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昵稱1817152 2010-06-21

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目    錄
目錄…………………………………………………………………………1
第一章：磚混底框的設(shè)計(jì)…………………………………………………6
（一）“按經(jīng)驗(yàn)考慮墻梁上部作用的荷載折減”………………………6
（二）“按規(guī)范墻梁方法確定托梁上部荷載”…………………………6
（三）“底框結(jié)構(gòu)剪力墻側(cè)移剛度是否應(yīng)該考慮邊框柱的作用”……6
（四）混凝土墻與磚墻彈性模量比的輸入………………………………6
（五）磚混底框結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的計(jì)算………………………………………7
（六）磚混底框不計(jì)算地震力時該如何設(shè)計(jì)？…………………………7
（七）磚混底框結(jié)構(gòu)剛度比的計(jì)算與調(diào)整方法探討……………………7
第二章：剪切、剪彎、地震力與地震層間位移比三種剛度比的計(jì)算
與選擇………………………………………………………………9
（一）地震力與地震層間位移比的理解與應(yīng)用………………………9
（二）剪切剛度的理解與應(yīng)用…………………………………………10
（三）剪彎剛度的理解與應(yīng)用…………………………………………10
（四）《上海規(guī)程》對剛度比的規(guī)定……………………………………10
（五）工程算例…………………………………………………………11
（六）關(guān)于三種剛度比性質(zhì)的探討……………………………………13
第三章：短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算………………………………………14
（一）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中底部傾覆力矩的計(jì)算………………………14
（二）帶框支結(jié)構(gòu)短肢剪力墻的計(jì)算…………………………………14
第四章：多塔結(jié)構(gòu)的計(jì)算………………………………………………19
（一）帶變形縫結(jié)構(gòu)的計(jì)算………………………………………………19
（二）大底盤多塔結(jié)構(gòu)的計(jì)算……………………………………………20
第五章：總剛計(jì)算模型不過的主要原因…………………………………21
（一）多塔定義不對………………………………………………………21
（二）懸空構(gòu)件……………………………………………………………22
（三）鉸接構(gòu)件定義不對…………………………………………………22
第六章：錯層結(jié)構(gòu)的計(jì)算…………………………………………………22
（一）錯層結(jié)構(gòu)的模型輸入………………………………………………22
（二）錯層結(jié)構(gòu)的計(jì)算……………………………………………………23
第七章：PKPM軟件關(guān)于砼柱計(jì)算長度系數(shù)的計(jì)算………………………23
（一）規(guī)范要求……………………………………………………………23
（二）工程算例……………………………………………………………24
（三）SATWE軟件的計(jì)算結(jié)果……………………………………………24
（四）注意事項(xiàng)……………………………………………………………25
（五）如何判斷“水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的75％以
上”這個條件？ ………………………………………………… 26
第八章：梁上架柱結(jié)構(gòu)的荷載導(dǎo)算………………………………………26
（一）工程概況……………………………………………………………26
（二）內(nèi)力分析……………………………………………………………27
第九章：如何選擇剪力墻連梁的兩種剛度模型…………………………28
（一）剪力墻連梁變形的相對位移………………………………………28
（二）結(jié)論…………………………………………………………………28
第十章：板帶截面法計(jì)算板柱剪力墻結(jié)構(gòu)體系…………………………29
（一）板柱剪力墻結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算方法…………………………………29
（二）有限元法計(jì)算的問題………………………………………………29
（三）板帶截面法的特點(diǎn)…………………………………………………29
第十一章：彈性樓板的計(jì)算和選擇………………………………………29
（一）什么是彈性樓板……………………………………………………30
（二）彈性樓板的選擇與判斷……………………………………………30
（三）四種計(jì)算模式的意義和適用范圍…………………………………30
（四）工程實(shí)例……………………………………………………………32
第十二章：斜屋面結(jié)構(gòu)的計(jì)算……………………………………………34
（一）斜屋面的建模………………………………………………………34
（二）軟件對屋面斜板的處理……………………………………………34
（三）斜屋面結(jié)構(gòu)的計(jì)算…………………………………………………34
（四）工程實(shí)例……………………………………………………………35
第十三章：次梁按主梁輸和按次梁輸?shù)膮^(qū)別……………………………38
（一）導(dǎo)荷方式相同………………………………………………………38
（二）空間作用不同………………………………………………………38
（三）內(nèi)力計(jì)算不同………………………………………………………38
（四）工程實(shí)例……………………………………………………………38
第十四章：不規(guī)則結(jié)構(gòu)方案調(diào)整的幾種主要方法………………………40
（一）工程算例1…………………………………………………………40
（二）工程算例2…………………………………………………………43
第十五章：用SATWE軟件計(jì)算井字梁結(jié)構(gòu)，為什么其計(jì)算結(jié)果與查井字梁
結(jié)構(gòu)計(jì)算表相差很大？……………………………………………44
（一）計(jì)算假定不同……………………………………………………44
（二）計(jì)算假定不同的結(jié)果……………………………………………44
（三）工程算例…………………………………………………………44
（四）磚混結(jié)構(gòu)，井字梁樓蓋，如何計(jì)算？…………………………45
第十六章：JCCAD軟件應(yīng)用中的主要問題………………………………45
（一）地質(zhì)資料的輸入……………………………………………………45
（二）荷載的輸入…………………………………………………………46
（三）筏板基礎(chǔ)的輸入……………………………………………………47
（四）彈性地基梁基礎(chǔ)……………………………………………………47
第十七章：基礎(chǔ)的計(jì)算……………………………………………………48
（一）聯(lián)合基礎(chǔ)的計(jì)算……………………………………………………48
（二）磚混結(jié)構(gòu)構(gòu)造柱基礎(chǔ)的計(jì)算………………………………………49
（三）淺基礎(chǔ)的最小配筋率如何計(jì)算？…………………………………49
（四）基礎(chǔ)重心校核………………………………………………………49
（五）彈性地基梁 5種計(jì)算模式該如何選擇？…………………………50
（六）樁筏筏板有限元計(jì)算筏板基礎(chǔ)時，倒樓蓋和彈性地基梁板模型計(jì)
算結(jié)果差異很大，為什么？…………………………………………51
（七）為什么同一個梁式筏板基礎(chǔ)，采用梁元法計(jì)算和采用板元法計(jì)算
二者之間會相差較大？……………………………………………52
（八）基礎(chǔ)沉降計(jì)算時，為什么會出現(xiàn)沉降計(jì)算值為0？………………52
（九）基床反力系數(shù)K值的計(jì)算……………………………………………52
（十）單樁剛度的計(jì)算………………………………………………………53
第十八章：鋼結(jié)構(gòu)……………………………………………………………53
（一）Mu＜1.2Mp何意？如何解決？………………………………………53
（二）節(jié)點(diǎn)域不滿足要求何意？如何解決？………………………………55
（三）門式剛架結(jié)構(gòu)，柱子的截面很大，應(yīng)力比也很小，為什么柱長細(xì)比
總不能滿足要求？………………………………………………57
第十九章：其它問題…………………………………………………………60
（一）結(jié)構(gòu)周期比的計(jì)算……………………………………………………60
（二）為什么SATWE軟件在調(diào)整0.2Q0系數(shù)時要默認(rèn)最大值為2.0？如果想
突破最大默認(rèn)值該怎么辦？……………………………………61
（三）為什么有時候彈性板下的位移值小于剛性板下的位移值？……61
（四）模擬施工1、模擬施工2和一次性加載三者之間有何聯(lián)系與區(qū)別？
…………………………………………………………………………61
（五）如果地震加速度值不是規(guī)范規(guī)定中的值該怎么辦？………………62
（六）砼柱的單、雙偏壓計(jì)算該如何選擇？………………………………62
（七）梁柱重疊部分簡化為剛域該如何選擇？……………………………62
（八）結(jié)構(gòu)振型數(shù)的選取……………………………………………………62
（九）頂塔樓地震作用放大系數(shù)該如何填？………………………………63
（十）底部加強(qiáng)區(qū)起算層號該如何填？……………………………………63
（十一）結(jié)構(gòu)基本周期是什么意思？該如何填？…………………………64
（十二）一根砼柱托兩根不在同一條軸線上的梁該如何實(shí)現(xiàn)？…………64
（十三）砼剪力墻暗柱為什么會超筋？……………………………………64
（十四）剪力墻邊緣構(gòu)件，鋼筋配筋面積太大怎么辦？…………………64
（十五）如何解決人防地下室工程梁延性比超限問題？…………………66
（十六）斜支撐輸入中的常見問題…………………………………………67
（十七）SATWE軟件中“強(qiáng)制執(zhí)行剛性板假定”是何意？該如何選擇？……
………………………………………………………………………67
（十八）何時考慮雙向地震作用？………………………………………67
（十九）SATWE和TAT軟件中“底層柱墻最大組合內(nèi)力”里的值是設(shè)計(jì)值還
是標(biāo)準(zhǔn)值？可否作為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)依據(jù)？…………………………68
后記……………………………………………………………………………68

第一章磚混底框的設(shè)計(jì)

（一）“按經(jīng)驗(yàn)考慮墻梁上部作用的荷載折減”
⑴由于墻梁的反拱作用，使得一部分荷載直接傳給了豎向構(gòu)件，從而使墻梁的荷載降低。
⑵若選擇此項(xiàng)，則程序?qū)λ械耐袎α壕蹨p，而不判斷該梁是否為墻梁。
（二）“按規(guī)范墻梁方法確定托梁上部荷載”
⑴若選擇此項(xiàng)，則程序自動判斷托墻梁是否為墻梁，若是墻梁則自動按照規(guī)范要求計(jì)算梁上的荷載，若不是墻梁則按均布荷載方式加到梁上。
⑵若同時選擇“按經(jīng)驗(yàn)考慮墻梁上部作用的荷載折減”和“按規(guī)范墻梁方法確定托梁上部荷載”兩項(xiàng)，則程序?qū)τ趬α簞t執(zhí)行“按規(guī)范墻梁方法確定托梁上部荷載”，對于非墻梁則執(zhí)行“按經(jīng)驗(yàn)考慮墻梁上部作用的荷載折減”。
（三）“底框結(jié)構(gòu)剪力墻側(cè)移剛度是否應(yīng)該考慮邊框柱的作用”
若選擇此項(xiàng)，則程序在計(jì)算側(cè)移剛度比時，與邊框柱相連的剪力墻將作為組合截面考慮。否則程序分別計(jì)算墻、柱側(cè)移剛度。
一般而言，對混凝土抗震墻可選擇考慮邊框柱的作用，對磚抗震墻可選擇不考慮邊框柱的作用。
（四）混凝土墻與磚墻彈性模量比的輸入
⑴適用范圍：混凝土墻與磚墻彈性模量比只有在該結(jié)構(gòu)在某一層既輸入了混凝土墻，又輸入了磚墻時才起作用。
⑵物理意義：混凝土墻與磚墻的彈性模量比。
⑶參數(shù)大?。涸撝等笔r為3，大小在3～6之間。
⑷如何填寫：一般而言，混凝土墻的彈性模量是磚墻的10倍以上。如果是同等墻厚，則混凝土墻的剛度就是磚墻的10倍以上。但實(shí)際上，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，一方面混凝土墻的厚度小于磚墻，從而使混凝土墻的剛度有所降低；另一方面，在實(shí)際地震力作用下混凝土墻所受的地震力是否就是磚墻的10倍以上還是未知數(shù)，因此我們不能將該值填得過高。
（五）磚混底框結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的計(jì)算
⑴TAT軟件可以直接計(jì)算風(fēng)荷載。
⑵SATWE軟件不可以直接計(jì)算風(fēng)荷載，需要設(shè)計(jì)人員在特殊風(fēng)荷載定義中人為輸入。
（六）磚混底框不計(jì)算地震力時該如何設(shè)計(jì)？
⑴目前的PMCAD軟件不能計(jì)算非抗震的磚混底框結(jié)構(gòu)。
⑵處理方法：
①設(shè)計(jì)人員可以按6度設(shè)防計(jì)算，磚混抗震驗(yàn)算結(jié)果可以不看。
②磚混抗震驗(yàn)算完成后執(zhí)行SATWE軟件進(jìn)行底框部分內(nèi)力的計(jì)算。
⑶處理方法的基本原理：
①一般來說，磚混底框結(jié)構(gòu)，按6度設(shè)防計(jì)算時地震力并非控制工況。
②對于構(gòu)件的彎矩值，基本上都是恒+活載控制；剪力值，有可能某些斷面由地震力控制，但該剪力值的大小與恒+活載作用下的剪力值相差也不會很大。直接用該值設(shè)計(jì)首先肯定安全，其次誤差很小。
③如果個別構(gòu)件出現(xiàn)其彎矩值和剪力值由地震力控制，這種情況一般出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的外圍構(gòu)件中。設(shè)計(jì)人員或者直接使用該值進(jìn)行設(shè)計(jì)，誤差不大，或者作為個案單獨(dú)處理。
（七）磚混底框結(jié)構(gòu)剛度比的計(jì)算與調(diào)整方法探討
（A）規(guī)范要求
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.1.8條第3款明確規(guī)定：底層框架－抗震墻房屋的縱橫兩個方向，第二層與底層側(cè)向剛度的比值，6、7度時不應(yīng)大于2.5，8度時不應(yīng)大于2.0，且均不應(yīng)小于1.0。
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.1.8條第4款明確規(guī)定：底部兩層框架－抗震墻房屋的縱橫兩個方向，底部與底部第二層側(cè)向剛度應(yīng)接近，第三層與底部第二層側(cè)向剛度的比值，6、7度時不應(yīng)大于2.0，8度時不應(yīng)大于1.5，且均不應(yīng)小于1.0。
（B）規(guī)范精神
⑴由于過渡層為磚房結(jié)構(gòu)，受力復(fù)雜，若作為薄弱層，則結(jié)構(gòu)位移反應(yīng)不均勻，彈塑性變形集中，從而對抗震不利。
⑵充分發(fā)揮底部結(jié)構(gòu)的延性，提高其在地震力作用下的抗變形和耗能能力。（C）PMCAD對混凝土墻體剛度的計(jì)算
⑴對無洞口墻體的計(jì)算
①如果墻體高寬比M<1.0，則只計(jì)算剪切剛度，計(jì)算公式為(略）
②如果墻體高寬比M>1.0，則需計(jì)算剪彎剛度，計(jì)算公式為(略）
⑵對小洞口墻體的計(jì)算
①小洞口墻體的判別標(biāo)準(zhǔn)  α＝(略）≤0.4
②目前的PMCAD軟件，對于磚混底框結(jié)構(gòu)，只允許開設(shè)小洞口的剪力墻。對于α≥0.6或洞口高度大于等于0.8倍墻高的大洞口剪力墻，則只能分片輸入。
③PMCAD軟件根據(jù)開洞率按照《抗震規(guī)范》表7.2.3乘以墻段洞口影響系數(shù)計(jì)算小洞口剪力墻的剛度。
（D）工程算例：（例子還有圖形等，未錄入）本例通過不改變剪力墻布置而用剪力墻開豎縫的方法來滿足其剛度比的要求。(略）
（E）設(shè)豎縫的剪力墻墻體的構(gòu)造要求
⑴豎縫兩側(cè)應(yīng)設(shè)置暗柱。
⑵剪力墻的豎縫應(yīng)開到梁底，將剪力墻分成高寬比大于1.5，但也不宜大于2.5的若干個墻板單元。
⑶對帶邊框的低矮鋼筋混凝土墻的邊框柱的配筋不應(yīng)小于無鋼筋混凝土抗震墻的框架柱的配筋和箍筋要求。
⑷帶邊框的低矮鋼筋混凝土墻的邊框梁，應(yīng)在豎縫的兩側(cè)1.5倍梁高范圍內(nèi)箍筋加密，其箍筋間距不應(yīng)大于100。
⑸豎縫的寬度可與墻厚相等，豎縫處可用預(yù)制鋼筋混凝土塊填入，并做好防水。
（F）底部框架－剪力墻部分為兩層的磚混底框結(jié)構(gòu)，可以通過開設(shè)洞口的方式形成高寬比大于2的若干墻段。
注：本條因?yàn)槲淖志庉嫷脑蚵匀チ艘恍┕剑@些公式可以從其他一些書上看到。
  剪切、剪彎、地震力與地震層間
   位移比三種剛度比的計(jì)算與選擇

