对竖向 荷载作用下框架梁的弯矩进行调幅, 再与 水平作用 产生的 框架梁弯矩进行 组合; 4) 截 面设计 时, 框架 梁跨中 截面 正弯 矩设 计值不应小于竖 向荷载作 用下 按简支 梁计 算的跨 中弯 矩设 计值 的 50% 。
1. 5 梁扭矩折减系数
5 高规6第 5. 2. 4 条规定, 高层建筑结 构楼面梁 受扭计算 中应 考虑楼盖对梁的约束作用, 而对梁的 计算扭矩乘 以折减系 数予以 折减。梁扭矩折 减系数应根据梁周围楼 盖的情况确 定, 一 般可取 0. 40。
1 工程概况
某钢拱结构大门跨度 36 m, 跨 中高度 6 m, 见图 1, 杆件 采用 Q235 方钢管, 弦杆采用 120@80 @5, 腹杆采用 60@5。
4 动力分析
为了分析地震 作用 效应, 采用 振型 分解反 应谱 法, 地震作 用 组合采用 CQC 法, 整 体计 算时取 10 阶振 型, 文 中 仅取 前 3 阶 振 型, 见图 2, 周期见表 1。
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第 34 卷 第 13 期 20 0 8年 5 月
山西 建筑
SHANXI AR CH IT ECTUR E
Vol. 34 No. 13 May. 2008
文章编号: 100926825( 2008) 13200722 02
SATWE 软件的参数选用及计算结果的分析判断
樊 永华
摘 要: 对 SATWE 总信息中周期折减系数、连梁刚度折减系数、梁刚度增大系数、梁端负弯矩调幅系数等参数的取 值进
3. 2 内力分析
最大剪力处位于支座处, 为 5. 32 kN( 仅一根弦杆) , 钢拱结构 主要为二力杆件, 主要 受 轴力, 剪 力 和弯 矩较 小 仅为 0. 4 kN 和 0. 07 kN# m, 按常规方法可以不用考虑此弯矩和剪力。
通过静力分析发现钢拱结构受力较小, 所 选截面满足要求。
表 1 钢拱振型周期表
1. 6 梁设计弯矩增大系数
5 高规6 第 5. 1. 8 条 规定, 在高 层建筑 结构 内力 计算中, 当 楼 面活荷 载大于 4 kN/ m2 时, 应考虑楼面活荷载因不利布置 而引起 的梁弯 矩的增大。梁设计弯矩增大系数 可参照如下 取值: 一般高 层建筑取 1. 0; 活荷载大于 4 kN/ m2 的高层 建筑和一 般多层 建筑 取 1. 1~ 1. 2; 当已 考虑 活 荷载 不利 布 置时 取 1. 0, 不 宜再 增大 。 SATWE 软件 2006 年改进中已将该系数改为/ 梁活荷载内 力放大 系数0 。该系数只对梁在满 布活 荷载 下的 内力 ( 包 括弯 矩、剪力 、 轴力) 进行放大, 然后与其他荷载工况进行组合。
当周期比不满足规范 要求时, 说 明结构的抗扭刚度 相对于侧 移刚度较小, 一般应通 过整 体调整 平面 布置 来改善, 局 部的 小调 整收效甚微。调整原则 是增大 结构周边 刚度或 者减小 结构中 心
Design of a steel2arch based on the analysis of SAP2000
2 有限元分析
2. 1 计算假定
1) 模型假定为弹性材料, 符合虎克定律。 2) 结构模型为整体三维空间模型。
2. 2 设计荷载和作用
恒荷载主要为自重, 软件自动计 算, 活 载可以不考 虑, 施 工检 修中必须设置支撑设施。结构设防烈度 为 6 度, 设计地震分 组为 第 1 组。特 征周期为 0. 35 s, 场地类别 Ò类 。
5 节点设计
5. 1 弦杆与腹杆节点设计
弦杆与腹杆节点采用焊接, 根据 GB 5001722003 钢结构 设计 规范钢管结构的有关计算, 可以很容易得到结果。
5. 2 柱脚节点设计
柱脚考虑到要 抵抗 水平力, 采 用刚 性柱脚, 用 锚栓 与混凝 土 基础刚接 连接。 有关 构造 可以 参看 GB 5001722003 钢结 构设 计 规范和钢结构有关手册。
1. 4 梁端负弯矩调幅系数
5 高规6 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, 并 应符合几项规定: 1) 装 配整 体式 框架 梁 端负 弯矩 调 幅系 数可 取 0. 7~ 0. 8; 现浇框架梁端负弯矩 调幅系 数可取 0. 8~ 0. 9; 2) 框架 梁端负弯矩调幅后, 梁 跨中弯 矩应 按平衡 条件 相应 增大; 3) 应先
行了总结, 探讨了 SATWE 计算结果的分析、判断和调整, 并介绍了结构薄弱层的概念和控制, 以供参考。
关键词: 折减系数, 刚度, 承载力, 位移, 框架 ) 剪力墙结构
中图分类号: TU311. 41
文献标识码: A
1 SATWE 总信息中各种调整参数
1. 1 周期折减系数 7 T
5 高规6 第 3. 3. 16 条规定 , 计 算各 振型地 震影 响系数 所 采用
