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算例:两层轻钢建筑

1. 关于本文​

本文借助屏幕截图,介绍如何用StatiCAD的轻钢(冷弯薄壁型钢,LSF)模块从头到尾建模并求解一栋两层小型住宅:项目设置、墙板、门窗过梁、轻钢楼板(板带 + 楼板梁生成)、分析、警告的解读与设计优化、结果、计算报告和图纸。每一步输入的数值都是示例建筑的实际数值;文中的计算结果即程序对本算例给出的结果。

各模块的理论背景及所有选项的详细说明,请参见以下文章:轻钢墙板与立柱设计、轻钢梁与柱设计、轻钢楼板:楼板梁与隔板、规范条件、锚固与基础、理论基础和验证研究。

信息

版本:“轻钢”建筑类型、“轻钢墙板”(Hafif Çelikte Panel)墙体类型、轻钢梁/楼板选项卡以及轻钢报告仅在 StatiCAD Ultimate 版本中显示。屏幕截图取自 StatiCAD Ultimate V.10.0.1.0。

提示

示例文件:本文两个阶段的项目文件可从此处下载(ZIP):OrnekHafifCelik_ilk.sy4(初始设计,第9节)和 OrnekHafifCelik.sy4(优化后的设计,第10–13节)。用文件 › 打开打开文件后,即可在自己的屏幕上跟随各步骤操作。

2. 示例建筑​

两层独立住宅,平面尺寸10.00 × 6.00 m。承重体系全部为轻钢:层高2.80 m的墙板、搁置在墙板上的C200楼板梁,以及门窗上方的轻钢过梁。基础不在本算例范围内;墙底视为有支座。

表1 – 一般信息

项目数值
平面10.00 × 6.00 m(x = 0…10 m,y = 0…6 m);x = 5.00 m处有内部承重墙
楼层底层(ZEMİN KAT)和1层(1. KAT),每层2.80 m(建筑高度5.60 m)
墙体(墙板)厚度15 cm;立柱为C100x50x15x1.2(外墙)、C100x50x15x1.5(内墙),间距600 mm,墙板端部设2根边立柱;两面均为11 mm OSB(vc = 10.2 kN/m);墙体容重300 kg/m³
洞口底层2扇门(1.00 m入户门、0.90 m内门)和5扇窗;1层1扇内门和6扇窗(窗宽1.50 m,窗台高90 cm)
过梁每个洞口上方设轻钢梁CC C200x80x22x4,两端铰接
楼板每层两块5.00 × 6.00 m楼板;轻钢楼板:CC C200x80x16x2楼板梁沿X方向,间距 ≤ 390 mm(实际生成375 mm),OSB覆面板,两排横撑
荷载楼板厚度2 cm(覆面板 + 找平层等效),附加恒荷载30 kg/m²,活荷载200 kg/m²(底层)、150 kg/m²(屋面);屋面雪荷载Sk = 0.75 kN/m²;风荷载q = 0.5 kN/m²(TS 498,0–8 m)
地震TBDY 2018,DD-2,SS = 0.50,S1 = 0.14,ZC;I = 1,R = 3,D = 2(HCBTİE表1.2,有限延性);等效地震荷载法,T = 0.2 s(TBDY 10.2.6.1)
设计方法YDKT(HCBTİE 4.2;φc = 0.85,φb = 0.90)
底层平面:墙板(黄色)、楼板梁(蓝色)、板带(绿色)、门窗(紫色)

图1 – 底层平面:墙板(黄色)、楼板梁(蓝色)、板带(绿色)、门窗(紫色)