（一）地震力與地震層間位移比的理解與應(yīng)用
⑴規(guī)范要求：《抗震規(guī)范》第3.4.2和3.4.3條及《高規(guī)》第4.4.2條均規(guī)定：其樓層側(cè)向剛度不宜小于上部相鄰樓層側(cè)向剛度的70％或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80％。
⑵計(jì)算公式：Ki=Vi/Δui
⑶應(yīng)用范圍：
①可用于執(zhí)行《抗震規(guī)范》第3.4.2和3.4.3條及《高規(guī)》第4.4.2條規(guī)定的工程剛度比計(jì)算。
②可用于判斷地下室頂板能否作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端。
（二）剪切剛度的理解與應(yīng)用
⑴規(guī)范要求：
①《高規(guī)》第E.0.1條規(guī)定：底部大空間為一層時，可近似采用轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)等效剪切剛度比γ表示轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)剛度的變化，γ宜接
近1，非抗震設(shè)計(jì)時γ不應(yīng)大于3，抗震設(shè)計(jì)時γ不應(yīng)大于2。計(jì)算公式見《高規(guī)》151頁。
②《抗震規(guī)范》第6.1.14條規(guī)定：當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時，地下室結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度與上部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度之比不宜小于2。其側(cè)向剛度的計(jì)算方法按照條文說明可以采用剪切剛度。計(jì)算公式見《抗震規(guī)范》253頁。
⑵SATWE軟件所提供的計(jì)算方法為《抗震規(guī)范》提供的方法。
⑶應(yīng)用范圍：可用于執(zhí)行《高規(guī)》第E.0.1條和《抗震規(guī)范》第6.1.14條規(guī)定的工程的剛度比的計(jì)算。

jiangyali

2008-11-03 21:14

（三）剪彎剛度的理解與應(yīng)用
⑴規(guī)范要求：
①《高規(guī)》第E.0.2條規(guī)定：底部大空間大于一層時，其轉(zhuǎn)換層上部與下部結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比γe可采用圖E所示的計(jì)算模型按公式（E.0.2)計(jì)算。γe宜接近1，非抗震設(shè)計(jì)時γe不應(yīng)大于2，抗震設(shè)計(jì)時γe不應(yīng)大于1.3。計(jì)算公式見《高規(guī)》151頁。
②《高規(guī)》第E.0.2條還規(guī)定：當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在3層及3層以上時，其樓層側(cè)向剛度比不應(yīng)小于相鄰上部樓層的60％。
⑵SATWE軟件所采用的計(jì)算方法：高位側(cè)移剛度的簡化計(jì)算
⑶應(yīng)用范圍：可用于執(zhí)行《高規(guī)》第E.0.2條規(guī)定的工程的剛度比的計(jì)算。
（四）《上海規(guī)程》對剛度比的規(guī)定
《上海規(guī)程》中關(guān)于剛度比的適用范圍與國家規(guī)范的主要不同之處在于：
⑴《上海規(guī)程》第6.1.19條規(guī)定：地下室作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端時，地下室的樓層側(cè)向剛度不宜小于上部樓層剛度的1.5倍。
⑵《上海規(guī)程》已將三種剛度比統(tǒng)一為采用剪切剛度比計(jì)算。
（五）工程算例：
⑴工程概況：某工程為框支剪力墻結(jié)構(gòu)，共27層（包括二層地下室），第六層為框支轉(zhuǎn)換層。結(jié)構(gòu)三維軸測圖、第六層及第七層平面圖如圖1所示（圖略）。該工程的地震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本加速度為0.3g。
⑵1～13層X向剛度比的計(jì)算結(jié)果：
由于列表困難，下面每行數(shù)字的意義如下：以“／”分開三種剛度的計(jì)算方法，第一段為地震剪力與地震層間位移比的算法，第二段為剪切剛度，第三段為剪彎剛度。具體數(shù)據(jù)依次為：層號，RJX，Ratx1，薄弱層／RJX，Ratx1，薄弱層／RJX，Ratx1，薄弱層。
其中RJX是結(jié)構(gòu)總體坐標(biāo)系中塔的側(cè)移剛度（應(yīng)乘以10的7次方）；Ratx1為本層塔側(cè)移剛度與上一層相應(yīng)塔側(cè)移剛度70％的比值或上三層平均剛度80％的比值中的較小者。具體數(shù)據(jù)如下：
1，7.8225，2.3367，否／13.204，1.6408，否／11.694，1.9251，否
2，4.7283，3.9602，否／11.444，1.5127，否／8.6776，1.6336，否
3，1.7251，1.6527，否／9.0995，1.2496，否／6.0967，1.2598，否
4，1.3407，1.2595，否／9.6348，1.0726，否／6.9007，1.1557，否
5，1.2304，1.2556，否／9.6348，0.9018，是／6.9221，0.9716，是
6，1.3433，1.3534，否／8.0373，0.6439，是／4.3251，0.4951，是
7，1.4179，2.2177，否／16.014，1.3146，否／11.145，1.3066，否
8，0.9138，1.9275，否／16.014，1.3542，否／11.247。1.3559，否
9，0.6770，1.7992，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否
10，0.5375，1.7193，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否
11，0.4466，1.6676，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否
12，0.3812，1.6107，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否
13，0.3310，1.5464，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否
注1：SATWE軟件在進(jìn)行“地震剪力與地震層間位移比”的計(jì)算時“地下室信息”中的“回填土對地下室約束相對剛度比”里的值填“0”；
注2：在SATWE軟件中沒有單獨(dú)定義薄弱層層數(shù)及相應(yīng)的層號；
注3：本算例主要用于說明三種剛度比在SATWE軟件中的實(shí)現(xiàn)過程，對結(jié)構(gòu)方案的合理性不做討論。
⑶計(jì)算結(jié)果分析
①按不同方法計(jì)算剛度比，其薄弱層的判斷結(jié)果不同。
②設(shè)計(jì)人員在SATWE軟件的“調(diào)整信息”中應(yīng)指定轉(zhuǎn)換層第六層薄弱層層號。指定薄弱層層號并不影響程序?qū)ζ渌∪鯇拥淖詣优袛唷?br>③當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在3層及3層以上時，《高規(guī)》還規(guī)定其樓層側(cè)向剛度比不應(yīng)小于相鄰上部樓層的60％。這一項(xiàng)SATWE軟件并沒有直接輸出結(jié)果，需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)程序輸出的每層剛度單獨(dú)計(jì)算。例如本工程計(jì)算結(jié)果如下：
1.3433×107／（1.4179×107）＝94.74％>60％
滿足規(guī)范要求。
④地下室頂板能否作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端的判斷：
a)采用地震剪力與地震層間位移比
＝4.7283×107／（1.7251×107）＝2.74＞2
地下室頂板能夠作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端
b)采用剪切剛度比
＝11.444×107／（9.0995×107）＝1.25＜2
地下室頂板不能夠作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端
⑤SATWE軟件計(jì)算剪彎剛度時，H1的取值范圍包括地下室的高度，H2則取等于小于H1的高度。這對于希望H1的值取自0.00以上的設(shè)計(jì)人員來說，或者將地下室去掉，重新計(jì)算剪彎剛度，或者根據(jù)程序輸出的剪彎剛度，人工計(jì)算剛度比。以本工程為例，H1從0.00算起，采用剛度串模型，計(jì)算結(jié)果如下：
轉(zhuǎn)換層所在層號為6層（含地下室），轉(zhuǎn)換層下部起止層號為3～6，H1=21.9m，轉(zhuǎn)換層上部起止層號為7～13，H2=21.0m。
K1=[1/(1/6.0967+1/6.9007+1/6.9221+1/4.3251)]×107=1.4607×107
K2=[1/(1/11.145+1/11.247+1/10.369)×107=1.5132×107
Δ1=1/K1 ；  Δ2=1/K2
則剪彎剛度比γe=(Δ1×H2)/(Δ2×H1)=0.9933
（六）關(guān)于三種剛度比性質(zhì)的探討
⑴地震剪力與地震層間位移比：是一種與外力有關(guān)的計(jì)算方法。規(guī)范中規(guī)定的Δui不僅包括了地震力產(chǎn)生的位移，還包括了用于該樓層的傾覆力矩Mi產(chǎn)生的位移和由于下一層的樓層轉(zhuǎn)動而引起的本層剛體轉(zhuǎn)動位移。
⑵剪切剛度：其計(jì)算方法主要是剪切面積與相應(yīng)層高的比，其大小跟結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件的剪切面積和層高密切相關(guān)。但剪切剛度沒有考慮帶支撐的結(jié)構(gòu)體系和剪力墻洞口高度變化時所產(chǎn)生的影響。
⑶剪彎剛度：實(shí)際上就是單位力作用下的層間位移角，其剛度比也就是層間位移角之比。它能同時考慮剪切變形和彎曲變形的影響，但沒有考慮上下層對本層的約束。
三種剛度的性質(zhì)完全不同，它們之間并沒有什么必然的聯(lián)系，也正因?yàn)槿绱?，?guī)范賦予了它們不同的適用范圍。

第三章短肢剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算

（一）短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中底部傾覆力矩的計(jì)算
⑴規(guī)范要求：
《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第7.1.2條第2款規(guī)定：抗震設(shè)計(jì)時，筒體和一般剪力墻承受的第一振型底部地震傾覆力矩不宜小于結(jié)構(gòu)總底部地震傾覆力矩的50％。
⑵TAT與SATWE軟件對短肢剪力墻的判斷：
①TAT軟件按雙向判斷；
②舊版SATWE軟件按單向判斷，新版SATWE軟件按雙向判斷。
⑶工程算例
①工程概況
該工程為一層地下室，第六層（包括地下室）為框支轉(zhuǎn)換層，轉(zhuǎn)換層以上為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，共31層。地震烈度為8度（設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.2g），框支框架抗震等級為一級，剪力墻抗震等級為二級、轉(zhuǎn)換層以上結(jié)構(gòu)平面圖如下圖所示（圖略）
②TAT和SATWE軟件底部地震傾覆力矩計(jì)算結(jié)果：
用TAT計(jì)算，Mx短＝99548.0、Mx＝340276.0、Mx短/Mx＝22.63%；My短＝103067.2、My＝338728.8、My短/My＝23.33%。
用SATWE舊版計(jì)算，Mx短＝313757.7、Mx＝598817.6、Mx短/Mx＝52.40%；My短＝266632.3、My＝620842.5、My短/My＝42.95%。
用SATWE新版計(jì)算，Mx短＝320114.2、Mx＝173764.8、Mx短/Mx＝35.18%；My短＝128251.8、My＝353020.7、My短/My＝30.95%。
（二）帶框支結(jié)構(gòu)短肢剪力墻的計(jì)算
⑴結(jié)構(gòu)體系的選擇：復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)還是短肢剪力墻結(jié)構(gòu)？
⑵規(guī)范規(guī)定
①抗震等級：
a）復(fù)雜高層：當(dāng)轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置在3層及3層以上時，其框支柱、剪力墻底部加強(qiáng)部位的抗震等級宜按表4.8.2和表4.8.3的規(guī)定提高一級采用，已經(jīng)是特一級的不再提高。對于轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置在3層及3層以下時，不要求提高抗震等級；
b）短肢剪力墻：其抗震等級，應(yīng)比表4.8.2規(guī)定提高一級采用。注意，這里不含表4.8.3，這是因?yàn)锽級高度的高層建筑和9度抗震設(shè)計(jì)的A級高度的高層建筑，不應(yīng)采用短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。
②剪刀墻軸壓比：
a）復(fù)雜高層：剪刀墻軸壓比限值不要求降低；
b）短膠剪力墻：當(dāng)抗震等級為一、二、三級時，分別不宜大于0.5、0.6、0.7；對于無翼緣或端柱的一字形短肢剪力培，其軸壓比限值相應(yīng)降低0.1。
③內(nèi)力計(jì)算：
a）復(fù)雜高層：特一、一、二級落地剪力培底部加強(qiáng)部位的彎矩設(shè)計(jì)值，應(yīng)按墻體底截面有地震組合的彎矩值乘以增大系數(shù)1.8、1.5、1.25；其剪力設(shè)計(jì)值，應(yīng)按規(guī)程第7.2.10條的規(guī)定調(diào)整，特一級應(yīng)來以增大系數(shù)1.9；
b）短肢剪力墻：除底部加強(qiáng)部位應(yīng)按規(guī)程第7.2.10條的規(guī)定調(diào)整外，其他各層短肢剪力墻的剪力設(shè)計(jì)值，一、二級抗震等級應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.4和1.2。
注意：短肢剪力墻并沒有要求對底部加強(qiáng)部位的彎矩設(shè)計(jì)值按照復(fù)雜高層那樣乘以放大系數(shù)。
④配筋率：
a）復(fù)雜高層：底部加強(qiáng)部位墻體水平和豎向分布筋最小配筋率，抗震設(shè)計(jì)時不應(yīng)小于0.3％；
b）短肢剪力墻：其截面的全部縱向鋼筋的配筋率，底剖加強(qiáng)部位不宜小于1.2％，其他部位不宜小于1.0％。
注意：對于配筋率，規(guī)范對“復(fù)雜高層”和“短肢剪力墻”這兩種結(jié)構(gòu)體系的要求是不一樣的。前者強(qiáng)調(diào)的是水平和堅(jiān)向分布筋的配筋率，而后者強(qiáng)調(diào)的是縱向鋼筋的配筋率
⑤底部加強(qiáng)部位高度：
a）復(fù)雜高層：剪力墻底部加強(qiáng)部位高度取框支層加上框支層以上兩層的高度及墻肢總高度的1/8二者的較大值；
b）短肢剪力墻：其底部加強(qiáng)部位高度并沒有特殊要求，僅僅是墻肢總高度的1/8和底部二層兩者的較大值。
⑶工程算例
①工程概況：某高層帶短肢剪力墻的框支結(jié)構(gòu)，共31層（包括一層地下室）。該工程的第6層（地下室為第1層）為框支轉(zhuǎn)換層，轉(zhuǎn)換層以上為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。地震烈度為7度（設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g），框支框架的抗震等級為一級，剪力墻抗震等級為二級。
（圖略）
②計(jì)算結(jié)果分析：兩種結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算結(jié)果如表1和表2所示：
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
表1“短肢剪刀墻”結(jié)構(gòu)體系計(jì)算分析結(jié)果
樓層/第3層/第3層/第7層/第7層/第11層/第11層/
剪力墻類別/短剪墻3/普剪墻3/短剪墻7/普剪墻7/短剪墻11/普剪墻11/
抗震等級/特一級/一級/一級/一級/一級/二級/
M1(kn-m)/-168(1)/160(1)/807(37)/402(1)/286(39)/121(1)/
N1(kn)/-3372(1)/-15677(1)/-949(37)/-15183(1)/-457(39)/-9136(1)/
As(mm2)/9898(1)/14700(1)/1600(37)/2875(1)/678(39)/1280(1)/
ρSV(%)/1.82/1.82/2.01/2.01/0.8/0.8/
V2(kn)/564(31)/-6401(39)/56(1)/140(1)/307(35)/9(1)/
N2(kn)/-3191(31)/-7209(39)/-4546(1)/-15183(1)/-1615(35)/-9136(1)/
Ash(mm2)/324.9(31)/547.1(39)/200(1)/125(1)/233.7(35)/100(1)/
N3(kn)/-2895/-13483/-3913/-13057/-1271/-7851/
Uc/0.48/0.32/0.43/0.34/0.45/0.45/
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
表2“復(fù)雜高層”結(jié)構(gòu)體系計(jì)算分析結(jié)果
樓層/第3層/第3層/第7層/第7層/第11層/第11層/
剪力墻類別/短剪墻3/普剪墻3/短剪墻7/普剪墻7/短剪墻11/普剪墻11/
抗震等級/一級/一級/二級/一級/二級/二級/
M1(kn-m)/-168(1)/26595(39)/840(37)/402(1)/238(39)/121(1)/
N1(kn)/-3372(1)/-7209(39)/-949(37)/-15183(1)/-457(39)/-9136(1)/
As(mm2)/9898(1)/15315(39)/1600(37)/2875(1)/2039(39)/1280(1)/
ρSV(%)/1.82/1.82/2.01/2.01/0.8/0.8/
V2(kn)/475(31)/-6401(39)/407(41)/140(1)/220(35)/9(1)/
N2(kn)/-3191(31)/-7209(39)/-1199(41)/-15183(1)/-1615(35)/-9136(1)/
Ash(mm2)/202.8(31)/547.1(39)/200(41)/125(1)/100(35)/100(1)/
N3(kn)/-2895/-13483/-3913/-13057/-1271/-7851/
Uc/0.48/0.32/0.43/0.34/0.45/0.45/
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
表3  荷載組合分項(xiàng)系數(shù)
組合號/  VD  /  VL  /  WX  /  WY  /  EX  /  EY  /  EV  /
  1  /1.35/0.98/0.00/0.00/0.00/0.00/0.00/
31 /1.20/0.60/0.00/-0.28/0.00/-1.30/0.00/
35 /1.20/0.60/0.00/-0.28/0.00/1.30/0.00/
37 /1.00/0.50/-0.28/0.00/-1.30/0.00/0.00/
38 /1.00/0.50/0.00/0.28/0.00/1.30/0.00/
39 /1.00/0.50/0.00/-0.28/0.00/-1.30/0.00/
41 /1.00/0.50/-0.28/0.00/1.30/0.00/0.00/
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
a）抗震等級：從表中看不一樣。
b）內(nèi)力分析：由表中看出，這兩種體系的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果非常復(fù)雜，即使是同一片墻在不同的結(jié)構(gòu)體系控制工況下其結(jié)果也不一樣。按“使雜高層”計(jì)算阿“普剪墻3”的“M1”值，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于按“短肢剪力墻”計(jì)算的“普剪墻3”’的“M1”值。這主要是因?yàn)镾ATWE軟件在進(jìn)行工況組合時，當(dāng)發(fā)現(xiàn)所有工況組合計(jì)算的配筋面積均小于構(gòu)造配筋面積時，程序僅按第一種工況組合輸出內(nèi)力和工況號（即恒十活）；只有當(dāng)發(fā)現(xiàn)控制工況組合計(jì)算的配筋面積大于構(gòu)造配筋面積時，才按最大控制工況組合輸出內(nèi)力和工況號。
再從兩個表中“短剪墻3”的“V2”計(jì)算過程進(jìn)行分析，規(guī)范規(guī)定，短膠剪力墻底部加強(qiáng)部位的剪力應(yīng)按規(guī)程第7.2,10條的規(guī)定調(diào)整，一級為1.6，特一級為1.9，我們結(jié)合上面的兩個計(jì)算表，驗(yàn)證如下：
475×（1.9/1.6）＝564 （kn)
其計(jì)算結(jié)果正好為“短肢剪力墻計(jì)算表”中的“V2”值。可見，程序考慮了規(guī)范的規(guī)定。同樣，程序也考慮了“短肢剪力培”結(jié)構(gòu)體系非底部加強(qiáng)部位一、二級抗震等級應(yīng)分別來以增大系數(shù)1.4和1.2的要求（“短肢剪力墻計(jì)算表”中第十一層的“短剪墻3”，其 V2＝220×1.4＝308（kn）。
c）配筋率：
只有定義了“短股剪力墻”結(jié)構(gòu)，SATWE程序才對自動判斷的短肢剪力墻，其截面的全部縱向鋼筋的配筋率，底部加強(qiáng)部位不宜小于1.2％，其他部位不宜小于1.0％，而“復(fù)雜高層”卻無此功能。
構(gòu)造邊緣構(gòu)件為何也輸出體積配箍率？
根據(jù)《高規(guī)》7.2.17條規(guī)定：抗震設(shè)計(jì)時，對于復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)、框架－剪力墻結(jié)構(gòu)、簡體結(jié)構(gòu)以及B級高度的剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻，其構(gòu)造邊緣構(gòu)件的配箍特征值λV不宜小于0.1。由于程序沒有判斷A級高度和B級高度的功能，所以程序不論約束邊緣構(gòu)件還是構(gòu)造邊緣構(gòu)件，均統(tǒng)一輸出體積配箍率。
⑷其他注意事項(xiàng)：
a）設(shè)計(jì)人員在“特殊構(gòu)件補(bǔ)充定義”里的【抗震等級】中定義了抗震等級后，程序?qū)丛O(shè)計(jì)人員定義的抗震等級進(jìn)行設(shè)計(jì)，不再自動提高。
b）對于非框支框架的框架結(jié)構(gòu)，可以按規(guī)范規(guī)定，將地下一層以下的豎向構(gòu)件的抗震等級定義為三級或四級的結(jié)構(gòu)，其抗震等級均需設(shè)計(jì)人員人為定義，程序不能自動判斷。
c）《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第10.2.13條的各項(xiàng)規(guī)定，程序目前沒有執(zhí)行。

