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【鋼結構·技術】各種鋼結構類型選用設計軟件的指南

【鋼結構·技術】各種鋼結構類型選用設計軟件的指南

1.平面框架:限多層以下及平面規則時可選PK(建研院),PESCAD(機械院)等,這些設計軟件是采用切榀二維平面框架計算的,有靜動力分析和最不利內力組合。

  

2.平面排架:限單層工業廠房有多臺吊車,可選用PK(建研院),BENT(機械院)等程序,這些程序有多臺吊車的最不利組合,多跨地震力計算,以及斜腹桿,平腹桿柱的內力組合與配筋計算。

  

3.網架:國內應用較多較好的網架計算程序和帶有CAD繪圖的軟件有:MSTCAD(浙江大學)、MSGS(建研院)、海軍工程局等編制的網架程序。

  

4.地基:國內應用較多較好的軟件有,理正地基設計軟件,建研院地基所的MFD軟件,建研院結構所的TBSA―F軟件等。選用時應注意文克爾、彈性半空間和分層地基的計算模型,應注意有無地基沉降量計算的功能,選擇既要適用又要合理的地基軟件。

  

5.高層:國內可選用的軟件較多,有薄壁桿型的TBSA(建研院)、TAT(建研院)、適用于平面較規則且剪力墻較細長的結構。有連續體有限元型的SSW(廣東院),有模元f.邊柱邊梁型的TUS(清華大學),有板殼元模型的SAP84(北京大學)、SATWE(建研院)、TBSAP(建研院)等,板殼元模型的軟件應用于非規則的復雜的高層建筑。從高層結構的受力分析的合理性考慮,板殼元模型優于薄壁桿型的模型。

  

6.平面交叉梁、連續梁、樓板:可選用PKPM(建研院)軟件,選用理正設計工具箱(理正設計軟件所)等。

  

7.鋼結構:多層與高層鋼結構可選用MTS(同濟大學)、TAT(建研院)等。復雜鋼結構可選用SAP84(北京大學)、MAS(農機院)、PDSOFT(中科輔龍公司)等。工業廠房鋼結構可選用PS2000(冶研院)、STS(建研院)、3D3S(同濟大學)等。鋼結構設計軟件的選用應多從CAD繪圖方面的功能優越性考慮。

  

8.復雜結構應采用不少于兩個不同力學模型的程序進行分析,并對其計算結果作正確性校核:

  

1)柱、墻計算軸力Ni基本符合柱、墻受荷面積Ai的近似重力:Ni=q?Ai

  

框架結構:q=12~14kN/m2框剪結構:q=13~15kN/m2剪力墻結構:q=14~16kN/m2

  

2)自振周期范圍:框架結構:T1=(0.10~0.15)n

  

框剪結構:T1=(0.06~0.12)n

  

剪力墻結構:T1=(0.04~0.06)n

  

各自振周期的相互關系:T2=(1/3~l/5)T1

  

T3=(1/5~l/7)T1

  

n是結構計算的總層數

  

3)振型曲線的合理:T1振型無零點;T2振型在(0.7~0.8)H處有一個零點;T3振型在(0.4~0.5)H及(0.8~0.9)H處各有兩個零點。H為結構計算的總高度。

  

4)合理的地震力:結構布置都較正常的結構,其底部剪力大致在下述范圍內:

  

V0=(0.015~0.03)G(7°Ⅱ類場地土)

  

V[SUB]0[/SUB=(0.03~0.06)G(8°Ⅱ類場地土)

  

V[SUB]0[/SUB=(0.09~0.13)G(9°Ⅱ類場地土)

  

V0為結構底部剪力,G為結構總重量。

  

5)內外力平衡靜力作用下:∑Ni=G

  

風力作用下:∑Vi=∑P

  

Ni為底層柱、墻在靜力作用下的軸向力

  

Vi為底層柱、墻在風載作用下的剪力

  

∑P為作用于結構上的全部風載

  

地震力不能校核平衡,因為各振型內力經SRSS和CQC組合后,不再等于總地震水平作用力。

  

6)對稱性對稱結構在對稱外力作用下,其對稱點的內力與位移必須是對稱的。

  

7)漸變性豎向剛度,質量變化較均勻的結構,在較均勻變化的外力作用下,其內力、位移等計算結果自上而下地均勻變化,不應有大正大負,大出大進的突變現象。

  

8)截面設計的合理性設計較正常的結構,一般而言不應有太多的超限截面,基本規律為:柱、墻的軸向設計值絕大部分為壓力;柱、墻大部分為構造配筋;除個別墻段外,大部分剪力墻符合截面抗剪要求;梁截面絕大部分滿足抗剪及抗扭要求。


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