢筋是包括连通钢筋在内的钢筋,程序设定梁上的2根角部钢筋在同层各跨连通,因此如用户仅需梁上的2根角部钢筋连通时,连通钢筋的根数可以省略不输。(2)第二种钢筋的根数和直径。
同一层支座上程序先是指定相同直径的角部钢筋,如果用户修改后成为不同直径的角筋,则程序后面如根据构造要求必须将角筋于同层各跨连通时,则自动把直径统一成用户指定的最大直径。
用户可以指定梁上部钢筋连通的根数大于2根。如上部第一排内共有6根直径18的钢筋,虽然按计算只两根角筋连通已经足够,但如用户希望将其中4根连通,那么在这里输入连通筋的根数是4。即输入:6,18,4
梁上部配筋图(LSJ.T)
【上筋连通】菜单可由用户设定将梁上部第一排的钢筋(不仅是角筋)全部连通并选最大直径,以满足某些设计的要求,但其上第二排钢筋不在自动连通之列。一般情况下程序根据构造要求在除连续梁抗震等级为5时外均把上部角筋连通,但其余钢筋根据弯矩包络图和规范构造分一到三次切断,程序计算断点长度时如该长度大于跨长接近一半时,则这组钢筋不被切断而与相邻支座连通。
上筋断点可由用户修改程序算出的梁上钢筋的断点位置,分为【第一断点】、【第二断点】、【第三断点】3个菜单,分别为梁上排除二角筋外其它筋,第二排两边二钢筋,第二排除二边筋外的其它钢筋(第三排如有筋也划为此类),某类钢筋无配筋则断点长度为0,每类钢筋断点只能有一个。
如用户将断点长度指定为跨长一半以上,则这类钢筋自动与相邻支座连接而在该跨连通。
【重算断点】菜单用在当用户修改过角筋和其它钢筋的直径后重新计算梁上筋断点,因原有断点是根据修改前由程序定义的直径计算的,程序并不能根据用户定义的新直径而重算断点,使得某些情况下断点位置不能满足新直径的要求,故在此设菜单由用户指定重算断点。
【相同拷贝】用来帮助用户将一根梁的配筋拷贝到其他梁。
【一排根数】菜单可由用户修改放在梁上部第一排钢筋的根数或第二、三排筋能摆放的最多根数,由此来调整钢筋的疏密排列。程序自动设定的一排根数是可满足规范要求的,但如用户有新的考虑或特殊设计习惯时可在此调整,特别是用户在修改了钢筋的根数后常应随后修改一排钢筋的根数设定,如程序原配有6Ф22,且第一排4根,第二排2根,其一排根数为4,用户改为5Ф25后,如不改一排根数则程序一排放4根、第二排放一根,用户改一排根数为3后程序画图时第一排放三根,第二排放二根,就配置得比较均衡了。
【计算配筋】菜单用来显示梁立面上计算配筋包络图,从而便于用户对程序选择的实配钢筋校核。
3、【梁下配筋】
子菜单如下:
用户用光标或开窗口点取每根梁来修改,每根梁下部钢筋的直径最多可有两种,每一种直径的根数可定义为四类中的一类或几类钢筋包含的根数,类的定义见下图
②类为第一排筋靠中部的二根,①类为一排其余钢筋,根数为一排总根数减2,③类为二排二根边筋,④类为二排其余筋,如有三排筋时也放入④类。
梁下部配筋(LXJ.T)
【下筋连通】菜单可由用户指定对等高等宽且无高差梁的梁下部钢筋(所有钢筋,不仅是第一排钢筋)在同层各跨连通,并选其中最大直径和根数。可一次指定对所有可能连通的梁连通,也可分别定义某几根梁连通,定义连通钢筋的梁画图时其钢筋就不再伸过支座处根据锚固长度切断,而一直与相邻跨连接起来。
下筋连通后可减少出图剖面的个数。
【一排根数】菜单用来修改梁下部第一排钢筋的总根数或第二、第三排能摆放的最多根数,梁下部一排筋的修改应和梁上部一排筋的修改配合进行,以免造成上下排列不对应的构造剖面。
【相同拷贝】、【计算配筋】、【对话框式】菜单用法同梁上配筋。
4、【梁柱箍筋】
先显示箍筋的直径与级别图,用户可修改梁与柱箍筋的配置状况,子菜单为:
菜单【修改钢筋】和【相同拷贝】用来修改柱或梁箍筋的直径和钢筋级别。
菜单【加密长度】用来修改梁端箍筋加密长度和柱上部(其下部肯定大于此值)箍筋加密长度,程序计算的梁端箍加密长度为1.5h,柱上端的计算长度定义可参阅PK技术条件,柱下端加密长度还要根据柱筋的搭接状况,底层的柱还要考虑地坪的位置。当梁左右端或柱上下部加密长度接近全跨或全高时,程序则自动对梁全跨或柱全高作箍筋加密。
对程序设定的全长加密箍筋的梁,可适当修改箍筋的强度等级或直径,程序会读取剪力配筋计算结果重新设定加密区和非加密区。
用户指定不需箍筋加密时,可设加密长度为0。
菜单加密间距用来修改程序隐含设定的加密间距值,一般为100毫米。
菜单非加密区是修改非加密区箍筋的间距。
5、【节点箍筋】
用来修改柱上节点区的箍筋直径和级别,这菜单仅在抗震等级为一或二时才起作用,节点箍筋间距定为100mm。
6、【梁腰筋】
7、【悬挑梁】
本菜单用来修改挑梁的各参数,也可把已有的悬挑梁转变成端头支承梁,使悬挑的这一部分按端支承梁的构造配筋。还可把端支承梁改成挑梁。
(1)【修改挑梁】:因PK现在大多与PMCAD软件配合使用,这项菜单对用户定义挑梁的设计十分有用,PMCAD建模时梁一般为等截面梁,且悬挑梁与楼层梁均为等高,这里修改的挑梁参数为:
挑梁上皮与相邻梁高差(毫米)
挑梁挑出长度(毫米)
挑梁根部高度(毫米)
挑梁外端高度(毫米)
挑梁箍筋的直径和间距
挑梁外端与内端高差(上为正)
因此用户在这里重新修改挑梁参数就可在画图时得到变截面挑梁和与楼层梁有高差的挑梁设计。
(2)【挑梁支座】:PMCAD在生成框架整榀数据文件时把端跨外端支承在梁上的梁均未写出它的支承状况,在画图时即当作挑梁的构造来画(虽然该部分的支承荷载已按实际考虑且计算是符合实际受力状况的),挑梁支座菜单可用来将这种梁定义为端支承梁而在画图时不再按挑梁的要求配筋。
(3)【改成挑梁】:这里可把PMCAD传来的位于左端跨或右端跨的支承梁改为挑梁。
8、【次梁】
选择该菜单,则在立面图上用红色箭头标出次梁位置,黄色数字表示次梁集中力,如该力小于0则显示0,用户可以通过本菜单查改次梁集中力及次梁下的吊筋配置。
注意:如果点取修改次梁吊筋后,图中次梁下没有吊筋配置,说明此次梁计算后不需要配置吊筋,箍筋即可满足规范要去。
1、【弹塑位移】
这项菜单在地震烈度70-90时起作用,程序按梁柱的实配钢筋、材料强度的标准值和重力荷载代表值完成该框架在罕遇地震下的弹塑性位移计算,计算技术条件详见PK技术条件说明,计算结果在屏幕上显示。
不满足要求时,可即时地修改柱梁钢筋再进入本菜单重新计算。
各楼层屈服强度系数(YIELD.T)
2、【裂缝计算】
裂缝计算考虑荷载效应的标准组合,即恒载、活载、风载标准值的组合,取梁矩形截面,取程序选取的梁下部与梁上部实配的钢筋根数与直径,按GB50010-2002第8.1.2条公式计算。
当计算裂缝宽度≥用户输入的允许裂缝宽度时,该裂缝宽度用红色在图上显示。
最大裂缝宽度图(CRACK.T)
3、【挠度计算】
按照《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第7.2节做梁的挠度计算。为计算荷载长期效应组合,用户需输入活荷载的准永久值系数,该系数用户可查《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)表4.3.1给出,程序隐含值取0.4。
程序按GB50010-2002公式8.2.2计算长期刚度B,按公式8.2.3-1计算短期刚度Bs,在每个同号弯矩区段内按该区段最大值计算一个B,计算按照梁上下的实配钢筋和考虑梁翼缘的影响,对现浇板处的T形梁(梁形状类型为2,3,4,11,12)翼缘计算宽度按GB50010-2002表7.2.3取值(按翼缘高度hi考虑)。
修改梁的上下钢筋将改变挠度值。
挠度图(DEF.T)
四、施工图
作出整榀框架的施工图,首先程序提示输入框架名称,程序把该名称作为施工图的图文件名称,而框架名称加后缀T为图形文件,并即时在屏幕上显示输出。
有时一榀框架需画在二或三张图上,第一张的名称为该框架名称(即绘图补充数据文件名),第二张的名称为该框架名称前加字母A,例如第一张图纸为KJ-1.T,第二张图纸为AKJ-1.T,出三张施工图时,第三张图纸名为BKJ-1.T。
菜单见下图。
1、【画施工图】
程序在这里的计算内容大致有:每根梁柱详细的钢筋构造,钢筋归并生成钢筋表,剖面合并计算出剖面总数,相同的层和跨合并减少出图数量,图面布置计算和出图张数计算等。
程序会提示用户是否将相同的层归并、提示用户输入该榀框架名称,如果图形超出图纸范围,程序会提示用户是否缩小剖面图比例等,用户可根据程序提示逐步完成施工图设计。
2、【下一张图】
如果一张图纸放不下,则程序会分几张图来绘制施工图,这时点击本菜单可以分别生成这几张图。
3、【移动标注】
用户可以通过本菜单移动立面或剖面图上的各种标注。
4、【移动图块】
程序对立面图、各个剖面图及钢筋表等均按图块形式进行管理,用户可以利用本菜单来调整图面。
5、【图块炸开】
将上述图块炸开,使得整图合并成一个没有局部坐标系的图。
6、有钢筋表和无钢筋表时的图面表达方式
进入画图程序开始时的绘图参数修改项有是否要钢筋表选项。
要钢筋表时,程序要在图面上给出每根钢筋的编号并画出钢筋表,只有直径且长短弯勾尺寸均相同的钢筋才会编为一个号,虽根数直径相同,但钢筋编号不同的剖面不能合并为同一个剖面,因此有钢筋表时剖面数量较多,所费图纸也较多。
有钢筋表时,图面表达式是:
(1)立面图上标注每种钢筋编号,不写根数与直径,不注弯勾尺寸。
(2)剖面图上标注每种钢筋编号,且标注根数与直径。
(3)列出钢筋表,表中标注每种钢筋详细尺寸,且有数量统计。
可以看出在有钢筋表图纸上,每种钢筋是通过立面、剖面和钢筋表三个方面才能表达完整,优点是钢筋表达全面,有材料统计,缺点是图纸量较多。
程序可以把两个截面相同,且钢筋直径根数相同,但钢筋编号不同的剖面合并在一处画出,这时可省略部分图面。
不要钢筋表画图时,程序作剖面归并时仅依据截面尺寸和钢筋的根数、直径,可以比要钢筋表时剖面数量少很多,此时图面表达的程式是:
(1)立面图上不标钢筋编号,直接标注每种钢筋根数与直径,并且标注每种纵向钢筋弯勾的尺寸。
(2)剖面上不标钢筋编号,标注每种钢筋根数与直径。
(3)没有钢筋表。
可以看出,对于无钢筋表时的图纸,在立面上即可读到每种钢筋的数量和构造,在剖面图上可看到它的排列及构造钢筋,图纸表达直观,节省图面,缺点是无材料统计表。
第二节排架柱绘图
排架柱绘图子菜单如下所示:
注:排架柱要正确绘制的条件:(1)必须布置吊车荷载,(2)柱上端必须布置两端铰接的梁。否则程序不执行排架柱绘图程序。
一、吊装验算
画排架柱图前,可先对每根排架柱作翻身、单点起吊的吊装验算,每根柱的节点由用户用光标在柱任意位置指定,并可反复调整,柱最后配筋将考虑结构计算与吊装计算结果的较大值。
二、修改牛腿
修改牛腿子菜单如下所示:
1、【牛腿尺寸】
程序会在排架立面图上标注出牛腿尺寸。
2、【相同修改】
将一个牛腿的信息拷贝给另一个牛腿。
3、【牛腿荷载】
程序会在排架立面图上显示牛腿处作用的水平、竖向荷载。
4、【轴线位置】
显示各排架柱与轴线的关系。并可修改轴线位置。右偏为正,单位(米)。
5、【放大系数】
输入放大系数,是设计人员对计算结果加以人工干预的一种方法,程序将显示排架柱上下柱的钢筋放大系数,用户可根据实际工程进行校核。
6、【其它信息】
其它信息包括4个选项,如下图所示,用户根据需要进行设置。
1)保护层厚度(mm)
用户可在此输入保护层厚度。
2)插入长度(mm)
插入长度指排架柱插入基础部分的长度,当插入长度填0或不填时,程序自动按0.9H(H为底段柱截面高)并取整求出该柱插入基础部分的长度。否则,取用户输入的长度。
3)柱根标高(m)
柱根标高指结构计算时柱底的实际标高值,一般应为柱与基础的连接处,当该值小于0时,不能丢掉前面的负号,程序由该值求出各柱段标高值。
4)图纸规格
图纸规格有1号图纸和2号图纸两种,用户根据需要进行选择。
三、修改钢筋
修改钢筋子菜单如下所示:
程序会在排架柱立面图上显示各个菜单所对应的配筋值及所在位置,用户根据实际工程进行校核。
本菜单主要完成排架柱的施工图设计,用户可以在此设置绘图参数,程序会提示用户输入排架柱的序号,顺序为从左至右。
五、说明
排架柱绘图步骤如下:
1、由“PK二维设计”进入,人机交互建立排架计算数据并计算。在结构计算数据文件中一定要有吊车荷载,否则程序不执行排架柱画图菜单。如结构上无吊车作用,可仍照格式填入吊车荷载,但令荷载值为0。
2、点“绘施工图”,选排架柱绘图,程序产生若干排架柱图形文件。
用户键入数据文件名后,如该文件存在,就读该文件;如不存在,程序将生成该绘图文件。生成该文件的过程是:
(1)读取在结构计算时已输入的吊车荷载及作用节点;
(2)读取在结构计算时已输入的有吊车荷载作用的节点处的恒、活节点荷载;
(3)按(1)、(2)荷载自动生成有吊车作用处的牛腿;
(4)用户可修改牛腿上的荷载和牛腿尺寸;
(5)用户修改其它绘图参数。
用户还可在此时对程序选出的柱筋直径与根数直接在屏幕上修改。还可以修改程序设定的各牛腿的高度。
每张图纸只画一根排架柱,各张图纸名称分别为绘图补充数据文件名前加“A”,“B”,“C”,……,后缀为T,如文件名为PJ-1,则从左至右各排架柱施工图名为APJ-1,T,BPJ-1.T,CPJ-1.T,……。
3、点主菜单B对*.T图进行编辑修改和打印输出。
第三节连续梁绘图
这里指的是单独填写连续梁计算数据文件,或“PMCAD形成PK文件”生成的单根或多根连续梁的数据文件经“PK二维设计”进入计算后,再用“连续梁绘图”等操作画出的连续梁施工图。
“PMCAD形成PK文件”生成的连续梁数据常常是如下一些结构类型。
(1)各层上的非框架梁或某些纵向框架梁。
(2)按次梁输入的梁。
(3)弧梁(近似按跨度为弧长的直线连梁计算)
(4)砖混结构的平面梁。
(5)底框结构中承担上层砖房的连续梁。
这里的操作应注意以下几点:
1、PMCAD生成连续梁数据时,对于梁支承处支座的模型要确认它是支座还是非支座(非支座时支座梁将变为次梁),这一点对于计算和绘图影响很大,对于端跨来说如设为非支座则端跨成为挑梁。
2、连续梁只能承担竖向的恒载和活载,不能承担水平力。
3、直接交互生成连续梁计算数据时,柱要当作两端铰支杆,柱截面高要反映连梁支座的实际宽度,因为画图时要根据支座宽度计算梁筋锚固长度。
4、抗震等级这一参数对画图影响很大
抗震等级为四时,程序认为应按框架梁构造画图,设置箍筋加密区,梁上角筋在同层各跨连通,且梁支座处上筋下伸入支座的锚固长度均按抗震设防考虑。
抗震等级为五时,不设箍筋加密区,梁上部跨中的角筋在不需要点以外时可能被切断而用一段架立筋代替,梁下筋伸入支座的锚固长度要小得多(无论柱梁墙支座均在Ⅱ级钢时为15d)。
第四节绘梁、柱施工图
一、绘梁施工图
与第二节方式不同之处是,框架计算后不是按整榀框架出施工图,而是仅画框架梁的施工图。
数据生成与结构计算的操作与第二节相同,绘图菜单的操作步骤也大多与第二节相同,但用户在进入“绘施工图”时要点取:梁施工图。
与第二节操作主要不同之处是:
1、挑选在当前图上要画的梁段。
屏幕上显示框架整体立面图后。
屏幕上提示:这张图上需要画几根梁段?
