PMSAP在结构深化设计中的特色功能

PMSAPPMSAP在结构深化设计中的在结构深化设计中的PMSAPPMSAP在结构深化设计中的在结构深化设计中的特色功能特色功能特色功能特色功能编写：黄吉锋肖丽聂祺肖川陈晓明讲解：聂祺讲解：聂祺中国建筑科学研究院中国建筑科学研究院2012年6月目录目录目录目录1、具有刚度特性和阻尼特性的隔震减振通用支座分析2、针对复杂空间结构及建筑结构的竖向地震反应谱分析2、针对复杂空间结构及建筑结构的竖向地震反应谱分析3、针对梁、柱、墙、板的完善的温度效应分析和设计4对复杂结构中的楼板进行整体精细分析及设计4、对复杂结构中的楼板进行整体精细分析及设计5、对钢板墙和钢板连梁进行分析和设计6采用壳体有限元法自动分析和设计转换构件6、采用壳体有限元法自动分析和设计转换构件7、错层墙、山墙、异型斜墙的分析和设计8对复杂结构的弹性稳定性（BUCKLING）分析8、对复杂结构的弹性稳定性（BUCKLING）分析9、钢-砼混合结构、隔震减振结构的精细分析（CCQC）功能具有刚度特性和阻尼特性的具有刚度特性和阻尼特性的通用支座分析通用支座分析典型的工程应用典型的工程应用•工程中常见的需要设置特殊支座的情况9隔震支座震支座9大跨屋顶与底部主体结构的连接支座9连廊与两侧主体结构的连接支座9连廊与两侧主体结构的连接支座隔震支座下部结构与上部屋面大跨空间结构的连接支座连廊与两侧主体结构间的滑动支座连廊与两侧主体结构间的滑动支座支座布置支座布置支座布置支座布置布置方法1：直接在结构节点处插入支座（忽略支座尺寸）布置方法2：增加辅助短柱（体现支座真实高度）为了体现支座的真实高度在SASCA或CA建模时可布置方法2：增加辅助短柱（体现支座真实高度）为了体现支座的真实高度，在SPASCAD或PMCAD建模时可以在相应位置（比如：结构底部；屋盖与主体结构的连接处）增加一个短柱辅助层所有存在支座的位置都布置一根）增加个短柱辅助层，所有存在支座的位置，都布置根与支座等高的刚性柱,然后在刚性柱顶补充定义支座信息。支座的力学模型支座的力学模型•支座特性的含义支座的力学模型支座的力学模型•支座特性的含义¾刚度特性：局部系中的等效刚度¾阻尼特性：局部系中的等效阻尼系数（不同于阻尼比！）dfkd=阻尼特性：局部系中的等效阻尼系数（不同于阻尼比）fcx=&是弹簧常数，阻尼系数C表示速度与阻尼力间的比例关系fcxdkd支座计算结果支座计算结果查看支座变形：X地震（变形验算）查看支座内力：FXMIN，FXMAX（承载力验算）支座反应的详细文本文件输出:工程名PDS支座反应的详细文本文件输出:工程名.PDS输出说明输出说明支座参数返回单工况支座变形单工况支座变形单工况支座内力各组合支座内力各组合支座内力最不利组合支座内力针对复杂空间结构及建筑结构的针对复杂空间结构及建筑结构的竖向地震反应谱分析竖向地震反应谱分析竖向地震作用竖向地震作用竖向地震作用竖向地震作用•竖向地震作用下结构反应的特点之一¾剪力墙框架柱等竖向构件之间可能存在明显的¾剪力墙、框架柱等竖向构件之间可能存在明显的竖向相互错动，从而在水平构件中引发显著内力，并导致竖向构件自身的内力重分配并导致竖向构件自身的内力重分配。竖向错动效应算例•竖向错动效应算例连梁A框架梁A框架梁B某38层框筒结构透视图及典型平面•竖向错动效应算例在总竖向地震作用基本一致的前提下：•竖向错动效应算例差3倍基本相当竖向地震作用竖向地震作用竖向地震作用竖向地震作用•竖向地震作用下结构反应的特点之二¾对于带有屋盖系统的建筑结构不恰当的设计方¾对于带有屋盖系统的建筑结构，不恰当的设计方案，可能导致二次共振；当二次共振发生时，结构反应急剧增大构反应急剧增大。