示例建筑的三维视图

图2 – 示例建筑的三维视图

信息

**平面方向:**在StatiCAD平面屏幕中,y轴向下:y = 0处的立面显示在屏幕上方,y = 600 cm处的立面显示在下方。

3. 启动程序与项目​

程序打开后会显示起始(dock)屏幕。新建项目请使用左侧的新建(Yeni),打开现成示例请使用打开(Aç);主屏幕(Ana Ekran)图标用于打开工作界面。

起始(dock)屏幕

图3 – 起始(dock)屏幕

主屏幕左侧为平面(楼层)视图,右侧为三维视图。上部工具栏中的 PrjAyar 打开项目通用设置,KatAyar 打开楼层通用设置,Analiz 打开静力分析窗口,Rapor 打开报告选择,Çizim 打开图纸选择。Alt Kat / Üst Kat(下一层/上一层)按钮用于切换当前楼层(左下角为“Active Story”)。

主工作屏幕:底层平面和三维视图

图4 – 主工作屏幕:底层平面和三维视图

4. 项目通用设置​

通过上部工具栏中的 PrjAyar 打开。轻钢建筑所需的选项卡如下。

4.1 规范选择:建筑类型与轻钢选项​

  1. 选择建筑类型:轻钢。此选项会启用地震计算中T = 0.2 s的取值、轻钢项目检查(HCBTİE表1.2)以及轻钢选项卡。
  2. 地震力:TBDY 2018,延性水平:有限(R ≤ 3)。高延性时可采用R ≤ 4。
  3. 轻钢构件设计方法:YDKT。立柱挠度限值取 h/240(石膏板/OSB覆面板),畸变屈曲对C+截面采用有限条法(默认)。
  4. 木结构和轻钢建筑中剪力墙的荷载分配:承载力。地震荷载按各墙板的承载力比例分配给墙板(TBDY 10.2.6.1)。
  5. “在系统刚度矩阵中考虑偏心 (offset3)”和“在系统刚度矩阵中考虑Offset1和Offset2值”框在本算例中未勾选;勾选与否不会改变轻钢梁设计(见下方说明)。
项目通用设置 › 规范选择(轻钢建筑类型、YDKT、承载力分配、偏移框已关闭)

图5 – 项目通用设置 › 规范选择(轻钢建筑类型、YDKT、承载力分配、偏移框已关闭)

信息

**偏移框与楼板梁:**若勾选其中任一偏移框,梁轴线将建模在楼板平面之下;与刚性隔板约束一起,梁中会产生没有真实传力路径的轴力(组合作用)。在本算例中,有限元给出的该力约为每根楼板梁29 kN。程序在轻钢梁设计中,与钢筋混凝土梁一样,从轴力中扣除这一部分:框已勾选时,设计轴力为0.2 kN,P/Pd + M/Md = 0.564;框已关闭时为0和0.558。有限元梁结果表中仍显示原始轴力。“Offset1 ve Offset2”框不会保存到项目文件中,程序每次打开时都是勾选状态。

信息

墙板类型选择:同一选项卡中的“轻钢建筑墙板类型(石膏板 / 其他)”选项在本版本中不影响计算。覆面板类型和承载力在每面墙的轻钢墙板(Hafif Çelik Paneli)选项卡中输入(第6.4节)。

4.2 TBDY2018:地震参数​

输入DD-2地图谱加速度系数(SS = 0.50,S1 = 0.14)、场地土类别ZC、建筑重要性系数I = 1、承重体系响应修正系数R(x) = R(y) = 3以及超强系数D(X) = D(Y) = 2。HCBTİE表1.2要求轻钢建筑取D = 2;在有限延性下R不得超过3。

项目通用设置 › TBDY2018

图6 – 项目通用设置 › TBDY2018

4.3 地震力​

选择等效地震荷载(TBDY 10.2.6.1)。当建筑类型为轻钢时,程序会把周期选项设为经验方法;轻钢建筑的谱加速度在任何情况下都按T = 0.2 s计算,因此周期选项不会改变结果。

项目通用设置 › 地震力

图7 – 项目通用设置 › 地震力

4.4 荷载组合:风与雪​

输入风压 q 0.5 kN/m²(TS 498,0–8 m)和屋面雪荷载 Sk 0.75 kN/m²。q用于外墙立柱的平面外风荷载验算(1.2G + 1.0Q + 0.5S + 1.6W)和立柱挠度;雪荷载作用于标有“雪荷载:有”的楼板(本算例中为屋面)。