第四章多塔結(jié)構(gòu)的計(jì)算

（一）帶變形縫結(jié)構(gòu)的計(jì)算
⑴帶變形縫結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：
①通過變形縫將結(jié)構(gòu)分成幾塊獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。
②若忽略基礎(chǔ)變形的影響，各單元之間完全獨(dú)立。
③縫隙面不是迎風(fēng)面。
⑵計(jì)算方法：
①整體計(jì)算的注意事項(xiàng)：
a）在SATWE軟件中將結(jié)構(gòu)定義為多塔結(jié)構(gòu)；
b）所給振型數(shù)要足夠多，以保證有效質(zhì)量系數(shù)＞90％；
c）定義為多塔后，對于老版本軟件，程序?qū)γ恳粋€縫隙面都計(jì)算迎風(fēng)面，因此風(fēng)荷載計(jì)算偏大；新版本軟件增加了一項(xiàng)新的功能．即可以人為定義遮擋面．從而有效地解決了這一問題。
d）周期比計(jì)算有待商討。
②分開計(jì)算的注意事項(xiàng)：
a）舊版軟件除風(fēng)荷載計(jì)算有些偏大外，其余結(jié)果都沒問題，新版軟件定義遮擋面后，風(fēng)荷載計(jì)算也沒有問題了。
b）一般而言，對于基礎(chǔ)連在一起的帶變形縫結(jié)構(gòu)，由于基礎(chǔ)對上部結(jié)構(gòu)整體的協(xié)調(diào)能力有限，所以建議采用分開計(jì)算。
（二）大底盤多塔結(jié)構(gòu)的計(jì)算
⑴大底盤多塔結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：
①各塔樓擁有獨(dú)立的迎風(fēng)面。
②各塔樓之間的變形沒有直接影響，但都通過大底盤間接影響其他塔樓。
③塔樓與剛性板之間沒有—一對應(yīng)關(guān)系，一個塔樓可能只有一塊剛性板，也可能有幾塊剛性板。
④大底盤頂板應(yīng)有足夠的剛度以協(xié)調(diào)各塔樓之間的內(nèi)力、變形和位移。
⑵計(jì)算方法：
①在SATWE軟件中將結(jié)構(gòu)定義為多塔結(jié)構(gòu)；
②位移比、大底盤以上的各塔樓的剛度比均正確；
③周期比、轉(zhuǎn)換部位的剛度比計(jì)算有待商討。
⑶大底盤多塔結(jié)構(gòu)剛度比的計(jì)算方法：
大底盤多塔結(jié)構(gòu)在大底盤與各主體之間的剛度比如何計(jì)算規(guī)范并沒有說明，但也沒有說不要求。SATWE軟件僅僅輸出1號塔的主體與大底盤相比較的結(jié)果，其它塔與大底盤相比的結(jié)果則用“＊”號表示。
①大底盤多塔結(jié)構(gòu)剛度比的整體計(jì)算：根據(jù)龔思禮先生主編的《建筑抗震設(shè)計(jì)手冊》提供的方法：要求在計(jì)算大底盤多塔結(jié)構(gòu)的地下室樓層剪切剛度比時，大底盤地下室的整體剛度與所有塔樓的總體剛度比不應(yīng)小于2，每棟塔樓范圍內(nèi)的地下室剪切剛度與相鄰上部塔樓的剪切剛度比不宜小于1.5。
②大底盤多塔結(jié)構(gòu)剛度比的分開計(jì)算：
a）根據(jù)《上海規(guī)程》第6.1.19條中條文說明中建議的方法：如遇到較大面積地下室而上部塔樓面積較小的情況，在計(jì)算地下室相對剛度時，只能考慮塔樓及其周圍的抗側(cè)力構(gòu)件的貢獻(xiàn)，塔樓周圍的范圍可以在兩個水平方向分別取地下室層高的2倍左右。
b）在各塔樓周邊引 45度線，45度線范圍內(nèi)的豎向構(gòu)件作為與上部結(jié)構(gòu)共同作用的構(gòu)件。

第五章總剛計(jì)算模型不過的主要原因

（一）多塔定義不對
⑴同一構(gòu)件同時屬于兩個塔。（圖略）
⑵定義為空塔。（圖略）

jiangyali

2008-11-03 21:15

⑶某些構(gòu)件不在塔內(nèi)。（圖略）
（二）懸空構(gòu)件
⑴用戶輸入斜梁、層間梁或不與樓面等高的梁時，如果不仔細(xì)檢查，可能出現(xiàn)梁在梁端不與任何構(gòu)件相連的情況，即梁被懸空。（圖略）
注意：節(jié)點(diǎn)處如果有墻，則變節(jié)點(diǎn)高是不起作用的，與此節(jié)點(diǎn)相連的任一構(gòu)件標(biāo)高均與樓層相同。
⑵節(jié)點(diǎn)處有柱時，與同一柱相連的梁，如果標(biāo)高差小于500時，標(biāo)高較低的節(jié)點(diǎn)會被合并到較高的節(jié)點(diǎn)處，大于500則不合并，但最多只允許3種不同的標(biāo)高。如下圖所示（圖略）。
（三）鉸接構(gòu)件定義不對
⑴設(shè)計(jì)人員在定義鉸接構(gòu)件時，使結(jié)構(gòu)成為可變體系（如下圖所示）。（圖略）
該工程頂層為網(wǎng)架模型，各節(jié)點(diǎn)處梁均設(shè)為鉸接，這樣就出現(xiàn)了與同一節(jié)點(diǎn)相連的桿件均為鉸接的情況，這在程序中是不允許的。
⑵鋼支撐在SATWE中是默認(rèn)為兩端鉸接的，對于越層鋼支撐，用戶常常忽略這一點(diǎn)，同樣造成與同一節(jié)點(diǎn)相連的村件（這里為上下層的兩段支撐）均為鉸接的情況，為避免這種情況，用戶應(yīng)在SATWE前處理的“特殊構(gòu)件補(bǔ)充定義”中將越層支撐設(shè)為兩端固接（如下圖所示）。（圖略）

第六章錯層結(jié)構(gòu)的計(jì)算

（一）錯層結(jié)構(gòu)的模型輸入
⑴錯層高度不大于框架架高時的錯層結(jié)構(gòu)的處理；
⑵對于錯層高度大于框架梁高的單塔錯層結(jié)構(gòu)的輸入
⑶對于錯層高度大于框架梁高的多塔錯層結(jié)構(gòu)的輸入
⑷錯層洞口的輸入
（二）錯層結(jié)構(gòu)的計(jì)算
⑴規(guī)范要求
⑵錯層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題：SATWE軟件在計(jì)算錯層結(jié)構(gòu)時，會在越層的柱和墻處施加水平力。由于在越層處水平力的存在，從而使越層構(gòu)件上下端的配筋不一樣，設(shè)計(jì)人員在出施工圖時可以取二者的大值。
（本章可能是講課人員的提綱，沒有具體內(nèi)容。后面還有相類似的情況，只有標(biāo)題）
第七章 PKPM軟件關(guān)于混凝土柱
計(jì)算長度系數(shù)的計(jì)算

（一）規(guī)范要求
⑴《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010-2002）（以下簡稱《混凝土規(guī)范》）第 7.3.11條第2款規(guī)定：一般多層房屋梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu)，各層柱的計(jì)算長度系數(shù)可按表7.3.11-2取用。
⑵第 7.3.11條第3款規(guī)定：當(dāng)水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的 75％以上時，框架柱的計(jì)算長度l0可按下列兩個公式計(jì)算，并取其中的較小值：
l0＝［l＋0.15（Ψu＋Ψl)]H    （7.3.11-1）
l0＝（2十0.2Ψmin）H             （7.3.11-2）
式中：Ψu、Ψl——柱的上端、下端節(jié)點(diǎn)處交匯的各柱線剛度之和與交匯的各梁線剛度之和的比值；
Ψmin——比值Ψu、Ψl中的較小值；
H——柱的高度，按表7.3.11-2的注采用。
（二）工程算例
⑴工程概況：某工程為十層框架錯層結(jié)構(gòu)，首層層高2m，第二層層高4.5m。其第一、二層結(jié)構(gòu)平面圖、結(jié)構(gòu)三維軸側(cè)圖如圖1所示。（圖略）
（三）SATWE軟件的計(jì)算結(jié)果
⑴計(jì)算結(jié)果表：
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
表1　柱1、柱2、柱3按照表7.3.11-2直接取值的計(jì)算長度系數(shù)
柱1／3.25／3.25／1.44／1.44／
柱2／1.00／3.25／1.25／1.44／
柱3／1.00／1.00／1.25／1.25／
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
表2　柱1、柱2、柱3按公式7.3.11-1和7.3.11-2計(jì)算的計(jì)算長度系數(shù)
柱1／3.59／3.83／1.60／1.70／
柱2／1.33／3.83／1.42／1.70／
柱3／1.19／1.12／2.23／2.14／
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
表中數(shù)據(jù)依次為：柱號／首層Cx／首層Cy／二層Cx／二層Cy／
柱1是邊柱，首層無梁，二層與三根梁相連；柱2也是邊柱，首層下向有一根梁，二層與三根梁相連；柱3是中柱，首層、二層均與四根梁相連。
⑵結(jié)果分析：
①表1中Cx、Cy的計(jì)算過程
②表2中Cx、Cy的計(jì)算過程
根據(jù)公式（7.3.11-1)和（7.3.11-2)，
Ψux=(ECIC下/LC1+ECIC上/LC2)/[(ECIb左/Lb1+ECIb右/Lb2)×2]
對于底層柱，由于柱底沒有梁，所以程序自動取Ψlx＝0.1。
（四）注意事項(xiàng)
⑴采用公式（7.3.11-1）和（7.3.11-2）計(jì)算柱的計(jì)算長度系數(shù)時，程序采用以下原則計(jì)算梁、柱構(gòu)件的剛度：
①沒有按規(guī)范要求判斷水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的75％以上這個條件；
②對于混凝土梁，程序采用架的剛度放大系數(shù)值恒為2.0；對于鋼梁，則采用設(shè)計(jì)人員輸入的梁剛度放大系數(shù)；
③程序?qū)τ诹硪欢瞬慌c柱（墻）相連的梁按遠(yuǎn)端梁鉸接處理；
④當(dāng)梁的兩端與柱鉸接時．不考慮梁的剛度；
⑤當(dāng)梁的一端與柱剛接、另一端與柱鉸接時．對于混凝土梁，梁的剛度折減50％，并不受有無側(cè)限的限制；對于鋼梁，有側(cè)限時折減50％，無側(cè)限時不折減；
⑥當(dāng)柱一端鉸接時．則相應(yīng)端梁與柱的剛度比取0.1；
⑦斜柱（支撐）剛度不考慮在約束剛度比的計(jì)算中；
⑧單向墻托柱、柱托單向墻，面內(nèi)按固端計(jì)算，剛度比取10，面外按實(shí)際情況計(jì)算；
⑨雙向墻托柱、柱托雙向墻，雙向剛度比均取10（柱端已定義為鉸接的不在此列）。
⑵斜柱（支撐）的計(jì)算長度取1.0。
⑶地下室的越層柱，程序不能自動搜索，而按層逐段計(jì)算柱的計(jì)算長度系數(shù)。
⑷所有邊框柱，其計(jì)算長度系數(shù)內(nèi)定為0.75。
⑸對于混凝土柱，其計(jì)算長度系數(shù)上限為2.5，鋼柱的計(jì)算長度系數(shù)上限為6.0。
⑹程序只執(zhí)行現(xiàn)澆樓蓋的計(jì)算長度系數(shù)，沒有執(zhí)行裝配式樓蓋的計(jì)算長度系數(shù)。
⑺目前的SATWE軟件對有吊車或無吊車的排架結(jié)構(gòu)的柱計(jì)算長度系數(shù)仍按框架結(jié)構(gòu)實(shí)行。
⑻對于SATWE軟件，設(shè)計(jì)人員修改柱計(jì)算長度系數(shù)后，不要再進(jìn)行“形成SAIWE數(shù)據(jù)”和“數(shù)據(jù)檢查”等操作，而應(yīng)該直接計(jì)算，否則程序仍然按照原來的計(jì)算長度系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。
（五）如何判斷“水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的75%以上”這個條件？
由于目前的SATWE軟件沒有直接判斷“水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的75%以上”這個條件的功能，因此需要設(shè)計(jì)人員自己進(jìn)行判斷，具體判斷過程我們可以遵循以下步驟：
⑴在新版的 SATWE軟件中首先按照不執(zhí)行《混凝土規(guī)范》7.3.11-3條的方法進(jìn)行計(jì)算，從而得到所有荷載產(chǎn)生的總彎矩設(shè)計(jì)值；
⑵點(diǎn)取SATWE軟件“總信息”中“恒活載計(jì)算信息”里的“不計(jì)算恒活載”選項(xiàng)，然后進(jìn)行計(jì)算，從而得到水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計(jì)值；
⑶將頭兩步計(jì)算得到的彎矩設(shè)計(jì)值相比看是否滿足《混凝土規(guī)范》7.3.11-3條中的條件；
⑷在選擇彎矩設(shè)計(jì)值時要注意盡量選擇同一工況荷載作用下的內(nèi)力值。
第八章梁上架柱結(jié)構(gòu)的荷載導(dǎo)算

