对高层剪力墙结构采用不同程序计算比较的研究论文_贾鹏

(北京100050)

摘要:本文采用SATWE、PMSAP、YJK、Midas Building、ETABS五种软件,对位于地震烈度8度(0.3g)第三组、一栋高层剪力墙结构分别进行了计算,列表了计算结果并进行了分析比较。

关键词:计算结果比较;差值率

前言

随着发展,对于建筑的整体结构计算,可采用的计算软件越来越多。笔者曾采用多种软件对同一框架结构(多层办公楼)进行了计算、比较,发现计算结果:总质量、振型周期、地震力、剪重比、弹性位移角等相差很小。只是具体杆件(梁、柱)配筋有些差别,其中梁柱节点域抗剪结果相差较大。对于全剪力墙结构采用多种软件整体结构计算,没有比较认识,以下就选用一幢高层剪力墙住宅,用五种计算图软件SATWE 2012年6月30日版、PMSAP2012年6月30日版、YJK 1.3.0.1 版、Midas Building2012版、ETABS V9.7.4版进行整体结构计算、比较。

1工程概况

某高层剪力墙住宅建筑面积1万m2 ,地下1层,地上18层,19层为电梯机房及装饰构架,建筑总高度为54.6m,基底埋深3.6 m,地下1层层高为3m,地上各层层高为3 m,19层电梯机房层层高4.2 m。建筑设计使用年限为50年,抗震设防类别为丙类,设防烈度为8度,基本地震加速度为0.3g,设计地震分组为第三组,场地类别为Ⅱ类,场地特征周期为0.45s。

2结构(主材、计算假定)输入参数

采用五种软件计算,只有输入的主材、计算假定输入参数相同,计算结果才有可比性。

2.1主材

地下室、1~13层剪力墙采用C40砼,14层及以上剪力墙采用C30砼,梁、板采用C30砼,剪力墙边缘构件主筋采用HRB400,箍筋采用HRB300,剪力墙水平、竖向分布筋采用HPB300。梁纵筋采用HRB400,箍筋采用HRB300。地下室剪力墙墙厚300(电梯间、楼梯间内短墙采用200),一层及以上各层剪力墙墙厚200(仅山墙墙厚300~250),计算混凝土容重25KN/m3 。

2.2地震信息

8°(0.3g),第三组,场地类别Ⅱ类,场地特征周期Tg=0.45s,多遇地震影响系数最大值αmax=0.24,结构阻尼比5%,重力荷载代表值的活载组合值系数0.5,周期折减系数Tc=0.95,采用CQC耦联计算,考虑偶然偏心及双向地震扭转效应。剪力墙抗震等级为二级。不考虑弱轴、强轴方向的动位移比例因子,计算X、Y两个方向地震力。

2.3风荷载

修正后的基本风压W0=0.55KN/m2 ,地上各层体形系数1.4,地面粗糙度B 类。计算风荷载X、Y方向结构周期均取1.0S,计算 X、Y两个方向风荷载。

2.4其余计算假定及输入参数

墙元细分最大控制长度取1m,结构嵌固端设在基础顶面(地下室层底)。计算时有板厚的楼板按刚性板(层间刚性隔板)考虑,楼梯间、电梯井计算时板厚取零或全房间开洞,对全楼及地下室顶板不强制采用刚性楼板假定。梁与墙交接处,不考虑刚域。剪力墙洞口上连梁跨高比大于5时,按框架梁计算。连梁刚度折减系数为0.60,梁扭矩折减系数为0.50,框架梁端弯矩调幅系数为0.85。传到剪力墙、基础的活荷载均考虑折减。SATWE、PMSAP、YJK软件,梁刚性放大系数自动按T型截面计算;MidasBuilding中梁刚度放大系数取2.0,边梁取1.5;EATABS梁刚度系数同YJK软件,是由YJK算好转来的。

3程序计算结果及比较

以下各软件计算结果均以SATWE计算结果为基数比较。

对不同程序计算的结果进行比较,前提是各程序计算的总质量相同或相差很小时,才有比较其余计算结果的意义,否则就无比较可言。经判断,以上各程序计算的总质量相差很小,均小于2%,可对其余计算结果进行比较。以上表1~表 5中各软件结果均以SATWE计算的结果为基数1,列出比较值(差值率)。经以上列表比较可以看出,程序计算的结果总的来说相差不大,一般在10%以内,但也有相差较大的:

(1)本工程 X、Y方向刚度接近,PMSAP计算的第一振型为X方向,与其余各程序计算的第一振型为Y方向相差90°。这也使PMSAP计算结果与其余各程序计算结果相比,X方向刚重比小很多,T1、T2周期最长,剪重比最小,X方向最大弹性位移角大很多。

(2)ETABS计算的 X方向刚重比最大,T1、T2周期最短,剪重比最大,X方向最大弹性位移角最小。

(3)Midas Building计算的Y方向刚重比最小,Y方向位移比与其他程序相比大很多。

4结语

以上分析比较仅对这一具体工程,供大家参考。由于时间仓促,未对各程序计算的梁墙配筋分析比较。经试算,将地震加速度改小为0.2g计算,其余参数均不变,各程序计算结果的差值率有所减小。

从以上各程序计算结果分析可以看出,我们平时用的SATWE程序计算结果约为各程序计算结果的平均值或离平均值很近,也无与其余程序计算结果相差较大的计算结果。这说明SATWE用于一般结构计算时,程序稳定,安全有效,而且精度满足要求。

参考文献:

[1]赵宇.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].科技传播,2012(17)

[2]秦莹.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用[J].科技致富向导,2013(29)

[3]王志会.剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析[J].中国新技术新产品,2014(14)

论文作者:贾鹏

论文发表刊物:《建筑建材装饰》2016年3月第5期

论文发表时间:2017/1/4

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