1 总图设计概况
总图设计是以工程总体为研究对象,指每一项工程都是由若干功能独立的单体或局部组成,总体及全局的合理性是对工程从基本建设、生产、运营、管理等诸多方面的总和评价和最终要求。在变电站工程中,需要根据变电站设备设施功能特征,对平面布局做统筹布局形成整体方案。
总图设计成果将用于报审报批文件的提交,是各专业同步进行设计的基础条件和先行控制因素,是后续专业设计的依据,制约周边的建筑项目,是指导施工的文件,工程决算的文件之一,具有法律约束的文件的建设项目后期管理的基础资料。
2 总图设计的内容
3 三维总图设计要点
三维建模方式进行设计,利用计算机程序进行二维出图。三维软件的使用使设计成果具有真实的立体效果和质量。利用软件的三维图形功能,总图设计师可在计算机上模拟出所设计的实际情况,在设计完成之前就对设计进行优化,因而不但可使设计成果具有最合理的位置,最低的能耗,最漂亮的外观。在验收和方案介绍时,可以对齐设计中的建筑物摆放位置、朝向、周边位置和其他一些动态特征做到恰如其分的分析和预测,提高设计方案的可行性。
三维总图设计的出发点简单,把传统二维平面的东西变成三维的,利用计算机进行空间三维计算与模拟分析。当需要二维表述时,可随时调用,也可以结合一些浏览工具,进行模拟浏览。
结合平面总图设计的基本内容,借助于BIMBase电力套件软件,完成三维场地模拟,总图布置,土方计算,道路三维建模,地下管沟建模,使设计与成果演示成为一个有机整体。变电站总图设计分为五个部分,分别是场地设计、道路设计、围墙大门设计、基础支档设计、构筑物设计。
3.1 场地设计
支持用户导入地形图创建初设地形数据,生成空间三角面片地形,进而实现场地平整,由软件完成土石方平衡的计算,以及出图。
首先,导入包含地形信息的dwg图纸,设置图纸的插入点和插入比例。图纸上的高程点需要通过地形点赋值的方式来进行空间转换,转换为软件识读属性的高程点,选中高程点可了解其坐标。之后使用生成TIN(Triangular Irregular Network不规则三角网)地形功能,生成空间地形,如下图所示。
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(a)插入地形图 | (b)地形点转换 |
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(c)生成空间地形 | (d)地形成果 |
图2 生成空间地形 | |
接续进行场地平整设计,分两种情况:
一、已确定平整高度的场地。需要选择空间地形和征地范围线(一个闭合区域),设置土地平整参数,例如平整高度、边坡形式、护坡值;
二、未确定平整高度的场地。由最小挖方填方量原则为基准,由软件试算并确定最优平整高度。需要设置挖方与填方系数,包括挖方松散系数、填方压实系数、挖方量外运、填方量增加。
程序可以根据土方平整高度,计算出平整高程、开挖量、回填量和工程用土。
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(a)场地平整参数设置 | (b)土方平衡 |
图3 场地平整设置 | |
3.2 道路设计
通过“道路绘制”功能可以绘制变电站场地交通,设置道路类型参数后可在界面示意图区域查看使用各个详细尺寸参数的指代含义,对于道路弯通位置,通过转弯半径设置和弯通类型参数,程序可自动生成设计成果。
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(a)道路设计参数 | (b)设计成果 |
图4 道路设计 | |
3.3 围墙与大门设计
通过“大门布置”功能可以绘制变电站场站大门,设置大门样式类型后,根据示意图标识设置大门尺寸参数,包括门柱长宽高、大门高厚、帽檐边距和高度。与此相似,在围墙功能区域,可以根据围墙类型,选择建模功能键,例如装配式围墙需设置柱和墙的尺寸,砖砌是围墙需设置墙垛、压顶、墙尺寸。
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(a)大门设计参数 | (b)装配式围墙设计参数 | (c)砖砌式围墙设计参数 |
图5 大门及围墙设计 | ||
3.4 基础与支档设计
通过“基础”和“支挡结构”功能布置变电站主体结构下的基础以及围墙沿线的挡土墙模型。挡土墙的设计参数较多,按照不同的墙体形式展示出不同的示例样式,需要设置的参数有墙身墙背高度,墙顶基底宽度,垫层厚度与边距、基础台阶高度宽度等内容。基础功能有常见的基础类型,包括独立基础和条形基础,以及快速布置于围墙的基础组合。
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(a)挡土墙设计参数 | (b)基础设计参数 |
图6 挡土墙和基础设计 | |
4 总结
变电站工程的总图设计从总体上规划基地功能和布局。对场地平整、站内交通组织、主要构筑物布局做统筹性配置。总图设计的内容可以由电力套件总图模块完成。三维总图设计让设计师更便捷、高效、准确地设计方案,更快响应设计需求。
参 考 文 献
[1] 国家电网公司输变电工程 通用设计 110(66)~750kV智能变电站部分[S].中国电力出版社.
[2] 国家电网公司输变电工程 通用设计 35~110kV智能变电站模块化建设施工图通用设计[S].国网基建部.
[3] 三维总图设计理论及其应用研究[D].西安建筑科技大学. 吴进朴.2010.
[4] BIMBase电力套件软件使用说明书. 北京构力科技有限公司2023.
基础设计实现不屈服设计解析
胡志超
中国建筑科学研究院有限公司北京构力科技有限公司 北京 100013
[摘要]《基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》RISN-TG046-2023(以下简称《导则》)已于2023年正式实施。与之前的常规设计不同,其对基础设计有明确的要求:地基承载力验算按极限值进行;基础抗弯承载力验算取地震效应的标准组合和基础承载力标准值;因此需要程序予以支持,PKPM从V2.2版本以后便支持相关内容的实现,本文主要介绍PKPM程序实现基础不屈服设计的操作流程,与结果查看方式及常见问题。
[关键词] 基础;不屈服设计;导则;地基承载力
1 规范条文
2023年由住房与城乡建设部标准定额研究所颁布实施的《基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则》RISN-TG046-2023(以下简称《导则》)中第 3.3.4 条规定:
“地震时保持正常使用功能建筑地基基础的设计和抗震验算,应满足本地区设防地震作用的要求。”
并且在解析中明确了具体实施方法:应按设防地震即中震进行设计,地基的抗震验算应采用地震作用效应的标准组合和地基承载力极限值进行,地基承载力极限值可取2倍地基承载力特征值,对于天然地基尚应考虑基础宽度和埋置深度进行修正。
基础抗剪、抗冲切验算应采用地震作用的基本组合和基础承载力设计值,基础抗弯承载力验算可采用地震作用效应的标准组合和基础承载能力标准值。此说法在第4.2.5中给出了更明确的执行规则:
“设防地震作用下,基础构件的受剪承载力应符合本导则式(4.2.2)的规定,正截面承载力应符合本导则式(4.2.3-1)式(4.2.3-2)的规定。”
其中式(4.2.2)即地震作用取基本组合,同时承载力按设计值计算:
式(4.2.3-1)式(4.2.3-2)对应的是地震作用取标准组合,构件承载力与标准值,分为水平地震主控与竖向地震主控:
5 程序实现
PKPM程序从V2.2.0.0版本开始正式执行上述条文的相关内容,其执行逻辑是读取上部结构计算多模型,通过勾选相应子模型来实现不同规范要求,具体操作流程如下:
上部结构进行性能设计或性能包络设计;
图1 SATWE参数
基础读取到上部结构传下来的各个子模型,通过勾选不同荷载来源实现不同设计方法:基础模块自动按相应子模型读取上部结构传给基础的标准内力,即组合前的内力。对于应该按何种组合进行设计,完全在基础中进行执行。
当荷载来源只勾选任意“不屈服”子模型时,包括“SATWE_中震不屈服”、 “SATWE_大震不屈服”等“不屈服”子模型,程序将自动按照《导则》的规定进行基础设计;当只勾选除“不屈服”以外的其他子模型时,程序按常规方法进行基础设计,即不执行《导则》相关内容;当同时勾选“不屈服”与其他子模型时,则程序会进行包络,即分别按不同子模型计算相应结果,得到对应子模型的多套结果,以最不利结果进行输出。
图2 JCCAD参数
6 结果查看
6.1 地基承载力计算
对于地震组合,软件自动将地基承载力特征值或者桩基承载力特征值乘以 2 再对相应的地基反力进行校核,而对于非地震组合,则按常规设计。如下图独基的计算,在独基计算书和结果查看中可以分别看到程序的执行:
图3 非地震组合(独基计算书)
图4 地震组合(独基计算书)
图5 非地震组合(结果查看)
图6 地震组合(结果查看)
同样对于承台,也可以在承台计算书与结果查看分别看到执行的结果,如下图所示:
图7地震组合(承台计算书)
图8 非地震组合(承台计算书)
图9 地震组合(结果查看)
图10 非地震组合(结果查看)
6.2 受弯计算
程序会取非地震基本组合与地震标准组合包络,即对于地震组合执行《导则》相关要求,对于非地震组合保持不变,如下图某个独基,人为调整荷载使之配筋由地震组合控制,可以看到,其内力按标准组合计算,材料强度取标准值:
图11 地震组合控制
图12非地震组合控制
6.3 受剪、冲切计算
与原设计相同,没有变化,即均按基本组合计算,且材料强度取设计值。
7 常见问题
1) 地基承载力为什么不是设置的承载力特征值的2倍关系?
答:因为地基承载力还需要进行深宽修正,所以对于规范行文的理解应该是:修正前的地基承载力取极限值,即修正前地基承载力特征值的2倍,然后进行深度与宽度的修正。
2) 地基承载力验算为什么没有取极限值?
答:取极限值的情况仅针对地震工况,对于非震情况按原设计取值。
3) 抗弯计算荷载为什么没有取标准组合,材料强度也没有取标准值?