一个梁段就是要画的一根单跨或多跨的连续梁。
再循环提示各梁段的绘制范围和名称,该名称将标在每根连梁下面。
挑选完梁段后进入图面布置过程。
2、布图完成后将生成一张框架梁施工图,该图名称程序隐含为L?.T,?代表图纸序号,例如在该框架上挑选的第一批梁画的图即为L1.T。该名称可由用户修改。
该图完成后程序判断如果该框架仍有未画的梁段,则可以通过“画施工图”或“下一张图”菜单重复前面挑选梁段的操作,屏幕上又显示框架整体立面图,但已挑选画出的梁段则被用不同的颜色标出,提示用户可不再挑选。
二、绘柱施工图
一整榀框架用“PK二维设计”中的计算功能算完后画柱施工图可操作“柱施工图”,操作步骤与画梁施工图基本相同,不再重复。
第五节绘梁表、柱表施工图
画梁表、柱表软件是参照广东等地区的框架柱梁施工图的表达方式而研制成的。
一张梁、柱表施工图一般分成二部分:
A、由剖面形式,钢筋布置形式等图形组成的图例部分,以及由文字说明组成的说明部分;
B、由具体的钢筋配置等数字组成的表格部分。
A部分是固定的图形文件,每次运行软件时,根据要求程序自动调入图例说明文件。柱的图例说明文件为ZBTLSM.BZT,梁的图例说明文件为LBTLSM.BZT。如当前目录及PK程序所在目录中无上述文件,则图例位置为空白。
B部分是由程序运行后产生的。软件在结构计算出的结果和选取梁柱钢筋结果的基础上进行数据处理形成CFG图形文件,柱为ZB.T,梁为LB.T,这种CFG图形文件可在CFG系统下进行显示和修改,也可以绘图或打印输出。
程序中提供了预先做好的表的图例。用户如想使用自己的图例,可删掉图例说明文件,然后用AUTOCAD软件人工形成图形文件,将其插入图例部位的空白处,或将文件寄到我处,我处再将其转成A部分。
结构计算、修改钢筋的操作与其它画法相同,请先阅读前几章的说明,有关结构数据文件,绘图数据文件的填写,以及软件技术,这里不再另叙述。
一、梁表和柱表绘图软件功能及说明
梁表和柱表可以将结构计算结果以表格、图例和说明的形式在2#图上绘出施工图。
(一)梁表的施工图(LB.T或LB.DWG)
一张由A、B部分组成的图,可绘15个梁(在同一水平上由若干支座支承的一长段连续梁或单跨梁称为一个梁段。两支座间的一个梁称为一根梁);
若只有B部分,则可绘17个梁。当梁段端头有挑梁时,则自动将其做为一根梁加入表格中。
梁总号:梁段的名称,是用户在选梁段时填入的梁段名称。
梁分号:对每个梁段分别从1开始,自动连续标注每根梁;但对左端挑梁以“TL1”标注,右端挑梁为“TL2”。
跨度:为轴线间距。
支座宽度:左边跨梁标注a1,a2,a3项;右边跨标注a2,a3,a4项;单跨标注a1,a2,a3,a4项;中间跨标注a2,a3项,如梁下抽柱则a2,a3项不标注。左挑梁标注a1,a2项,右挑梁标注a3,a4项。
梁底直筋,可有两排,每排可有2种钢筋。
2ф20+2ф18表示一排内有两种型号的钢筋。
(一排)2ф18
(二排)2ф20表示有两排,“(一排)”筋放在“(二排)”筋的下边。
(二)柱表的施工图(ZB.T或ZB.DWG)
一张由A、B部分组成的图,可绘44个柱。
当一个柱段上有除柱顶标高不同,其余数据完全相同(包括钢筋长度和形状等)的连续几个柱,程序自动将其归并为一标准柱段。
当一个柱段的数据在一列填写不下时,自动在下一列表中填写。
层次:当一个标准柱段由L1至L2层柱组成时,标注为“L1-L2”。
高度:底层柱柱高从基础顶面算起。其它层为层高。
二、操作步骤
(一)形成柱表或梁表的数据文件(※.ZBD、※.LBD)
1、点“PK二维设计”建立结构计算模型数据并计算。
2、经“绘施工图”选“柱表施工图”或“梁表施工图”。
3、进入梁柱配筋施工图主菜单各根据工程实际境况修改参数。
4、在“请输入要建立的框架绘图数据文件名?”下键入绘图数据文件名。
5、补充绘图数据:梁顶标高、柱箍筋、布置挑梁、布置牛腿、放大系数等。
6、修改钢筋。
7、选要画的柱段或梁段
以选柱段为例,选梁段与其相似。
(1)单击“画施工图”
提示:这张图画几根柱段
(2)输入要画的柱段个数(N)
a.提示:给出包含该柱段的起点和终点
用户需用光标指二点作一窗口,将要画的柱段包含在窗口内。
b.提示:该柱段名称
键入:柱名字
该名称将为柱轴线号标注在表格上。
c.反复循环N次a~b步骤。
(3)提示:给刚才所选的柱段数据赋一名称,不加后缀。
键入:文件名
每次执行(1)~(2)步,程序生成一个用户起名的文件,程序给该文件加后辍.LBD或.ZBD。
(4)重复1~3步骤若干次,先生成多个框、排架的ZBD,LBD类数据文件。最后统一绘图。
(二)形成柱、梁表施工图(ZB.T,LB.T)
以画柱为例,画梁相似。
1、确定保留图例A的方式
提示:交互决定、全部保留、全不保留、首图保留
用户根据需要进行选择。
如选“交互决定”,则每画一张图要问一次。
2、形成图表
显示柱表图,根据需要可局部放大。
如一张图画不下,则由ZB01.T开始,依次顺序形成ZB02.T,ZB03.T……。
3、显示柱表图文件个数
按任意键,返回菜单。
第六节用户使用中常见问题
1、对柱平面外计算长度程序自动取与平面内相同(排架柱除外),用户可在交互建模菜单修改。
2、梁柱整体画时,如层间高度太小时箍筋间距等标注,会造成尺寸重叠。可改用梁柱分开画,画此局部。
3、每根梁只给出跨左与跨中两剖面,如梁为右端跨梁时,又给出跨右剖面号。
4、节点核心区构造未表示出来,请参阅说明书补充。
5、吊筋及次梁处的加密箍筋间距未注,应为50mm。
6、在绘施工图菜单的绘图补充数据中设计挑梁主筋、设计次梁附加钢筋时加的荷载是设计荷载。
7、壁式框架计算结果中,柱输出的最后一行“V=×××.××Muh=×××.××Muv=×××.××”其中V为计算剪力墙水平分布筋时的设计剪力。
当抗震等级为一、二级时V为1.1倍组合值
当抗震等级为三、四、五时V即为组合值。
8、框架梁上有次梁时,为保证次梁上部钢筋保护层的厚度,该层主梁箍筋高度等于梁高减3倍保护层厚度。若保护层厚为30mm,则箍筋高度为梁高-90mm。用户也可修改参数使框架梁上有次梁时主梁箍筋高度等于梁高减2倍保护层厚度。
9、梁柱整体画时,对于有剪力墙处的框架程序还不能正常画出。
10、当柱中间的弯矩大于柱上、下截面弯矩时,程序对上、下截面作配筋计算时再用柱中弯矩和上下截面的轴力重算以复核配筋。
11、用PK平面杆系计算后画柱施工图时,柱在框架平面外的配筋一定要在操作绘图菜单时补充输入,一般可在修改柱钢筋菜单中使用柱平面外钢筋修改菜单,程序隐含取柱平面外方向的钢筋与平面内相同。柱平面外方向的配筋根据另外一个方向框架的计算结果。
12、关于圆柱配筋
用PK平面杆系计算后画圆柱施工图时,虽然程序对圆柱是按全截面配筋结果选的钢筋,但仍隐含了框架平面外有一定数量的钢筋,总的配筋是平面内外相加的结果,这是因为程序不知道另一方向框架柱的计算结果而采用的偏于安全的作法。用户可根据另一方向框架计算结果修改柱的平面外的钢筋。
13、柱箍筋全长加密
当柱箍筋采用绑扎连接时,根据国标11G329其搭接起始位置应在梁上皮500mm以上,这使搭接范围增加了至少500mm,特别是GB50010-2010规定绑扎搭接时的一次搭接的搭接长度是1.6Laed,且规范规定在绑扎范围内需箍筋加密,使柱上下箍筋加密部分接近而全长加密。
建议用户此时改用规范建议的焊接、螺栓连接或其它非绑扎的钢筋接头方式,这时其接头范围不再需要作箍筋加密。
14、吊车荷载输入
作用力分两部分:
(1)吊车梁结构和轨道等产生的自重,为永久荷载,作为节点恒载(竖向力,竖向力产生的偏心弯矩)输入。
(2)吊车工作时的最不利作用,作为吊车荷载输入,这一荷载程序根据用户提供的吊车资料可以自动计算导入吊车荷载;也可通过手工计算再用这部分数据(最大轮压竖向荷载,最小轮压竖向荷载,吊车横向水平荷载,吊车桥架重量)作为吊车荷载输入。注意:吊车横向水平荷载是左右两边横向水平荷载之和。
第四章PK结构计算的数据文件
结构计算数据文件可描述整个平面杆系结构模型。它是由“PK二维设计”生成的一个文本文件,名称是“PK二维设计”输入的工程名称加后辍.SJ。它也可由“PMCAD形成PK文件”产生,框架的默认名称是“PK—轴线名”,连续梁是“LL—序号”。
结构计算数据文件也可由人工逐行按照以下说明的格式填写生成,其文件名称任意。
程序提倡用人机交互方式建模,或用“PMCAD形成PK文件”生成数据,因此用户对下面描述的内容一般不用改动。只在某些特别情况下人机交互建模不能达到要求时,可按如下描述的格式对文件改动。改动后应以数据文件方式,并输入改动的文件名后进入“PK二维设计”。由“PK二维设计”生成的结构计算的文本文件,包括了人机交互建模的所有信息,可以存档保存,也可以和“PK二维设计”生成的其它文件(工程名.*)共同保存。
在应用“PMCAD形成PK文件”功能时,如果当前工程在建模时使用“荷载补充”功能输入并布置了“其他工况”的荷载,程序将提示这些数据在形成PK文件的部分尚未处理,需要在“PK二维设计”的后续操作中补充。
第一节框架数据文件
数据按行写入,每行不超过80个字符,对数据的整型实型不作限制,数据之间用逗号隔开,数据终了,另起一行用字符END表示数据结束,数据行间可插入以C开头的注释行。
数据可以采用简单的缩写形式,即把几个相同的连续的数据合在一起书写,如连续5个4.5写成5(4.5);连续10个2,3可以写成10(2,3),小括号之外,还可用中括号[]表示更上一层的重复简写,每一对括号皆可跨行写。
数据填写顺序如下:
一、总信息
总信息为24个数,见下表
表1
NJ
NL
NB
KZ
NF
NEL
KLL
KW
KZDJ
IC
IC22
IG
IA
KAA
U1
U2
MOD
IGJ_GU
IBHC_Z
IBHC_L
XS_STRUC
JSCD
ITYPE
BLBZ
1、NJ:节点总数(包括约束节点数);
要计算吊车荷载时,NJ前加一负号,同时在八项左、右风载数据后输入吊车荷载数据;
2、NL:柱子数;
3、NB:梁数;
4、KZ:版本号标记,固定值KZ=20610;
5、NF:支座约束数;
6、NEL:标准截面类型总数;
7、KLL:活载计算信息,算为1,不算为0;
当有N组互斥活载时,KLL填1+N;
8、KW:风荷载计算信息,算为1,不算为0;
9、KZDJ:抗震等级,一、二、三、四级抗震等级分别填1,2,3,4。不计算地震时填5;
10、IC:柱子混凝土强度等级,C20填20,C22填22,C25填25,C30填30,C40填40,以此类推。输入0表示各柱的混凝土强度等级不同,应在总信息后依次输入每根柱子的混凝土强度等级。
11、IC22:梁的混凝土强度等级,填法同柱。
12、IG:梁柱主筋钢筋号,Ⅰ级钢(HRB235)为1,Ⅱ级钢(HRB335)为2,Ⅲ级钢(HRB400)为3,RRB400为4,冷轧带肋钢筋为11;
13、IA:柱梁自重计算信息,要求计算柱自重填1,柱梁自重都计算填2,柱梁自重都不计算填0;
14、KAA:基础计算信息,算基础填1或2,不算填0;
KAA填2时,仍作基础计算,但在计算基础时不考虑有地震作用的组合内力。
15、U1:梁支座负弯矩调幅系数;
16、U2:梁截面惯性矩增大系数;
17、MOD:打印输出格式信息;
MOD=0:仅输出各柱、梁控制组合内力与配筋,
MOD=1:除MOD=0内容外,还输出恒、活、风,地震各单项荷载下的内力;
MOD=2:除MOD=0内容外,还输出柱梁截面各种组合内力;
MOD=3:输出MOD=0,MOD=1,MOD=2时的全部内容;
当MOD在以上各情况下加10,取值10,11,12或13时,程序计算结果按幅宽为80行格式打印输出。否则,按130行格式输出。
18、IGJ_GU:梁柱箍筋钢筋号,Ⅰ级钢(HPB235)为1,Ⅱ级钢(HRB335)为2,Ⅲ级钢(HRB400)为3,RRB400为4,冷轧带肋钢筋为11;
19、IBHC_Z:柱保护层厚度,单位为米;
20、IBHC_L:梁保护层厚度,单位为米;
21、XS_STRUC:结构重要性系数;
22、JSCD:柱计算长度是否考虑GB50010-2002第7.3.11-3条规定,考虑填1,不考虑填0;
23、ITYPE:结构类型。
24、BLBZ:是否考虑活荷载不利布置。0:考虑,1:不考虑。
注:
(1)框架各柱的混凝土强度等级或梁的混凝土强度等级可以不相同。
当各柱的混凝土强度等级不同时,总信息第10项IC(柱混凝土强度等级)一项填0,在填完总信息的17个数之后,按柱编号顺序输入各柱原混凝土强度等级,C20填20,C25填25,C30填30,C40填40,以此类推。
(2)计算壁式框架,若用户要指定剪力墙分布钢筋配筋率时,则要在总信息第6项NEL前加一负号(NEL填负值),并在NEL之后增加一个信息,填写剪力墙分布钢筋配率(0.3%则填0.003),然后再填写第7项KLL值。
(3)计算梁端弯矩需要考虑支座宽度影响时,可以在弯矩调幅系数前面加一负号,程序自动对梁端弯矩按下式折减
式中Mmax,V分别为支座形心处的弯矩和剪力,B为支座宽度。
(4)用户可直接输入荷载分项系数和组合系数,方法是:在总信息的12项IG(1或2)钢筋级别信息前加一负号,紧接其后写入如下系数(括号内为隐含值)
①DLXS永久荷载对结构不利时的分项系数(1.2)
②HZXS活载分项系数(1.4)
③WDXS风载分项系数(1.4)
④EQXS地震荷载分项系数(1.3)
⑤DCXS吊车荷载分项系数(1.4)
⑥EDLD考虑地震作用组合时,其它可变荷载的组合值系数(0.5)
⑦COXSL活荷载组合系数(0.7)
⑧COXSW风荷载组合系数(0.6)
⑨COXSDC吊车荷载组合系数(0.7)
二、框架,桁架几何信息输入
1、节点坐标
表2
X坐标
Y坐标
按节点编号依次填写,共NJ*2个数
2、杆件关联号
先填柱子后填梁
表3
JAN(I,1)
JAN(I,2)
共NL*2个数
×××
下端节点号
上端节点号
表4
共NB*2个数
左端节点号
右端节点号
下图例:
杆件关联号为
柱子:6,1,7,3,8,5,1,2,3,4
梁:1,3,3,5,2,4
3、约束信息(支座信息)
依约束节点编号顺序填写。
表5
JAB
共NF个数
××
约束号
被约束号(一般不填)
约束信息
约束信息:×××分别表示角变位,水平变位,垂直变位。
说明:1表示有约束,0表示无约束
约束号即为被约束的节点号,常为支座节点号。
例如上图:约束号为6,7,8,约束信息为6111,7111,8111
三、柱子计算长度系数
如全部计算长度系数均为1.0,则此项填一个0即可。各柱计算长度系数不全是1时,则按柱编号顺序输入每根柱的计算长度系数。
总信息的第22个数,(JSCD:柱计算长度是否考虑GB50010-2010第6.2.20-3条规定),如用户填写JSCD=1,则程序自动采用第6.2.20-3条提供的公式计算柱的平面内计算长度。
注:PK交互输入及PMCAD4形成PK文件可自动生成柱计算长度,说明如下:
(1)程序自动给出的柱计算长度系数,根据GB50010-2010第6.2.20-1条,与基础相连的柱为1,其它为1.25,对垂直框架平面方向取与框架平面内方向相同。用户可在交互建模时修改。
(2)有吊车荷载作用的排架柱在无吊车荷载作用时、有吊车荷载作用时和垂直排架方向的计算长度均由程序按GB50010-2010表6.2.20-1自动生成,(注意程序对有吊车和无吊车作用组合采用的计算长度是不一样的)。用户也可在交互建模时修改。某一轴线的自下至上各柱段上均无刚接梁连接时程序判断该轴线柱为一排架柱。
(3)上下柱之间如只有节点而无梁时,框架柱的计算长度是按梁与梁之间,或梁与基础之间整直线柱段的长度来计算的。
(4)框架柱在垂直框架平面方向的计算长度与框架平面内计算长度不同时,可不做框架柱在垂直框架方向的轴心受压计算,此时,填写的各柱计算长度系数中对不作垂直框架平面方向计算的柱的计算长度系数前加一负号即可。
(5)排架柱若不采用自动算出的垂直排架方向计算长度,可在结构计算数据文件吊车荷载信息第11项:吊车桥架重量前加一负号。
四、上、下柱节点偏心值(单位:米)
若结构的节点偏心值全部为0,则此项填一个0即可。
否则,先填一个不等于0的数(例如1)然后按节点编号顺序输入每个节点的偏心值,共NJ+1个数。
以节点偏心值节点以上的竖向力产生顺时针力矩为正,反之为负值。
例:如图.设节点①、④的偏心值为-0.10,节点③、⑥的偏心值为0.10。
①、④节点大样,③、⑥节点大样见下图。
节点节点
填表数据如下:1,2(-.1,0,.1),6(0)。
注:若PK11计算后需绘制排架柱施工图时,必须对节点偏心数据准确填写。
五、柱、梁截面数据
1、标准截面数据
将整个框架上的柱,梁截面归纳为NEL类,每类标准截面按如下格式填写2~6个数。
矩形截面时(3个数)
(1)矩形截面形状标志IK=1
(2)矩形截面宽B(米)
(3)矩形截面高H(米)
(1)工形截面形状标志IK=2
(2)截面宽B(米)
(3)截面高H(米)
(4)腹板厚BI(米)
(5)翼缘根部厚度HI1(米)
(6)翼缘端部高度HI2(米)
圆柱截面时(2个数)
(1)圆柱截面标志IK=3
(2)圆柱截面直径D(米)
圆柱截面输出的钢筋面积为全部钢筋面积,且必须大于6根钢筋。
(1)加腋梁标志IK=4
(2)梁截面宽B(米)
(3)梁截面高H(米)
(4)梁端加腋突出部高YH(米)
(5)加腋部分长度YL(米)
任意截面时(4个数)
(1)任意截面标志IK=5
(2)截面惯性矩(米4)
(3)截面面积(米2)
(4)弹性模量E(千牛/米2)
变截面矩形砼梁时(4个数)
(1)变截面标志IK=7
(3)左端截面高H1(米)
(4)右端截面高H2(米)
(以上各类截面适用于PK数据交互输入中的计算程序)
计算壁式框架(剪力墙结构)时,截面类型有如下7种分别为:
(1)矩形柱、梁:IK=1,B,H
(2)矩形剪力墙:IK=11,B,H,RI,RJ,UA
RI:左(下)刚域长度(米)
RJ:右(上)刚域长度(米)
UA:剪切不均匀系数
(3)T形剪力墙:
IK=12,B,H,BI,HI,RI,RJ,UA
(4)倒T形剪力墙
IK=13,B,H,BI,HI,RI,RJ,UA
(5)工形剪力墙
IK=14,B,H,BI,HI,BI1,HI1,RI,RJ,UA
(6)刚性杆截面IK=9,无其它参数
(7)带刚域矩形截面:IK=6,B,H,RI,RJ
2、按柱编号顺序输入每根柱的标准截面类型号
该类型号为填写标准截面数据时的顺序号。
3、按梁编号顺序输入每根梁的标准截面类型号
注1:两端铰接杆件输入方法
高、宽按实际尺寸填,但在宽前面加一负号的矩形截面。
程序可对这种梁照常求出配筋。
框架内有支承梁的砖墙时,可将砖墙部分填为一个1,-B,H的两端铰支柱杆件,H应填墙厚。类似这样,框架梁的铰支支座下,最好设一两端铰支柱,柱高为支座宽,这样程序可顺利画图。
对两端铰接杆,框架画图时一概不给画出。
注2:当某柱或梁为一端固定一端铰支杆填法
可在上面2、3标准截面类型号的小数点后输入1(表示该杆左端或下端铰支)或2(表示该杆右或上端铰支),如3.1,4.2等等。
某一节点上必须至少有一刚接杆端连接,如下图,梁1填2.2(标准截面号为2),梁2必须填2,不填2.1,否则程序出错。
注3:加腋梁(IK=4)和变截面梁(IK=7)混凝土梁数据仅在画施工图时起作用,而在内力计算时作了近似处理,程序没有设置这两种梁截面的单元刚阵,仅按折算的矩形截面计算。
六、梁翼缘数据
按梁编号顺序输入每根梁的左翼缘厚,右翼缘厚,单位为米;
七~九:荷载输入的规定(单位:千牛米,千牛,米)
荷载均应输入荷载标准值。
1、荷载按下面顺序输入:
地震:仅输地震参数和附加重量
2、节点荷载
规定三种:弯矩←,垂直力↓,水平力(箭头方向为正)
恒、活载时,节点荷载输弯矩,垂直力,水平力。
风载时,节点荷载输水平力→,垂直力↓。
3、柱间荷载
规定如下类型
柱间弯矩可化为第5类荷载的迭加。
注意:柱荷载中没有第6类荷载。
当荷载类型KL=1,9时,仅输入P值;
KL=2,3,4,7,8,10,11,12时,需输入P,X两个值;
KL=5时,则需输入P、X以及EX三个值,EX以柱轴线右边为正,左边为负;
4、梁间荷载
梁间荷载只在静载和活载时输入,规定有如下类型:
当KL=1时,只输入P值;
KL=2,3,4,6时,需输P,X两个值;
KL=9时,需输M,X,两个值,其中M为梁间力矩,X为力矩作用点到梁左端距离;
KL=10时,填Q,X,X1;
KL=11时,填Q,Q1,X,X1。
5、以上荷载其值的符号,均以图示为正,反之为负。
七、恒荷载标准值
恒荷载按下面三个表顺序填写。
1、节点荷载
表6
JR
XM
XN
XV
相同节点荷载的节点号
××××××××
步长起始号终止号
节点弯矩
节点垂直力↓
节点水平力
2、柱间荷载
表7
JC
KL
P
X
KX
相同柱间荷载的柱子号
柱间荷载类别号
柱间荷载值
荷载距离KL=1时,无此项
荷载与柱中心距离,仅KL=5时有此项
①节点荷载和柱间荷载分别按上面两表重复填完,并以0表示结束。(注意:0不能丢)
②若无节点荷载,只填一个0即可。
若无柱间荷载,亦只填一个0即可。
③若步长=1,则步长不用填上,若起始号与终止号相同,则起始号不用填上。(注意:步长、起始号均有时,起始号与终止号各占3位)。
如3004010表示4、7、10节点(步长为3,起始号为4,终止号10)4007表示4、5、6、7节点(步长为1,起始号为4,终止号为7),4表示节点4(步长1,起始号与终止号为4)。
