SATWE程序運(yùn)算中注意事項(xiàng)三則.doc

SATWE程序運(yùn)算中注意事項(xiàng)三則1. 剪力墻邊緣構(gòu)件的縱向鋼筋計(jì)算問題前不久，在一個(gè)框剪結(jié)構(gòu)的工程計(jì)算中發(fā)現(xiàn)：正交剪力墻處的柱，在計(jì)算模型中輸入與不輸入該柱，對(duì)該處邊緣構(gòu)件中的縱向鋼筋量有較大的影響，且其結(jié)果有些難于解釋。實(shí)際輸出結(jié)果是，同樣位置邊緣構(gòu)件中的縱向鋼筋配筋量，帶柱模型的計(jì)算結(jié)果大，不帶柱模型的計(jì)算結(jié)果反而小，且差距相當(dāng)大。這種計(jì)算結(jié)果顯然是不可接受的。在對(duì)輸出數(shù)據(jù)仔細(xì)觀察后，我做了一個(gè)猜測(cè)：程序編制人很可能是將柱的全部縱筋、兩個(gè)方向剪力墻在此相交處的端部縱筋都加在一起作為程序中“墻邊緣構(gòu)件簡(jiǎn)圖”上的縱筋值。為此，我們專門咨詢了PKPM的編程人員，他們承認(rèn)是按這種思路編程的?？陀^上，地震作用的計(jì)算是按X、Y方向分別計(jì)算的。按理說，邊緣構(gòu)件的縱筋值應(yīng)該是按兩個(gè)方向分別計(jì)算后，取兩次計(jì)算結(jié)果的最大值。但這樣做在程序編寫上有一些困難，現(xiàn)在已知PKPM的實(shí)際編程中并沒有這樣做。PKPM的編程方，已經(jīng)接受了我們的意見，并對(duì)軟件作了補(bǔ)充修改。這些修改已經(jīng)具體反映在SATWE中，因?yàn)槭窃诟邔映绦蛑胁艜?huì)出現(xiàn)的問題，所以在SAT8中沒有體現(xiàn)。軟件修改的具體情況介紹如下：在實(shí)際算題運(yùn)算結(jié)束后，SATWE菜單的“4. 分析結(jié)果圖形文本顯示”菜單中，“3. 梁彈性撓度、柱軸壓比、墻邊緣構(gòu)件簡(jiǎn)圖”的內(nèi)容沒有修改，邊緣構(gòu)件中的配筋也沒有改變；在菜單中另外補(bǔ)充增加了一項(xiàng)“15. 剪力墻組合配筋修改及驗(yàn)算” ，點(diǎn)取該菜單項(xiàng)后可以驗(yàn)算所關(guān)心部位的邊緣構(gòu)件的縱向配筋。值得注意的是，這種修改只是一個(gè)變通的辦法，而不是嚴(yán)格使用兩個(gè)方向的運(yùn)算結(jié)果，因?yàn)槿绻菢幼觯绦虻男薷墓ぷ髁繒?huì)很大。我們理解從應(yīng)用方面來看，這還是一種可以接受的思路。因?yàn)閷?duì)于沿X、Y方向正交的剪力墻來說，既能減少配筋量又偏于安全。但須注意，對(duì)于斜交的剪力墻，因?yàn)殡y于決斷哪一部分剪力墻的縱筋可以舍棄，情況會(huì)比較復(fù)雜，實(shí)際工程中確定配筋時(shí)還是應(yīng)該謹(jǐn)慎對(duì)待。2. 鋼筋混凝土梁的裂縫計(jì)算問題近來，實(shí)際工程的計(jì)算中，多次發(fā)現(xiàn)在鋼筋混凝土梁支座處的裂縫計(jì)算中，PKPM的裂縫寬度計(jì)算值普遍小于用其它軟件(例如Morgain)的裂縫寬度計(jì)算值。在咨詢PKPM工程部后仍不得要領(lǐng)。我懷疑是在PKPM軟件的編程中可能已經(jīng)考慮了在梁的負(fù)彎矩區(qū)樓板受拉的有利作用，參見GB 500102002第8.1.2條中與te相關(guān)的有效受拉混凝土截面面積Ate的計(jì)算公式。為此我們?cè)O(shè)法在電話上取得了與編程人的直接聯(lián)系，交談開始時(shí)編程人也說他們沒有考慮受拉區(qū)樓板的有利作用。但在深入探討之后，編程人才打開了源程序檢查，終于發(fā)現(xiàn)在程序中對(duì)于梁的負(fù)彎矩裂縫計(jì)算，確實(shí)是已經(jīng)考慮了位于受拉區(qū)樓板的有利作用。我們已知，另外一些軟件一般均沒有考慮位于受拉區(qū)樓板的有利作用，這樣，裂縫寬度計(jì)算值在不同軟件之間的差異就有了合理的解釋。如果設(shè)計(jì)人還不放心，可以人工復(fù)核，因?yàn)榱芽p計(jì)算的公式并不太復(fù)雜，復(fù)核也是可行的。復(fù)核時(shí)需要知道板寬的具體取值，在當(dāng)前的PKPM程序中，中間梁受拉區(qū)翼緣寬度的取值為12倍板厚，邊梁受拉區(qū)翼緣寬度的取值為5倍板厚。