① 请问该图框架结构柱荷载怎么计算
手算在粗估柱的截面尺寸时,按平面图柱的纵向、横向尺寸画块,确定某柱所负担面积范围内的竖向荷载累计;
进入正式计算时,采用极限平衡四边支承计算板在梁上荷载(同于题目图片所划的三角形或梯形分布荷载)计算出梁的支座剪力以此累计出作用在柱上的轴力;
手算都是近似计算,不可能对板、梁进行最不利活荷载组合计算。在框架分析梁、柱弯矩时,多跨框架梁可做活荷载最不利组合,得到柱节点支座最大弯矩值配该荷载下的柱子轴力、柱子轴力最大时配该荷载下的柱节点弯矩,两组内力计算柱子截面;
每层柱子至少要核算柱顶截面及柱脚截面各两组内力,选最不利结果。
手算是相当麻烦的,只能用电算,电算还可以考虑空间作用、柱脚沉降作用、甚至温度作用;有的软件还能考虑高层柱子压缩变形后、弯曲变形后等二阶的效应。
以上还没有涉及房屋在水平荷载及水平地震作用,柱子是高层建筑结构最重要的竖向构件,它的设计计算是最要重视的事。
② 怎样用pkpm计算一榀框架
一榀平面框架内力计算首先要:设好框架的尺寸、层数、各层高及计算简图;估计好梁、柱截面尺寸,并计算各构件的线刚度、杆件数、节点编号;计算作用在其上的永久荷载、各种可变荷载并按承载能力、正常使用分别进行荷载的组合。按规范需作抗震验算的房屋还要地震组合。
手算:各种近似方法中,建议用迭代法(卡尼法),按各种最不利布置荷载,相应计算各构件的某截面的最大弯矩、最大剪力、最大轴力。这一步是最麻烦的工作。正常使用状态的计算还要设定材料强度。
电算:就用pk软件或用satw.软件。输入需要的各种数据,得出的结果还可能需要调整再输入。
pkpm介绍:
1. PK模块具有二维结构计算和钢筋混凝土梁柱施工图绘制两大功能:
模块本身提供一个平面杆系的结构计算软件,适用于工业与民用建筑中各种规则和复杂类型的框架结构、框排架结构、排架结构,剪力墙简化成的壁式框架结构及连续梁,拱形结构,桁架等。 规模在30层,20跨以内。
在整个PKPM系统中,PK承担了钢筋混凝土梁、柱施工图辅助设计的工作。除接力PK二维计算结果,可完成钢筋混凝土框架、排架、连续梁的施工图辅助设计外,还可接力多高层三维分析软件TAT、SATWE、PMSAP计算结果及砖混底框、框支梁计算结果。
可为用户提供四种方式绘制梁、柱施工图,包括梁柱整体画、梁柱分开画、梁柱钢筋平面图表示法和广东地区梁表柱表施工图,绘制100层以下高层建筑的梁柱施工图。
2.PK软件可处理梁柱正交或斜交、梁错层,抽梁抽柱,底层柱不等高,铰接屋面梁等各种情况,可在任意位置设置挑梁、牛腿和次梁,可绘制十几种截面形式的梁,可绘制折梁、加腋梁、变截面梁,矩型、工字梁、园型柱或排架柱,柱箍筋形式多样。
3. 按新规范要求作强柱弱梁、强剪弱弯、节点核心、柱轴压比,柱体积配箍率的计算与验算,还进行罕遇地震下薄弱层的弹塑性位移计算、竖向地震力计算、框架梁裂缝宽度计算、梁挠度计算。
4. 按新规范和构造手册自动完成构造钢筋的配置。
5. 具有很强的自动选筋、层跨剖面归并、自动布图等功能,同时又给设计人员提供多种方式干预选钢筋、布图、构造筋等施工图绘制结果。
6. 在中文菜单提示下,提供丰富的计算模型简图及结果图形,提供模板图及钢筋材料表。
7. 可与“PMCAD”软件联接,自动导荷并生成结构计算所需的平面杆系数据文件。
8. 程序最终可生成梁柱实配钢筋数据库,为后续的时程分析、概预算软件等提供数据。
结构平面计算机辅助设计软件 ( PMCAD ):