④表10仅能表达柱间的一个荷载,若某柱的柱间荷载有n个,则按表10填写n次荷载。
3、梁间荷载
表8
NE
LI
Q
即:KL,Q,X重复填LI次
梁上荷载及跨度连续相同的连续数
梁上荷载个数
梁间荷载类型
梁间荷载值
力的作用点距离(KL=1无此项)
①每根梁上均须填静载,若某根梁无静载,则NE填0。
②连续相同数NE系指梁的序号是连续无间隔,且梁的跨度、荷载值、类型、COSθSinθ都相同的根数,θ为梁与水平线夹角。
注意:跨度不同或梁的斜率不同或梁的支座约束状态不同(左铰右固或左固右铰)的梁NE不可连续填。但可用加括号的简单填写方法。
八、活荷载标准值
当KLL=0时不填此项,直接填“八”项,活荷载的数据表格完全同恒荷载的表9、表10、表11。
活荷载的梁间荷载也必须逐根填写,如某些梁的活载为0,则将NE填为0。有n根梁活载为0。则要填n个0。可用简化的数据输入方式填写,写成n(0)。
有互斥活荷载时,KLL>1,反复填写表9~11KLL次,第一次填相容活荷载,以后每次填一组互斥活荷载。
九、左、右风载标准值
当KW=0时不填此项,直接填“九”项。
风荷载只有节点风载和柱间风载,无梁间荷载。左、右风载均按下面二表分别填写。
表9
JW
N
水平力→
垂直力↓
2、柱间风载
表10
相同柱间荷载的柱号
柱间荷载
类型号
柱间荷
载值
荷载距离KL=1无此项
①节点风载和柱间风载填完,均用0表示结束。
②无节点风载,则只填一个0即可。
无柱间风载,亦填一个0即可。
③步长为1时,步长部分不填写。
十、吊车荷载数据
这一项仅在总信息NJ前加一负号时才填,否则直接填十项(地震计算参数)。
NDCK:吊车荷载组数
下面每十三个数据算一组,接着输入每组吊车荷载的如下十三个数。
(1)吊车荷载作用的跨左节点号N1,若此跨无吊车,则N1=0,以下(2)~(11)不填;
(2)吊车荷载作用的跨右节点号N2;
(3)最大轮压产生的吊车竖向荷载Dmax(kN);
(4)最小轮压产生的吊车竖向荷载Dmin(kN);
(5)吊车竖向荷载与左节点的竖向偏心距EC1(m)(右偏为正);
(6)吊车竖向荷载与右节点的竖向偏心距EC2(m);
(7)吊车横向水平荷载Tmax(kN);
(8)吊车横向水平荷载与节点的垂直距离Lt(m);
(9)考虑空间工作和扭转影响的效应调整系数,按建筑抗震设计规范GB50011-2010第9.1.7条取值;
(10)吊车桥架引起的地震剪力和弯矩增大系数,按GB50011-2010附录J.2.5取值;
(11)吊车桥架重量(kN)(该重量将在地震分析时计入)。
(12)空车最大轮压产生的吊车竖向荷载Wmax(kN)。
(13)空车最小轮压产生的吊车竖向荷载Wmin(kN)。
第(12)、(13)项数据只在考虑作用于同一跨的上下双层吊车组合时才填,不属于双层吊车时应填为0。
注意:
(1)某一跨上的N1、N2不一定限于本跨上的节点,它可以是该框排架上的任意一个节点。
(2)根据荷载规范GB50009-2001第5.2.2条,可在上面N1和N2的小数点之后填写多台吊车的荷载折减系数,在N1后填写二台吊车的折减系数A,在N2后填四台吊车的折减系数B,在任一跨填写即可,不填程序自动取A和B为1。这样程序在单跨吊车内力组合时乘以系数A,多跨吊车内力组合时乘以B。
(3)若不按程序自动求出的垂直排架方向的计算长度作垂直排架方向轴心受压计算时,可在(11)吊车桥架重量前加一负号。
(4)抽柱排架的计算方法见本章第二节。
十一、地震计算参数(KZDJ≤4才填)
表11
NV
IB
IY
IW
INF
CC
IS
RATIO
SFC
KFR
计算
振型数
地震
烈度
场地土
分类
附加重量的质点数
设计地震分组
周期折
减系数
地震力计算方式
阻尼比
地震效应增大系数
规则框架调整参数
1、NV:振型数;一般可取三个振型,但要注意:计算的振型数NV≤振动质点数(指框架合并后的振动质点)。如一层框架NV填1,二层框架NV填2。
2、IB:地震烈度;60填6,70填7,80填8,90填9;基本地震加速度为0.15g和0.3g的地区可分别填写7.5,8.5,填写5时,不作地震计算(四级抗震等级时)。输入-IB(<0)表示参数结构阻尼比RATIO后面输入地震效应增大系数SFC,否则不输入参数地震效应增大系数。
3、IY:场地土;0类土填0,Ⅰ土类填1,Ⅱ类土填2,Ⅲ类土填3,Ⅳ类土填4。也可填2和4之间的一个数,如2.5程序在Ⅱ类土和Ⅲ类土的数据中间线性插值。
填IY=5,可按上海市标准《建筑抗震设计规程》中的上海地区Ⅳ类场地条件的地震反应谱,代替国家规范中Ⅳ类场地反应谱计算地震作用。
4、IW:附加重量的节点个数;
若IW=0,表示无附加重量的节点。
若IW≠0则表示有IW个附加重量的节点个数。
附加重量是未参加结构恒载、活载分析的重量。但该重量应在统计各振动质点重量时计入。
IW≠0时,填写下表数据。
表12
N0
YW
节点号和节点附加重量值
共填够IW对
节点号
节点附加重量值
程序中吊车吊重未计入地震重量,用户可在此处输入硬钩吊车的吊重。
5、INF:设计地震分组,第一组填1,第二组填2,第三组填3。
6、CC:周期折减系数;纯框架结构CC=1.0;有填充墙的框架,应视填充墙数量的多少而定。(可取CC=0.5~0.8)
7、IS:地震力计算方式;
IS=0时,按振型分解法解地震力。
IS=1时,须由用户直接输入各层水平地震力,例如框—剪结构经过空间协同计算得到的框架各层水平力。
IS=2时,程序直接读取本CAD系统另一程序XTJS得出的地震效应,
IS=3时,输入作用于每一节点处的水平地震力和垂直地震力,一般用于底框上砖房结构中底层框架计算。
IS=1时,直接输入每个振型下的水平地震力,用户须按如下格式填写数据:
(1)水平振动的质点个数NO;
(2)依次输入各振型下的自下而上的各水平振动质点处的水平地震力,先输第一振型的,再输第二振型的……,共NV*NO个数。
对于较为规则的框架,有几层就有几个水平振型质点,自下而上排列,程序会自动作出判断。对于非规则框架,用户需判断水平振动质点的个数和顺序,例如图示框架,其水平振动质点有3个,分别于节点2,节点3和节点8,此时须依次输入2,3,8处的水平地震力。
可先按IS=0输入一次数据计算地震荷载,参照计算结果给出的水平地震力作用节点号。
IS=3时的填表格式为:
(1)NO:地震作用施加的节点数
(2)Ni,Hi,Vi:地震作用节点号,水平地震力,垂直地震力,(i=1,NO)共填写NO×3个数。(PMCAD直接生成的底框数据文件也按以上格式写入)。
8、RATIO:结构阻尼比。
9、SFC:地震效应增大系数。参见规范GB50011-20010第5.2.3.1条规定,当规则结构不进行扭转耦联计算时,平行于地震作用的两个边榀,其地震作用效应应乘以增大系数。一般情况下,短边可按1.15采用,长边可按1.05采用;当扭转刚度较小时,宜按不小于1.3采用。(注:新版中该参数填入负数,表示后面还有第10个参数KFR)
10、KFR:规则框架地震力调整参数。是否按规则框架考虑层间位移校核及薄弱层地震力调整(参见抗震规范GB50011-20103.4.2~3.4.3条),0-不考虑,1-考虑。
十二、基础计算参数(14个数),(KAA=1或KAA=2时填)
表13
CN
V
T
H
R
LL
D
IRZC
AMB
AMD
SCALE0
H0
连续相同数
附加墙重量
附加墙与柱中心距离
杯口宽度
基础埋深
基础高度
地基承载力标准值
基础类型号
天然地面至基底距离
基础混凝土强度等级
宽度修正系数
深度修正系数
承载力计算时允许零应力区比例
基础边缘高度
注意:D是天然地面到基底距离,不是室外地面到基底距离。基础参数如图所示:
1、NE:基础各参数完全相同的连续数。NE=0表示该基础不算;
2、CN:未参加结构静力分析,直接通过基础梁作用于基础的重量;
3、V:若V与向下垂直力产生顺时针弯矩者,则V为正值,反之为负值;
4、T:杯口宽度;
5、Q:基础埋深;
6、H:基础高度;
7、R:系指未修正的天然土地基承载力标准值;
8、LL:基础类型号,规定有坡形和阶梯形两种;
LL=1为坡形(锥形)基础,LL=2为阶形基础,
LL仅填1或2,其小数点后无数字时,程序按基础长宽比B/A为1,1.2,1.4,1.6的四种比例计算基础,如用户仅要求计算一种比例,或要计算B/A<1的基础时,可在LL的小数点后输入一长宽比参数,例如用户要设定B/A为0.8,或1.0,1.2,1.4等时,可填LL.08或LL.1,LL.12,LL.14等。
9、D:室外天然土标高至基底距离,用于准确确定深度修正系数;
10、IRZC:基础混凝土强度等级,C15为15,C20为20,C25为25,以此类推;
11、AMB:宽度修正系数(按基底下土类查建筑地基基础设计规范GB50007-2002表5.2.4)。
12、AMD:深度修正系数。(同上)。
13、承载力计算时允许零应力区比例。
14、基础边缘高度。填0时,由程序自动确定基础边缘高度。
承载力修正系数表14
土的类别
淤泥和淤泥质土
0
1.0
人工填土
e或IL大于等于0.85的粘性土
红粘土
含水比αw>0.8
含水比αw≤0.8
0.15
1.2
1.4
大面积
压实填土
压实系数大于0.95、粘粒含量ρc≥10%的粉土
最大干密度大于2.1t/m3的级配砂石
1.5
2.0
粉土
粘粒含量ρc≥10%的粉土
粘粒含量ρc<10%的粉土
0.3
0.5
e及IL均小于0.85的粘性土
粉砂、细砂(不包括很湿与饱和时的稍密状态)
中砂、粗砂、砾砂和碎石土
3.0
1.6
4.4
注:①强风化和全风化的岩石,可参照所风化成的相应土类取值,其他状态下的岩石不修正;
②地基承载力特征值按本规范附录D深层平板载荷试验确定时AMD取0。
(1)NE=0,NE=100表示不算某个基础。
(2)若柱底内力太小则打印A(I),B(I),PMAX(I),PMIN(I)为0.0。
(3)若B(I)>6m,程序打印1000.0标志(表示外力太大)。
十三、全部数据输入完后,另起一行用字母END表示数据文件结束。
十四、补充说明
1、用户应学习和使用PK主菜单提供的人机交互方式输入以上信息,只在用户需对数据文件作某些修改时才要参照如上描述的格式。
2、在文件结束符END之前(一般在地震参数信息之后),还写出了该框架或连续梁的柱(或支座)偏心,连续梁支座形式,框架梁上的次梁布置和柱轴线号等信息。
(1)框架数据文件的这些信息前是一特定标志数字77777,连续梁数据文件的这些信息之前是一数字88888,如果这两个字头信息被改动,那后面的信息将全部丢失。
(2)柱轴线偏心数据前标有汉语拼音ZhuPianXin(或柱轴线偏心),它是按柱编号顺序写出的每柱偏心值(m)。
(3)连续梁数据文件中有连续梁各支座形式数据,其前标有汉语拼音ZhiZuoXinXi按柱编号顺序输出每根柱处的支座形式。每个数是一个5位正整数,左起第一位可为1、2或3,分别代表柱支座、砖墙支座和梁支座,第2~5位当柱和墙支座时为0,当梁支座时为支座梁截面的高度(mm),如30600表示支座是梁支座,梁高为600毫米,砼墙支座时同柱支座为10000。
(4)次梁信息前标有汉语拼音CiLiangXinXi,第一个数为66666或0,0表示该框架上无次梁,否则有次梁。下面按梁编号顺序写出每根框架梁上的次梁布置信息,其格式同绘图补充数据文件的十三项,用户可对其修改。
(5)砖混底框梁的数据文件中还有梁的轴力数据,当地震力计算方式IS=3时,有此项数据,该组数据前面有特定的标志数字55511。按梁的编号顺序分别输入Dli(恒载),Lli(活载),共NBx2个数。
(6)截面的挑耳信息前面有“梁截面形状信息”和“梁截面形状布置信息”的标志,第一个数为60011,然后先输入截面信息和布置信息。先填截面类型数KBS,然后是截面的详细参数,共KBS*9个数(参照第二章PK交互输入中梁截面中[挑耳定义]的有关内容),再输入挑耳的布置信息,共NB个数。
(7)由PMCAD生成框架或连续梁的数据文件时,还有梁柱对应的平面杆件编号。数据说明如下:
(a)梁:梁段数NB,该梁所在层号ICENG,NB*各梁段的平面编号IB
(b)柱:柱段数NC,NC*(柱段的层号ICENG,柱段的平面编号IC)
在EOF行后面是各柱的轴线号。
以上这些信息可传给后面框架或连续梁画图使用,其他绘图补充数据绘制施工图时采用人机交互方式输入。
3、由PMCAD中生成PK数据文件时将挑梁直接生成立面简图上的等截面挑梁,不再像以前版本那样把挑梁去掉,把挑梁上荷载化为节点弯矩和垂直力加到框架节点上。PK现版本可把这种挑梁在绘图时直接画出,不再用旧版方式在绘图补充数据文件填挑梁数据,从而简化了用户计算和框架画图的工作量。
生成连续梁数据时对挑梁的判断是根据程序荷载计算分析时悬臂梁的受力状况得出的。
程序生成的挑梁都是与相邻框架梁无高差,如与相邻梁有高差时,可在绘图菜单的操作时在修改钢筋阶段点取修改挑梁菜单,利用该菜单可方便灵活地修改挑梁的各种参数,达到满意的绘图效果。
4、杆件当作柱输入和当作梁输入,其内力应是一样。但当作柱输入时,在配筋时当作偏拉偏压杆件,钢结构验算时作强度和稳定性计算。当作梁杆件输入时,配筋按受弯构件计算,钢结构作上下翼缘的正应力和剪应力计算和挠度计算。
第二节排架、框排架数据文件
总信息中第一项节点总数NJ前面加一负号,这表示计算中将要输入吊车荷载,NJ前无负号时,排架绘图程序无法执行。
二、吊车荷载的输入
风荷载数据之后,地震荷载数据之前输入吊车荷载数据,先输入吊车荷载组数,再输入13个数据,当该跨无吊车荷载时,仅在该跨输入一个0。
输入的数据说明见第一节“九”项。
注意:框架结构上也可布置吊车荷载,每组吊车荷载的左右作用点不一定非要作用在相邻轴线柱上,可以跨越轴线。多组吊车也可以布置在同一跨上。
根据荷载规范GB50009-2001第5.2.2条,可在上面N1和N2的小数点之后填写多台吊车的荷载折减系数,在N1后填写二台吊车的折减系数A,在N2之后填写四台吊车折减系数B,在任一跨填写即可,不填程序会自动取A和B为1,这样,程序在单跨吊车内力组合时乘以系数A,多跨吊车内力组合时乘以B。
不作排架柱在排架平面外的轴压验算时,可在吊车桥架重前加一负号。
三、两端铰接梁填表法
填-B(宽)、H(高)的矩形截面,即在梁宽前加一负号,这种梁仍给出配筋。
对于两端铰接梁程序无论在何时都不在施工图中画出。
四、工型截面柱填法
1、工型截面标志2
2、宽B(m)
3、高H(m)
4、腹板厚度BI(m)
5、翼缘根部厚度HI1(m)
6、翼缘端部厚度HI2(m)
五、排架、框排架结构计算填表注意事项
1、在牛腿顶处,变截面处均应设置节点。
2、在地震计算中,由程序自动形成的各节点质量中未包含吊车吊重,地震计算的质量中需考虑吊车吊重时可由用户酌情在地震计算参数中用填写附加重量的方法输入硬钩吊车的重量,即填写附加重量质点数IW和各附加质点的附加重量。
3、排架柱上各柱段的节点偏心值必须填写准确,否则排架柱绘图不准确。
4、PK对抽柱排架的计算:
某二跨等高厂房,中列柱距12米,边列6米,取等效单元长度为12米。
对于柱距不等的抽柱排架(如上图),可以按照冶金工业部《钢筋混凝土柱设计规程》(简称规程)YS09-78第39条、第40条、第41条推荐的方法计算。对这种结构当刚性屋面时可认为其屋盖刚度很大,可按整体空间排架计算。
此时可取一个由数榀横向平面排架组成的等效单元计算,如上图虚线范围内就是包括2榀排架的等效单元,然后将计算单元内的数榀排架展开成一榀平面排架计算(见规程附录五和附录十的例题2)。按此方法,上图例题被展开成一个4跨排架,如下图,其中A、B、C柱为主轴⑤排架,称为主排架,A'称为A列④、⑥柱的折算柱,C'为C列④、⑥处的折算柱。
吊车荷载最不利位置见下图:
吊车荷载位置图
以—跨吊车垂直轮压为例说明吊车荷载的求法,最大轮压Pmax=270kN最小轮压Pmin=50kN
B列吊车荷载产生的对B柱的压力
C列吊车荷载产生的对C柱的压力
这种情况下,每一组吊车荷载作用的节点数将可能大于2个,因此这种情况下吊车荷载的数据格式作如下改动:
(1)在原来“吊车荷载作用的跨左节点号N1”位置填-NJdc,NJdc为本组吊车荷载作用的节点数(≥2),在该数前一定要加一个负号。
(2)该组吊车荷载作用的各节点号;(NO(I),I=1,NJdc)
(3)最大轮压在左时的各节点吊车竖向荷载;(WDC1(I),I=1,NJdc)
(4)最大轮压在右时的各节点吊车竖向荷载;(WDC2(I),I=1,NJdc)
(5)各节点处吊车竖向荷载与节点竖向偏心距;(EO(I),I=1,NJdc)
(6)各节点处的吊车横向水平荷载T;(T(I),I=1,NJdc)
(7)各节点处吊车横向水平荷载与节点的垂直距离Lt;(Lt(I),I=1,NJdc)
(8)考虑空间工作和扭转影响的效应调整系数;
(9)吊车桥架引起的地震剪力和弯矩增大系数;
(10)吊车桥架重量。
对于本例,吊车荷载的数据为:
ccc____diaochehezaishuju
2二跨吊车
-3第一跨吊车荷载作用的节点数
1,2,3各节点号
197,393,109最大轮压在左时各节点吊车竖向荷载
53,106,589.5最大轮压在右时各节点吊车竖向荷载
.34,.34,-.75竖向偏心距
15,30,45吊车横向水平荷载
1.3,1.3,1.3垂直距离
1空间效应调整系数
1吊车桥架引起的增大系数
100桥架重量
-3第二跨吊车作用节点数,以下同第一跨吊车
3,4,5
808,99.58,50
149.6,537.8,270
.75,-.35,-.35
57,38,19
1.3,1.3,1.3
1
100
对于这榀排架的计算和绘图,均应仅选取主排架部分,即A、B、C柱的计算结果。
第五章例题
一、框架例题
PK安装程序子目录中框架计算数据文件名为EX*(如EX1,EX2……)。
例题1:某二跨三层框架,混凝土强度等级为C20,采用Ⅱ级纵向受力钢筋,8°地震设防二级抗震,Ⅱ类场地上,下图是它的结构立面简图、恒载图、活载图、风载图。
框架立面图(KLM.T)
圆圈中为节点编号,柱右数字为柱编号,柱左数字为柱尺寸,梁上数字为梁编号,梁下数字为梁尺寸。
恒载图(D-L.T)
活载图(L-L.T)
左风载(L-W.T)
右风载(R-W.T)
该框架用1#图纸绘制,钢筋计算结果按30%归纳,将柱筋、梁下筋、梁上筋计算结果分别放大5%、20%、10%再选筋,6根柱上设挑梁,挑梁两类,①轴柱、③轴柱各一类,梁截面形式一、二层为十字型,三层为T型,柱箍筋形式为菱形箍,取柱框架平面外配筋同平面内,一、二层没有次梁。三层有次梁。
操作步骤如下:
2、利用【框架网格】菜单建立网格,利用【轴线命名】菜单命名轴线“1”,“2”,“3”;
3、在梁、柱布置菜单中输入梁、柱截面尺寸并进行布置,柱布置时输入偏心对齐信息,梁布置时定义挑耳形状并进行次梁布置;
4、输入荷载并利用【计算简图】菜单进行校核;
5、计算
6、绘施工图。新版本取消了原来的绘图补充数据文件,原来一些在绘图补充数据文件中需输入的参数改在“PK二维设计”【PK数据交互输入和计算】中输入,如轴线输入改在【网格生成】中输入,次梁布置信息改在【梁布置】的【次梁】中输入等。绘图参数的设置主要在【框架绘图】的【参数输入】菜单中。
在【参数修改】菜单中进行梁顶标高、柱箍筋形式、挑梁数据输入与布置、放大系数的查改。
修改挑梁时可使用【悬挑梁】菜单。
对梁、柱、节点处配筋的查改均有相应的菜单,用户按需要进行操作即可。
PK计算数据文件,文件名为EX1
12,9,6,20610,3,3,1,1,2,0,0,2,0,0,0.850,1.300,1,
1,0.030,0.030,1.000,0,0,0(总信息的24个数据)
20,20,20,20,20,20,20,20,20,(柱混凝土强度等级)
20,20,20,20,20,20,(梁混凝土强度等级)
(节点坐标)
0.000,5.000,7.000,5.000,12.000,5.000,
0.000,9.000,7.000,9.000,12.000,9.000,
0.000,13.000,7.000,13.000,12.000,13.000,
0.000,0.000,7.000,0.000,12.000,0.000,
(柱关联号)
10,1,11,2,12,3,1,4,2,5,3,6,
4,7,5,8,6,9,
(梁关联号)
1,2,2,3,4,5,5,6,7,8,8,9,
(约束信息)
10111,11111,12111,
(柱计算长度系数)
1.00,1.00,1.00,1.25,1.25,1.25,1.25,1.25,1.25,
(上下柱节点偏心)
1,
0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,
(标准截面数据)
1,0.500,0.500,
1,0.300,0.700,
1,0.300,0.600,
(柱标准截面类型号)
1.0,1.0,1.0,1.0,1.0,1.0,1.0,1.0,1.0,
(梁标准截面类型号)
2.0,3.0,2.0,3.0,2.0,3.0,
(梁侧楼板厚度)
(节点恒载)
1,-30.0,50.0,0.0,
2,0.0,100.0,0.0,
3,38.0,50.0,0.0,
4,-30.0,50.0,0.0,
5,0.0,100.0,0.0,
6,38.0,50.0,0.0,
7,-30.0,50.0,0.0,
8,0.0,100.0,0.0,
9,38.0,50.0,0.0,
0,