项目通用设置 › 荷载组合

图8 – 项目通用设置 › 荷载组合

信息

**风荷载工况:**选中“使用钢筋混凝土-砌体荷载组合”时,荷载工况中没有风。立柱的风荷载验算与此无关,照常进行;而在轻钢梁/柱设计中则不会产生风荷载组合,分析结束时会出现一条信息行(第10.4节)。

4.5 构件内力:荷载传递与隔板​

楼板荷载传递选择经典方法,并保持楼板计入系统刚度不勾选;这样每根楼板梁承受其荷载宽度内的G和Q。地震荷载作用下采用完全刚性隔板。

项目通用设置 › 构件内力

图9 – 项目通用设置 › 构件内力

5. 楼层定义​

在 KatAyar(楼层通用设置)窗口中定义两个楼层:ZEMİN KAT(底层)和1. KAT(1层),每层280 cm。TEMEL(基础)行是程序的基础层;本算例中未绘制基础构件。

楼层通用设置

图10 – 楼层通用设置

6. 轻钢墙板(墙体)​

6.1 绘制墙体​

使用左侧工具栏的墙(Duvar)按钮(或在命令行输入 w),沿轴线点击两次绘制墙体;墙厚为15 cm。在StatiCAD中,每面墙都是一段通高的墙板:墙在门窗洞口处断开(第7节)。底层和1层各有12块墙板(WZ01…WZ12、W101…W112)。

在墙上右键:“WZ02 Duvarı Özellik Değiştir”(修改WZ02墙属性)

图11 – 在墙上右键:“WZ02 Duvarı Özellik Değiştir”(修改WZ02墙属性)

要修改属性,请在墙上右键并选择**… Duvarı Özellik Değiştir**(修改…墙属性);选中多面墙时,Çoklu Özellik Değiştir(批量修改属性)会把相同的数值应用到所有选中的墙。

6.2 常规设置:“轻钢墙板”​

  1. 勾选构件类型:轻钢墙板(Hafif Çelikte Panel)。“轻钢墙板”(Hafif Çelik Paneli)和“轻钢锚固”(Hafif Çelik Ankraj)选项卡随此选择而显示。
  2. 墙宽15 cm,左/右Delta 7.5 cm(墙居中于轴线)。
  3. 输入圈梁高度20 cm。在轻钢墙板中,该值即楼板厚度(进深):立柱高度取h = 280 − 20 = 260 cm(报告中为“Geometri: h = 260 cm”)。
  4. 在剪力墙位置框中勾选墙所在的建筑边缘(本墙为位于下边缘轴线上)。风致弯曲和立柱挠度仅对勾选了边缘轴线的(外)墙计算;内墙不勾选这些框。
墙属性 › 常规设置(轻钢墙板,位于下边缘轴线上)

图12 – 墙属性 › 常规设置(轻钢墙板,位于下边缘轴线上)

6.3 静力/材料:墙体自重​

墙板自重由此选项卡中的 BHA(容重)和墙厚计算。本算例取300 kg/m³ × 0.15 m ≈ 45 kg/m²墙面(立柱、两层OSB、保温层和内侧石膏板)。fk、fvko等砌体强度字段不用于轻钢墙板计算。

墙属性 › 静力/材料(BHA = 300 kg/m³)

图13 – 墙属性 › 静力/材料(BHA = 300 kg/m³)

危险

**默认墙体自重:**新绘制的墙体带有砌体墙的默认值(1300 kg/m³,24 cm)。选择“轻钢墙板”后,厚度变为15 cm,BHA变为300 kg/m³;左/右Delta(端部延伸)随厚度按比例缩放(12 → 7.5 cm)。打开已保存的轻钢墙时,保留已保存的数值。若墙板的实际厚度和自重不同,请修正这些值;若保留砌体值(1300 kg/m³ × 0.24 m ≈ 3 kN/m²),地震质量和立柱荷载会被计算得大几倍。