答:一般为两种原因导致,一是抗弯计算的控制组合为非地震组合;二是因为勾选了多模型以后,程序按包络结果输出,也就是当结果为弹性控制时,荷载取基本组合,材料强度取设计值。所以在查看结果时,要注意区分控制组合的情况,来判断程序的执行情况。
参 考 文 献
[1] RISN-TG046-2023基于保持建筑正常使用功能的抗震技术导则[S].北京:住房与城乡建设部标准定额研究所,2023.
[2] JGJ 3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程.北京:中国建筑工业出版社,2010
数字化转型下的国产软件替代:BIMBase平台的创新与应用
成佳慧
中国建筑科学研究院有限公司北京构力科技有限公司 北京 100013
[摘要] 本文深入分析了构力科技推出的BIMBase平台在多个领域的应用现状,探讨了中央企业在国产软件替代过程中的优势,并以房建、电力、交通和化工领域的具体项目为例,展示了BIMBase在实际工程中的应用效果。研究结果表明,BIMBase平台能够有效提升设计效率、降低成本,并促进企业的数字化转型。
[关键词] BIMBase平台;国产软件;数字化转型;跨行业应用
1 引言
随着数字化转型在全球范围内的推进,建筑信息模型(BIM)技术作为推动这一进程的关键工具,其应用已经从传统的建筑行业扩展到化工、能源、交通等多个领域。中国建筑科学研究院构力科技推出的BIMBase平台,作为国内首款完全自主知识产权的BIM平台,不仅在技术层面实现了重大突破,更在促进国产软件替代和提升国家信息安全保障能力方面发挥了重要作用。本文将探讨BIMBase平台的发展现状,分析中央企业在推动国产替代过程中的优势条件,并分享BIMBase在不同领域应用的具体案例,以期为工业软件国产化替代提供参考和启示。
8 BIMBase平台发展现状
中国建筑科学研究院构力科技成立于2017年,前身为中国建筑科学研究院的建筑工程软件研究所,1988年创立PKPM软件品牌。是国资委全国首批十家中央企业员工持股试点单位之一。构力科技业务涵盖规划、勘察、设计、施工、运维等5大应用场景,贯穿建筑全生命周期。在八五、十二五等国家重点研发计划期间,承担众多建筑软件相关的国家技术攻关课题。更在十三五期间,国家重点研发技术项目数量和经费总额位居建筑行业第一名。2020年,构力科技基于30多年自主图形技术的积累,推出国内首款完全自主知识产权的BIM平台——BIMBase[1]。2021年,BIMBase系统推出后,通过工信部中国泰尔实验室的信息安全性和代码自主性的测评,获得BIM软件技术创新S级(五星级别)的认证。
图1 BIMBase泰尔实验室认证证书
为加快中央企业科技创新成果应用推广,加速科技成果向现实生产力转化,培育发展新质生产力的新动能,国务院国资委组织开展科技创新成果征集遴选工作。BIMBase已连续三次入选《中央企业科技创新成果产品手册》。科技创新成果产品手册共涉及电子元器件、零部件、仪器设备、软件产品、新材料、工艺技术、高端装备七个领域。
图2 2023年中央企业科技创新产品手册
9 BIMBase全领域超级工程应用分享
目前,BIMBase平台的应用已经从建筑行业延伸到化工、能源、铁路、公路等多个领域。行业生态逐步完善,潜力无限。
9.1 房建领域
随着建筑行业信息化、数字化、智能化应用需求的不断提升与演变,BIM技术以其可视化、协调性、模拟性等核心优势特点,为企业转型升级提供基础技术能力。BIM模型以结构化数据方式进行存储与调用,确保各专业与各阶段创建与应用数据的-致性与正确性。
在实际项目应用中,基于国产BIMBase平台的BIM技术应用体系已经可以满足从方案设计阶段、施工图设计阶段、施工辅助以及生产运维等流程的应用,已经在实际工程项目中体现了体系的应用价值和优势。
以常州市创智大厦项目(见图3)为例,项目位于常州市新北区新桥镇,总建筑面积60210㎡。其中地上建筑功能为商业、办公用房,地下建筑功能为机动车库及其设备用房。该项目致力于打造绿色建筑,在应用中完成了管线综合及机电深化设计、BIM正向设计出图、BIM工程量清单统计,实现BIM技术的全流程应用[2]。
图3创智大厦项目效果图
创智大厦项目BIM团队自方案阶段初期介入,在设计、装配、施工中全程运用国产BIM软件。首先,建立全专业施工图设计BIM模型。利用基于BIMBase平台的PKPM-BIM软件进行建筑、结构、给排水、暖通、电气多专业建模,专业间相互提资、参照、协同,完成数字化交付模型成果。接下来,应用BIM技术完成正向设计出图。通过BIMBase平台的PKPM-PC模块,实现了构件自动编号、装配式建筑专项施工图平面、构件详图生成及单构件出图等多种出图功能,并进行构件统计和计算书生成工作。
完成初步设计后,基于数字设计模型,进行管线综合及机电深化设计应用。梳理管线排布与路由,对于各种管道,梁及电梯基坑等做碰撞分析,对于地下室各种管道和梁的分析,得出每块区域的净高数据,根据要求再做净高优化。发现问题可以及时更正模型,根据反馈报告做施工图的修改。此外,还可以完成预制构件深化设计&装配式指标计算应用。基于PKPM结构模型,通过BIMBase平台中的PKPM-PC软件,能够快速、高效的完成装配式建筑方案的设计和拆分工作。在完成方案设计的基础上,输入荷载等条件,再进行整体计算分析。方案设计及计算分析完成后,可进行构件配筋设计,结合设备专业、精装专项、总包点位等各相关提资条件进行点位深化工作。完成点位的初步预埋、预留工作后,对明显设计错误的构件进行单独构件编辑,而后可通过软件进行碰撞检测,短暂工况验算、构件检查等一系列分析措施,能够高效的发现并解决各类碰撞、受力不合理等情况。
后期,利用BIMBase平台,该项目完成了设计审查一体化应用。PKPM-BIM软件内置相关规范条文,可以进行BIM智能预查,预审BIM模型后可对审查不通过的构件进行批量修改、并导出BIM报审数据对接政府平台。BIM模型还可用于场地布置和施工模拟。模型数据可运用于三维场地布置、施工进度模拟、合理性检查以及工程量统计中。将BIM模型与施工进度计划相链接,将空间信息与时间信息整合在一个可视的模型中,直观、精确地反映整个建筑的施工过程。帮助在项目建造过程中合理制定施工计划、精确掌握施工进度,对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制。
创智大厦项目作为绿色建造试点项目,要求在设计、施工阶段集成应用BIM技术,目前国产BIM软件已基本实现项目全过程应用。该项目结合绿色建造的相关要求,在设计时运用碰撞检查、净高分析等,提前发现问题,并在施工中运用设计模型,指导现场场地布置、进度模拟、施工交底和辅助算量。
目前,国产BIM软件在绿色建造试点项目中大量运用,达到设计施工BIM数据共享,应用信息化技术组织绿色施工。在项目全过程技术管理中,作为最重要的平台和工具,BIMBase发挥了重要作用。
9.2 电力领域
在新型电力系统建设的背景下,BIM技术在电力行业的应用日益广泛,电网工程数字化进程进一步加速,对工程设计提出了新的需求。BIM技术在特高压领域的广泛应用,为实际项目提供了宝贵经验。
以福建某地1000kV变电站新建工程为例(见图 4),该项目为特高压交流输变电重要工程。该项目属于1000kV特高压变电站设计,具有电压等级高,站区规模大、涉及专业多、综合协调难度大等特点。
该项目采用基于国产自主可控BIMBase平台的BIMBase电力套件完成全站三维设计,项目成果已有效解决变电三维设计底层建模平台依赖进口的“卡脖子”问题,改善变电三维设计软件生态环境,实现与国网/南网应用平台的数据交付,可与国产结构计算软件、绿色低碳计算软件等实现数据互用和贯通[3]。
首先,该项目实现了在项目各阶段应用三维设计。方案设计阶段,在BIMBase项目综合管理系统中,进行方案的成果展示,辅助方案论证、比选、调整及优化、并进行绿建节能分析等。初步设计阶段,利用BIMBase电力套件系统,创建各专业模型,模型深度满足国网公司三维设计建模规范,同时进行全专业模型的整合检查,以及工程量统计等。施工图设计阶段,采用BIMBase电力套件系统,实现平台端管理设计人员,客户端进行全专业协同设计;并利用该系统创建电气设备模型库,对土建常用构件进行参数化模型的二次开发,大幅提高三维设计效率。通过BIMBase电力套件实现该项目全专业建模、结构计算、智能设计优化、碰撞分析、施工图出图等。
