料仓框架计算探讨---应用SATWE软件分析料仓与框架的工同作用---2007.11.28一、问题的提出多排、多列贮仓框架计算中，常常遇到这样的问题：主导专业提来的作用在贮仓上的风载、地震水平力及它们在支座产生的弯矩，如何分配到支承框架上？1、贮仓上的风载、地震水平力要不要输入到下面的框架上？2、支座上的弯矩如何加在框架上？3、将弯矩转换成力偶如何组合？4、在SATWE中力偶自动生成地震质量，本来这力偶不应作为地震质量，应如何处理？5、物料是静载还是活载？6、集中风载如何输入到节点上？看来主要的问题是贮仓上的风载、地震水平力如何输入到下面的框架上，使计算模型更符合实际的结构，下面将过去一般的计算方法作一介绍：二、地震作用的计算1、一般的近似法：将料仓竖向荷载分成多个点作用在料仓的支承梁上。
（注意：至少应均分在四个点上），将料仓重量由于地震产生的弯矩转换成成对的竖向荷载作用在框架梁上。
如下图：料仓重量X向地震产生的弯矩Y向地震产生的弯矩及框架上其它荷载转换成成对的竖向荷载转换成成对的竖向荷载贮仓的地震水平力不下传。
按照几种独立工况分别计算框架：（1）荷载①（2）荷载①的质量产生的地震力（3）荷载②（4）荷载③然后进行各种组合。
对直接支承梁另作附加核算。
使用这种计算方法，在Staad软件中可实现，但对钢筋混凝土梁柱不能实现配筋。
在SATWE中也有自定义工况，但很麻烦。
特别是多排列料仓时，实现起来很困难。
2、方法2贮仓的地震水平力不下传。
将料仓的竖向荷载加在支承梁上，料仓地震产生的水平力在支座处的弯矩化成的竖向荷载同时加在框架梁上（全部向下），用SATWE软件计算，自动组合。
对直接支承梁另作附加核算。
此时弯矩化算成的竖向荷载与料仓自重及物料同时都变成地震质量（在SATWE中，向上、向下的荷载都化算为正质量）。
本来P1、P2不同时产生，P1、P2、-P1、-P2也不产生地震水平力。
按这种方法，柱和基础的荷载将成倍的增大，这种方法不可取。
例：某工程料仓及物料产生的弯矩（支座处）：7857kN-m化算成作用在支点处的力偶: 9821/6.5=1510kNX6.5m化算成作用在框架梁的力偶：9821/8=1227KNX8m。
料仓加物料总重为：4110KN。
如果取框架上四个支点的荷载，地震质量增力4910KN，增加1.2倍。
如果取二个支点的荷载，则地震质量增加60％。
可见用此方法，地震力将大大增加。
柱和基础设计将过份的保守。
3、方法3将料仓作为结构的一部份与料仓框架一起进行整个分析。
（1）优点：结构模型较为真实，不必将作用在料仓上风载、地震力化算成力偶作用在框架上，造成荷载和地震质量的重复输入，荷载组合混乱。
（2）问题：如何将料仓支承在周边梁或若干个支点上？在SATWE中如何输入作用在料仓上的风载？（3）解决的办法：①将料仓按仓壁的厚度分成若干段。
②每一段是一根柱，截面是圆管。
料仓变成连续的钢管柱。
③通过料仓的支承梁的支承点（一般取4点），建立刚性梁，其交叉点就是钢管柱的（料仓）的固定点。
钢管柱与刚性梁固结。
④刚性梁在与刚性支撑梁交点处，指定为铰接。
通过以上几个步骤，实现了将料仓底刚接到刚性梁上，相当于有了刚性底盘，通过刚性底盘与支撑梁连接。
⑤将物料按柱段计算出重量，作用在每段柱的柱顶。
⑥计算出每段风载，用特殊风载组输入到每根柱的顶部。
生成的计算模型如下。
料仓物料荷载料仓Y向风荷载料仓X向风荷载⑦在SATWE下选择设计参数，应注意下面几个地震信息：考虑偶然偏心计算振型个数活荷质量折减系数周期折减系数结构的阻尼比荷载组合：活荷载组合系数ΨL、活载重力代表值系数γEG活荷载质量折减系数γ----计算间据周期和地震力活载重力代表值系数γEG----只在有地震组合中对活载作用进行折减 活荷载组合系数ΨL----有多组活载和风载作用组合时折减4、例1（1）某工程自然条件：地震设防烈度8度，Ⅰ组，加速度 0.2g，场地土类别Ⅲ类。
风载：基本风压：W0＝ 0.55kN/m2 地面粗糙度B 类。