(无柱间恒载)0,
(梁间恒载)
1,2,1,10.00,4,100.00,3.50,
1,2,1,10.00,4,80.00,2.50,
(节点活载)
1,0.0,60.0,0.0,
3,0.0,60.0,0.0,
4,0.0,60.0,0.0,
6,0.0,60.0,0.0,
7,0.0,60.0,0.0,
9,0.0,60.0,0.0,
(无柱间活载)0,
(梁间活载)
1,1,4,110.00,3.50,
1,1,4,60.00,2.50,
(节点左风)
1,20.0,0.0,
3,15.0,0.0,
4,20.0,0.0,
6,15.0,0.0,
7,30.0,0.0,
9,20.0,0.0,
(无柱间风载)0,
(节点右风)
1,-20.0,0.0,
3,-15.0,0.0,
4,-20.0,0.0,
6,-15.0,0.0,
7,-30.0,0.0,
9,-20.0,0.0,
(地震数据)
3,-8.0,2.00,0,1,0.60,0,0.050,-1.000,1
(基础数据)
1,0.00,0.000,0.200,1.400,1.200,180.0,2.000,1.300,20,0.00,0.00,
77777
(柱偏心)
0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,
66666
(次梁信息)
2,2.000,100.00,0.200,0.500,2.000,100.00,0.200,0.500,
1,2.500,185.00,0.200,0.500,
(梁错层信息)
0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,
(梁偏心信息)
(梁截面形状信息)
2
5,180,100,100,100,0,0,0,0,
2,100,0,0,0,0,0,0,0,
(梁截面布置信息)
1,1,1,1,2,2,
EOF
1,2,3,1,2,3,1,2,3,(柱轴线号)
END
例3:某复式框架,C20,Ⅱ级钢筋,8°地震设防,二级抗震,Ⅱ类场地土,这样的复式框架,要按不规则框架填写数据,填数据前要对节点与杆件编号。
该框架仅计算恒载和地震荷载。
PK计算数据文件,文件名为EX3
10,7,4,20610,3,4,0,0,2,0,0,2,0,0,0.850,1.000,
3,1,0.030,0.030,1.000,0,0,0(总信息的24个数据)
20,20,20,20,20,20,20,(柱混凝土强度等级)
20,20,20,20,(梁混凝土强度等级)
6.000,4.700,12.000,4.700,0.000,8.900,
6.000,8.900,12.000,8.900,0.000,13.100,
12.000,13.100,0.000,0.000,6.000,0.000,
12.000,0.000,
8,3,9,1,10,2,1,4,2,5,3,6,5,7,
1,2,3,4,4,5,6,7,
8111,9111,10111,
1.00,1.00,1.00,1.00,1.00,1.00,1.00,
0.000,0.000,-0.100,0.000,0.100,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,
1,0.50,0.70,
1,0.50,0.50,
1,0.35,0.60,
1,0.35,1.00,
1.0,2.0,1.0,2.0,1.0,2.0,2.0,
3.0,3.0,3.0,4.0,
0.100,0.100,0.100,0.100,0.100,0.100,0.100,0.100,
1,-28.0,40.0,0.0,
2,0.0,50.0,0.0,
3,-28.0,50.0,0.0,
4,0.0,40.0,0.0,
5,0.0,50.0,0.0,
6,-28.0,50.0,0.0,
7,0.0,50.0,0.0,
1,1,1,40.00,
3,-8.0,2.00,0,1,0.60,0,0.050,-1.000,0
0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.100,-0.100,
1,3.000,90.00,0.250,0.500,
2,3.000,101.00,0.250,0.500,3.000,101.00,0.250,0.500,
0.000,0.000,0.000,0.000,
1,1,1,1,
A,B,C,B,C,A,C,
二、排架例题
排架计算例题为PJ1,PJ2,……均放在PK安装程序子目录下。
某2跨等高排架如下图,划分为9个节点,6个柱段,图中圆圈中数字为节点编号,柱左数字为柱段编号,一共3根排架柱,其上柱截面皆为矩形,尺寸分别为0.4×0.40.5×0.60.5×0.5下截面皆为工字型,尺寸分别为0.4×0.90.5×1.20.5×1.2工字型截面腹板厚为0.15,翼缘根高0.225,边缘高0.2,屋面梁皆为铰支、恒、活、风、吊车荷载见下图,作8度抗震设防。抗震等级是2。
从2005版本开始取消了原来的绘图补充数据文件,原来的绘图补充数据在【排架柱绘图】的【修改牛腿】菜单中输入,参见前面【排架柱绘图】有关章节的内容。
排架立面图(KLM.T)
吊车荷载图(C-H.T)
左风载图(L-W.T)
右风载图(R-W.T)
“PK结构计算”的数据文件如下,名称为PJ1
总信息(24个数)
-9,6,2,20610,3,6,1,0,2,0,0,2,1,0,1.000,1.000,
0,1,0.030,0.030,1.000,0,0,0
柱梁混凝土强度等级
20,20,20,20,20,20,
20,20,
节点坐标(按非规则框架填写,9×2=18个数)
0.000,11.000,18.000,11.000,42.000,11.000,
-0.250,15.500,18.000,15.500,42.000,15.500,
0.000,0.000,18.000,0.000,42.000,0.000,
各杆件关联号,(6+2)×2=16个数
7,1,8,2,9,3,1,4,2,5,3,6,
4,5,5,6,
约束信息(与基础刚接)
7111,8111,9111
柱子计算长度信息(排架柱各种计算长度均由程序自动生成)
1.25,1.25,1.25,0.58,0.58,0.58,
节点偏心值(10个数,按节点编号顺序填写)
-0.250,0.000,0.350,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,
标准柱、梁截面数据(6组)
2,0.400,0.900,0.150,0.225,0.200,(工形截面)
2,0.500,1.200,0.150,0.225,0.200,(工形截面)
1,0.400,0.400,(矩形)
1,0.500,0.600,(矩形)
1,0.500,0.500,(矩形)
1,-0.400,0.400,(两端铰支杆)
各柱、梁杆件所属的标准截面号,先柱后梁,按柱编号及梁编号顺序填。
1.0,2.0,2.0,3.0,4.0,5.0,
6.0,6.0,
恒载:
节点荷载
1,18.6,62.0,0.0,
2,7.5,134.0,0.0,
3,-25.2,72.0,0.0,
4,0.0,261.0,0.0,
5,0.0,609.0,0.0,
6,-52.2,348.0,0.0,
0,
梁间荷载(两根梁上均无荷载)
0,0,
活载:
节点活载
4,0.0,68.0,0.0,
5,0.0,158.0,0.0,
6,13.5,90.0,0.0,
柱间活载
梁间活载
左风载:
节点风载
柱间风载
1,1,3.6,
3,1,1.8,
4,1,3.6,
6,1,1.8,
右风载
1,1,-1.8,
3,1,-3.6,
4,1,-1.8,
6,1,-3.6,
吊车荷载,二跨共26个数
2,
1.0,2.0,393.00,106.00,0.300,-0.750,15.00,1.300,1.00,1.00,100.00,
0.00,0.00,
2.0,3.0,954.00,281.00,0.750,-0.350,38.00,1.300,1.00,1.00,100.00,
地震计算参数
1,-8.0,2.00,0,1,0.70,0,0.050,-1.000,0
柱偏心
0.000,0.000,0.000,0.250,0.000,-0.350,
次梁信息
梁错层
0.000,0.000,
梁偏心
60011
C_____梁截面形状信息
1,0,0,0,0,0,0,0,0,
C_____梁截面形状布置信息
1,1,
,,,,,,
三、框排架例题
下面是一框排架例的图形及数据,其右边是框架,左边是一根排架柱,排架柱与框架之间用一两端绞支梁杆件连接,左跨有吊车荷载,这样的结构,分析计算部分在一起完成,数据文件名EX4,右边框架及左边排架柱均可单独出图,应分别执行PK菜单中的框架绘图及排架柱绘图菜单。
框排架立面(KLM.T)
结构计算数据文件EX4
(总信息)
-12,9,4,20610,3,5,0,0,3,0,0,2,2,0,1.000,1.000,0,
1,0.030,0.030,1.000,0,0,0
(柱梁混凝土强度等级)
25,25,25,25,25,25,25,25,25,
25,25,25,25,
0.000,5.000,12.000,5.000,19.000,5.000,
-0.300,7.500,12.000,7.500,12.000,9.000,
19.000,9.000,12.000,13.000,19.000,13.000,
0.000,0.000,12.000,0.000,19.000,0.000,
10,1,11,2,12,3,1,4,2,5,5,6,
3,7,6,8,7,9,
2,3,4,5,6,7,8,9,
12111,10111,11111,
1.25,1.00,1.00,0.67,1.25,1.25,1.25,1.25,1.25,
节点偏心)
-0.300,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,
(标准截面数据及各柱梁标准截面号)
1,0.400,1.000,
1,0.400,0.400,
1,0.300,0.650,
1,-0.500,0.500,
1.0,2.0,2.0,3.0,2.0,2.0,2.0,2.0,2.0,
4.0,5.0,4.0,4.0,
0.120,0.120,0.000,0.000,0.120,0.120,0.120,0.120,
(恒荷载)
0,0,(无节点荷载,无柱间荷载)
1,1,1,20,
cdianchehezai(吊车荷载)
1,2,90.00,40.00,0.600,-0.600,10.00,1.000,1.00,1.00,30.00,
cdizhenjisuancanshu(地震计算参数)
_____Eccentricityofaxis(轴线偏心)
0.000,0.000,0.000,0.300,0.000,0.000,0.000,0.000,0.000,
C_____ciliangxinxi(次梁信息)
C_____liangcuoceng(梁错层)
C_____liangpianxin(梁偏心)
2,120,0,0,0,0,0,0,0,
1,0,1,1,
,B,C,,B,B,C,B,C,
第二篇技术条件
第一章平面杆系结构计算的主要功能与技术条件
第一节软件应用范围
一、结构形式和杆件
本程序可计算的结构为平面杆系的框架、复式框架、排架、框排架(某几个跨上或某些层上作用吊车荷载的多层框架)、剪力墙、壁式框架、连续梁、拱型结构、内框架、桁架等等。
杆件材料为钢筋混凝土结构或其它,杆件连接可以为刚接或铰接。对于钢结构,应采用PKPM系统中专为钢结构设计开发的软件STS。
二、计算内容及解题范围
(1)可对平面框架结构(规则的或复杂形式的),框排架结构,排架结构进行内力分析,变位计算,地震计算,吊车计算,内力组合,梁柱截面配筋及柱下独立基础计算。
程序可对连续梁、桁架,空腹桁架,拱型结构,内框架结构进行计算。
程序的解题范围:
总节点数(包括支座的约束点)≤1000
柱子数≤1000
梁数≤1000
支座约束≤100
质点数≤1000
跨数≤100
内力分析采用矩阵位移法,每一节点有水平位移,竖向位移,转角三个自由度。
(2)可在恒载作用下采用增大柱轴向刚度的办法忽略柱轴向变形的影响,以避免在高层重载下中间柱梁支座弯矩反常。但在活载、风载和地震荷载作用下均按柱的实际轴向刚度考虑了柱轴向变形影响。
(3)在排架和框排架结构计算时(此时填NJJ<0),使用PK计算,吊车荷载的组数≤30。
排架的跨数≤100跨,排架柱的柱段总数≤1000根。
可计算位于同一跨的上下双层吊车的作用组合。
(4)采用多高层三维软件SATWE或PMSAP计算时,本程序可以画100层以内的钢筋混凝土框架梁柱施工图。
第二节计算参数的确定
框排架的框架部分绘施工图时,柱梁的总根数不再包括排架柱上的柱段和与排架柱铰接的梁。
二、程序可自动形成柱子和梁的自重,且是否需要程序形成柱梁自重,可由计算者在总信息中给予确定。
三、调幅系数(U1)由设计人给定(≤1)。
可以考虑梁端的塑性变形,对在竖向荷载作用下的梁端负弯矩按U1值进行调幅,程序仅对恒、活载下的梁端负弯矩调幅,梁端弯矩减少后,跨中正弯矩相应增加。对风载和地震荷载不作调幅处理。
U1前加一负号时,梁支座处弯矩还可自动考虑支座宽度影响加以折减,此时支座弯矩M支=Mmax-MIN(0.3×Mmax,B×V/3)式中Mmax,V为支座形心处的弯矩和剪力,B为支座宽度。
四、梁截面惯性矩增大系数U2
考虑到梁板现浇后,梁截面由矩形变成T形,实际惯性矩比原来的大,故现浇框架一般可取U2为1.5~2.0,预制迭合框架可取为1.2~1.5,若现浇板薄而梁较高,其板厚/梁高比值小1/20时,则U2不宜增大,取为1.0,对非现浇楼板U2宜取1.0。
五、柱子计算长度系数的确定
(一)框架柱计算长度取值
程序隐含的框架柱计算长度是根据GB50010-2010第6.2.20-2条,是按现浇式楼盖取值的,即:
底层柱l0=1.0H
其余各层柱10=1.25H
程序作柱垂直框架平面方向轴心受压配筋计算时,取与框架平面内相同的计算长度。
程序提供交互菜单可由用户修改程序给定的框架平面内和垂直框架平面方向的柱计算长度。用户也可以指定程序不作柱在垂直框架平面方向的轴心受压计算。
从PMCAD生成的框架数据文件是按非规则的格式给出的,其计算长度按现浇楼盖条件给出。
(二)排架柱各段的计算长度取值
排架柱在有吊车荷载作用的组合、无吊车荷载作用的组合和在垂直排架方向的轴压验算时均取用不同的计算长度,这三种情况下,计算长度均由程序按GB50010-2010表6.2.20-1自动生成,用户也可在交互输入中修改。生成计算长度时未考虑露天吊车和栈桥柱,垂直排架方向取有柱间支撑时的情况。
柱的类型
排架方向
垂直排架方向有柱间支撑
无吊车
房屋柱
单跨
1.5H
1.0H
两跨及多跨
1.25H
有吊车
上柱
2.0HU
1.25HU
下柱
1.0HL
0.8HL
表中H为从基础顶面算起的柱子全高,HL为从基础顶面至吊车荷载作用点的柱下部高度,Hu为从吊车荷载作用点算起的柱子上部高度。
有吊车厂房排架柱的计算长度,当计算中不考虑吊车荷载时,按无吊车厂房采用,但上柱的计算长度仍按有吊车厂房采用。
用户不作排架柱平面外的轴压配筋验算时(不采用自动生成的排架柱在垂直排架方向的计算长度),可在吊车荷载数据第11项吊车桥架重量前加一负号。
第三节荷载组合及内力计算原则
一、活载的预组合和内力组合原则
(一)程序采用每根梁作用一组活载的预组合法。
为求出活荷载的最不利布置情况,每根梁上的活荷载都要单独计算一次,即计算时仅在这根梁上作用活载,其它梁上无活载作用,这样程序一共自动进行NB(梁总根数)次计算,对于每一次计算结果都要以下面的若干种预组合力为目标迭加,对某种预组合内力,若该次计算值使其增大就迭加上去,这样就形成了与地震、风、恒载组合之前的若干组预组合内力。
对于柱有四组活载预组合内力:
(1)活1:Mmax及对应的N与V
(2)活2:Mmin及对应的N与V
(3)活3:Nmax及对应的M与V
(4)活4:Nmin及对应的M与V
符号M为弯矩、N为轴力、V为剪力
对于梁有如下四组预组合内力
(1)活1:梁端Mmax及对应的V
(2)活2:梁端Mmin及对应的V
(3)活3:使梁跨中为正弯矩的梁端M
(4)活4:使梁跨中为负弯矩的梁端M
(二)程序认为以上作用在各节点、柱间、梁间活载都是相容的,程序在求解各杆件最不利组合时,各个活荷载既可以同时作用,又可以分别作用。
(三)程序还可以计算任意组互相排斥的活荷载,这样的活荷载各组之间不会同时作用,程序自动从各组中挑选出一组来作最不利布置组合,程序仍规定第一组活荷载是相容活载,挑选出的某组互斥活载均与第一组相容,即可与第一组活载同时作用。
假设某结构上有10组互斥活载,则填写总信息的第七项(活载计算信息)KLL=11,填写结构计算数据文件第七项:活荷载标准值时填写11遍,第一遍填写节点、柱间、梁间互相相容的活荷载,再填写10遍(10组)互斥活载,每一组互斥活载可以只有一个活载(如一个节点活载、柱活载或梁间活载),也可以有多个活载,这同一组的多个活载之间是相容的。
二、荷载效应组合
(一)承载力极限状态內力组合
承载力极限状态,按荷载效应的基本组合进行內力组合,并采用以下设计表达式进行设计:
S--荷载效应组合的设计值;
R–结构构件抗力的设计值;
(二)内力组合采用下列公式:
活载控制的组合:
恒载的分项系数当不利时取1.2,有利时取1.0;活荷载和风荷载的分项系数取1.4;活荷载和风荷载的组合系数分别取0.7和0.6。
恒载控制的组合:
地震作用效应组合公式
SGE——重力荷载代表值效应
SEhk——水平地震作用效应标准值
SEvk——竖向地震作用效应标准值
Swk——风荷载效应标准值
gG——重力荷载分项系数,对结构有利取1.0,不利取1.2
gEh——水平地震作用分项系数,取1.3
注:以上各荷载分项系数和组合系数也可由设计人员指定。
(三)荷载效应基本组合公式
根据荷载效应基本组合公式,在恒、活、风、地震作用下结构构件承载力计算的组合式如下:
(四)柱子的内力组合有如下56组:
(1)1.2恒+1.4左风
(2)1.0恒+1.4左风
(3)1.2恒+1.4右风
(4)1.0恒+1.4右风
(5)1.2恒+1.4活1
(6)1.0恒+1.4活1
(7)1.35恒+0.7×1.4活1
(8)1.2恒+1.4活2
(9)1.0恒+1.4活2
(10)1.35恒+0.7×1.4活2
(11)1.2恒+1.4活3
(12)1.0恒+1.4活3
(13)1.35恒+0.7×1.4活3
(14)1.2恒+1.4活4
(15)1.0恒+1.4活4
(16)1.35恒+0.7×1.4活4
(17)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活1
(18)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活1
(19)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活1
(20)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活1
(21)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活2
(22)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活2
(23)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活2
(24)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活2
(25)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活3
(26)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活3
(27)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活3
(28)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活3
(29)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活4
(30)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活4
(31)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活4
(32)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活4
(33)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活1
(34)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活1
