单层配电室设计过程中常见结构问题及其处置(二)

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  摘 要 单层配电室是属于单层框架结构工业房屋设计中较常见的,PKPM模型有诸多方面需要注意,系数的选择、计算过程的调节等都对设计结果产生影响。
  关键词 单层配电室;设计;PKPM模型;小结;应用
  中图分类号:TM64 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)05-0106-02
  单层配电室是属于单层框架结构工业房屋设计中较常见的,PKPM模型有诸多方面需要注意,系数的选择、计算过程的调节等都对设计结果产生影响。在工作过程中总结出一些经验条目,阐述如下。
  1 在工作过程中总结出一些经验条目
  1)应有白蚁防治措施。说明中增加防白蚁措施详建设部《城市房屋白蚁防治管理规定》。
  2)对于一般民用建筑来说,活荷载往往比较单一,通常也就只有一个活荷载参与组合,因此可以这样判断:当活荷载与恒荷载比值大于0.357时,为活荷载起控制作用,反之为恒荷载控制。依据如下:取两种组合的等式
  1.35Gk+1.4×0.7Qk=1.2Gk+1.4Qk
  即1.35Gk+0.98Qk=1.2Gk+1.4Sk
  由此,可算得Sk/Gk=0.357。
  当然,这是一种简化判别方法,当荷载较为复杂时应按规范公式仔细组合计算。
  一般地说,建筑基础、不上人的屋顶结构板等,往往是由恒荷载控制的,而活荷载较大的楼板、一般跨度的消防疏散用楼梯就可能是活荷载控制。
  3)平面中,防火门不应跨越变形缝,防火墙上的两个防火门应向不同方向开启(开启借用出口方向),技术处理方法:修改一个防火门的开启方向。
  4)5.000 m平面的水箱间应有防水措施,技术处理方法:增加水箱间防水做法按苏J01-2005-3-3。
  5)外门窗应注明门窗物理性能,如气密性水密性抗压性等,技术处理方法:门窗气密性等级为III级。
  6)注明和计入施工检修荷载和栏杆顶部水平荷载GB50009 4.5.1、4.5.2,计算书有吊车荷载,技术处理方法:说明中增加①栏杆顶部水平荷载:0.5 kN/m;②设计屋面板、钢筋混凝土挑檐施工或检修集中荷载:1.0 kN。吊车荷载见施工图面。
  7)有的梁hw≥450,未明确设纵向构造筋,不符合GB50010 10.2.16,技术处理方法:增加说明梁hw≥450时,梁两侧设12腰筋,间距≤200。
  8)300宽KL加密区2肢箍、肢距不满足GB50011 6.3.5:300宽KL加密区改为4肢箍。
  9)有弱腐蚀性垫层技术处理方法:C15、C20不符合,改为C25并加注上相应条目。补注防腐蚀性说明,即GB50046-2008表4.8.5之要求。
  10)地下砼:虽然基础用了C35,但±0.000以下的梁、柱、圈梁、GZ、TZ等都应做成C35砼(因其处于干湿交替环境中)。
  11)±0.000以下的梁、柱、圈梁、GZ、TZ及雨篷等处于干湿交替环境构件都应采用C35砼,直接接触土体浇筑的构件其混凝土保护层厚度不应小于70 mm,有混凝土垫层时可按表确定。(GB50476-2008表4.3.1-注3)
  12)与填充墙拉结加注“做法参图集,但间距改为每隔300拉2φ6全长贯通。”(按抗规GB50011-2010 -6.1.15-3)
  13)关于楼梯的一些构造做法。已经按专家意见在程序中做相应修改调整,加画TZ,并加注加强措施:①楼梯间填充墙半层高增加混凝土水平配筋带拉接(做法参苏G01-2003P21),楼梯间填充墙内拉结筋贯通;②楼梯间构造柱间距不大于层高;③楼梯间填充墙两侧采用镀锌钢丝网砂浆面层。并通知建筑专业相关变化
  14)采空区地址特殊,在PKPM中的计算过程中有特殊的要求:据地质报告附图及甲方提供的地质报告P4,采空区(I),按GB50011-2010-4.1.8之条目对水平地震影响系数最大值乘以一个1.1-1.6之间的数。由于所址位置在报告中的采空区(I),即“采空垮塌已经20余年,已基本跨落密实,目前采空区地基变形已经基本稳定,现阶段为残余变形,总的残余变形量较小,但存在一定程度的不均匀沉降”,故不取最大的1.6而估取1.4对SAT-8程序中的相应系数做相应调整计算。