6.4 轻钢墙板选项卡​

  • 勾选左/上和右/下墙板有覆面板;两面均为11 mm OSB,vc = 10.2 kN/m(TBDY表10.5;螺钉间距边缘150 mm,中间300 mm)。墙板抗剪承载力设计值φ·Vn = 0.6 · vc · L(每面分别计算;覆面板相同的两面相加)。
  • 立柱型材C100x50x15x1.2(外墙)/ C100x50x15x1.5(内墙),立柱间距600 mm,边立柱数量2。
  • 覆面板对立柱的转动约束kφ:两面OSB,EIw为0(该类型的默认值),螺钉间距300 mm。程序取两面中的较小值;对于有OSB的立柱,畸变承载力会提高(本算例中kφ = 233 N·mm/mm/rad)。
墙属性 › 轻钢墙板

图14 – 墙属性 › 轻钢墙板

提示

**覆面板选择:**若墙板抗剪承载力不足,应先加强覆面板(两面OSB、胶合板或钢板),然后再增加墙板长度。石膏板单独不能承担地震荷载(TBDY 10.2.7.2);报告会给出石膏板墙板在该层地震承载力中所占的比例。

6.5 轻钢锚固选项卡​

每块墙板两端的抗拔锚固件(hold-down)和沿底部的抗剪锚固件在此定义。数值为所选方法(YDKT)的设计承载力(厂家/ETA)。底层抗剪锚固件按固定在基础混凝土上的螺栓(M12,8.8级,间距600 mm)输入,1层按固定在楼层楼板上的螺钉(5.5 mm,间距150 mm)输入。

轻钢锚固 – 初始设计:装置35 kN,锚杆/混凝土40 kN

图15 – 轻钢锚固 – 初始设计:装置35 kN,锚杆/混凝土40 kN

信息

数值的含义: 装置设计承载力:hold-down装置的φRn值;锚杆/混凝土/楼层连接:将装置连接到基础或下层的锚杆及混凝土锥体承载力。若输入装置-立柱螺钉数量 = 0,程序会计算所需螺钉数量并在报告中给出。Pnvs:螺钉杆身抗剪承载力(厂家,标准值)。

7. 门、窗与过梁​

左侧工具栏的门(Kapı)和窗(Pencere)按钮会打开工具窗口:输入距离、宽度、高度(窗为窗台高度);先点击墙的一端(基准),再点击同一面墙上位于洞口方向的一点。程序在洞口边缘处将墙分段;洞口两侧的墙是各自独立的墙板。

门绘制工具窗口(距离150 cm,宽度90 cm,高度200 cm)

图16 – 门绘制工具窗口(距离150 cm,宽度90 cm,高度200 cm)

门模式下状态栏提示

图17 – 门模式下状态栏提示

在轻钢建筑中,洞口上方需要一根过梁来支承楼板梁和边缘板带。过梁在洞口上方以从墙端到墙端的圈梁(梁)形式绘制;选择圈梁属性 › 构件类型:轻钢,并通过选择截面按钮在 Cold Formed 目录中指定型材(本算例为CC C200x80x22x4,两端铰接)。

工厂型材选择 › Cold Formed(CC C200x80x16x2的特性)

图18 – 工厂型材选择 › Cold Formed(CC C200x80x16x2的特性)

危险

**无过梁的洞口:**若楼板梁终止于窗或门洞且该处没有过梁,则梁的该端无支承:有限元求解会给出“刚度矩阵奇异”警告,梁因弯矩和挠度过大而不满足要求。请在垂直于楼板梁的墙(本算例中为x = 0、x = 5 m和x = 10 m线上)的每个洞口设置过梁。