（一）工程概況
某工程為梁抬柱結(jié)構(gòu)，共 30層，含 4層地下室，地震設(shè)防烈度為 8度，地震基本加速度為0.2g，如圖1(a)所示，第四層的節(jié)書點(diǎn)1處為梁1和梁2的交點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)抬了一根1200×1200的勁性混凝土柱1，該結(jié)構(gòu)的第四層和第五層干面圖如圖1所示（圖略）。
（二）內(nèi)力分析
經(jīng)計(jì)算，得到如下結(jié)果：
⑴柱1在恒載作用下的柱底軸力標(biāo)準(zhǔn)值為-586.5kn。
⑵結(jié)構(gòu)總質(zhì)量進(jìn)行核核：
①PMCAD軟件中“平面荷載顯示校核”里計(jì)算出的結(jié)構(gòu)總質(zhì)量為84012.4噸。
②SATWE軟件中質(zhì)量文件WMASS.OUT中顯示的結(jié)構(gòu)總質(zhì)量為84233.484噸。
⑶計(jì)算結(jié)果：
不同梁截面尺寸下的柱底軸力（單位：kn）
柱1／-586.5／-2110.5／-4692.8／-7033.9／
柱2／-9015.7／-8944.8／-8824.5／-8715.8／
柱3／-12176.2／-11701.1／-10895.3／-10164.5／
柱4／--9204.3／-9130.2／-9004.6／-8891.1／
柱5／-11251.7／-10999.0／-10570.8／-10182.5／
柱6／-10081.0／-10010.2／-9890.1／-9781.7／
柱7／-15007.5／-14555.5／-13789.1／-13094.6／
柱8／-9732.7／-9666.4／-9554.0／-9452.5／
柱9／-10731.8／-10487.2／-10072.3／-9692.2／
節(jié)點(diǎn)1位移(mm)／-86.06／-74.8／-55.695／-38.397／
表中后面四個數(shù)據(jù)依次為梁1和梁2截面尺寸為／250×600／300×900／200×1200／500×1500／時的數(shù)據(jù)。
柱3和柱7在節(jié)點(diǎn)1的左和右，柱5和柱9在節(jié)點(diǎn)1的上和下，柱2在節(jié)點(diǎn)1的左下角，柱8在節(jié)點(diǎn)1的右下角，柱4在節(jié)點(diǎn)1的左上角，柱6在節(jié)點(diǎn)1的右上角。
⑷結(jié)果分析：產(chǎn)生這種情況的主要原因是梁的剛度太小，節(jié)點(diǎn)位移太大，從而使內(nèi)力轉(zhuǎn)移到其他的豎向構(gòu)件中。

第九章如何選擇剪力墻連梁的兩種剛度模型

在SATWE軟件中，剪刀墻連梁剛度的計(jì)算有兩種模型，第一種為桿元模型，即連梁按照普通梁的方式輸入，另一種為殼元模型，即連梁以洞口的方式形成。在設(shè)計(jì)中這兩種剛度模型如何選擇是設(shè)計(jì)人員非常關(guān)心的問題。
（一）剪力墻連梁變形的相對位移
⑴以雙肢墻為例，采用連續(xù)化算法推導(dǎo)剪切變形與相對位移比的計(jì)算公式。
⑵剪力墻連梁變形的計(jì)算
⑶通過公式推導(dǎo)，得出剪切變形與相對位移比的計(jì)算公式：
δν／δ＝1／［1＋1／3×（2×a／hp）×（2×a／hp）］-----(1)
⑷根據(jù)式（1），本文列出δν／δ和連梁跨高比之間的相對關(guān)系，如表1所示：
表1　δν／δ和連梁跨高比之間的相對關(guān)系
跨高比/0.5/1.0/1.5/2.0/2.5/3.0/3.5/4.0/4.5/5.0/
δν／δ/0.923/0.75/0.571/0.428/0.324/0.25/0.197/0.158/0.129/0.107/
(二）結(jié)論
⑴連梁跨高比大干5.0時可按照普通梁輸入；
⑵連梁跨高比小于2.5時可以洞口方式形成；
⑶連梁跨高比大于2.5，但小于5.0時可視具體情況酌情處理。
⑷連梁形成方式的不同，對結(jié)構(gòu)的整體剛度、周期、位移以及連梁的內(nèi)力計(jì)算都會產(chǎn)生影響。

板帶截面法計(jì)算板柱剪力墻結(jié)構(gòu)體系

（一）板在剪力墻結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算方法
⑴等代框架法
⑵有限元法
（二）有限元法計(jì)算的問題
⑴局部應(yīng)力的大小與有限元劃分的大小密切相關(guān)，不便于設(shè)計(jì)人員掌握；
⑵用SATWE軟件的“復(fù)雜樓板有限元分杯”子菜單分析板柱剪力墻結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力和配筋是以點(diǎn)值或極值的方式輸出的。“點(diǎn)值”方式不利于確定配筋范圍，“極值”方式又未免配筋太大，造成浪費(fèi)。
（三）板帶截面法的特點(diǎn)
⑴首先采用有限元法進(jìn)行內(nèi)力和配筋設(shè)計(jì)。
⑵根據(jù)設(shè)計(jì)人員已定義的骨架線（即相鄰支座的連線，骨架線上有梁（包括虛梁）或剪力墻）劃分板帶。
⑶既能保證計(jì)算精度，又具備方便的后處理功能。
⑷目前的板帶截面法，樓板荷載計(jì)算比較大。
參考文獻(xiàn)：趙勇、李云貴、黃鼎業(yè)《基于有限元分析結(jié)果的混凝土板板帶截面設(shè)計(jì)法》載《建筑結(jié)構(gòu)》雜志2004年第8期。

第十一章彈性樓板的計(jì)算和選擇
（一）          什么是彈性樓板
在外力作用下能夠產(chǎn)生彈性變形的樓板。
（二）彈性樓板的造擇與判斷
⑴樓飯局部大開洞（圖略）
⑵板柱體系或板柱—抗震墻體系：
《高規(guī)》第5.3.3條規(guī)定：對于平板無梁樓蓋，在計(jì)算中應(yīng)考慮板的平面外剛度的影響，其平面外剛度可按有限元方法計(jì)算或近似將柱上板帶等效為扁梁計(jì)算。
根據(jù)《高規(guī)》的此項(xiàng)規(guī)定，板—柱體系要考慮樓板的平面外剛度，因此板柱體系要定義彈
性樓板（如圖2所示）。（圖略）
⑶框支轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)
研究表明，對于框支轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換梁不僅會產(chǎn)生彎矩和剪力，而且還會產(chǎn)生較大的軸力，這個軸力不能忽略。在SATWE軟件中，只有定義彈性樓板才能產(chǎn)生轉(zhuǎn)換梁的軸力。因此，對于框支轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，必須整層定義彈性樓板。
⑷厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)
對于厚板轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，由于其厚板的面內(nèi)剛度很大，可以認(rèn)為是平面內(nèi)無限剛，其平面外的剛度是這類結(jié)構(gòu)傳力的關(guān)鍵。因此，此類結(jié)構(gòu)的厚板轉(zhuǎn)換層應(yīng)定義為彈性樓板。
⑸多塔聯(lián)體結(jié)構(gòu)：多塔聯(lián)體結(jié)構(gòu)的連廊定義為彈性樓板。
（三）四種計(jì)算模式的意義和適用范圍
⑴剛性板假定
假定樓板平面內(nèi)無限剛，平面外剛度為零。
①梁剛度放大系數(shù)的應(yīng)用
《高規(guī)》第5.2.2條規(guī)定：在結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算中，現(xiàn)澆樓面和裝配整體式樓面中梁的剛度可考慮翼緣的作用予以放大。樓面梁剛度增大系數(shù)可根據(jù)翼緣情況取1.3～2.0。對于無現(xiàn)澆面層的裝配式結(jié)構(gòu)，可不考慮樓面翼緣的作用。
②適用范圍：樓板形狀比較規(guī)則的結(jié)構(gòu)。
⑵彈性板6假定
①樓板的平面內(nèi)剛度和平面外剛度均為有限剛。
②適用范圍：板柱體系或板柱－剪力墻結(jié)構(gòu)。
⑶彈性膜假定
①采用平面應(yīng)力膜單元真實(shí)地反映樓板的平面內(nèi)剛度，同時又忽略了平面外剛度，即假定樓板平面外剛度為零。
②適用范圍：廣泛應(yīng)用于樓板厚度不大的彈性板結(jié)構(gòu)中，比如體育場館等空曠結(jié)構(gòu)、樓板局部大開洞結(jié)構(gòu)、樓板平面布置時產(chǎn)生的狹長板帶（如圖1（C）所示，圖略）、框支轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)換層樓板、多塔聯(lián)體結(jié)構(gòu)中的弱連接板（如圖3所示，圖略）等結(jié)構(gòu)。
⑷彈性板3假定
①樓板平面內(nèi)剛度無限大，平面外剛度為有限剛。程序采用中厚板彎曲學(xué)元來計(jì)算樓板平面外剛度。
②適用范圍：厚板轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)和板厚比較大的板柱體系或板柱－抗震墻體系。
③注意事項(xiàng)：
a）要在PMCAD軟件的人機(jī)交互式建模中輸入100mm×100mm的虛粱。虛梁在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是一種無剛度、無自重的梁，不參與結(jié)構(gòu)計(jì)算。它的主要作用有以下三點(diǎn)：
☆為SATWE或PMSAP軟件提供板的邊界條件；
☆傳遞上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載。
☆為彈性樓板單元的劃分提供必要條件。
b）采用彈性板3模式進(jìn)行設(shè)計(jì)時，與厚板相鄰的上下層的層高應(yīng)包含厚板厚度的一半。
（四）工程實(shí)例
⑴工程概況：某工程為框支剪力墻結(jié)構(gòu)，共30層，帶一層地下室，地面以上第4層為框支轉(zhuǎn)換層，地震設(shè)防烈度為8度，地震基本加速度為 0.2g，場地類別為三類場地土，中梁剛度放大系數(shù)取2.0，邊梁剛度放大系數(shù)取1.5，轉(zhuǎn)換層樓板厚度為180mm，結(jié)構(gòu)體系按復(fù)雜高層計(jì)算，并考慮偶然偏心的影響。該結(jié)構(gòu)的三維軸測圖、框支轉(zhuǎn)換層和框支轉(zhuǎn)換層上一層的結(jié)構(gòu)平面圖如囹4所示。（圖略）
⑵計(jì)算結(jié)果
將轉(zhuǎn)換層樓板分別采用彈性板6、彈性膜和剛性板假定進(jìn)行計(jì)算，該結(jié)構(gòu)的周期、轉(zhuǎn)換層處層間位移角和轉(zhuǎn)換梁1的內(nèi)力和配筋計(jì)算結(jié)果分別如表1、表2和表3所示。
表1　周期計(jì)算表
T1（X向）／1.3627／1.3639／1.3572／
T2（Y向）／1.2143／1.2147／1.2060／
T3（扭轉(zhuǎn)）／1.0468／1.0473／1.0323／
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
表2　轉(zhuǎn)換層處層間位移角計(jì)算表
X向／1/2933／1/2899／1/3187／
Y向／1/3006／1/2995／1/3274／
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
表3　轉(zhuǎn)換梁1的內(nèi)力和配筋計(jì)算表
-M（kn-m)／-218（30）／-225（30）／-198（29）／
Top　Ast／2000／2000／2000／
+M（kn-m)／1060（30）／1071（30）／1015（30）／
Btm　Ast／4116／4156／2814／
Shear／-587（30）／-597（30）／-538（30）／
Asv／825／825／825／
Nmax（kn）／567（29）／572（29）／0／
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
以上三張表中的后面3個數(shù)值依次分別為樓板條件是（／彈性板6／彈性膜／剛性板／）時的數(shù)值。
表4　相應(yīng)工況下的荷載組合分項(xiàng)系數(shù)
Ncm／V-D／V-L／X-W／Y-W／X-E／Y-E／Z-E
29／1.20／0.60／-0.28／0.00／-1.30／0.00／0.00
30／1.20／0.60／0.00／0.28／0.00／1.30／0.00
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
⑶結(jié)果分析
①本工程剛性板假定下結(jié)構(gòu)剛度大于彈性板6假定下結(jié)構(gòu)的剛度。
②彈性膜假定下其結(jié)構(gòu)的剛度最小，結(jié)構(gòu)的位移和周期均最大。
③通過對表3的分析可以看出，三種計(jì)算模式下梁的負(fù)端彎矩和跨中彎矩相差并不大，但采用彈性板6和彈性膜假定下梁的跨中縱向鋼筋的配筋面積明顯大于采用剛性極假定下梁的配筋面積、這主要是由于框支梁按照拉彎構(gòu)件設(shè)計(jì)造成的。在表3中，采用彈性板6和彈性膜計(jì)算模式時，框支梁會產(chǎn)生較大的軸力，而采用剛性板假定時，框支梁的軸力為0。
④由于彈性板6模式考慮了樓板的平面外剛度，因此，框支梁計(jì)算的安全儲備降低，從表3可以看出，采用彈性膜假定計(jì)算出的框支梁1的彎矩、剪刀和軸力均大于采用彈性板6假定下的計(jì)算結(jié)果。在本工程中，這兩種模式的計(jì)算結(jié)果雖然不大，但這種計(jì)算結(jié)果的差
異與樓板厚度有關(guān)，板厚越大，計(jì)算結(jié)果的差異也越大。

