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(1)框架中柱的轴力,模拟施工加载3的计算结果比模拟施工加载1的稍大,增大量在5%的范围内。
(2)框架角柱的弯矩,模拟施工加载3的计算结果比模拟施工加载1的大,而且增大较多,有的甚至是2倍的关系。
(3)框架梁的弯矩,模拟施工加载3的计算结果也比模拟施工加载1的要大,通常增大量在10%以内。
因此,在进行结构整体计算时,如条件许可,应优先选择模拟施工加载3来进行结构的竖向荷载计算,以保证结构的安全。模拟施工加载3还能改善框架…剪力墙类结构传给基础的荷载的合理性。模拟施工加载3的缺点是计算工作量大。
强调采用模拟施工加载3进行结构竖向荷载计算,并不是说对于所有的结构,都可以采用模拟施工加载3。例如长悬臂结构,当采用悬吊脚手架施工时,采用一次性加载的方法更符合实际情况
这几天搞到了PKPM技术支持赵兵的SATWE讲座录音,学习了下。其中,关于模拟施工加载的问题,有一些体会:
1、模拟施工1的得来实际是历史原因,由于最准确的模拟施工3的计算方法(分层形成结构刚度矩阵,分层施加恒载)将导致计算量大幅度增加,当时的计算机水平(录音中说是开发的时候还用得486的CPU)是无法承受的,所以才提出了模拟施工1的方法(直接形成所有楼层的结构总纲,荷载分层施加)。所以,模拟1是一种减小计算机资源的无奈近似方法,其准确性本身就存在疑问。赵兵也说了,随着计算机水平的提高,模拟施工1的方法会逐渐退出历史舞台。
2、赵兵还指出,他在实际工程中基本采用模拟3和一次性加载两种方法,对于方案阶段采用一次性加载,因为这种方法计算速度比较快;而在内力配筋计算则采用模拟施工3的方法,且采用VSS稀疏向量求解器以加快计算速度。
wuming71 wrote:
用不同时刻的最大包络弯矩来计算梁配筋是没有任何问题的,问题在于强柱弱梁验算时不平衡弯矩取的是什么时候的弯矩,因为两侧梁端弯矩都为最大时,不平衡弯矩不一定是最大。我认为强柱弱梁验算应该取最后全部加载完成后的弯 。。。
十分感谢wuming71兄的热情讨论。
我是这样理解的:如果SATWE对模拟施工加载1的计算给出的梁、柱弯矩图是针对不同时刻的弯矩包络图,那么柱端弯矩之和也应当与梁端弯矩平衡。
设想这样一个数学模型:梁端弯矩max{Mb(ti);i=1;2;3。。。。}为所有ti时刻的梁端弯矩包络值;柱端弯矩max{Mc(ti);i=1;2;3。。。}为所有ti时刻的柱端弯矩包络值。在任意时刻ti,根据平衡方程,总会有Mb(ti)=Mc(ti)。也就是说,对于所有时刻ti的梁柱弯矩的包络值,最后总会相等。
现在的情况是,柱端弯矩在所有时刻的包络值要小于梁端弯矩,那么这就说明了所有时刻ti(i=1;2;3。。。)的柱端弯矩最大值要小于所有时刻ti(i=1;2;3。。。)的梁端弯矩最大值;也就是说,当梁端弯矩取最大值时候,找不到与之能平衡的相同时刻的柱弯矩值。这反而说明了,SATWE给出的结果仍然不平衡!其实也不用说得那么复杂,找个弯矩包络曲线来看,梁端弯矩的包络值必然会与柱端弯矩的包络值相等。
强柱弱梁验算这块,主要还是柱端弯矩放大系数的调整问题,SATWE根据抗规6。2。2条,先将各荷载作用效应(恒载、活载、风荷载、地震作用)的标准内力进行组合,如果有地震作用参与,则将荷载组合后得到的柱端弯矩值乘以柱端弯矩增大系数,再进行柱配筋设计。
但我发现,如果按照抗规的按实配钢筋反算梁抗弯承载力时,很容易出现柱端设计弯矩不满足要求的情况;这主要还是弹性结构计算得到的弯矩值,与实配钢筋的截面抗弯承载力之间差距导致。这个问题,我会稍后会做进一步讨论。
总而言之,SATWE用不平衡的梁柱节点弯矩,其中柱端弯矩之和明显较梁端弯矩之和偏小很多的内力再进行柱配筋设计,这确实很可能给“强梁弱柱”埋下隐患。
还需要说明的是,模拟施工加载3应该是最精确的方法,计算表明,模拟施工加载3的节点弯矩就平衡了。那么,是否说明模拟施工1的计算方法存在缺陷呢?当然,这个具体的计算理论我并不清楚,还望大家指点。