8. 轻钢楼板​

8.1 绘制楼板与常规属性​

每层绘制为两块矩形楼板(0–5 m和5–10 m)。在楼板属性 › 常规选项卡中,输入厚度2 cm、覆面板(附加恒)荷载30 kg/m²、活荷载200 kg/m²(底层)/ 150 kg/m²(屋面)。屋面楼板勾选雪荷载:有。构件类型为“其他楼板”。

楼板属性 › 常规

图19 – 楼板属性 › 常规

8.2 “轻钢”选项卡:板带与楼板梁生成​

  1. 勾选轻钢楼板框。
  2. 楼板梁型材:C200x80x16x2(预定义型材列表);材料为空(S235)。
  3. 最大梁间距:390 mm。程序将6.00 m划分为不超过该间距的等份:16个间距 × 375 mm,15根梁。选择375 mm < 400 mm是为了满足HCBTİE 7.5振动条件的第二种途径。
  4. 梁方向:平行于X轴(梁以5.00 m跨度布置在内外墙之间)。
  5. 覆面板:OSB;勾选梁之间至少有两排横撑。
  6. 勾选确定时生成 / 更新板带和楼板梁后点击确定。
楼板属性 › 轻钢(已生成的一个板带:同族中有16个板带、15根楼板梁)

图20 – 楼板属性 › 轻钢(已生成的一个板带:同族中有16个板带、15根楼板梁)

生成后,楼板被划分为16个板带,板带之间布置轻钢类型的楼板梁(HZ…、H1…)。可在任一板带的选项卡中修改定义,并通过“生成 / 更新”重新生成;取消勾选该框则恢复原始楼板。

8.3 楼板隔板输入项​

选项卡下部的**楼板隔板(TBDY 10.5 / HCBTİE 7.4)**组中,输入覆面板的单位抗剪承载力vn、将楼板连接到下层墙板上翼缘的螺钉直径/间距以及螺钉杆身抗剪承载力。若保留为0,则vn采用TBDY表10.5的墙板值(OSB 10.2 kN/m),螺钉采用4.8 mm / 300 mm。初始设计即从这些默认值开始。

8.4 生成的楼板梁​

每根生成的楼板梁都是两端M2 + M3铰接的轻钢圈梁。在圈梁属性中,截面和材料、轻钢选项卡中的楼板梁输入项、木材2选项卡中覆面板的转动约束(kφ)均已在生成时指定。

圈梁属性 › 常规:轻钢,CC C200x80x16x2,S235
图21 – 圈梁属性 › 常规:轻钢,CC C200x80x16x2,S235
圈梁属性 › 轻钢:上翼缘与覆面板连接,横撑声明
图22 – 圈梁属性 › 轻钢:上翼缘与覆面板连接,横撑声明
圈梁属性 › 木材2:覆面板OSB,构件间距375 mm
图23 – 圈梁属性 › 木材2:覆面板OSB,构件间距375 mm
圈梁属性 › 铰:两端M2和M3释放
图24 – 圈梁属性 › 铰:两端M2和M3释放

9. 分析:初始设计​

上部工具栏的 Analiz 按钮打开静力分析窗口;点击Analize Başla(开始分析)开始求解(本算例约需20–35 s)。分析结束后,下方列表中依次列出错误和警告;Seç(选择)按钮会在平面中选中相应构件。

静力分析 – 初始设计的警告列表

图25 – 静力分析 – 初始设计的警告列表

初始设计输出了36行。对轻钢而言重要的有:

表2 – 初始设计的不满足项

警告数量示例行含义
抗拔锚固不足(TBDY 10.4.1.1)13WZ02:T = 46.05 kN,比值1.32,控制项:装置墙板端部的上拔力(已乘以D = 2放大)超过了hold-down装置35 kN(1层为25 kN)的承载力。
楼板连接不足(TBDY 10.5(b)、10.3.4)17WZ07:V = 33.36 kN > n·Ps = 9 × 2.54 = 22.86 kN(比值1.46;4.8 mm / 300 mm)下层墙板上端截面含D的剪力超过了将楼板连接到墙板上翼缘的螺钉的总承载力。
隔板覆面板单位剪力不足(TBDY 10.5(b))11. KAT楼板x = 500 cm线:v = 8.55 kN/m > 6.12 kN/m(比值1.40)屋面楼板传给内墙线的力(F = 51.3 kN,B = 6.00 m)无法由默认OSB值(vn = 10.2 kN/m)承担。
提示