根据剪力墙的具体情况, 参考表中 选用折减 系数, 取 0. 7~ 0. 8。 5) 剪力 墙 结构一般不折减, 若存在填充墙, 根据情况折减系数可取 0. 9~ 1. 0
1. 2 连梁刚度折减系数
5 高规6 第 5. 2. 1 条 规定, 在内 力与 位移计 算中, 抗震 设 计的 框架 ) 剪力墙或剪力墙 结构 中的 连梁刚 度可 予以折 减。折 减系 数不宜小于 0. 5, 以保 证连梁承受 竖向荷载 的能力。当结 构位移 由风荷载控制时, 连梁刚度折减系数不宜小于 0. 8。
收稿日期: 2007212230 作者简介: 张家琪( 19792 ) , 男, 硕士, 工程师, 重庆大渡口区建设委员会, 重庆 400084
廖维敏( 19752 ) , 男, 讲师, 西南大学园艺园林学院, 重庆 400716 吴雁江( 19792 ) , 男, 工程师, 重庆大学建筑设计研究院, 重庆 400045
的结构自振周期应考 虑非承 重墙 体的刚 度影 响予 以折减。 对于
多孔砖和小型砌块填充墙的框架结构, 7 T 可按表 1 采用; 若填充 墙为轻质墙体或外挂墙板时, 7 T 可取 0. 8~ 0. 9。
表 1 周期折减系数 7 T
7V
7T
无门窗洞 有门窗洞
0. 8~ 1. 0 0. 50( 0. 55) 0. 65( 0. 70)
参考文献: [ 1] GB 5001122001, 建筑抗震设计规范[ S] . [ 2] GB 5001722003, 钢结构设计规范[ S] . [ 3] 章汉东, 罗 周朝, 卢雨乐. 利用 SAP2000 对 某结构 进行 内力
分析[ J] . 山西建筑, 2007, 33( 8) : 89290.
பைடு நூலகம்
s
周期
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
T10
SAP 2000 0. 617 4 0. 311 8 0. 304 5 0. 185 6 0. 174 8 0. 117 3 0. 116 8 0. 086 5 0. 085 2 0. 066 6
通过 动力分 析结果 可知, 考虑地 震后, 地震 力不明显 。采用 CQC 法组合后 地震力很小, 仅为静 力的 0. 4% 。可以 发现如 果不 考虑地 震作用, 对结果影响不大, 最大变形也仅 1. 76 mm, 而根据 GB 5001122001 建筑抗震设 计规范 6 度区大跨度钢结构一 般可以 不考虑抗震, 计算结果亦表明结构是安全可靠的。
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山西 建筑
SHANXI AR CH ITECTUR E
Vol. 34 No. 13 May. 2008
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文章编号: 100926825( 2008) 13200712 02
基于 SAP2000 分析的钢拱结构设计
张家琪 廖维敏 吴雁江
摘 要: 利用有限元软件 SAP2000 对某钢拱结构进行了不同荷载 工况的 静力和 动力分 析, 根 据分析 结果进 行了钢 拱结
2. 3 单元选择
采用 SAP2000 分析时, 上下弦 杆采用 连续 Frame 单 元, 腹杆 采用 Frame 单元。
2. 4 边界条件
钢拱主要靠柱 脚受 力, 故柱脚 必须 采用刚 接柱 脚, 以抵 抗拱 结构受到的水平力, 包括地震作用的水平力。
3 竖向荷载静力计算结果
3. 1 变形分析
钢拱最大变形 在跨 中, 由于只 有荷 载作用 变形 并不 大, 仅为 1. 48 mm, 结构变形成线性。
0. 6~ 0. 7 0. 55(0. 6) 0. 70( 0. 75)
0. 4~ 0. 5 0. 6( 0. 65) 0. 75( 0. 80)
0. 2~ 0. 3 0. 7( 0. 75) 0. 85(0. 90)
注: 1) 7 V 为有砌体填充墙框架榀数与框架总榀数之比。2)无 括号的数值 用于 一片填充墙长 6 m 左右时, 括号的数值用于一片填 充墙长 5 m 左右时。 3) 若为实心砖填充墙时, 按无括号的数值选用。4)对于框架 ) 剪力墙结构, 可
构的截面设计, 并介绍了钢拱结构形式 和节点设计, 进而完成对钢拱结构的设计, 可供结构设计人员参考借鉴。
关键词: 钢拱, 动力和静力分析, 节点设计, 柱脚设计
中图分类号: TU391
文献标识码: A
拱结构主要应 用于 桥梁 结构中, 在 建筑 工程中 应用 较少, 主 要应用于装饰装修中, 如大门等。文中利用 SAP 2000 对钢拱结构 进行不同工况组合的静力分析和动力分析 , 进而 完成对钢 拱结构 的设计。
6 结论和建议
1) 通过对此钢拱结构 的静力与动力分析 可以发现, 采用空间 管桁架构成的拱结构是安全可靠的。
2) 通过 动力分析 可以发 现, 同竖向 荷载而言 , 地 震作用 影响 很小, 几乎可以忽略, 与重庆设防烈度较低有关。