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摘要:此工程设计为绵阳市东辰中学宿舍楼设计,本文主要进行框架结构设计。结构设计方面,首先根据建筑布置以及功能要求确定结构布置方案并且整理楼面荷载,接着进行结构分析。结构分析采用PKPM系列“多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件-SATWE”(版本号为2010V4.1)进行结构整体分析,通过电算分析,检验结构布置的可行性以及导出结构主体施工图。本文主要针对具体的工程阐述了运用PKPM软件的建模过程,希望对建筑工程方向毕业设计的大学生提供一定的参考意义。
关键词:PKPM软件、框架结构、结构设计
1、工程概况
本工程为绵阳东辰中学宿舍楼,6层,框架结构。按7度抗震设防,设计使用年限为50年。建筑设计等级为三级,建筑防火等级为三级,框架设计等级为三级,建筑面积 4872 m2,一层层高为3.8m,二到六层层高均为3.6m。设计标高0.000为相对标高,对应绝对标高为470.800m,建筑标高均为建筑完成后的板面标高。
2、结构建模
2.1 平面布置
根据建筑功能要求及框架结构体系,通过分荷载传递路线确定梁系布置方案。为了满足建筑功能需要,拟布置纵横向次梁来进行承重。本设计为横向承重体系,其中纵向的次梁为Ⅱ级次梁,将自重及楼板荷载传给横向的Ⅰ级次梁,Ⅰ级次梁再传给纵横向框架梁。如图1所示:
2.2主要构件截面尺寸初估
填充墙、门窗洞口、女儿墙泛水及安装预埋件均采用大空页岩空心砖,厚200m;现浇板、梁、柱混凝土等级为C30。对于单向板,一般为板跨(短跨)的;对于双向板,板厚为mm,一般为板跨(短跨)的,该工程板厚统一取100mm。
楼盖及屋顶均采用现浇钢筋混凝土结构。卫生间楼地面比外部低60mm;对于教学楼及办公楼,主梁截面高度按跨度的1/12到1/8初估,次梁截面高度按梁跨度的1/18到1/12初估;柱的截面尺寸不小于300mm×300mm,且应受轴压比的控制,梁柱截面见表一。
2.3荷载整理
2.3.1 恒载整理
根据相应的建筑做法,对楼面以及屋面的恒载进行整理,数据如表2。
2.3.2 活载整理
根据最新建筑结构荷载规范,可得各楼面活荷载数值,具体活荷载取值见表3。
2.4建立模型
進行前期结构布置以及荷载整理之后,接着在PKPM板块进行结构建模,模型如图2所示。建模时,楼梯设置板厚为0,然后以8 KN/m2的面荷载施加在板面上,板的恒载、活载按面荷载施加在楼板上,梁上承受墙的荷载以线荷载施加在梁上。
3、SATWE计算分析
结构建模完成后,在SATWE板块进行有限元计算分析。首先在参数栏输入结构总信息、地震信息、风荷载以及材料信息。结构为钢筋混凝土框架结构,荷载选用施工模拟施工加载1;规则建筑,抗震设防类别为丙类,地震分组为第二组,设防烈度7(0.1g),场地类别为Ⅱ类,由于为乙类建筑,抗震构造措施提高一度。考虑填充墙对结构刚度的贡献,刚度折减系数取0.7;梁端负弯矩调幅系数取0.85;考虑现浇楼板对梁的嵌固作用,中梁刚度放大系数取2.0;混凝土均采用C30,箍筋采用HPB300,主筋均采用HRB400。
4、电算结果校核
SATWE计算分析之后,1轴线和2轴线楼梯间的横向次梁挠度超限。考虑到挠度与构件的刚度成反比,因此认为调整该梁尺寸为250×650,最终挠度满足要求。此外,模型轴压比、周期比、位移比和剪重比等均满足限值要求,结构设计合理。
5、结束语
