km結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件在應(yīng)用中的問(wèn)題解析

PAGEPAGE22PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件在應(yīng)用中的問(wèn)題解析（2005.7）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)，則則程序自動(dòng)判斷托墻梁是否為墻梁，若是墻梁則自動(dòng)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(shí)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(duì)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(shí)，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(duì)混凝土抗震墻可選擇考慮邊框柱的作用，對(duì)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(shí)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(shí)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(shí)，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(guò)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(shí)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(lái)說(shuō)，磚混底框結(jié)構(gòu)，按6度設(shè)防計(jì)算時(shí)地震力并非控制工況。

②對(duì)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(huì)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(gè)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(gè)案單獨(dú)處理。有（銜七撲）透磚鍬混冰底蟻框闊結(jié)昆構(gòu)散剛南度敞比浴的敵計(jì)混算土與江調(diào)慚整包方譽(yù)法個(gè)探木討

干（除A衫）病規(guī)穩(wěn)范從要距求

憤《減建廣筑刑抗些震暈設(shè)組計(jì)司規(guī)梳范唱》恐第膊7豈.龍1樹.鏈8淹條軍第卻3跡款鵲明這確材規(guī)瓦定磚：峽底廊層丟框莊架紛－槳抗謀震泊墻凝房艱屋醫(yī)的伯縱渾橫強(qiáng)兩慌個(gè)位方蒙向鴉，澡第百二釣層重與頸底竹層獵側(cè)豬向猶剛捧度榮的探比希值懂，條6浸、陽(yáng)7持度夢(mèng)時(shí)薯不偽應(yīng)菌大崖于初2瓶.溫5筆，染8顯度砌時(shí)殿不薄應(yīng)祖大說(shuō)于戲2努.式0捷，負(fù)且登均嗎不映應(yīng)攔小耐于匙1艙.身0攝。

晶《久建納筑淋抗更震河設(shè)弓計(jì)羊規(guī)挎范峽》沖第腐7下.蜂1級(jí).緊8嚇條乓第驢4洪款舒明古確袍規(guī)食定問(wèn)：膀底欣部齊兩暗層剛框朝架番－趨抗倘震憐墻繡房書屋勻的權(quán)縱鵲橫且兩元個(gè)依方棚向守，昌底董部前與涂底她部筍第哪二按層比側(cè)嘗向撫剛職度侍應(yīng)暑接敗近近，令第弄三牌層肚與購(gòu)底快部植第泄二藍(lán)層跑側(cè)騎向涼剛頸度絞的良比這值味，蜂6邀、啟7旁度條時(shí)電不遵應(yīng)勻大忙于引2券.御0渾，蒸8等度插時(shí)倒不站應(yīng)抹大漲于至1功.莖5右，傘且鼻均忘不橋應(yīng)洽小高于代1愚.牙0報(bào)。

杏（鉆B夸）矮規(guī)章范差精顯神

沸⑴駐由徐于攜過(guò)熱渡惑層電為歐磚沖房廟結(jié)消構(gòu)舟，紙受獲力出復(fù)桃雜參，迷若勺作賊為赴薄歪弱倍層捷，秀則劑結(jié)拘構(gòu)翠位優(yōu)移播反之應(yīng)評(píng)不咳均潛勻偏，齊彈釀塑侵性救變漆形躲集支中躁，私從煮而過(guò)對(duì)姓抗墾震壯不塔利田。

煤⑵牙充千分趙發(fā)厭揮秤底穿部易結(jié)卵構(gòu)盒的劈延使性負(fù)，消提承高訴其粘在權(quán)地泛震齒力貿(mào)作承用片下稱的辭抗顧變極形報(bào)和秘耗展能公能摔力洪。

吉（祥C偶）辜P蛇M(jìn)瑞C殃A肚D尸對(duì)老混雕凝追土墻墻礎(chǔ)體看剛嚼度漸的包計(jì)柴算

代⑴詞對(duì)紅無(wú)珠洞惕口確墻豈體壁的且計(jì)策算

例①府如堂果顯墻忘體替高劣寬隸比仆M寒<領(lǐng)1質(zhì).燒0笛，糠則輩只炒計(jì)岡算壺剪紡切升剛蹈度扔，惕計(jì)朋算策公簡(jiǎn)式稍為貞(舒略墾)

恐②謠如磁果餡墻奶體喜高殿寬撕比企M幅>見1館.殺0轟，界則出需仗計(jì)貨算腿剪犧彎襲剛驕度蠅，麻計(jì)匯算胖公哄式爬為蒼(瘦略趣)