斜屋面結(jié)構(gòu)的計(jì)算

（一）斜屋面的建模
⑴通過設(shè)置“梁兩端標(biāo)高”或者“改上節(jié)點(diǎn)高”等方式形成屋面斜板。
⑵在PMCAD建模時，屋面斜梁不能直接落在下層柱的柱項(xiàng)，斜梁下應(yīng)輸入100mm高的短柱（如圖1所示，圖略）。短柱通常只傳遞荷載和內(nèi)力，而沒有設(shè)計(jì)意義。
⑶當(dāng)采用TAT和SATWE軟件計(jì)算時，頂部傾斜的剪力墻程序不能計(jì)算，PMSAP可以計(jì)算，但要在“復(fù)雜結(jié)構(gòu)空間建模”沖將其定義為彈性板6。
（二）軟件對屋面斜板的處理
⑴TAT和SATWE軟件只能計(jì)算斜粱，對斜屋面的剛度不予考慮。
⑵PMSAP軟件可以計(jì)算屋面斜板的剛度對整體結(jié)構(gòu)的影響。
（三）斜屋面結(jié)構(gòu)的計(jì)算
⑴簡化模型1：忽略斜屋面剛度對整體結(jié)構(gòu)的影響，將屋面斜板的荷載導(dǎo)到斜梁上，用TAT或SATWE軟件計(jì)算。
⑵簡化模型2：將斜屋面剛度用斜撐代替，屋面斜板的荷載導(dǎo)到斜梁上，用TAT或SATWE軟件計(jì)算。斜撐的主要目的是為了模擬斜屋面的傳力，其本身的內(nèi)力計(jì)算沒有意義，但在計(jì)算屋面荷載時，應(yīng)適當(dāng)考慮斜撐自重。
⑶真實(shí)模型：考慮斜屋面剛度對整體結(jié)構(gòu)的影響，用PMSAP軟件計(jì)算。
（四）工程實(shí)例
⑴工程概況：某工程為框架結(jié)構(gòu)的仿古建筑，共4層，第二層的兩端和第四層的中間部分布置了較多的斜屋面，該結(jié)構(gòu)斜屋面組成比較復(fù)雜（如圖 1所示，圖略），板厚為 180mm，地震設(shè)防烈度為8度，地震基本加速度為0.2g，周期折減系數(shù)0.7，考慮偶然偏心的影響，并用總剛模型計(jì)算。該結(jié)構(gòu)的三維軸測圖、首層平面圖和第四層斜梁線框圖如圖1所示（圖略）。
⑵斜屋面結(jié)構(gòu)的計(jì)算
為了能夠有效地體現(xiàn)屋面斜板對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響，現(xiàn)分別采用三種計(jì)算模型對結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，第一種模型為考慮斜屋面，按真實(shí)模型進(jìn)行計(jì)算；第二種模型為忽略斜屋面，將斜屋面引起的荷載傳遞給斜梁，按簡化模型1計(jì)算；第三種模型為將斜屋面用斜撐代替，斜屋面引起的荷載傳遞給斜梁，按簡化模型2計(jì)算。這三種計(jì)算模型中結(jié)構(gòu)周期和位移的計(jì)算如表1所示，某根構(gòu)件的內(nèi)力計(jì)算如表2、表3和表4所示。
表1　三種計(jì)算模型中結(jié)構(gòu)周期和位移的計(jì)算
周期／真實(shí)模型／簡化模型1／簡化模型2／
T1／0.997（Y）／1.119（Y）／1.027（Y）／
T2／0.964（X）／1.018（X）／0.981（X）／
T3／0.801（T）／0.891（T）／0.826（T）／
最大層間位移角（X向）／1/363／1/338／1/354／
最大層間位移角（Y向）／1/366／1/298／1/326／
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
表2　三種模型中梁1的彎矩計(jì)算
①恒載下真實(shí)模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：110(左端)／-77.3(跨中)／86.2(右端)
②恒載下簡化模型1的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：106.5(左端)／-77.8(跨中)／89.8(右端)
③恒載下簡化模型2的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：107.1(左端)／-77.9(跨中)／89.2(右端)
④X向地震下真實(shí)模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-204(左端)／-42.7(跨中)／199.5(右端)
⑤X向地震下簡化模型1的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-178.9(左端)／-36.6(跨中)／174.5(右端)
⑥X向地震下簡化模型2的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-202(左端)／-42.2(跨中)／197.8(右端)
⑦真實(shí)模型的彎矩設(shè)計(jì)值：-399.5(左端)／193.9(跨中)／-366(右端)
⑧簡化模型1的彎矩設(shè)計(jì)值：-403.6(左端)／193.2(跨中)／-376(右端)
⑨簡化模型2的彎矩設(shè)計(jì)值：-394(左端)／185(跨中)／-367(右端)
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
表3　三種模型中梁2的彎矩計(jì)算
①恒載下真實(shí)模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：57.5(左端)／-43.4(跨中)／7.2(右端)
②恒載下簡化模型1的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：126.9(左端)／-62(跨中)／109.7(右端)
③恒載下簡化模型2的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：127.1(左端)／-62.0(跨中)／109.5(右端)
④X向地震下真實(shí)模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-5.2(左端)／-0.5(跨中)／8.0(右端)
⑤X向地震下簡化模型1的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-7.6(左端)／-3.0(跨中)／-1.7(右端)
⑥X向地震下簡化模型2的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-6.0(左端)／-2.1(跨中)／1.7(右端)
⑦真實(shí)模型的彎矩設(shè)計(jì)值：-98(左端)／69.6(跨中)／-95(右端)
⑧簡化模型1的彎矩設(shè)計(jì)值：-155.9(左端)／111.5(跨中)／-135.5(右端)
⑨簡化模型2的彎矩設(shè)計(jì)值：-156(左端)／115(跨中)／-135(右端)
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
表4　三種模型中柱1的彎矩（My）計(jì)算
①恒載下真實(shí)模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-9.7(上端)／3.5(下端)
②恒載下簡化模型1的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-10.9(上端)／4.7(下端)
③恒載下簡化模型2的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-11.0(上端)／4.7(下端)
④X向地震下真實(shí)模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-296.8(上端)／334.4(下端)
⑤X向地震下簡化模型1的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-258.7(上端)／291.5(下端)
⑥X向地震下簡化模型2的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-292.8(上端)／330.1(下端)
⑦真實(shí)模型的彎矩設(shè)計(jì)值：456.7(上端)／528.7(下端)
⑧簡化模型1的彎矩設(shè)計(jì)值：467.7(上端)／541.6(下端)
⑨簡化模型2的彎矩設(shè)計(jì)值：423.2(上端)／528.4(下端)
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
梁1是一根首層的邊框架梁；梁2是四層與柱1相連的斜梁；柱1是一根框架邊柱，梁1一端與之相連。
⑶結(jié)果分析
①從表1可以看出，屋面斜板對結(jié)構(gòu)的周期和位移均有一定影響。采用簡化模型1計(jì)算，由于忽略了斜屋面的面內(nèi)剛度和面外剛度，計(jì)算結(jié)果偏柔；采用簡化模型2計(jì)算，由于斜撐起到了一定的樓板剛度的作用，因此其計(jì)算結(jié)果介于簡化模型1和真實(shí)模型之間；
②表2和表4主要反映的是屋面斜板對其他樓層的水平和豎向構(gòu)件內(nèi)力的影響。從中可以看出，在豎向荷載作用下（如恒載），三種計(jì)算模型算出的構(gòu)件內(nèi)力相差很小，幾乎可以認(rèn)為相等；在水平荷載作用下（如地震力），簡化模型1與真實(shí)模型和簡化模型2計(jì)算出的構(gòu)件內(nèi)力有一定差別，但差別也不是很大。真實(shí)模型和簡化模型2計(jì)算出的構(gòu)件內(nèi)力則相差很?。?br>③表3主要反映的是屋面斜板對屋面斜梁內(nèi)力的影響。從中可以看出，由于屋面斜板定義了彈性板6，從而使采用簡化模型計(jì)算的梁內(nèi)力值明顯大于采用真實(shí)模型計(jì)算的梁內(nèi)力值。

jiangyali

2008-11-03 21:15

第十三章次梁按主梁輸和按次梁輸?shù)膮^(qū)別

（一）導(dǎo)荷方式相同
這兩種輸入方式形成的次梁均可將樓板劃分成雙向或單向板，以雙向或單向板的方式進(jìn)行導(dǎo)荷。
（二）空間作用不同
⑴次梁按次梁輸時，輸入的次粱僅僅將其上所分配的荷載傳遞到主梁上，次梁本身的剛度不代入空間計(jì)算中，即對結(jié)構(gòu)的剛度、周期、位移等均不產(chǎn)生影響。
⑵次梁按主梁輸時，輸入的次梁本身的剛度參與到空間計(jì)算中，即對結(jié)構(gòu)的剛度、周期、位移等均會產(chǎn)生影響。
（三）內(nèi)力計(jì)算不同
⑴次梁按次梁輸時，次梁的內(nèi)力按連續(xù)梁方式一次性計(jì)算完成，主梁是次梁的支座。
⑵次梁按主梁輸時，程序不分主次梁，所有梁均為主梁。梁的內(nèi)力計(jì)算按照空間交叉梁系方式進(jìn)行分配。即根據(jù)節(jié)點(diǎn)的變形協(xié)調(diào)條件和各梁線剛度的大小進(jìn)行計(jì)算。主梁和次梁之間沒有嚴(yán)格的支座關(guān)系。
（四）工程實(shí)例
⑴本工程實(shí)例主要用于說明為什么有些懸挑梁在計(jì)算時沒有按懸挑梁計(jì)算？
該工程局部懸挑梁的布置如圖1所示（圖略，圖1顯示的局部懸挑梁布置是平行的三道梁，上下兩道為框架梁，中間為支承在另一方向上的框架梁上的連續(xù)梁，均有挑梁）。
⑵計(jì)算結(jié)果
如上圖所示，從主框架梁中間懸挑出去的梁端負(fù)筋明顯小于從柱懸挑出去的梁端負(fù)筋。
以下是這兩種梁的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果：
表1　圖中中間懸挑梁內(nèi)力值
截面號／I／1／2／3／4／5／6／7／J／
－M／-61.0／-52.2／-43.9／-36.3／-29.8／-24.3／-19.6／-15.6／-12.4／
Top　Ast／652／652／652／652／652／652／652／652／652／
＋M／0.0／0.8／1.5／1.9／2.1／1.9／1.5／0.8／0.0／
Btm　Ast／652／652／652／652／652／652／652／652／652／
Shear／40.0／38.2／35.6／32.2／27.9／23.7／20.2／17.6／15.9／
Asv／61.4／61.4／61.4／61.4／61.4／61.4／61.4／61.4／61.4／
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
表2　圖中下部懸挑梁內(nèi)力值
截面號／I／1／2／3／4／5／6／7／J／
－M／-61.0／-52.2／-43.9／-36.3／-29.8／-24.3／-19.6／-15.6／-12.4／
Top　Ast／652／652／652／652／652／652／652／652／652／
＋M／0.0／0.8／1.5／1.9／2.1／1.9／1.5／0.8／0.0／
Btm　Ast／652／652／652／652／652／652／652／652／652／
Shear／40.0／38.2／35.6／32.2／27.9／23.7／20.2／17.6／15.9／
Asv／61.4／61.4／61.4／61.4／61.4／61.4／61.4／61.4／61.4／
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
⑶內(nèi)力分析
通過梁的內(nèi)力文件可以看出，從主框架梁中間懸挑出去的梁端負(fù)彎矩明顯小于從柱懸挑出去的梁端負(fù)彎矩。
這主要是因?yàn)楫?dāng)這兩種懸桃梁都按主梁輸時，梁的內(nèi)力計(jì)算按照空間交叉梁系方式進(jìn)行計(jì)算。由于柱的線剛度大，變形小，因此對懸挑梁的約束能力強(qiáng)，則相應(yīng)的梁端負(fù)彎矩大。而主框架梁的平面外抗扭剛度小，變形大，因此對懸桃梁的約束能力低，則相應(yīng)的梁端負(fù)彎矩就小。
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第十四章　不規(guī)則結(jié)構(gòu)方案調(diào)整的幾種主要方法

（一）工程算例１
⑴工程概況：某工程為一幢高層住宅建筑，純剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)外形呈對稱Y形。一層地下室，地上共23層，層高2.8m。工程按 8度抗震烈度設(shè)防，地震基本加速度為0.2g，建筑抗震等級為二級，計(jì)算中考慮偶然偏心的影響。其結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示。（圖略）
⑵這個工程的主要特點(diǎn)是：
①每一個樓層沿Y向?qū)ΨQ。
②結(jié)構(gòu)的角部布置了一定數(shù)量的角窗。
③結(jié)構(gòu)平面沿Y向凹進(jìn)的尺寸10.2m，Y向投影方向總尺寸為22.3m。開口率達(dá)45%，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%，屬于平面布置不規(guī)則結(jié)構(gòu)，對結(jié)構(gòu)抗震性能不利。
⑶本工程在初步設(shè)計(jì)時，結(jié)構(gòu)外墻取250厚，內(nèi)墻取200厚。經(jīng)試算結(jié)果如下：
結(jié)構(gòu)周期：
T1＝1.4995s，平動系數(shù)：0.21（X），扭轉(zhuǎn)系數(shù)：0.79
T2＝1.0954s，平動系數(shù)：0.79（X），扭轉(zhuǎn)系數(shù)：0.21
T3＝1.0768s，平動系數(shù)：1.00（Y），扭轉(zhuǎn)系數(shù)：0.00
周期比：T1／T2＝1.37， T1／T3＝1.39
最大層間位移比：1.54
最大值層間位移角：1／1163
⑷通過對上述計(jì)算結(jié)果的分析可以看出，該結(jié)構(gòu)不僅周期比大于規(guī)范規(guī)定的0.9限值，而且在偶然偏心作用下的最大層間位移比也超過1.5的最高限值。
經(jīng)過分析我們得知，之所以產(chǎn)生這樣的結(jié)果，主要是由于結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)能力太差引起的。
⑸為了有效地提高結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)能力，經(jīng)與建筑協(xié)商，在該結(jié)構(gòu)的深開口處前端每隔3層布置兩道高lm的拉梁，拉梁間布置200mm厚的連接板（如圖2所示）。（圖略）
經(jīng)過上述調(diào)整后，計(jì)算結(jié)果如下：
T1＝1.3383s，平動系數(shù)：0.22(X)，扭轉(zhuǎn)系數(shù)：0.78
T2＝1.0775s，平動系數(shù)：0.78(X)，扭轉(zhuǎn)系數(shù)：0.22
T3＝1.0488s，平動系數(shù)：1.00(Y)，扭轉(zhuǎn)系數(shù)：0.00
周期比：T1／T2=1.24，T1／T3=1.28
最大層間位移比：1.48
最大值層間位移角：1／1250
⑹從上述結(jié)果中可以看出，由于設(shè)置了拉梁和連續(xù)板，使結(jié)構(gòu)的整體性有所提高，抗扭轉(zhuǎn)能力得到了一定的改善。結(jié)構(gòu)的周期比和位移比有所降低，但仍不滿足要求。
經(jīng)過分析得知，一方面，必須進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)能力以控制周期比；另一方面，結(jié)構(gòu)的最大位移值出現(xiàn)在角窗部位，因此，控制最大位移值就成為改善位移比的關(guān)鍵。
為此，對本工程采取如下措施：
①盡量加大周邊混凝土構(gòu)件的剛度。具體做法是將結(jié)構(gòu)外圍剪力墻厚增加到300以提高抗扭轉(zhuǎn)的能力。
②將轉(zhuǎn)角窗處的折梁按反梁設(shè)計(jì)，其斷面尺寸由原來的200×310改為350×1000，從而控制其最大位移。
③將外墻洞口高度由2490mm降為2000mm，以增大周邊構(gòu)件連梁的剛度。
④加大結(jié)構(gòu)內(nèi)部剪力墻洞口的寬度和高度，以降低結(jié)構(gòu)內(nèi)部的剛度。
經(jīng)過上述調(diào)整后，計(jì)算結(jié)果如下：
T1＝1.0250s，平動系數(shù)：1.00(X)，扭轉(zhuǎn)系數(shù)：0.00
T2＝0.9963s，平動系數(shù)：1.00(Y)，扭轉(zhuǎn)系數(shù)：0.00
T3＝0.8820s，平動系數(shù)：0.00，扭轉(zhuǎn)系數(shù)：1.00
周期比：T3／T1＝0.86；T3／T2＝0.88
最大層間位移比：1.29
最大值層間位移角：1／1566
該工程最大層間位移比為1.29，根據(jù)《復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》建議的表7.2.3（如下表所示）可知，本工程在小震下最大水平層間位移角限值為1／1240，滿足要求。
表7.2.3
扭轉(zhuǎn)變形指標(biāo)　ξ＝Umax/U／1.2／1.3／1.4／1.5／1.6／1.7／1.8／
中震下最大水平層間位移角限值／2.8／2.26／1.81／1.4／1.05／0.74／
小震下最大水平層間位移角限值／1／1/1.24／1/1.55／1/2／1/2.67／1/3.78／1/6
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
⑺通過上述調(diào)整后，可以看出結(jié)構(gòu)的整體抗扭轉(zhuǎn)能力得到了很大的提高，周期比和位移比都能滿足規(guī)范要求，設(shè)計(jì)合理。
⑻對于角窗結(jié)構(gòu)，宜在角窗處的樓板內(nèi)設(shè)置暗梁等措施以提高結(jié)構(gòu)端部的整體性。
(二)工程算例2
⑴工程概況：某超高層商辦樓，主樓41層，結(jié)構(gòu)高度184.3m。地下室共5層，深19.5m，結(jié)構(gòu)體系為鋼筋混凝土筒體和框架組成的鋼－混結(jié)構(gòu)體系，框架由鋼骨混凝土柱和鋼柱組成。本工程按7度抗震烈度設(shè)防，建筑抗震等級按二級，因工程平面復(fù)雜，構(gòu)造措施按提高一級。其結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示。（圖略，該結(jié)構(gòu)總長35m，總寬42m，結(jié)構(gòu)右上角和左下角均缺少14X16.8m的部分結(jié)構(gòu)）
⑵工程特點(diǎn)：本工程筒體剛度較大，但延性較差，結(jié)構(gòu)初算側(cè)移很小，但平扭周期偏大，在地震作用下質(zhì)心與其他角點(diǎn)以及邊緣點(diǎn)的位移比亦不滿足要求。究其原因，因筒體偏離整個平面較大，中部連接板帶尺寸過小。
⑶調(diào)整方法
①剪力墻核心筒開計(jì)算洞以降低剛度；
②結(jié)構(gòu)角部加水平隅撐以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)邊緣節(jié)點(diǎn)的約束；
③薄弱層樓板加厚以提高樓板剛度，增加結(jié)構(gòu)水平的協(xié)調(diào)能力。
④筒體內(nèi)主要角部暗埋了豎向H型鋼，在周邊連梁內(nèi)暗埋H型鋼，以提高筒體的延性。
⑷計(jì)算結(jié)果
結(jié)構(gòu)自振周期計(jì)算結(jié)果如下表所示：
ModeNo　Period　Angle　Movement　Torsion
1　　　4.8103　14.53　　0.93　　　0.07
2　　　3.8697　97.38　　0.85　　　0.15
3　　　3.1442　136.6　　0.23　　　0.77
周期比：T3／T1＝0.653：T3／T2＝0.813；
地震作用下的位移比均小于1.40。
地震作用下的最大層間相對位移：X向?yàn)?／1220，Y向?yàn)?／1328。

第十五章　用SATWE軟件計(jì)算井字梁結(jié)構(gòu)，為什么其計(jì)算結(jié)果與查井字梁結(jié)構(gòu)計(jì)算表相差很大？