  15)基础底板筋拉筋:@200。
  16)变电站抗震按丙类客户变,非枢纽变,建筑抗震设防类别为丙类。
  17)有-0.03梁本工程PKPM建模仅2个层,在设计图名易造成误解为三层,实际上,-0.03 m的梁除外楼梯丙的梁外,无框架梁,其余-0.030 m仅有填充墙下的圈梁(构造做法)。另外,平面图也是建在4.970~9.970的第二标准层上的,为便于读图分开来画。
  18)未符合GB50003-2011 4.3 和6.3.2要求:对照规范采用MU20砖,并采取相应耐久性措施,包括防腐蚀措施、保护层厚度、砌体强度等。总说明中表2.1基础垫层改为C25(GB50046-2008之4.8.2-2),并在图说明21条等补注防腐蚀性说明,即GB50046-2008表4.8.5之要求,图中条2改为C25。
  19)在图表中原已详注保护层厚度,且在“注6”中加“±0.000以下的梁、柱、圈梁、GZ、TZ及雨篷等处于干湿交替环境构件都应采用C35砼,直接接触土体浇筑的构件其混凝土保护层厚度不应小于70 mm ,有混凝土垫层时可按上表确定。”(GB50476-2008表4.3.1-注3)
  20)未考虑偶然偏心,不符合GB50011 3.4.3,3.4.4:已对照规范计算并打印相应的数据。
  21)未提供KZ抗震计算配筋、配箍计算结果,无法审有否符合GB50011 5.4.2苏G02-2004已过期。不应再用。   22)10版的楼板错层,如果局部范围结构顶标高不同,本人习惯用节点标高来控制。这样做出来的模型在PMCAD的三维显示里面没问题,但是在楼板施工图里面,根本就没有考虑错层的作用,板的支座钢筋全部连续。在SATWE的刚性板块里面还没有去验证到底是怎么回事。这个错误开发方应该修正一下。刚性楼板的搜索已经考虑错层的情况了,不同标高处分属于不同的刚性板块,至于建模采用节点高还是抬梁标高没有区别。如果比较规则的错层,一般没有问题,但实际上我们经常遇到建模有问题的错层,难免就会处理不完善。
  23)jccad各种情况下的内力表示及方向规定?比如Mx始终是表示绕x轴的弯矩吗?
  弯矩遵循右手螺旋法则,MX代表绕X轴,大拇指的方向就是弯矩的方向。
  24)一场地,地下室为车库,上部为变电室,仅在变电室范围内进行cfg素砼桩复合地基处理。因为处理后,该处压缩模量不同,在地质资料中该如何体现?或者地质资料按原始勘察报告,在基床系数中根据处理后压缩模量提高的倍数进行局部处理?另,类似变刚度调平类的基础设计该如何考虑?复合地基三种方法:第一种:①在地质资料里输入处理前的压缩模量;②人机交互时不定义桩,也不输桩位;③有限元计算时选择复合地基,并且填入处理前和处理后的地基承载力以及处理深度。第二种:①在地质资料里输入处理后的压缩模量;②人机交互时不定义桩,不输桩位;③有限元计算时选择天然地基。第三种:①在地质资料里输入天然地基的压缩模量;②人机交互输入里按普通桩定义并输入桩位;③在桩筏筏板有限元菜单中选择复合地基计算。如果是整块地基都是一样的处理方式,上述方法应该都好实现我的意思是,如果复合地基处理只是地基的一部分,及地下室顶板以上的高层部分,而地下室上部无结构的,不进行地基处理。
  25)现在做一个高层的钢框架,采用外包式的柱脚,现在不知道底层的柱子的长度我是取外包式柱脚的顶呢,还是取到基础顶?还有就是柱脚的柱间支撑是和钢柱相连吗(不和外包式的混凝土柱脚底相连)?如果和钢柱相连,如果钢柱的长度取到基础顶的话,那么支撑离基础顶还有很高的距离,往往柱子算不过,如何设计?外包柱脚要取基础顶,你说的算不过,是什么算不过,长细比,还是稳定 。柱间支撑的底部是打在外包柱脚的底部,还是钢柱底部,如果柱间支撑打在钢柱的底部,不考虑外包混凝土,按照钢柱计算下面的外包混凝土的长度,往往柱强度会不过!这时候,柱子实际上被分为两段了,柱间支撑须要打好。
  26)可以用虚梁导荷载吗?建一个100X100的梁在上面输入填充墙荷载,请问程序是否考虑?可以用虚梁导荷载吗?可以,程序考虑。