**警告在项目检查清单中的对应项:**相同的结果也会在报告的“Proje Hata Kontrolleri”(项目错误检查)页面中,以TBDY 10.4.1.1(锚固)和TBDY 10.5 / HCBTİE 7.4(隔板)行的形式列出。

10. 设计优化​

10.1 楼板–墙板螺钉​

在四个楼板族中(每层两个),于楼板属性 › 轻钢 › 楼板隔板组中输入螺钉间距 150 mm。对某一板带所做的修改在“确定”时会扩展到同族的所有板带。螺钉数量增加一倍(例如WZ07:9 → 18颗螺钉,22.86 → 45.72 kN)。

10.2 屋面隔板的覆面板承载力​

在屋面(1. KAT)楼板中输入覆面板单位抗剪承载力 vn = 15 kN/m。该值是为本算例假定的厂家/试验值(例如带挡块、边缘螺钉间距较密的OSB隔板)。规范未给出楼板隔板的取值;在实际工程中应采用试验(TBDY附录10.C)或厂家的数值。

屋面楼板的轻钢选项卡 – 优化后:vn = 15 kN/m,螺钉间距150 mm

图26 – 屋面楼板的轻钢选项卡 – 优化后:vn = 15 kN/m,螺钉间距150 mm

10.3 抗拔锚固​

选中所有墙板,通过 Çoklu Özellik Değiştir(批量修改属性)在轻钢锚固选项卡中输入:底层装置55 kN / 锚杆-混凝土60 kN,1层35 / 35 kN。所需的装置-立柱螺钉数量在报告中给出(例如WZ01为17颗螺钉)。

轻钢锚固 – 优化后:装置55 kN,锚杆/混凝土60 kN

图27 – 轻钢锚固 – 优化后:装置55 kN,锚杆/混凝土60 kN

10.4 第二次分析​

重新分析后不再有错误;列表中只剩四条信息行:

静力分析 – 优化后设计的警告列表

图28 – 静力分析 – 优化后设计的警告列表

表3 – 剩余的信息行

行说明
轻钢梁设计中没有风荷载组合荷载工况中未定义风荷载(第4.4节)。楼板梁和过梁按竖向和地震组合设计;已进行立柱的风荷载验算。
有限元刚度已按承载力比例调整(f = 0.79 … 2.10)按TBDY 10.2.6.1,每块墙板的平面内刚度已与抗剪承载力成比例;楼层总刚度不变。
承载力份额下限(最大 × 2.22,W109)在有限元中地震剪力低于承载力份额的19块墙板,其地震剪力被提高到承载力份额;墙板、边立柱和锚固的作用效应均按这些值计算。
墙板 2 ≤ h/l ≤ 4(WZ11、W111)内门旁1.25 m宽的墙板:单位抗剪承载力按2l/h折减(HCBTİE第6章)。

11. 结果​

11.1 地震荷载​

表4 – 等效地震荷载汇总(优化后的设计)

量值数值
SDS / SD10.65 / 0.21
周期T = 0.2 s(TBDY 10.2.6.1);计算得到的Tx = 0.11 s、Ty = 0.09 s仅供参考
Ra / SaR2.62 / 0.248 g
地震质量28.76 t(G + 0.3Q)
底部剪力VtE70.0 kN(两个方向)
楼层力底层标高26.0 kN,屋面标高43.0 kN
信息

**扭转不规则性:**在分析日志中可能会看到“Binada A1 burulma düzensizliği olduğundan deprem yüklemeleri artırılmış dış merkezlikle yeniden yapılıyor”(由于建筑存在A1扭转不规则性,地震荷载将以放大的偏心重新计算)一行(ηbi最大为1.24)。在这种情况下,程序会自动放大附加偏心距。

