多塔、错层结构的建模及计算处理.pdf

PKPM多塔 设缝的建模及多塔 设缝的建模及 计算处理计算处理 沈耀军 张吉 徐飞略 中国建筑科学研究院PKPM工程部 2009年7月 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 一 多塔的建模方法一 多塔的建模方法 建模方式一 普通层模型多塔补充定义建模方式一 普通层模型多塔补充定义 对于在对于在PMCAD建立的普通层模型多塔结构 需要在建立的普通层模型多塔结构 需要在 TAT SATWE PMSAP软件前处理程序中进行多塔定义 其软件前处理程序中进行多塔定义 其 定义方法为 定义方法为 1 多塔指定时 按程序提示依次输入塔楼起始 终止层 多塔指定时 按程序提示依次输入塔楼起始 终止层 号 塔总数以后 在平面图中以围区的方式指定各塔范围号 塔总数以后 在平面图中以围区的方式指定各塔范围 内的构件 内的构件 但需注意 同一个构件只能也必须属于某一但需注意 同一个构件只能也必须属于某一 塔 塔号应以塔高最高者为塔 塔号应以塔高最高者为1号塔 从高到矮依次进行编号塔 从高到矮依次进行编 号 且总塔数不能大于号 且总塔数不能大于9个 个 2 多塔结构中的各塔 如果层高 梁 柱 墙构件砼等 多塔结构中的各塔 如果层高 梁 柱 墙构件砼等 级及钢号需要更改时 均可以在 多塔立面 中执行 级及钢号需要更改时 均可以在 多塔立面 中执行 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 建模方式二 多塔结构广义层建模建模方式二 多塔结构广义层建模 按方式一进行多塔建模 所有的塔楼平面都在同一标按方式一进行多塔建模 所有的塔楼平面都在同一标 准层中布置完成 下一层的楼顶标高即是上一层的层底标准层中布置完成 下一层的楼顶标高即是上一层的层底标 高 任何楼层都只能和层号紧相邻的上下层相连 高 任何楼层都只能和层号紧相邻的上下层相连 新增的广义层建模方式 单塔子结构在标准层建模时新增的广义层建模方式 单塔子结构在标准层建模时 只需考虑与大底盘结构的连接问题 而与其他塔楼无关 只需考虑与大底盘结构的连接问题 而与其他塔楼无关 楼层组装时直接定义楼层底标高即可 不需要再补充定义楼层组装时直接定义楼层底标高即可 不需要再补充定义 多塔信息 因此 广义层建模方式是对建模方式一的有效多塔信息 因此 广义层建模方式是对建模方式一的有效 扩充 适合复杂多塔工程的建模 扩充 适合复杂多塔工程的建模 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 多塔结构采用广义层建模的步骤如下 多塔结构采用广义层建模的步骤如下 1 分别建立大底盘部分的标准层及大底盘以上各单塔独 分别建立大底盘部分的标准层及大底盘以上各单塔独 立的标准层模型 立的标准层模型 各各单单塔塔标准标准层的层的节点网格坐标节点网格坐标要要求和求和大大 底盘标准底盘标准层对层对齐齐 对于像地下室相连 地面部分裙房脱开 对于像地下室相连 地面部分裙房脱开 的层叠状多塔结构 可分离为地下室大底盘标准层 多个的层叠状多塔结构 可分离为地下室大底盘标准层 多个 裙房标准层及各裙房以上的单塔标准层模型 裙房标准层及各裙房以上的单塔标准层模型 2 楼层组装时先勾选 自动计算底标高 楼层组装时先勾选 自动计算底标高 m 按楼层组 按楼层组 装顺序自下而上完成第一个单塔 包括裙房 的组装 然装顺序自下而上完成第一个单塔 包括裙房 的组装 然 后取消勾选 自动计算底标高后取消勾选 自动计算底标高 m 项并指定第二个单塔 项并指定第二个单塔 底部标高为裙房顶部标高 然后重新勾选 自动计算底标底部标高为裙房顶部标高 然后重新勾选 自动计算底标 高高 m 依次将第二塔的各楼层添加组装完毕 依次将第二塔的各楼层添加组装完毕 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 目前广义层模型的楼层总数暂不能超过目前广义层模型的楼层总数暂不能超过190层 塔数层 塔数7个 个 底标底标高应高应调调到到第第 2层层裙房顶裙房顶位位置置 