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特种结构设计2013年3月北京盈建科软件有限责任公司(BeijingYJKBuildingSoftwareCo.,Ltd.)特种结构设计•无梁楼盖•现浇空心板•筒仓•水池•工业建筑相关•预应力•钢结构2无梁楼盖设计3无梁楼盖设计（建模）•建模中设置暗梁，即按《高规》8.2.4：应在柱上板带中设置构造暗梁，暗梁宽度取柱宽及两侧各1.5倍板厚之和•设置虚梁也可•布置柱帽4无梁楼盖设计（结构整体计算）•软件自动将柱帽处梁按照加腋梁计算配筋•应将楼板设置为弹性板3或弹性板6（《高规》5.3.3要求）•应选择弹性板上荷载传导方式为“板有限元计算”•软件在柱配筋计算后补充柱对板的冲切计算567对柱帽冲切计算的人防荷载组合采用人防规范相关公式进行无梁楼盖设计（楼板配筋）•在楼板施工图中完成无梁楼盖配筋设计•按有限元方式计算楼板，软件考虑了柱帽影响•设置为考虑梁的弹性变形，由于梁高与板厚一致重叠，为避免造成无梁板计算刚度被放大，板有限元计算时忽略了梁的截面刚度•按照平法标准图的柱上板带、跨中板带方式出图，柱上和跨中板带都包含贯通钢筋和非贯通钢筋，经济合理，填补了这项应用空白。8板有限元计算结果（X向和Y向弯矩）9X向和Y向弯矩（黄色为负弯矩区）各单元X向弯矩1011设计流程楼板施工图中设置了无梁楼盖菜单；用户用多边形框选需要按照无梁楼盖设计的范围；软件对梁高小于板厚的梁，自动划分柱上板带；按楼板有限元计算全层楼板；分区域给出弯矩配筋：1、柱帽或柱上板带相交区域，这部分受力最大；2、柱上板带区域；3、跨中板带区域；12柱上板带的贯通钢筋和非贯通钢筋13跨中板带的贯通钢筋和非贯通钢筋1415无梁楼盖配筋结果简图无梁楼盖板施工图•按照平法标准图的柱上板带、跨中板带方式出图•分为3个区域配筋：1、柱上板带，沿各跨贯通连续配筋，并在第一跨标注2、柱帽或柱上板带相交处，根据减去柱上板带的剩余部分计算面积配置，钢筋长度为柱上板带宽度3、跨中板带，这部分包括2种钢筋，（1）扣除柱上板带的剩余部分，用集中标注方式画图和修改，和普通房间板方式相同，（2）在柱上板带垂直布置的非贯通钢筋，用原位标注方式画图和修改1617无梁楼盖配筋参数18柱上板带配筋19跨中板带配筋2021按照平法标准图的柱上板带、跨中板带方式出图加腋板设计22对加腋板按变厚度有限元板计算2324实例25实例26实例27实例现浇空心板设计当前难点问题之一2829现浇空心板地下车库和楼板实例现浇空心板设计•在建模的楼板布置菜单下设置现浇空心板的布置菜单•在上部结构计算中嵌入现浇空心板的计算（以楼层为单元）•YJK使用细分的弹性板有限元（壳元）模型计算现浇空心板，对板元按考虑了空心部分的折算刚度计算，然后对弹性板计算结果积分成肋梁的弯矩和剪力，再对肋梁进行配筋设计;•因此对现浇空心板最终的计算结果是肋梁的内力和配筋。303132在上部结构计算的设计计算部分中同时进行了现浇空心板的计算软件自动将箱体之间的肋转化成工形截面或者T型截面的肋梁33设计结果中同时输出现浇空心板肋梁计算结果34配筋文本中注明现浇空心板肋梁工字型或T形截面尺寸35按照等效刚度的板有限元算法的Mx等值线图36在梁的平法施工图上可同时画出空心板肋梁配筋梁端部分配筋放在实心区分布筋•软件对主梁支座负筋的计算面积取自实心板区边缘截面，实心板区内多出来的计算面积，由实心板区上配置的附加分布面筋承担。37柱上的实心部位自动标注了横向的28C18@100和竖向的28C20@100布置柱帽时的计算•对布置柱帽的楼板自动按照有限元法计算板有限元计算时对于柱帽部分的单元可以考虑柱帽的实际厚度。由于柱帽是实心板，对这部分单元的刚度不作考虑空心板的折减。•柱帽处肋梁的配筋给到柱帽边缘处和柱帽相交的肋梁，其配筋结果将只给到柱帽边缘处，不再给出柱帽内部的部分•柱帽本身的配筋查看板有限元结果对于柱帽本身的配筋，可以在设计结果的等值线菜单下查看空心板内力和配筋的等值线，根据计算配筋再人工补充柱帽的实际配筋。