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PKPM“YJK软件的若干问题回复

以下对“YJK软件的若干问题简称原文

、地下室抗震等级默认值如何取

原文认为,YJK地震信息中设置参数地下一层以下抗震构造措施的抗震等级逐层降低及抗震措施选项没有规范依据,实际上该选项是基于如下规范条

抗震规范》6.1.3条文说明中指出地震响应逐渐减小,规定地下一层的震等级不能降低;而地下一层以下不要求计算地震作用规定其抗震构造措施的抗震等级可逐层降低。

建筑抗震设计规范应用与分析》一书中对6.1.3也做出相应说明地下室的抗震等级与上部结构不完全一致当地下室顶板作为上部结构的嵌固位时,地下一层作为上部结构竖向构件的延伸和固区域,抗震等级对应于上部结构首层的抗震措施和抗震构造措施要求,地下一层以下的楼层一般不要求计算地震作用,其抗震等级仅对应于抗震构造措施的要求

因此YJK地震信息中软件设置了参数地下一层以下抗震构造措施的抗震等级逐层降低及抗震措施选项用户可通过此参数确定地下一层以下部分构件的抗等级。

这样的设置是一个选项,如果用户认为地下一层以下的楼不需要计算地震作用,可以选此参数。如果用户不这样认为,可以不勾选此项,软件按一般楼层要求设置默认的地下室各层的抗震等级和抗震构造措施的抗震等级,并在特殊构件定义时按构件设置需要的震等级等等。

、是否可以不考虑地下室楼层质量

考虑地下室质量“在YJK软件中是一个用户选项,默认不勾选。

选项由工程师控制,用于处理一些特殊结构计算类似这样的选项在一些著名软件中也有设置

YJK软件功能越来越强大,并不是只能计算一些简单常规工程,软件提供一些灵活选项满足工程师计算过程的控制需求,是非常有必要的。

每个选项都有各自的适用场景,利用特意构造的错误场景结果来论证一些选项所谓的不合理,这是一个思维逻辑错误。

三、有效质量系数计算是否考虑地下室

YJK认为,有效质量系数计算时候采用的质量与整体模态分析时候应该保持一致。

原文认为对于整体模态分析时候采用全楼质量,有效质量系数计算时只考虑嵌固端以上部分的理论,我们没有找到相关依据不做评论。

但根据一些带地下室的算例结果,传统软件有效质量系数结果达到99%时候,继续增加振型数,剪力仍然可能大幅度增加,由此推论其在有效质量系数计算过程中存在错误不合理之处,影响结构安全。

地下室外墙的施工缝验算问题

地下室外墙通常较长,且无洞口,按照常规的墙柱生成规则,可能会生成一片较长的直墙柱,按照长度为十几米甚至几十米的墙柱采用平截面假定计算配筋,显然失真。因此软件按照建模节点生成墙柱,并分段计算配筋,常规的配筋结果如下图所示:

而对于施工缝验算如果也采用分段方式验算,可能结果不合理,比如右图的情况因此软件将同一直线上的各墙段串起来看成一个整体进行验算

这种算法也是基于同一直线上连续剪力墙施工缝也应是连续的情况

、采用内力方式计算剪重比的问题

YJK中提供了竖向构件内力统计层水平荷载剪力“的选项,默认不勾选。

类似这样的选项在一些著名软件中也有设置

勾选之后,对于地震作用下的剪力将依照竖向构件的水平剪力进行统计不勾选时候地震作用进行统计。

采用内力“法统计,可更合理计算有地下室侧土弹簧跃层不打断斜撑等情况下的剪力。

此外,Etabs软件即采用的竖向构件内力统计的层水平剪力。

YJK勾选“按竖向构件内力统计层水平荷载剪力”,比常规软件计算出的剪重比3-9%

YJK结果和Etabs对比,下图,结果基本一致。

 

 

六、关于YJK新增膜单元的测试

YJK提供N6star单元改进了经典转角自由度可以通过直接的测试算例证明。在原文例的模型中,对结果起显著控制作用的是罚单元梁墙连接关系的处理手段,而非膜单元特性

提供不同力学单元为了增加软件的适用性,比如计算温度荷载时,采用N6star单元Etabs的结果更接近。

此外,在验证算例中,SATWEYJK经典膜单元、YJK N6Star单元在2.0m-0.3m网格尺寸下结果变化规律一致SATWE周期增加幅度为19.9%YJK N6Star增加幅度为17.5%无法重现原文案例中的结论。

七、悬挑板导荷问题

原文中指出“YJK中悬挑板导向边梁的荷载总是包含扭矩”。

实际上,YJK建模菜单的必要参数中设置了参数考虑悬挑板对边梁的附加扭矩,并且该选项默认为不勾选状态。

框支框架的倾覆力矩计算方法

原文认为:框支转换结构是明显的强耦合结构,唯有轴力方式能够正确计算倾覆力矩

首先说明一下框架倾覆弯矩的计算方法,按照规范的规定,框架倾覆弯矩的计算方法为每层框架部分剪力乘以层高并逐层叠加求得。至于轴力方式,《工程抗震与加固改造34 卷第4 的“建筑抗震设计规范GB50011-2010 问题解答( )”中给予了解释,并说明:“规范对结构底层框架部分的倾覆力矩分担比例提出要求,实质上是为了控制框架与抗震墙侧向刚度的相对大小。因此,实际工程应以规范公式的计算结果为准”。《建筑结构》第47卷第9期的“框架-剪力墙结构中框架承担倾覆力矩的计算方法及应用”也分析了抗方法和轴力方法的差异性,最终也是建议在计算框架-剪力墙结构中框架承担的底部总倾覆力矩比例时,采用抗方法。