（2）设备：料仓直径 6.5m ，重高（支座至仓顶）：21m，操作容积： 700m3设备净重： 26000kg，操作质量：700x550x26000=411000kg=4110kN 设备材质：碳钢截面特性: 段号长度(m) 壁厚(mm)1 2.6 242 5.6 223 4.6 164 3.2 125 4.8 10（3）荷载贮仓顶平台自重及操作荷载：3.5kN/m2化成集中力：W=100kNEL10.000操作荷载: 5kN/m2物料化成作用在节点的集中力：W1=4110/21 *2.6= 509 kNW2=4110/21 *5.6= 1096 kNW3=4110/21 *4.8= 939 kNW4=4110/21 *3.2= 626 kNW5=4110/21 *4.8= 939 kN物料荷载工况 (a) 作为恒载工况 (b) 作为活载（活荷载质量折减系数γ取1，γEG 取1）不计算风载料仓自重和梁、柱自重程序自动计算（4）框架尺寸及计算简图见下图：（5）设计参数(工况a)总信息 ..............................................结构材料信息: 钢砼结构混凝土容重(kN/m3): Gc = 25.00钢材容重(kN/m3): Gs = 78.00水平力的夹角(Rad): ARF = 0.00地下室层数: MBASE= 0竖向荷载计算信息: 不模拟施工加荷计算方式风荷载计算信息: 不计算风荷载地震力计算信息: 计算X,Y两个方向的地震力特殊荷载计算信息: 不计算结构类别: 框架结构是否对全楼强制采用刚性楼板假定否风荷载信息 ..........................................修正后的基本风压(kN/m2): WO = 0.55地面粗糙程度: B 类结构基本周期（秒）: T1 = 1.00体形变化分段数: MPART= 1各段最高层号: NSTi = 7各段体形系数: USi = 1.30地震信息 ............................................振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联) CQC计算振型数: NMODE= 20地震烈度: NAF = 8.00场地类别: KD = 3设计地震分组: 一组特征周期 TG = 0.45多遇地震影响系数最大值 Rmax1 = 0.16罕遇地震影响系数最大值 Rmax2 = 0.90 框架的抗震等级: NF = 3 剪力墙的抗震等级: NW = 3 活荷质量折减系数: RMC = 0.50 周期折减系数: TC = 1.00 结构的阻尼比(%): DAMP = 5.0 是否考虑偶然偏心: 否是否考虑双向地震扭转效应: 否斜交抗侧力构件方向的附加地震数= 0 活荷载信息 ..........................................考虑活荷不利布置的层数从第 1 到7层柱、墙活荷载是否折减不折算传到基础的活荷载是否折减不折算调整信息 ........................................中梁刚度增大系数：BK = 1.00 梁端弯矩调幅系数：BT = 1.00 梁设计弯矩增大系数： BM = 1.00 连梁刚度折减系数：BLZ = 0.70 梁扭矩折减系数：TB = 0.40 全楼地震力放大系数： RSF = 1.00 配筋信息 ........................................梁主筋强度 (N/mm2): IB = 360 柱主筋强度 (N/mm2): IC = 360 墙主筋强度 (N/mm2): IW = 210 梁箍筋强度 (N/mm2): JB = 210 柱箍筋强度 (N/mm2): JC = 210 墙分布筋强度 (N/mm2): JWH = 210 梁箍筋最大间距 (mm): SB = 100.00柱箍筋最大间距 (mm): SC = 100.00 设计信息 ........................................结构重要性系数: RWO = 1.00 柱计算长度计算原则: 有侧移梁柱重叠部分简化: 不作为刚域是否考虑 P-Delt 效应：否柱配筋计算原则: 按单偏压计算钢构件截面净毛面积比: RN = 0.85 梁保护层厚度 (mm): BCB = 30.00 柱保护层厚度(mm): ACA = 30.00 是否按砼规范(7.3.11-3)计算砼柱计算长度系数: 是荷载组合信息 ........................................