3839实例40实例41实例42筒仓的建模和计算以煤仓为例墙上面外梯形荷载的输入和计算从而适应筒仓、水池、地下坑道竖井等的设计44建模增加了墙上面外梯形荷载的输入适应筒仓、水池、地下坑道竖井等的设计筒仓和承受水平堆载力后的位移47全楼模型建了8个标准层，中间煤仓部分建了5个层筒仓结构一般由仓上建筑物、仓壁、筒壁、漏斗、仓下建筑物等组成筒仓结构的建模按照分层建模的方式•分层建模，即对仓下建筑、筒壁、仓体、仓上建筑等分层建模，最后全楼组装成筒仓结构；•对仓体的仓壁采用圆弧墙或者直墙建模，对高大的深仓结构应分为几层建模，为的是准确计算筒仓侧壁的贮料荷载，一般每层层高控制在3-4米；•对漏斗部分可以按照斜墙建模。软件提供漏斗的参数化建模方式，可通过几个参数快速生成各种形式的漏斗；•贮料产生的荷载主要有三种，作用在仓壁上的水平压力和竖向摩擦力，作用于仓底或漏斗顶面单位面积上的竖向压力。这些荷载可当做活荷载输入。软件设置了“贮料荷载”菜单可以通过参数自动生成作用在仓壁和仓底的这三种荷载；48491层7层3-6层2层带漏斗漏斗用斜墙输入8层对漏斗可参数化快速布置•软件在构件布置菜单下设置了“漏斗”菜单，可通过输入几个漏斗布置参数方便地布置漏斗50各煤仓层按活荷载输入的墙上水平荷载51贮料荷载的参数输入方式•荷载布置菜单下设置了“筒仓荷载”菜单，•可以通过参数自动生成作用在仓壁上的两种荷载和仓底的均布面荷载；52计算简图5354计算简图配筋结果简图55仓体墙的配筋•在配筋简图中，重点应查看仓体墙的内力和配筋计算结果，仓体墙由于承受面外荷载，软件将据此计算出墙的水平和竖向分布钢筋。同时在配筋结果文件中，可以看到墙在环向拉力和两个方向面外弯矩作用下求出的墙的水平和竖向分布钢筋。56可通过等值线图和云图表现墙体受力状态57可通过等值线图和云图表现墙体受力状态58自定义荷载工况组合•按活荷载输入仓1和仓2同时满仓•自定义活荷1为仓1满，自定义活荷2为仓2满•对活荷、仓1满、仓2满按照包络计算59考虑不同仓满载或者空仓的状况进行活荷载不利布置组合•以3仓筒仓为例说明60使用自定义荷载工况组合•考虑不同仓满载或者空仓的状况进行活荷载不利布置组合61自定义活荷1为仓1满自定义活荷2为仓2满自定义活荷3为仓3满自定义荷载工况组合选择全组合62煤仓受水平堆载力的位移动画636465水池的建模和计算66水池承受水压力的计算简图67某1500M3环保矩形蓄水池68蓄水池的建模和力学模型：无梁板、墙、筏板、带柱帽柱墩的柱6970突出板单元、墙单元的有限元分析71重点：无梁楼盖设计；墙的分布钢筋和裂缝控制设计；筏板设计有限元方式可计算出板对墙的面外弯矩72在板较厚时这种面外弯矩不应忽略。而传统的导荷方式不能考虑这种面外弯矩，会使得墙肢面外弯矩比实际情况偏小，不利于结构安全水池底板按筏板基础设计-可考虑墙的面外弯矩73某综合水泵房设计7475输入水池内对墙的水压力将第一层设置为地下室层，水土压力可自动施加在外墙上悬挂吊车用移动荷载输入76软件采用和吊车荷载类似的计算框图处理移动荷载77北京市政院水池78北京市政院地下多层水池上部结构计算时可考虑基础模型操作步骤：1、上部结构建模、计算2、基础建模计算，并考虑上部结构刚度3、上部结构计算，同时读入基础模型，可使上部结构考虑基础和地基刚度变形的影响79地上及地下贮水结构的抗震设计•自身结构的地震力计算由振型分解反应谱法给出•动水、动土压力由人工按相关公式计算求出，按照“自定义地震作用工况”输入•在组合设置中设置常规地震作用计算与自定义地震作用工况为“叠加”关系，或“叠加+包络”关系808182动水、动土压力按照自定义地震作用工况输入83地下建筑的抗震设计•按照《抗规》14章设计；•设置结构类型为“地下建筑”；•自身结构的地震力计算由振型分解反应谱法给出；•动土压力由人工按《抗规》14.2相关公式计算求出，并按照“自定义地震作用工况”输入；