本工程通过PKPM软件对该框架进行结构设计,首先在PMCAD中建立三维模型,然后进行SATWE框架结构分析,最后进行电算的结果校核。最终结果显示,没有超限信息,结构设计合理
参考文献:
[1] 中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范(GB 50009-2012).北京:中国建筑工业出版社, 2012
关键词:PKPM软件、框架结构、结构设计
1、工程概况
本工程为绵阳东辰中学宿舍楼,6层,框架结构。按7度抗震设防,设计使用年限为50年。建筑设计等级为三级,建筑防火等级为三级,框架设计等级为三级,建筑面积 4872 m2,一层层高为3.8m,二到六层层高均为3.6m。设计标高0.000为相对标高,对应绝对标高为470.800m,建筑标高均为建筑完成后的板面标高。
2、结构建模
2.1 平面布置
根据建筑功能要求及框架结构体系,通过分荷载传递路线确定梁系布置方案。为了满足建筑功能需要,拟布置纵横向次梁来进行承重。本设计为横向承重体系,其中纵向的次梁为Ⅱ级次梁,将自重及楼板荷载传给横向的Ⅰ级次梁,Ⅰ级次梁再传给纵横向框架梁。如图1所示:
2.2主要构件截面尺寸初估
填充墙、门窗洞口、女儿墙泛水及安装预埋件均采用大空页岩空心砖,厚200m;现浇板、梁、柱混凝土等级为C30。对于单向板,一般为板跨(短跨)的;对于双向板,板厚为mm,一般为板跨(短跨)的,该工程板厚统一取100mm。
楼盖及屋顶均采用现浇钢筋混凝土结构。卫生间楼地面比外部低60mm;对于教学楼及办公楼,主梁截面高度按跨度的1/12到1/8初估,次梁截面高度按梁跨度的1/18到1/12初估;柱的截面尺寸不小于300mm×300mm,且应受轴压比的控制,梁柱截面见表一。
2.3荷载整理
2.3.1 恒载整理
根据相应的建筑做法,对楼面以及屋面的恒载进行整理,数据如表2。
2.3.2 活载整理
根据最新建筑结构荷载规范,可得各楼面活荷载数值,具体活荷载取值见表3。
2.4建立模型
進行前期结构布置以及荷载整理之后,接着在PKPM板块进行结构建模,模型如图2所示。建模时,楼梯设置板厚为0,然后以8 KN/m2的面荷载施加在板面上,板的恒载、活载按面荷载施加在楼板上,梁上承受墙的荷载以线荷载施加在梁上。
3、SATWE计算分析
结构建模完成后,在SATWE板块进行有限元计算分析。首先在参数栏输入结构总信息、地震信息、风荷载以及材料信息。结构为钢筋混凝土框架结构,荷载选用施工模拟施工加载1;规则建筑,抗震设防类别为丙类,地震分组为第二组,设防烈度7(0.1g),场地类别为Ⅱ类,由于为乙类建筑,抗震构造措施提高一度。考虑填充墙对结构刚度的贡献,刚度折减系数取0.7;梁端负弯矩调幅系数取0.85;考虑现浇楼板对梁的嵌固作用,中梁刚度放大系数取2.0;混凝土均采用C30,箍筋采用HPB300,主筋均采用HRB400。
4、电算结果校核
SATWE计算分析之后,1轴线和2轴线楼梯间的横向次梁挠度超限。考虑到挠度与构件的刚度成反比,因此认为调整该梁尺寸为250×650,最终挠度满足要求。此外,模型轴压比、周期比、位移比和剪重比等均满足限值要求,结构设计合理。
5、结束语
本工程通过PKPM软件对该框架进行结构设计,首先在PMCAD中建立三维模型,然后进行SATWE框架结构分析,最后进行电算的结果校核。最终结果显示,没有超限信息,结构设计合理
参考文献:
[1] 中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范(GB 50009-2012).北京:中国建筑工业出版社, 2012