11.2 墙板、立柱与锚固​

表5 – 选取的墙板(优化后的设计;比值为需求/承载力)

墙板型材h (cm)中间立柱边立柱墙板剪力上拔力 Td (kN)抗拔锚固抗剪锚固
WZ01 (2.15 m)C100x50x15x1.22600.300.530.5144.20.800.58
WZ02 (3.65 m)C100x50x15x1.22600.340.620.4046.10.840.55
WZ07 (2.65 m)C100x50x15x1.22600.410.520.5739.80.720.77
WZ12 (4.15 m,内墙)C100x50x15x1.52600.350.490.5732.20.580.55
W107 (2.65 m)C100x50x15x1.22600.280.340.5927.30.780.43
W111 (1.25 m,内墙)C100x50x15x1.52600.100.280.8128.20.810.45
W112 (4.15 m,内墙)C100x50x15x1.52600.160.330.6932.50.930.50

中间立柱和边立柱的比值,取轴向压力与外墙风荷载组合(P/Pd + M/Md)中的较大者。边立柱的作用效应包含乘以D放大的倾覆力(TBDY 10.4.1.1(a))。由于没有石膏板,TBDY 10.2.7.2的石膏板份额在每层、每个方向均为0%。

11.3 楼板梁与过梁​

表6 – 梁的结果(最不利)

构件截面M / Md挠度其他
楼板梁,底层 (HZ08)CC C200x80x16x24.82 / 8.64 kNm = 0.560.88 cm ≤ L/300 = 1.67 cmfn = 8.2 Hz;腹板压皱0.59
楼板梁,屋面 (H137)CC C200x80x16x24.36 / 8.64 kNm = 0.500.73 cmfn = 8.7 Hz
过梁,底层 (HZ07, 1.50 m)CC C200x80x22x43.44 / 19.59 kNm = 0.180.03 cm—
过梁,1层 (H107, 1.50 m)CC C200x80x22x42.91 / 19.59 kNm = 0.150.02 cm—

11.4 楼板隔板​

在每个楼板标高处建立墙线,墙线力按TBDY 4.5.6.4求得(下层墙板的上端截面剪力 − 上层墙板的下端截面剪力,含D)。优化后的设计中,最大覆面板比值为0.95(屋面,x = 500 cm线,v = 8.55 kN/m ≤ 0.6 · 15 = 9.0 kN/m),最大连接比值为0.73;集力构件和弦杆的比值均低于0.14。

11.5 有限元模型​

在有限元模型中,墙板为杆状墙单元,楼板梁和过梁为铰接杆件;墙底有支座。可在三维面板中通过有限元系统显示选项(右侧工具栏)显示该模型。

有限元杆件模型(支座为绿色)

图29 – 有限元杆件模型(支座为绿色)

优化后设计分析完成后的主屏幕

图30 – 优化后设计分析完成后的主屏幕

12. 计算报告​

  1. 在上部工具栏点击 Rapor 按钮,打开报告选择。
  2. 在树中勾选轻钢构件报告(Hafif Çelik Eleman Raporları)组及其子节点:轻钢墙板设计 (TBDY2018)、轻钢立柱设计 (EGM)、轻钢梁设计 (EGM)。该组默认不勾选。
  3. 点击生成所有选中的报告生成报告并打开预览;可从中打印或另存为PDF。
报告选择:轻钢构件报告及其子报告

图31 – 报告选择:轻钢构件报告及其子报告

报告预览窗口(117页)

图32 – 报告预览窗口(117页)

示例报告中的部分页面:

