PKPM梁刚度放大系数的合理取值分析
・42・
第39卷第13期2013年5月
山
SHANXI
西建筑
ARCHn’EC’IURE
V01.39No.13Mav.2013
文章编号:1009—6825(2013)13-0042—03
PKPM梁刚度放大系数的合理取值分析
漆增文刘远才
(西南林业大学土木工程学院,云南昆明650000)
摘要:介绍了当前国内最常用的结构设计软件PKPM2010版,以PKPM2010版SATWE模块中梁刚度放大系数的取值为研究基础,分析不同的梁刚度放大系数对结构整体计算所带来的影响,总结出一组合理的梁刚度放大系数的取值,为结构设计师在日常工作中提供设计参考。
关键词:梁刚度放大系数,有效翼缘宽度,SATWE中图分类号:TU318
在结构设计时,钢筋混凝土框架结构是一种比较常用的结构
文献标识码:A
1.3
。∞
d。∞
od
1.31.31.31.31.3
体系,混凝土现浇板作为梁的有效翼缘,要考虑对梁刚度的贡献,
所以PKPM2010版SATWE模块的调整信息中就增加了梁刚度放大系数这一选项,在结构设计中对楼面梁取一个刚度放大系数来考虑这种影响。我国行业标准JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程中第5.2.2条规定:在结构内力与位移计算中,现浇楼盖和装配整体式楼盖中,梁的刚度可考虑翼缘的作用予以增大。近似考虑时,楼面梁刚度增大系数可根据翼缘情况取1.3—2.0。
。∞
《
吨
。哥
罱
1.r1.r1.8_一1.8_‘1.旷1.8一
嗨
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啦
o穹
1.眄1.∞1.眄
—
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1。。函1.89
一
吖
一1.89—
1.酊
器
.1.r1.r1.8一1.g—.1.8一1.8一
吨一1.8
●
.1.订1.71.J.订1.71.1.死1.71.
●n
In
∞一1.8
1.8
寸
一
—N—N
.
一t一2.15
一卜一
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.2.15..2.15.
●
●^
啦一
.
啦
一
寸
一
.
一N
.1.71
.
.
=“
1.71..1.71
1.4
.
.1.4
1.4
同时条文说明中指出:当近似其影响时,应根据梁翼缘尺寸与梁截面尺寸的比例关系确定增大系数的取值。当梁的截面与板厚
相对变化较大,那么现浇板对梁刚度的放大作用就有可能超过规
图1框架梁刚度
系数(中梁刚度放大系数1.8)
GB
图2框架梁
刚度系数(按规范取值)
50010-2010混凝土结构规范第5.2.4条和JGJ3-2010高
范给定的1.3~2.0这样的一个范围。在平常的结构设计工作
中,有些设计师会直接在SATWE模块中直接按2010规范取梁刚度放大系数;有些设计师会自己定义一个中梁刚度放大系数,然后程序按公式(1+吼)/2自动计算边梁刚度放大系数。对于同一个结构,不同的梁刚度放大系数对整个结构的计算结果是有影响的。图1,图2是用SATWE计算一个简单一层的框架结构(跨度都为6
000
层建筑混凝土结构技术规程5.2.2条都规定对现浇楼盖和装配整体式楼盖,宜考虑楼板作为翼缘对梁刚度和承载力的影响。应根据梁翼缘尺寸与梁截面尺寸的比例关系确定增大系数的取值。表1是GB50010-2010混凝土结构规范对受弯构件受压区有效翼缘计算宽度的取值。
表1
情况
12
受弯构件受压区有效翼缘计算宽度bs’
T形、I形截面肋形梁(板)
独立梁
toi3
rain、主梁截面尺寸都为250
mm×500
n'Lrn×600
mm、次梁截面
Iron、
倒L形截面肋形梁(板)
尺寸都为200层高都为3
nlin、柱截面尺寸都为600舢×600
300
mm),梁刚度放大系数见图1,图2。
按}。算跨度lo考虑按梁肋)净距s。考虑按翼缘高度^/考虑
t0136+s。
W
6+s12
通过图1,图2我们可以看出,跨度相同的情况下,同一根主梁在有次梁搭接和没有次梁搭接的情况下,梁刚度放大系数不一样。
1
3
h//ho>一0.10.1>h//ho≥0.05
hs'/^o<0.05