其次,该项目完成了多专业应用三维设计。在按照国网输变电工程三维设计建模规范的要求下,电气设备模型实现了国网GIM基本图元搭建之外,还包含模型属性、设备材质、组部件等规范规定的内容。此外,BIMBase的电气设备编码功能,可自动对电气设备完成电网工程系统标识编码,满足变电站全种类设备设计、建设、运维全寿命周期数字化管理的需求。如图 5所示。
此外,该项目运用国产BIMBase电力套件软件完成电气、建筑、结构、水工、暖通、总图等专业正向三维建模,实现全专业三维化,使设计数据具象化。并完整实现了多模型多专业合模(见图 6),模型质量及深度满足国网对变电站三维移交的要求。
三维正向设计和出图在本工程中起到了重要作用。由于采用了三维BIM建模,电气、土建等多个专业的图纸大多可以直接从三维模型中剖切并输出,极大地减少了后期二维绘图的工作量。此外,软件还能便捷地统计工程中设备和土建材料的工程量,为后期的造价核算提供了便利。
为满足国网项目移交的需求,该项目按照国网企业标准将三维模型导出为GIM格式工程文件,利用BIMBase电力套件中的移交模块将整体模型进行数字化移交,并满足国网GIM移交要求。如图 7所示。
利用BIMBase国产软件平台完成变电站全专业建模,实现了基于国产知识产权三维图形引擎的电气三维建模技术、电气主接线设计技术、变电三维设计协同管控技术、变电三维数字化交互技术、变电三维轻量化交付及展示技术、变电三维设计成果数据拓展应用交互技术等关键“卡脖子”技术,实现了电网工程三维设计的软件国产化、成果标准化,技术创新化等。
4.3 交通领域
随着《数字交通发展规划纲要》的发布,交通领域开始了BIM设计在隧道、桥梁、路基等方面的技术探索,铁路、机场、公路等重大交通基础设施的BIM技术工程应用也快速跟进。交通行业有别于建筑行业,不同点在于其呈带状分布,具有与地形结合紧密、区域范围广、结构形式复杂、设计专业多、数据海量等特点。
针对交通行业的关键“卡脖子”技术以及国产BIM核心软件攻关起步较晚。但在各方不懈努力下,基于BIMBase平台的面向公路、水运、机场领域的国产BIM技术的研发与应用,均取得了一系列的进展和成果。在BIM领域、国际标准化以及国家课题研发等方面,也取得了显著进步,其中国产BIM核心软件BIMBase发挥着重要作用。
以某国家区域创新中心基础设施项目提升改造工程为例,该项目位于长春市朝阳经济开发区及高新技术产业开发区,全长12.45km,道路等级为城市快速路,主线标准段采用双向6车道,设计速度80公里/小时。该项目建设能显著提升南部区域通达能力,支撑城市空间拓展。沿线地形地貌以冲洪积河谷阶地为主,地势较平坦,地层岩性以第四系人工填土以及冲洪积粉质黏土、砂、卵石为主,局部地段发育有软土,基底岩性主要为白垩系砂岩、粉砂岩、泥岩,地质构造不发育,人工填土较发育[4]。
在设计阶段,该项目基于国产化 BIMBase 平台研发的地质勘察建模系统进行了应用,重点开展了模型创建和编辑工作。
一方面,通过地质勘察建模系统的成果应用功能,项目组迅速建立了一套数据完整的地质数据库,其中包括钻探、取样、原位测试、土工试验等关键数据。此外,地层信息也得到了信息化发布,提供了各地层的设计参数,为后续设计工作提供了可靠的地质依据。如图 8所示。
另一方面,项目组采用了地质勘察建模系统的多源数据建模技术,运用地形、勘探与测试等基础数据,创建了三维地形、钻孔和地层模型,并提供了相应的三维模型成果(见图 9)。这种方法明显提高了地质勘察专业传统成果的整合效率,有助于全面把握工作区域内的地质情况,进而提高下游设计专业的工作效率,减少不必要的设计迭代次数。
成功应用基于国产BIMBase平台的地质勘察建模系统,为公路、市政等交通基础设施建设领域的数字化设计提供了高效、专业的国产化解决方案。这不仅有效提高了生产效率和交通工程领域的自主可控能力,还取得了良好的社会效益和经济效益。
9.3 化工领域
在当今的工业环境中,数字化和信息化已经成为推动企业持续发展的重要驱动力。而随着国产软件的兴起,工业行业也掀起了软件国产化替代的浪潮。在化工行业,BIMBase工厂套件充分展示了国产自主BIM软件在工业项目中的应用能力。以某乙醇溶剂回收工艺开发及试验装置项目为例,该项目配管设计全过程使用BIMBase工厂套件完成,全套图纸及材料表通过精确的BIM模型导出,完成了整个项目的三维设计及成果交付[5]。
在该项目的应用中,配管专业设计流程大致可以分为五个阶段:根据项目配置数据库、三维模型绘制、模型检查及专业提资、材料统计、平面图及ISO导出。整个流程以BIM三维模型为数据基础,完成了结构和配管专业的配合提资以及成果的直接输出。如图 10所示。
BIMBase三维工厂套件的数据库主要包含设计库、辅助库、等级库。其中设计库可以理解为一种存储方式,不同设计师使用不同的设计库可以进行不同区域的设计并相互之间进行配合。该项目根据实际需求共梳理管线信息174条,方便布管时调用,且类似项目可以复用。BIMBase三维工厂套件采用等级驱动的设计方式,保证工艺管道的规范化设计并实现分支的自动插入。等级库的生成有三种方式,可以在软件中直接输入,软件内置了常用的国标及厂家标准,可以直接调用,或者通过导入外部等级库进行复用。如图 11所示。
该项目进行了结构及工艺管道两个专业的BIM模型绘制,其中结构专业模型使用BIMBase三维工厂套件结构模块绘制,通过软件自带功能快速完成梁板柱墙等结构构件的搭建。模型绘制完成后,通过其同步PKPM功能对接到PKPM结构计算软件完成了结构计算。如图 12所示。
而对于配管专业来说,结合已有轴网及结构模型,就可以对工艺设备进行定位,先进行工业设备的建模,得益于软件中自带的参数化设备元件库,工艺设备可以很方便的进行布置,设备布置完成之后,在设备上布置管嘴用于后续接管。如图13所示。
在进行管线绘制时,要根据设备位置关系,对不同类型管线进行三维立体排布。在不影响功能的前提下,对同路由管线批量布置,既可减少管线碰撞,又能保证整齐美观,同时因提前配置过项目管线表及等级库,管线及阀门仪表规格默认符合规范要求,减少了配管过程中的属性设置工作,提高了效率。
在模型绘制完成后,项目人员对模型进行了管道连接检查与碰撞检查(见图 14),根据检查结果对管线排布不合理的地方做了调整。而对于工艺管线和结构构件交叉需要开洞的位置,配管设计师使用软件自带的提资开洞功能可以方便的对洞口进行提资,结构设计师收资后可完成一键批量开洞。
在完成整体模型的搭建及调整后,设计师根据模型生成了项目整体的综合材料表、管段表等材料统计表,方便、准确、快捷。如图 15所示。
在完成全部模型调整之后,该项目基于模型做了图纸成果的输出,包含平面图和管线ISO图。对于明面图,项目组进行不同标高平面的图纸生成,并使用软件自动标注功能对管线号和定位尺寸进行了标注,而管线ISO图生成时,软件自动完成了标注和单管材料统计。如图 16所示。
该项目依托于BIMBase三维工厂套件进行的国产软件工业项目三维设计,完成了从数据库配置到模型搭建再到设计成果输出的全流程。BIMBase三维工厂套件是一款包含工艺、建筑、结构、机电全专业的设计软件,其等级驱动的方式保证了设计规范性,大量快捷功能提高了设计效率,其功能可以涵盖工艺设计的全流程,可以帮助提升设计质量,节约时间成本。
10 结语
BIMBase平台的创新与应用案例表明,国产BIM软件不仅能够满足多行业的复杂设计需求,而且在推动数字化转型和国产替代方面发挥着重要作用。随着技术的不断进步,BIMBase有望进一步拓展其在工业软件领域的应用边界,为实现绿色、高效、智能的工业生产贡献力量。
参 考 文 献
[1] 构力科技官网. BIMBase平台介绍[EB/OL]. (2020-01-01)[2024-06-17]. https://www.pkpm.cn/bimbase.
[2] 中国建筑科学研究院. BIM技术在建筑行业的应用研究[J]. 建筑科学,2021, 37(2): 45-50.
[3] 国家电网公司. 特高压变电站BIM技术应用指南[M]. 北京:中国电力出版社,2022.
[4] 交通部. 数字交通发展规划纲要[Z]. 2020-03-01.
[5] 化工行业BIM应用案例研究[R]. 北京化工大学,2023.