3. 鋼筋混凝土懸臂梁的撓度計(jì)算問題3.1. PKPM軟件缺少計(jì)算懸臂梁撓度的功能現(xiàn)階段的PKPM軟件中，實(shí)際上沒有解決鋼筋混凝土懸臂梁的撓度計(jì)算問題。在撓度計(jì)算中，雖然有調(diào)整支座的功能，但僅中間支座可以調(diào)整，無法將端支座調(diào)整為懸空狀態(tài)。這樣，就無法計(jì)算懸臂端的撓度。3.2. 人工復(fù)核求懸臂梁撓度的近似方案將多跨連續(xù)梁的懸臂端簡(jiǎn)化為單跨懸臂梁，根據(jù)準(zhǔn)永久值中的恒荷載與活荷載的實(shí)際情況，按照靜力手冊(cè)中的計(jì)算公式，求懸臂端的撓度。但要將公式中的E I替換成GB 500102002第8.2.2條中的長(zhǎng)期剛度B 。為了求得B還要知道Mk、Mq、As等各項(xiàng)參數(shù)。如果懸臂梁的根部是固定端，則上述替代方案的計(jì)算結(jié)果是滿足規(guī)范要求的。如果懸臂梁是連續(xù)梁的懸臂端，由于梁的根部有轉(zhuǎn)角，會(huì)出現(xiàn)附加撓度，產(chǎn)生計(jì)算誤差。影響梁轉(zhuǎn)角大小的因素較多，有利的方面與不利的方面都有。例如，當(dāng)與懸臂端相鄰的連續(xù)梁跨度比懸臂跨本身的跨度大得較多時(shí)，就有不利和有利兩方面的影響。不利的方面是，與懸臂跨相鄰的梁跨線剛度相對(duì)較小，使得懸臂梁根部的固定程度減弱，在僅考慮懸臂梁上荷載時(shí)，按懸臂梁計(jì)算的撓度偏小；有利的方面是，由于相鄰跨較長(zhǎng)，在恒荷載作用下，節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角使得按懸臂梁計(jì)算的撓度偏大?？梢?，這部分懸臂梁撓度的計(jì)算實(shí)際上只能起到一個(gè)參考的作用。為了保險(xiǎn)起見，當(dāng)撓度控制有疑問時(shí)，可采取將梁的懸臂端起拱的辦法來保證撓度控制在規(guī)范容許的范圍內(nèi)。3.3. 利用計(jì)算程序的中間結(jié)果間接求算懸臂梁撓度的方法在PKPM軟件中，也能尋求一種基本滿足規(guī)范要求的懸臂梁撓度的計(jì)算方法，只是做起來有些麻煩。辦法是，在進(jìn)入“結(jié)構(gòu)內(nèi)力、配筋計(jì)算”菜單時(shí)，對(duì)“位移輸出方式”選擇“詳細(xì)輸出”項(xiàng)。然后，進(jìn)入“分析結(jié)果圖形和文本顯示”中的“文本文件輸出”上的“結(jié)構(gòu)位移”項(xiàng)?？h查找要計(jì)算撓度的懸臂梁所在層上的兩端的節(jié)點(diǎn)號(hào)，在結(jié)構(gòu)位移文件中可以查到懸臂梁根部節(jié)點(diǎn)和端部節(jié)點(diǎn)的豎向( Z方向) 位移值。這里所關(guān)心的是，“豎向恒載作用下的節(jié)點(diǎn)位移”和“豎向活載作用下的節(jié)點(diǎn)位移” 。因?yàn)轵?yàn)算撓度時(shí)，采用的是荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，無需分項(xiàng)系數(shù)，所以恒載與活載的位移應(yīng)直接相加。對(duì)于懸臂梁根部節(jié)點(diǎn)和端部節(jié)點(diǎn)相加后的位移值，求其差值，即得該懸臂梁的彈性撓度值fe 。注意，在程序中該彈性撓度值對(duì)應(yīng)梁的彈性剛度是。式中的I是矩形梁的慣性矩，Ec是混凝土的彈性模量，bk在SATWE中，對(duì)于中間梁是中梁剛度放大系數(shù)Bk，對(duì)于邊梁是 (1+Bk) / 2 。根據(jù)GB 500102002第8.2.1條的規(guī)定，“受彎構(gòu)件在正常使用極限狀態(tài)下的撓度，可根據(jù)構(gòu)件的剛度用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算” 。這里所說的剛度是“考慮荷載長(zhǎng)期作用影響的剛度B” 。按照規(guī)范中的公式(8.2.31)計(jì)算短期剛度Bs，再按照規(guī)范中的公式(8.2.2)計(jì)算長(zhǎng)期剛度B 。最后可得懸臂梁的撓度。需要指出的是，程序中只給出了滿布活荷載的豎向位移，沒有給出最不利活荷載作用