关于体育馆等大跨单层空旷类房屋的建模和计算的心得.docVIP

关于体育馆等大跨单层空旷类房屋的建模及计算的心得 2009.02.23 大跨单层空旷类房屋的电算方法，我们以往仅仅将网架部分按普通屋面输入或者手算一下荷载加至周边梁上，出图时按经验做适当放大，而对于程序的计算结果是否合理，似乎未作深入研究。 某小学综合楼项目为单层体育馆，乙类建筑，结构安全等级为二级，房屋高度15.150m，屋顶采用钢网架，是典型的单层空旷房屋。关于此类结构按照PKPM-tat说明书的说法，应将屋面节点定义为弹性节点，但具体如何建模且对计算结果如何控制并未详细说明，而且建模时发现当按屋面楼板开大洞时，程序已自动将节点默认为弹性节点，似乎没必要单独定义。根据相关资料，大概有以下一些措施： 一.PKPM 软件咨询专家赵滨、赵兵、刘民易： 1.是首先在PMCAD 中对主体结构进行建模，然后在SPASCAD 中直接对网架进行建模，将二者进行拼装后??力PMSAP 软件进行计算分析（这种方法限于实际条件，本工程未采用）。 2.是将网架按照节点最大竖向位移近似相等的方法将网架等代为钢梁，但这种方法也是首先要知道网架刚度，设计人员可以要求网架公司提供。 二.2008年第三期PKPK新天地咨询台提到设计院常用计算方法： 1.假设网架部分完全刚性，按刚性板假定进行设计 2.忽略网架部分刚度，按屋顶开洞口计算 3.将网架部分按照一定的规则等代为钢梁，来近似考虑网架的刚度进行整体设计。 经反复建模计算比较，决定采用将网架等代为钢梁的方法，按照网架规范JGJ7-91第2.0.17条，屋面容许挠度为L/250,本工程短向跨度29.7m，规范允许的最大挠度值为118.8mm,按正放四角锥网架弦杆间距的一般要求，将钢梁间距设定为2.5m，经重复调整钢梁截面得到最大挠度值为95.66，接近规范限值，且依据本工程结构特点，水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值比例较大，应按砼规范(7.3.11-3)计算砼柱计算长度系数；经计算，此时结构层间位移角最大1/857，满足规范要求。 计算时的问题：振型数一直不满足，直至增加至72个，有效质量系数才达到93%，振型数如此多的原因，按2008年第六期PKPK新天地咨询台的说法，是由于楼板开洞太多所致，结构可能有局部震动，推荐方法是尽量改善结构刚度，直至满足。 因此，我们认为本工程虽然结果已经满足要求，但似乎应添加一些抗侧力构件如剪力墙改善结构刚度方更加合理，具体留待以后再深入研究。下面附上主要计算结果，以供以后研究和参考。 抗倾覆验算结果: 抗倾覆弯矩Mr 倾覆弯矩Mov 比值Mr/Mov 零应力区(%) X风荷载 301632.4 4200.3 71.81 0.00 Y风荷载 407921.9 3270.9 124.71 0.00 X 地 震 301632.4 13618.2 22.15 0.00 Y 地 震 407921.9 16528.1 24.68 0.00 结构整体稳定验算结果: 层号 X向刚度 Y向刚度 层高 上部重量 X刚重比 Y刚重比 1 0.118E+07 0.164E+07 3.50 19151. 214.87 300.08 2 0.458E+06 0.663E+06 3.60 14299. 115.26 166.97 3 0.317E+06 0.439E+06 4.00 10169. 124.74 172.79 4 0.336E+06 0.498E+06 3.00 6308. 159.84 236.68 5 0.358E+06 0.568E+06 1.80 3093. 208.63 330.45 该结构刚重比Di*Hi/Gi大于10,能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算 该结构刚重比Di*Hi/Gi大于20,可以不考虑重力二阶效应 考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭转系数: （可以看出本工程除第一自振周期外，其余振型基本皆为扭振振型，因此本工程周期比虽然满足规范要求，但结构方案并不很理想。第一自振周期可通过空间