预应力梁正常使用极限状态结果的判读
吴海楠
中国建筑科学研究院有限公司北京构力科技有限公司 北京 100013
[摘要] 随着我国的城市化率越来越高,建筑的鉴定和加固改造逐渐成为行业新的增长点,在这种趋势下,一些既有的存在大跨度部分的公共建筑逐渐进入了设计人员的视野,这类建筑的混凝土大跨部分往往采用预应力梁来实现,预应力梁相较普通混凝土梁的要求更加繁多,在鉴定阶段需要的设计人员对于预应力结果进行判读,本文针对使用预应力三维设计对预应力梁正常使用极限状态结果判断进行介绍。
[关键词] 预应力梁;无粘结预应力;裂缝控制;主拉应力;主压应力;挠度;
前言
预应力梁根据制作工艺分为先张法和后张法预应力,先张法是指在混凝土浇筑之前在台座上张拉预应力筋,待混凝土浇筑并达到-强度后放张预应力筋,通过预应力筋的回弹力在结构构件内施加预应力的工艺方法.先张法一般大量应用于预制构件,可以生产短向圆孔板,长向圆孔板及T梁等构件.先张法预应力一般只能配置直线预应力筋,同时所能建立的预应力水平般不高,预应力是通过混凝土与预应力筋的粘结力传递的。后张法是指在混凝土浇筑并达到定强度后张拉预应力筋建立预应力的工艺方法。后张法预应力可应用于预制构应力筋,并将回弹力通过错具传递给结构混凝土.后张法预应力可应用于预制构件和现浇结构中,一般大量应用于现浇结构中,在现浇结构中先张法可以建立更多的预应力,因而可以实现更大跨度。后张法预应力筋的束形可以是直线或曲线[1]。所以本文针对后张法预应力梁的抗裂验算和裂缝控制、挠度验算的判断介绍相关依据。
1 抗裂验算和裂缝控制
10.1 规范要求
根据《混凝土结构设计标准》GB/T50010-2010(以下简称混标)7.1.1条要求,钢筋混凝土和预应力混凝土构件,应按下列规定进行受拉边缘应力或正截面裂缝宽度验算:
1 一级裂缝控制等级构件,在荷载标准组合下,受拉边缘应力应符合下列规定:
σck—σpc≤0 (7.1.1-1)
2 二级裂缝控制等级构件,在荷载标准组合下,受拉边缘应力应符合下列规定:
σck—σpc≤ftk (7.1.1-2)
3 三级裂缝控制等级时,钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度可按荷载准永久组合并考虑长期作用影响的效应计算,预应力混凝土构件的最大裂缝宽度可按荷载标准组合并考虑长期作用影响的效应计算。最大裂缝宽度应符合下列规定:
wmax≤wlim (7.1.1-3)
对环境类别为二a类的预应力混凝土构件,在荷载准永久组合下,受拉边缘应力尚应符合下列规定:
σcq—σpc≤ftk (7.1.1-4)
式中:σck、σcq——荷载标准组合、准永久组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力;
σpc——扣除全部预应力损失后在抗裂验算边缘混凝土的预压应力,按本规范公式(10.1.6-1)和公式(10.1.6-4)计算;
ftk——混凝土轴心抗拉强度标准值,按本规范表4.1.3-2采用;
wmax——按荷载的标准组合或准永久组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度,按本规范第7.1.2条计算;
wlim——最大裂缝宽度限值,按本规范第3.4.5条采用。
当裂缝控制等级为三级时,按照混标3.4.5条控制裂缝宽度。
同时混标7.1.6条对于预应力混凝土受弯构件应分别对截面上的混凝土主拉应力和主压应力进行验算:
10.2 抗裂验算结果判读
在预应力三维模块下完成预应力计算后,可以在预应力计算结果里查看预应力相关计算结果,需要注意的是,预应力计算完成后,在预应力结果中用的普通非预应力筋没有读取计算配筋,默认按照构造配置,因此在查看预应力相关结果之前,必须以完成预应力计算后的SATWE计算配筋结果为依据,在预应力结果中修改普通钢筋配筋。
如下图所示:这两根预应力梁默认的下部普通钢筋为5根直径14的钢筋。
图1 预应力结果里默认的配筋
在查看完成预应力计算后的SATWE计算配筋结果中这两根梁的配筋分别为43cm2,39cm2如下图:
图2 完成预应力计算后的SATWE计算配筋结果
所以将梁实际配筋修改为5根25/4根25,另一根改为4根25/4根25后,再查看结果
如果该梁的裂缝控制等级为三级时,可以查看正截面抗裂验算中裂缝宽度计算结果,如下图:
图3裂缝宽度计算结果
如果该梁的裂缝控制等级为一、二级时,可以查看受拉边缘应力计算结果,裂缝控制等级一级时,不能出现拉应力,也就是该值不能为负值(该值为拉负压正)。裂缝控制等级二级时,该值不能大于混凝土的抗拉强度标准值ftk。
图4 标准组合下受拉边缘应力计算结果
环境类别为2a类时的三级构件,准永久组合下的受拉边缘应力也不能大于混凝土的抗拉强度标准值ftk
图5 准永久组合下受拉边缘应力计算结果
对于规范中的主拉应力和主压应力控制时,注意目前程序只输出了标准组合形心正应力σ、剪应力τ计算结果,需要用户根据混标7.1.7公式计算得到最终的主拉应力和主压应力
如下图所示的预应力梁,该梁的形心正应力为2.2MPa,剪应力为1.3MPa。
图6 标准组合下形心正应力和剪应力计算结果
按照混标公式7.1.7-1得到
主压应力:
主拉应力:
11 挠度验算
11.1 规范要求
混标中的3.4.3条规定“预应力混凝土受弯构件的最大挠度应按荷载的标准组合,并均应考虑荷载长期作用的影响进行计算,其计算值不应超过表3.4.3规定的挠度限值。”
图7 混标中的挠度要求
混标7.2.6条规定:预应力混凝土受弯构件在使用阶段的预加力反拱值,可用结构力学方法按刚度 EcI0 进行计算,并应考虑预压应力长期作用的影响,计算中预应力筋的应力应扣除全部预应力损失。简化计算时,可将计算的反拱值乘以增大系数 2.0 。
11.2 结果判断
一般的预应力梁需要控制长期挠度,在查看预应力结果时,同样需要先完成非预应力普通钢筋的修改后再进行结果的判断,注意此时程序输出的挠度值已经是考虑预应力反拱之后的计算值。
图8 准永久组合下受拉边缘应力计算结果
12 总结
通过本文的介绍,在进行预应力梁正常使用极限状态结果的判断时,应该注意几个方面:
1)在查看预应力梁相关的所有预应力结果之前,必须以完成预应力计算后的SATWE计算配筋结果为依据,在预应力结果中修改普通钢筋配筋。
2)在查看预应力梁主拉应力和主压应力时,目前的程序给出的是换算截面形心处的正应力和剪应力,此时需要人工计算得到主拉应力和主压应力。
3)在查看预应力梁的挠度结果时,不再需要减去预应力产生的反拱,程序输出的结果已经包含了预应力反拱。
参 考 文 献
[1] 李东彬,代伟明,预应力混凝土结构设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2020.3
[2] GB/T50010-2010 混凝土结构设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2024
[3] JGJ92-2016 无粘结预应力混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2016
[4] GB/T50011-2010 建筑抗震设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2016
关于确定有侧移框架柱计算长度系数的
常用方法探讨与实践
曹强 臧丽 文慧 葛伟 赵经纬 李攀
中国建筑科学研究院有限公司北京构力科技有限公司武汉研发中心 北京 100020
[摘要] 目前,有很多设计师在做钢结构设计的过程中都是依据相关规范条文进行“流程式”的设计,对于规范所提供方法的适用条件、公式的推导过程等都理解的不够深刻,导致设计可能偏离规范的原本意图。为此,本文将选取“有侧移框架柱计算长度系数”作为论述对象,通过一个案例并运用PKPM-STS软件,详细阐释确定有侧移框架柱计算长度系数的常用方法、计算过程及一些规律,以帮助工程人员加深对规范的理解。
[关键词] 有侧移;计算长度法;修正法;层刚度法;PKPM-STS
0 引言
我国钢结构系列规范是根据现有理论研究成果、试验研究成果、工程经验等并结合国外相关规范撰写而来,其中很多条文都是直接给出了结论,并无详细的“前因后果”。很多设计人员都是依据规范条文进行“流程式”的设计,对于规范所提供方法的适用条件、公式的推导过程等都理解的不够深刻,导致设计可能偏离规范的原本意图。本文将选取“有侧移框架柱计算长度系数”作为论述对象,结合一个有侧移钢框架算例,阐释常用的几种确定框架柱计算长度的方法及一些规律,并利用PKPM-STS二维钢框架模块进行辅助计算和手算互相验证。由于计算长度的确定是一个比较复杂的问题,限于笔者水平,不完善之处敬请谅解。读者也可查阅更多资料,进行综合判断,做到心中有数。
1 算例
算例的结构布置见图1:
(a)梁柱布置 (b) 荷载布置
图1 结构布置
两跨单层钢框架:柱高度和梁跨度都是10m,钢材牌号均为Q235,梁截面为H300×200×6×12,绕强轴惯性矩。柱截面为H350×300×8×12,绕强轴惯性矩
。在左中右三根柱子的柱顶分别施加100kN、200kN、300kN的竖向节点荷载。
13 计算长度法
该方法读者都比较熟悉,可依据17版钢标附录E进行操作。该方法是提取框架中相邻的7根杆件即“7杆模型”为计算单元,见图2:
图2 7杆模型
按照转角位移法推导而来,在推导过程中做了若干假定,包括:假定梁两端转角相等,梁同时对相邻两柱提供约束,不考虑柱之间的相互作用,同层所有柱会同时失稳等。
计算过程如下:
左柱: (1)
左柱: (2)
查询钢标附录E.0.2,在所寻得的相邻两个数字间进行插值,左柱的计算长度系数为。
同理,右柱的计算长度系数也为。
中柱: (3)
中柱: (2)
查询钢标附录E.0.2并进行插值,中柱的计算长度系数。
在STS软件中,按照该方法进行计算,结果见图3,与手算一致。
图3 软件计算结果
14 考虑计算长度的修正(修正法)
该方法假定框架有侧移失稳的层总荷载和荷载在各柱上的分配状况无关。即只要作用在框架上荷载总和为常量,不论荷载如何分布,各柱临界力的总和也就保持常量。计算过程如下:
在欧拉公式中,代入方法一得出的各柱的计算长度系数,可得各柱所能承受的稳定临界荷载是:
左柱、右柱: (4)
中柱: (5)
式中:
三根柱子承受总承载力: (6)
作用在框架柱上的外部总竖向荷载为:
则考虑荷载作用,修正后的三根柱子所能承受的最大荷载分别是:
左柱: (7)
相应的计算长度系数为: (8)
中柱: (9)
相应的的计算长度系数为: (10)
右柱: (11)
相应的计算长度系数为: (12)
该方法可用公式表达如下[1]:
(13)
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》附录公式A.0.8-2就是依据该公式推导而来:
图4 门规附录A
在软件中执行图5选项:
