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标题: STRAT实例--江苏某佛塔工程计算、设计 [打印本页]

作者: 银土木    时间: 2011-4-18 09:30     标题: STRAT实例--江苏某佛塔工程计算、设计

STRAT软件完成了江苏一复杂工程设计。该工程涉及到倾斜剪力墙、复杂坡屋面、大跨度现浇空心板楼盖等多种特殊问题。这些问题中的任何一个对于工程师而言都是很头痛的问题,更何况集中了诸多问题在一个工程之中。设计院多方寻求合适的分析软件,曾一度尝试国外一些软件。但最终,还是在我们的协助之下,利用STRAT软件很好的解决了这些问题,完成结构设计。
      该工程共16层,层高4.8m~6m,总高87.25米,框架-剪力墙结构。工程特殊性在于,位于结构四角的剪力墙,随着建筑里面内收成为倾斜墙体(见结构模型图)。一些二维建模软件,虽然采取一些变通的处理措施,能够输入斜柱,但对于斜墙便一筹莫展了。该结构中间抽柱,形成大跨度空间。最大跨度16m´26m,上部随结构立面内收稍有减小。大跨度空间采用现浇空心板楼盖,占结构楼面的3/5。此外,结构顶部双向内收,形成歇山式坡屋顶。由于下部存在大空间,坡屋面内部构造非常复杂。
      利用STRAT软件二维三维结合的功能,2个小时内完成了初步的建模,显示了STRAT软件强大的图形功能。其中对其它软件而言无法解决的倾斜剪力墙的,在STRAT中很轻松、容易地得到了解决。
      对于大跨度现浇空心板楼盖,采用STRAT特有的细分板单元分析模型分析。利用STRAT专门的空心板楼盖建模方法,虽然各层平面不同需要分别建模,同样很快建成精确分析模型。
      复杂坡屋面的建模,完全依赖三维图形功能。在STRAT软件中,大量的空间斜杆的定位、相交,都可以利用软件的空间图形计算功能自动实现,而不需要如其他国外通用软件一样,需要计算空间定位点,或者需要从AutoCAD导入。这种复杂的坡屋面,在STRAT中同样很容易地得到处理,不做任何简化,包括檐口处的变截面挑梁,包括坡屋面楼板(见模型图)。

      该工程不但外形、构成复杂,其受力也具有典型性。经过STRAT不做简化的三维模型计算,发现顶层坡屋面下的立柱(见模型图),轴力均为受拉——即坡屋面吊起了下部楼层。这反映了空间坡屋面,尤其是平面内刚度极大的坡屋面板,在三维空间结构受力中的重要作用。也由此可见,坡屋面结构不能简化计算,简化会导致完全相反的结果。

      由于工程的复杂性,设计院也用ETABS计算。计算结果发现,很多楼层连梁超筋。情况反馈到我们这里,我们判断这样的长连梁(5m长)、在这类框-剪结构不可能超筋,并且STRAT计算也没有超筋,要求设计院与ETABS开发人员联系。经联系后才了解到ETABS并不能够计算倾斜剪力墙,其计算结果是错误的。
      设计院也委托高校老师用SAP2000计算该工程,计算模型见附图。从图中可看出,SAP2000的模型非常粗略,坡屋面做了很多的简化。大跨度现浇空心板楼盖,只用简单的大板模型,其作用相当于普通的弹性楼板。完全不能够真实计算大板的受力、得出配筋,也不能反映大板对结构侧向刚度的贡献。

      反观STRAT软件的处理结果,不但能够真实建模、计算,而且绘制出全部施工图,普通梁、柱、楼板之外,对倾斜墙体也能完全正确地出图,体现了STRAT软件强大的适应性。尤其是大跨度空心板,STRAT绘制几乎完美的施工图,这是当前其他软件都不具备的。

       由这个特殊工程可看出,STRAT不但功能强大,适应性强,而且对工程处理到位——这些都是当前国外一些软件所不能达到的。

整体模型图

内部详细结构

屋顶结构
(不做任何简化的坡屋面模型,包括檐口处的变截面梁)