PMCAD是整个结构CAD的核心,它建立的全楼结构模型是PKPM各二维、三维结构计算软件的前处理部分,也是梁、柱、剪力墙、楼板等施工图设计软件和基础CAD的必备接口软件。
PMCAD也是建筑CAD与结构的必要接口。
用简便易学的人机交互方式输入各层平面布置及各层楼面的次梁、预制板、洞口、错层、挑檐等信息和外加荷载信息,在人机交互过程中提供随时中断、修改、拷贝复制、查询、继续操作等功能。
自动进行从楼板到次梁、次梁到承重梁的荷载传导并自动计算结构自重,自动计算人机交互方式输入的荷载,形成整栋建筑的荷载数据库,可由用户随时查询修改任何一部位数据。由此数据可自动给PKPM系列各结构计算软件提供数据文件,也可为连续次梁和楼板计算提供数据。
绘制各种类型结构的结构平面图和楼板配筋图。包括柱、梁、墙、洞口的平面布置、尺寸、偏轴、画出轴线及总尺寸线,画出预制板、次梁及楼板开洞布置,计算现浇楼板内力与配筋并画出板配筋图。画砖混结构圈梁构造柱节点大样图。
③ 作为结构专业负责人怎么保证电算结果的准确
判断电算结果的正确性:下述9大指标全部pass的话,整个结构方案应是合理的
1、轴压比;2、剪重比;3、刚度比;4、位移比;5、周期比;6、刚重比;
7、参与振动质量比;8、倾覆力矩比;9、楼层最大位移与层高之比
具体规范条文详后附件
最后,有目的的手工复核一些特殊构件:柱轴压比、较大跨度的梁、上部栽柱的梁等
另外,“三分计算,七分构造”,对楼板大洞口周边梁板、转角窗房间楼板、不能贯通框架梁之间楼板、楼梯间休息平台梁处短柱、地下室顶板、大底盘顶板等电算结果反映不出来的部位只能通过构造措施加强,使之和计算模型相符
这篇文章可以参考:
高层建筑结构布置复杂,构件很多,计算后数据输出量很大,如何对计算结果进行分析是非常重要的问题。我们必须根据工程设计经验,对计算结构进行分析、判断,根据其正确与否,来判断计算模型简化是否合理,输入数据是否正确,从而决定该结果能否作为施工图设计的依据。
计算结果的大致判断可以按以下的项目进行。(不包括含有多塔、错层等 特殊结构)
15.1 自振周期
对于比较正常的工程设计,其不考虑折减的计算自振周期大概在下列范围 中。
框架结构: T1=(0.12.--0.15)n
框架--剪力墙和框架--筒体结构: T1=(0.06--0.12)n
剪力墙结构和筒中结构: T1=(0.04--0.06)n (式中 n为建筑层数)
第二及第三周期近似为:
T2=(1/3--1/5)T1
T3=(1/5--1/7)T1
如果计算结果偏离上述数值太远,应考虑工程中截面是否太大、太小,剪力墙数量是否合理,应适当进行调整。反之,如果截面尺寸、结构布置都正确,无特殊情况而偏离太远,则应检查输入数据是否有错误。以上判断是根据平移振动振型分解方法来提出的,考虑扭转耦连振动时,情况复杂很多,首先应挑出与平移振动对应振型来进行上述比教,至于扭转周期的合理数值,由于经验不足尚难提出合理的数值。
15.2 振型曲线
在正常的计算下,对于比较均匀的结构,振型曲线应是比较连续光滑的曲线附图一),不应有大进大出,大的凸凹曲折。
第一振型无零点;第二振型在(0.7-0.8)H处;第三振型分别在(0.4-0.5)及(0.8-0.9)H处。
15.3 地震力
根据目前许多工程的计算结果,截面尺寸、结构布置都比较正常的结构,其底部剪力大约在下述范围内: 8度,二类场地 FEK=(0.03-0.06)G
7度, 二类场地 FEK=(0,015-0.03)G
式中, FEK为底部地震剪力的标准值,G为结构总重量。