b+12V
b+12^,,b+12^,,
b+6V
b
6+5V
b+5V
梁刚度放大系数的影响因素
5结语
通过以上对比,一体化基站和普通基站各有优缺点。需要快
速建站抢占市场先机、临时解决问题基站的网络覆盖、位于拆迁范围或区域规划未定型的情况适宜选择一体化基站;场地位置狭小需采用桩基础、不需建设机房、加挂天线较多或天线水平隔离度较大的情况适宜选择普通基站。一体化基站在荷载小的情况
下具有力学性能优势,但却付出了占地大和投资高的代价;而普通基站采用桩基础并与机柜组合时,则有占地小、投资较小的优
点,但同样有建设周期长、基站一旦出现民扰等问题基础无法搬
迁的缺点。因此在基站建设中采用何种形式应注意其各自适用的范围和条件,不能因为一体化基站这一新建设方式的出现而摒弃普通基站,在完成网络覆盖的同时尽量降低工程造价。
Discussion
(China
on
integratedbasestationandcommonbasestation
DONGDa-yong
CUILi・xue
SteelGroupShijiazhuangDesignInstitute,Shijiazhuang
as
050021,China)
Abstract:Takingthetypicalintegratedbasestationandcommonbasestationtheexample,throughcomparestheirstressperformanceandin・
vestment,thepapersummarizestheirownmeritsanddemerits,andpointsoutthatthebasestationformselectionshouldbeinaccordancewithapplicationscope,inaddition,theengineeringcostshouldbeloweredinnetworkcoveringscope.Keywords:basestation,stressporformanee,meritsanddemerits
收稿日期:2013—02—02
作者简介:漆增文(1987-),男,在读硕士:
刘远才(1963-),男,教授
爹09l专年153膂
漆增文等:Pl(PM梁刚度放大系数的合理取值分析
・43・
根据表1可知,影响梁刚度放大系数的因素是梁受压区有效系数为4.375。
表5常用梁跨度和板厚度对应的梁刚度放大系数I四)
b/mm
h/mm
100
1204.1753.9943.7653.3953.2123.0342.钙162.8432.6952.7112.582.4532.338
400500
3.5313.304
翼缘宽度6,’,而梁的计算跨度fo、梁的净距s。和翼缘高度以(板的厚度)又直接影响有效翼缘宽度6,’。作者本人自制了一个计算梁刚度放大系数的excel表格,用来分析20,%,以对梁刚度放大系数
的影响。
表2常用梁跨度和板厚度对应的梁刚度放大系数【一)
b/mm200
h/mm
100
1204.1753.9943.7653.3953.2123.034
JI/∞
1504.9554.9694.7974.1754.0383.8573.6463.5313.381
l帅
5.415.7785.7634.8224.8l4.6784.1854.1754.0653.7303.722
2005.56.1846.3335.1475.2675.198
2∞2∞2∞
250
6∞
500600700500600700500600700800
3.∞3
2.s432.6672.5112.536
h/mm
1504.9554.贝妗4.7974.0873.9533.7783.4993.3913.2493.0792.9892.8712.75l
l∞
4.6754.98l4.9694.0974.087
2004.3754.8885.0004.0244.1114.0613.4483.5193.4783.0373.0953.0622.989
枷
500600500600700500
计算跨度
lo=8
m
250250
3.5313.3043.0832.8432.6672.5112.5362.3892.2592.3712.190
2∞
200250
5n=10m
3∞
300
4.枷