屋顶切面图

有楼板的屋面内力值
(明显可以看出屋面楼板对整个结构的影响,使顶层柱出现受拉。主要原因是:坡屋面楼板形成刚度极大的锥形穹顶,直接将荷载传到四角剪力墙上。)

屋楼板的屋面内力值

空心板肋梁施工图

柱位图(包括倾斜墙体的暗柱)

梁施工图

柱施工图(包括外侧倾斜柱)

暗柱施工图(外侧倾斜墙体)

普通楼板施工图

SAP2000的模型(简化了坡屋面构造,大跨度现浇空心板仅用普通大板模拟)
作者: 银土木    时间: 2011-4-18 09:33

整体模型图
三维显示

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作者: 银土木    时间: 2011-4-18 09:43

整体模型
三维显示2

附件: zt.jpg (2011-4-18 09:43, 101.14 K) / 下载次数 0
http://okok.org/attachment.php?aid=132150
作者: 银土木    时间: 2011-4-18 09:45

屋顶结构
(不做任何简化的坡屋面模型,包括檐口处的变截面梁)

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作者: 银土木    时间: 2011-4-18 09:47

屋顶切面图
内部详细构造

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作者: 银土木    时间: 2011-4-18 09:48

有楼板的屋面竖向构件内力值
(明显可以看出屋面楼板对整个结构的影响,使顶层柱出现受拉。主要原因是:坡屋面楼板形成刚度极大的锥形穹顶,直接将荷载传到四角剪力墙上。)

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作者: 银土木    时间: 2011-4-18 09:50

无屋面板的屋面竖向构件内力值

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http://okok.org/attachment.php?aid=132154
作者: 银土木    时间: 2011-4-18 09:52

空心板肋梁施工图
程序自动生成

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http://okok.org/attachment.php?aid=132155
作者: 银土木    时间: 2011-4-18 09:53

柱位图(包括倾斜墙体的暗柱)

附件: 柱平面位置.jpg (2011-4-18 09:53, 16.29 K) / 下载次数 0
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作者: 银土木    时间: 2011-4-18 09:54

梁施工图
(包括空心板部分的暗梁)

附件: 梁图.jpg (2011-4-18 09:54, 44.86 K) / 下载次数 0
http://okok.org/attachment.php?aid=132157
作者: 银土木    时间: 2011-4-18 09:56

柱施工图(包括外侧倾斜柱)

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http://okok.org/attachment.php?aid=132158
作者: 银土木    时间: 2011-4-18 09:57

暗柱施工图(外侧倾斜墙体)

附件: 暗柱详图.jpg (2011-4-18 09:57, 17.3 K) / 下载次数 0
http://okok.org/attachment.php?aid=132159
作者: 银土木    时间: 2011-4-18 10:01

普通楼板施工图(程序生成)

附件: 楼板.jpg (2011-4-18 10:01, 41.29 K) / 下载次数 0
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作者: 银土木    时间: 2011-4-18 10:04

SAP2000的模型
(简化了坡屋面构造,大跨度现浇空心板仅用普通大板模拟)

附件: sapzt.jpg (2011-4-18 10:04, 32.5 K) / 下载次数 0
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作者: 银土木    时间: 2011-4-18 10:06

sap模型俯视图,可以看出屋面板及楼层大板的简化

附件: sap2.jpg (2011-4-18 10:06, 35.09 K) / 下载次数 0
http://okok.org/attachment.php?aid=132162
作者: flurry    时间: 2011-4-18 10:19     标题: STRAT软件完成2010版抗震规范GB50011的更新

为了配合开始实施的新抗震设计规范,佳构STRAT软件在紧张开展V5.0开发的同时,组织人力,研究新规范,更新软件相关内容。在很短的时间之内,完成软件各模块的更新。如此同时,STRAT软件相应的功能也作了完善、升级。
    在新规范更新的同时,老规范的仍然保留(见图1)。在短期内,用户可以选择采用的规范类型。
    更新后的新规范内容,将随即将发布的STRAT V5.0软件一起发布。

    总体而言,本次《抗震规范》更新涉及的范围不大,软件更新投入的工作有限。从维护用户的利益出发,上海佳构公司决定,STRAT 软件不因为规范更新而升级收费。STRAT V5.0版本,在同等功能的情况下,将完全免费升级。


