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技术周刊 | 盈建科水池软件 — 前处理及设计结果中几个问题的分析

概述

盈建科水池结构设计软件(YJK-POOL)是一款针对工业与民用水池及其附属结构开发的整体有限元计算分析软件。自2021年正式发布以来,水池软件在工业与市政工程设计领域获得广泛应用。设计师们在使用中,经常会对前处理及设计结果产生疑问。本文将这些常见问题进行梳理汇总,解除大家在使用上的疑虑,放心使用软件,助力工程师快速完成水池结构设计!

问题一

计算结果文本提示:非线性不收敛的文本中为何有两组工况号(图1)?

图1 非线性不收敛提示文本

上部结构的标准组合、基本组合分别从1开始排序;基础中标准组合和基本组合是合在一起从1排序(图3、4);错误提示中前面的组合号对应的是基础中的荷载组合号,后面的组合号对应的是上部结构中的荷载组合号(图2)。

图2非线性不收敛提示文本中两组组合号

图3 基础中荷载组合

(a)上部结构基本组合

(b)上部结构标准组合

(c)上部结构准永久组合

图4 上部结构中荷载组合

问题二

轴测简图中池壁顶部的池内水压力为何不是从0开始,呈矩形而非三角形?(图5、6)?

图5 轴测简图中池内水压力

(a)池内水压力参数

(b)楼层组装

图6 池内水压力参数及楼层组装

轴测简图中,显示的是节点荷载。当水头为0的位置——池内水压力的起点,没有在网格的节点上,则程序会进行处理。即从离水头为0的最近网格节点开始,荷载布满整个网格,对于本模型即延伸到层顶。

顶部的矩形池内水压力1.67kN/m是如何得到的?是通过实际三角形水压力面积与作用在整个网格内的矩形水压力面积等效得到的,图7、8。注:水池水压力均为1m宽度内的池壁上的池内水压力。

池壁高度3.3m,高度方向共有4个网格,则每个网格的高度是3.3/4=0.825m;

三角形(池内水压力)的高:3-0.825x3=0.525m;

三角形(池内水压力)在距池壁顶0.825m处的水压力:10x0.525=5.25kN/m;

故等效矩形池内水压力:0.5x0.525x5.25/0.825=1.67kN/m。

故当荷载起点不在网格划分的节点上,则软件会对荷载进行等效,等效到相邻网格上,并在节点上显示荷载。当荷载起点刚好在网格节点上,则为三角形分布。如把池壁高度改为3m,网格划分尺寸为1m,高度方向划分为3个网格,池内水压力顶点刚好在网格的顶点上,则顶点水压力为0,最上部网格内池内水压力呈三角形分布,如图9。

图7 轴测简图前视图

图8 三角形与矩形面积等效

图9 3m高池壁轴测简图中池内水压力分布图

问题三

轴测简图中池外土侧压力与手算不一致?

已知:池壁4.6m,池壁底标高-3.7m,地面标高0.00m,土重度18kN/m3,主动土压力系数0.35,地下水位-7.1m,则1m宽度内土压力最大值应为0.35x18x(3.7-0)x1=23.31kN/m,轴测简图显示为44.1kN/m(注:此处池外土压力均为单位宽度内的池外侧土压力)(图10、11)?

图10 楼层组装表与池外土侧压力参数

图11 轴测简图中池外土侧压力

建模中分别双击查看筏板、墙的属性信息(图12):筏板厚400mm,筏板底标高为-3.7m,此标高是指筏板底相对于楼层底标高;墙底标高为-3.3m,此标高为相对于楼层层底标高,即墙底相对于楼层底向下延伸3.3m,楼层组装中楼层底标高是-3.7m。故正负零以下墙高为3.3+3.7=7.0m,1m宽度内池外土压力0.35x18x7.0x1=44.1kN/m,与轴测简图中池外土侧压力一致。

图12 筏板和墙的属性信息

需要注意:在【筏板布置】菜单中,有特别注明,“底标高”是指筏板底相对于层底的标高,不是筏板底绝对标高(图13)。对于本模型,筏板厚400mm,则建模布置筏板时,【筏板布置】菜单中,筏板底标高应填入-0.4m。原模型此参数填错,填了-3.7m,所以导致墙底标高下延3.3m,墙加高,故池外土侧压力数值与手算不一致。

图13 筏板布置菜单

在筏板信息对话框中将筏板标高改为-0.4m,则墙信息中墙底标高会联动修改(图14)。此时,再查看轴测简图,池外土侧压力为23.31kN/m,与手算一致(图15)。

图14 筏板标高修改、墙底标高联动修改

图15 修改筏板底标高后轴测简图中池外土侧压力

问题四

勾选了顶板与外墙铰接,为何墙顶(图17箭头处)还有弯矩(图16~18)?

图16 勾选顶板与外墙铰接

图17 模型三维图查看弯矩的外墙

图18 墙弯矩等值线图

【顶板与外墙铰接】此功能仅针对最顶层板(屋面板)生效。由于1层顶板没有布置梁,四周墙围成了一整块楼板(图19),且此楼板中有一部分上部还有楼层(图20),不是最顶层楼板,故【顶板与外墙铰接】此功能未生效,墙顶仍有弯矩,符合实际受力情况。

图19 1层顶未布置梁为一整块板

图20 1层顶上方有楼板

将此墙所在的楼板布置上梁(图21),则梁分割1层顶楼板为两部分:左侧,上部无楼层为最顶层顶板(屋面板);右侧,上部有楼层为普通楼层(非屋面)楼板(图22)。此时,再进行计算,则目标外墙顶部弯矩为零,如图23。

图21 1层顶布置梁

图22 1层顶板分为最顶层顶板(屋面板)和楼层板

图23 1层顶布置梁的墙弯矩等值线图

问题五

施工图中在【编辑墙身集中标注】菜单中手动输入附加钢筋20,则钢筋变为B02(图24)?

图24 【编辑墙身集中标注】中附加钢筋的规格输入数字变为字母+数字

施工图中【编辑墙身集中标注】对话框中,钢筋输入原则:钢筋等级字母+直径。A、B、C分别对应一级钢、二级钢、三级钢。输入C20,施工图中墙体附加钢筋为20@100(图25)。

图25 【编辑墙身集中标注】中附加钢筋的规格按字母(A/B/C)+数字输入

小结

1、荷载组合提示:非线性不收敛提示中的两组编号,分别对应“基础”和“上部结构”各自独立编排的荷载组合号。

2、水压力与土压力图形异常:池壁顶部水压力呈矩形且不为0,是因为荷载未落在网格节点上,程序将三角形水压力按面积等效成了均布矩形。

3、“顶板与外墙铰接”仅对最顶层(屋面板)生效,若该板非最顶层,墙顶仍会有弯矩,符合实际受力状态。

通过以上分析,希望工程师朋友们都能更深入地了解软件,更高效地使用软件,提高水池结构设计的效率!

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服务热线:400-021-0116

技术支持邮箱:support@yjk.cn

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