4.5064.453.8593.9423.8953.792
2.3∞
2.2592.3172.192.08
3∞
350350350350
计算跨度
lo=6ms^=4
m
250250300300
3.2鹋
3.173.04l2.9l
3.9∞
3.5073.4993.412
2.鲫162.瞄3
2.鹋52.7ll2.582.4532.338
3.6”
3.502
6∞
700500600700
1.9科
3∞
350350350350
3.∞5
3.0793.0072.91l
表6不同计算跨度对梁剐度放大系数的影响
计算跨度
to/m6
7
2.咖
1.984
b/mmh/mm
100
1204.1754.1754.175
J矿Ⅻ
1504.9554.9554.955
1804.6755.3565.41
2004.3755.0()o5.5
3.5313.5313.53l
8∞
2∞
200200
4∞
400
表3常用梁跨度和板厚度对应的梁刚度放大系数(二)
b,mill
h/mm
100
1204.1753.9943.7653.3953.2123.0342.996
400500
3.53l3.3043.0832.8432.6672.5112.536
8
枷
JyⅫ
1504.9554.9694.7974.0873.9533.7783.4993.3913.2493.079
1804.6754.9814.9694.0974.0873.9803.5073.4993.4123.0853.0793.0072.9ll
2004.3754.8885.0004.0244.1114.0613.4483.5193.4783.0373.0953.0622.989
表7不同梁截面尺寸对梁刚度放大系数的影响
^/mm
2∞
200200250
计算跨度
b/mm350350
h/mm
100
500600
2.3172.19
1202.7ll2.582.4532.338
150
l∞
3.7303.7223.6:273.502
2003.8593.942
6∞
500
3.2醯
3.173.04l2.91
%=8
m
计算跨度
1026m5n±6m
250250300
6∞
700500600700500600
350350
7∞
800
2.∞1.9科
3.朗5
3.792
3)在梁截面尺寸和板厚等其他条件相同的情况下,梁计算跨度对梁刚度放大系数的影响也很剧烈。从表6中我们可以看出,在板厚为180toni和200i/lln时,随着乇的增大,梁刚度放大系数不断变大。
4)在梁计算跨度和板厚等其他条件相同的情况下,随着梁截面尺寸的增加,梁刚度放大系数也随之变大(见表7)。
从以上几点可以很好的解释图1中出现的情况:在梁截面尺
3∞
300350350350350
2.3鲫
2.2592.37l2.190
2.阴3
2.6952.7ll2.5802.4532.338
2.9凹
2.8712.751
7∞
800
2.0∞
1.984
表4常用梁跨度和板厚度对应的梁刚度放大系数(三)
b/mrll
h/mm
100
1204.1753.9943.7653.3953.2123.0342.996
400500600500
3.5313.3043.0832.8432.6672.5112.5362.3892.2592.3172.190
h/mm
1504.9554.9694.7974.1754.0383.8573.6463.53l3.3813.2683.1703.0412.910
1805.3565.7195.7044.6864.6754.5483.9983.9893.885
200
寸、跨度、板厚相等的情况下,同一根主梁在有次梁搭接和没有次
梁搭接的情况下,梁刚度放大系数差距很大。这是因为我们在平时做设计的时候,次梁一般都是按主梁来输入的,所以在SATWE分析时,主梁被次梁打断成几段,在计算梁的刚度放大系数时,计算跨度f0就只有没次梁搭接情况下的一半甚至更小,所以在相同情况下,梁计算跨度10变小,梁刚度放大系数也随之变小。由此可见,在结构模型中,次梁按主梁来定义还是按照次梁来定义,对梁刚度放大系数的影响是很大的。
表8模型计算的基本指标结果
指标第一自振周期x向最大位移角Y向最大位移角
模型1
0.1277l/5
2∞2∞
200250
5.∞0