与STRAT软件现有功能相应的新规范更新内容如下:

    1、地震反应谱方向数,由4个增加到20。(系软件功能更新)
    2、增加地震影响系数增大倍数选项(抗规4.1.8条)。该条2001版抗规也有,本次更新包含了该选项,对山区的工程是个实用的功能。
    3、抗规5.1.4条:水平地震影响系数,I0/I1类场地类别的特征周期。
    4、抗规5.1.5条:反应谱曲线的有关阻尼系数的调整。
    5、抗规5.2.3条:偶联系数计算公式的调整
    6、抗规5.2.5条:6度、9度抗震是楼层最小地震剪力系数的调整。
    7、抗规5.3.4条:增加竖向地震反应谱计算,及相应的荷载组合、构件验算功能。
    这是本次规范的一个重要调整。此前的竖向地震力的计算,直接与结构重力荷载相关。对于日渐增多的大跨度结构、超高层结构,这种方法明显过于粗略。
    STRAT软件原本就有计算竖向振型的功能,即Strat模块中选择“计算竖向(Z向)振型”项。但由于没有相关的规范规定,计算得到的竖向振型(或振型的竖向分量),并没有用于最终的地震反应谱内力。
    更新后的STRAT软件,在计算水平地震反应谱的同时,可以选择计算竖向地震反应谱。竖向地震反应谱计算得到单独的内力、位移,并参予结构和构件的验算。有了更为精确、可靠的竖向地震反应谱方法,对于大跨度、超高层结构,我们建议都选择计算。
    STRAT原有的根据重力确定竖向地震力的方法,仍然保留,用户可以选择使用。但一旦选择计算竖向地震反应谱,原有的方法将不被使用。

    8、抗规5.4.1条:在水平地震+竖向地震组合中,增加竖向地震1.3/-1.3、水平地震(0.5/-0.5)的组别。
    竖向地震的组合系数,在原有根据重力计算时,由于竖向地震力与重力产生的内力总是同号的,因此荷载组合系数只需要正值(+0.5/+1.3)。
    当采用竖向地震反应谱后,竖向地震力不再与重力荷载内力成比例,因此荷载组合系数也需要同时包含正、负值(+0.5/-0.5;+1.3/-1.3)。本次更新也体现了这一点。

    9、抗规5.4.2条:钢构件承载力抗震调整系数调整为强度0.75/稳定0.80。
    10、抗规5.5.1条:钢结构的侧移限值改为 1/250.
    11、抗规6.1.2条:多高层混凝土结构抗震等级表的调整。
    12、抗规6.1.10条:底部加强层的高度由1/8改为1/10。
    13、抗规6.3.6条:柱轴压比最大容许值的调整。
    14、抗规6.3.7条:柱最小纵筋配筋率的调整。
    15、抗规6.3.9条:柱箍筋加密区最小配箍特征值的调整,增加四级抗震等级的项。
    16、抗规6.4.2条:抗震墙重力荷载代表值下的最大容许轴压比调整。
    17、抗规6.4.5条:约束、构造边缘构件的判别标准,约束边缘构件范围与墙截面长度的关系,增加约束边缘构件的纵筋配筋率要求,等系列调整。
    18、抗规8.1.3条:多高层钢结构抗震等级。STRAT/Archi能自动判别结构的抗震等级,该项功能现在增加了对钢框架、钢框撑、钢框筒结构的抗震等级的自动判别。
    19、抗规8.2.3条:偏心支撑关联构件的内力调整系数的最小值,由原来的根据抗震等级设定,改为根据抗震等级设定。
    Archi中相应功能调整:原来的设定系数,由程序初步判断,但显示出来,由用户最终设定。现在改为完全由程序内部设定。


    我们需注意到,一类工程的设计,需要牵涉多部规范。如高层混凝土结构,在《抗震规范》、《混凝土规范》、《高层规程》等都有约定,部分内容不完全一致(如高规中的B类结构,这次抗规仍未涉及)。软件的相应功能,实际是综合多个规范的结果。我们将密切关注后续新规范、规程的发布,即时作出更新、调整。




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