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PKPM软件技巧十一问

2019
04/24
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【摘要】1钢结构部分1、支撑与梁柱连接节点节点板与支撑连接焊缝计算剪力是如何计算的?答:无论是在支撑节点程序默认按照等强连接设计, 节点验算

1钢结构部分

1、支撑与梁柱连接节点节点板与支撑连接焊缝计算剪力是如何计算的?

答:无论是在支撑节点程序默认按照等强连接设计, 节点验算最大轴力设计值N为截面轴向承载力设计值,即fA,计算得到N后,如下图中的情况,在与该轴力平行的方向的焊缝为两对共四条,所以每条焊缝的设计剪力为N/4。

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2、按照《钢结构设计手册》檩条计算例题相关条件采用STS简支檩条工具箱进行檩条验算,发现工具箱结果在内力相差不大的情况下与手册结果有很大差别,是什么原因?

答:《钢结构设计手册》例题中采用的是[10的槽钢截面,槽钢截面对于y轴是不对称的,因此其相对于y轴抵抗矩W左,W右是不同的,考虑强度应力时,相对于y轴,一侧受压,一侧受拉,两者都需要考虑,最终强度应力控制值,应取二者较大值考虑,《钢结构设计手册》中并没有考虑到这一点,具体设计内力和截面数据如下:

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按照如下方式计算檩条拉压应力,结果取大值,与STS工具箱计算结果一致。

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3、门式刚架中需要部分柱间进行抽柱,三维门式刚架建模时是直接将托梁在三维建模中程序会自动识别吗?可以考虑该托梁作为支座进的竖向变形,以及将被支承的这一榀的竖向、水平荷载都传给相邻榀吗?被托的这一榀是梁端直接支承在托梁上还是需要必带短柱呢?

答:如下图:门式刚架三维设计中的托梁是需要定义的,只有定义了之后程序才会对托梁上承托的竖向荷载、纵向山墙风荷载和吊车纵向刹车力,进行导算。需要注意的是门式三维模块是二维单榀模型的集合,程序并不会形成用于分析和计算完整的三维模型,而是和二维pk一样,生成若干单榀模型,以横向为主分析,同时生成纵向榀数据,横向榀和纵向榀的分析和计算是完全独立的,并不存在双向受力分析和设计过程,托梁两端与柱铰接,所以托梁的竖向荷载产生的竖向力传到横向榀,纵向山墙风荷载和吊车纵向刹车力只对纵向榀(主要是柱间支撑)有影响。v3系列后期版本可不建立短柱即可完成导算。具体导算情况可在显示设置中勾选显示导荷节点,选择需要显示的工况可以看到导荷结果。

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4、门式刚架二维设计中,按照抗规9.2.14条低延性、高弹性承载力”性能化设计控制宽厚比时此项无论不勾选(A类),还是勾选1.5倍(B类)。在计算结果的超限信息中,板件高厚比限值和宽厚比限值均与两项不符,是什么原因?

答:首先明确一下,不勾选并不是执行A类要求,而是执行框架的相关要求,按抗震烈度对应的钢框架抗震等级考虑。模型参数中设置的抗震等级为四级,在勾选高弹性低延性性能化设计时,考虑所选类别与抗震等级为四级时的钢框架要求取大值作为限值。所以会出现上面问题中描述的情况。

5 钢结构二维设计时,为什么格构柱的平面外稳定不计算?

答:根据钢规5.2.3和新钢标8.2.2条要求,格构式柱绕虚轴的作用,弯矩作用平面外可不计算其稳定,由于二维中的作用往往绕着格构柱弱轴作用,因此程序没有对该柱进行平面外稳定验算。

6、新钢标中7.3.2条规定了宽厚比放大系数,其值为α=√(ψAf/N),那也就是稳定应力比的倒数再开方,为什么二维设计构件信息中等边角钢的宽厚比放大系数与平面内和平面外稳定应力比计算的放大系数都存在很大差异呢?

