復(fù)雜結(jié)構(gòu)指南

1、復(fù)雜結(jié)構(gòu)分析指南例說例說PMSAPPMSAP 編寫：黃吉鋒中國(guó)建筑科學(xué)研究院軟件所目錄1.斜板對(duì)主體結(jié)構(gòu)分析的影響2.普通樓板、斜板的整體式分析及設(shè)計(jì)3.箱型轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)(轉(zhuǎn)換墻)4.人防頂板和外墻的整體分析設(shè)計(jì)5.剪力墻和連梁的準(zhǔn)確分析6.分層剛度施工模擬（算法3）7.溫度荷載的分析及設(shè)計(jì)8.彈性時(shí)程分析9.屋面風(fēng)荷載的計(jì)算10.中震/大震不屈服計(jì)算11.吊車荷載分析12.底框結(jié)構(gòu)的有限元分析13.如何計(jì)算結(jié)構(gòu)整體剛心14.讀取satwe的特殊構(gòu)件定義及參數(shù)設(shè)置15.補(bǔ)充定義內(nèi)力組合和整體屈曲分析組合1.斜板對(duì)主體結(jié)構(gòu)分析的影響斜板結(jié)構(gòu)分析概要 斜屋面結(jié)構(gòu)、含斜板看臺(tái)的體育場(chǎng)館結(jié)構(gòu) 斜

2、板的雙重特征：面外抗彎特征（普通水平樓板）面內(nèi)抗側(cè)力特征（剪力墻） 斜板的面內(nèi)剛度具有很大的抗側(cè)力作用和對(duì)周邊構(gòu)件的支持作用，設(shè)計(jì)中必須予以考慮，若忽略，結(jié)構(gòu)的整體振動(dòng)特性及斜板周邊構(gòu)件的受力情況都可能失真。這是斜板與平板很大的不同之處。PMSAP分析斜板結(jié)構(gòu) 在PMSAP計(jì)算時(shí)，斜板有下列幾種計(jì)算方式（在“補(bǔ)充建?！敝兄付ǎ憾x成彈性膜（忽略面外抗彎剛度）定義成彈性板6（考慮面外抗彎剛度）定義成彈性板3（基本等同于彈性板6）如果用戶不做任何定義，PMSAP將自動(dòng)把斜板考慮為彈性膜。該處理使得用戶不做任何額外的工作，即可對(duì)斜板結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的分析和設(shè)計(jì)兩種計(jì)算模型不考慮斜板的計(jì)算模型考慮斜板的

3、計(jì)算模型PMSAP自動(dòng)生成的斜板有限元網(wǎng)格考慮斜板時(shí)梁的彎矩圖不考慮斜板時(shí)梁的彎矩圖考慮斜板時(shí)的梁端、柱端彎矩不考慮斜板時(shí)的梁端、柱端彎矩不考慮斜板時(shí)的周期、位移誤差 項(xiàng)目項(xiàng)目考慮斜板考慮斜板不考慮不考慮 斜板斜板誤差誤差第一周期第一周期1.1551.1993.81 %第二周期第二周期1.0811.1849.53 %第三周期第三周期0.9120.9443.51 %X風(fēng)位移角風(fēng)位移角1/22171/159538.99 %Y風(fēng)位移角風(fēng)位移角1/19961/159625.06 %X地震位移角地震位移角1/18401/161513.93 %Y地震位移角地震位移角1/17341/16872.78 % 2

4、.普通樓板和斜板的 整體式分析及設(shè)計(jì)樓板整體分析、設(shè)計(jì)步驟在PMSAP的第一項(xiàng)菜單“補(bǔ)充建?！敝校瑢⑿枰稣w分析及設(shè)計(jì)的樓板，定義為彈性板6或者彈性板3 通常，下列情況的樓板有必要定義成 彈性板做整體分析和設(shè)計(jì)： 彈性板樓板局部大開洞造成的明顯的薄弱部位宜定義成彈性板并做整體式分析和設(shè)計(jì)宜做整體分析設(shè)計(jì)的樓板宜做整體分析設(shè)計(jì)的樓板彈性板樓板開洞較多或較復(fù)雜時(shí)應(yīng)整層整層定義彈性板，并作整體式分析設(shè)計(jì)彈性板多塔樓之間的連廊應(yīng)定義成彈性板并作整體分析設(shè)計(jì)宜做整體分析設(shè)計(jì)的樓板宜做整體分析設(shè)計(jì)的樓板斜板應(yīng)定義成彈性板并作整體分析設(shè)計(jì)宜做整體分析設(shè)計(jì)的樓板大底盤多塔結(jié)構(gòu)的底盤頂層及相鄰樓層宜定義成彈性