恒载分项系数: CDEAD= 1.20 活载分项系数: CLIVE= 1.40 风荷载分项系数: CWIND= 1.40 水平地震力分项系数: CEA_H= 1.30 竖向地震力分项系数: CEA_V= 0.50 特殊荷载分项系数: CSPY = 0.00 活荷载的组合系数: CD_L = 0.70 风荷载的组合系数: CD_W = 0.60 活荷载的重力荷载代表值系数: CEA_L = 0.505、计算结果分析：（1） 振型与参振质量。
WZQ.OUT振型号周期转角平动系数 (X+Y) 扭转系数1 0.7456 87.80 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.002 0.7163 177.92 1.00 ( 1.00+0.00 ) 0.003 0.6045 115.12 0.00 ( 0.00+0.00 ) 1.004 0.4686 90.00 0.00 ( 0.00+0.00 ) 1.005 0.4539 0.00 0.00 ( 0.00+0.00 ) 1.006 0.4526 179.95 0.00 ( 0.00+0.00 ) 1.007 0.4488 90.00 0.00 ( 0.00+0.00 ) 1.00第一振型为y向平动第二振型为x向平动第三振型为扭转振型 1 的地震力-------------------------------------------------------Floor Tower F-x-x F-x-y F-x-t(kN) (kN) (kN-m)7 1 0.86 23.82 -1.276 1 1.22 33.57 -1.805 1 1.24 33.68 -1.814 1 1.52 40.66 -2.203 1 1.02 26.63 -1.462 1 1.86 47.87 -3.521 1 0.22 5.74 -0.52振型 2 的地震力-------------------------------------------------------Floor Tower F-x-x F-x-y F-x-t(kN) (kN) (kN-m) 7 1 645.25 -25.14 17.85 6 1 915.18 -35.17 25.09 5 1 922.94 -35.09 25.13 4 1 1124.81 -41.97 30.25 3 1 747.41 -27.14 19.76 2 1 1354.91 -48.47 47.65 1 1 162.84 -5.81 6.99振型 3 的地震力-------------------------------------------------------Floor Tower F-x-x F-x-y F-x-t(kN) (kN) (kN-m)7 1 0.01 -0.01 -20.986 1 0.01 -0.02 -28.495 1 0.01 -0.02 -27.764 1 0.01 -0.02 -31.813 1 0.01 -0.01 -19.372 1 0.01 -0.02 -44.901 1 0.00 0.00 -6.59振型 4 的地震力-------------------------------------------------------Floor Tower F-x-x F-x-y F-x-t(kN) (kN) (kN-m)7 1 0.00 0.00 0.006 1 0.00 0.00 0.005 1 0.00 0.00 0.004 1 0.00 0.00 0.003 1 0.00 0.00 0.002 1 0.00 0.00 0.001 1 0.00 0.00 0.00x向地震振型基底总剪力y地震 1 5933.882 6162.50 17 286.789 24.6219 225.18有效质量系数：98.39% 有效质量系数：98.4％Staad计算列出了每振型的质量参与系数。