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关于友商YJK框支框架所占倾覆力矩百分比计算质疑的回复


随着YJK的应用口碑逐年提升,近来友商多次YJK程序提出了公开质疑。首先这里表明一下态度:本着为用户负责的态度,澳门威尼人斯会慎重对待这些质疑,也欢迎友商或各方用户进一步给我们提意见,我们秉承“有则改之,无则加勉”的态度,让YJK产品接受更多的考验,使产品更加完善。 

以下内容是此前友商官方发在土木吧、微信公众号框支转换结构倾覆力矩准确计算实例分析”对YJK软件质疑的回复。


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一、PKPM 原文概述

题:框支转换结构倾覆力矩准确计算实例分析

框架部分倾覆力矩计算有两种方法,规定水平力下的V*H求和方法和轴力方式,虽然规定水平力V*H求和方法是规范要求的计算方法,但是对于框支转换结构这种框架部分与剪力墙部分强耦合结构,倾覆力矩的准确计算方法应该采用轴力方法计算。

本文接上篇列举两例(一算例,一实际工程案例)对PKPM软件采用轴力方式计算框支转换结构框架部分倾覆力矩与YJK软件采用V*H求和方法计算进行对比验证。

1、算例

如下图这样一个简单的框支转换结构算例,转换层第三层,下部转换部位只有一片落地剪力墙,使用YJK软件进行计算。

计算得到结构底层的框架部分倾覆力矩及其比例分别如下:

YJK软件的计算结果,底层框架部分的倾覆力矩的比例为32.8%X方向)及20.7%Y)方向。按照该计算结果判定,即使结构中只有这样一片墙,框架部分的倾覆力矩也是满足规范要求的。

再使用PMPM软件轴力方式计算框架柱倾覆力矩及其百分比,计算结果如下:

使用PKPM软件轴力方式计算框架部分的倾覆力矩百分比61%X方向)和76.2%Y方向),该结构方案是无法满足规范要求的,程序自动判断,并输出结构体系不满足规范要求的红色提示。

当然这个结构体系设计师直观判定,落地剪力墙数量太少,属于不合理结构方案,应该直接被否定。但如果使用了YJK软件V*H求和方法,会导致该指标轻松通过,根本构不成控制因素,完全架空抗规6.1.9条,结果会误导设计师对结构方案合理性的把控。

结论

通过上述案例对比可知,对框支转换结构框架部分的倾覆力矩计算,应按照轴力方法而不是规定水平力V*H求和方法,YJK采用的求和方法会导致规范对框支转换结构落地剪力墙数量的控制6.1.9条架空,即使是一片剪力墙,也可满足规范要求的结构体系,这在实际工程中会造成对软件使用者造成毁灭性的误导。

PKPM软件按轴力方式进行抗规6.1.9的自动判定,对超限信息标红提醒,才是正确的做法。

 

二、YJK回复

1YJK提供两种统计倾覆力矩百分比方式

YJK软件为了提高适用性,对框支框架所占地震倾覆力矩百分比计算,同时提供《抗震规范》和《轴力统计》两种算法,均输出在“倾覆弯矩及0.2V0调整wv02q.out”文本中。

2YJK算法说明

友商原文认为: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

对于部分框支剪力墙结构,由于框支框架仅在框支楼层存在,如果硬套抗规公式,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,相当于把框支楼层当做隔离体看待《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规公式是不适用的;按轴力方法统计,由于力学方法的计算假定与抗规方法不一致,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。

 

下面模拟原文例题建立一个高位转换的算例进行说明

3算例

如图所示, 3层为转换层

1YJK结果输出

wv02q.out文本中同时输出《抗规》统计方法结果和《轴力方式》统计结果,见下图:

规统计方法

使用YJK软件方式计算框架部分的倾覆力矩百分比62.4%X方向)和91.7%Y方向),该结构方案是无法满足规范要求的,程序自动判断,并输出“框支框架倾覆力矩超限”的提示。

