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[软件] YJK前处理参数详解及常见问题分析(一)


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【结构总体信息参数详解】

 A区参数详解

1、结构体系
    结构体系的参数依据现行规范进行设定,直接影响模型的使用规范、限值计算方法、构件的指标统计、以及构件设计内容等,但不影响模型有限元计算的固有力学模型
    常用的结构体系:框架结构、框剪结构、框筒结构、筒中筒结构、剪力墙结构、砌体结构、部分框支剪力墙结构 等。
常见问题:
    剪力墙结构体系与框剪结构体系区分:当框架部分承受的地震倾覆力矩不大于10%时,(或不影响剪力墙结构的动力变形特性时)按剪力墙结构体系,反之按框剪结构体系。
    相关条文:
    《抗规》6.1.1、6.1.2
    《高规》3.5.2、5.4

2、结构材料

    软件可选为:钢筋混凝土、钢与混凝土混合结构、钢结构、砌体结构
    该参数主要应用于: (1)风振舒适度计算;(2)确定部分结构体系分布钢筋的最小配筋率
    相关条文:
    《高规》11.4.18

3、结构所在地区

    软件可选为:全国、广东、上海、深圳 
    全国:按国家规范、规程进行结构设计;
    广东:整体计算与构件设计时,对于广东规程有规定的,按广东规程执行(目前软件同时提供广东新高规、旧高规);
    上海:整体计算与构件设计时,对于上海规程有规定的,按上海规程执行;
    深圳:整体计算与构件设计时,对于深圳规程有规定的,按深圳规程执行。

4、地下室层数

    指与上部结构同时进行内力分析的地下室部分的层数。
    该参数对结构整体分析与设计有重要影响,如:
    1、地下室侧向约束需要施加在地下室周边节点上;
    2、地下室外墙平面外设计;
    3、风荷载计算时,起算位置为地下室1层顶;
    4、剪力墙底部加强区起算位置为地下室1层顶等。

    将地下室建入整体模型后,需要在计算参数的几处设置地下室相关的参数:

    1、在结构总体信息页中设置地下室层数、嵌固端所在层号;
     2、在计算控制信息页中填写地下室是否按照刚性楼板假定计算;
     3、在地下室信息页填写地下室回填土的侧向约束、侧向水土压力等地下室相关参数。
5、嵌固端所在层号
    用于确定设计时的嵌固层,如嵌固端梁柱的配筋构造、嵌固层刚度比限值等方面。
    软件以输入的嵌固层层顶嵌固,如果地下室顶板作为上部结构嵌固端,则该参数数值=地下室层号;
    如果在基础顶面嵌固,则该参数数值=0。
    软件默认嵌固端所在层号=地下室层号(即默认地下室顶板作为嵌固端),如果修改了地下室层号,应注意确认嵌固端所在层号是否需要修改。
    相关条文:
    《抗规》6.1.3、6.1. 14
    《高规》3.5.2

6、与基础相连构件最大底标高

    用来确定柱、支撑、墙柱等构件底部节点是否生成支座信息,如果某层柱或支撑或墙柱底节点以下无竖向构件连接,且该节点标高位于“与基础相连构件最大底标高”以下,则该节点处生成支座。

7、裙房层数

    该层数包含地下室层数。
    软件在确定剪力墙底部加强区高度时,对于有裙房的结构,取底部加强区高度不小于裙房层+1层。
    相关条文:
    《抗规》6.1.10

8、转换层所在层号

    该层数包含地下室层数。该参数影响剪力墙底部加强区高度、构件抗震等级等,执行转换构件在水平地震作用下的标准内力放大的规定,验算框支框架承担的地震倾覆力矩,计算转换层上下层刚度比等。

图1 加强部位与转换层关系
    相关条文:

    《高规》10.2.2、10.2.3、10.2.4、10.2.6、10.2.16.7、10.2.18

 

B区参数详解

1、恒活荷载计算信息

    软件可选为:一次性加载、施工模拟1、施工模拟3。
    一次性加载:计算时只形成一次整体刚度矩阵,用于多层。
    模拟施工1:采用一次集成整体刚度、分步加恒载的模型,只计入加载施工步及以下的节点位移量和构件内力,来近似模拟考虑施工过程的结构受力。
图2模拟施工1的模型和加载模式
    模拟施工3:采用了分层刚度分层加载的模型,这种方式假定每个楼层加载时,它下面的楼层已经施工完毕,由于已经在楼层平面处找平,该层加载时下部没有变形,下面各层的受力变形不会影响到本层以上各层。这种模式下,该层的受力和位移变形主要由该层及其以上各层的受力和刚度决定,用于高层。
图3 模拟施工3的刚度和加载模式