5、板并作整體分析設(shè)計(jì)宜做整體分析設(shè)計(jì)的樓板板柱體系或板柱抗震墻體系中的樓板宜定義成彈性板并作整體分析設(shè)計(jì)宜做整體分析設(shè)計(jì)的樓板轉(zhuǎn)換層及轉(zhuǎn)換層以上2層的樓板厚板轉(zhuǎn)換層中的厚板2.在PMSAP第三項(xiàng)菜單“參數(shù)補(bǔ)充及修改”中，指定板分析、設(shè)計(jì)的控制參數(shù)對(duì)板做整體分析設(shè)計(jì)時(shí)，板細(xì)分尺寸建議取為1米3.自動(dòng)計(jì)算完畢查看板的分析設(shè)計(jì)結(jié)果有關(guān)板的整體分析和設(shè)計(jì)結(jié)果，都在這個(gè)菜單里查看國(guó)家體育館：SPASCAD建模，PMSAP分析、設(shè)計(jì)國(guó)家體育館由北京院和城建設(shè)計(jì)院聯(lián)合設(shè)計(jì)；PMSAP作為主要設(shè)計(jì)程序，韓國(guó)的MIDAS作為校核程序；PMSAP提供了結(jié)構(gòu)中梁、柱、剪力墻及所有樓板和看臺(tái) 斜板的配筋結(jié)果；工程實(shí)例：

6、國(guó)家體育館國(guó)家體育館全貌：SPASCAD建模，PMSAP分析、設(shè)計(jì)國(guó)家體育館：PMSAP計(jì)算的扭轉(zhuǎn)振型國(guó)家體育館：PMSAP給出的梁、柱、剪力墻配筋簡(jiǎn)圖國(guó)家體育館：PMSAP自動(dòng)生成的樓板、斜看臺(tái)板的有限元網(wǎng)格國(guó)家體育館：PMSAP輸出的樓板、斜看臺(tái)板的撓度云斑圖國(guó)家體育館：PMSAP輸出的樓板、斜看臺(tái)板的彎矩云斑圖國(guó)家體育館：PMSAP給出的樓板、斜看臺(tái)板的配筋簡(jiǎn)圖樓板配筋圖局部（形心，邊界，cm2/m）配筋面積（cm2 /m）配筋走向(度)3.箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)(轉(zhuǎn)換墻)箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì) 在PMSAP中箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu) 可以有兩種分析方法：1.轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)按照大梁輸入 按照桿系計(jì)算，與上下層

7、之間連接關(guān)系的模擬較粗略，不能考慮盒子效應(yīng)。按照轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行內(nèi)力調(diào)節(jié)、給出配筋設(shè)計(jì)。 2.轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)按照剪力墻輸入 按照細(xì)分殼元分析，可以準(zhǔn)確模擬上下層之間連接關(guān)系及盒子效應(yīng)。并按照轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行內(nèi)力調(diào)節(jié)、給出配筋設(shè)計(jì)。箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)箱形轉(zhuǎn)換按梁輸入箱形轉(zhuǎn)換按墻輸入箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)箱形轉(zhuǎn)換按墻輸入箱形轉(zhuǎn)換按梁輸入箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)按墻輸入并考慮彈性樓板后形成的“盒子”頂面和底面箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)按墻輸入時(shí)：轉(zhuǎn)換墻和墻頂樓板的有限元網(wǎng)格箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)按墻輸入時(shí)：轉(zhuǎn)換墻和墻頂、墻底樓板的有限元網(wǎng)格箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)箱形轉(zhuǎn)換按墻輸入時(shí)，在這里查看配筋結(jié)果和控制內(nèi)