(35)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活1
(36)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活1
(37)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活2
(38)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活2
(39)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活2
(40)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活2
(41)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活3
(42)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活3
(43)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活3
(44)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活3
(45)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活4
(46)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活4
(47)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活4
(48)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活4
(49)1.2(恒+0.5活1)+1.3地震
(50)1.0(恒+0.5活1)+1.3地震
(51)1.2(恒+0.5活2)+1.3地震
(52)1.0(恒+0.5活2)+1.3地震
(53)1.2(恒+0.5活3)+1.3地震
(54)1.0(恒+0.5活3)+1.3地震
(55)1.2(恒+0.5活4)+1.3地震
(56)1.0(恒+0.5活4)+1.3地震
式中,地震内力取左、右地震中较大值,其正或负号分别与活1、活2、活3、活4的取值原则一致。
(五)梁的内力组合有56组:
1、梁两端M最大时的组合值
(11)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活1
(12)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活1
(13)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活1
(14)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活1
(15)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活2
(16)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活2
(17)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活2
(18)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活2
(19)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活1
(20)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活1
(21)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活1
(22)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活1
(23)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活2
(24)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活2
(25)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活2
(26)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活2
(27)1.2(恒+0.5活1)+1.3地震
(28)1.0(恒+0.5活1)+1.3地震
(29)1.2(恒+0.5活2)+1.3地震
(30)1.0(恒+0.5活2)+1.3地震
式中,地震内力取左、右地震中的较大值,符号分别取与活1、活2一致者进行组合。
2、梁跨中M最大时,梁端M组合值
(31)1.2恒+1.4活3
(32)1.0恒+1.4活3
(33)1.35恒+0.7×1.4活3
(34)1.2恒+1.4活4
(35)1.0恒+1.4活4
(36)1.35恒+0.7×1.4活4
(37)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活3
(38)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活3
(39)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活3
(40)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活3
(41)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活4
(42)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活4
(43)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活4
(44)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活4
(45)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活3
(46)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活3
(47)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活3
(48)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活3
(49)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活4
(50)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活4
(51)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活4
(52)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活4
式中,地震内力取左、右地震中的较大值,符号分别取与活3、活4一致者进行组合。
梁跨中包络M求取时,把梁全长等分12份,考虑了垂直荷载+水平荷载可能产生的最不利包络图。
壁式框架程序中,上面活1~活4均相同,地震分别为左震和右震。
(六)有吊车荷载时吊车荷载的预组合和内力组合原则:
1、吊车荷载下柱子工作取如下8种预组合内力
①吊1为下端+Mmax及对应的N、V
②吊2为下端-Mmax及对应的N、V
③吊3为+Nmax及对应的较大+M、V
④吊4为+Nmax及对应的较大-M、V
⑤吊5为-Nmax及对应的较大+M、V
⑥吊6为-Nmax及对应的较大-M、V
⑦吊7为上端+Mmax及对应的N、V
⑧吊8为上端-Mmax及对应的N、V
注:对于基础计算情况,吊7、吊8改为搜索柱底最大偏心的组合。
对于梁作如下两组预组合内力
①吊1为梁端+Mmax对应V、N
②吊2为梁端-Mmax对应V、N
2、内力组合除原来的5大类外,增加:
3、柱子的内力组合增加到232种,1~56组同前,后176种分别为:
(57)1.2恒+1.4吊1
(58)1.0恒+1.4吊1
(59)1.2恒+1.4吊2
(60)1.0恒+1.4吊2
(61)1.2恒+1.4吊3
(62)1.0恒+1.4吊3
(63)1.2恒+1.4吊4
(64)1.0恒+1.4吊4
(65)1.2恒+1.4吊5
(66)1.0恒+1.4吊5
(67)1.2恒+1.4吊6
(68)1.0恒+1.4吊6
(69)1.2恒+1.4吊7
(70)1.0恒+1.4吊7
(71)1.2恒+1.4吊8
(72)1.0恒+1.4吊8
(73)1.2恒+0.7×1.4活1+1.4吊1
(74)1.0恒+0.7×1.4活1+1.4吊1
(75)1.2恒+0.7×1.4活2+1.4吊2
(76)1.0恒+0.7×1.4活2+1.4吊2
(77)1.2恒+0.7×1.4活3+1.4吊3
(78)1.0恒+0.7×1.4活3+1.4吊3
(79)1.2恒+0.7×1.4活3+1.4吊4
(80)1.0恒+0.7×1.4活3+1.4吊4
(81)1.2恒+0.7×1.4活4+1.4吊5
(82)1.0恒+0.7×1.4活4+1.4吊5
(83)1.2恒+0.7×1.4活4+1.4吊6
(84)1.0恒+0.7×1.4活4+1.4吊6
(85)1.2恒+0.7×1.4活1+1.4吊7
(86)1.0恒+0.7×1.4活1+1.4吊7
(87)1.2恒+0.7×1.4活2+1.4吊8
(88)1.0恒+0.7×1.4活2+1.4吊8
(89)1.2恒+1.4活1+0.7×1.4吊1
(90)1.0恒+1.4活1+0.7×1.4吊1
(91)1.2恒+1.4活2+0.7×1.4吊2
(92)1.0恒+1.4活2+0.7×1.4吊2
(93)1.2恒+1.4活3+0.7×1.4吊3
(94)1.0恒+1.4活3+0.7×1.4吊3
(95)1.2恒+1.4活3+0.7×1.4吊4
(96)1.0恒+1.4活3+0.7×1.4吊4
(97)1.2恒+1.4活4+0.7×1.4吊5
(98)1.0恒+1.4活4+0.7×1.4吊5
(99)1.2恒+1.4活4+0.7×1.4吊6
(100)1.0恒+1.4活4+0.7×1.4吊6
(101)1.2恒+1.4活1+0.7×1.4吊7
(102)1.0恒+1.4活1+0.7×1.4吊7
(103)1.2恒+1.4活2+0.7×1.4吊8
(104)1.0恒+1.4活2+0.7×1.4吊8
(105)1.2恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活1+1.4吊1
(106)1.0恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活1+1.4吊1
(107)1.2恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活2+1.4吊2
(108)1.0恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活2+1.4吊2
(109)1.2恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活3+1.4吊3
(110)1.0恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活3+1.4吊3
(111)1.2恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活3+1.4吊4
(112)1.0恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活3+1.4吊4
(113)1.2恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活4+1.4吊5
(114)1.0恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活4+1.4吊5
(115)1.2恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活4+1.4吊6
(116)1.0恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活4+1.4吊6
(117)1.2恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活1+1.4吊7
(118)1.0恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活1+1.4吊7
(119)1.2恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活2+1.4吊8
(120)1.0恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活2+1.4吊8
(121)1.2恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活1+1.4吊1
(122)1.0恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活1+1.4吊1
(123)1.2恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活2+1.4吊2
(124)1.0恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活2+1.4吊2
(125)1.2恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活3+1.4吊3
(126)1.0恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活3+1.4吊3
(127)1.2恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活3+1.4吊4
(128)1.0恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活3+1.4吊4
(129)1.2恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活4+1.4吊5
(130)1.0恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活4+1.4吊5
(131)1.2恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活4+1.4吊6
(132)1.0恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活4+1.4吊6
(133)1.2恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活1+1.4吊7
(134)1.0恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活1+1.4吊7
(135)1.2恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活2+1.4吊8
(136)1.0恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活2+1.4吊8
(137)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活1+0.7×1.4吊1
(138)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活1+0.7×1.4吊1
(139)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活2+0.7×1.4吊2
(140)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活2+0.7×1.4吊2
(141)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活3+0.7×1.4吊3
(142)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活3+0.7×1.4吊3
(143)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活3+0.7×1.4吊4
(144)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活3+0.7×1.4吊4
(145)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活4+0.7×1.4吊5
(146)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活4+0.7×1.4吊5
(147)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活4+0.7×1.4吊6
(148)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活4+0.7×1.4吊6
(149)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活1+0.7×1.4吊7
(150)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活1+0.7×1.4吊7
(151)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活2+0.7×1.4吊8
(152)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活2+0.7×1.4吊8
(153)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活1+0.7×1.4吊1
(154)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活1+0.7×1.4吊1
(155)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活2+0.7×1.4吊2
(156)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活2+0.7×1.4吊2
(157)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活3+0.7×1.4吊3
(158)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活3+0.7×1.4吊3
(159)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活3+0.7×1.4吊4
(160)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活3+0.7×1.4吊4
(161)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活4+0.7×1.4吊5
(162)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活4+0.7×1.4吊5
(163)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活4+0.7×1.4吊6
(164)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活4+0.7×1.4吊6
(165)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活1+0.7×1.4吊7
(166)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活1+0.7×1.4吊7
