《PKPM軟件在應(yīng)用中的問題解析》講義(七)

　　第七章 PKPM軟件關(guān)于混凝土柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)的計(jì)算

　　(一)規(guī)范要求

　　⑴《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010-2002)(以下簡(jiǎn)稱《混凝土規(guī)范》)第 7.3.11條第2款規(guī)定：一般多層房屋梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu)，各層柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)可按表7.3.11-2取用。

　　⑵第 7.3.11條第3款規(guī)定：當(dāng)水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的 75%以上時(shí)，框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0可按下列兩個(gè)公式計(jì)算，并取其中的較小值：

　　l0=[l+0.15(Ψu+Ψl)]H (7.3.11-1)

　　l0=(2十0.2Ψmin)H (7.3.11-2)

　　式中：Ψu、Ψl――柱的上端、下端節(jié)點(diǎn)處交匯的各柱線剛度之和與交匯的各梁線剛度之和的比值;

　　Ψmin――比值Ψu、Ψl中的較小值;

　　H――柱的高度，按表7.3.11-2的注采用。

　　(二)工程算例

　?、殴こ谈艣r：某工程為十層框架錯(cuò)層結(jié)構(gòu)，首層層高2m，第二層層高4.5m。其第一、二層結(jié)構(gòu)平面圖、結(jié)構(gòu)三維軸側(cè)圖如圖1所示。(圖略)

　　(三)SATWE軟件的計(jì)算結(jié)果

　?、庞?jì)算結(jié)果表：

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　　表1　柱1、柱2、柱3按照表7.3.11-2直接取值的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)

　　柱1/3.25/3.25/1.44/1.44/

　　柱2/1.00/3.25/1.25/1.44/

　　柱3/1.00/1.00/1.25/1.25/

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　　表2　柱1、柱2、柱3按公式7.3.11-1和7.3.11-2計(jì)算的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)

　　柱1/3.59/3.83/1.60/1.70/

　　柱2/1.33/3.83/1.42/1.70/

　　柱3/1.19/1.12/2.23/2.14/

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　　表中數(shù)據(jù)依次為：柱號(hào)/首層Cx/首層Cy/二層Cx/二層Cy/

　　柱1是邊柱，首層無梁，二層與三根梁相連;柱2也是邊柱，首層下向有一根梁，二層與三根梁相連;柱3是中柱，首層、二層均與四根梁相連。

　?、平Y(jié)果分析：

　?、俦?中Cx、Cy的計(jì)算過程

　?、诒?中Cx、Cy的計(jì)算過程

　　根據(jù)公式(7.3.11-1)和(7.3.11-2)，

　　Ψux=(ECIC下/LC1+ECIC上/LC2)/[(ECIb左/Lb1+ECIb右/Lb2)×2]

　　對(duì)于底層柱，由于柱底沒有梁，所以程序自動(dòng)取Ψlx=0.1。

　　(四)注意事項(xiàng)

　?、挪捎霉?7.3.11-1)和(7.3.11-2)計(jì)算柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)時(shí)，程序采用以下原則計(jì)算梁、柱構(gòu)件的剛度：

　?、?zèng)]有按規(guī)范要求判斷水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的75%以上這個(gè)條件;

　?、趯?duì)于混凝土梁，程序采用架的剛度放大系數(shù)值恒為2.0;對(duì)于鋼梁，則采用設(shè)計(jì)人員輸入的梁剛度放大系數(shù);

　　③程序?qū)τ诹硪欢瞬慌c柱(墻)相連的梁按遠(yuǎn)端梁鉸接處理;

　?、墚?dāng)梁的兩端與柱鉸接時(shí).不考慮梁的剛度;

　　⑤當(dāng)梁的一端與柱剛接、另一端與柱鉸接時(shí).對(duì)于混凝土梁，梁的剛度折減50%，并不受有無側(cè)限的限制;對(duì)于鋼梁，有側(cè)限時(shí)折減50%，無側(cè)限時(shí)不折減;

　　⑥當(dāng)柱一端鉸接時(shí).則相應(yīng)端梁與柱的剛度比取0.1;

　?、咝敝?支撐)剛度不考慮在約束剛度比的計(jì)算中;

　?、鄦蜗驂ν兄?、柱托單向墻，面內(nèi)按固端計(jì)算，剛度比取10，面外按實(shí)際情況計(jì)算;

　?、犭p向墻托柱、柱托雙向墻，雙向剛度比均取10(柱端已定義為鉸接的不在此列)。

　?、菩敝?支撐)的計(jì)算長(zhǎng)度取1.0。

　?、堑叵率业脑綄又绦虿荒茏詣?dòng)搜索，而按層逐段計(jì)算柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。

　?、人羞吙蛑?，其計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)內(nèi)定為0.75。

　　⑸對(duì)于混凝土柱，其計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)上限為2.5，鋼柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)上限為6.0。

　?、食绦蛑粓?zhí)行現(xiàn)澆樓蓋的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，沒有執(zhí)行裝配式樓蓋的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。

　?、四壳暗腟ATWE軟件對(duì)有吊車或無吊車的排架結(jié)構(gòu)的柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)仍按框架結(jié)構(gòu)實(shí)行。

　?、虒?duì)于SATWE軟件，設(shè)計(jì)人員修改柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)后，不要再進(jìn)行“形成SAIWE數(shù)據(jù)”和“數(shù)據(jù)檢查”等操作，而應(yīng)該直接計(jì)算，否則程序仍然按照原來的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

　　(五)如何判斷“水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的75%以上”這個(gè)條件?

　　由于目前的SATWE軟件沒有直接判斷“水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的75%以上”這個(gè)條件的功能，因此需要設(shè)計(jì)人員自己進(jìn)行判斷，具體判斷過程我們可以遵循以下步驟：

　?、旁谛掳娴?SATWE軟件中首先按照不執(zhí)行《混凝土規(guī)范》7.3.11-3條的方法進(jìn)行計(jì)算，從而得到所有荷載產(chǎn)生的總彎矩設(shè)計(jì)值;

　?、泣c(diǎn)取SATWE軟件“總信息”中“恒活載計(jì)算信息”里的“不計(jì)算恒活載”選項(xiàng)，然后進(jìn)行計(jì)算，從而得到水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值;

　?、菍㈩^兩步計(jì)算得到的彎矩設(shè)計(jì)值相比看是否滿足《混凝土規(guī)范》7.3.11-3條中的條件;

　?、仍谶x擇彎矩設(shè)計(jì)值時(shí)要注意盡量選擇同一工況荷載作用下的內(nèi)力值。