8、力箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換墻配筋簡(jiǎn)圖底部主筋B頂部主筋T和箍筋G（cm2）箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)點(diǎn)開這個(gè)文本文件查看轉(zhuǎn)換墻的詳細(xì)控制內(nèi)力和設(shè)計(jì)結(jié)果箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換墻彎矩包絡(luò)圖箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換墻剪力包絡(luò)圖箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì):兩種模型比較項(xiàng)目項(xiàng)目轉(zhuǎn)換墻轉(zhuǎn)換墻轉(zhuǎn)換梁轉(zhuǎn)換梁誤差誤差第一周期第一周期1.7261.96013.56 %第二周期第二周期1.6471.7063.58 %第三周期第三周期1.5911.6403.08 %X風(fēng)位移角風(fēng)位移角1/66431/64013.78 %Y風(fēng)位移角風(fēng)位移角1/66641/513529.78 %X地震位移角地震位移角1/1829

9、1/17922.06 %Y地震位移角地震位移角1/17521/136728.16 %X地震力地震力3.83%3.74%-2.35%Y地震力地震力3.59%3.49%-2.79% 左截面中截面右截面恒載彎矩墻-22601433-2314梁-40242411-3555 78%68%53%包絡(luò)彎矩墻-43182413-4977梁-61214613-6611 42%91%33%恒載剪力墻2632215-3480梁178436-3006 -32%-83%-14%包絡(luò)剪力墻48029118755梁30798996862 -36%-1%-22%箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì):兩種模型比較箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)：結(jié)論1.

10、轉(zhuǎn)換墻模型可以比較準(zhǔn)確地分析箱形轉(zhuǎn) 換結(jié)構(gòu)2.梁模型算得的層間位移偏大 30%3.梁模型計(jì)算的剪力偏小-36%， 彎矩則偏大78%4.具體設(shè)計(jì)時(shí)： 整體控制（位移、周期等）宜采用轉(zhuǎn)換 墻結(jié)果 轉(zhuǎn)換墻設(shè)計(jì)可以取兩種模型的保守結(jié)果。4.人防外墻和頂板的整體分析設(shè)計(jì)人防外墻和頂板的設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)化算法計(jì)算模型計(jì)算模型11適用于中間墻段適用于中間墻段計(jì)算模型計(jì)算模型22適用于頂部墻段適用于頂部墻段程序取4倍墻高作為計(jì)算寬度，左右下三面嵌固，頂部取嵌固與簡(jiǎn)支兩種邊條件，按照雙向板計(jì)算，取兩種模型計(jì)算彎矩的平均值作為設(shè)計(jì)彎矩，設(shè)計(jì)軸力取為重力荷載代表值產(chǎn)生的軸力。按模型按模型1得到的得到的面外彎矩面外彎矩按模型

11、按模型2得到的得到的面外彎矩面外彎矩驗(yàn)算時(shí)采用的面驗(yàn)算時(shí)采用的面外彎矩外彎矩面內(nèi)墻長(zhǎng)取面內(nèi)墻長(zhǎng)取4倍的墻高倍的墻高人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)H4H 簡(jiǎn)化算法準(zhǔn)確算法：三維有限元算法人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)PMSAP同時(shí)考慮頂板和外墻的整體計(jì)算模型準(zhǔn)確算法：三維有限元算法人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)PMSAP同時(shí)考慮頂板和外墻的整體計(jì)算模型的有限元網(wǎng)格圖準(zhǔn)確算法：三維有限元算法人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)PMSAP:頂板和外墻的有限元網(wǎng)格圖局部人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)如果是整層人防板，可以在此直接填入板厚和材料,PMSAP會(huì)自動(dòng)搜索形成人防頂板如何應(yīng)用PMSAP進(jìn)行人防外墻和頂板的整體有限元分析如果人防板是局部的，則需要在P

12、MSAP的補(bǔ)充建模菜單中交互定義人防板為彈性板6或者彈性板3如何應(yīng)用PMSAP進(jìn)行人防外墻和頂板的整體有限元分析做墻的面外計(jì)算時(shí)（包括人防、水土壓力），應(yīng)選細(xì)分模型；墻側(cè)節(jié)點(diǎn)按照出口處理；細(xì)分尺寸不宜太大，建議取為1M如何應(yīng)用PMSAP進(jìn)行人防外墻和頂板的整體有限元分析人防外墻和頂板的設(shè)計(jì) 如何應(yīng)用PMSAP進(jìn)行人防外墻和 頂板的整體有限元分析：總結(jié)按照實(shí)際情況定義人防頂板為彈性板6或者彈性板3定義人防等級(jí)、層數(shù)、荷載等信息以及水土壓力信息 （如果人防頂板為連續(xù)整層的，可以利用程序的自動(dòng) 搜索功能自動(dòng)形成彈性樓板6）定義墻模型為細(xì)分模型，并選墻側(cè)節(jié)點(diǎn)做出口，同時(shí)指 定樓板與墻的細(xì)分尺寸（建議取