层数多、刚度小时,偏于较小值;层数少、刚度大时偏于较大值;当其他烈度和场地时,相应调整此数值。但计算的底部剪力小于上述数值时,宜适当加大截面、提高刚度、适当增大地震力以保证安全;反之,地震力过大,宜适当降低刚度以求得合理的经济技术指标。
15.4 平位移指标
水平位移满足《高层规程》的要求,是合理设计的必要条件之一。但不是充分条件,即是说:合理的设计,水平位移应满足限值;但是水平位移满足,还不一定是合理的结构,还要考虑周期、地震力的大小等综合条件。 因为,抗震设计时,地震力的大小与刚度直接相关,当刚度小,结构并不合时,由于地震力也小,所以位移也有可能在限值范围内,此时并不能结构合理,因为它的周期长,地震力小,并不安全。新《高层规程》位移限值放松较多,较容易满足,所以还应综合其他因素。
其次,将各层位移连成位移曲线,应具有以下特征:
剪力墙结构的位移曲线具有悬臂弯曲梁的特怔,位移越往上增大越快,成外弯形曲线(图二A);
框架结构具有剪切梁的特怔,越往上增长越慢,成内收形曲线(图二C);
框架--剪力墙和框架--筒体结构处于两者之间,为反S形曲线,接近一直线(图二B);
在刚度较均匀的情况下,位移曲线应圆曲光滑,无突然的凸凹变化和折点。
15.5 内外力平衡
平衡条件程序TAT本身已严格检查,但为防止计算中的偶然因素,必要时可检查底层的平
衡条件:
∑Ni=G
∑Vi=∑P
Ni为柱、墙在单组重力荷载下的轴力,其和应等于总重量G,校核时,不应考虑分层加载。
Vi为风荷载作用下的底层墙、柱剪力,求和时应注意局部坐标与整体
坐标的方向的不同,∑P为全部风力值。注意不要考虑剪力调整。
对于地震作用不能校核平衡条件,因为采用SRSS法或CQC法进行内力组合后,不再等于总地震作用力。
15.6 对称性
对称结构在对称力作用下,对称的内力与位移必须对称。TAT程序本身已保证了计算结果的对称性。如有反常现象应检查输入数据是否正确。
16.7 渐变性
竖向刚度、质量变化较均匀的结构,在较均匀变化的外力作用下,其内力、位移等计算结果自上而下也均匀变化,不应有大正大负、大出大进等突变。
15.8 合理性
设计较正的结构,一般而言不应有太多的超筋截面,基本上符和以下规律:
1: 柱、墙轴力设计值绝大部分为压力。
2:柱、墙大部为构造配筋。
3:梁基本上无超筋。
4:除个别墙段外,剪力墙符合截面抗剪要求。
5:梁截面抗剪不满足要求,抗扭超限截面不多。
符合上述八项要求,可以认为计算结果大体正常,可以在工程设计中应用。
计算机和人是不能比的,一般情况下他是不会出错的,但是当你结构布置不合理,不能给她比较明确的传力途径的时候他可是胡来的,就比如说超筋的构件的配筋你一定要主意,一定要复核的。我一般对电算总有点怕怕,但完全复核真是没那时间和精力,我处理的方法是比较简单的,第一次生成配筋的时候只控制钢筋的间距,不控制他的直径,这样一看他的配筋就知道他配的是不是合适,这样就基本可以判定你的结构布置是不是让它晕了,然后在间距和直径一起控制,出施工图。
我参加过2005新版PKPM的研讨学习,PKPM软件在结构基本梁,柱构件上的计算已经非常成熟,只要用户模型,荷载输入正确,是不会有问题的;但是软件在板式构件,剪力墙上的计算没有梁,柱构件的成熟。
在计算结果中,我们要注意检查计算书,判断有效质点,结构位移,平动周期和扭转周期的情况,如果觉得有很大的问题,就去检查荷载输入是否有误,检查办法是逐一删除风荷载等,看计算结果有无变化!!
