26、自动化的垂直活动负载减少还有更多!
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一、设计输入和输出
CSI已准备好针对使用ETABS的可用设计类型的手册,包括
钢框架设计
混凝土框架设计
复合梁设计
复合柱设计
钢托梁手册
剪力墙设计
混凝土板设计
这些设计手册是ETABS安装的一部分。
1、概观
该程序以不同的格式创建设计输出:图形显示,表格输出以及特定于成员的详细设计信息。可以打印所有图形输出。表格输出可以保存在文件中或打印。表格输出包括可以显示并生成的大多数信息,从而为设计人员增加了便利。
图形显示-设计输出的图形显示包括输入和输出设计信息。使用程序>设计菜单>{钢框架,混凝土框架,复合梁,复合柱,钢托梁,剪力墙},可以在程序中访问这些与代码相关的数据。设计>显示设计信息,设计菜单>混凝土板设计>显示弯曲设计,或设计菜单>混凝土板设计>显示打孔检查命令。请参阅这些主题,以获取有关每种设计类型可用的特定输入和输出设计数据的更多信息。
可以在2D或3D模式下查看图形显示。使用各种工具栏按钮(例如,设置默认3D视图,设置X-Y视图)来调整视图,或者使用视图菜单>设置平面视图或视图菜单>设置3D视图命令来优化显示。
通过单击文件菜单>打印图形命令,工具栏上的打印图形按钮或Ctrl+G键盘快捷键,可以打印活动窗口中的图形显示。也可以使用“文件”菜单>“捕获图片”命令中的子命令之一,将显示捕获为位图文件(.bmp)。然后可以将捕获的图片文件用于流行的图形程序,包括Paint和PowerPoint。或者,可以使用标准的Windows屏幕捕获命令(按键盘上的“打印屏幕”按钮)来创建整个窗口的屏幕捕获,或使用Alt+PrintScreen命令仅捕获“顶层”,例如从程序内部显示的表单。
默认情况下,假定使用彩色打印机,则以彩色显示和打印图形。根据需要使用“选项”菜单>“图形颜色”>“输出”命令来更改默认颜色,包括将背景颜色从默认的黑色更改为白色。打印设计输出以节省碳粉时,白色背景可能很有用。图形输出也可以在灰度屏幕显示中产生。
表格显示-该程序可以产生500多种数据表类型,具体取决于型号。“显示”菜单>“显示表”命令将弹出“选择表”表单。该表格可用于选择数据类型,然后可以在ETABS窗口的底部显示这些数据类型。可以使用报表查看器查看数据,然后使用报表查看器上的选项以与MircosoftWord兼容的格式打印或保存数据。
表格设计输出包括输入和输出设计信息,这些信息取决于首次创建模型时选择的设计代码或使用首选项应用的设计代码。
交互式设计-交互式设计和审核是一种功能强大的模式,允许用户查看任何设计类型的设计结果,以交互方式修改设计假设并立即查看修订后的结果。在进入交互式设计模式之前,设计结果必须至少对一个成员可用。这意味着必须已经对所有成员或仅对选定成员运行了设计。如果尚未执行初始设计,请通过单击“设计”菜单>“{类型}设计”>“启动设计/检查”命令来运行设计。然后单击适当的交互式设计命令:
设计菜单>钢框架设计>交互式设计
设计菜单>混凝土框架设计>交互式设计
设计菜单>复合梁设计>交互式设计
设计菜单>复合柱设计>交互式设计
设计菜单>钢托梁设计>交互式设计
设计菜单>剪力墙设计>交互式设计
请参阅上面的超链接主题,以获取有关启用交互式设计时可用数据的更多信息。作为交互式设计优点的解释性示例,以下描述了混凝土框架设计:
完成分析和设计运行后,单击“设计”菜单>“混凝土框架设计”>“交互式设计”命令,右键单击混凝土框架成员以进入交互式设计模式,如果右键单击列成员,则访问“混凝土柱设计信息”表单。如果右击梁构件,则单击“混凝土梁设计信息”表单。这些表单可能具有“覆盖”按钮,用于访问设计类型和特定于代码的“覆盖”表单。表格可用于更改设计部分,元素类型,可减少活荷载的活荷载减小系数以及许多其他设计系数。有关覆盖项的简要说明,请参见程序中的相应表格。使用“覆盖”表单更改设计参数时,“混凝土梁或柱设计信息”表单会立即更新以反映更改。然后,“混凝土梁”或“柱设计信息”表单上的其他按钮可用于显示其他表单,这些表单显示了更新设计的详细信息。有关更多信息,请参见本主题的“成员特定信息”部分。
这样,用户可以多次更改覆盖,以产生令人满意的设计。通过更改截面或其他设计参数产生可接受的设计后,单击“混凝土梁或柱设计信息”表单上的“确定”按钮以永久更改该成员的设计截面和其他覆盖。但是,如果使用“取消”按钮,则使用“混凝土框架设计覆盖”对话框对设计参数所做的所有更改都是临时的,不会影响设计。