（一）、計(jì)算假定不同
查表法假定梁瑞無論是固接還是鉸接，均沒有豎向位移。而SATWE軟件采用空間交叉
梁系計(jì)算井字架結(jié)構(gòu)，梁端位移的大小取決于結(jié)構(gòu)的剛度。
（二）計(jì)算假定不同的結(jié)果
正是由于計(jì)算假定的不同，采用SATWE軟件計(jì)算，當(dāng)梁瑞為主框架梁時，由于框架梁剛度較小，位移較大，從而使內(nèi)力按照節(jié)點(diǎn)位移進(jìn)行分配，則其計(jì)算結(jié)果與查表法相差較大：
當(dāng)梁端為剪力墻等豎向剛度較大的構(gòu)件時，該節(jié)點(diǎn)的豎向位移很小，基本為0，則其計(jì)算結(jié)果與查表法相近。
（三）工程算例
現(xiàn)以梁端鉸接為例，介紹一下在恒載標(biāo)準(zhǔn)值作用下兩種方式的計(jì)算過程。
該工程算例并字梁間距為3m×3m，面荷載為5kn/m2。在采用SATWE軟件計(jì)算時，將面荷載轉(zhuǎn)化為作用在節(jié)點(diǎn)上的集中荷載，以便使荷載輸入方式與《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊》的簡化方式一樣。
同時將SATWE軟件中混凝土容重改為0，這樣可以不計(jì)梁自重。以邊梁為例，當(dāng)梁端為主框架架時，該梁的跨中最大彎矩為 194.9kn-m；當(dāng)梁瑞為剪力墻時，該梁的跨中最大彎矩為135.6kn-m。查《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊》得該梁的跨中最大彎矩為：
M＝1.0641×5×3×3×3＝143.65kn-m
[（143.65－135.6）／143.65]×100%＝5.6％
由此可以看出，只要計(jì)算假定和各種計(jì)算條件相同，空間計(jì)算法和查表祛二者之間的計(jì)算誤差是很小的。
（四）磚混結(jié)構(gòu)，井字梁樓蓋，如何計(jì)算？
目前的SAWE和TAT軟件都不能計(jì)算磚墻，因此對于這種結(jié)構(gòu)形式只能進(jìn)行簡化計(jì)算。
由上述分析可知，井字梁內(nèi)力的大小與梁端構(gòu)件的相對豎向剛度有關(guān)。這種結(jié)構(gòu)形式梁端一般均鉸接在磚墻上。我們在簡化時可以將磚墻簡化為混凝土墻，但要注意相對豎向剛度的正確性。比如某結(jié)構(gòu)井字梁周邊磚墻墻厚有370或240，則在將磚墻簡化為混凝土墻時也應(yīng)在相應(yīng)位置布置墻厚為370或240的混凝土剪力墻。

第十六章　JCCAD軟件應(yīng)用中的主要問題

（一）地質(zhì)資料的輸入
⑴±0相對于絕對標(biāo)高是什么意思？
±0相對于絕對標(biāo)高指大地坐標(biāo)，設(shè)計(jì)人員只要根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告給出的大地坐標(biāo)直接輸入即可。
⑵孔點(diǎn)標(biāo)高怎么輸？
與上±0相對于絕對標(biāo)高一樣，可直接輸入大地坐標(biāo)，程序會根據(jù)設(shè)計(jì)人員輸入的坐標(biāo)值自動判斷孔口高度。
⑶孔點(diǎn)坐標(biāo)的單位是什么？
孔點(diǎn)坐標(biāo)的單位是米，不是毫米。
（二）荷載的輸入
⑴“一層上部結(jié)構(gòu)荷載作用點(diǎn)標(biāo)高”是什么意思？
該參數(shù)主要是用于求出基底剪力對基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的附加彎矩作用。在填寫該參數(shù)時，應(yīng)輸入PMCAD中確定的柱底標(biāo)高，即柱根部的位置。
注意：該參數(shù)只對柱下獨(dú)基和樁承臺基礎(chǔ)有影響，對其他基礎(chǔ)沒有影響。
⑵自動計(jì)算覆土重對什么基礎(chǔ)起作用？
“自動計(jì)算覆土重”主要是指自動計(jì)算基礎(chǔ)和基礎(chǔ)以上回填土的平均重度，主要用于獨(dú)基和條形基礎(chǔ)的計(jì)算，對筏板基礎(chǔ)沒有影響。
⑶筏板上覆土重如何輸入？
筏板上覆土重在“筏板荷載”中輸入（如下圖所示，圖略）
⑷讀取荷載時需要將所有荷載都選上嗎？如果都選上會怎么樣？
讀取荷載時不需要將所有荷載都選上。如果都選上，則只有獨(dú)基和墻下條基會在計(jì)算時考慮所有組合并選最不利進(jìn)行設(shè)計(jì)，其他基礎(chǔ)只認(rèn)一種軟件傳下來的荷載。
⑸什么叫當(dāng)前組合？
屏幕上當(dāng)前所顯示的組合值就叫當(dāng)前組合。
⑹當(dāng)前組合是控制工況嗎？
當(dāng)前組合僅表示當(dāng)前屏幕上所顯示的值。并不是說基礎(chǔ)的最終控制組合就一定是它。
⑺什么叫目標(biāo)組合？
某一最大內(nèi)力所對應(yīng)的組合值，比如最大軸力或最大彎矩下所對應(yīng)的組合值。
⑻目標(biāo)組合能作為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)依據(jù)嗎？
目標(biāo)組合并不一定是最不利組合，比如最大軸力下所對應(yīng)的組合值其彎矩值有可能很小，不一定是控制工況，所以目標(biāo)組合不能作為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)依據(jù)。
⑼標(biāo)準(zhǔn)組合與基本組合程序能夠自動識別嗎？
程序能夠按照規(guī)范的要求自動識別標(biāo)準(zhǔn)組合與基本組合。
（三）筏板基礎(chǔ)的輸入
⑴不等高筏板基礎(chǔ)如何布置？（有張圖，無說明，圖略）
⑵不等厚筏板基礎(chǔ)如何布置？（有張圖，無說明，圖略）
⑶程序在計(jì)算柱下筏板時，可以加柱墩嗎？
可以加柱墩。設(shè)計(jì)人員在“基礎(chǔ)人機(jī)交互”中“上部構(gòu)件”中定義柱墩。
⑷“第一塊地基板上沒有布置覆土荷載和板面設(shè)計(jì)荷載，如需要請?jiān)诜ぐ宀贾弥休斎?#8221;請問是什么意思？我已經(jīng)讀取了SATWE荷載，為什么還有這個提示？
這主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員沒有布置“筏板荷載”所致，只要布置了“筏板荷載”，該提示會自動消失。
（四）彈性地基梁基礎(chǔ)
⑴彈性地基梁基礎(chǔ)，墻下一定要布粱嗎
一般而言，彈性地基梁基礎(chǔ)，墻下都要布梁，如果沒有布梁，也應(yīng)該點(diǎn)一下“墻下布梁”菜單，這樣程序?qū)⒆詣由梢粋€與墻同寬、梁高等于板厚的混凝土梁。如果不布置梁，也應(yīng)該布置板帶。
布置梁或板帶的主要目的是：
①正確讀取上部荷載；
②為筏板尋找正確的支撐點(diǎn)。
注意：a）在布置板帶時，對于抽柱位置不應(yīng)布置板帶，否則易將板帶布置在跨中位置。
b）點(diǎn)取“墻下布梁”選項(xiàng)時，必須首先布置筏板。
⑵彈性地基梁基礎(chǔ)，梁的翼緣寬度如何定義？
①梁的翼緣寬度在初次定義時要根據(jù)上部結(jié)構(gòu)豎向荷載的比例關(guān)系來定。比如某工程邊跨豎向荷載總值是中間跨豎向荷載總值的一半，那么在定義梁的翼緣寬度時就取邊跨為1米，中間跨為2米。
②在退出“基礎(chǔ)人機(jī)交互”時程序給出提示：“預(yù)期承載力與反力之比”，此時輸入預(yù)期值，比如1.2，則程序會自動根據(jù)預(yù)期值和翼線寬度的比例關(guān)系，對基礎(chǔ)寬度進(jìn)行調(diào)整。
③彈性地基梁基礎(chǔ)，在退出基礎(chǔ)人機(jī)交互時會顯示9～10組荷載，這些荷載分別代表什么意思？是標(biāo)準(zhǔn)組合還是基本組合？
這些荷載是標(biāo)準(zhǔn)組合，它的含義在程序所顯示的荷載圖中都有明確的說明。
《PKPM軟件在應(yīng)用中的問題解析》講義（4）
第十七章　基礎(chǔ)的計(jì)算

（一）聯(lián)合基礎(chǔ)的計(jì)算
⑴雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)的偏心計(jì)算：程序在進(jìn)行雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)時，并沒有考慮由于兩根柱子上部荷載不一致而產(chǎn)生的偏心的情況。因此算出的基礎(chǔ)底面積是對稱布置的。這種計(jì)算方法對于兩根柱子挨得很近，比如變形縫處觀柱基礎(chǔ)計(jì)算幾乎沒什么影響，但對于兩根柱子挨得稍微遠(yuǎn)一些的基礎(chǔ)，則會有一定誤差。此時需要設(shè)計(jì)人員人為計(jì)算出偏心值，在獨(dú)基布置中將該值輸入過去。然后再重新點(diǎn)取“自動生成”選項(xiàng)，程序可以根據(jù)設(shè)計(jì)人員輸入的偏心值重新計(jì)算聯(lián)合基礎(chǔ)。
⑵雙梁基礎(chǔ)的計(jì)算：建議直接在雙軸線上布置兩根肋梁，然后再在梁下布置局部筏板。
（二）磚混結(jié)構(gòu)構(gòu)造柱基礎(chǔ)的計(jì)算
磚混結(jié)構(gòu)一般都做墻下條形基礎(chǔ)，構(gòu)造柱下一般不單獨(dú)做獨(dú)立基礎(chǔ)。有的時候設(shè)計(jì)人員會發(fā)現(xiàn)JCCAD軟件在構(gòu)造柱下生成了獨(dú)立基礎(chǔ)。這主要是因?yàn)樽x取了PM恒十活所致。這種荷載組合方式?jīng)]有將構(gòu)造柱上的集中荷載平攤到周邊的墻上。
設(shè)計(jì)人員可以在荷載編輯中刪除構(gòu)造柱上的集中荷載，并在附加荷載中在周邊的墻上相應(yīng)增加線荷載值?；蛘咴O(shè)計(jì)人員也可以直接讀取磚混荷載，因?yàn)榇u混荷載自動將構(gòu)造柱上的集中荷載平攤到周邊的墻上了。
（三）淺基礎(chǔ)的最小配筋率如何計(jì)算
淺基礎(chǔ)如墻下條基等，在對基礎(chǔ)底板配筋時是否該考慮最小配筋率，目前在工程界還有爭議?！痘A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中沒有規(guī)定柱下獨(dú)基底板的最小配筋率，而《混凝土規(guī)范》對于混凝土結(jié)構(gòu)均有最小配筋率的要求。目前JCCAD軟件對于獨(dú)立柱基沒有按最小配筋率計(jì)算，對于墻下條基缺省情況下按照0.15％控制，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)需要自行調(diào)整。
（四）基礎(chǔ)重心校核
⑴“筏板重心校核”中的荷載值為什么與“基礎(chǔ)人機(jī)交互”退出時顯示的值不一樣？
產(chǎn)生此種情況的原因主要有以下兩種：
①對于梁板式基礎(chǔ)，由于有些軸線上沒有布置梁或板帶，造成荷載導(dǎo)算時沒有分配到梁或板帶上，從而使兩種方式所產(chǎn)生的重心校核值不一致。
②地下水的影響：“筏板重心校核”中的荷載值沒有考慮地下水的影響，而“基礎(chǔ)人機(jī)交互”退出時顯示的值考慮了地下水的影響。
⑵對于帶裙房的主體結(jié)構(gòu)，筏板重心校核該如何計(jì)算？
對于帶裙房的主體結(jié)構(gòu)，“筏板重心校校”主體應(yīng)該與裙房分開計(jì)算，而且主要是驗(yàn)算主體結(jié)構(gòu)的重心校核。
（五）彈性地基梁結(jié)構(gòu)5種計(jì)算模式的選擇
彈性地基梁結(jié)構(gòu)在進(jìn)行計(jì)算時，程序給出了5種計(jì)算模式，現(xiàn)對這5種模式的計(jì)算和選擇進(jìn)行一些簡單介紹。
⑴按普通彈性地基梁計(jì)算：這種計(jì)算方法不考慮上部剛度的影響，絕大多數(shù)工程都可以采用此種方法，只有當(dāng)該方法時基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不下來時才考慮其他方法。
⑵按考慮等代上部結(jié)構(gòu)剛度影響的彈性地基梁計(jì)算：該方法實(shí)際上是要求設(shè)計(jì)人員人為規(guī)定上部結(jié)構(gòu)剛度是地基梁剛度的幾倍。該值的大小直接關(guān)系到基礎(chǔ)發(fā)生整體彎曲的程度。而上部結(jié)構(gòu)剛度到底是地基梁剛度的幾倍并不好確定。因此，只有當(dāng)上部結(jié)構(gòu)剛度較大、荷載分布不均勻，并且用模式1算不下來時方可采用，一般情況可不用選它。
⑶按上部結(jié)構(gòu)為剛性的彈性地基梁計(jì)算：模式3與模式2的計(jì)算原理實(shí)際上最一樣的，只不過模式3自動取上部結(jié)構(gòu)剛度為地基梁剛度的200倍。采用這種模式計(jì)算出來的基礎(chǔ)幾乎沒有整體彎矩，只有局部彎矩。其計(jì)算結(jié)果類似傳統(tǒng)的倒樓蓋法。
該模式主要用于上部結(jié)構(gòu)剛度很大的結(jié)構(gòu)，比如高層框支轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、純剪力墻結(jié)構(gòu)等。
⑷按SATWE或TAT的上部剛度進(jìn)行彈性地基架計(jì)算：從理論上講，這種方法最理想，因?yàn)樗紤]的上部結(jié)構(gòu)的剛度最真實(shí)，但這也只對純框架結(jié)構(gòu)而言。對于帶剪力墻的結(jié)構(gòu)，由于剪力墻的剛度凝聚有時會明顯地出現(xiàn)異常，尤其是采用薄壁柱理論的TAT軟件，其剛度只能凝聚到離形心最近的節(jié)點(diǎn)上，因此傳到基礎(chǔ)的剛度就更有可能異常。所以此種計(jì)算模式不適用帶剪力墻的結(jié)構(gòu)。
另外，設(shè)計(jì)人員在采用《JCCAD用戶手冊及技術(shù)條件》附錄C中推薦的基床反力系數(shù)K時，該值已經(jīng)包含上部剛度了，所以沒有必要再考慮一次。
⑸按普通梁單元剛度的倒樓蓋方式計(jì)算：模式5是傳統(tǒng)的倒樓蓋模型，地基梁的內(nèi)力計(jì)算考慮了剪切變形。該計(jì)算結(jié)果明顯不同與上述四種計(jì)算模式，因此一般沒有特殊需要不推薦使用。
（六）樁筏筏板有限元計(jì)算筏板基礎(chǔ)時，倒樓蓋模型和彈位地基梁模型計(jì)算結(jié)果差異很大，為什么？
這主要是因?yàn)槎叩男再|(zhì)是截然不同的：
⑴彈性地基梁板模型采用的是文克爾假定，地基梁內(nèi)力的大小受地基土彈簧剛度的影響，而倒樓蓋模型中的梁只是普通鋼筋混凝土粱，其內(nèi)力的大小只與核板傳遞給它的荷載有關(guān)，而與地基土彈簧剛度無關(guān)。
⑵由于模型的不同，實(shí)際梁受到的反力也不同，彈性地基梁板模型支座反力大，跨中反力小。而倒樓蓋模型中的反力只是均布線載。
⑶彈性地基梁板模型考慮了整體彎曲變形的影響，而倒樓蓋模型的底板只是一塊剛性板，不受整體彎曲變形的影響。
⑷由于倒樓蓋模型的底板只是一塊剛性板，因此各點(diǎn)的反力均相同，由此計(jì)算得到的梁端剪力無法與柱子的荷載相平衡，而彈性地基梁板模型計(jì)算出來的梁端剪力與柱子的荷載是相平衡的。
（七）為什么同一個梁式筏板基礎(chǔ)，采用梁元法計(jì)算和采用板元法計(jì)算二者之間會相差較大？
工程實(shí)例：某工程采用梁式筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)布置如圖 1所示（圖略），基床反力系數(shù)均取20000Kn/m3，計(jì)算結(jié)果如圖2所示：（圖略）
通過圖2所示的結(jié)果可知，兩種計(jì)算模式所產(chǎn)生的計(jì)算結(jié)果存在一定的差異。這主要是由于兩種計(jì)算模型的假定不同。這二者之間的差異主要表現(xiàn)在：
⑴梁元法計(jì)算梁式筏板基礎(chǔ)時，地基梁的計(jì)算是按照帶翼緣的T形梁計(jì)算的，梁翼緣寬度確定的原則是按各房間面積除以周長，將其加到梁一側(cè)，另一側(cè)再由那邊相應(yīng)的房間確定，最后兩側(cè)寬度疊加得到梁的總翼緣寬度。
⑵板元法計(jì)算梁式筏板基礎(chǔ)時，地基梁的計(jì)算僅按照矩形梁計(jì)算，沒有按照T形梁計(jì)算。
⑶梁元法計(jì)算筏板時，板僅僅是按四邊嵌固的樓蓋方式計(jì)算它的內(nèi)力和配筋，不考慮板與梁整體彎曲的作用。
⑷板元法計(jì)算筏板時，采用有限元的方法對樓板進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，能夠考慮板與梁整體彎曲
作用的影響。
（八）基礎(chǔ)沉降計(jì)算時，為什么會出現(xiàn)沉降計(jì)算值為0？
這主要是因?yàn)榛A(chǔ)埋置太深，基底附加應(yīng)力為0，甚至于負(fù)數(shù)所致。
（九）基床反力系數(shù)K值的計(jì)算
⑴基床反力系數(shù)K值的物理意義：單位面積地表面上引起單位下沉所需施加的力。
⑵基床反力系數(shù)K值的計(jì)算方法：
①靜載實(shí)驗(yàn)法：（有一張壓力－沉降曲線圖，圖略）
計(jì)算公式：K＝（P2－P1）／（S2－S1）
其中，P2． P1——分別為基底的接觸壓力和士自重壓力，
S2、S1——分別為相應(yīng)于P2． P1的穩(wěn)定沉降量。
②經(jīng)驗(yàn)值法：JCCAD說明書附錄二中建議的K值。
（十）單樁剛度的計(jì)算
⑴豎向剛度：
①根據(jù)《樁基規(guī)范》附錄B確定：
ρNN＝1/(ξNh/EA+1/C0A0)
②根據(jù)靜載試驗(yàn)Q-S曲線計(jì)算：
ρNN＝ξ×Qa/Sa
⑵彎曲剛度：
根據(jù)《樁基規(guī)范》附錄B中表B-3提供的彎曲剛度公式
K＝[αEI(A2B2-A1B2)]/(A2C1-A1C2)
式中，α－－樁的水平變形系數(shù)（按《樁基規(guī)范》第5.4.5.1條計(jì)算）
A１、B１、C１、A２、B2、C2等分別為函數(shù)影響值，詳見附錄B中表B-6。

