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05 PKPM软件中与荷载组合相关参数及组合号
如果设计时使用PKPM软件,复杂的荷载组合都由软件自动确定了,但是有些特殊情况下,仍需要设计师简单的选择相关参数,就可以实现荷载的自动组合了。
5.1 一般情况下恒、活、风荷载及地震作用组合
一般结构抗震设计时,需要考虑恒荷载、活荷载、风荷载及地震作用等,按照规范的组合原则,配筋设计的基本组合总共有34个组合号,其中地震作用参与的组合有8种。
5.2 考虑活荷载不利布置,恒、活、风荷载及地震作用组合
如果考虑活荷载不利布置,还需要增加活荷载不利布置产生的正负包络的两个组合(LL2及LL3)与恒荷载、风荷载进行组合(仅截取了部分活荷载不利布置参与的组合号)。
5.3 考虑偶然偏心地震作用,恒、活、风荷载及地震作用组合
实际设计中还要考虑偶然偏心地震作用,X、Y向地震作用又分别增加正5%偶然偏心(EXP及EYP)及负-5%偏心偶然地震作用(EXM及EYM)效应。(仅截取了部分正负偶然偏心地震作用参与的组合号)。
5.4 考虑风荷载与地震同时组合,恒、活、风荷载及地震作用组合
如果设计的结构高度超过了60m,需要考虑风荷载与地震作用同时组合,PKPM软件提供了参数,只需要选择,程序即可自动形成风荷载、重力荷载与地震作用效应的同时组合。(仅截取了风荷载与地震作用同时组合的组合号)
5.5 考虑温度作用,恒、活、风荷载、温度及地震作用组合
对设计中的温度荷载效应,一般情况下温度荷载效应仅仅与恒、活荷载考虑组合,与其他荷载不同时考虑,如果要考虑温度荷载效应与风荷载同时组合,可以设置组合系数,程序即可自动形成风荷载与温度作用同时组合的组合号。(仅截取了温度荷载与恒荷载、活荷载之间的组合)
5.6 考虑屋面活、雪荷载、楼面活、风荷载、恒载及地震作用组合
设计中如果布置了屋面活荷载及雪荷载的情况,程序会自动区分楼面活荷载与屋面活荷载,根据设计师选择屋面活荷载与雪荷载、风荷载之间的组合形式,程序自动形成组合号。如果选择屋面活荷载(LR)不与雪荷载(SN)和风荷载(WX及WY)同时考虑,程序自动形成对应满足规范要求的组合号。(仅截取了风荷载、楼面活荷载与雪荷载同时组合的组合号;风荷载、楼面活荷载与屋面活荷载同时组合的组合号;地震作用参与的组合按抗规要求仅仅考虑了楼面活荷载与雪荷载作为重力荷载代表值参与组合,不考虑屋面活荷载)
5.7 考虑区分楼面活荷载形式,恒、活、风荷载及地震作用组合
按荷载规范5.1.1楼面活荷载组合系数与房间类别有关,对于书库、储藏室、密集书库、电梯机房等房间的活荷载组合系数与一般房间活荷载组合系数不同,按照抗规表5.1.3,藏书库和、档案库的重力荷载代表值活荷载组合系数也不同。如果设计中通过自定义活荷载方式布置了荷载规范中的此类活荷载,可以通过人为修改荷载组合系数及重力荷载代表值系数,实现对此类荷载与恒载、其他类型活荷载及地震作用的自动组合。(仅截取了特殊活荷载密集书库ULL1、电梯机房活载ULL2与其他荷载的组合情况)
5.8 同时存在恒、屋面活、风、雪、楼面活、积灰荷载、温度及地震作用组合
结构设计中,如果同时存在多种形式的可变荷载,如楼面活荷载、屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载、温度效应等情况,按照荷载规范要求的组合方式,应该存在以下组合形式。
当永久效应控制时,并且考虑永久作用荷载效应对结构有利及不利,可以得出以下的20种组合(不考虑活荷载的不利布置)。
地震作用参与的组合,区分恒荷载有利及不利,重力荷载代表值考虑活荷载、雪荷载及积灰荷载,总共有24个组合。
当可变荷载效应控制时,要考虑多组活荷载的轮换组合,屋面活荷载不与雪荷载和风荷载同时考虑组合,分别考虑楼面活荷载、屋面活荷载、雪荷载及积灰荷载等竖向活荷载作为主导可变荷载,可得到12个组合。
当可变荷载效应控制时,要考虑多组活荷载的轮换组合,屋面活荷载不与雪荷载和风荷载同时考虑组合,分别考虑楼面活荷载、屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载等竖向荷载,同时考虑水平风荷载,可以得出以下组合。
以普通活荷载为主控活荷载,可得到以下24个组合号。
以积灰荷载为主控活荷载,同样可得到24个组合。
以雪荷载为主控活荷载,可得到12个组合。
以屋面活荷载为主控活荷载,同样可得到12个组合。
以温度作用为主控活荷载,有升温与降温,可得到8个组合。
以风荷载为主控活荷载,由于风有X及Y向可以得出16个组合。
以屋面活荷载为主控活荷载,可以得出12个组合。
5.9 存在消防车荷载,恒、活、风荷载及地震作用组合
设计中如果在消防车通道的房间楼面上布置了消防车荷载,程序就会自动增加一项消防车荷载(XF1)和活荷载(LL_XFC),并且完成消防车荷载与其他荷载的组合。XF1代表消防车房间上仅仅有消防车荷载,别的房间上没有活荷载情况;LL_XFC代表消防车房间上既没有消防车荷载也没有活荷载,别的房间上有正常活荷载情况;活荷载工况LL代表着消防车房间及非消防车房间在正常使用时都存在楼面普通活荷载情况。
输入消防车之后,程序自动形成的部分组合,可以看到存在没有消防车情况下的组合与消防车存在时候的组合,当没有消防车的时候是恒荷载与所有房间的普通活荷载组合;当有消防车的时候是有消防车荷载房间的荷载效应与没有消防车荷载房间但是有活荷载的效应进行同时组合。虽然消防车荷载是普通活荷载,但按照规范不考虑消防车荷载的重力荷载代表值,因此,消防车荷载房间在计算重力荷载代表值时取该房间的普通活荷载。
从多本规范的组合原则及实际工程中存在的多种荷载形式来看,要人为处理荷载组合,找到最不利组合基本不太可能实现。设计中使用软件,大部分情况下软件自动完成多种荷载的组合,并根据控制目标逐一计算找到最不利组合,设计师也可根据结构体系、高度或者对于工业建筑中多种特殊荷载的情况,选择相关参数即可实现荷载的自动组合。设计师也可以直接增加自定义组合实现对特殊组合的需求。
上部结构的设计主要是进行承载力的计算,其主要的控制目标是找出梁、柱、墙配筋最大对应的控制组合号,同时柱还要找到地震作用参与组合中最大轴压比对应的组合号,这个也属于控制组合,只是目标不同而已。
明日待续......
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