图5 PKPM-STS软件选项
最终各柱计算长度见图6,与手算结果一致。
图6 软件计算结果
汇总计算长度法和修正法的结果,见表1:
计算长度法、修正法结果对比 表1
钢柱 | 左 | 中 | 右 |
柱顶压力/kN | 100 | 200 | 300 |
μ(计算长度法) | 1.31 | 1.179 | 1.31 |
μ(修正法) | 1.796 | 1.27 | 1.037 |
对比表格后两行,左柱和中柱的计算长度增加,相应的稳定承载力减小。右柱的计算长度减小,相应的稳定承载力增加。由于右柱的柱顶压力最大,相当于左柱、中柱将承载力分出了一部分用于支援右柱,与右柱共同承担外部荷载。
15 层刚度法
根据有侧移框架层失稳的本质是层侧移刚度退化为零的基本理论,推导出单层等高框架的临界应力公式[1]:
(13)
式中:
为柱顶横向荷载;
为层高;
为柱顶侧移;
此总临界荷载按各柱所承荷载比值分配,则第i根柱的临界荷载为:
(14)
这个推导思路跟方法二中的思路是一致的,即承受外部荷载大的柱子会得到更多的支援。
把(15)代入上式,得出柱计算长度系数:
(16)
命为柱顶产生单位侧移的力,则
,在上式引进反应
效应的系数1.2,则有:
(17)
在本例中首先需要求出层侧移刚度,利用STS软件协助计算,在柱顶施加水平荷载,数值为竖向总荷载的0.01:
三根柱子按比例施加,所得水平位移为5.9mm,见图7:
图7 柱顶水平位移
则层刚度为:
(17)
利用上述公式,左柱计算长度系数为:
(18)
中柱的计算长度系数为:
(19)
右柱的计算长度系数为:
(20)
可以发现在柱子截面相同时三根柱子的计算长度之比为:
(21)
汇总计算长度法、修正法和层刚度法的结果,见表2:
计算长度法、修正法和层刚度法结果对比 表2
钢柱 | 左 | 中 | 右 |
柱顶压力/kN | 100 | 200 | 300 |
μ(计算长度法) | 1.31 | 1.179 | 1.31 |
μ(修正法) | 1.796 | 1.27 | 1.037 |
μ(层刚度法) | 1.8147 | 1.2832 | 1.0477 |
方法二、方法三结果相差甚微,运用方法三可根据层刚度进行计算,不需要事先计算各柱的计算长度。《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》附录公式A.0.8-1就是依据方法三推导而来:
图8 门规附录A.0.8公式
16 结论
对于计算长度法,文献资料显示利用每一个柱子单独计算得出的计算长度系数算出的框架整体层抗侧刚度,与有限元分析得到的层抗侧刚度两者非常吻合。虽然该方法做了一些假定,隔离了同层柱与柱的相互影响,但汇总后仍能精确的表达框架的整体抗侧性质。前文已经说过,失稳的本质是层侧移刚度退化为零。稳定和刚度可以说是同一现象的不同表达方式。因此该方法能够用于框架柱的稳定设计。实际工程的结构布置应该与该方法推导过程的假定尽量贴近,例如尽量满足结构对称、荷载均匀、柱与柱梁与梁截面相差不易过大等。
考虑计算长度的修正,即修正法和层刚度法,虽然能体现柱与柱之间的“互帮互助”,但也存在一些不合适的应用情况,例如:
(1)较弱的柱子,承担荷载很大时,由于得到其他柱子的过多支援,导致该柱子的计算长度系数可能会小于1,不符合有侧移的前提。此时可将该柱按照摇摆柱处理,或者按照门规附录A的处理方法,小于1.0时取1.0。
(2)受力较小的柱子为其他柱子提供支援太多,会导致自身的计算长度非常大,设计时长细比就不好控制。查表格稳定系数会很小,也可能查不到,但这并不表明该柱子的承载力已经被完全消耗掉。
参 考 文 献
[1] 陈绍蕃.钢结构稳定设计指南(第二版)[M].中国建筑工业出版社,2004.
[2] GB50017-2017钢结构设计标准[S].中国建筑工业出版社.
[3] GB51022-2015门式刚架轻型房屋钢结构技术规范[S].中国建筑工业出版社.
[4] 童根树.钢结构设计方法[M].中国建筑工业出版社,2008.
SATWE数据检查常见错误
肖艳玲
中国建筑科学研究院有限公司北京构力科技有限公司 北京 100013
[摘要]生成数据及数据检查功能是根据力学计算的要求,对建筑模型进行合理简化和容错处理使模型既能适应有限元计算的需求,又确保简化后的计算模型能够正确反映实际结构的力学性能。所有工程都必须执行生成数据菜单,正确生成数据并通过数据检查方可进行下一步的计算分析。
[关键词]错误定位;数检报告
0 前言
数据检查报错后,可以先到satwe前处理的错误定位菜单下定位到具体位置(图1)。程序同时会生成一个数据检查报告文件CHECK.OUT,其中输出计算模型的错误信息和警告信息。设计人员必须对其中提示的错误信息进行修改,警告信息则可有选择的忽略。下文详细讲解常见的8个数检错误原因。
图1 错误定位菜单
1 墙上角点映射错误
此报错有以下两种可能原因:
(1)墙上下节点均被固定约束固定,请到模型中检查相连上层墙体的支座设置情况,可在【楼层】-【支座】菜单中修改;
(2)上下层节点不对应,产生长度小于180mm的墙,节点合并后出现异常体,建议合并距离过近节点。
某剪力墙结构生成数据过程中弹出“墙上角点映射出错”,错误定位里可以定位到具体墙肢(图2),是2层的剪力墙。返回到建模中查看相应位置其上层的剪力墙,第三标准层的剪力墙手动增加了支座导致的错误,删除支座即可(图3)。
图2 错误定位二层剪力墙
图3 三层剪力墙支座定义错误
某框筒结构,数据检查到57层时卡住不动,提示“墙上角点映射出错”。(图4)
图4 墙上角点映射错误
首先到错误定位里定位到具体墙的位置,如图5所示。然后返回结构建模找到此片墙,检查是此片墙的上下层节点坐标不一致导致的。把上下层节点坐标修改一致后就可以通过数据检查。
图5 上下层剪力墙节点不对齐
2 弹性板存在重叠网格线
某五层框架结构,SATWE数据检查提示“弹性板边存在重叠网格线”,但是错误定位按钮是灰色无法定位(图6)。
图6 弹性板存在重叠网格线
根据数检报告提示是小震子模型出现错误。需要切换到子模型小震模型下进行定位。通过错误定位可以定位到具体的网格位置(图7)。返回结构建模把这个位置重复的网格线删除即可。
图7 弹性板存在重叠网格线错误定位
3 柱塔号超过本层最大塔数
某框架模型进行性能设计包络计算,SATWE数检提示“柱塔号超过本层最大塔数”。根据数检报告可知是小震+整体模型+有地下室子模型出错(图8) 。
图8 柱塔号超过本层最大塔数
首先要切换到小震+整体模型+有地下室子模型下。通过错误定位查看具体位置(图9)。
图9 柱塔号超过本层最大塔数错误定位
根据定位可知是一层箭头位置的柱子(图10)其柱顶在二层的位置是两个挨着较近的柱子(图11),一层柱子是塔1,二层这两根柱子属于两个塔。一个构件只能属于一个塔,这种情况就是一个构件属于两个塔,所以要想计算就不能进行多塔定义了,需要将多塔定义删除后重新计算。
图10 一层柱的位置
图11 二层柱子的位置
4 板定义为0
某框架结构,satwe数检提示“板定义错误”(图12)
图12板定义错误
根据错误提示,应该切换到地下室模型子模型去定位,如图13所示的位置。
图13 板定义错误定位
返回到结构建模找到相应位置。红线梁的两端标高降低了-800mm,那么箭头位置的梁也应该降低梁两端标高(图14)。否则板生成会有问题导致报错。修改后模型后方可通过数检。
图14 一层错误位置
5 单元法线方向(节点排序错误)
某框架结构,SATWE数检提示“单元法线方向(节点排序)错误”(图15)。
图15单元法线方向错误
此报错有以下三种可能原因:
1.墙和柱相连-构件底标高有微小差异,出现超短(矮)构件,导致墙网格划分异常,建议统一相连墙和柱的构件底标高;
2.上下层节点不对位,计算模型墙体出现扭曲,导致网格划分异常,建议将上下层节点对位;
3.上下层偏心不一致,偏心处理使计算模型培体出现扭曲,导致网格划分异常,建议调整布置,减小构件偏心。
错误定位里查看是一层箭头位置处有问题(图16)。返回结构建模,检查模型是第一标准层箭头位置处柱内两个节点距离过近,保留一个节点,然后把多余的节点删除后重新算就正常(图16)。
图16 单元法线方向错误定位
图17 一层柱内包含多节点
6 划分网格失败
某框剪结构在生成数据时到剖分第六层墙元时卡住弹出“划分网格失败,请查看fort.199文件,并修改模型”(图18)。
图18 划分网格失败
检查方法如下:
(1)工程目录下文件fort.199文本方式打开,翻到页底,找到当前墙元层号及spasid(图19)
图19 墙单元号查找
(2)进入错误定位,选择该楼层,根据spasid查找该墙板(图20)。
图20 错误定位查找墙板
图21第六标准层箭头所指墙肢的节点的位置在下一层第五标准层有两个过近的节点,导致墙肢的网格划分出现了问题。需要将第五标准层此为位置的两个节点合并成一个(图22),并且坐标保证和六层的一致才可以通过数检。
图21 六层墙定位
图22 五层墙两个节点过近
7 结点关联构件塔号不同
模型中布置了工业设备荷载,数据检查时提示“结点关联构件塔号不同”(图23)。
图23 结点关联构件塔号不同
经检查原因是设备直径较大和八字梁有重叠(图24)。可以修改设备尺寸或者修改八字梁的尺寸。将其改小后再计算就可以正常算。
图24 设备示意图
8 模态分析读取数据失败
某框架模型计算过程中卡在模态分析,提示“读取数据失败”(图25)。
图25 读取数据失败
经查是因为模型定义的铰接不合理产生机构了(图26),需要删除铰接定义才可以完成计算。
图26 定义铰接不合理
某一层地下室结构,计算过程卡在模态分析,提示“读取数据失败”(图27)。
图27 地下室模型
经检查是参数定义—地震信息里勾了“程序自动确定振型数”(图28)。取消此参数重新计算,发现模型存在局部振动(图29)。
图28 程序自动确定振型数
图29 模型局部振动
返回结构建模检查模型右侧大开洞导致竖向构件无连接无约束(图30)。需要修改模型后重新计算。
图30 模型竖向构件无连接
本文介绍了SATWE数据检查不通过的八种常见情况。希望对设计人员在使用软件过程中能有所帮助。
参 考 文 献
[1] PMCAD使用指南 北京构力科技有限公司,2022
[2] SATWE使用指南 北京构力科技有限公司,2022
[3] SATWE技术手册,北京构力科技有限公司,2022
结构系列软件常见问题解析——钢结构(一)
王建新
中国建筑科学研究院有限公司北京构力科技有限公司 北京 100013
[摘要] 在PKPM软件使用过程中,常常遇到操作上或者程序处理方式上的疑问。如果不能准确把握程序的处理原则,或者不了解程序的操作方式,会直接导致计算上的错误。因此,本文对于钢结构模块中遇到的多个常见的问题为例,解释程序的处理原则,引导软件使用者正确利用软件进行设计。
[关键词] 面积矩;屈曲后强度验算;挠跨比;耐火等级;独立基础;计算长度系数;抗剪键;
1 工具箱中计算箱型截面抗剪时,为什么程序给出的面积矩与手算的不同?