在做柱子的截面设计时,我们一般是先手头算一下,再用电脑计算,一般用PKPM算出来的柱子的轴压比和手算出来的会相差不大,但是柱子的配筋和我们实际做的:在地下室和一层会相差一些,一般的我们把一层和地下室的提高一个等级,因为做过很多工程,发现底层的柱子,PKPM算出来的比较小,不是配筋不够,而是和我们实际的做法有差别;在板的计算上与梁的计算上,基本上和手算出来的差不多,就是挑梁的比较有出入,不知道是不是我们的输入有错误,不过不管做那一个工程,每个挑梁的支座钢筋都很大,而实际上不需要那么大!
这些就是第21楼说的:正确性=结构设计原理+设计经验+对所使用软件的熟练了解,我感觉要学习+学习+学习+还是学习,才能判断计算出来的是否正确!
1.首先我们必须承认程序计算一般是没有错误的。计算机肯定比我们手算精度高。而且使用的规范和结构理论都是一样的。
2.电算产生的错误有3个方面:一方面是我们人输入的各个参数和荷载是否准确。第二方面是我们选择的结构模型是不是合理,主要体现在计算结构是否符合规范的要求等。另一方面是来之计算程序的问题:有些计算的理论比较复杂,在设计程序时并没有完全的模拟准确等等,比如现在争论比较大的JCCAD等模块,我们院基本不使用,而是用手算来代替它,一方面其参数输入复杂,费时,还是手算来的方便快捷。
3.计算机在选筋的时候,比较乱。就是两个设计人员给你相同的钢筋量选的钢筋也不一样的,计算机这方面很乱来的。我们院的做法就是读取其钢筋量,自己人工选筋。
4.一般的模型我们是用satwe 和tat各算一下,然后对于还有疑问的地方自己手算。
PKPM计算也常有出错的时候,特别是做底框的时候,平面较复杂,节点距离小于150mm时,很多地方的数据都很悬殊,PKPM最经常把框架梁(一端与柱固结,另一端与框架梁固结)默认为挑梁,计算出来的负弯矩相当大,这样的情况在做图的时候一定要注意。还有梁跨数有时也会出错。
首先,我们应该理解手算和电算的差别。手算通常是解析解或近似解,对于超静定结构,我们使用的计算手册是解析解,我们自己做的弯矩分配法是近似解。而电算,特别是有限元,是数值解。电算和手算的基本原理,仍然是三大定律:平衡,本构,变形协调。所以,在规
则的情况下,电算和手算是基本一样的。
其次,手算的时候,由于人能力有限,不可避免的要大力度的简化问题,这里面就包含大量的假定,包括对边界条件的假定。而电算中,梁、柱、墙是通过刚度和变形协调互为边界的。电算是更能反映结构的实际受力情况,也必定比手算准确。
再次,GB 50010-2002第5.1.6条 要求“结构分析所采用的电算程序应经考核和验证,其技术条件应符合本规范和有关标准的要求。对电算结果,应经判断和校核;在确认其合理有效后,方可用于工程设计。” JGJ 3-2002 第5.1.13 “B级高度的高层建筑结构和本规程第10规定的复杂高层建筑结构,应符合下列要求:1 应采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力位移计算”。这些要求本质是防止我们盲目的相信电算结果,而不是要我们再手算后,一根一根的和电算比较。什么是“合理”,我们通过经验来判断。怎么样的经验呢?其实个人体会,还是要应用结构分析中的基本原理。当我们发现从属面积大的柱轴力小过从属面积小的柱,这就是异常。当底层轴力不等于总竖向荷载,这也是异常。判断是否合理,就是要发现有没有异常。在没有异常的情况下,我们认为电算的结果是合理的。我们应该总结这些“异常”,来作为对将来项目的提纲。
还有一个简单的例子,手算和电算即使是结构都十分吻合,但是两个方法的荷载取值相同但都偏小了,我们又能校核出什么呢?