•二次共振算例：理论模型•二次共振算例：理论模型屋盖系统完整的竖屋盖系统竖振周期为T的竖向地震计震计算模型主体结构主体结构竖振周期为Tsup•二次共振算例•二次共振算例竖向地震作用竖向地震作用•竖向地震反应的这些特性不能通过抗规提供的简竖向地震作用竖向地震作用竖向地震反应的这些特性，不能通过抗规提供的简化方法反应出来，而只能通过竖向地震的振型叠加法或者时程分析方法来体现；法或者时程分析方法来体现；抗规和高规已经把振型叠加法列为大跨度结构•10抗规和高规，已经把振型叠加法列为大跨度结构可以采用的分析方法；实际上，振型叠加法原则上适用于任何结构类型适用于任何结构类型；•PMSAP软件提供了完善的竖向地震的振型叠加法分析，并可将结果用于构件的设计；析并可将结果用于构件的设计；使用PMSAP的竖向地震反应谱分析功能选择考虑选择考虑竖向地震使用PMSAP的竖向地震反应谱分析功能振型数应该足够多该足够多，一般可以取为不考取为不考虑竖震反应谱计算时的2倍，且应注意核查在此处指定竖向地算注意核查计算结果中EZZ工震计算方法为“振型叠加反中EZZ工况的有效质量系数型叠加反应谱法”是否满足90%的要求求使用PMSAP的竖向地震规范分析方法使用PMSAP的竖向地震规范分析方法除算•PMSAP除了提供计算竖向地震的振型叠加反应谱法，仍然提供竖向地震计算的规范方法（底部轴力法），当结构布置足够规则、简单或者用于对比的目的时，可采用此种方法使用PMSAP的竖向地震规范分析方法与反应谱计算样首算一样，首先要选择考虑竖向地震虑竖向地震使用PMSAP的竖向地震规范分析方法使用“抗震规范方震规范方法”时，需要用户根据抗震根据抗震规范自己指定竖向指定竖向地震作用系数在此处指定竖向地震计系数竖向地震计算方法为“抗震规范抗震规范方法”••简化简化方法与反应谱方法取不利方法与反应谱方法取不利简化简化方法与反应谱方法取不利方法与反应谱方法取不利••简化简化方法与反应谱方法取不利方法与反应谱方法取不利简化简化方法与反应谱方法取不利方法与反应谱方法取不利••简化简化方法与反应谱方法取不利方法与反应谱方法取不利(ITEM002)本工程中各工况的设定()__________________________________工况1:DL恒荷载工况2:LL活荷载工况3:WX(0.0度)X向风载工况4:WY(90.0度)Y向风载工况5:EZZ向地震(抗震规范)工况6:LL2活荷载2(负包络)()工况7:LL3活荷载3(正包络)工况8:EXP(0.0度)X+5%地震工况9:EXM(0.0度)X-5%地震工况10:EYP(90.0度)Y+5%地震()工况11:EYM(90.0度)Y-5%地震工况12:LX(0.0度)X静震(对应于EX地震的静力工况)工况13:PX(0.0度)X静震P(对应于EX地震的正偏心静力工况)工况14:MX(0.0度)X静震M(对应于EX地震的负偏心静力工况)()()工况15:LY(90.0度)Y静震(对应于EY地震的静力工况)工况16:PY(90.0度)Y静震P(对应于EY地震的正偏心静力工况)工况17:MY(90.0度)Y静震M(对应于EY地震的负偏心静力工况)工况18:EX(0.0度)X向地震工况19:EY(90.0度)Y向地震工况20:EZZ(竖向)Z向地震(振型叠加)简化简化方法与反应谱方法取不利方法与反应谱方法取不利••简化简化方法与反应谱方法取不利方法与反应谱方法取不利231.20*DL0.60*LL0.28*WX1.30*EX0.50*EZZ241.20*DL0.60*LL-0.28*WX1.30*EX0.50*EZZ25120*DL060*LL028*WX050*EX130*EZZ251.20*DL0.60*LL0.28*WX0.50*EX1.30*EZZ261.20*DL0.60*LL-0.28*WX0.50*EX1.30*EZZ2191.20*DL0.60*LL0.28*WX0.50*EZ1.30*EX2201.20*DL0.60*LL-0.28*WX0.50*EZ1.30*EX221120*DL060*LL028*WX130*EZ050*EX2211.20DL0.60LL0.28WX1.30EZ0.50EX2221.20*DL0.60*