第十八章　鋼結(jié)構(gòu)

（一）Mu ＜ 1.2Mp何意？如何解決？
⑴規(guī)范要求：根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡稱《抗震規(guī)范》）第 8.2.8條的規(guī)定：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接應(yīng)按地震組合內(nèi)力進(jìn)行彈性設(shè)計(jì)，并應(yīng)進(jìn)行極限承載力計(jì)算；
梁與柱連接彈性設(shè)計(jì)時，梁上下翼緣的端截面應(yīng)滿足連接的彈性設(shè)計(jì)要求，梁腹板應(yīng)計(jì)入剪力和彎矩。梁與柱連接的極限受彎、受剪承載力，應(yīng)符合下列要求：
Mu ≥ 1.2Mp－－－（8.2.8-1）
式中：Mu－梁上下翼緣全熔透坡口焊縫的極限受彎承載力，其計(jì)算公式為：
Mu ＝Af(h-tf)fy
MP－梁（梁貫通時為柱）的全塑性受彎承載力，其計(jì)算公式為：
Mp ＝Wpfy
Wp－構(gòu)件截面塑性抵抗矩
⑵工程實(shí)例：某工程為5層鋼框架結(jié)構(gòu)，地震設(shè)防烈度為8度，地震加速度為0.2g，場地土類別為三類，設(shè)計(jì)地震為第一組，梁、柱均采用焊接工字鋼，鋼號均為Q345，首層平面圖如圖1所示：（圖略）
通過STS軟件計(jì)算可知，圖1中所示GL27與柱GZ6的節(jié)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)不滿足《抗震規(guī)范》第8.2.8條的規(guī)定。由于有些設(shè)計(jì)人貝對公式（8.2.8－1）缺乏正確的理解，在處理此問題時盲目加大鋼梁截面，調(diào)整結(jié)果如表1所示：（表略）
從表1可以看出，增大梁的截面尺寸后，仍不能滿足要求，構(gòu)件的極限承載能力提高的非常地有限，僅提高了0.72%，但用鋼量每延米卻增大了 64％，這顯然不合理。通過對《抗震規(guī)范》中Mu和1.2Mp的計(jì)算公式的分析，我們得知：
①M(fèi)u主要與梁翼緣板面積和梁高有關(guān)，與梁腹板厚無關(guān)；
②Mp的大小主要受構(gòu)件截面塑性抵抗矩Mp的控制，而Wp的大小則與截面的尺寸有關(guān)。
③增大梁翼緣板尺寸和梁高雖然可以增大Mu的值，但Wp的值也會相應(yīng)增大，這也是為
什么如表1所示增大梁截面尺寸但計(jì)算結(jié)果卻沒有明顯改善的主要原因。
⑶解決方案：根據(jù)強(qiáng)連接弱構(gòu)件的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，采取如下技術(shù)措施：
①在梁上下翼緣處加楔形板（如圖2所示，圖略）。通過在梁端上下翼緣處加楔形板，增大全熔透坡口焊縫的長度，從而增加了焊縫的極限抗彎承載力。
以本工程為例，設(shè)楔形板挑出長度為0.08m，根據(jù)公式（1）：
Mu＝0.08×(0.15+0.016)×(0.25-0.008)×4.7×105＝151.05kn-m>1.2Mp=145.73kn-m
滿足規(guī)范要求
②梁上下翼緣加楔形蓋板（如圖3所示，圖略）
通過在梁端上下翼緣處加楔形蓋板，增大全熔透坡口焊縫的高度，從而增加了焊縫的極限抗彎承載力。
以本工程為例，設(shè)楔形蓋板板厚為 0 008m，根據(jù)公式（1）：
Mu=(0.008+0.006)×0.15×(0.25-0.008)×4.7×105＝238.85kn-m>1.2Mp=145.73kn-m
滿足規(guī)范要求
需要指出的是，在梁端上下翼緣處加楔形蓋板后，梁翼緣厚與楔形蓋板厚之和應(yīng)小于柱翼緣的厚度，否則就有可能使梁翼緣的抗彎承載力大于柱翼緣的抗彎承載力，從而將柱翼緣拉壞。
③狗骨法（如圖4所示，圖略）
通過設(shè)置狗骨式節(jié)點(diǎn)連接方式，削弱梁瑞的全塑性受彎承載力以達(dá)到滿足規(guī)范的要求。（狗骨者，構(gòu)件兩端翼緣加寬）
⑷上述三種連接方法的適用條件。
上述三種設(shè)計(jì)方法主要用于梁柱剛性連接，對于梁柱鉸接連接的節(jié)點(diǎn)，由于其連接方式不屬于“強(qiáng)連接弱構(gòu)件”，因此不需要進(jìn)行地震組合作用下的極限抗彎承載力驗(yàn)算。
（二）節(jié)點(diǎn)域不滿足要求何意？如何解決？
⑴規(guī)范要求：根據(jù)《抗震規(guī)范》第8.2.5條第2款的規(guī)定：節(jié)點(diǎn)域的屈服承載力應(yīng)符合下式要求：
[Ψ(Mpb1+Mpb2)/Vp]≤[(4/3)fv]----（8.2.5-2）
工字形截面柱：Vp=hbhcbtw----（8.2.5-3）
《抗震規(guī)范》第8.2.5條第3款的規(guī)定：工字形截面柱和箱形截面柱的節(jié)點(diǎn)域應(yīng)按下列公式驗(yàn)算：
tw≥（hb＋hb）/90-----（8.2.5-5）
[Ψ(Mb1+Mb2)/Vp]≤[(4/3)fv/γRE]----（8.2.5-6）
式中，Mpb1+Mpb2－－分別為節(jié)點(diǎn)域兩側(cè)梁的全塑性受彎矩承載力；
Mb1+Mb2－－分別為節(jié)點(diǎn)域兩側(cè)梁的彎矩設(shè)計(jì)值；
Vp－－節(jié)點(diǎn)域的體積。
通過鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)連接計(jì)算我們得知，公式（8.2.5-2）和（8.2.5-5）不滿足要求的最多，公式（8.2.5-6）一般較容易滿足要求。仔細(xì)分析這三個公式的具體含義，我們不難得出以下結(jié)論：
①公式（8.2.5-2）主要驗(yàn)算的是節(jié)點(diǎn)域的屈服承載力，其大小只與構(gòu)件的截面大小等本身性質(zhì)有關(guān)，而與外力無關(guān)。
②公式（8.2.5-5）與（8.2.5-2）一樣，也是只與構(gòu)件的截面大小有關(guān)的物理量，而與外力無關(guān)。
③公式（8.2.5-6）主要是驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)域兩側(cè)梁的端彎矩之和所產(chǎn)生的強(qiáng)度應(yīng)力要滿足規(guī)范的允許限值。如果內(nèi)力不是很大，一般情況下都能滿足要求。
⑵工程實(shí)例：圖1結(jié)構(gòu)平面圖（圖略）
工字形梁1和梁2斷面尺寸為：B×H×tw×tf＝150×250×4.5×8
工字形柱1斷面尺寸為；B×H×tw×tf＝175×350×6×81
將上述各參數(shù)代入公式（8.2.5-2）中得
[Ψ(Mpb1+Mpb2)/Vp]＝362.56＞[(4/3)fv]＝240
不滿足規(guī)范要求
tw＝6＜（hb＋hc）／90＝6.3
也不滿足規(guī)范要求
⑶節(jié)點(diǎn)域的構(gòu)造措施：
①對于組合柱，直接將柱腹板在節(jié)點(diǎn)域范圍內(nèi)更換為較厚板件。加厚板件應(yīng)伸出柱橫向加勁肋之處各150mm，并采用對接焊縫與柱腹板相連。
②對于軋制H型柱，可貼焊補(bǔ)強(qiáng)板加強(qiáng)。補(bǔ)強(qiáng)板上下邊緣可不伸過或伸出柱橫向加勁肋之處各150mm。當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)板不伸過往橫向加勁助時，板厚不小于5mm。補(bǔ)強(qiáng)板側(cè)邊可采用角焊縫與柱翼緣相連，其板面尚應(yīng)采用塞焊與柱腹板連成整體。塞焊點(diǎn)之間的距離不應(yīng)大于相連板件中較薄板件厚度的21（235／fy）1/2倍。［（235／fy）1/2是[（235／fy）的1/2次方的意思]］
（三）門式剛架結(jié)構(gòu)，柱子的截面很大，應(yīng)力比也很小，為什么柱長細(xì)比總不能滿足要求？
⑴工程實(shí)例：某門式剛架結(jié)構(gòu)的平面布置和荷載圖如圖1所示（圖略），該門式剛架各構(gòu)件截面尺寸如表1所示。該工程在設(shè)計(jì)時中間柱均設(shè)置為兩端鉸接的抗風(fēng)柱，且這些抗風(fēng)往不僅承受水平風(fēng)荷載，而且承受豎向荷載。此工程的計(jì)算結(jié)果如圖2所示（圖略）。
（該工程簡介：總跨度24m，分成6小跨，柱編號依次為1、2、3、4、5、6、7；檐口高9m，中柱高11.4m；梁編號依次為1、2、3、4、5、6。梁上均布荷載5.0，兩邊上節(jié)點(diǎn)有垂直集中力10.0，左邊上節(jié)點(diǎn)有水平集中力5.0。）
表1
構(gòu)件編號／截面高mm／截面寬mm／翼緣厚mm／腹板厚mm／
梁1大頭（左）／500／300／12／10／
梁1小頭（右）／300／300／12／10／
梁2／300／300／12／10／
梁3大頭（右）／500／300／12／10／
梁3小頭（左）／300／300／12／10／
梁4大頭（左）／500／300／12／10／
梁4小頭（右）／300／300／12／10／
梁5／300／300／12／10／
梁6大頭（右）／500／300／12／10／
梁6小頭（左）／300／300／12／10／
柱1大頭（上）／500／300／12／10／
梁1小頭（下）／300／300／12／10／
柱2、2、3、4、5／300／300／10／8／
柱7大頭（上）／500／300／12／10／
梁7小頭（下）／300／300／12／10／
從圖2中可知，該結(jié)構(gòu)柱1到柱7的穩(wěn)定應(yīng)力比和強(qiáng)度應(yīng)力比均較小，最大也不過0.18，但長細(xì)比卻不滿足要求。
⑵產(chǎn)生原因：
①門式剛架結(jié)構(gòu)中柱長度系數(shù)的計(jì)算：
STS軟件采用通用公式計(jì)算門式剛架結(jié)構(gòu)中柱的長度系數(shù)。該公式為
μr=［P'E0i/PiK(∑Pli/hli+∑1/2Pfi/hfi)］1/2－－－－（1）
式中：P'E0i ——以柱小頭為準(zhǔn)計(jì)算的歐拉臨界力；
Pli——搖擺柱所承受的荷載；
Pfi——邊柱所承受的荷載；
hli——搖擺柱高度；
hfi——剛架邊柱的高度；
K——柱頂水平荷載作用下的側(cè)移剛度；
Pi——第i根柱在各種工況組合下所承受的最大軸向壓力。
公式（1）之所以成為通用公式，是因?yàn)榈谝唬堕T式剛架規(guī)程》中計(jì)算柱計(jì)算長度系數(shù)的公式（6.1.3-7a）、（6.1.3-7b）、（6.1.3-8a）、（6.1.3-8b）均可由此公式推導(dǎo)出來，具體的推導(dǎo)過程詳見參考文獻(xiàn)l。第二，該公式不僅能計(jì)算《門式剛架規(guī)程》中涉及的幾種門式剛架柱的計(jì)算長度系數(shù)，對于《門式剛架規(guī)程》中沒有涉及到的，比如中間柱既有搖擺柱又有非搖擺柱的多跨門式剛架結(jié)構(gòu)柱的計(jì)算長度系數(shù)也能計(jì)算。
②影響柱計(jì)算長度系數(shù)的因素
從公式（1）中可以看出，門式剛架柱計(jì)算長度系數(shù)的大小與該往所承受的荷載有關(guān)。當(dāng)柱所承受的最大軸向壓力越大，該柱的計(jì)算長度系數(shù)就越小，其長細(xì)比自然也就越低。
該結(jié)構(gòu)各柱的計(jì)算長度系數(shù)如圖3所示：（圖略）。
從圖中可以看出，兩端鉸接的抗風(fēng)柱的計(jì)算長度系數(shù)均為1.0。由于各豎向構(gòu)件均承受
堅(jiān)向荷載，各柱所承受的軸向力均為壓力，因此程序按壓桿控制，按照《門式剛架規(guī)程》表
3.5.2-1的規(guī)定，受壓構(gòu)件允許長細(xì)比為180，程序提示柱2到柱6的長細(xì)比超限。
⑶解決方案：
①將抗風(fēng)柱改成只承受水平風(fēng)荷載，而豎向荷載均由邊柱承擔(dān)。
隨著邊柱1所承受的最大軸向壓力的增大，計(jì)算長度系數(shù)減小，從而其長細(xì)比也就滿足了要求。同時，由于搖擺柱沒有承受軸向壓力，其長細(xì)比可以按300控制，因此抗風(fēng)柱的長細(xì)比也能滿足要求。
②抗風(fēng)柱的上端定義為剛接。
這種方法主要用于既希望抗風(fēng)往承受水平和豎向荷載，又希望抗風(fēng)柱的長細(xì)比滿足要求的情況。
定義為剛接后，該抗風(fēng)往的計(jì)算長度系數(shù)按非搖擺柱計(jì)算，從而使計(jì)算長度系數(shù)降低。這樣一來，長細(xì)比也就滿足了要求。從計(jì)算結(jié)果可以看出，將柱4上端改為剛接后，該柱的計(jì)算長度系數(shù)和長細(xì)比與原來按搖擺柱計(jì)算的結(jié)果相比均明顯降低，并且滿足規(guī)范要求。
參考文獻(xiàn)1：趙兵、郭麗云《STS軟件如何計(jì)算門式剛架中變截面柱的計(jì)算長度系數(shù)》《鋼結(jié)構(gòu)》雜志2004年第6期。

第十九章　其他問題

（一）結(jié)構(gòu)周期比的計(jì)算
⑴結(jié)構(gòu)第一平動振型的選擇
①根據(jù)工程具體情況，確定平動系數(shù)所占百分比；
②結(jié)構(gòu)空間振型圖中所顯示的振動為整體平動；
③該振型所對應(yīng)的地震剪力值為最大。
⑵結(jié)構(gòu)第一扭轉(zhuǎn)振型的選擇
①根據(jù)工程具體情況，確定扭轉(zhuǎn)系數(shù)所占百分比；
②結(jié)構(gòu)空間振型圖中所顯示的振動為整體扭轉(zhuǎn)。
⑶將第一扭轉(zhuǎn)振型的所對應(yīng)的周期值與第一平動振型所對應(yīng)的周期值相比即得周期比。