、轴力统计方法

使用YJK软件轴力方式计算框架部分的倾覆力矩百分比91.3%X方向)和72.8%Y方向),该结构方案是无法满足规范要求的,程序自动判断,并输出“框支框架倾覆力矩超限”的提示。

3)详解抗规方式

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,相当于把框支楼层当做隔离体看待

把上面算例只留下转换层及以下各层,做为一个新的隔离体模型进行计算,我们再来看框支框架倾覆力矩的结果。

离体模型如下图所示。

 

支框架部分倾覆力矩结果

规统计方法

使用YJK软件方式计算框架部分的倾覆力矩百分比64.6%X方向)和92.0%Y方向),该结构方案是无法满足规范要求的,程序自动判断,并输出“框支框架倾覆力矩超限”的提示。

 

全楼模型与保留转换层及以下楼层的隔离体模型,计算结果对比。

模型

版本号

支框架倾覆力矩及倾覆力矩百分比

是否提示超限       

倾覆力

倾覆力矩百分比(%

整体模型

1.8.2.3

6495.1

62.4

10843.8

91.7

隔离体模型

1.8.2.3

2087.1

64.6

4085.3

92.0

上表结果可以看出,抗规方式进行计算,采用全楼模型与采用只保留转层及转层以下的隔离体模型,框支框架倾覆矩百分比结果基本一致。

2SATWE结果输出

PKPM3.1.6版只提供力学方式统计结果,不提供《抗规》算法结果。

C:\Users\郭丽云\AppData\Roaming\feiq\RichOle\2644754774.bmp

C:\Users\郭丽云\AppData\Roaming\feiq\RichOle\1352013113.bmpC:\Users\郭丽云\AppData\Roaming\feiq\RichOle\4034931165.bmp

3PMSAP结果输出

PKPM3.1.6中的PMSAP,也只提供力学方式统计结果。

C:\Users\郭丽云\AppData\Roaming\feiq\RichOle\4247453241.bmpC:\Users\郭丽云\AppData\Roaming\feiq\RichOle\2872775073.bmp

4)结果数据对比分析

YJKSATWEPMSAP个软件计算结果进行对比如下表所示:

 

软件

计算方法

版本号

支框架倾覆力矩及倾覆力矩百分比

是否提示超限       

倾覆力

倾覆力矩百分比(%

YJK
抗规方法

1.8.2.3

6495.1

62.4

10843.8

91.7

YJK
力方式

1.8.2.3

28156.1

91.3

24335.5

72.8

PMSAP
力方式

V3.1.6

28131.2

91

23780.0

71.6

SATWE
轴力方式

V3.1.6

26536.4

91

22810.8

72.7

 

可以看出,YJKSATWEPMSAP的力学统计方式结果基本都是接近的,YJKSATWE给出“倾覆力矩超限”的提示;而SATWEPMSAP未提供抗规算法;YJK根据框支转换结构的特点,采用改进的《抗规》方法来进行统计,计算结果合

5、小结

1、由于对框支框架所占倾覆力矩现行规范没有很明确计算方法,YJK软件为了提高适应性,

同时提供《抗规》方法“力学”方法结果,供用户选择;

2针对抗规法直接应用于部分框支剪力墙结构所存在的问题,YJK 程序在抗规法的基础上,提出了改进算法YJK按照带框支转换层的结构特点进行框支框架所占的地震倾覆力矩比例的计算,即统计计算仅在转换层及其以下各层进行,总的框支框架所占的地震倾覆力矩比例是转换层及其以下各层分别计算的叠加,不再把分母叠加上转换层以上各层剪力墙承担的倾覆力矩《建筑结构》第47卷第9期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;YJK的改进抗规算法和这种隔离体的思路是一致的,即扣除掉转换层以上的倾覆力矩进行统计。

3、按轴力方法统计,由于力学方法的计算假定与抗规方法不一致,以其结果来判断框支层是否属于少墙框架结构,缺少规范依据;

4YJKSATWEPMSAP的轴力方式结果基本一致。

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