项目参数(轻钢建筑分析,TBDY 2018,有限延性)
图33 – 项目参数(轻钢建筑分析,TBDY 2018,有限延性)
等效地震荷载计算(SDS、Ra、VtE)
图34 – 等效地震荷载计算(SDS、Ra、VtE)
TBDY 2018轻钢墙板设计(Vc = 0.6·vc·l)
图35 – TBDY 2018轻钢墙板设计(Vc = 0.6·vc·l)
墙板立柱设计(EGM)、锚固与墙板剪力 – WZ01
图36 – 墙板立柱设计(EGM)、锚固与墙板剪力 – WZ01
墙板立柱设计 – 内墙WZ12
图37 – 墙板立柱设计 – 内墙WZ12
轻钢楼板梁设计(EGM) – HZ09、HZ10
图38 – 轻钢楼板梁设计(EGM) – HZ09、HZ10
过梁设计 – HZ01、HZ02
图39 – 过梁设计 – HZ01、HZ02
轻钢楼板隔板(TBDY 10.5 / HCBTİE 7.4)
图40 – 轻钢楼板隔板(TBDY 10.5 / HCBTİE 7.4)
提示

多余的页面:“楼板计算”(Döşeme Hesapları)节点也会为轻钢板带输出钢筋混凝土楼板表格;这些页面对轻钢楼板没有意义,可以不勾选该节点。

13. 图纸​

上部工具栏的 Çizim 按钮打开图纸选择窗口。选择图纸类型和要绘制的楼层;绘制楼层平面(Kat Planları Çiz)绘制楼层和模板平面,连同展开图绘制项目(Projeyi Açılımlarla Birlikte Çiz)在StatiCAD-CivilDraw编辑器中生成包括展开图在内的全部图纸。

图纸选择 › 钢筋混凝土绘图(图纸类型和楼层)
图41 – 图纸选择 › 钢筋混凝土绘图(图纸类型和楼层)
图纸选择 › 墙体平面选项
图42 – 图纸选择 › 墙体平面选项
StatiCAD-CivilDraw:封面、楼层墙体平面和模板平面

图43 – StatiCAD-CivilDraw:封面、楼层墙体平面和模板平面

底层墙体平面(墙板、洞口、轴线)

图44 – 底层墙体平面(墙板、洞口、轴线)

底层模板平面(楼板梁和板带)

图45 – 底层模板平面(楼板梁和板带)

危险

**图纸的范围:**图纸模块不会生成轻钢专用图纸(立柱布置、楼板梁放线、锚固和连接节点详图);墙体平面和模板平面属于一般平面图。模板平面中还可能出现与楼板计算轴线相关的钢筋混凝土配筋线;这些线在轻钢楼板中并不适用。图纸标题栏中的材料行(C25等)是项目的通用材料。

14. 注意事项与已知限制​

主题说明 / 应采取的措施
偏移框(第4.1节)刚性隔板 + 梁轴线偏移会在有限元中给楼板梁带来人为的轴力;程序在轻钢梁设计中扣除这一部分,无需关闭这些框。有限元梁结果表中会显示原始轴力。重型钢梁没有此项修正。
墙体自重(第6.3节)选择“轻钢墙板”会把厚度设为15 cm、BHA设为300 kg/m³;若墙板的实际值不同,请修正。
墙板类型(石膏板 / 其他)项目通用设置中的此选项不影响计算;覆面板按每面墙分别输入。
风荷载工况(第4.4节)TBDY组合列表中没有风;轻钢梁/柱的风荷载组合需要已定义的荷载工况。立柱风荷载验算通过q另行进行。
过梁(第7节)在楼板梁终止的每个洞口都应设置过梁;否则梁端将无支承。
隔板vn(第10.2节)规范没有给出取值;若输入0,则类比采用墙板值。请输入试验值或厂家值。
基础本算例未绘制基础。轻钢建筑的基础内力需乘以D放大(TBDY 10.4.1.2);为此必须在项目通用设置中选择“有限元 – 结构基础联合分析”。
其他限制请参见轻钢设计的理论基础一文的“假定与限制”部分。
报告 › 项目错误检查(TBDY 10.5隔板和M.4.5.6.4行)

图46 – 报告 › 项目错误检查(TBDY 10.5隔板和M.4.5.6.4行)