（二）為什么SATWE軟件在調(diào)整0.2Q0系數(shù)時要默認(rèn)最大值為2.0？如果想突破最大默認(rèn)值該怎么辦？
SATWE軟件在調(diào)整0.2Q0系數(shù)時將最大值默認(rèn)為2.0主要是為了避免出現(xiàn)各層地震剪力都一樣的情況，從而使計(jì)算結(jié)果失真。
此外，如果不控制最大值，也可能使某些層的構(gòu)件內(nèi)力過大而無法設(shè)計(jì)。
如果設(shè)計(jì)人員想突破該默認(rèn)值的限制，可以直接建立0.2Q0文件（文件名為SATINPUT.02Q），程序合自動讀取設(shè)計(jì)人員輸入的調(diào)整系數(shù)。
（三）為什么有時候彈性樓板下的位移值小于剛住樓板下的位移值？
產(chǎn)生這種情況的主要原因是由于設(shè)計(jì)人員定義了彈性板6，當(dāng)其結(jié)構(gòu)的變形由面外變形控制時，由于定義了彈性板6，其面外剛度大于剛性板的面外剛度，則位移就減小。當(dāng)某結(jié)構(gòu)的變形由面內(nèi)變形控制時，彈性板6的面內(nèi)剛度小于剛性板的面內(nèi)剛度，則位移就增大。
（四）模擬施工1、模擬施工2和一次性加載三者之間的聯(lián)系與區(qū)別？
高層建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)豎向恒載一次加上時，其上部的豎向位移往往偏大，為了協(xié)調(diào)如此大的豎向位移，有時會出現(xiàn)拉柱或架沒有負(fù)彎矩的情況。而在實(shí)際施工中，豎向荷載是一層一層作用的，并在施工中逐層找平，下層的變形對上層基本上不產(chǎn)生影響。結(jié)構(gòu)的豎向變形在建造到上部時已經(jīng)完成得差不多了，因此不會產(chǎn)生一次性加荷所產(chǎn)生的異?，F(xiàn)象。程序?qū)ωQ向恒載作用專門做了處理，可以考慮施工加荷的這種因素。
施工模擬1：它就是上面說的考慮分層加載、逐層找平因素影響的算法；
施工模擬2：將豎向構(gòu)件（柱、墻）的剛度放大10倍后再做施工模擬l。采用算法2時，計(jì)算出的傳給基礎(chǔ)的力較為均勻合理，可以避免墻軸力遠(yuǎn)大于往軸力的不合理情形。由于豎向構(gòu)件的剛度放大，將使得水平梁的兩端豎向位移差減小，從而其剪力減小，這樣就削弱了樓面荷載因剛度不約而導(dǎo)致的重分配，所以施工模擬2的荷載分配結(jié)果，更接近千手算結(jié)果。
一次性加載：各種荷載一次性加到結(jié)構(gòu)中。
（五）如果地震加速度值不是規(guī)范規(guī)定中的值該怎么辦？
對于地震加速度值不是規(guī)范中規(guī)定的值的這種情況，一般在地震報(bào)告中都會提供地震最大影響系數(shù)α值，設(shè)計(jì)人員只要在SATWE軟件中將該值輸入進(jìn)去即可。
（六）混凝土柱的單、雙偏壓計(jì)算該如何選擇？
從理論上講，所有的樁樁的受力狀態(tài)都是雙偏壓。但規(guī)范并沒有要求所有的政柱都按雙偏壓計(jì)算。是否應(yīng)按雙偏壓計(jì)算應(yīng)根據(jù)規(guī)范決定。比如《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第6.2.4條規(guī)定，角柱應(yīng)按雙向受力構(gòu)件進(jìn)行正截面承載力設(shè)計(jì)。
目前的SATWE軟件提供了兩種方式計(jì)算雙偏壓。第一種是在“設(shè)計(jì)信息”里按雙偏壓計(jì)算，這種方法計(jì)算出來的值多解，而且計(jì)算結(jié)果較大；第二種是設(shè)計(jì)人員可以先按單偏壓計(jì)算，然后再在“分析結(jié)果圖形和文本顯示”中按雙偏壓驗(yàn)算。這種方法得出的計(jì)算值是唯一的，而且結(jié)果也不大。
一般來講，該結(jié)構(gòu)能夠通過雙偏壓驗(yàn)算也就可以了。
（七）梁柱重疊部分簡化為剛域該如何選擇？
“梁柱重疊部分簡化為剛域”此項(xiàng)選擇對結(jié)構(gòu)的剛度、周期、位移、梁的內(nèi)力計(jì)算等均會產(chǎn)生一定的影響，尤其是梁的彎矩值。
一般而言，對于異型柱結(jié)構(gòu)，宜采用“梁柱重疊部分簡化為剛域”，對于矩形柱結(jié)構(gòu)，可以將其作為一種安全儲備而不選擇它。
（八）結(jié)構(gòu)振型數(shù)的選取
振型組合數(shù)既不能大小，也不能過大，取值太小不能正確反映模型應(yīng)當(dāng)考慮的地震振型數(shù)量，使計(jì)算結(jié)果失真；取值太大，會消耗掉很多計(jì)算機(jī)資源。《高規(guī)》5.1.13-2條規(guī)定，抗震計(jì)算時，宜考慮平扭耦聯(lián)計(jì)算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，振型數(shù)縣計(jì)算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90％。
一般而言，振型數(shù)的多少與結(jié)構(gòu)層數(shù)及參與質(zhì)量貢獻(xiàn)的結(jié)構(gòu)自由度數(shù)有關(guān)，當(dāng)結(jié)構(gòu)層數(shù)較多或結(jié)構(gòu)層剛度突變較大時，振型數(shù)也應(yīng)取得多些，如有彈性節(jié)點(diǎn)、多塔樓、轉(zhuǎn)換層等結(jié)構(gòu)形式，但振型組合數(shù)應(yīng)不大于有質(zhì)量貢獻(xiàn)的結(jié)構(gòu)自由度數(shù)。
振型組合數(shù)是否取值合理，可以看SATWE計(jì)算書（文件名為WZQ.OUT）中的X、Y向的有效質(zhì)量系數(shù)是否大于0.9。若小于0.9，可逐步加大振型個數(shù)，直到X和Y兩個方向的有效質(zhì)量系數(shù)都大于0.9為止。
必需要指出的是，結(jié)構(gòu)的振型組合數(shù)并不是越大越好，其最大值不能超過結(jié)構(gòu)有質(zhì)量貢獻(xiàn)的總自由度數(shù)。例如對采用剛性板假定的單塔結(jié)構(gòu)，考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)作用時，其振型數(shù)不
得超過結(jié)構(gòu)層數(shù)的三倍。如果該結(jié)構(gòu)的振型組合數(shù)已經(jīng)增加到結(jié)構(gòu)層數(shù)的三倍后，其有效質(zhì)量系數(shù)仍不能滿足要求，此時設(shè)計(jì)人員應(yīng)該認(rèn)真分析原因，考慮結(jié)構(gòu)方案是否合理。
（九）頂塔樓地震作用放大系數(shù)該如何填？
按照《抗震規(guī)范》的規(guī)定，只有采用底部剪力法時，才考慮頂塔樓地震作用放大系數(shù)。目前的TAT和SATWE軟件均采用振型分解法計(jì)算地震力，因此只要將振型數(shù)給足夠，一般可以不用考慮將頂塔樓地震力放大。
（十）底部加強(qiáng)區(qū)起算層號該如何填？
SAWE軟件在計(jì)算剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)高度時，總是從±0.0開始計(jì)算。按照規(guī)范的規(guī)定，當(dāng)有地下室時，地下一層的抗震等級應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)采用。
“底部加強(qiáng)區(qū)起算層號”主要就是指由設(shè)計(jì)人員指定地下室的剪力墻是否計(jì)入底部加強(qiáng)區(qū)。
（十一）結(jié)構(gòu)基本周期是什么意思？該如何填？
結(jié)構(gòu)基本周期主要是計(jì)算風(fēng)荷載用的，設(shè)計(jì)人員可以先按照程序給定的缺省值對結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算完成后再將程序輸出的第一平動周期值填入即可。
（十二）一根混凝土柱托兩根不在同一條軸線上的梁該如何實(shí)現(xiàn)？
如上圖所示（圖略，圖中在柱內(nèi)又輸入一個節(jié)點(diǎn)），設(shè)計(jì)人員在建模時應(yīng)將柱子布置在一個節(jié)點(diǎn)上，這兩個節(jié)點(diǎn)之間只需布置一根普通混凝土梁即可。此時在用SATWE軟件進(jìn)行計(jì)算時，程序自動將這根普通混凝土梁定義為剛性梁。
（十三）混凝土剪力墻暗柱為什么會超筋？
剪力墻暗柱超筋，這種情況主要是剪力墻暗柱配筋面積超過最大配筋率4%引起的。而
實(shí)際上規(guī)范并沒有規(guī)定剪力墻邊緣構(gòu)件的最大配筋率，這個4%是程序自己制定的，目的在
于提示目前剪力墻邊緣構(gòu)件的配筋較大，希望引起注意。設(shè)計(jì)人員可以不去管它。
（十四）剪力墻邊緣構(gòu)件，鋼筋配筋面積太大怎么辦？
目前的SATWE軟件在計(jì)算剪力墻的配筋時是針對每一個直墻段進(jìn)行的，當(dāng)在墻段重合時．程序取各段墻肢端部配筋之和，從而使剪力墻邊緣構(gòu)件配筋過大。
將來的SATWE軟件會對此做一些改進(jìn)。在配筋計(jì)算時將考慮整體計(jì)算的結(jié)果，而非按單個墻段進(jìn)行配筋。
剪力墻邊緣構(gòu)件配筋過大的調(diào)整方法如下：
⑴調(diào)整剪力墻混凝土標(biāo)號：提高混凝土標(biāo)號并不一定能使剪力墻邊緣構(gòu)件配筋面積降低，有時反而會使配筋面積升高。如下圖所示（圖略）。
如上圖所示，混凝土標(biāo)號提高后墻體配筋增大。產(chǎn)生這種情況的主要原因是雖然隨著混凝土標(biāo)號的提高，混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大，混凝土彈性模量增大，結(jié)構(gòu)的剛度增加，地震力也隨著增大。當(dāng)?shù)卣鹆υ龃蟮姆却笥诨炷量箟簭?qiáng)度設(shè)計(jì)值增大的幅度時，墻體的配筋面積就會增加。

jiangyali

2008-11-03 21:16

因此，在設(shè)計(jì)中當(dāng)發(fā)現(xiàn)提高混凝土標(biāo)號后墻體的配筋面積增大，就應(yīng)考慮采用降低混凝土標(biāo)號的方法來降低墻體的配筋面積。
⑵提高剪力墻主筋鋼筋級別：以上圖為例，將C鋼筋級別由HRB335級變成HRB400級，可以有效地降低墻體的配筋面積（如下圖所示，圖略）。
⑶提高墻體分布筋的配筋率：根據(jù)剪力墻抗彎承載力的計(jì)算公式：
M分布十M端部＞M設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)中一般都是通過指定剪力墻分布筋的最小配筋率，反算出剪力墻分布筋所在區(qū)域的抗彎設(shè)計(jì)承載力，從而再計(jì)算出剪力墻端部的配筋面積。
因此，我們可以通過提高墻體分布筋的配筋率來達(dá)到降低剪力墻端部配筋面積的目的。如下圖所示（圖略），將墻體分布筋的配筋率由0.3提高到0.4后，剪力墻端部配筋面積進(jìn)一步降低。
如上圖所示，通過采取上述方法，將該剪力墻邊緣構(gòu)件的配筋面積由原來的9252。降低到現(xiàn)在的6754，降低幅度達(dá)27％。
⑷考慮鋼筋共用而對配筋面積進(jìn)行折減:由于目前的SATWE軟件在計(jì)算剪力墻配筋面積時偏大，因此可以對該配筋面積進(jìn)行折減，但折減多少不宜掌握。
⑸調(diào)整剪力墻邊緣構(gòu)件陰影區(qū)的長度：規(guī)范規(guī)定剪力墻邊緣構(gòu)件陰影區(qū)的長度最小為300mm。有些設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中將陰影區(qū)的長度加長以達(dá)到降低陰影區(qū)的配筋率的目的。
這里需要指出的是，這樣處理是偏不安全的。軟件在計(jì)算剪力墻有效高度時，
h0＝hw-a
a=MAX｛lc/2，200，Bw｝
由此可以看出，陰影區(qū)的長度增加，有可能使剪力墻計(jì)算的有效高度減小，從而使配筋增加。因此如果加大陰影區(qū)長度，則宜相應(yīng)加大剪力墻配筋面積。
（十五）如何解決人防地下室工程梁延性比超限問題？
⑴什么是延性比：構(gòu)件允許出現(xiàn)的最大變位與彈性極限變位的比值［β］。
⑵規(guī)范要求：
①《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.4.2條規(guī)定：有一般密閉、防水要求的構(gòu)件，宜按彈塑性工作階段設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)延性比［β］值按表4.4.2采用。
表4.4.2　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件允許延性比［β］值
受力狀態(tài)／受彎／大偏心受壓／小偏心受壓／中心受壓／
［β］值／3.0／2.0／1.5／1.2／
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.6.5條規(guī)定：結(jié)構(gòu)構(gòu)件按彈塑性工作階段設(shè)計(jì)時，受拉鋼筋配筋率不宜大于1.5％；當(dāng)大于1.5％時，受彎構(gòu)件或大偏心受壓構(gòu)件的允許延性比［β］值應(yīng)滿足以下公式：
［β］≤0.5／(x／h0)----（4.6.5-1）
x／ho＝（ρ－ρ’）fyd／fcd----（4.6.5-2）
式中：x——混凝土受壓區(qū)高度（mm）；
h0——截面的有效高度（mm）。
ρ、ρ’——縱向受拉鋼筋及縱向受壓鋼筋配筋率；
fyd——受拉鋼筋的動力強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；
fcd——混凝土彎曲抗壓動力強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
⑶工程實(shí)例：
①某工程為框架結(jié)構(gòu)，共十一層，包括一層地下室，6級人防。結(jié)構(gòu)三維軸測圖和地下一層結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示（圖略）：
②計(jì)算結(jié)果：以下是SATWE軟件在WPJI.OUT文件中關(guān)于梁1的計(jì)算結(jié)果：
N-B=103（I=271，J=272）（1）B*H（mm）＝300*700
Lb＝4.30 Cover＝25 Nfb＝3 Rob＝40.0
混凝土梁（l）X／ho＝0.18＞Max_X／h。＝0.17
人防梁延性比超限
③最大受壓區(qū)高度Max_X／h。的計(jì)算過程:
根據(jù)《人防規(guī)范》表4.4.2（如前所述）查得結(jié)構(gòu)構(gòu)件受彎肘的允許延性比［β］為3.0，將該值代入公式（4.6.5-1）中，得：
Max_X／h。＝0.5/［β］＝0.17
④調(diào)整措施降低構(gòu)件的配筋率或提高混凝土強(qiáng)度以使其滿足要求。
（十六）斜支撐輸入中的常見問題
設(shè)計(jì)人員在輸入支撐時，可以按照樓層輸入，也可以直接輸入標(biāo)高，這樣在PMCAD中看似可以建立上述的模型，但實(shí)際上在SATWE中會進(jìn)行處理，所有的支撐上下節(jié)點(diǎn)均強(qiáng)制定位于樓層處（如下圖所示，圖略）。
對于這種情況，用戶可以在建模的增加標(biāo)準(zhǔn)層來解決。
（十七）SATWE軟件中“強(qiáng)制執(zhí)行剛性板假定”是何意？該如何選擇？
《抗震規(guī)范》和《高規(guī)》均要求，在計(jì)算結(jié)構(gòu)的位移比和周期比時，要采用剛性樓蓋。因此，設(shè)計(jì)人員在計(jì)算位移比和周期比時應(yīng)考慮“強(qiáng)制執(zhí)行剛性板假定”。在計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和配筋時，則應(yīng)將此選項(xiàng)去掉。
（十八）何時考慮雙向地震作用？
規(guī)范規(guī)定只有質(zhì)量和剛度明顯不對稱、不均勻的結(jié)構(gòu)，才考慮雙向地震作用。在非偶然偏心作用下，結(jié)構(gòu)位移比＞1.2，或在偶然偏心作用下，A級高度建筑結(jié)構(gòu)位移比＞1.4，B級高度建筑結(jié)構(gòu)位移比＞1.3，需要考慮雙向地震作用。
（十九）SATWE和TAT軟件中“底層柱墻最大組合內(nèi)力”里的值是設(shè)計(jì)值還是標(biāo)準(zhǔn)值？可否作為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)依據(jù)？
SATWE和TAT軟件中“底層柱墻最大組合內(nèi)力”’里的值是設(shè)計(jì)值，不可以作為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)依據(jù)。這主要是因?yàn)殡m然某種內(nèi)力為最大值，但由此而產(chǎn)生的其它內(nèi)力有可能很小。比如說最大軸力所對應(yīng)的彎矩和剪力值有可能很小，由這種組合所計(jì)算出來的基礎(chǔ)并不一定是最不利組合計(jì)算出來的。而次大軸力所對應(yīng)的彎矩和剪力值有可能很大，由這種組合所計(jì)算出來的基礎(chǔ)有可能是最不利組合計(jì)算出來的。

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