(167)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活2+0.7×1.4吊8
(168)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活2+0.7×1.4吊8
(169)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活1+0.7×1.4吊1
(170)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活1+0.7×1.4吊1
(171)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活2+0.7×1.4吊2
(172)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活2+0.7×1.4吊2
(173)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活3+0.7×1.4吊3
(174)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活3+0.7×1.4吊3
(175)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活3+0.7×1.4吊4
(176)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活3+0.7×1.4吊4
(177)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活4+0.7×1.4吊5
(178)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活4+0.7×1.4吊5
(179)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活4+0.7×1.4吊6
(180)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活4+0.7×1.4吊6
(181)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活1+0.7×1.4吊7
(182)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活1+0.7×1.4吊7
(183)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活2+0.7×1.4吊8
(184)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活2+0.7×1.4吊8
(185)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活1+0.7×1.4吊1
(186)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活1+0.7×1.4吊1
(187)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活2+0.7×1.4吊2
(188)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活2+0.7×1.4吊2
(189)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活3+0.7×1.4吊3
(190)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活3+0.7×1.4吊3
(191)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活3+0.7×1.4吊4
(192)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活3+0.7×1.4吊4
(193)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活4+0.7×1.4吊5
(194)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活4+0.7×1.4吊5
(195)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活4+0.7×1.4吊6
(196)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活4+0.7×1.4吊6
(197)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活1+0.7×1.4吊7
(198)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活1+0.7×1.4吊7
(199)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活2+0.7×1.4吊8
(200)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活2+0.7×1.4吊8
(201)1.2(恒+0.5(活1+吊1))+1.3地震左
(202)1.0(恒+0.5(活1+吊1))+1.3地震左
(203)1.2(恒+0.5(活2+吊2))+1.3地震左
(204)1.0(恒+0.5(活2+吊2))+1.3地震左
(205)1.2(恒+0.5(活3+吊3))+1.3地震左
(206)1.0(恒+0.5(活3+吊3))+1.3地震左
(207)1.2(恒+0.5(活3+吊4))+1.3地震左
(208)1.0(恒+0.5(活3+吊4))+1.3地震左
(209)1.2(恒+0.5(活4+吊5))+1.3地震左
(210)1.0(恒+0.5(活4+吊5))+1.3地震左
(211)1.2(恒+0.5(活4+吊6))+1.3地震左
(212)1.0(恒+0.5(活4+吊6))+1.3地震左
(213)1.2(恒+0.5(活1+吊7))+1.3地震左
(214)1.0(恒+0.5(活1+吊7))+1.3地震左
(215)1.2(恒+0.5(活2+吊8))+1.3地震左
(216)1.0(恒+0.5(活2+吊8))+1.3地震左
(217)1.2(恒+0.5(活1+吊1))+1.3地震右
(218)1.0(恒+0.5(活1+吊1))+1.3地震右
(219)1.2(恒+0.5(活2+吊2))+1.3地震右
(220)1.0(恒+0.5(活2+吊2))+1.3地震右
(221)1.2(恒+0.5(活3+吊3))+1.3地震右
(222)1.0(恒+0.5(活3+吊3))+1.3地震右
(223)1.2(恒+0.5(活3+吊4))+1.3地震右
(224)1.0(恒+0.5(活3+吊4))+1.3地震右
(225)1.2(恒+0.5(活4+吊5))+1.3地震右
(226)1.0(恒+0.5(活4+吊5))+1.3地震右
(227)1.2(恒+0.5(活4+吊6))+1.3地震右
(228)1.0(恒+0.5(活4+吊6))+1.3地震右
(229)1.2(恒+0.5(活1+吊7))+1.3地震右
(230)1.0(恒+0.5(活1+吊7))+1.3地震右
(231)1.2(恒+0.5(活2+吊8))+1.3地震右
(232)1.0(恒+0.5(活2+吊8))+1.3地震右
4、梁的内力组合增加到100组,1~56组同前,后44组如下:
(61)1.2恒+0.7×1.4活1+1.4吊1
(62)1.0恒+0.7×1.4活1+1.4吊1
(63)1.2恒+0.7×1.4活2+1.4吊2
(64)1.0恒+0.7×1.4活2+1.4吊2
(65)1.2恒+1.4活1+0.7×1.4吊1
(66)1.0恒+1.4活1+0.7×1.4吊1
(67)1.2恒+1.4活2+0.7×1.4吊2
(68)1.0恒+1.4活2+0.7×1.4吊2
(69)1.2恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活1+1.4吊1
(70)1.0恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活1+1.4吊1
(71)1.2恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活2+1.4吊2
(72)1.0恒+0.6×1.4左风+0.7×1.4活2+1.4吊2
(73)1.2恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活1+1.4吊1
(74)1.0恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活1+1.4吊1
(75)1.2恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活2+1.4吊2
(76)1.0恒+0.6×1.4右风+0.7×1.4活2+1.4吊2
(77)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活1+0.7×1.4吊1
(78)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活1+0.7×1.4吊1
(79)1.2恒+1.4左风+0.7×1.4活2+0.7×1.4吊2
(80)1.0恒+1.4左风+0.7×1.4活2+0.7×1.4吊2
(81)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活1+0.7×1.4吊1
(82)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活1+0.7×1.4吊1
(83)1.2恒+1.4右风+0.7×1.4活2+0.7×1.4吊2
(84)1.0恒+1.4右风+0.7×1.4活2+0.7×1.4吊2
(85)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活1+0.7×1.4吊1
(86)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活1+0.7×1.4吊1
(87)1.2恒+0.6×1.4左风+1.4活2+0.7×1.4吊2
(88)1.0恒+0.6×1.4左风+1.4活2+0.7×1.4吊2
(89)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活1+0.7×1.4吊1
(90)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活1+0.7×1.4吊1
(91)1.2恒+0.6×1.4右风+1.4活2+0.7×1.4吊2
(92)1.0恒+0.6×1.4右风+1.4活2+0.7×1.4吊2
(93)1.2(恒+0.5(活1+吊1))+1.3地震左
(94)1.0(恒+0.5(活1+吊1))+1.3地震左
(95)1.2(恒+0.5(活2+吊2))+1.3地震左
(96)1.0(恒+0.5(活2+吊2))+1.3地震左
(97)1.2(恒+0.5(活1+吊1))+1.3地震右
(98)1.0(恒+0.5(活1+吊1))+1.3地震右
(99)1.2(恒+0.5(活2+吊2))+1.3地震右
(100)1.0(恒+0.5(活2+吊2))+1.3地震右
三、吊车荷载分析和排架柱计算
1、结构计算中可作吊车荷载的内力分析与内力组合,每一个有吊车的跨分别作3种内力计算:
(1)最大轮压Dmax在跨左,最小轮压Dmin在跨右;
(2)最小轮压Dmin在跨左,最大轮压Dmax在跨右;
(3)最大水平刹车力Tmax同时作用在跨左和跨右,每边作用Tmax/2。
程序输出这3种情况下的内力计算值,还输出水平刹车力作用下的各节点计算位移值(弹性计算结果的标准值)。悬挂吊车时,单点悬挂只有第(1)项计算输出,两点悬挂有第(1)、(2)两项计算输出。
内力组合时考虑:
(1)多跨吊车竖向荷载按最不利的最多两跨考虑。
(2)吊车水平荷载不论是单跨还是多跨厂房均按吊车荷载中不利的一跨考虑。
(3)有地震荷载组合时吊车荷载中不再考虑水平刹车力。
内力组合时先进行吊车荷载的预组合,预组合和荷载组合的方法见二。
2、排架柱的计算和绘图限于矩形断面和工字型断面,其配筋按对称配筋考虑。
3、根据荷载规范GB50009-2012第6.2.2条,多跨吊车效应作用时乘以折减系数,该系数由用户输入。
4、根据抗震规范,可使用本程序的15米高度以下的平面排架地震计算时应考虑空间和扭转影响的效应调整系数,该系数由用户查GB50011-2010附录J表J.2.3-1输入。
5、排架柱地震计算时应考虑吊车桥架引起的地震剪力和弯矩增大系数,该系数由用户查GB50011-2010附录J表J.2.5输入。
6、牛腿计算时考虑吊车水平荷载
Fva—作用在牛腿顶部的竖向力设计值;
Fh—作用在牛腿顶部的水平拉力设计值;
7、双层吊车计算技术条件
程序可对位于同一跨的上下双层吊车按双层吊车组合的条件计算。有双层吊车存在时,用户需在输入吊车荷载时,对属于双层吊车的吊车荷载指定为属于双层吊车,在输入吊车荷载的对话框中设有指定属于双层吊车的选项,并要求同时输入该组吊车荷载的空车时的最大轮压和最小轮压。用户没有指定时仍按一般的吊车荷载组合分析。
如果吊车荷载按照双层吊车荷载分析且在同一跨时,则:
结构计算中可分别作出该吊车荷载重车和空车的内力分析和内力组合。即每一组吊车增加空车时的内力计算,除了原来的各种内力,同时输出对应的空车荷载内力值。
双层吊车内力组合时考虑:
上层为重车时,下层无吊车
下层为重车时,上层考虑放空车
相邻跨的上下层都属双层吊车时,四组吊车荷载均为空车,总共有以下18种可能的吊车组合方式。
1:单组吊车1最大轮压
2:单组吊车1最大轮压(有地震力)
3:单组吊车1最大轮压+吊车1右向水平刹车力
4:单组吊车1最大轮压+吊车1左向水平刹车力
5-8:按照非双层吊车组合的两组吊车组合
5:(吊车1+吊车2)垂直力+吊车1左水平力
6:(吊车1+吊车2)垂直力+吊车1右水平力
7:(吊车1+吊车2)垂直力
8:(吊车1+吊车2)垂直力(有地震力)
9-16:按照双层吊车组合的同跨两组吊车组合
9:吊车1垂直力+吊车2空车垂直力+吊车1左水平力(吊车1在下)
10:吊车1垂直力+吊车1左水平力(吊车1在上)
11:吊车1垂直力+吊车2空车垂直力+吊车1右水平力(吊车1在下)
12:吊车1垂直力+吊车1右水平力(吊车1在上)
13:吊车1垂直力+吊车2空车垂直力(吊车1在下)
14:吊车1垂直力(吊车1在上)
15:吊车1垂直力+吊车2空车垂直力(吊车1在下)(有地震力)
16:吊车1垂直力(吊车1在上)(有地震力)
17:多跨空车组合
18:多跨空车组合(有地震作用时)
其中有地震力组合的方式为组合2,8,15,16,18
双层吊车荷载只考虑同跨内的荷载组合。即对于多层厂房中出现的上层跨跨越下层几跨且布置吊车的情况不予考虑。
四、地震作用计算与地震效应分析
1、按振型分解反应谱法求解地震作用,地震作用计算参数中的IS输入0。取振型数2~3个以上,考虑近震远震影响。
水平地震效应(M,V,N和变形,用SRSS法)
地震影响系数曲线GB50011-2010第5.1.5条
a—地震影响系数;
amax—水平地震影响系数最大值,按表5.1.4-1采用。
h1—直线下降段的下降斜率调整系数;
g—衰减指数;
Tg—特征周期,根据场地土类别和设计地震分组按表5.1.4-2采用;
h2—阻尼调整系数;
T—结构自振周期;
水平地震影响系数最大值表5.1.4-1
6度
7度
8度
9度
多遇地震
0.04
0.08(0.12)
0.16(0.24)
0.32
罕遇地震
0.28
0.50(0.72)
0.90(1.20)
1.40
特征周期值(S)表5.1.4-2
场地类别
I0
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
第一组
0.20
0.25
0.35
0.45
0.65
第二组
0.30
0.40
0.55
0.75
第三组
0.90
程序输出各振型下的杆件内力(M,V,N)和各节点的位移,该位移值为弹性计算结果。
2、计算地震力时,结构任一楼层的水平地震剪力符合下式要求:(抗震规范5.2.5条)
VEKi---第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力。
λ---剪力系数,不应小于下表规定的楼层最小地震剪力系数值。对竖向不规则结构的薄弱层,尚应乘以1.15的增大系数。
Gi---第j层的重力荷载代表值。
楼层最小地震剪力系数值
类别
扭转效应明显或基本周期小于3.5s的结构
0.008
0.016(0.024)
0.032(0.048)
0.064
基本周期小于5.0s的结构
0.006
0.012(0.018)
0.024(0.032)
0040
注:(1)基本周期介于3.5s和5.0s之间的结构,可插入取值。
(2)括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。
3、直接由用户输入作用在各楼层处或某些点上的水平地震作用标准值,此时地震参数中IS输入1。
4、罕遇地震计算
程序在计算各种地震烈度下多遇地震的同时,也计算了罕遇地震下的地震作用和效应。据GB50011-2010第5.1.4条,罕遇地震作用的水平地震影响系数最大值按表5.1.4-1采用。
5、程序自动求出的各质点地震重量为恒载+0.5活载,有吊车荷载时还要加上吊车桥架重量。
6、结构计算数据的第十项的地震计算参数在抗震等级为1~4时填写,参数的第四项附加重量的质点数可输入硬钩吊车的吊重或其它未计入内力计算却参与地震作用的重量。
7、地震力计算按振型分解法,振动质点取水平上各可独立振动的节点,用水平梁连系的相同标高的节点归为同一振动质点。
程序自动形成的振动质点的重量计入恒载、活载和吊车桥架重,未计入吊车吊重,可在地震计算参数信息中用填写附加质点重量的方法输入硬钩吊车竖向荷载。
也可以对各水平振动质点处直接输入水平地震力。
8、地震计算参数中的IS可填写3,这是一种直接输入地震力方式,可施加作用于某些节点上的水平地震力和垂直地震力,一般用于底框上砖房结构中底层框架的地震效应计算。IS=3时后面的填表格式为:
(2)Ni,Hi,Vi,地震作用节点号,水平地震力,垂直地震力,
(i=1,NO)共填写NO×3个数。
(PMCAD直接生成的底框数据文件的格式与此相同。)
五、框架结构地震作用组合效应的调整
框架柱的49—56组内力(有吊车荷载时还有141—164,201-232组内力)和框架梁的27—30、52—56组内力(有吊车荷载时还有85—92组内力)是包含地震作用的组合内力,这些内力作配筋计算时要作效应调整,调整的主要内容是:
正截面:梁取0.75,柱当偏压及轴压比≥0.15时取0.8,偏压及轴压比≤0.15时取0.75,偏拉取0.85。
斜截面:取0.85。
2、由强柱弱梁要求对柱弯矩设计值调整。
3、由强剪弱弯要求对柱与梁剪力设计值调整。
以上效应的调整会造成同样的组合设计内力而不同配筋面积的结果。)
六、单层厂房地震作用调整
按照GB50011-2010附录J.2.5,钢筋混凝土柱单层厂房的吊车梁顶标高处的上柱截面,由吊车桥架引起的地震剪力和弯矩,应乘以增大系数,该系数可由用户查阅表J.2.5后填入数据文件,同时,用户还需输入吊车桥架的自重。
七、裂缝宽度计算
在用户审定修改框架柱梁钢筋后可做框架梁的裂缝宽度计算。
计算考虑荷载的准永久组合组合。取梁矩形截面,取程序选取的梁下部与梁上部实配的钢筋根数与直径,按GB50010-2010第7.1.2.条公式计算。
当计算裂缝宽度≥0.3mm时,该裂缝宽度在图上显示红色。
八、钢筋混凝土梁的挠度计算
按照混凝土结构设计规范GB50010-2010第七章第二节做梁的挠度计算。荷载取自PK的恒、活、风荷载弯矩图,为计算荷载长期效应组合,用户需输入活荷载的准永久值系数,该系数用户可查荷载规范GB50009-2012表5.1.1,程序隐含值取0.4。
修改梁的上下配筋将改变挠度值。
挠度图中梁每点的挠度是该处在恒、活、风下可能出现的最大挠度,各点最大挠度不一定出自同样的荷载组合工况。
第四节基础计算技术条件
一、内力标准组合
计算基础底面积时用的是底层柱根截面的各组内力标准组合
1、无吊车时,柱子的内力标准组合有如下26组:
(1)1.0恒+1.0左风
(2)1.0恒+1.0右风
(3)1.0恒+1.0活1
(4)1.0恒+1.0活2
(5)1.0恒+1.0活3
(6)1.0恒+1.0活4
(7)1.0恒+0.6×1.0左风+1.0活1
(8)1.0恒+0.6×1.0右风+1.0活1
(9)1.0恒+0.6×1.0左风+1.0活2