会员特定的详细设计信息-会员特定的详细设计信息从设计者的角度显示了计算的详细信息。它包括几何和材料数据,其他输入数据,设计力,设计截面尺寸,钢筋详细信息以及所选构件的一些中间结果。可以显示特定的荷载组合以及柱或梁构件的特定工位的设计详细信息。对于列,成员特定的设计信息还可以使用列交互图显示设计力当前状态的位置。
作为前面的交互式设计描述的继续,以下描述涉及混凝土框架构件的构件特定信息:
纵向和剪切增强区域以其当前单位报告,显示在程序窗口右下角的下拉列表中。通常,纵向加固面积以in2,mm2,cm2等表示。剪切增强面积通常以in2/in,mm2/mm,cm2/cm等表示。
荷载组合按其名称报告,而站点数据按其位置报告,该位置从列的I端开始测量。报告的订单项数量等于设计组合数量乘以站点数量。表单首次显示时,一个订单项将突出显示。该订单项将具有最大的纵向增强要求,除非任何项目发生任何设计超负荷或错误。在这种情况下,过应力项目或有错误的项目中的最后一项将突出显示。本质上,该程序突出显示了关键的设计项目。
如果已选择一列并且已指定该列要由程序检查,则该表格包含与为设计的列显示的信息相同的信息,但被检查列的数据包括容量比而不是总纵向加固区域。与设计数据相似,具有最大容量比的订单项将在首次显示表单时突出显示,除非某个项目有错误或过大的压力,在这种情况下,该项目将被突出显示。本质上,该程序突出显示关键检查项目。
该程序可用于检查和设计列成员中的钢筋。当用户指定程序要检查列中的钢筋时,程序将检查指定的钢筋。当用户指定程序设计钢筋配置时,程序将从为钢筋指定的数据开始,然后与钢筋在列中不同位置处的钢筋相对面积成比例地增加或减少钢筋。
2、错误信息和警告
错误消息和警告可能会显示在设计输出中。消息已编号并假定是不言自明的。
3、代码特定参数
在特定于设计的首选项和覆盖表格上提供了特定于代码的参数的说明。单击相关表单中的首选项或覆盖项目将在“首选项”或“覆盖”表单的右侧显示该项目的简短说明。根据参数,在特定于代码的设计手册中可能会提供更多信息,以及该程序用于应用特定于代码的输入的算法。
二、非线性静态推覆分析
非线性版本的ETABS提供了非线性静态下推分析功能。非线性行为发生在离散的用户定义的铰链中。可以将铰链引入框架和垂直墙对象中。可以在框架对象的任何位置指定铰链,但只能将其限制在墙对象的中间高度。可以提供不耦合的力矩,扭转,轴向力和剪切铰链。还有一个耦合的P-M2-M3铰链,它基于铰链位置的轴向力和弯矩的相互作用产生。在同一位置可以存在不止一种铰链。例如,可以将M3(力矩)和V2(剪切)铰链分配给框架对象的同一端。有关铰链的更多信息,请参见非线性铰链。
推覆分析可以包含多个推覆载荷工况。每个推覆荷载工况在结构上可以具有不同的荷载分布。例如,典型的推覆分析可能包含三个推覆荷载工况。第一个将向结构施加重力载荷,第二个将在结构高度上施加横向载荷的一种分布,第三个将在结构的高度上施加横向载荷的另一种分布。有四种不同的方法来描述推覆荷载情况下结构上的荷载分布:
可以自动应用均匀的加速度。在这种情况下,在每个节点上自动施加的侧向力与该节点的支流成正比。
可以在每个节点上自动施加与指定模式形状乘以其圆形频率平方(w2)乘以质量支路的质量乘积相乘的横向力。用户可以指定在该实例中使用的模式形状。
可以定义任意的静态负载模式。
可以结合1、2和3中描述的任何方法。
从非线性静态推覆分析可以得到几种类型的输出:
可以绘制指定控制接头处的基础剪力与位移的关系图。
可以使用ADRS格式绘制指定控制关节处的基础剪力与位移的关系,其中垂直轴为光谱加速度,水平轴为光谱位移。需求频谱可以叠加在该图上。
对于下推的每个步骤,可以以图形的方式逐步查看铰链形成的顺序和每个铰链的颜色编码状态。
对于分析的每个步骤,可以以图形的方式逐步查看分力。
可以在屏幕上查看,打印或保存文件,将沿推翻曲线各点的基础剪力与位移的列表值以及超出其铰链特性力-位移曲线上某些控制点的铰链数量的列表。
可以在屏幕上查看,打印或保存到容量谱表值(ADRS容量和需求曲线),有效期和有效阻尼。
非线性静态推覆分析涉及以下一般步骤:
1、创建一个模型。
2、定义任意静载荷工况(如果需要),以用于推覆分析。请注意,该程序还具有内置功能,可基于均匀加速度和振型来定义横向载荷在结构高度上的分布。