  27)根据《抗规》5.1.1条和《高规》5.6.2条规定,在风荷载起控制作用时考虑地震作用与风荷载的共同作用组合。《高规》直接定义说高于60 m考虑。《抗规》说是在风荷载起控制作用时考虑。(注:条文解释 说是“这里所谓风荷载起控制作用指风荷载和地震作用产生的总剪力和倾覆力矩相当的情况”)两者有差异的软件这样考虑的。还有一点要明确的是,我的建筑没有超过60 m。但是风荷载和地震产生的倾覆力矩是否相当,既风荷载起控制作用,根据《抗规》5.1.1条需要考虑风荷载和地震作用的组合。但是我在构件的荷载组合项中没有找到风荷载和地震作用的组合(就是风荷载组合系数等于0.2时),请问程序有考虑吗?在设计信息中勾选按高钢规或者高钢规进行构件设计,然后在构件荷载组合中就可以看到了。具体参见SATWE技术条件手册39页和242页。
  28)为什么satwe计算出来的钢筋X、Y方向一样,选出的实配却不一样,主要原因:如果satwe的计算配筋较小,如计算配筋为最小构造配筋,又按单偏压计算的情况下,容易出现此情况。例如计算面积分别为996、996,4B18可满足计算要求,但柱施工图程序选出两个方向的钢筋分别为5B18和4B18。这主要是为了满足全截面配筋率〉=最小配筋率,故程序只在一个方向增加一根钢筋!增大角筋直径是其中一种方案,但某些情况下增大角筋不适用,如:只采用一种直径的钢筋,或钢筋根数较多的情况下。
  29)10版PKPM软件中500×500柱一边配3根钢筋,原来4根,应该是由于保护层厚度新旧规范的含义变化引起的。配筋面积不大的情况下,刚好影响了500截面的柱。单边3根也满足计算及规范的要求!如果需要配置4根,可以在PMCAD中把保护层的厚度改小(如20),不需要重新计算(这样不影响计算结果),重新归并出图即可。
  30)在具体求解非线性动力方程的过程中,在用增量法的时候,其实是求解的一个线性方程组,newton迭代方法。
  31)希望在STS建模中钢柱、钢梁截面库中增加加固类型的截面。在修改导荷方式时选择房间增加“统一修改”。
  32)两道圈梁中间夹7皮砖,能起到配筋砖砌体的作用吗?是作为砖墙抗震抗剪用吗?砖墙地震破坏形式是交叉裂缝,如果圈梁在裂缝范围内,肯定起作用。
  33)SATWE计算出来的结果发现两根梁的弯矩不同、配筋不同。梁高一样、跨度一样、荷载一样,结果不一样?PKPM应该是按互为支座分析的,十字交叉梁主要是承受板荷载板是一样的两边的主梁对它会产生这么大的影响?专家建议按大的配都配成一样的,边界主梁上的荷载不一样,造成位移不一样,因此次梁的内力肯定会有差异。
  34)将十字次梁及其上分到的板荷载拿开,可知Y向主梁中点的位移大于X向主梁中点。再放上次梁,其变形趋势是马鞍形的。因此在中点交叉点上,Y向次梁给X向次梁向上的支撑力。所以Y向次梁跨中有向下的集中力,而X向次梁跨中集中力向上。定性地看,出现相应的弯矩图是正确的。
  35)根据《抗规》5.1.1条和《高规》5.6.2条规定,在风荷载起控制作用时考虑地震作用与风荷载的共同作用组合。《高规》直接定义说高于60 m考虑。《抗规》说是在风荷载起控制作用时考虑。(注:条文解释说是“这里所谓风荷载起控制作用指风荷载和地震作用产生的总剪力和倾覆力矩相当的情况")两者有差异的软件这样考虑的。还有一点要明确的是,我的建筑没有超过60 m。但是风荷载和地震产生的倾覆力矩是否相当,既风荷载起控制作用,根据《抗规》5.1.1条需要考虑风荷载和地震作用的组合。但是我在构件的荷载组合项中没有找到风荷载和地震作用的组合(就是风荷载组合系数等于0.2时),请问程序有考虑吗?在设计信息中勾选按高钢规或者高钢规进行构件设计,然后在构件荷载组合中就可以看到了。具体参见satwe技术条件手册39页和242页。
  2 结论
  综合考虑以上各方案及现实存在的可变性因素和固定因素,作为设计方,分析各问题的关键,取相应的系数,避免不必要的变更和修改,方便修改和计算。
  参考文献
  [1]中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部编.PMCAD用户手册及技术条件[M].
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