1月7日我们邀请到北京构力科技有限公司结构软件事业部技术总监刘孝国老师、基础软件产品设计经理刘华老师、结构软件事业部技术总监朱恒老师为大家带来“每周一小时”新年首讲,2025系列答疑会——结构专场直播。
现场用户进行了积极的提问,我们将答疑会用户问题进行了汇总,形成了两期技术分享文章,下面我们来看看都有哪些问题吧~
Q1:
减震设计中关键构件怎么确定范围,框剪结构要求竖向构件大震低于中等损伤,对于底部剪力墙很难做到,而且也与二道防线设计的概念相悖,应该如何处理?
刘孝国老师:
实际设计中需要保证减震结构性能时,需要首先保减震子结构,规范中也强调子结构要进行大震承载力设计,一般相当于设计中对子结构进行加强,因此,子结构肯定属于关键构件。但的确特殊情况下,加强可能反而会产生不利作用,举个例子,比如一级剪力墙,规范中要求加强一级剪力墙底部加强区以上部位的弯矩放大,也就是说实际上规范是希望塑性铰区可靠地出现在底部加强部位,这样才能够耗能。同样的道理,对于减震结构来讲也存在这样的问题,即如果子结构做的过强,对应与子结构相连的构件变形就很小,进而导致整个结构阻尼器的变形也很小,最终会导致减震效果较差。因此实际设计中,需要找寻设计平衡点。
对于关键构件的指定不仅需要参照规范中提到的相关要求,更应该考虑概念设计。
比如纯框架结构中,竖向构件柱应该就属于关键构件,但是框剪结构中框架柱是二道防线,其中的柱就可能算一般竖向构件,另外有些柱比较关键,比如门厅部位的跃层柱,可能也应该按照关键构件处理。实际设计中关键构件的定义要结合实际情况来合理确定。
Q2:
基础拉梁配筋计算时是按照简支计算还是连续梁计算呢?为什么如此选择?
刘华老师:
拉梁是一种比较常见又比较特殊的构件。其作用主要是拉结基础,增加基础整体性,调节不均匀沉降,分担基底弯矩,承担砌体墙及传递相应荷载等。
计算的时候有时候作为上部的一个特殊标注层或者在基础里直接按拉梁构件输入。
如果是在上部按一个标准层输入,其计算基本按上部框架梁方式;如果在基础里输入,拉梁按一般交叉梁系(即连续两方式)有限元分析计算,荷载是读取与拉梁相连的柱轴力十分之一大者作为拉梁的拉力,同时考虑拉梁本身荷载,如果参数里设置了拉梁分担弯矩,则考虑拉梁分担的柱底弯矩,按拉弯构件计算。基础里拉梁计算和其他基础计算不相关,即拉梁计算只考虑拉梁本身的交叉连接,拉梁仅仅分担或者传递荷载到相连基础,拉梁刚度对其他基础计算不产生影响。
Q3:
带夹层厂房到山墙,山墙的抗风柱应该怎么设置呢?门刚厂房边跨带局部夹层,抗风柱需要兼当夹层柱时应该如何计算?
朱恒老师:
抗风柱在二维中属于一类比较特殊的构件,由于其主要是面外受荷,而二维分析中是无法得到面外内力的,所以程序中都是对抗风柱进行单独的内力分析和计算。在二维中,提供了专门的抗风柱设置功能,可以根据具体情况设置是否要释放沿柱方向的轴向变形。在三维中没有专门的抗风柱定义,如果是正常框架柱兼当抗风柱的话,正常布置山墙风荷载即可;如果是轴向变形释放的话,需要设置好杆端约束,释放轴向约束。
Q4:
钢结构与下部混凝土结构的整体计算时,应该关注的相关参数选择和结果控制指标都有哪些呢?
刘孝国老师:
因规范中目前对于这种结构没有相关的要求,因此
钢结构和混凝土结构的混合结构一般各地审查要求会归类为超限结构
,需要进行超限审查。除了超限问题,在设计中需要关注的问题有:
1.
混合结构的阻尼比
。
PKPM标准软件提供了正常规范应变能加权算法和CCQC两种方法计算阻尼比,需要注意的是使用CCQC方法的阻尼比结果会超出混凝土的阻尼比(比如取5%)和钢结构的阻尼比(比如取2%);而应变能加权的算法,计算的每个阵型的等效阻尼比是介于钢和混凝土的阻尼比之间。
2. 结构的有效质量系数控制。
针对这种结构,下部混凝土质量较大,上部钢结构(可能含门架)质量较轻,用规范中90%的有效质量系数仅仅控制底部剪力对上部结构来讲可能不够安全,推荐做到100%,尽量要保证上部钢结构本身的有效质量系数也达到90%。
3. 混合结构抗震措施的处理。
保守处理方法是按照规范查表,按照钢和混凝土结构整体高度分别确定抗震措施,再进行包络计算,无法保证正确性但可以依据此方法进行较为保守的设计。
4. 各项指标的控制。
混合结构如何控制变形是关键问题,规范没有相应规定,因此这也成为了按照超限进行审查的核心要求,如果按照混凝土结构要求控制变形显然对钢结构过于严格,如果按照钢结构控制,导致混凝土部分变形可能过大,不安全。
5. 连接节点。
在建模计算中要慎重分析连接的节点部分,同时也需要注意上下结构质量差导致的鞭梢效应。
Q5:
基础承载力可以局部调整吗?如何局部调整?
刘华老师:
目前
JCCAD的承载力设置有两种方式
:1.读取地质资料的承载力参数(包括承载力特征值,深宽修正系数),这种方式可以很好地适应不同基础处于不同地质土层导致承载力不一样的情形。2.在参数“地基承载力”里输入承载力特征值及相关修正系数,这种方式整个工程只能设定一种承载力。
承台力的修改有两种方式
:
1.“
基础模型
”“
统一修改
”“
改承载力
”
,修改承载力特征值及相关修正系数。
2.
“
分析设计
”
菜单里,生成数据后,
“
单元查改
”
菜单下,修改每个单元或者每个构件的承载力。
Q6:
二维门刚中用格构柱来模拟桁架梁是否合理?
朱恒老师:
这是不合理的,首先用格构柱很难模拟桁架的实际刚度。
举个比较简单的例子,普通的上下弦为角钢的桁架可以忽略掉杆件的次弯矩,但是如果上下弦为H型钢时,次弯矩就不可忽略,这点钢结构设计标准里面也有提到。但是对格构柱来说,钢标里面就很明确的说明缀条格构柱分肢都是轴心受力构件,其次规范中格构柱的缀条,都是统一的轴力,从柱的剪力可以直接进行计算。但是实际桁架即使是在自重作用下,每个腹杆的轴力都是不同的,用格构柱模拟就很不准确。另外从杆件的层面来看,柱构件默认是不考虑杆中弯矩的,也没有挠度的概念,用桁架来进行计算,就不会存在这方面问题。