图1 梁构件验算
答:这是因为程序中面积矩只取了一半,腹板厚度也只取了一侧的腹板厚度(不是2倍的腹板厚度)来计算剪应力比,具体如下:
手算:
面积矩:
惯性矩:
剪应力计算:
工具箱计算:
面积矩:
剪应力计算:
2 工具箱梁构件验算中,什么情况下会按钢标6.4.1条考虑屈曲后强度承载力验算?
答:首先验算规范要选择《钢结构设计标准》,还要选择下方的“考虑”腹板屈曲后强度,在此基础上,如果该梁构件的实际宽厚比等级超出了定义的宽厚比等级,程序就会进行钢标6.4.1条的屈曲后强度承载力验算,比如下图中的梁截面的实际高厚比是94.33,而定义的高厚比等级是S3(对应限值是93),94.33大于93所以进行了屈曲后强度承载力验算。
图2 梁构件考虑屈曲后强度验算
3 钢结构二维计算车棚,计算结果中的挠跨比是怎么考虑的?
图3 车棚挠度及挠跨比
答:根据规范,在判断悬臂梁的挠度容许值时,按悬伸长度的2倍计算受弯构件的跨度,比如规范规定挠度容许值是L/180,当梁为悬臂梁时,其挠度容许值是2L/180也就是L/90,假如程序计算的挠度是∆,则应满足∆<2L/180,但在程序中是这样的表达的∆/2L<1/180,∆/2L就是程序计算的悬臂梁的挠跨比,对上图而言∆=64.41,L=5000,则程序计算的挠跨比为:∆/2L=64.41/(2*5000)=1/155.27>1/180,所以判断为超限(显红)。
4 二维门刚进行防火设计,设置的耐火时间不变,为什么将耐火等级由二级改为一级时,防火设计结果会有变化,但由二级改为三级时却没有变化?
答:根据《建筑钢结构防火技术规范》GB51249-2017第3.2.2条,对于耐火等级为一级的建筑,需要考虑1.1的结构重要性系数,而对于其他建筑该系数取1.0。因此当耐火时间相同时,耐火等级为一级的结构计算的防火设计结果会和其他级别的结果不同,而耐火等级为二级、三级和四级的计算结果是相同的。
图4 《建筑钢结构防火规范》3.2.2条
另外,程序中仅在参数输入-防火设计中设置的建筑耐火等级才会考虑结构重要性系数,而对单个构件的耐火等级修改则未考虑结构重要性系数。
图5 建筑耐火等级设置
5 二维门刚模型,点结构计算后,程序就会卡在门式刚架实体模型图这里无法完成计算,是何原因?
图6 模型计算卡死
答:经查是模型输入的基础参数有问题,用户填写的基础埋深为-1.5m,但程序中基础埋深是指基础的埋入深度(深度需要输入正值),而用户则是当成标高输入了负值,导致计算异常最终程序卡死,将-1.5改为1.5后计算正常。
遇到此类二维模型计算卡死的情况,都可以通过先删除基础后看能否正常计算来判断是否是基础参数引起的,如果删除基础后能正常计算就说明是基础参数的问题,此时可以详细查看具体是哪个参数异常,然后再做修改。
图7 基础参数设置
6 二维门刚中布置了吊车荷载,施工图中牛腿的伸出长度是如何确定的?比如下图中牛腿伸出400,垫板中心到柱翼缘外皮200。
图8 牛腿节点
答:牛腿的伸出长度与柱的截面高度和吊车荷载参数中竖向荷载与下柱的偏心距有关,以本题为例,左柱为600*250*6*10,吊车荷载中竖向力与柱的偏心距为500mm,所以牛腿上垫板中心到柱翼缘的距离为500-600/2=200mm。
图9 吊车位置信息
7 两个模型,A模型组装了下面的混凝土层,B模型只有上面的两层钢结构,计算结果显示有混凝土层的模型(A模型)钢柱长细比算不过,只有钢结构的模型(B模型)长细比能算过,这是为什么?
答:SATWE程序计算钢柱的长度系数用的是钢标附录E中的线刚度比法,没有混凝土层的模型(B模型)钢柱柱底直接与基础刚接,柱下端线刚度比K2=10;有混凝土层的模型(A模型)钢柱柱底与混凝土梁柱刚接,此时柱下端线刚度比K2需要根据正常的梁柱线刚度比计算确定,经过计算,A模型柱下端线刚度比K2远小于10,所以两个模型首层钢柱的计算长度会不一样,根据钢标附录E,K2越大,长度系数越小,长细比越容易满足,最终表现为A模型长细比不满足而B模型长细比满足。
8 带地下室的模型,首层钢柱的计算长度,跟填写嵌固端所在层号有关系吗?下图同一模型在前处理中嵌固端所在层号填1和填2,计算长度系数结果有差异是何原因?
图10 计算长度系数对比
答:程序中首层柱的计算长度系数计算跟嵌固端所在层号是有关系的,当首层柱下端节点位于嵌固层时柱下端梁线刚度与柱线刚度比K2程序取10.0,而首层柱下端节点没在嵌固层时柱下端梁线刚度与柱线刚度比K2则是由程序正常计算确定,因此嵌固端所在层号填1和填2就会出现首层柱计算长度系数不一样的情况了。
图11 程序代码
9 三维钢框架支撑结构,前处理中选择计算地震作用和不计算地震作用,得到的计算长度系数为何不一样?
答:该模型计算时在程序中选择了程序自动判断有无侧移,而程序自动判断有无侧移需要用到水平力,这个水平力一般是通过水平风荷载或地震作用来获得,但在该模型中风荷载信息选择了不计算风荷载,因此无法从风荷载方面获得水平力,只能从地震作用中获得水平力,但如果此时模型也选择不计算地震作用,那么这个模型就无法从风荷载或地震作用来获得水平力,导致程序无法判断该模型是否为无侧移,最终只能按照有侧移结构来计算其长度系数。而选择计算地震作用的模型因为能从地震作用方面获得水平力且模型也被判断为无侧移进而按照无侧移模式进行计算,这就导致了该模型选择计算地震作用和不计算地震作用得到的计算长度系数不一样了。如果不选则程序判断有无侧移,而是人为指定该模型为无侧移或者有侧移,此时再选择计算或不计算地震作用,得到的计算长度系数都是一样的。
图12 自动判断有无侧移的技术条件
10 用SATWE模块计算屋面系杆,系杆截面为自定义圆管截面127*4,系杆的稳定应力比程序如何计算,为什么用钢标7.2.1复核不出来?
图13 系杆构件信息
答:构件信息中可以看到稳定计算用的组合是113号组合,该组合为地震工况参与的组合,因此在计算稳定应力比时程序采用的公式为《抗规》8.2.6条第一款的公式,而不是《钢标》7.2.1条的公式。
具体复核如下:系杆截面类型为自定义圆管截面,截面分类为b类,查表得稳定系数为0.168,系杆截面面积为1545.7mm2。最终计算过程如下:81600*0.8/(0.5564*0.168*1545.7*305)=1.481(公式中的0.8为承载力抗震调整系数γRE,0.5564为强度降低系数ψ)。
图14 《抗规》8.2.6条
11 构件信息里面强度校核的时候My=45.58,在单项荷载工况里面没有找到哪个荷载能产生这么大的弯矩,请问这个弯矩是怎么来的?
图15 支撑构件信息
答:看这个构件的构件信息,其强度和稳定验算的对应的组合是184和181组合,而184和181组合是吊车工况参与的组合,由于吊车工况产生的目标内力类型较多,因此吊车工况的内力未在构件信息中展示出来,但可以在吊车预组合内力的文件中查到,如下图,例如184号组合对应的内力为:1.3*0+1.05*0-0.9*(-12.59)+1.5*22.8=45.53。
图16 吊车预组合内力输出文件
12 三维钢框架模块,钢施工图柱脚计算书中柱底抗剪键的底部混凝土承压验算是如何计算的?
