PKPM中錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)

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1、PKPM中錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)摘要：近年來(lái)建筑形式逐漸多樣化，民用高層建筑中的錯(cuò)層結(jié)構(gòu)愈來(lái)愈多地呈現(xiàn)出其在使用功能及空間效果等方面的優(yōu)勢(shì)。但錯(cuò)層由于平面和豎向均不規(guī)則，試驗(yàn)和研究表明，錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的抗震性能較差，因此在設(shè)計(jì)中，因盡量避免，尤其是高層結(jié)構(gòu)，當(dāng)無(wú)法避免時(shí)，在用PKPM軟件計(jì)算和構(gòu)造中均應(yīng)采取有效的加強(qiáng)措施，本文就在PKPM中各種結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的建模、計(jì)算分析、注意事項(xiàng)以及錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的方案選擇和抗震構(gòu)造措施做了簡(jiǎn)要的分析。關(guān)鍵詞：PKPM錯(cuò)層結(jié)構(gòu)建模方式計(jì)算分析1、引言錯(cuò)層結(jié)構(gòu)是指在建筑中同層樓板不在同一高度，并且高差大于梁高或大于500mm

2、的結(jié)構(gòu)類型。從住宅類建筑設(shè)計(jì)角度看，樓板不在同一高度的住宅樓還可以分為復(fù)式住宅、越層住宅和錯(cuò)層住宅，但從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度看，都可以歸并為錯(cuò)層結(jié)構(gòu)。錯(cuò)層住宅能夠使同一住戶內(nèi)動(dòng)靜分區(qū)，空間富有變化，增加了視覺(jué)的通透和層次感受，受到許多業(yè)主的追捧。工業(yè)廠房及配屬的辦公樓由于功能需要，也常常需要按錯(cuò)層設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)中的現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板在整體結(jié)構(gòu)中起著協(xié)調(diào)豎向構(gòu)件共同受力的作用，錯(cuò)層結(jié)構(gòu)由于樓板不連續(xù)，會(huì)引起構(gòu)件內(nèi)力分配及地震作用沿層高分布的復(fù)雜化，錯(cuò)層部位還容易形成不利于結(jié)構(gòu)抗震的短柱和矮墻，因此錯(cuò)層結(jié)構(gòu)屬于復(fù)雜多高層結(jié)構(gòu)。帶錯(cuò)層的結(jié)構(gòu)在建模、計(jì)算、出圖等各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)

3、節(jié)上都有特殊性，錯(cuò)層結(jié)構(gòu)同一樓層的樓板有不同的標(biāo)高，各相鄰樓層平面布置往往各不相同，很難形成一般意義的標(biāo)準(zhǔn)層，因而比平層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要困難得多。下邊介紹錯(cuò)層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析中應(yīng)注意的問(wèn)題。2、錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的建模方式PKPM結(jié)構(gòu)軟件系三維軟件，對(duì)錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的建模和計(jì)算是有利，依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)類型的不同可以采用不同的建模方式。2.1錯(cuò)層框架結(jié)構(gòu)建模2.1.1修改梁標(biāo)高方式這種方式適用于框架結(jié)構(gòu)中僅有個(gè)別樓層個(gè)別房間錯(cuò)層的情況。PCMCAD建模程序提供了【上節(jié)點(diǎn)高】、【錯(cuò)層斜梁】、及單擊鼠標(biāo)右鍵快捷構(gòu)件修改方式，都可以指定或修改梁兩端的標(biāo)高，使部分房間周邊的梁與同樓層其他樓標(biāo)高

4、不同。執(zhí)行【樓板生成】命令，自動(dòng)生成樓板，且樓板標(biāo)高總與周邊梁頂標(biāo)高對(duì)齊，使得這部分房間樓板標(biāo)高與本層其他樓板標(biāo)高不同，實(shí)現(xiàn)了錯(cuò)層設(shè)計(jì)。2.1.2增加標(biāo)準(zhǔn)層方式這種方式適用于框架結(jié)構(gòu)中大量樓層大量房間錯(cuò)層的情況。如果仍然使用上述方式，雖然可行但修改調(diào)整的工作量太大，手工操作過(guò)于繁雜，而采用增加標(biāo)準(zhǔn)方式要簡(jiǎn)要便得多。在PMCADM模型輸入時(shí)，結(jié)構(gòu)層的劃分原則是“以樓板為界”，通過(guò)增加標(biāo)準(zhǔn)層，將錯(cuò)層部分的樓板人為地分開(kāi)，實(shí)現(xiàn)相同樓層梁板標(biāo)高不同目的。這種用增加標(biāo)準(zhǔn)層建立錯(cuò)層模型的方式在工程中得到廣泛應(yīng)用。2.2錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)建模第3頁(yè)共3頁(yè)混凝土剪力墻錯(cuò)層結(jié)構(gòu)

