2.1 结构建模之设计参数

在【设计参数】对话框中,共有5项菜单供用户设置,其内容包括了后期结构分析计算所必需的一些基本参数,分别是建筑物总信息、材料信息、地震信息、风荷载信息以及钢筋信息。

1.总信息(图2.1)

图2.1 总信息

1)结构体系:分为框架结构、框架—剪力墙结构、框筒结构、筒中筒结构、剪力墙结构、砌体结构、底框结构、配筋砌体、板柱剪力墙、异形柱框架、异形柱框剪、部分框支剪力墙结构、单层钢结构厂房、多层钢结构厂房、钢框架结构共15种。

2)结构主材:钢筋混凝土、钢和混凝土、钢结构、砌体共4种。

3)结构重要性系数γ0:结构重要性系数与建筑结构的安全等级有关。依据《工程结构可靠性设计统一标准》(GB 50153—2008)(以下简称《可靠性标准》)附录A,房屋建筑结构的安全等级,应根据结构破坏可能产生后果的严重性划分为一级、二级和三级(表2.1)。

表2.1 房屋建筑结构的安全等级

按照《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)(以下简称《混规》)第3.3.2条确定,在持久设计状况和短暂设计状况下,对安全等级为一级的结构构件不应小于1.1,对安全等级为二级的结构构件不应小于1.0,对安全等级为三级的结构构件不应小于0.9;对地震设计状况下应取1.0。

4)地下室层数:进行TAT、SATWE计算时,对地震力作用、风力作用、地下人防等因素有影响。程序结合地下室层数和层底标高判断楼层是否为地下室,例如此处设置为4,则层底标高最低的4层判断为地下室。

5)与基础相连构件的最大底标高:该标高是程序自动生成接基础支座信息的控制参数。当在【楼层组装】对话框中选中了“生成与基础相连的墙柱支座信息”,程序会自动根据此参数将各标准层上底标高低于此参数的构件所在的节点设置为支座。

6)梁、柱钢筋的混凝土保护层厚度:根据《混规》第8.2.1条确定,设计人员在确定梁柱钢筋的混凝土保护层厚度时需注意以下几点:

①应按照最外层钢筋(包括箍筋、构造筋、分布筋等)的外缘计算混凝土保护层厚度。

②使用年限为50年时,保护层厚度应符合《混规》表8.2.1的规定;使用年限为100年时,保护层厚度不应小于《混规》表8.2.1中数值的1.4倍。程序默认值为20mm。

7)框架梁端负弯矩调幅系数:根据《高规》第5.2.3条规定,在竖向荷载作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅。负弯矩调幅系数取值范围是0.7~1.0,一般工程取0.85。

8)考虑结构使用年限的活荷载调整系数:根据《高规》第5.6.1条确定,设计使用年限为50年时取1.0,设计使用年限为100年时取1.1,程序默认值为1.0。

2.材料信息(图2.2)

图2.2 材料信息

1)混凝土容重(kg/m3):根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)(以下简称《荷载规范》)附录A确定,一般情况下,钢筋混凝土结构的容重为25kN/m3,若采用轻混凝土或要考虑构件表面装修层重时,混凝土容重可填入适当值。

2)钢容重(kg/m3):根据《荷载规范》附录A确定,一般情况下,钢材容重为78kN/m3,若要考虑钢构件表面装修层重时,钢材的容重可填入适当值。

3)轻骨料混凝土容重(kg/m3):根据《荷载规范》附录A确定。

4)轻骨料混凝土密度等级:默认值1800。

5)钢构件钢材:Q235、Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690、Q235GJ、Q345GJ、Q390GJ、Q420GJ、Q460GJ、LQ550。根据《钢结构设计规范》第3.4.1条及其他相关规范确定。

6)钢截面净毛面积比值:钢构件截面净面积与毛面积的比值。

7)主要墙体材料:混凝土、烧结砖、蒸压砖、混凝土砌块。

8)砌体容重(kg/m3):根据《荷载规范》附录A确定。

9)墙水平、竖向分布筋类别:HRB335、HRB400、HRB500、CRB550、CRB600、HTRB600、T63。

10)墙水平分布筋间距(mm):可取值100~400。

11)墙竖向分布筋配筋率(%):可取值0.15~1.2。

12)梁、柱箍筋级别:HRB335、HRB400、HRB500、CRB550、CRB600、HTRB600、T63。

3.地震信息(图2.3)

图2.3 地震信息

1)设计地震分组:根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)(以下简称《抗规》)附录A确定。

2)地震烈度:6(0.05g)、7(0.1g)、7(0.15g)、8(0.2g)、8(0.3g)、9(0.4g)、0(不设防)。

3)场地类别:I0一类、I1一类、Ⅱ二类、Ⅲ三类、Ⅳ四类、Ⅴ上海专用。根据《抗规》4.1.6条和5.1.4条调整。

4)混凝土框架、钢框架、剪力墙抗震等级:0特一级、1一级、2二级、3三级、4四级、5非抗震。根据《抗规》表6.1.2确定。

5)抗震构造措施的抗震等级:提高二级、提高一级、不改变、降低一级、降低二级。根据《高规》第3.9.7条调整。

6)计算振型个数:根据《抗规》第5.2.2条说明确定。振型数应至少取3,由于SATWE中程序按三个振型一页输出,所以振型数最好为3的倍数。当考虑扭转耦联计算时,振型数不应小于9。对于多塔结构振型数应大于12。但也要特别注意一点:此处指定的振型数不能超过结构固有振型的总数。

7)周期折减系数:周期折减的目的是为了充分考虑框架结构和框架—剪力墙结构的填充墙刚度对计算周期的影响。对于框架结构,若填充墙较多,周期折减系数可取0.6~0.7,填充墙较少时可取0.7~0.8,对于框架—剪力墙结构,可取0.8~0.9,纯剪力墙结构的周期可不折减。

4.风荷载信息(图2.4)

图2.4 风荷载信息

1)修正后的基本风压(kN/m2):只考虑了《荷载规范》第7.1.1-1条的基本风压,地形条件的修正系数η程序没考虑。

2)地面粗糙度类别:可以分为A、B、C、D四类,根据《荷载规范》第7.2.1条确定。

3)沿高度体型分段数:程序限定体型系数最多可分三段取值,不同的区段内的体型系数可以不一样。

4)各段最高层层号:根据实际情况填写。

5)各段体型系数:根据《荷载规范》第7.3.1条确定。用户可以点击辅助计算按钮,弹出确定风荷载体型系数对话框,根据对话框中的提示选择确定具体的风荷载系数。

5.钢筋信息(图2.5)

钢筋强度设计值:根据《混规》第4.2.3条确定。如果设计人员自行调整了此选项中的钢筋强度设计值,后续计算模块将采用修改过的钢筋强度设计值进行计算。

以上PMCAD模块“设计参数”对话框中的各类设计参数,当设计人员执行“确定”命令时,会自动存储到***.JWS文件中,对后续各种结构计算模块均起控制作用。

图2.5 钢筋信息