图17 柱脚抗剪键验算
答:程序中柱脚抗剪键的底板混凝土承压验算是根据《钢结构设计手册》第四版13.8-13式进行承压验算,该抗剪键为I22b,截面尺寸为220*112*9*12,埋入深度200mm。
图18 《钢结构设计手册》计算公式
底部混凝土的承压验算公式如下:
X向:1.45*193.85*1000/200/112=12.55 N/mm2
Y向:1.45*156.82*1000/200/220=5.17 N/mm2
参 考 文 献
[1] GB50017-2017 钢结构设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2018
[2] GB51022-2015 门式刚架轻型房屋钢结构技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2016
[3] GBJGJ99-2015 高层民用建筑钢结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2016
[4] GB50011-2010 建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2016
[5] GB51249-2017 建筑钢结构防火技术规范[S].北京:中国计划出版社,2018
[6] GB50007-2011 建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012
[7] 但泽义,柴昶,李国强,童根树编著.钢结构设计手册(第四版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2019
结构系列软件常见问题解析——钢结构(二)
冯发阳
中国建筑科学研究院有限公司北京构力科技有限公司 北京 100013
[摘要] 在PKPM软件使用过程中,常常遇到操作或者程序处理方式上的疑问。如果不能准确把握程序的处理原则,或者不了解程序的操作方式,会直接导致计算上的错误。因此,本文对于钢结构计算中遇到的多个常见的问题为例,解释程序的处理原则,引导软件使用者正确利用软件进行设计。
[关键词] 吊车梁;制动梁;体型系数;变截面
1 吊车梁工具箱,制动桁架另一弦杆面积A具体指的是什么?
图1 制动桁架数据参数页
答:
区分边列柱和中列柱,对于边列柱来说,这个地方就是制动桁架上弦杆的面积,制动桁架上弦杆常见采用槽钢或者工字型钢,面积A就指该槽钢或者工字钢的面积,也可以根据实际工程设计输入实际截面的面积;对于中列柱,一般柱左右两侧的吊车梁互为制动桁架结构,所以此时的面积A可以按吊车梁上翼缘的面积输入。
2 吊车梁工具箱,类型选择为无制动梁时,计算书输出了制动梁抵抗矩,并在整体稳定计算用到了,为什么这里还有制动梁?
图2 参数选择类型为无制动梁
图3 吊车梁计算文本输出了制动梁抵抗矩
答:
当吊车类型选择无制动梁的类型时,吊车梁上翼缘将“独自”承受刹车力、卡轨力等纵向力,此时无制动梁的吊车梁的上翼缘为自身的“制动梁”,并采用上翼缘抵抗矩计算吊车梁整体稳定。TXT文本采用旧版格式文本,为避免歧义,在PDF计算书的新版文本展示中,表述更正为吊车梁。
图4 PDF计算书文字描述
3 在门式刚架厂房三维设计,网格输入中的山墙迎风、背风面体型系数0.63和-0.27是对应规范的哪个数值,是否需要自定按照《门规》4.2.2-2表格对应的1和4修改?
图5 网格输入山墙风体型系数
图6 《门规》4.2.2-2表格
答:
该数值对应《门规》4.2.2-1表格中的5和6山墙风吸风压的体型系数,4.2.2-1表格是主刚架横风作用时体型系数,4.2.2-2表格是主刚架纵向风作用时的体型系数,因横风与纵风均对山墙存在作用,这里程序取值默认按较大的体型系数0.63和-0.27执行,通常可以不用修改。
图7 《门规》4.2.2-1表格
4 门刚二维,分别执行参数输入页面设计规范选择门刚规范,构件定义为上海轻钢规范和参数页的设计规范直接选用上海市轻钢规范,两者柱稳定结果不一样?
(a)
(b)
(c)
图8 参数页选择门规构件定义上海轻钢规范及结果
(a)
(b)
图9 参数页选择上海轻钢规范及结果
答:
程序按以下规则执行,
1、计算时参数输入选《门刚规范》,构件定义《上海轻钢规范》时:此时构件的计算长度等计算方式均按照《门刚规范》确定,只是构件验算时按照《上海轻钢规范》中的公式进行构件的验算;
2、计算时参数输入选《上海轻钢规范》,构件定义也为《上海轻钢规范》时:此时构件的计算长度等计算方法按照《上海轻钢规范》确定,构件验算也按照《上海轻钢规范》中的公式进行构件的验算。
综上,不同的参数选择方式主要差异来自于柱长度系数不一,建议谨慎操作。
5 吊车梁工具箱,当吊车梁端按照变截面考虑,端部计算高度小于1/2时计算可行,但在绘图中提示“吊车梁端部高度应大于总高1/2”,那么前面的计算是否应该调整,这里的1/2要求出处是哪里?
图10 绘图数据提示不满足
答:
该提示出自《钢结构设计手册》关于焊接工字型吊车梁的构造描述。如图11。吊车梁参数输入设计阶段并未有此构造要求的判断,建议当不满足该构造要求的数据设计结果满足时仍应调整计算数据,在满足该要求的前提下计算更为准确。
图11 《钢结构设计手册》吊车梁构造描述
参 考 文 献
[1] GB50017-2017 钢结构设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2018.
[2] GB55006-2021钢结构通用规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2021.
[3] GB50068-2018建筑结构可靠性设计统一标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2019.
[4] 但泽义,钢结构设计手册第四版[M].北京:中国建筑工业出版社,2019.
结构系列软件常见问题解析——鉴定加固
赵彦波
中国建筑科学研究院有限公司北京构力科技有限公司 北京 100013
[摘要] 在PKPM软件使用过程中,常常遇到操作或者程序处理方式上的疑问。如果不能准确把握程序的处理原则,或者不了解程序的操作方式,会直接导致计算上的错误。因此,本文对于鉴定加固计算中遇到的多个常见的问题为例,解释程序的处理原则,引导软件使用者正确利用软件进行设计。
[关键词]实配钢筋;刚度折减;乙类建筑;砌体混合结构;
1 进行结构鉴定加固计算时需要录入梁构件的实配钢筋,一个一个构件的录入太慢了,如何提高钢筋录入的效率?
图1 三种梁实配录入方式
答:
实配钢筋录入是进行鉴定或加固计算的必要步骤,最新发布的V2.2.1.0版本程序支持三种实配钢筋的录入方式,分别为:手工布置钢筋录入、识别DWG格式图纸录入以及根据计算结果自动选筋录入方式。以下分别进行介绍:
(1)手动布置钢筋录入方式:指在【梁实配】菜单中,设计师通过【钢筋布置】功能指定某根梁各个位置的实配钢筋,也可“拾取”某个梁的既有钢筋并指定给另一根梁构件;
图2 手工进行钢筋布置功能
(2)识别DWG格式图纸录入方式:指通过导入一张已有的DWG格式图纸,通过软件的智能识图程序识别并录入构件的实配钢筋;
(3)根据计算结果自动选筋录入方式:设计师先进行一遍模型的整体计算,然后程序可根据计算结果来初步生成一套实配钢筋,用户以此为基础,再根据实际钢筋情况进行修改。
在钢筋实配录入过程中,可通过钢筋编辑功能进行既有钢筋的编辑,除了可以通过上部菜单栏中的【钢筋删除】、【钢筋修改】、【钢筋查找】、【钢筋按层复制】等命令外,还支持进行集中标注、原位标注等文字的双击编辑直接修改,这些编辑功能提高了钢筋实配录入的效率。
另外,程序支持了实配钢筋的导出功能,可以将录入的实配钢筋导出DWG格式图纸,以避免出现意外情况导致录入数据的丢失。
2 既有建筑是丙类建筑,建筑功能需要改造为学校等乙类建筑后抗震等级会提高,此时构造措施无法满足规范要求,怎么解决此类加固项目?
答:
加固项目经常碰到建筑功能改变,建筑结构抗震设防类别由丙类提高至乙类,此时抗震等级及抗震构造措施也会相应提高,比如钢筋的锚固长度要求等。此时,通过常规的加固方法来解决是比较困难的。此种情况,为减小主体结构的抗震构造措施等级,可在鉴定加固模块中采用减震或隔震的加固设计方法。关于减隔震的参数的设置内容可详见用户手册或改进说明。
图3 鉴定加固模块减震参数
图4 鉴定加固模块隔震参数
3 建筑结构工程中既含有砌体结构又含有钢筋混凝土结构或钢结构时,应该使用哪个模块进行鉴定加固的计算?
答:
程序从V2.2.1.0版本起可以在混凝土结构鉴定加固模块中计算如底部框架抗震墙砌体结构、砌体结构顶部加钢结构、设置位移型阻尼器的内部框架砌体结构以及隔震砌体等结构类型。另请注意,程序目前对于砌体墙仅给出各工况内力,尚未直接进行墙体承载力的验算。
图5 底部框架抗震墙结构
此时,应当在【参数定义】中正确设置“砌体容重”、“结构材料信息”以及“结构体系信息”等参数信息。值得注意的是,对于局部含有若干改造的砌体结构或内框架结构,其竖向承重和抗侧力体系的主要特点没有改变,仍应选择为“砌体结构”或“内框架结构”进行计算,如砌体顶部局部加钢结构楼层,砌体结构侧边附建楼梯或电梯结构等情况,对于较为复杂的由框架、砌体墙以及新增钢筋混凝土墙组成的二重或多重抗侧力结构,可以选择为“框架-抗震墙砌体结构”。底部框架-抗震墙砌体过去是采用上部砌体和下部框架抗震墙分开设计的方式,在新版钢筋混凝土鉴定加固程序中支持进行整体分析并对下部的混凝土构件进行承载力验算。
4 混凝土结构鉴定加固模块中计算砌体混合结构工程时,相关参数都有哪些且设置时需要注意什么呢?
答:
在计算砌体混合结构时主要影响【参数定义】内的一些参数信息,具体如下:
总信息中正确设置“砌体容重”、“结构材料信息”、“结构体系”。“砌体容重”需要可根据不同的砌体材料和面层材料情况设置,默认值为22kN/m3;“结构材料信息”选择“砌体混合结构”,需要注意的是当结构中砌体墙承担竖向或水平荷载时方可称为砌体混合结构;“结构体系”根据工程实际结构体系选择“砌体结构”、“底部框架-抗震墙砌体”、“内框架砖房”、“框架-抗震墙砌体结构”等。
图6 前处理地震信息参数框
地震信息中可设置砌体材料的阻尼比并选择使用的计算方法,如上图,水平地震作用计算可选择采用底部剪力法进行计算。
调整信息的刚度调整中根据抗规要求设置砌体墙刚度折减系数:
图7 砌体墙刚度折减系数
图8 抗震设计规范第7.2.5条
调整信息的内力调整参数中,参考规范要求设置各类抗侧力构件的内力调整信息,例如加固中新增了钢筋混凝土墙体,此时可以指定新增墙体承担100%或者某一比例的地震剪力。
图9 抗侧力构件内力调整
5 在完成加固计算后,可以支持出具加固施工图吗?