答:不论桁架的弦杆还是腹杆,对于单角钢铰接杆件,均认为节点板连接的单向板其构件的稳定程序按照新钢标7.6.1-2条考虑,即:N/(ηψfA)≤1.0,此时稳定应力比还需要考虑折减系数η,因此宽厚比放大系数并不是应力比的倒数再开方,需要按照规范方式重新计算宽厚比放大系数

7、如下图所示,模型中二层的左下角钢柱,其柱顶与梁刚接,为何计算长度系数非常大,达到了4以上?

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答:有疑问的柱y向计算长度系数较大,在计算y向计算长度系数时,其梁柱连接关系如下图(七杆模型):

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如上图所示,与二层柱相连的X向梁很长一段没有柱做支撑,该梁长度达到了39.1米,根据钢规规附录E计算相交于柱上下端横梁线刚度与柱线刚度之和的比值,由于横梁整跨跨度非常大,其线刚度较很小,与柱线刚度之和的比值就很小,二层该柱的K1和K2均小于0.05,所以该柱的计算长度系数大于4是正常的。

2、计算部分

1、 一个结构所在地的安评报告给出了地震加速度为0.165g,有何出处?在软件中应该如何定义地震动参数?

答:该值间接判断是安评人员根据《中国地震动参数区划图》GB18306-2015中的要求得到的一个中间量,地震动参数区划图是以二类场地下设防地震下的地震动峰值加速度作为初始参考值的,各地区可查表得到,推测该值0.165g是在二类场地下设防地震下的地震动峰值加速度0.15g的基础上,按照四类场地考虑附录E各类场地地震动峰值加速度调整后得到的值。

按照地震动参数区划图确定地震动参数在v3系列后续版本程序中均提供的根据用户的建筑所在地理信息和场地类别确定地震动参数的功能。

2、根据抗震规范表8.1.3下的注2:当某个部位各构件的承载力满足2倍地震作用组合下的内力要求是,7~9度的构件抗震等级应允许按降低一度确定在SATWE中应该如何考虑?

答:该条要求不能在SATWE直接考虑,需要人工修改参数,人工判断来执行,首先在参数中将地震影响系数最大值αmax修改为原来的2倍,然后计算得到相应的结果,人工判断强度和稳定是否满足要求,对于满足要求的构件,返回特殊构件定义中将其抗震等级修改为降低一度之后的抗震等级,再进行计算即可。

3、如下图所示:查看该模型恒载作用下边柱与中柱的柱底弯矩,边柱弯矩比中柱弯矩大,似乎与一般认识不相符,是什么原因?

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答:柱底弯矩与其柱顶约束有关,柱顶约束越大柱顶弯矩越大,柱底弯矩越小。可以这样理解,对于悬臂柱模型在其自由端施加单位1的水平集中力,此时柱底弯矩为1*H,当柱对柱自由端施加一定的转动约束后,柱顶产生一定弯矩,柱底弯矩随之减小,小于1*H,随着柱顶约束的增大,柱底弯矩会进一步减小,这样就建立了基本的认知。模型中柱双侧都有梁拉结,边柱只有单侧梁与其连接,中柱柱顶的约束比边柱大很多,其柱底弯矩减小的幅度就要边柱大,因此出现模型中边柱弯矩比中柱弯矩大的现象。

4、如下图所示:在规则的四边形房间中跨度相同,导到梁上的荷载相同的两根梁,其端部受拉钢筋差距为什么相差近两倍?

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答:通过分析,发现每个独立的平行四边形房间都存在相同的问题,如附图所示。问题转变为该房间为什么会出现这样内力和配筋趋势。该房间的形状接近于菱形,其竖向荷载作用下的内力,由水平构件传递给竖向构件,在竖向构件刚度相差不大的情况下,本着传力路径越短,传递效率越高的原则,传力路径按照附图中所标示的方向传递,最终传递给1、2号柱及周围区域力在房间平面中最大,因此靠近1、2号柱的梁端内力就大,下图中楼板应力和弯矩的分布也证实了上述判断,所以紫色线圈出的这些位置对应的支座配筋比远离这两个位置就大得多。

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