本文主要介绍了网架结构与主体结构整体计算中的常见问题及解决方案,包括支座短柱高度显示异常与计算中止问题、网架整体模型计算中止问题以及长细比超限问题等。通过案例分析,总结了经验教训,并提出了相应的注意事项和解决方法。
在进行网架与主体结构拼装时,应仔细检查楼层组装情况,确保各层标高和层高设置正确,避免因层高或标高错误导致柱子高度异常等问题。网架支座处建模需特别注意节点对齐,避免上下层节点错位。
在模型计算出现报错或其他异常时,应关注程序的一些提示信息,如模块切换、生成数据、错误定位及模型简图中的一些提示信息,从而快速定位错误原因。对于涉及到多模型设计的工程,需要特别关注报错模型及所查看的结果是否是子模型。
不同设计模块对构件限值的设置可能存在差异,在进行整体计算时,应注意统一限值设置,避免因限值不同导致计算结果误判。
网架结构广泛应用于大跨度建筑,如体育场馆、机场航站楼等,承载重要功能。随着建筑复杂度提升,网架与主体结构整体计算需求越来越多。近期,我们接到多例关于网架与下部主体结构整体计算的问题,这些问题在实际工程中较为常见,处理起来有时颇为复杂。为了帮助更多工程师高效解决类似问题,本文将对这些案例进行详细分析和总结,分享我们的处理经验和方法,希望能为相关设计人员提供参考。
主体结构设计师在进行网架与主体结构拼装时,遇到了两个棘手问题:一是网架与主体结构相连支座短柱的高度显示异常;二是进行整体计算时出现异常中止,提示结点关联构件塔号不同。
1、模型整体检查
首先,我们从SATWE核心的建模模块进入,查看模型的整体情况。发现拼装后的网架结构柱子高度确如设计师所说超出网架很多,高度显示异常,第一个问题得以验证。
通过查看楼层组装表,我们发现该模型虽然建了五个标准层,但实际只组装了四个,其中第四标准层未参与组装。而且顶层网架层层高为2.8m(未包含支座高度),底标高为14.8m,与第三层顶标高12.0m(4.5+7.5)不对应。
同时,我们还可以发现该模型中存在墙式阻尼器,这表明该模型是减震结构,应从减震设计模块进入,在进入SATWE计算分析的时候程序也会给出模块切换提示信息。
2、初步试算
将该模型从减震设计模块进行计算分析后,程序另外还提示了包络设计,说明模型采取了性能包络设计方法。
在计算过程中,尽管程序提示模拟施工过程存在机构或悬浮构件,但计算仍能正常完成,未出现结点关联构件塔号不同的错误提示,第二个问题暂时未能重现。此时我们查看振型、配筋及内力等结果,除网架层柱子显示高度异常外,未发现明显异常,然而这个结果显然不是设计师想要的,需要继续查看模型。
3、支座短柱调整
接下来针对柱子高度显示异常的问题进行调整。
在调整前,根据整楼模型查看发现的问题,建议先对楼层组装做如下调整:
①为了方便查看,我们通过重排标准层,将标准层按自然层组装顺序进行重排;
②为确保网架杆件在该层层底标高以上(影响水平力计算,后文验证),将网架层层高改为3.3m(2.8m+0.5m,其中2.8m为网架高度,0.5m为根据经验取的支座高度),网架层层底标高按第三层顶12.0m设置。
经过以上楼层组装调整后,网架层向下移动到了第三层内部,但支座处短柱标高仍显示异常,这显然与实际模型不符。
此时我们查看网架层支座短柱的属性信息,发现支座短柱的1端标高为12500,这是导致支座柱高度异常的原因;而2端标高为-2800,与原始模型三层顶标高一致,这就是原始模型所显示,尽管楼层组装不连续,但是第三层框架和第四层网架并未脱开的原因。
前面我们改变了建模方式,调整了网架层的层高和层底标高。这种建模方式要求将支座短柱的1端标高改为0,2端标高改为500(即为-2800+3300),同时将网架下弦杆标高改为500,其他上弦杆和腹杆也统一上调3300mm。调整后,整楼模型与原始模型相符,支座短柱高度500mm也符合实际工程情况。
4、二次试算
经过以上楼层组装和支座短柱等构件标高调整后,再次进行试算,计算过程中出现了设计师所提到的第二个问题,即报错结点关联构件塔号不同,据此报错信息,显示小震子模型中的强刚模型检查出错误,这种情况是因为该模型是多模型计算,且勾选了仅整体指标强刚参数,需到对应的子模型中查看错误定位,否则可能查看不到具体报错的位置。
切换到小震子模型,发现错误位置均出现在支座处,这表明我们支座处建模可能存在问题。
返回结构建模中查看支座处构件及节点,通过多层显示,即仅显示第三层和第四层网架层模型,明显可以看到支座短柱与下层边梁相对位置有些偏差,会不会是因为上下层的节点网格建模错位引起的报错呢?
我们显示上下节点层坐标后,发现第四层网架支座和第三层对应柱子节点的Y向坐标相差了400mm。
为了便于调整,我们通过层间编辑功能,将底下三层框架对应支座位置的节点坐标统一调整至与网架层支座节点对齐。
调整后,计算顺利完成,并且结果正常,问题得以解决。
通过以上的调整过程,大家看到我们顺利解决了支座柱高度显示问题和模型计算报错的问题,但是同时也能看出我们对楼层组装和建模方式做了调整,即原有模型的楼层高度有变化,那如果仍然采用原有的建模方式会不会有什么问题呢?