答:
程序自V2.2.1.0版本后,鉴定加固模块可根据标准图集《建筑结构加固施工图设计表示方法》07SG111-1所给出的施工图表示方法进行加固施工图的绘制,包括混凝土柱、梁以及砌体墙的表示。平面注写内容包含构件的编号、原截面尺寸及加固材料具体数值、标高、新增纵筋箍筋等信息,如下图所示。
图10 混凝土结构加固施工图
图11 砌体结构加固施工图
参 考 文 献
[1] GB50003-2011 砌体结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[2] GB50011-2010 建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2016.
[3] GB55008-2021混凝土结构通用规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2021.
[4] GB50023-2009 建筑抗震鉴定标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.
结构系列软件常见问题解析——砌体设计
中国建筑科学研究院有限公司北京构力科技有限公司 北京 100013
[摘要] 在PKPM软件使用过程中,常常遇到操作或者程序处理方式上的疑问。如果不能准确把握程序的处理原则,或者不了解程序的操作方式,会直接导致计算上的错误。因此,本文对于砌体计算中遇到的多个常见的问题为例,解释程序的处理原则,引导软件使用者正确利用软件进行设计。
[关键词] 受压计算;静力方案;刚性方案;施工控制等级
1 砌体软件墙肢的抗力与荷载效应之比是如何计算的?
答:
砌体软件中的墙肢“受压计算”的结果,输出再括号里面的抗力与荷载效应比,是不考虑翼缘的抗力与荷载效应之比,下图括号里的0.84。
软件是根据砌体规范5.1.1条计算的,见下图。
计算过程为0.83*1.32*0.08*1000/103.5=0.84;
图1 参墙肢受压
图2 砌体规范5.1.1条
2 砌体软件中,为什么有些墙肢只输出一个抗力与荷载效应之比?
答:
如下图所示,在红框中的墙肢为什么只输出了一个抗力与荷载效应之比2.08呢?这是因为按照砌体软件的规则,对于形状为一字型的墙肢,抗力与荷载效应之比如果大于1的话,软件就不再计算翼缘组合墙的抗力与荷载效应之比了。
图3 只输出1个荷载效应比
3 砌体软件翼缘组合墙抗力与荷载效应之比计算时的翼缘长度如何取值?
答:
翼缘组合墙的翼缘取值规则如下:
砌体墙肢的翼缘两侧有洞口的,取洞口间的距离作为翼缘长度;
砌体墙肢的翼缘没有洞口的,取所在墙体开间(扣除两侧的墙)的一半作为翼缘长度范围;下图中翼缘长度5000/2=2500;
这里需注意翼缘组合墙的荷载,软件考虑了翼缘范围内的荷载。就是翼缘组合墙荷载效应比计算时,既考虑到墙肢的受力面积的增加,也考虑到翼缘范围的荷载也都增加了。
图4 翼缘范围
4 砌体软件参数中选择楼面类型是指选择砌体结构的静力计算方案吗?
答:
如图所示,砌体软件参数中选择楼面类型:有刚性、半刚性、柔性三种。这个依据抗规5.2.6条,说的是楼层水平地震剪力分配按照3种楼面类型有不同的原则。现浇或装配整体式楼盖选刚性;装配式楼盖选半刚性;木楼盖或开洞率很大、平面刚度很差的楼盖选柔性。楼面类型的选择直接影响地震层间剪力在各墙肢之间的分配,不同的方案将按照构件等效刚度和重力荷载代表值不同的比例分配。
图5 参数中楼面类型
图6 抗规5.2.6
注意此参数与砌体房屋空间工作性能有关的结构静力计算刚性、弹性方案是两个不同的概念。目前 QITI 适用的静力计算方案只能是刚性方案,参见砌体规范4.2.1条的刚性方案。
砌体规范4.2.3 弹性方案房屋的静力计算,可按屋架或大梁与墙(柱)为铰接的、不考虑空间工作的平面排架或框架计算。砌体规范4.2.4 刚弹性方案房屋的静力计算,可按屋架、大梁与墙(柱)铰接并考虑空间工作的平面排架或框架计算。砌体规范4.2.5 刚性方案房屋的静力计算,应按下列规定进行: 1 单层房屋:在荷载作用下,墙、柱可视为上端不动铰支承于屋盖,下端嵌固于基础的竖向构件; 2 多层房屋:在竖向荷载作用下,墙、柱在每层高度范围内,可近似地视作两端铰支的竖向构件;在水平荷载作用下,墙、柱可视作竖向连续梁。
图7 砌体规范4.2.1
5 砌体软件参数中施工质量控制等级的影响?
答:
下图所示,施工质量控制等级:有A级、B级、C级三种,程序根据施工质量控制等级对砌体强度作相应的调整:A 级乘 1.05、B 级乘 1.00、C 级乘 0.89的系数。砌体规范GB50003-2011的4.1.5条文说明,当采用C级时,砌体强度设计值应乘第3.2.3条的γa,γa=0.89;当采用A级施工质量控制等级时,可将表中砌体强度设计值提高5%。
图8 施工质量控制等级
图9 条文4.1.5
图10 砌体规范3.2.3条
参 考 文 献
[1] GB50003-2011 砌体结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[2] GB50011-2010 建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2016.
[3] GB55008-2021混凝土结构通用规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2021.
[4] GB50068-2018建筑结构可靠性设计统一标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2019.
携手聚力 | 中广核工程公司与中国建研院构力科技签署专项技术合作协议,BIMBase助力打造核电行业新质生产力
6月20日,中广核工程有限公司(以下简称“中广核工程公司”)与中国建研院在京举行专项技术合作协议签约仪式并座谈交流。中广核工程公司党委书记、董事长、总经理宁小平,中国建研院党委委员、副总经理肖从真出席签约仪式。
宁小平对中国建研院长期支持中广核核电建设事业表示感谢。宁小平指出,希望双方以签约为契机,进一步深化在役、退役核电建(构)筑物性能评价,以及加固和改造、新技术新材料及特种结构研究与应用、模块化建造技术、生态核电建筑、特殊结构及材料技术、BIM平台国产化及行业应用、人才培养等领域的合作,携同助力核电事业高质量发展。
肖从真对宁小平一行表示欢迎。肖从真指出,中广核工程公司与中国建研院具有坚实的合作基础,双方在核电智能建造、核电数智化转型等领域始终保持着紧密合作关系,希望双方立足国家核工业产业布局和发展方向,瞄准国际前沿、加强自主创新、加速成果转化,对急需解决的关键技术难题进行联合攻关,推动实现相关领域的重大技术突破,积极发展新质生产力。
会上,中广核工程公司与中国建研院所属构力科技签订了专项技术合作协议,中广核工程公司设计院副院长李忠诚与构力科技党委委员、副总经理崔静代表双方签署。
根据协议,双方以国产BIMBase平台为基础,推动国产核电行业BIM平台及核电行业应用软件国产化全面替代,构建核电行业BIM生态体系建设,支撑和推进核电领域产业国产化、数字化的发展。
中广核工程公司与构力科技本次合作聚焦双方最具优势领域、产业链最强环节,全面加强战略合作、增强优势互补,共同打造核电行业数字化转型先驱样板,BIMBase助力打造核电行业新质生产力,为企业的高质量发展注入强劲动力。
中广核工程公司设计院,以及中国建研院企业发展部、中建研科技、中国建技、北京建机院、建筑设计院、检测中心、构力科技相关负责人参加活动。
中广核工程有限公司
隶属于中广核集团有限公司,是中国第一家专业化的核电工程管理公司。公司具备全产业链安全质量管理能力、设计主导与系统集成能力、项目群集约化管控能力、技术创新引领能力、产业链资源整合能力为核心的AE能力,具备从设计研发到建设投产的全过程建造能力,形成了以核能工程为核心业务,海上风电工程、在退役工程为战略业务,市场化工程能力、抽水蓄能、设计或工程管理咨询为协同业务的布局架构,致力于为全球客户提供复杂工程系统的管理服务和全周期专业解决方案。牵头组建了核电安全技术与装备全国重点实验室,拥有国家能源核电工程建设技术研发(实验)中心等国家级科技平台,成功开发了拥有自主知识产权的第三代核电技术华龙一号,通过了英国通用设计审查(GDA审查)和欧洲核电用户组织认证(EUR认证),为中国核电走出去做出了突出贡献。
北京构力科技有限公司
是我国建筑行业计算机技术开发应用的最早单位之一,前身为中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所,1988年创立了PKPM软件品牌, 2017年3月,经国资委批准,整合中国建筑科学研究院所有软件与信息化业务,成立北京构力科技有限公司,为首批国资委国有控股混合所有制企业开展员工持股十家试点单位之一。构力科技根植于中国建研院博大精深的技术底蕴,致力于成为建设行业软件与信息化发展的引领者,积极承担解决建筑行业“卡脖子”关键技术“BIM平台”的自主研发,打造自主知识产权的BIMBase平台,成为建设行业国产BIM数字化基础平台,建立我国自主BIM的软件生态。基于自主BIMBase平台推出PKPM-BIM全专业协同设计系统、装配式建筑全流程集成应用系统、BIM报建审批系统、智慧城区管理系统等BIM全产业链整体解决方案,助力我国建设行业数字化转型与升级。

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