5.6085.74l4.6004.7044.6443.9284.0123.9643.4483.5193.4783.391
计算跨度_c0=7lal
sn=8
nl
250250300
6∞
700500600700500600
3∞
300350350350350
2.“3
2.6952.7ll
3.5胛
3.4993.4123.297
2.5∞
2.4532.338
模型2
0.1298
l/4
模型3
0.13071/4821
1/5
模型l/模型2
0.983O.915O.977
7∞
800
2.0舳
1.984
2髓837
表2~表5是列举了结构设计中常用的跨度、板厚和梁截面计算出来的梁刚度放大系数。从表2~表7可以看出:
1)在其他条件都相同的情况下,梁的净距s。对梁刚度放大系数没什么影响。
2)在梁截面尺寸和计算跨度等其他条件相同的情况下,板厚
1/55191/5393218
2梁刚度放大系数对结构整体计算的影响
作者自己建立了三个一层的简单框架结构模型,其中模型1、
模型2中梁刚度放大系数按SATWE的默认取值,模型3中梁刚
度放大系数自己定义为1.8,然后用SATWE来分析计算梁刚度放大系数对结构整体计算的影响。模型1、模型2中框架的梁柱截面大小和其他条件都相同,唯一不同的地方是模型1中次梁按次梁的方式输入,模型2中次梁按主梁的方式来输入;模型3中次梁按主梁形式输入,梁刚度放大系数自己定义为1.8。模型计算的基本指标结果如表8所示。由表8我们可以看出框架梁被次梁打
对梁刚度放大系数影响是很大的,梁刚度放大系数基本随着板厚
的增加而逐渐变大,但并不是无止境的增大,梁刚度系数达到一定的峰值后,随着板厚的增加,梁刚度系数不但没有增加反而降低,表6中lo=6
hs=180
m,|jl,=150
mill时梁刚度放大系数为4.995,而当
mm时,梁刚度放大系数为4.675,h,=200mm时,梁刚度
・44・
第39卷第13期2013年5月
山
SHANXI
西
建
筑
ARCHITECTURE
V01.39No.13
2013May.
文章编号:1009-6825(2013)13一0044.03
某厂房结构振动原因分析及影响评估
蒋智勇1覃帮程2张元泽3
(1.四川省建筑科学研究院,四川成都610081;2.四川省建筑新技术工程公司,四川成都610081:
3.中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,四JII成都610072)
摘要:采用振动测试设备对某厂房楼盖的强迫振动频率及振幅进行了测试,结合结构构件自振频率理论计算,分析了该厂房部分区域异常振动的原因,并依据测试数据对厂房结构振动的影响进行了评估,以供相关工程人员参考。关键词:振动测试,理论计算,原因分析,影响评估中图分类号:TU375.40
文献标识码:A
引言
在工业生产活动中,一些易产生动力荷载的机器设备(如风
该厂房排风楼在其2层楼盖布置有多台排风设备,因生产需
要对排风机的转速进行了提速以后,2层楼盖部分区域出现了较明显的振动。为了查明强迫振动对结构的影响,对该厂房2层楼盖的强迫振动频率、振幅进行了测试,因厂房风机不允许停机,结
机、电机、锻锤等)不可避免地需要设置在楼层上,如果设备隔振
和结构抗振设计考虑不当,动力设备运转会使结构产生一系列振
动问题,将影响到机器的使用寿命,甚至直接影响到工厂的安全生产及作业人员的身心健康。在实际工程中主要通过振动测试
合构件自振频率理论计算综合分析,得出该厂房排风楼2层楼盖
振动的原因及对结构的影响评估。
和振动计算来分析此类振动问题的原因,科学评估可能造成的后
果,并采取相应的对策。
1
2测点布置及设备信息
在该厂房振动感觉较明显的2层楼盖⑩轴一⑨轴/@轴~@轴板(测点1)、⑥轴~⑩轴/@轴一@轴板(测点2)上各布置一个竖向拾振器,测试其竖向强迫振动频率。测点数为2个。结构平面及测点布置见图l。经调查和查阅该厂房设备信息表明,排风设
备为四川望江风机制造公司制造的4-72-12D型离心通风机,转速约960r/min,叶轮重203kg,风机不含电机重1
244
工程概况
某厂房排风楼为2层(局部3层)的单跨(两侧悬挑)框架结
构,纵向柱距为6.0m,横向柱距为9.0m,悬挑长度2.7m。框架柱截面尺寸分别为400
250100
mm×400mill,500mill×500