④ 框架结构柱中柱的轴力及弯矩设计值是如何得出的
1、如果不用计算软件,必须用手算。
2、手算步骤:①从结构体系中抽取拟计算的平面框架计算简图,因手算时需将空间体系按照力学原理转为平面,分别对横向框架、纵向框架进行计算,直接对结构空间体系做手算是几乎不可能的;计算简图中包括跨度、跨数、柱高、荷载、梁柱刚度等;②在计算简图上用迭代法(对框架计算方法较多,在工程中常用的是迭代法)进行内力计算,计算完成后,就能得出你需要的柱的轴力及弯矩值,还包括梁的内力值。
⑤ PKPM计算和手算有何区别
一、工作范围不同:
1、手算是平面的,不能考虑到空间受力。
2、PKPM电算会考虑的各种内力组合,包括地震,风力,活荷载不利布置,偶然偏心,刚度放大等,是手算很难做到的。
二、工作目的不同:
1、PKPM计算在于极大减少大量重复的计算,尽可能多地减少了人的各种失误。
2、手算在于保持结果的准确性。
软件只有两个模块,PK(排架框架设计)、PMCAD(平面辅助设计),因此合称PKPM。
PKPM没有明确的中文名称,一般就直接读PKPM的英文字母。
这两个模块依然还在,功能大大加强,更加入了大量功能更强大的模块,但是软件名称却不改了还是PKPM。
PKPM在国内设计行业占有绝对优势,拥有用户上万家,市场占有率达90%以上,现已成为国内应用最为普遍的CAD系统。它紧跟行业需求和规范更新,不断推陈出新开发出对行业产生巨大影响的软件产品,使国产自主知识产权的软件十几年来一直占据我国结构设计行业应用和技术的主导地位。
及时满足了我国建筑行业快速发展的需要,显著提高了设计效率和质量,为实现建设部提出的“甩图板”目标做出了重要贡献。
⑥ 框架结构柱中柱的轴力及弯矩设计值是如何得出的
1、按规范规定原则,结构力学的原理,进行手算。
2、手算的基本程序是:简化一下,建立结构计算模型,框架的,常采用一榀来计算。然后是加载,将各类荷载加上去,(风,活,恒,地震作用等),计算每一种作用下的内力,即效应。按荷载规范及专业结构设计规范进行效应组合,组合出来的,就是设计值了,效应有弯矩,轴力,剪力。
3、框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成,构成承重体系的结构,即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。结构的房屋墙体不承重,仅起到围护和分隔作用,一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。
⑦ 结构力学实验手算和电算结果为什么有误差
本人是土木大四女纸一枚,现在马上毕业答辩。我的毕业设计是做一个厂房的结构设计,由于本人开年后一直在设计院实习,老师坚持我之后镇携是做结构的,一定要用实际工程做毕业设计,然后手算一边,电算一遍蠢皮。现在绘图计算都完成了,但是老师要求写一个手算和电算结果的比较分析。时间紧迫,明天晚上要交的,还要改一些其他的报告之类的东东……一时之间不知如御档伏何下笔,请教前辈们,电算结果是一定会比手算大的么,我是大一点,还有原因有哪些啊?个人觉得原因有主要是计算方法,手算是简化计算,电算是整体计算,电算考虑了结构整体的相互约束作用和空间整体总用……不知道对不对?请各位大虾指点一二!