3、定义推覆荷载工况。
4、定义铰链属性。
5、将铰链属性分配给框架对象和墙对象。重要的是设计框架对象和墙壁对象,例如,在进行俯卧撑分析之前应为混凝土框架和墙壁定义钢筋。
6、通过在“设置要运行的工况”对话框中选择静态非线性工况来运行推覆分析。仅当至少有一个分配了铰链属性的框架或墙对象并且定义了至少一个推覆载荷工况时,该载荷工况才可用。
7、查看下推结果。
如有必要,修改模型并重复步骤2到7。
三、钢框架设计程序
以下是新建筑物可能发生的典型钢框架设计过程。注意,在任何特定设计中采取的步骤顺序可能会有所不同,但基本过程可能基本相同。
注意:此过程使用菜单命令。可以使用模型资源管理器访问相同的功能。
使用“设计”菜单>“钢框架设计”>“查看/修订首选项”命令选择钢框架设计代码。另外,此命令允许查看和更改其他钢框架设计首选项。ETABS为所有首选项提供默认值,因此该命令可用于查看值并在必要时进行更改。
创建建筑模型。
使用“分析”菜单>“运行分析”命令运行建筑物分析。
以下三个命令可用于调整设计过程以满足特定要求,尽管并非必须使用它们来完成设计。
如果需要,可通过首先选择框架元素,然后使用“设计”菜单>“钢框架设计”>“查看/修订覆盖”命令来分配钢框架覆盖。请注意,ETABS为所有钢框架设计覆盖提供默认值,因此该命令可用于查看这些值并仅在必要时才对选定的框架元素进行更改。
如果需要,请使用设计菜单>钢框架设计>选择设计组命令来指定设计组。请注意,必须至少通过选择对象并单击“分配”菜单>“组名”命令来创建一个组。将对象添加到组可确保在为设计指定组时,该组中的所有元素都具有相同的光束大小。
如果需要,可通过单击设计菜单>钢框架设计>选择设计组合命令,使用除ETABS创建的钢框架设计默认值以外的其他设计荷载组合。请注意,必须至少通过单击“定义”菜单>“荷载组合”命令创建一个设计组合。
使用“设计”菜单>“钢框架设计”>“设置横向位移目标”命令为各种载荷工况指定横向位移目标。
单击设计菜单>钢框架设计>开始设计/检查命令以运行钢框架设计。
使用以下任一方法查看钢框架设计结果:
单击设计菜单>钢框架设计>显示设计信息命令以显示模型上的设计信息。
右键单击框架元素,同时在其上显示设计结果,以进入交互式设计模式并交互式设计框架元素。如果当前未显示设计结果,请单击设计菜单>钢框架设计>交互式设计命令,然后右键单击框架元素以进入该元素的交互式设计模式。请注意,当程序处于交互模式时,可以修改覆盖并立即查看新设计的结果。
使用“模型资源管理器”>“表”命令来选择设计数据,以便以表格格式在屏幕上显示。
使用文件菜单>创建报告命令来打印钢框架设计数据。如果在使用命令之前选择框架元素,则仅打印所选元素的数据。
使用“设计”菜单>“钢框架设计”>“验证所有通过的成员”命令来验证没有任何构件受力过大或其他不可接受的情况。
使用“设计”菜单>“钢框架设计”>“更改设计截面”命令来更改选定框架元素的设计截面属性。
单击设计菜单>钢框架设计>开始设计/检查命令,以使用新的截面属性重新运行钢框架设计。使用上述步骤查看结果。
使用“分析”菜单>“运行分析”命令重新运行建筑物分析。注意,用于分析的截面属性是最后指定的设计截面属性。
将横向位移与横向位移目标进行比较。
单击设计菜单>钢框架设计>开始设计/检查命令,以使用新的分析结果和新的截面属性重新运行钢框架设计。使用上述步骤查看结果。
根据需要多次重复执行步骤9到13中的过程以完成设计。
选择所有框架元素,然后单击“设计”菜单>“钢框架设计”>“使自动选择截面为空”命令。这将从选定的框架元素(如果它们具有“钢框架”设计过程)中删除任何自动选择截面分配。
使用“分析”菜单>“运行分析”命令重新运行建筑物分析。注意,用于分析的截面属性是最后指定的设计截面属性。
验证横向位移是否在可接受的范围内。
单击设计菜单>钢框架设计>开始设计/检查命令,以使用新的截面属性重新运行钢框架设计。使用上述步骤查看结果。
单击设计菜单>钢框架设计>验证分析与设计节命令,以验证所有最终设计节与上次使用的分析节相同。
使用文件菜单>创建报告命令来打印选定的钢框架设计结果。
重要说明:设计是一个迭代过程。用于运行原始分析的部分通常与设计过程结束时使用的部分不同。“设计”菜单>“钢框架设计”>“验证分析与设计节”命令可用于确保设计节与分析节相同。始终确保使用最终框架截面尺寸进行建筑分析,然后根据从该分析获得的力进行设计检查,以确保分析结果反映最终设计。