2、风荷载计算信息

    软件可选为:一般方法、精细方法、按构件挡风面积计算。
    一般方法计算风荷载是一种相对简化的算法。
    它假定迎风面、背风面的受风面积相同,让用户输入迎风面与背风面体型系数之和。
    程序自动根据每层的层顶标高计算本层的风荷载,它假定了每层风荷载作用于各刚性块质心和所有弹性节点上。
    程序首先把楼层风荷载总值按节点个数平均分配到各个节点,然后将属于同一块刚性板的所有节点上分配的风荷载再集中到该刚性板块的质心上。对于独立的弹性节点,分配的风荷载直接作用在相应节点上。
    在自动计算风荷载时,只考虑顺风向,不考虑横向风的影响。
    一般方法不能计算屋顶的风吸力和风压力。
    在计算风荷载作用效应时,仅做正向风(如+X向)的内力计算,对于负向风(如-X向)不再做内力计算,直接取正向风的内力计算结果,再取反号后作为负向风的计算结果。对于刚性板,在刚性板块质心处标示刚性板块包含的所有节点风荷之和,对于弹性节点则标示该弹性点上分配到的风荷载。
    程序采用这种简化算法对于比较规则的工程,即楼板刚度较大情况时,其计算结果是能够满足设计要求的。但对于平、立面变化比较复杂,或者对风荷载有特殊要求的结构或某些部位,例如空旷结构、体育场馆、有大悬挑结构的广告牌、候车站、收费站等,则计算方式就显得有些简单。

3、地震作用计算信息

    不计算地震作用、计算水平地震作用、计算水平和竖向地震作用、计算水平和规范简化方法竖向地震作用、计算水平和反应谱方法竖向地震作用、竖向地震的局部模型独立求解算法。
    选择“计算水平地震作用”,则软件只计算水平地震作用,分X、Y方向;如果设置了“水平力与整体坐标夹角”Ang,则X正向指与整体坐标系逆时针转动Ang后方向;如果设置了“斜交抗侧力构件方向角度”,则除了沿整体坐标系的X、Y方向计算地震作用外,再沿斜交抗侧力构件方向计算地震作用。

    YJK对反应谱法计算竖向地震提供3种算法:

    1、对水平地震和竖向地震整体求解算出,这种算法需要计算的振型个数较多,有时不得不采用RITZ 向量法计算。(RITZ 向量法可以快速获取竖向振型)。
    2、是把水平地震作用的计算与竖向地震作用计算分别进行,也就是说对竖向地震单独求解,以求得比较大的竖向地震作用的质量参与系数。
    3、是在第二种基础上,只计算局部模型的竖向地震作用。

    前两种通常会由于有效质量系数难以达到要求,造成按《高规》4.3.15最低限值控制的放大系数很大,这种异常大的放大系数使考虑竖向地震计算的设计结果异常不能用。

    “计算水平和竖向地震作用(局部模型独立求解)”是在竖向地震和水平地震分别独立求解的基础上进行的指定需要考虑竖向地震的局部模型范围,如大跨度或悬挑部分,软件在考虑整体结构刚度的基础上,仅考虑局部模型范围的质量进行竖向地震作用计算。
    这样竖向地震的参与质量系数以对应局部模型为考量,从而可以评估这些局部构件的竖向地震效应是否达标。根据规范按底限值控制的放大系数可以正常处理,从而保证了竖向地震的正常计算结果。

4、计算吊车荷载

    该参数用来控制是否计算吊车荷载。如果设计人员在建模中输入了吊车荷载,则软件会自动勾选该项。
    如果工程中输入了吊车荷载而又不想在结构计算中考虑时,可取消该选项。

5、计算人防荷载

    该参数用来控制是否计算人防荷载。如果设计人员在建模中输入了人防荷载,则软件会自动勾选该项。
如果工程中输入了人防荷载而又不想在结构计算中考虑时,可取消该选项。

6、考虑预应力等效荷载工况

    该功能主要用于非预应力构件考虑预应力影响,它必须在预应力梁设计完成后执行。

7、生成传给基础的刚度

    该参数用来控制上部结构计算时是否生成传给基础的凝聚刚度,勾选该项,则基础计算时可考虑上部结构刚度的影响。

8、凝聚局部楼层刚度时考虑的底部层数

    在考虑上部结构对基础的刚度贡献时,软件可以考虑上部结构的全部楼层或者只考虑底部的部分楼层。
    该参数为考虑的底部楼层数,如果填0则考虑全部楼层。如果基础计算时需要仅考虑上部几个楼层的刚度,而不是全部楼层的刚度时,可在这里输入一个非0的楼层数,软件将仅输出底部的几个楼层的刚度。