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 两种基本建模方式的区别两种基本建模方式的区别 1 所需标准层不同 所需标准层不同 广义层需要较多标准层广义层需要较多标准层 广义层建模方式需要的标准层和建模方式一相比 除了大广义层建模方式需要的标准层和建模方式一相比 除了大 底盘部分一样 上部的标准层数量一般均大于建模方式底盘部分一样 上部的标准层数量一般均大于建模方式 一 这是因为广义层建模法将建模方式一中的多塔标准层一 这是因为广义层建模法将建模方式一中的多塔标准层 拆分成各塔独立的标准层 拆分成各塔独立的标准层 2 楼层组装方式不同 楼层组装方式不同 按建模方式一 自下而上依次添加楼层 广义层建模方式按建模方式一 自下而上依次添加楼层 广义层建模方式 先自下而上完成第一个单塔 然后其余单塔通过修改楼层先自下而上完成第一个单塔 然后其余单塔通过修改楼层 底标高以大底盘顶部为基底依次组装完成 由程序自动判底标高以大底盘顶部为基底依次组装完成 由程序自动判 别所有楼层的空间位置并形成连接 两种建模方式的标准别所有楼层的空间位置并形成连接 两种建模方式的标准 层 自然层号对应关系见下页图 层 自然层号对应关系见下页图 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 为了减少水平地震作用下扭转对结构的影响 高为了减少水平地震作用下扭转对结构的影响 高 规 规 4 3 5条规定了高层建筑周期比的控制 目前没有计条规定了高层建筑周期比的控制 目前没有计 算多塔情况下每个振型的平动因子和扭转因子的方法 在算多塔情况下每个振型的平动因子和扭转因子的方法 在 周期比控制计算中只好暂时近似地采用离散模型 其直接周期比控制计算中只好暂时近似地采用离散模型 其直接 结果是增加了设计人员的计算工作量 为了提高效率 作结果是增加了设计人员的计算工作量 为了提高效率 作 为近似估算 在方案阶段位移比控制计算也可采用离散模为近似估算 在方案阶段位移比控制计算也可采用离散模 型 与周期比控制计算相同 这样通过一次模型近似离散型 与周期比控制计算相同 这样通过一次模型近似离散 和一次计算 就可以同时近似得到周期比控制计算结果和和一次计算 就可以同时近似得到周期比控制计算结果和 位移比控制计算结果 位移比控制计算结果 待条件成熟 有了计算多塔情况下每个振型的平动因待条件成熟 有了计算多塔情况下每个振型的平动因 子和扭转因子的方法时 可以都采用刚性楼板条件下的整子和扭转因子的方法时 可以都采用刚性楼板条件下的整 体模型 体模型 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二 多塔的设计要点二 多塔的设计要点 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 1 地下室相连地下室相连 地上有裙房及地上有裙房及塔楼塔楼 方法一 塔楼单独计算 裙房及地下室单独计算方法一 塔楼单独计算 裙房及地下室单独计算 考虑到计算速度的要求 设计人员经常将考虑到计算速度的要求 设计人员经常将 多塔分开两部分进行计算 多塔分开两部分进行计算 塔楼的计算模型 除塔楼本身外 还包括一塔楼的计算模型 除塔楼本身外 还包括一 部分裙房及地下室 具体对模型的截取可采用部分裙房及地下室 具体对模型的截取可采用 45度线剖分法 度线剖分法 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 1 地下室相连地下室相连 地上有裙房及地上有裙房及塔楼塔楼 1 塔楼的计算 塔楼的计算 45度线剖分法 嵌固于基础顶面度线剖分法 嵌固于基础顶面 如筏板处 截取如筏板处 截取 单塔计算周期比 塔楼位移比及塔楼配筋 单塔计算周期比 塔楼位移比及塔楼配筋 45 45 45 45 离散模型 底盘范围 45度剖分法 阴影部分作为单塔的一部分 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 1 地下室相连地下室相连 