13、為1M）做完了前面三步，PMSAP即可對(duì)人防頂板和地下室外墻 進(jìn)行全自動(dòng)的網(wǎng)格剖分，做準(zhǔn)確的有限元分析。5. 依據(jù)人防規(guī)范對(duì)人防層的梁、板、柱、墻給出配筋設(shè)計(jì)PMSAP程序中考慮人防組合及水土壓力組合：35 1.00*DL 0.50*LL 1.00*ADV36 1.20*DL 0.60*LL 1.00*ADV37 1.00*DL 0.50*LL 1.00*WSP 1.00*ADV 1.00*ADH38 1.20*DL 0.60*LL 1.20*WSP 1.00*ADV 1.00*ADH39 1.00*DL 0.50*LL 1.00*WSP1.20*DL 0.60*LL 1.20*WSPDL:恒

14、荷載LL:活荷載 ADV:頂板人防荷載QE1ADH:外墻人防荷載QE240 WSP:水土壓力荷載人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)PMSAP人防荷載與水土壓力的作用方式人防荷載與水土壓力的作用方式PMSAP地下室構(gòu)件的人防設(shè)計(jì)技術(shù)條件地下室構(gòu)件的人防設(shè)計(jì)技術(shù)條件(1) 材料動(dòng)力設(shè)計(jì)強(qiáng)度的調(diào)整 砼、鋼筋和鋼材的動(dòng)力強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取靜荷載作用下 的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以強(qiáng)度綜合調(diào)整系數(shù)rd，rd按 第4.6.3條和表4.6.3取值。(2) 砼強(qiáng)度的修正 進(jìn)行鋼筋砼梁斜截面承載力驗(yàn)算時(shí)，考慮了砼強(qiáng)度等級(jí) 影響的修正（有關(guān)公式見4.6.7條）。 進(jìn)行梁、柱斜截面承載力驗(yàn)算時(shí)，砼的動(dòng)力強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 乘以折減系數(shù)

15、0.8（見4.6.8條）。 進(jìn)行墻、柱受壓構(gòu)件正截面承載力驗(yàn)算時(shí)，砼軸心抗壓 動(dòng)力強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以折減系數(shù)0.8（見4.6.9條）。(3) 鋼筋砼構(gòu)件縱向鋼筋的最小配筋率 鋼筋砼構(gòu)件縱向鋼筋的配筋率最小值按4.7.7表取值 （見4.7.7條）。人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)PMSAP整體有限元法給出的人防墻在側(cè)向人防荷載作用下的變形圖人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)PMSAP整體有限元法給出的人防墻在側(cè)向人防荷載作用下的變形圖：局部人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)在這個(gè)菜單查看人防墻的面外配筋人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)人防外墻的配筋簡(jiǎn)圖人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)人防外墻的配筋簡(jiǎn)圖：局部H4.1:Sw范圍內(nèi)的水平鋼筋雙側(cè)總

16、面積4.1cm2V12: Sw范圍內(nèi)的豎向鋼筋雙側(cè)總面積12.0cm2人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)在文本文件ADD_WREI.OUT中查看人防墻詳細(xì)的設(shè)計(jì)信息： 面外豎向筋設(shè)計(jì)(墻的頂?shù)捉孛嬖O(shè)計(jì)) B,H= 6000. 300. NC,NGH=45 1 IEW= 3 DS= 32.5 WGUJM= 200. AS= 406. M,N= 34.3 1889.1 ICOM= 1 IERR=0 IGZ=1 面外水平筋設(shè)計(jì)(墻的左右截面設(shè)計(jì)) B,H= 1200. 300. NC,NGH=45 1 IEW= 3 DS= 32.5 WGUJM= 200. AS= 404. M,N= 2.2 61.5 ICOM= 1 IERR=0 IGZ=1人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)在這個(gè)菜單查看人防頂板的配筋結(jié)果人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)PMSAP給出的人防頂板有限元網(wǎng)格自動(dòng)剖分圖人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)PMSAP給出的人防頂板有限元網(wǎng)格自動(dòng)剖分圖：局部人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)PMSAP給出的人防頂板撓度等值線圖人防外墻和頂板的設(shè)計(jì)PMSAP給出的人防頂板彎