mill,2层楼盖
x
梁部分截面尺寸分别为250
mm×500姗,250
mm
550mm,
ks,总重约
rain×600咖,300
nlnl。
mill×800
mm,2层楼盖现浇板厚度均为
1.5∥台;配电箱柜重量约为100ks/门。2层排风设备见图2。
3振动测试系统
架梁的计算配筋结果也偏小,造成一定的安全隐患。3结语
应用PMCAD和SAIWE对结果进行建模和分析时,按照规范中梁刚度放大系数取2.0,边梁按公式(1+风)/2计算取值,所以
梁刚度放大系数是偏小的,从而使整个结构的剐度和地震力偏小,自振周期和位移偏大,框架梁计算配筋结果偏小。建议在计算时,建立两个模型,一个模型梁刚度放大系数按照框架梁的实
断和没有被次梁打断的情况下,梁计算跨度的不同对整个结构计
算结果的影响。结构模型中次梁按主梁来输入相对于按次梁来输入,结构的自振周期和位移偏大,刚度、地震力偏小,同时框架梁的配筋也偏小,造成一定的安全隐患。目前绝大多数设计院在
具体项目的设计中,次梁都是按照主梁的方式进行建模计算,具
体哪一种方式比较合理还有待进一步的研究。梁刚度放大系数按规范的默认取值和自己定义,计算的结果也是有差异的,因为SATWE按规范的默认取值会考虑梁计算跨度来计算梁的刚度放
际跨度计算取值,另一个模型梁刚度放大系数按照规范取值,分
别对结构进行计算分析,各计算指标结果取最不利情况,保证结构更加合理安全。参考文献:[1]
GB
大系数,而自己定义梁刚度放大系数,SATWE只会区分中梁和边梁,不会考虑梁的计算跨度对梁刚度放大系数的影响。通过模型2和模型3的计算基本指标结果的对比,我们可以看出:梁刚度放
大系数定义为1.8相对于梁刚度放大系数按SATWE的默认值计算所得结果中刚度和地震力偏小,自振周期和位移偏大,同时对框
50010-2010。混凝土结构规范[S].
[2]JGJ3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[S].
Analysis
on
rationalvalueselectionof
QI
(Collegeof
PKPMbeamrigidityamplificationcoefficient
LIUYuan-cad
Zeng-Well
CivilEngineering,SouthwestUniversityofForestry,Kunm/ng650000,China)
on
Abstract:ThepaperintroducescurrentstructuraldesignsoftwarePKPM2010edition,basedbeamrigidityrigidity
SATWEmoduleofPKPM2010edition
structuralcalculation,andsummarizesstructuraldesigners.Key
asa
theresearchbasis.analyzestheimpactofvarious
set
beam
amplificationcoefficientvalueof
amplificationcoefficientuponoverall
ofrational
beam
rigidity
amplificationcoefficientvalue,whichhasprovidedsomedesignguidancefor
words:beam
rigidity
amplification
coefficient,effectiveflangewidth,SATWE
收稿日期:2013—02-27
作者简介:蒋智勇(1985.),男,硕士,助理工程师;覃帮程(1973.),男,工程师;张元泽(1983.),男,硕士,助理工程师
PKPM梁刚度放大系数的合理取值分析
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
漆增文, 刘远才, QI Zeng-wen, LIU Yuan-cai西南林业大学土木工程学院,云南昆明,650000山西建筑
Shanxi Architecture2013,39(13)
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_shanxjz201313026.aspx