地上有裙房及地上有裙房及塔楼塔楼 2 裙房及地下室的计算 裙房及地下室的计算 在进行裙房及地下室的计算时 考虑到计算速度的要在进行裙房及地下室的计算时 考虑到计算速度的要 求 一般将塔楼拿掉 此时要注意裙房与塔楼相交处的构求 一般将塔楼拿掉 此时要注意裙房与塔楼相交处的构 件配筋情况 如梁的一端与裙房相连 另一端与塔楼相件配筋情况 如梁的一端与裙房相连 另一端与塔楼相 连 在竖向荷载下两端存在较大位移差 其真实受力与拿连 在竖向荷载下两端存在较大位移差 其真实受力与拿 掉塔楼单独计算有所不同 掉塔楼单独计算有所不同 此时可将塔楼柱 墙在恒 活下的轴力提取出加到裙此时可将塔楼柱 墙在恒 活下的轴力提取出加到裙 房上 来近似模拟实际受力 由于塔楼底部柱墙内力和对房上 来近似模拟实际受力 由于塔楼底部柱墙内力和对 应工况较多 很难全部施加到裙房上 应工况较多 很难全部施加到裙房上 PMCAD只提供了只提供了 恒 活荷载的施加 所以一般只施加竖向荷载 恒 活荷载的施加 所以一般只施加竖向荷载 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 1 地下室相连地下室相连 地上有裙房及地上有裙房及塔楼塔楼 对于以上分开计算的情况 在设计的后期肯对于以上分开计算的情况 在设计的后期肯 定还要进行一次整体模型的计算 对于裙房与塔定还要进行一次整体模型的计算 对于裙房与塔 楼相交等特殊部位 要综合考虑配筋 楼相交等特殊部位 要综合考虑配筋 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 1 地下室相连地下室相连 地上有裙房及地上有裙房及塔楼塔楼 方法二 整体建模 设计裙房 地下室及基础 包方法二 整体建模 设计裙房 地下室及基础 包 括裙房的位移比 裙房及地下室配筋 但括裙房的位移比 裙房及地下室配筋 但 周期比的计算还要截取单塔进行 周期比的计算还要截取单塔进行 在计算速度能够接受的情况下 最好采用该在计算速度能够接受的情况下 最好采用该 方法进行多塔的设计 方法进行多塔的设计 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2 地下室相连地下室相连 地上分开地上分开的多塔的多塔计算计算模型模型 1 各塔地上部分单独建模 单独设计 嵌固点取在 各塔地上部分单独建模 单独设计 嵌固点取在 正负零位置正负零位置 包括每个塔的周期比 内力及配筋 包括每个塔的周期比 内力及配筋 嵌固端一般均满足 嵌固端一般均满足 2 整体建模 设计地下室 传基础力 整体建模 设计地下室 传基础力 3 各塔底层 各塔底层 地上一层地上一层 的设计结果 两种模型取保的设计结果 两种模型取保 守 守 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2 地下室相连地下室相连 地上分开地上分开的多塔的多塔计算计算模型模型 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 3 裙房裙房层数层数设设置置 从地震灾害调查结果可以发现 多塔结构 塔楼部分从地震灾害调查结果可以发现 多塔结构 塔楼部分 底部与裙房顶层连接部位 立面缩进较大 造成楼层刚度底部与裙房顶层连接部位 立面缩进较大 造成楼层刚度 突变 在地震作用下 这些部位往往成为薄弱环节 破坏突变 在地震作用下 这些部位往往成为薄弱环节 破坏 比较严重 地震作用时 各塔楼各自振动 但都通过底盘比较严重 地震作用时 各塔楼各自振动 但都通过底盘 共同作用 相互影响 此时底盘连接各塔部分受力通常比共同作用 相互影响 此时底盘连接各塔部分受力通常比 较复杂 因此 高规 较复杂 因此 高规 10 6 3条中规定 底盘屋面楼板厚条中规定 底盘屋面楼板厚 度不宜小于度不宜小于150mm 并应加强配筋构造 底盘屋面上 下 并应加强配筋构造 底盘屋面上 下 层结构的楼板也应加强构造措施 当底盘屋面为结构转换层结构的楼板也应加强构造措施 当底盘屋面为结构转换 层时 应符合 高规 层时 应符合 高规 10 2 20 条的规定 该条内容主。