•在组合设置中设置常规地震作用计算与自定义地震作用工况为“叠加”关系，或“叠加+包络”关系；8485868788899091929394959697石化设备框架设计9899自动计算空旷钢结构构件上的设备风荷载、地震作用以及设备重、充水重、操作介质重等及荷载组合100建模中输入设备——立式设备设备的形状尺寸；风荷载调整系数；设备中心高度；设备自重、介质重、充水重建模中输入设备——卧式设备建模中输入设备——空冷设备104自动生成作用在设备上的风荷载，以及设备的风荷载、地震作用计算模型预应力混凝土梁设计105预应力梁的设计流程•在上部结构计算完成后进行•预应力设计菜单放在上部结构计算最后一项•用户交互指定需设置预应力的梁或连续梁构件，布置预应力钢筋的线型和面积•逐根进行预应力梁的设计106107108109预应力线型定义和编辑110预应力根数可自动算，也可人工输单根预应力梁的设计•按照连续梁或框架梁模型（用户选的局部模型）进行预应力的综合弯矩、次内力计算•读取上部结构计算得出的这部分梁的各个荷载工况的的内力•增加考虑预应力的因素重新组合•配置梁的非预应力钢筋•进行梁的裂缝、挠度等相关计算•结果输出按单根梁进行111•可以看出，梁预应力设计是接力建模和上部结构计算结果进行的，对于预应力梁来说，上部结构计算结果只是它的一个中间结果，它们最终的结果需要在预应力菜单中补充完成112113预应力筋计算结果结果输出按单根梁进行114预应力梁计算结果结果输出按单根梁进行115预应力梁计算结果钢结构设计116可处理STS所有的截面类型•建模和计算包括钢结构设计内容•建模和计算的截面类型包括STS所有的截面类型117118格构式组合截面定义实腹式组合截面定义119各种型式的格构式组合截面柱120工形和箱型变截面梁121建模中的门式刚架快速输入按《钢规》作强支撑、弱支撑判断•《钢规》5.3.3条：当支撑结构（支撑框架、剪力墙、电梯井等）的侧移刚度（产生单位侧倾角的水平力）Sb满足公式5.3.3-1的要求时为强支撑框架，计算长度系数µ按本规范无侧移框架柱的计算长度系数确定。Sb≥3（1.2∑Nbi-∑Noi）（5.3.3-1）不满足公式5.3.3-1时，为弱支撑框架，框架柱的轴压杆稳定系数ψ按公式5.3.3-2计算123钢结构格构柱厂房钢框架和门式刚架124钢结构框架钢结构电厂厂房钢结构施工图按照大样加表格方式•按照01SG519等国标图的方式；•对节点大样作二级归并，并按二级编号方式：•第一级为大样类型号，大样形式相同的归为同一种大样类型；第二级为该大样类型下的归并号，即对同类型节点下的多个要素（如螺栓、焊缝、节点板、截面尺寸等）都相同的归并于同一编号。•施工图对同类型节点只出一个大样图，它包含的每个二级节点号的具体尺寸注写在表格中；•表达清晰，出图量比传统软件大幅减少125126127128整层或全楼三维节点查看129随时用三维节点菜单查看节点构造130131132对在平面图上同时画出相关节点大样图133134135136137也可对用户选择的任意节点进行全节点的详细标注138也可对用户选择的任意节点进行全节点的详细标注139也可对用户选择的任意节点进行全节点的详细标注自定义荷载工况组合140多层工业厂房可考虑《抗规》附录H多层工业厂房抗震设计要求141结构体系中增加“竖向框排架”142《抗规》附录H多层工业厂房抗震设计要求H.1.6竖向框排架厂房的地震作用调整和抗震验算，应符合下列规定：2竖向框排架结构与排架柱相连的顶层框架节点处，柱端组合的弯矩设计值应按第6.2.2条进行调整，其他顶层框架节点处的梁端、柱端弯矩设计值可不调整。3顶层框排架设置纵向柱间支撑时，与柱间支撑相连排架柱的下部框架柱，一、二级框架柱由地震引起的附加轴力应分别乘以调整系数1.5、1.2；计算轴压比时，附加轴力可不乘以调整系数。H.1.7竖向框排架厂房的基本抗震构造措施尚应符合下列要求：3竖向框排架结构顶层排架设置纵向柱间支撑时，与柱间支撑相连排架柱的下部框