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网架独立打算的缺陷和整体打算的必要性

建筑设计雪人讲授案讲授片 工艺流程

大家对付这种构造,有一些很简化的处理方法。
一样平常都是先对网架单独进行打算剖析,然后把支座力以集中力的形式,加到下部主体构造中,以此来考虑网架荷载对下部构造的影响。
其余,由于网架的面内刚度很大,以是设计师一样平常采取一些近似的方法,仿照网架刚度对主体构造的影响,比如:用虚梁、用等代梁、用刚性杆件、用刚性楼板仿照等。
但这些仿照方法都是不准确的,由于不管用什么方法仿照,都没有真实的把上部网架建到模型中,更无法实现上部网架和下部主体构造的整体打算剖析,尤其是网架单独剖析与整体剖析在动力特性上的差异。
以是这些简化处理方法,都无法真实反响出网架的刚度、没有反响出网架真实的变形及振动、无法准确考虑竖向地震的影响、无法考虑高下部的相互浸染,以及大屋盖构造和下部构造的整体效应。
简言之,这些近似的处理方法都是不准确的,网架与下部构造整体打算是十分必要的。

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干系的规范条文

规范中对付该类构造的规定很多,下面列出个中几处,供大家参考:

建筑抗震设计规范》10.2.7中提到:

屋盖构造抗震剖析的打算模型,应符合下列哀求:

1、应合理确定打算模型,屋盖与紧张支承部位的连接假定应与布局符合。

2、打算模型应计入屋盖构造与下部构造的协同浸染。

《建筑抗震设计规范》10.2.7条文解释:屋盖构造自身的地震效应是与下部构造协同事情的结果。
由于下部构造的竖向刚度一样平常较大,以往在屋盖构造的竖向地震浸染打算时常日习气于仅单独以屋盖构做作为剖析模型。
但研究表明,不考虑屋盖构造与下部构造的协同事情,会对屋盖构造的地震浸染,特殊是水平地震浸染打算产生显著影响,乃至得出错误结果。
即便在竖向地震浸染打算时,当下部构造给屋盖供应的竖向刚度较弱或分布不屈均时,仅按屋盖构造模型所打算的结果也会产生较大的偏差。
因此,考虑高下部构造的协同浸染是屋盖构造地震浸染打算的基本原则。

考虑高下部构造协同事情的最合理方法是按整体构造模型进行地震浸染打算。
因此对付不规则的构造,抗震打算应采取整体构造模型。
当下部构造比较规则时,也可以采取一些简化方法(如等效为支座弹性约束)来计入下部构造的影响。
但是,这种简化必须依据可靠且符合动力学事理。

透过以上内容,可以非常清晰的看到,对付这种构造构造进行整体剖析的必要性。

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运用PKPM整体建模方法

为了实现这种构造形式的快速建模,V3往后的版本,利用PMSAP核心的集成设计,即图1。

图1

由于该产品线是PM和Spas的结合,对付下部的标准层依然可以在PM中正常建模,只有上部的空间网架须要采取Spas的建模办法。

详细的操作流程如下:

1、新建工程目录,并且在左侧选择第二条产品线:PMSAP核心的集成设计。
然后直接进入【构造建模】模块中;

2、此时会进入PMCAD建模界面,设计师可以在该界面下,建立下部主体构造模型,如图2所示;

图2

3、建完下部主体构造后,开始建立空间网架;进到空间层有两条路径:路径一,点击:【基本丨工具】>【空间建模】菜单,程序即可自动进入空间建模模块,如图3所示;

图3

路径二,点击【添加新标准层】>【空间标准层】,也可以进入空间层建模功能,如图4所示:

图4

4、进入空间层功能后,程序会弹出图5的对话框。

图5

设计师可以根据工程须要,选择显示部分楼层,或者显示全部楼层(对付楼层比较多的工程,可以选择显示部分楼层,使得后续操作更方便);

5、创建上部网架模型。
对付上部网架,程序支持:自己创建或者外部导入两种办法;

方法一,围区网架:如果是非常规则的网架,可以利用程序供应的【围区网架】功能,如图6所示。

图6

详细操作步骤如下:

a)选择【围区网架】命令;

b)沿逆时针依次选择节点,直至形成封闭围区,然后右键确定。

c)选择与网架网格平行的两点,会弹出图7所示的对话框。

图7

设置相应的参数后,即可形成图8所示的网架;末了按照实际截面进行构件支配即可。

图8

方法二,外部导入:

a)先用pmsap打开已经建好的网架,点击图9中的【设基点】命令,再点击网架中的某一点。
这样,下次导入该网架时,就会以刚刚设置的点旁边对位基点;

图9

b)【PMSAP核心的集成设计】打开已经建好的下部构造,然后进入空间标准层;

c)点击【导入子构造】,然后根据定位基点,把网架拼到下部构造中即可,如图10所示。

图10

6、对下部主体构造和上部空间网架层,进行组装:

1)点击【返回】键,回到PM建模界面,如图11所示;

图11

2)点击:【楼层组装】>【空间层组装】,会弹出图12所示的空间层组装对话框;

图12

3)根据实际工程情形,选择“空间标准层号”,以及对应的“标准层号”,本实例的空间层以及标准层号都是1;

4)设置好对应关系后,点击“添加”即可完成空间层的组装。
拼装后的完全模型,如图13所示:

图13

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几个关键点解释

如果设计师看的仔细的话,会创造刚才导入的网架中,有一根竖向的短线;实在这根短线是用来仿照支座的。
由于网架和下部构造之间须要通过支座连接,以是这里通过一根短柱来仿照支座。

下面说一下支座的建模,以及支座和下部构造的连接如何仿照;

1)支座的仿照:

仿照支座的小短柱,可以按照实际支座的高度建模即可(一样平常是300-600mm之间);支座的截面宽度,可以定在300-400mm旁边。

如果把支座层单独建成一个标准层,并且与下部构造一起组装的话,由于该层柱子太短,刚度较大,为了规避掉这个问题,建议设计师把该短柱层,直接建到上部网架层中;本例题即是采取的这种建模方法。

2)支座层与下部构造的连接形式:

根据实际工程情形不同,网架与下部构造的连接形式,也可能有所不同,比如:滑动、铰接等。

设计师可以根据自己的工程情形,在程序中设置相应的参数,即可达到不同的约束效果,如图14所示;

图14

图14中,K11、K22、K33,表示三个方向的平动约束刚度;Kθ1、Kθ2、Kθ3,表示三个方向的迁徙改变约束刚度;如果按照上图的约束刚度填写,即是常见的铰接形式。

由于每个节点有三个平动、三个迁徙改变六个自由度,设计师可以根据自己的工程情形,进行约束刚度的填写,进而可以达到不同的约束情形。

其余:对付一样平常不会产生附加阻尼的支座,图14中的阻尼系数填零即可.

约束形式定义好后,即可支配到模型中,如图15所示:

图15

到此,上部网架和下部主体构造已经完全拼接到一起;设置好相应的打算参数后,就可以对构造进行整体打算和剖析了。

小结:

本文较为详细的先容了底部构造与顶层网架这种常见构造形式的建模方法、参数设置等,希望会对设计师能够有所帮助。

参考文献

[1] JGJ 3-2010高层建筑混凝土构造技能规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[2] GB 50011-2010(2016年版)建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[3]GB50010-2010混凝土构造设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.