(10)1.0恒+0.6×1.0右风+1.0活2
(11)1.0恒+0.6×1.0左风+1.0活3
(12)1.0恒+0.6×1.0右风+1.0活3
(13)1.0恒+0.6×1.0左风+1.0活4
(14)1.0恒+0.6×1.0右风+1.0活4
(15)1.0恒+1.0左风+0.7×1.0活1
(16)1.0恒+1.0右风+0.7×1.0活1
(17)1.0恒+1.0左风+0.7×1.0活2
(18)1.0恒+1.0右风+0.7×1.0活2
(19)1.0恒+1.0左风+0.7×1.0活3
(20)1.0恒+1.0右风+0.7×1.0活3
(21)1.0恒+1.0左风+0.7×1.0活4
(22)1.0恒+1.0右风+0.7×1.0活4
(23)1.0(恒+0.5活1)+1.0地震
(24)1.0(恒+0.5活2)+1.0地震
(25)1.0(恒+0.5活3)+1.0地震
(26)1.0(恒+0.5活4)+1.0地震
2、有吊车时,柱子的内力标准组合增加到114组,前26组同上,后88组如下:
(27)1.0恒+1.0吊1
(28)1.0恒+1.0吊2
(29)1.0恒+1.0吊3
(30)1.0恒+1.0吊4
(31)1.0恒+1.0吊5
(32)1.0恒+1.0吊6
(33)1.0恒+1.0吊7
(34)1.0恒+1.0吊8
(35)1.0恒+0.7×活1+1.0吊1
(36)1.0恒+0.7×活2+1.0吊2
(37)1.0恒+0.7×活3+1.0吊3
(38)1.0恒+0.7×活3+1.0吊4
(39)1.0恒+0.7×活4+1.0吊5
(40)1.0恒+0.7×活4+1.0吊6
(41)1.0恒+0.7×活1+1.0吊7
(42)1.0恒+0.7×活2+1.0吊8
(43)1.0恒+1.0活1+0.7×1.0吊1
(44)1.0恒+1.0活2+0.7×1.0吊2
(45)1.0恒+1.0活3+0.7×1.0吊3
(46)1.0恒+1.0活3+0.7×1.0吊4
(47)1.0恒+1.0活4+0.7×1.0吊5
(48)1.0恒+1.0活4+0.7×1.0吊6
(49)1.0恒+1.0活1+0.7×1.0吊7
(50)1.0恒+1.0活2+0.7×1.0吊8
(51)1.0恒+0.6×1.0左风+0.7×活1+1.0吊1
(52)1.0恒+0.6×1.0左风+0.7×活2+1.0吊2
(53)1.0恒+0.6×1.0左风+0.7×活3+1.0吊3
(54)1.0恒+0.6×1.0左风+0.7×活3+1.0吊4
(55)1.0恒+0.6×1.0左风+0.7×活4+1.0吊5
(56)1.0恒+0.6×1.0左风+0.7×活4+1.0吊6
(57)1.0恒+0.6×1.0左风+0.7×活1+1.0吊7
(58)1.0恒+0.6×1.0左风+0.7×活2+1.0吊8
(59)1.0恒+0.6×1.0右风+0.7×活1+1.0吊1
(60)1.0恒+0.6×1.0右风+0.7×活2+1.0吊2
(61)1.0恒+0.6×1.0右风+0.7×活3+1.0吊3
(62)1.0恒+0.6×1.0右风+0.7×活3+1.0吊4
(63)1.0恒+0.6×1.0右风+0.7×活4+1.0吊5
(64)1.0恒+0.6×1.0右风+0.7×活4+1.0吊6
(65)1.0恒+0.6×1.0右风+0.7×活1+1.0吊7
(66)1.0恒+0.6×1.0右风+0.7×活2+1.0吊8
(67)1.0恒+1.0左风+0.7×1.0活1+0.7×1.0吊1
(68)1.0恒+1.0左风+0.7×1.0活2+0.7×1.0吊2
(69)1.0恒+1.0左风+0.7×1.0活3+0.7×1.0吊3
(70)1.0恒+1.0左风+0.7×1.0活3+0.7×1.0吊4
(71)1.0恒+1.0左风+0.7×1.0活4+0.7×1.0吊5
(72)1.0恒+1.0左风+0.7×1.0活4+0.7×1.0吊6
(73)1.0恒+1.0左风+0.7×1.0活1+0.7×1.0吊7
(74)1.0恒+1.0左风+0.7×1.0活2+0.7×1.0吊8
(75)1.0恒+1.0右风+0.7×1.0活1+0.7×1.0吊1
(76)1.0恒+1.0右风+0.7×1.0活2+0.7×1.0吊2
(77)1.0恒+1.0右风+0.7×1.0活3+0.7×1.0吊3
(78)1.0恒+1.0右风+0.7×1.0活3+0.7×1.0吊4
(79)1.0恒+1.0右风+0.7×1.0活4+0.7×1.0吊5
(80)1.0恒+1.0右风+0.7×1.0活4+0.7×1.0吊6
(81)1.0恒+1.0右风+0.7×1.0活1+0.7×1.0吊7
(82)1.0恒+1.0右风+0.7×1.0活2+0.7×1.0吊8
(83)1.0恒+0.6×1.0左风+1.0活1+0.7×1.0吊1
(84)1.0恒+0.6×1.0左风+1.0活2+0.7×1.0吊2
(85)1.0恒+0.6×1.0左风+1.0活3+0.7×1.0吊3
(86)1.0恒+0.6×1.0左风+1.0活3+0.7×1.0吊4
(87)1.0恒+0.6×1.0左风+1.0活4+0.7×1.0吊5
(88)1.0恒+0.6×1.0左风+1.0活4+0.7×1.0吊6
(89)1.0恒+0.6×1.0左风+1.0活1+0.7×1.0吊7
(90)1.0恒+0.6×1.0左风+1.0活2+0.7×1.0吊8
(91)1.0恒+0.6×1.0右风+1.0活1+0.7×1.0吊1
(92)1.0恒+0.6×1.0右风+1.0活2+0.7×1.0吊2
(93)1.0恒+0.6×1.0右风+1.0活3+0.7×1.0吊3
(94)1.0恒+0.6×1.0右风+1.0活3+0.7×1.0吊4
(95)1.0恒+0.6×1.0右风+1.0活4+0.7×1.0吊5
(96)1.0恒+0.6×1.0右风+1.0活4+0.7×1.0吊6
(97)1.0恒+0.6×1.0右风+1.0活1+0.7×1.0吊7
(98)1.0恒+0.6×1.0右风+1.0活2+0.7×1.0吊8
(99)1.0(恒+0.5(活1+吊1))+1.0地震左
(100)1.0(恒+0.5(活2+吊2))+1.0地震左
(101)1.0(恒+0.5(活3+吊3))+1.0地震左
(102)1.0(恒+0.5(活3+吊4))+1.0地震左
(103)1.0(恒+0.5(活4+吊5))+1.0地震左
(104)1.0(恒+0.5(活4+吊6))+1.0地震左
(105)1.0(恒+0.5(活1+吊7))+1.0地震左
(106)1.0(恒+0.5(活2+吊8))+1.0地震左
(107)1.0(恒+0.5(活1+吊1))+1.0地震右
(108)1.0(恒+0.5(活2+吊2))+1.0地震右
(109)1.0(恒+0.5(活3+吊3))+1.0地震右
(110)1.0(恒+0.5(活3+吊4))+1.0地震右
(111)1.0(恒+0.5(活4+吊5))+1.0地震右
(112)1.0(恒+0.5(活4+吊6))+1.0地震右
(113)1.0(恒+0.5(活1+吊7))+1.0地震右
(114)1.0(恒+0.5(活2+吊8))+1.0地震右
二、钢筋等级
程序仅对柱下独立基础进行计算,内定钢筋1级钢
计算基础配筋时用的是底层柱根截面的各组组合内力设计值,但在二级抗震等级时取没有乘上1.25的柱根弯矩设计值。
三、地基承载力设计值
地基承载力设计值fa的取值如下:
fa——修正后的地基承载力特征值;
fak——地基承载力特征值,由用户输入;
ηb、ηd——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数,查GB50007-2011表5.2.4;
b——基础底面宽度(m),基宽小于3m按3m取值,大于6m按6m取值;
b——基础埋置深度(m);
四、抗震承载力设计值
地震作用组合内力设计值下,地基土抗震承载力设计值faE的取值如下:
faE=ζafa(抗震规范GB50011-2010第4.2.3条)
ζa——地基土抗震承载力调整系数,按抗震规范表4.2.3采用;
fak<100ζs=1
100≤fak<150ζs=1
150≤fak<300ζs=1.3
fak>=300ζs=1.5
五、抗震承载力验算
根据抗震规范第4.2.1条,下列建筑可不进行天然地基基础的抗震承载力验算
(一)砌体房屋。
(二)地基主要受力层范围内不存在软弱粘土层的下列建筑:
(1)一般的单层厂房和单层空旷房屋。
(2)不超过8m且高度在25m以下的一般民用框架房屋。
(3)基础荷载与(2)项相当的多层框架厂房。
(三)可不进行上部结构抗震验算的建筑。
在PK程序中,输入KAA=2,可进行柱下独基计算,但不作有地震力作用组合的基础计算。
六、基础底面压力的确定
轴心荷载作用时Pk≤fa
Pk——相当于荷载效应标准组合时,基础底面处的平均压力值;
偏心荷载作用时,除满足上式外,还应满足
Pkmax≤1.2fa同时满足:Pkmin≥0
Pkmax——相当于荷载效应标准组合时,基础底面边缘的最大压力值。
Pkmin——相当于荷载效应标准组合时,基础底面边缘的最小压力值。
七、基础底面积的确定
对各种标准组合内力计算出,程序自动挑选最大者,并将此最大的基底面积,按宽/长分别对1:1.0、1:1.2、1:1.4、1:1.6四种方案进行配筋及冲剪验算等。设计者可从四种结果中任选一种。
八、基础计算
本程序采用的是迭代法,即程序中内定基础尺寸不断迭代以逼近真值。
九、基础冲切计算
按规范GB50010-2010第6.5.5条,程序给出的冲切强度计算所需的高度满足下式:
式中:bt—柱宽或变阶处阶宽;
bb—柱宽加2倍基础有效高度或阶宽加2倍冲切有效高度;
ps—地基净反力;
A—考虑冲切荷载时取用的多边形面积;
h0—柱与基础交接处或基础变阶处的截面有效高度,取两个配筋方向的截面有效高度的平均值;
十、锥形基础外缘高度或阶形基础台阶构造高度取法
当柱截面高HH≤1m时,取0.3m,当1.0m
当HH>1.5m时,取0.4m。
十一、基础底板受弯配筋计算
根据基础冲切计算及基础台阶的构造高度(取其大值)作基础底板受弯配筋计算。沿长边方向的截面Ⅰ-Ⅰ处的弯矩。
另一方向上截面Ⅱ—Ⅱ处的弯矩
a1——任意截面Ⅰ—Ⅰ至基底边缘最大反力处的距离(m)。
P——相应于荷载效应基本组合时在任意截面Ⅰ—Ⅰ处基础底面地基反力设计值(kN/m2)
l、b——基础的长、短边尺寸。
a′、b′——验算截面处的长和宽。
G——考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重;当组合值由永久荷载控制时,G=1.35Gk,Gk为基础及其上土的标准自重。
式中:ho——计算截面处有效高度,当由冲切计算确定的有效高度ho小于构造要求高度hc时,取ho=hc进行配筋计算。
第五节数据文件输入规则
一、节点和杆件编号
1、桁架和非规则框架
允许节点任意编号(注意尽量采用缩小带宽的编号),杆件任意编号,柱、梁杆件编号分开编,先编柱子后编梁。
节点编号时,可参照规则框架的编号原则,以使带宽最小。
2、规则框架
节点和杆件编号举例见下页:
柱梁编号采用由左向右,自下而上的顺序。
各跨跨度应以底层柱中心为准。
3、若要计算基础,柱子的下端节点编号必须是基础的顶端。才能保证计算正常。
层数≤跨数时编号系统
层数>跨数时编号系统
4、排架、框排架均应按非规则框架填表。
排架柱段编号应按自下而上,自左至右的顺序,在牛腿顶处,变截面处均应设置节点。
框排架计算柱梁编号时,要将框架上的柱梁编在前面,排架柱上的柱段和与排架柱相连的两端铰支梁要编在后面,即:先编框架上的柱号,再编排架上的柱号,再编框架上梁号,最后编排架上梁号,这样,在执行框呆绘图菜单时,框架绘图不再包含排架柱部分,排架柱的绘图由画排架柱菜单完成。
5、排架柱上各柱段的节点偏心值必须填写准确,否则排架柱绘图不准确。
6、由PMCAD生成的PK数据文件均按非规则框架形式填表。
二、单位和逻辑符号系统
在所有输入和输出的数据中,除柱梁截面配筋采用平方毫米为单位,其它均为千牛,米制。地震计算输出特征向量是无量纲的值,周期以秒为单位。
混凝土输入强度等级,钢筋输入级别,其各项强度标准值及设计值由程序自动给出。逻辑符号系统规定如下:
杆间荷载
杆件内力输出时,弯矩以逆时针方向为正,反之为负。(图示内力均为正)
最后组合内力的符号取右端脱离体,符号仍以逆时针为正,反之为负,具体来说,下纤维受拉为负,上纤维受拉为正。
三、约束信息
约束信息除用以说明结构支座处的约束情况外,亦可用来处理一铰一固的杆件。
支座的约束情况可以是:
节点号为:1234
约束信息:1111201130014110
对一铰一固的杆件,连接铰接点的各杆端的角变位是不相同的。
在一般情况下,每一节点考虑三个自由度,但对一端铰支另一端固定杆件上的铰接节点,就可能超过三个自由度,可有多个,处理这种情况的方法之一是:为使用统一单元刚度矩阵,我们引入约束与被约束信息以达到增加自由度的目的。
如图1(1)中的,杆2、3为一铰一固杆件,两杆连接点编成两个节点②.③,共有四个自由度,约束信息写为:203011
对于如图1(2)上两端铰接的杆件结构,如①、②节点,不必按上面对一铰一固杆件节点增加约束信息的方法处理,而直接在杆件载面信息中把连接①、②节点的杆件写成两端铰支杆件。
如下图(3)当框架中存在一端铰支而按以上增加节点处理时,该框架仅能完成计算,不能进入绘图软件。有两端铰支杆件的框架,框架力可以给出,但绘图时两端铰支杆不被画出。
(1)(2)(3)
更为简便的处理一端固定一端铰支杆件的方法是在各柱梁杆件所属的标准准截面号数的小数点后面输入1(表示左或下节点为铰支端)或2(表示右或上节点为铰支端)。详见PK11填表说明。
对于局部缺梁缺柱(一般指边角处缺梁缺柱)的框架,最好按非规则框架格式输入,有时可将缺的梁柱用虚杆件代替,化为规则框架求解,虚杆件截面高度一般≤50mm,宽度不限,(使其惯性矩为一般杆件的1/1000)。
两端铰接梁填表法
(1)填—B(宽)、H(高)的矩形截面(即在梁宽前加一负号)这种梁仍给出配筋。
(2)按虚梁处理,即梁高为0.05米,梁宽任意的矩形截面。这种方式限于用在框架顶边角处。
本程序对于虚杆件及两端铰接杆件在绘图时一律不予画出,对于虚杆件计算中给出超筋信息。
四、结构计算结果说明
结构计算的数据输入文件,在数检过程中会在屏幕上以图形显示,程序运行后,可产生弯矩包络图、钢筋面积包络图、轴力包络图,以及各项荷载作用下的内力图等。
第六节配筋计算技术条件
一、柱的配筋计算
1、钢筋混凝土矩形、工形截面柱均按对称配筋计算,分别进行框架平面内的偏心受压(如为偏心受拉,则按偏心受拉构件计算)框架平面外的轴心受压计算。对大偏压、小偏压、偏拉等作出判断并据不同情况计算配筋。
当平面外轴压计算配筋大于平面内的偏压(拉)配筋时,取轴压配筋为该柱配筋,并在输出的配筋数字旁提示!!!记号。
2、钢筋混凝土圆柱按GB50010-2010附录E.0.3条圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件公式计算,要求圆柱必须沿周边均匀配置纵向钢筋,且总数不得小于6根。
4、有地震作用组合的内力,根据GB50010-2010第11.4.2条:
按一、二、三,四级抗震等级设计的框架结构底层柱的柱根截面计算中其弯矩设计值当一级抗震等级时乘以1.7倍,当二级抗震等级时乘以1.5倍,当三级抗震等级时乘以1.3倍,当四级抗震等级时乘以1.2。
5、强柱弱梁计算,根据GB50010-2010第11.4.1条
强柱弱梁计算是在框架或壁式框架结构计算中完成的,程序实际是将有地震效应组合的内力乘以相应的放大系数,再去配筋的。
9度设防和一级抗震等级放大系数为1.452(1.2×1.1×1.1)
框架结构:
二级抗震等级放大系数为1.5
三级抗震等极放大系数为1.3
四级抗震等级放大系数为1.2
其他
一级抗震等级放大系数为1.4
二级抗震等级放大系数为1.2
三、四级抗震等级放大系数为1.1
当轴压比小于0.15时,以上均取地震作用组合下的内力设计值。
6、柱纵向钢筋最小配筋率
程序打印输出柱单边的最小配筋面积(Asmin)
对于非抗震构件按GB50010-2010第8.5.1条表8.5.1;
表9.5.1
受力类型
最小配筋百分率
受压构件
全部纵向钢筋
强度级别500N/mm2
0.50
强度级别400N/mm2
强度级别300N/mm2,
335N/mm2
0.60
一侧纵向钢筋
受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件一侧的受拉钢筋
0.20和45ft/fy中的较大值
对于抗震设防的框架柱;按GB50010-2010第11.4.12条,柱中全部纵向钢筋配筋率不小于表11.4.12-1规定的数值;(本程序打印的Asmin值,取规定值的1/2)
柱全部纵向钢筋最小配筋百分率(%/)表11.4.12-1
柱类型
抗震等级
一级
二级
三级
四级
框架中柱、边柱
0.9
0.7
0.6
框架角柱,框支柱
1.1
0.8
注:1采用335MPa级,400MPa级纵向受力钢筋时,应分别按表中数值增加0.1和0.05采用;
2当混凝土强度等级为C60及以上时,应按表中数值加0.1采用;
3对框架结构,应按表中数值增加0.1采用;
7、柱最大配筋率
在按对称配筋计算柱钢筋面积时,柱单边钢筋面积的配筋率若超出下列规定的限值,程序打印出超筋信息AS=100000
框架柱和框支柱:2.5%:
按一级抗震等级设计且Hn/h<2时:1.2%。
运行框架绘图菜单程序选取柱四边的钢筋根数与直径后,若柱中全部纵向钢筋的配筋率大于3%时,屏幕上中文提示该柱的箍筋应焊成封闭环式。
框架柱的轴压比限值表11.4.16
结构体系
框架结构
0.85
轴力包络图中标出的轴压比是根据有地震作用组合的内力中轴力最大者算出的,超出上表限值时,在轴力包络图上柱的轴压比用红色写出,提示用户采取措施。
9、柱箍筋计算
(1)柱剪力计算配筋
非地震作用组合时GB50010-2010第6.3.1条,第6.3.11条,第6.35.12条
当hw/b£4时V≤0.25bcfcbh。
当hw/b36时V≤0.20bcfcbh。
当4 地震作用组合下,GB50010-2010第11.4.6条,第11.4.7条,第11.4.8条 剪跨比l>2的框架柱 框支柱和剪跨比l£2的框架柱 当框架柱出现拉力时: (2)考虑抗震要求的柱设计内力调整 一级及九度时,柱端弯矩增大系数增大系数ηc与柱端剪力调整系数ηVC按照超配系数进行插值计算,当超配系数为1.0时ηc为1.5,ηVC为1.4;超配系数为1.1时,ηc为1.7,ηVC为1.5。 特1级:柱弯矩:1.2*ηc;框架结构底层柱底截面弯矩:2.04;非九度非框架的普通柱为1.68、转换柱为1.8。 柱剪力:1.2*ηVC;非九度非框架结构柱1.68.。 1级:柱弯矩:ηc;框架结构底层柱底截面弯矩:1.7;非九度非框架的普通柱为1.4、转换柱为1.5。 柱剪力:ηVC;非九度非框架结构柱1.4.。 2级:柱弯矩:1.5;非框架普通柱为1.2、转换柱为1.3.。 框架结构柱剪力:1.3;非框架结构为1.2。 3级:框架结构柱弯矩:1.3;非框架结构为1.1。 框架结构柱剪力:1.2;非框架结构为1.1。 4级:框架结构柱弯矩:1.2;非框架结构为1.1。 框架结构柱剪力:1.1;非框架结构为1.1。 (1)角柱在以上基础上乘以1.1系数。 (2)对于9度设防烈度的各类框架和一级抗震等级的框架结构,框架柱端部弯矩、剪力调整应按实配钢筋和材料强度标准值来计算。 (3)柱的体积配筋率计算 程序在最后确定柱箍筋直径之前,要按GB50010-2010第11.4.17条对抗震设防柱的箍筋加密区作体积配筋率计算: lv为最小配箍特征值,按GB50010-2010表11.4.17采用 10、柱超筋判断条件 (1)柱偏压计算超筋判断条件 在按对称配筋计算柱钢筋面积时,柱单边钢筋面积的配筋率若超出下列规定的限值,程序打印出超筋信息AS=100000: 框架柱和框支柱:2.5%, (2)柱抗剪计算超筋判断条件 柱受剪截面不满足以上第10条(1)的要求时,会给出超筋提示Asv=100000 二、梁配筋计算 1、梁按正截面受弯构件计算配筋,程序考虑了矩形截面的单排和双排配筋。用最大负弯矩设计值包络图(梁下受拉)计算梁下部钢筋,用最大正弯矩设计值包络图(梁上受拉)计算梁上部钢筋,分别计算梁从左支座轴线到右支座轴线的13个断面。 2、当计算的相对受压区高度ξ=x/h0>ξb时就按双筋计算,此时取ξ=ξb。 求出受拉钢筋As及受压钢筋As’;计算所得的受压钢筋As’要与反向弯矩所求的拉筋As比较取大者,软件输出的计算结果已自动作了比较。 3、有地震作用的组合内力(27~30组和93~100组,有吊车荷载时再加上69~92组)乘以承载力抗震调正系数γRE后再去配筋。 (打印输出的梁弯矩设计值均未乘γRE。) 4、考虑地震作用组合时,混凝土受压区高度应符合下列要求: 一级抗震等级x≤0.25h0 二、三级抗震等级x≤0.35h0 计算受压区高度x时,程序考虑部分受压钢筋面积:一级为50%二、三级为30%。 当计算中不满足以上要求时,会给出超筋提示,此时应加大截面尺寸或提高混凝土的强度等级; 5、有地震作用组合时,配筋率≤2.5% 6、当为小偏拉受力截面时,钢筋强度要求fy,fy’≤300; 大偏拉受力截面设计时,取ξ=ξb来求受拉钢筋As及受压钢筋As’。 