5、也采用增加標(biāo)準(zhǔn)層方式，但與框架錯(cuò)層結(jié)構(gòu)不同的是，由于結(jié)構(gòu)中沒(méi)有梁，不能以梁確定樓板的標(biāo)高和位置；同時(shí)也不能以墻確定樓板的標(biāo)高，因?yàn)閴υ诹⒚嫔鲜沁B續(xù)的不能定位。樓層標(biāo)高應(yīng)通過(guò)【樓板組裝】命令在樓層表中設(shè)定，程序自動(dòng)在指定標(biāo)高處布置整層樓板，而錯(cuò)層結(jié)構(gòu)中沒(méi)有樓板的部分，可以用【樓板開(kāi)洞/全房間洞】命令將其設(shè)置為洞口，或用【修改板厚】命令將沒(méi)有樓板部分的板厚設(shè)定為0（即沒(méi)有樓板）。這兩條命令在開(kāi)洞效果方面完全一致，不同之處僅在于在于前者在開(kāi)洞處沒(méi)有板荷載，而后者在開(kāi)洞處保留了荷載，設(shè)計(jì)人員可以靈活選用。2.3錯(cuò)層框剪結(jié)構(gòu)建模綜合采用錯(cuò)層框架結(jié)構(gòu)和錯(cuò)層剪力墻結(jié)構(gòu)的

6、建模方式2.4錯(cuò)層砌體結(jié)構(gòu)建模單從建模角度看，錯(cuò)層砌體結(jié)構(gòu)也可以采用以上混凝土剪力墻錯(cuò)層的建模方式，但從計(jì)算分析的角度看，由于砌體結(jié)構(gòu)按規(guī)范要求應(yīng)采用基底剪力法分析，即QITI提供的砌體抗震計(jì)算方式，而基底剪力法僅適用于平面規(guī)則對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，不適用于錯(cuò)層結(jié)構(gòu)分析。因此建議在抗震設(shè)防烈度較高的地區(qū)，不宜設(shè)計(jì)帶錯(cuò)層的砌體結(jié)構(gòu)。如樓板高差小于500mm，砌體結(jié)構(gòu)可以按沒(méi)有錯(cuò)層設(shè)計(jì)；如樓板高差大于500mm，可以通過(guò)設(shè)縫將錯(cuò)層砌體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為不錯(cuò)層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2.5錯(cuò)層多塔結(jié)構(gòu)建模錯(cuò)層多塔結(jié)構(gòu)建模時(shí)，可以先用PMCAD程序按相同的樓層標(biāo)高建立多塔模型，再利用SATWE

7、程序前處理<多塔結(jié)構(gòu)補(bǔ)充定義>中的【多塔立面/修改層數(shù)】命令，將各塔樓的相關(guān)塔段設(shè)定為不同的層高。建模時(shí)每個(gè)塔單獨(dú)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)層，在樓層組裝時(shí)輸入各自然的標(biāo)高和底標(biāo)高，以此控制樓層組裝順序。2.6錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的建模注意事項(xiàng)建模的【樓板錯(cuò)層】命令用于設(shè)定部分房間樓板標(biāo)高與整層樓板層標(biāo)高不同，且高差較?。ㄈ缧l(wèi)生間），而不改變梁的標(biāo)高，對(duì)計(jì)算沒(méi)有影響，不能用于建立錯(cuò)層模型。3、錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析3.1錯(cuò)層對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的不利影響3.1.1錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的樓板不連續(xù)，通常開(kāi)有較大的板洞或有空曠部分，在沒(méi)有樓板的區(qū)域內(nèi)，存在越層構(gòu)件和不受樓板和梁約束的自由節(jié)點(diǎn)，使內(nèi)力計(jì)算十分復(fù)雜

8、。3.1.2錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的各層樓板布置不均勻，不對(duì)稱，各相鄰樓板的質(zhì)心