9、上部结构计算考虑基础结构

    在上部结构计算时可以选择上部结构加入基础结构的协同计算,从而可使上部结构计算考虑基础和地基的影响。

10、生成绘等值线用数据

    选中该参数之后,后处理中的“等值线”才有数据,用来画墙、弹性楼板、转换梁以及框架梁转连梁的应力等值线。

11、计算温度荷载

    该参数用来控制是否计算温度荷载。 该选项同时影响荷载组合,勾选该项,则荷载组合时将考虑温度荷载。
    通过指定节点处温差来定义温度荷载,程序在有限元分析过程中统一计算温度荷载对结构的影响。

12、考虑收缩徐变的砼构件温度效应折减系数

    温差内力来源于温差变形收到约束。对于钢筋混凝土构件,要考虑混凝土的徐变应力松弛特性。该参数用来控制混凝土构件的温差内力考虑徐变应力松弛特性而进行折减。 
    对于钢构件,该参数不起作用。

13、竖向荷载下砼墙轴向刚度考虑徐变收缩影响墙刚度折减系数

    勾选此项参数后软件将自动对全楼的剪力墙在恒载和活载计算时的轴向刚度进行折减,同时在计算前处理的特殊墙下增加了“徐变折减”菜单,可以对各层不需要考虑折减的剪力墙修改折减系数为1。
    相关条文:《广高规》5.2.6条

 C区参数详解

1、施工模拟加载层步长
    软件自动生成各楼层施工次序时属于同一施工工段的连续楼层数,即指按照施工模拟3或者施工模拟1计算时,每次加载的楼层数量,软件隐含的加载步长是1,即每次加载1个自然层。对于层数较多的高层建筑,为了提高计算效率也可以将加载步长改为大于1的数。
    软件对于转换层、梁托柱层等一些特殊的楼层,会自动合并其相邻的几个楼层作为一个施工加载次序,不受本参数的约束。
    自动生成的加载顺序可在前处理的“楼层属性->指定施工次序”中修改。

2、考虑填充墙刚度

    填充墙刚度对结构的影响分为计算和构造,计算方面可影响结构的周期、位移、内力分布等,构造方面可影响结构的刚度比、刚重比、楼层偏心率等。
    实际工程中常采用周期折减系数的方法来考虑填充墙对结构内力的影响,此方法并不是通过准确的刚度施加来反映填充墙对结构的影响,因此不能准确反映填充墙在地震、风内力分配中的作用,而且对于刚度比等也只能大致的进行估计。
    因此软件提供结构计算中考虑填充墙抗剪刚度的功能,通过定义填充墙的材料属性来准确考虑填充墙在结构计算中的影响。

3、采用通用规范

    勾选“采用通用规范”参数后,软件自动执行《通用规范》以下条款:
    1.依据《工程结构通用规范》4.2.2和4.2.3条的要求,更新“建模模块”-“房间属性”中的楼面活荷载标准值;
    2.依据《工程结构通用规范》4.6.5条的要求,增加风振系数不得小于1.2的限值;
    3.依据《建筑与市政工程抗震通用规范》4.3.2条的要求,更新重力荷载及地震作用的分项系数;
    4.依据《建筑与市政工程抗震通用规范》4.3.1条的要求,砌体结构自承重墙受剪承载力抗震调整系数调整为0.75;
    5.依据《砌体结构通用规范》4.3.3条的要求,更新托梁判断条件;
    6.依据《钢结构通用规范》5.2.3-1条的要求,默认考虑二阶效应时的竖向荷载采用重力荷载的设计值;
    7.依据《钢结构通用规范》5.2.3-5条的要求,更新假想水平力的分项系数和组合值系数;
    8.依据《组合结构通用规范》5.2.1条的要求,对组合梁混凝土翼板进行纵向抗剪验算;
    9.依据《混凝土结构通用规范》4.4.7条的要求,自动执行框架-剪力墙结构、板柱剪力墙结构、筒体结构中剪力墙水平分布钢筋0.25%的要求。

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