LL-0.28*WX1.30*EZ0.50*EX••剔除无效振型剔除无效振型剔除前剔除前剔除后剔除后温度效应分析大纲大纲•概述概述•PMSAP温度应力分析特点PMSAP温度应力分析特点•PMSAP温度应力分析步骤•PMSAP温度应力分析步骤•PMSAP温度应力分析注意事项•PMSAP温度应力分析注意事项•工程实例•工程实例概述概述•工程背景•环境温度变化引起结构有害应力分析混凝土收缩徐变分析•混凝土收缩徐变分析•预应力效应分析PMSAP温度应力分析特点PMSAP温度应力分析特点•温度应力分析是PMSAP程序的一个特色•可同时接力PMCAD和SPASCAD模块，在PMCAD中可定义两种温度工况，在SPASCAD中可同时定义多种温度工况况。具有较为完善的温度应力分析功能对多高层建筑中的梁•具有较为完善的温度应力分析功能，对多高层建筑中的梁、柱、支撑、剪力墙和楼板，均采用有限元模型计算其温度内力及变形。度内力及变形。•自动将温度内力工况考虑荷载组合进行构件设计•自动将温度内力工况考虑荷载组合进行构件设计。PMSAP温度应力分析步骤PMSAP温度应力分析步骤1）用PMCAD、STS-1或SPASCAD建立结构模型。1）用PMCAD、STS1或SPASCAD建立结构模型。2）进入PKPM的“PMSAP”主菜单，然后进入“补充建模”，点取“温度荷载”菜单在此定义各个楼层的各节点的温度变化值度荷载菜单，在此定义各个楼层的各节点的温度变化值。3）执行“接PM生成PMSAP数据”4）进入“参数补充及修改”菜单，点取“参数修改-〉总信息”，按照需要修改“温度荷载参数”包括砼构件效应折减系数温度荷载组合要修改“温度荷载参数”，包括砼构件效应折减系数，温度荷载组合系数，弹性模量折减系数等。5）执行“结构分析与配筋计算”5）执行“结构分析与配筋计算”6）进入“分析结果的图形显示”察看计算结果，包括温度荷载产生的结构变形构件内力以及考虑了温度荷载组合的构件配筋结果构变形、构件内力以及考虑了温度荷载组合的构件配筋结果。全楼定义弹性膜指定节点温差PMSAP温度应力分析注意事项PMSAP温度应力分析注意事项1）所有楼板均应定义成弹性膜或弹性板61）所有楼板均应定义成弹性膜或弹性板62）剪力墙应采用细分模型3）混凝土构件的温度效应宜指定折减系数一般取3）混凝土构件的温度效应宜指定折减系数,一般取为0.34)如果用温度模拟砼收缩应作为一个独立工况4)如果用温度模拟砼收缩，应作为一个独立工况，且相应温度工况的属性应指定为“砼收缩”5)如果用温度模拟预应力张拉也应作为一个独立5)如果用温度模拟预应力张拉，也应作为一个独立工况，且相应温度工况的属性应指定为“预应力”力PMSAP温度应力分析注意事项PMSAP温度应力分析注意事项）软件会自动增加温度况的组合不考虑温度前6）软件会自动增加温度工况的组合。不考虑温度前n种工况，考虑后变为2n种。用户可以调节地震、风与温度组合时的组合系数与温度组合时的组合系数。7）温度对“砼梁”产生的轴向拉压力，pmsap会自动按照偏心受拉或偏心受压进行截面设计动按照偏心受拉或偏心受压进行截面设计。8）温度对“砼板”产生的轴向拉压力，pmsap会自动按照偏心受拉或偏心受压进行截面设计动按照偏心受拉或偏心受压进行截面设计。9）温度对“砼柱”、“砼墙”和“所有钢构件”产生的所有内力pmsap均会自动考虑到截面设计或生的所有内力，pmsap均会自动考虑到截面设计或验算中。PMSAP温度应力分析注意事项PMSAP温度应力分析注意事项10）因温度应力分析采用的是瞬态弹性方法10）因温度应力分析采用的是瞬态弹性方法为考虑砼的徐变应力松弛砼构件的温度内力可以乘以为考虑砼的徐变应力松弛，砼构件的温度内力可以乘以折减系数0.3，钢构件不折减为考虑砼构件裂缝引起的刚度退化，砼构件的刚度可以乘以折减系数085，钢构件不折减乘以折减系数0.85，钢构件不折减pmsap提供的砼弹性模量折减系数，会影响到恒、活、pp提供的弹性模量