再说部分框支剪力墙结构,由于框支框架仅在框支楼层存在,如果硬套抗公式,则会得出框支框架承担的倾覆弯矩比例很小(按极端的全部楼层竖向构件均为框支柱来考虑,硬套公式的倾覆弯矩比例亦是如此),因此软件提出了计算框支框架倾覆弯矩比例时,扣除框支层以上楼层的倾覆力矩,仅取框支楼层部分的结果计算。《建筑结构》第47卷第9期的“部分框支剪力墙结构中框支框架承担倾覆力矩的计算方法及应用”中指出了直接套用抗公式是不适用的;按轴力方法统计,由于力学方法的计算假定与抗方法不一致,以其结果来判断框支层是否属于少墙框架结构,与规范判断准则有一定的差异。文章中给出了取底部框支框架部分作为隔离体进行分析的方法,与软件的计算方法在思路上是一致的。

九、设计梁时如何考虑板的共同工作

原文中所指,应该针对的是YJK中提供的下图所示的选项:

  1. 首先,原文中指出“PKPM先于YJK10年提供了此种方法(PMSAP),一直建议用户谨慎用于设计,YJK则作为一个重点向用户推介”——也就是说该功能是PKPM中和YJK中同时存在的功能;另外需注意,在YJK中,如上图所示,软件对该选项默认是不勾选的。
  2. 原文中也同时说明了之所以建议用户谨慎使用该选项的几点顾虑。而作为结构设计程序本身而言,此选项是对计算模型的一个必要的补充(见下图所示,若不勾选该选项,则实际计算模型等同左图),也并不违背规范的条文,甚至可视为是对《混规》5.2.4条的一种实现方法的延伸。

(该图截取自PPT

  1. 至于当考虑梁板相对偏移时(即原文中所说的梁板共同作用)板的受力分析,由于YJK的整体分析中可以给出板的计算和设计结果,并且该结果可以在板施工图中最终影响板的配筋(板施工图中提供了读取该计算结果的参数),因此体系上是完整的。

 

十、转换层上下刚度比、剪切刚度计算

SATWE转换层上下刚度比计算,之前一直采用的是异于高附录E.0.2模型的刚度串模型,即先将结构各层的侧向刚度求倒数,得出位移后再求和,然后再求倒数得到上部或下部结构的刚度,从而得到等效侧向刚度比。该方法明显缺点是不考虑转换构件的刚度贡献。

YJK自推出时,即摈弃了这种不按规范模型的方法,一直参照高附录E.0.2给出的示意模型进行高位转换刚度比计算。该示意模型并没有要求模型的顶部加上约束。YJK的大量用户工程实例表明,YJK的计算方法并没有如原文所述失去指标控制意义。

SATWE最近版本推出了基于高附录E.0.2模型的等效侧向刚度比计算选项,并指出模型顶部应该考虑结构的约束,这种约束并不是规范的明确要求,原文也未明示具体应是何种约束。

 

《高规》附录E中规定了柱剪切刚度的计算方法,并根据柱截面高度与柱高的关系对剪切刚度进行调整,但对于型钢柱的剪切刚度计算无明确规定。软件在计算型钢柱剪切刚度时,先分别根据与内含型钢计算剪切刚度;在计算调整系数时,考虑到型钢受到外周的包裹,截面高度均取型钢截面的外轮廓高度,而不是型钢自身高度。

 

十一梁端配筋内力取值位置辨析

原文认为:不考虑梁端刚域、梁端设计弯矩取在柱边错误、总是不安全

《抗震规范》6.3.3条文说明中指出:“计算梁端截面纵向受拉钢筋时,应采用与柱交界面的组合弯矩设计值”。

YJK软件提供了梁端内力取值位置,供用户选择使用,默认值为0

填写该参数时,一般用户填写小于1数值,如0.8软件将取0.8柱宽处的弯矩设计梁的配筋。

十二YJK考虑梁端刚域时的计算错误

原文中认为,YJK在勾选考虑梁端刚域后,计算模型中刚域段的荷载被忽略了,如下为原文中的截图所示——

但实际上,YJK的计算模型如下图所示,并没有丢失刚域段的荷载,荷载无论是数值还是作用范围都与建模模型保持一致,并且刚域上的荷载仍将传至柱上。6米跨的梁加载100kN/m荷载,柱底轴力两边各300kN,是正确的。

至于此时梁的内力,在上述计算模型和荷载分布方式下,YJKMIDAS GEN的对比如下:

 

十三坡屋面位移比计算辨析

从规范位移比统计的基本要求来说,错层、坡屋面本身已不满足位移比统计前提(错层结构宜按分块楼板统计,可使用软件的围区统计工具)。

是审图设计人员,仍要求软件提供这些部位的位移比指标。软件根据大量的实际工程计算效果,给出了过滤较短竖向构件、将位移差换算到统一高差水平上等处理手段,目的无非是想尽量得出相对合理的位移比指标

原文不同意YJK的这种处理手法,原文自己另外提出了一套坡屋面位移比的计算公式,但是这样的新公式还有待于规范审图专家的认可。


 

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