7、梁最小配筋率(%) 梁中位置 支座 跨中 0.4和80ft/fy中的较大值 0.3和65ft/fy中的较大值 0.25和55ft/fy中的较大值 三、四级 0.2和45ft/fy中的较大值 无地震时取0.2和45ft/fy中的较大值。 8、梁抗剪计算 (1)非地震作用组合时,其受剪截面应符合下列条件: 对集中荷载作用下的情况(或集中荷载产生的剪力值占总剪力值75%以上),程序同时按GB50010-2010的11.3.4条计算。 (3)框支梁的受剪截面应符合下列条件: (4)深受弯构件的受剪截面应符合下列条件: 9、强剪弱弯计算GB50010-2010第11.3.2条 框架梁考虑抗震等级的剪力设计值Vb 实际计算时Vb取地震组合的框架左、右端弯矩设计值之和除以梁跨×相应的放大系数再加VGb得到,放大系数如下取值: 9度设防和一级抗震等级1.331(1.1×1.1×1.1) 一级抗震等级1.3 二级抗震等级1.2 三级抗震等级1.1 VGb——考虑地震作用组合时的重力荷载代表值产生的剪力设计值。 10、梁的体积配箍率 对于框架梁在抗震等级1~4时,按GB50010-2010第11.3.9条取值,对于不作抗震设防的连续梁按GB50010-2010第9.2.9条取值。 11、梁超筋判断条件 (1)梁受弯超筋 (a)梁正截面受弯承载力计算应满足极限承载弯矩M≤Mu要求: Mu=0.5fcbho2+fchf(bf-b)(ho-0.5hf) 当M>Mu时会提示超筋As(1)或As(2)=100000,此时应加大截面尺寸或提高混凝土的强度等级。 (b)抗震要求的框架梁,当计算中不满足以上第4条的要求时,会给出超筋提示 (c)有地震作用组合时,配筋率>2.5%,会给出超筋提示 (2)梁受剪超筋 梁受剪截面不满足以上第8条的要求时,会给出超筋提示Asv=100000。 三、框架节点设计 框架节点的设计遵循“强柱弱梁更强节点”的原则,对一、二,三抗震等级的节点区进行受剪承载力设计计算(GB50010-2010第11.6.1条)。 (1)9度设防和一级抗震等级 顶层中间节点和端节点 其它层的中间节点和端节点 (2)一级抗震等级 式中: Hc———节点上柱与下柱反弯点之间的距离 2、节点水平截面限制条件 节点核心区截面验算宽度b按抗震规范附录D取值,当验算方向的梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的1/2时采用该侧柱截面宽度,当小于时采用下列二者的较小值: 3、框架节点的受剪承载力,满足下式: 9度设防 其他情况 其中:N——考虑地震作用组合剪力设计值的节点上柱底部的轴向力设计值; 当N为压力时,取轴向压力设计值的较小值,且当 当N为拉力时,取N=0; 四、排架柱配筋计算 1、排架柱选筋根据计算的钢筋面积自动进行,在可能的情况下考虑将上下柱段的钢筋连通。 2、排架柱上的箍筋,架立筋,腰筋,加固筋,箍筋加密的范围,柱的外形(例如工型截面的模板图)等均按照手册《建筑结构设计手册(钢筋混凝土结构构造)》和《钢筋混凝土结构构造手册》(冶金工业出版社出版)自动给出,在有抗震设防时(即结构计算时作了抗震计算)也均按抗震要求作了处理。 3、牛腿的配筋尺寸均由软件自动计算分析给出,只须给出牛腿的挑出长度,牛腿的其它细部尺寸由软件自动给出,牛腿纵向筋的计算根据给出的外力按混凝土结构设计规范GB50010-2010第9.3.11条进行,作用在牛腿顶部的水平拉力设计值从PK11的Tmax/2取得,水平箍筋及弯起钢筋的计算及构造均按GB50010-2010第9.3.12条进行。 4、可作排架柱在翻身、一点起吊时的配筋计算,吊装计算配筋大于原结构计算配筋时,排架柱选筋按吊装计算结确定。吊装点位置人机交互指定、并可随时修改。柱自重均乘以动力系数1.5。 第七节壁式框架计算 一、根据钢筋砼高层建筑结构设计与施工规程JGJ3-91第4.1.7条,在壁式框架计算中与剪力墙相连的连梁刚度一律由程序自动乘以折减系数0.55。 二、程序给出的内力,组合内力与配筋都是刚域与净跨相交处的计算结果,即下图中的A′与B′处的计算结果。 输入梁间荷载时的起始点为A′。 三、每片剪力墙截面的计算结果中均输出竖向分布钢筋配筋率值和Muv水平分布钢筋配筋率值Muh。 竖向分布钢筋配筋率Muv值,程序在规范规定的最小值与用户输入值中取大者;水平分布钢筋配筋率Muh值,除满足规范规定的最小值与用户输入值外,尚要经过抗剪验算,当抗剪验算不满足要求时,程序自动加大直至满足剪切计算。 四、壁式框架中剪力墙水平和竖向分布钢筋的最小配筋率的确定: 1.如用户无特殊要求,不输入该值时,程序会自动按规范规定取值(GB50010-2010第9.4.4条以及第11.7.14条取值)。 2.用户也可根据需要,在结构计算数据文件中输入指定的剪力墙分布筋最小配筋率,输入方法为:在总信息第5项,标准截面个数NEL前加一负号(填负值),并在总信息第5与第6项之间增加一信息,输入剪力墙分布筋配筋率一个数,如0.3%即填0.003。 五、剪力墙端部纵向钢筋: 1、程序按GB50010-2010第6.2.19条计算端部纵筋,并对所有情况的剪力墙均按矩形计算。 2、程序计算中取端部纵筋合力点至边缘的距离as=bw,bw为剪力墙厚度。 3、当剪力墙的长度与其厚度之比小于4时,程序按柱截面计算纵向钢筋。 4、程序按GB50010-2010表11.7.18取纵向钢筋最小配筋率,其中暗柱面积取Ac=2×bw×bw。 第八节罕遇地震作用下框架薄弱层变形计算 程序可按建筑抗震设计规范GB50011-2010中5.5.4条的简化计算法作罕遇地震下框架的薄弱层的弹塑性变形计算,程序可求出罕遇地震下框架的薄弱层,并求出该薄弱层在罕遇地震下的层间弹塑性位移和层间弹塑性位移角。 一、罕遇地震下的地震力和地震位移按表GB50011-2010中5.1.4-1计算。仅计算了第一振型下的各层弹性地震剪力QH和层间位移Ue。 三、确定薄弱层的方法(当ξ<0.5时): 一般层:ξ(i)≤[ξ(i-1)+ξ(i+1)]/2 底层:ξ(2)≤ξ(2) 顶层:ξ(n)≤ξ(n-1) 计算在框架绘图菜单下的修改钢筋部分进行,即在用户修改完柱梁钢筋后进行,各层屈服强度系数显示在屏幕图形上,当ξ<0.5时,该值用红色显示,图形名称为YIELD·T。详细的计算结果随后在屏幕上显示,输出内容为: VY:楼层实际受剪承载力。 ξ:楼层屈服强度系数,ξ=Vy/QH。 SETA:层间弹塑性位移角。 计算在烈度70~90时进行,本计算适用于不超过12层且层刚度无突变的框架结构。框架层数>12层时,不宜采用本方法计算。 第二章框排架绘图功能及主要技术条件 第一节功能 一、适用于工业与民用建筑中各种规则和复杂类型框架结构、框排架结构、排架结构。 梁柱整体画图时的规模在20层以下20跨以内梁柱各300根以内。梁柱分开画的规模在330根柱,300根梁,20层、20跨以内,梁柱正交或斜交,可以错层,同层各跨梁可有高差,底层或中层任意部位可抽梁抽柱,底层柱可不等高,顶层柱可铰接屋面梁,可在框架任意位置设置挑梁或牛腿,框架梁上任意位置设次梁,可绘制十几种截面形式的梁,柱箍筋多样。还可绘制折梁或变截面梁。 二、提供三种框架出图方式 可按框架整体出图,也可以按梁柱分开画出图,还可以按广东地区的梁表柱表格式出图。 框架整体出图时,施工图由框架立面图、梁、柱剖面图和钢筋明细表组成,框架立面图由梁、柱整体组成,标有柱、梁剖面索引,钢筋索引与切断位置,箍筋位置,节点明细,各层标高等。剖面图示出剖面形状、尺寸、钢筋根数、排列与编号,钢筋明细表列出每种钢筋的形状、尺寸、根数与重量。主材汇总表给出整榀框架的钢筋与柱、梁混凝土用量。 当PK与高层计算软件接口时,还可以按梁钢筋的平面图法和福建地区的平面图柱大样方式出图,它的柱剖面直接画在各层平面上,按标准层平面出图。 三、排架柱绘图 1.单层排架的计算与排架柱的施工图绘制。结构计算仍由计算软件“PK二维设计”完成,施工图用“排架柱绘图”完成。 对于框排架,结构计算也由PK计算完成,框排架的框架部分绘图用“框架绘图”完成,框排架的排架柱绘图用“排架柱绘图”完成。 2.施工图纸的版面布置及分页均自动进行,每根排架柱布置在一张图上,由排架柱的模板立面图,配筋立面图,柱与牛腿的剖面图,钢筋表组成。 3.在排架和框排架结构计算时,柱段总根数≤45根,有吊车荷载的跨数≤7跨。排架的跨数≤9跨,排架柱的柱段总数≤25根。 4.框排架的框架部分绘施工图时,柱梁的总根数不再包括排架柱上的柱段和与排架柱铰接的梁。 四、归类合并功能 将构造相同的钢筋归为同一种钢筋,将截面形状尺寸相同,且布筋相同的柱、梁剖面归为同一类剖面,将柱、梁构造与配筋完全相同的层归并为同一层,构造与配筋皆相同的层在框架立面图上仅画出一层,但用标高和注释表明其所包含表示的层数。构造与配筋皆相同的跨在立面图上仅画出一跨,但用轴线号表明其所包含的跨数。 用户提出的归类百分比较大,经归类后画出的层数与跨数越少,当然,若是高与跨度不同是不会归类为同一层的或同一跨的。 五、提供给计算人员多种方式干预梁柱钢筋直径与根数的选配: 1、图形交互式修改: 显示施工图前,把程序选配的钢筋以图形显示在屏幕上,每根柱梁钢筋的根数和直径或箍筋的直径和级别均显示在各杆件旁边,用户可在中文提示下用光标指示修改任一钢筋的配置。 2、输入实际配筋面积与结构计算结果配筋面积的比例: 这是计算人员将计算结果放大,加进自己的保险系数和控制柱梁之间的配筋比例的一种手段。该比例分为柱钢筋放大系数,梁下部钢筋放大系数,梁上部钢筋放大系数三种,该比例可以统一为全框架一个值,也可对每根柱梁分别输入。 六、自动布置图纸版面 程序运行结果即是一个已布置好版面的完整图纸,用户须输入图纸的规格,1为1号图纸,1.5为1号图加长一半,2.25为2号图加长四分之一。 若全部内容在一张图纸上放不下,程序自动将内容在2张或3张图纸上画下,第一张摆放框架整体图,第二张摆放钢筋明细表和剖面图。第3张也摆放剖面图。对于2号图纸,图纸可自动加长,加长比例大于1.5时,才安排2张图纸。 框架整体图隐含比例为1:50,若层数较高时可顺图纸长向放置,再受到图框限制时自动增大比例,直至小于图框尺寸。 柱梁剖面初定比例为1:20,摆放不下时自动增大比例。 框架整体图和剖面图的比例也可由用户指定。 七、可完成模板图的绘制 该图仅绘制整榀框架外形,设计人员可另在上面标注预埋件等。 第二节施工图细则 一、挑梁 挑梁数据包括挑梁的根数,挑梁的类别数,每一类别挑梁的数据及各类挑梁在框架上的位置数据。 (1)挑梁上皮与相邻梁高差,高于相邻梁时为正(m) (2)挑梁净挑出长度(m) (3)挑梁根部高度(m) (4)挑梁外端处高度(m)(5)挑梁承受的弯矩设计值(kN·m) (6)挑梁箍筋的直径与间距 (7)挑梁宽度(m) (8)挑梁截面形状类型 以上数据皆相同的挑梁归于同一类挑梁。 框架上如有牛腿,也用挑梁数据描述,格式改变为: (1)牛腿上皮与所在柱顶高差(m) (2)牛腿净挑出长度(m) (3)牛腿根部高度(m) (4)牛腿外端部高度(m) (5)牛腿上承受的最大垂直力设计值(kN) (6)牛腿上承受的最大水平力设计值(kN)。在该值前要加负号,作为牛腿标识 (7)牛腿宽度(m) (8)牛腿垂直力与柱外皮距离(m) 二、各层标高 用户需给出第一层梁顶的结构标高,程序据此得出各层的结构标高。并标注在框架各层上。 三、柱箍筋形式 柱截面只能为矩形,其箍筋形式可以有以下五种 1.菱形箍2.井字箍3.矩形箍 4.拉结箍筋5.菱井复合箍 设第二种形式的井字箍且柱每边纵向钢筋根数较多时,程序自动增加箍筋肢数以保证每隔一根纵筋有一根箍筋与其相连。 四、梁的截面形状 梁的截面形状可以有以下十五种: 1.矩形2~4现浇板T型梁,需输入板厚。 5~7十字型梁,需输入a,b,c,d四个数据,其上构造筋①-③程序分别定为2Ф10,2Ф8和Ф8@150,也可由用户自选这三项钢筋。 注:当a=0时,即为T形截面梁。 8~10为花蓝形截面梁,需输入a、b二数据,其①-③号筋程序中的规定同十字型截面梁。 11、12需输入hi与a,b,c,d五个数据 13需输入a,b,c,d,a′,b′,c′,d′八个数据。 14需输入b,c,b′,c′四个数据,其中b、c或b′c′也可为0。 15需输入a、b、a′、b′、四个数据,其中a、b或a′、b′可为0 五、次梁 用户在数据文件中给出次梁位置,次梁上集中力及次梁截面尺寸,施工图中将次梁位置标出并加设吊筋或箍筋加密。 六、纵向框架画法 用户在图纸型号数据前加一负号,即可指示程序将该框架按纵向框架画,此时图面上仅画出柱的轮廓,配筋、剖面、材料表等均不再包括柱的内容,仅表示出纵向连续梁的配筋构造。 七、剖面位置 柱在跨中作一剖面。 每根梁在跨中及左端各设一剖面,该梁处于右端跨(即该梁右不再有相邻梁时)时或右跨梁端与该梁顶端不等高时在该梁右端增设一个剖面。 悬挑梁根部设一剖面。 八、其它 底层柱脚可不在同一标高。 梁可倾斜(结构找坡),程序未考虑预制迭合梁的配筋构造。 第三节有关钢筋的主要技术条件 一、柱梁受力钢筋 柱梁受力钢筋直径在Ф16~Ф25之间,当非抗震(抗震等级>4)或连续梁时也取Ф14主筋,当梁宽>300mm且受力筋多于两排时,可采用Ф28和Ф32钢筋。 柱为对称配筋,每边直径为一或二种,角筋直径>中筋,每边一排放不下时,也可放二排。上下相邻柱截面相同时,配筋根数相同,但一、二级抗震等级时底层柱不受此限。直径不同时,每种直径的根数占一半。 接力PK平面杆系计算时,柱在框架平面外的配筋,须由用户指定(根数及直径)也可由程序自动选取与框架平面内配筋相同情况。接力SATWE等三维计算结果时,柱在框架平面外的配筋可由计算结果自动生成。梁上、下部最多可设置三排钢筋,每边直径为一或二种,下部钢筋角筋直径>中筋,梁上排钢筋的两边两根角筋于同层各跨连通,连通钢筋的面积要大于支座筋计算面积的1/4(当抗震等级=1-2时)或1/5,有时上部钢筋角筋直径<中筋。 程序选择梁下部钢筋时,根据GB50010-2010第11.3.6条,保证满足一级抗震等级 时二、三级抗震等级时。 梁上排钢筋的两边两根角筋于同层各跨连通,其余根据弯矩包络图切断,距支座最远的切断点距支座≥L0/4,L0为该跨梁的净跨,并且每一切断点均满足GB50010-2010第9.2.3条。即V>0.07fcbho时不需要点外MAX(20d,h。),充分利用点外≥1.2la+h,V≤0.07fcbho时不需要点外20d,充分利用点外≥1.2la。如仍处于弯矩受拉区时不需要点外MAX(20d,h。),充分利用点外≥1.2la+1.7ho 二、柱钢筋最少根数 柱宽≤450时3根 450<柱宽≤750时4根 750<柱宽≤900时5根 并且柱筋间距(中到中)≤200mm。 三、梁钢筋单排根数 钢筋净距须满足规范要求,因此梁钢筋一排最多根数当: 梁宽≤200时为3根梁宽≤250时为4根 梁宽≤300时为4~5根梁宽≤350时为5~6根 梁宽≤400时为6~7根 对于梁下部钢筋最少根数为梁宽(mm)/100,梁上部钢筋最少配2根。 四、梁下部钢筋的弯起 梁下部钢筋可以部分弯起,且是否弯起由设计人决定。优先弯起下部第二排两边钢筋,下筋弯起到上部第二排。 当给“是否设弯起钢筋信息JWQ”输入2时,在下部钢筋无第二排时将下部第一排中间两根或一根钢筋弯起。 弯起钢筋参与梁抗剪计算。但部分钢筋弯起后梁支座处下筋减少后没有再作正截面验算。 仅对跨度≥4.5米的梁设弯起钢筋 弯起钢筋角度:h<800mm时450 h≥800mm时600 五、上、下柱钢筋的搭接 闪光接触对焊接头搭接焊接头 (2)一般上、下柱均在上柱根部以上的H高处搭接,H为柱高和500mm的较大值。根据用户给出的搭接信息LJFF决定搭接方式。 LJFF=0时,绑扎搭接方式。 LJFF=1时,上、下柱筋均两次搭接。 LJFF=2时,闪光接触对焊接头或机械连接接头。 LJFF=3时,采用焊接搭接方式。 层高≤2.6米或层净高<1.9米时,钢筋直接穿过此柱,不在此柱下部搭接。 可在审核程序选出的柱钢筋时令柱钢筋在任意柱段贯通,或自下至上各层全部贯通,具体搭接或焊接位置不在图面表达,从而简化图纸,减少柱剖面。 钢筋绑扎搭接时的搭接长度按GB50010-2010第11.1.7条。 六、柱箍筋 1、柱上、下两端箍筋加密,GB50010-2010第11.4.12、11.4.14条 箍筋加密区长度 箍筋间距 箍筋最小直径 矩形截面长边尺寸 层间柱净高的1/6 500mm三者中的最大值 100mm Ф10 Ф8 Ф6(柱根8) 补充:柱在刚性地坪上、下各500mm范围内,应按表中规定设置箍筋。程序将标高±0.00处当刚性地坪处理。底层柱根箍筋加密长度且大于柱净高的1/3。 2、Hn/h≤4的框架柱和按一级抗震等级设计的框架角柱沿柱全长加密箍筋、箍筋间距100mm。 3、在箍筋加密区长度以外,对一二级抗震等级箍筋间距不大于10d(定为150~200),三级抗震等级箍筋间距200(d为纵向钢筋直径)。 4、柱中全部纵向受力钢筋的配筋率超过3%时,屏幕上将提示用户将箍筋焊成封闭环式。 5、箍筋末端作成1350弯钩,弯钩端头平直段长度≥10d(d为箍筋直径)且满足下表。(这条规定适用于梁箍筋) 箍筋两个弯钩的增加长度: 抗震等级为5时 箍筋直径 主筋直径 ≤25 Ф28~Ф32 Ф6~Ф10 150 180 ≥Ф12 210 抗震等级为1~4时 240 250 280 290 6、在柱钢筋绑扎搭接范围内箍筋加密。 7、非抗震设防柱不在柱上端设箍筋加密区,箍筋直径≥d/4且≥6mm,柱中全部纵向受力筋配筋率超过3%时则箍筋直径≥8mm,(d为纵筋最大直径)。 其余规定同以上1~5。 8、一、二级抗震等级时设节点箍筋,其间距定为100mm。 9、以上程序自动设计给出的箍筋直径、加密区间距、加密区长度、非加密区箍筋间距等均可由设计人员在审核配筋时修改。 七、梁箍筋 1、梁端箍筋的加密区长度、箍筋最大间距和箍筋最小间距按下表:GB50010-2010第11.3.6条。 间距 2h或500二者中的较大值 1.5h或500二者中的较大值 Ф6 注:箍筋直径大于12mm,数量不少于4肢且肢距小于150mm时,一,二级的最大间距应允许适当放宽,但不得大于150mm。 2、根据GB50010-2010第11.3.6-3条,当梁下或梁左、右支座钢筋配筋率>2%时,梁箍筋最小直径比上表数值增加2mm。 3、第一个箍筋设置在距构件节点边缘50mm处。 4、某根框架梁上有次梁时,箍筋高度取梁高-2倍保护层厚-25mm,无次梁时取梁高减2倍保护层厚。 5、梁为砖混结构的底层框架梁或框剪结构的框支梁时,梁的箍筋将沿梁全长加密。(对砖混结构的底层框架梁规范规定墙洞口两侧应箍筋加密。) 6、抗震等级输入5时,梁端和柱上端不再设箍筋加密。 八、梁腰筋的设计 参见规范GB50010-2010第9.2.13条和GB50011-2010第7.5.8条。 梁的腹板高度hw≥450时布置,且每边配筋量>腹板截面面积b*hw的0.1%,间距200mm。hw梁截面的有效高度减去梁两侧现浇楼板厚度的较小值。 PMCAD建模时输入的各层现浇楼板厚度值会自动传到梁的施工图设计部分,作为梁的腹板高度hw计算时的参数。在PK的二维框架、连续梁模型输入中也有现浇楼板的T型梁翼缘厚度输入菜单。 在SATWE或PMSAP等三维计算后,程序读入梁抗扭纵筋计算结果,首先使程序已配置的腰筋作为抗扭纵筋,不足部分叠加到梁上、下受力钢筋中。作为抗扭纵筋的腰筋锚入梁支座的长度程序使其要满足受拉锚固长度的要求。 梁为砖混结构的底层框架梁或框剪结构的框支梁时,梁高≥400mm时即设腰筋,间距200mm,底层框架梁时直径大于14mm,框支梁时直径大于16mm,腰筋还要锚固入柱内并满足受拉锚固长度的要求。 接平面二维计算程序确定每根柱配筋面积时,选用图中Ag1,Ag2,Ag3中的最大值。 Ag1,Ag2为本柱下、上截面配筋面积,Ag3为上柱下截面配筋面积。 十、钢筋的锚固 1、纵向受拉钢筋锚固长度la。(GB50010-2010第8.3.1条) la=αfy/ft*d 其中,钢筋的外形系数α对HPB235级钢筋取0.16,对HRB335级、HRB400级钢筋取0.14。 当HRB335级、HRB400级和RRB400级钢筋的直径大于25mm时,其锚固长度乘以修正系数1.1。 HRB335级、HRB400级和RRB400级钢筋在锚固区的混凝土保护层厚度大于3倍钢筋直径时,其锚固长度乘以修正系数0.8。 2、考虑抗震要求的纵向钢筋锚固长度(GB50010-2010第11.1.7条) 一、二级抗震等级laE=1.15la 三级抗震等级laE=1.05la 四级抗震等级laE=la 3、纵向钢筋在支座的锚固 梁抗震设防时按GB50010-2010第11.6.7条。 框架梁不抗震设防时按GB50010-2010第9.3.4条和第9.3.5条,框架梁下筋在中间支座的做法按图(a)。 注意:(1)按照连续梁计算和画图时,梁下部钢筋的锚固长度在柱支座处取0.7Lae。 (2)支座为梁时,梁下筋伸入梁锚固长度取15d。 (3)可令梁上部一排钢筋在同层各跨连通,不在跨中根据弯矩包络图切断,还可令梁下部钢筋在同层各跨连通(梁等高时),不在柱支座处搭接锚固。 (a)中间层中间节点;(b)中间层端节点;(c)顶层中间节点; (d)顶层端节点(一);(e)顶层端节点(二) 4、架顶层边柱节点构造 根据GB50010-2010第11.6.7条。 用户可以选用柱筋伸入梁方式或梁筋伸入柱方式。 选用柱筋伸入梁方式时程序按照图11.6.7(d)作法,但只对框架平面内方向的柱筋伸入梁。