柱⑵擱對(duì)乞小石洞攜口績(jī)墻鏈體釣的推計(jì)亡算

康①成小豆洞裁口儀墻恐體扭的越判仇別街標(biāo)屠準(zhǔn)晃轎α盈＝濤(聾略堵)洲≤蟻0故.釀4

堵②勁目毛前智的禽P漁M鹽C園A朱D碧軟在件香，約對(duì)私于壇磚射混性底唐框螺結(jié)管構(gòu)君，縫只旱允擦許妥開斃設(shè)窯小閱洞務(wù)口聚的笨剪促力冰墻搶。鞭對(duì)軟于藍(lán)α污≥湊0泰.豈6打或蔬洞予口斷高霧度講大縱于補(bǔ)等遺于顧0別.衡8膠倍列墻屑高浸的塑大爆洞姻口駁剪得力駁墻匯，燕則盟只巖能夜分盞片逃輸隸入千。

觸③膝P柔M奏C荷A煤D錘軟身件回根刊據(jù)制開泳洞女率培按版照惱《稱抗綁震搬規(guī)序范尋》徐表剃7蛇.信2潔.墨3躬乘百以事墻偵段窄洞違口秤影漂響肯系爺數(shù)驚計(jì)杠算狠小亦洞宅口交剪富力練墻程的漿剛膀度順。

竿（竟D察）合工狼程倡算糞例表：象（江例稀子瀉還辦有榮圖取形譽(yù)等景，坑未涉錄笑入督）岡本肯例俘通云過(guò)境不篩改南變疏剪毒力探墻賣布刮置堆而根用懇剪況力欄墻線開佛豎娃縫坑的約方閃法館來(lái)洲滿儀足下其戀剛探度雷比保的邀要靈求產(chǎn)。田(泊略拋)

翁（書E稠）貪設(shè)津豎腐縫沈的竊剪趟力豈墻查墻僻體礎(chǔ)的袖構(gòu)偷造胳要蔽求

勻⑴母豎婚縫偷兩消側(cè)贈(zèng)應(yīng)戚設(shè)慨置貪暗委柱鏡。

毀⑵責(zé)剪溫力介墻衰的霧豎耳縫歲應(yīng)新開背到猶梁擁底蒸，繭將守剪正力雀墻顯分可乘殲高映寬榆比稱大尸于亞1僅.丘5謀，拒但敬也摸不鵝宜秀大帆于瓣2夸.抓5延的毒若容干群個(gè)那墻秋板煉單打元曠。

喉⑶短對(duì)沾帶興邊界框菜的那低爹矮耳鋼鑼筋帶混鳳凝約土右墻澆的屯邊奇框服柱躁的杰配撈筋請(qǐng)不伯應(yīng)斃小我于衣無(wú)似鋼役筋碑混晃凝漁土未抗正震英墻對(duì)的倍框惠架怠柱會(huì)的編配因筋魯和策箍利筋館要盼求畫。

恩⑷貌帶煮邊量框殲的殊低壓矮壺鋼酷筋參混設(shè)凝淘土瓶墻宮的賣邊茶框漏梁列，閉應(yīng)差在扁豎能縫要的帽兩邁側(cè)愛1唇.豎5曲倍框梁萌高殖范干圍猴內(nèi)啄箍鈴筋揀加覺密鍵，郵其唇箍跟筋紫間叮距配不救應(yīng)量大城于傾1燕0廟0趣m姿m哄。

似⑸駁豎渾縫仙的柜寬托度竄可得與南墻唯厚狡相植等括，城豎激縫黎處居可柜用史預(yù)堂制嚼鋼唯筋霞混嚼凝醬土昨塊慚填細(xì)入農(nóng)，晌并窮做戲好捎防拾水返。

勒（振F斷）跳底熟部蔬框哥架速－董剪且力哈墻旨部扁分睡為稍兩捏層基的因磚仔混歌底細(xì)框三結(jié)討構(gòu)曾，擾可禾以雅通駁過(guò)仍開鉤設(shè)唇洞近口借的霜方擺式煮形蹲成扎高杜寬最比暮大塵于霞2匯的悉若據(jù)干慌墻護(hù)段追。

畜注棒：輝本溉條勸因別為冠文事字盜編溪輯收的漁原俊因貓略斑去問(wèn)了形一蒸些采公用式玩，貢這豎些寨公膜式凝可掀以冠從按其盞他加一汪些洋書策上摟看財(cái)?shù)綋?。罰第賭二銀章惜頑剪嗓切罵、瞎剪怠彎拌、桶地糟震接力訓(xùn)與脈地靠震貴層木間此位月移柿比財(cái)三拉種院剛尿度眨比豈的括計(jì)俗算豐與礦選百擇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(shí)，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(shí)γ不應(yīng)大于3，抗震設(shè)計(jì)時(shí)γ不應(yīng)大于2。計(jì)算公式見《高規(guī)》151頁(yè)。

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(shí)，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(shuō)明可以采用剪切剛度。計(jì)算公式見《抗震規(guī)范》253頁(yè)。

⑵SATWE妥軟膏件素所略提更供參的輸計(jì)勒算冷方映法稈為軋《潑抗赤震梨規(guī)灘范秩》侄提例供個(gè)的必方瀉法且。

從⑶贈(zèng)應(yīng)請(qǐng)用昏范架圍建：箏可黑用趟于佳執(zhí)羊行余《遮高友規(guī)疤》右第晚E版.冠0坡.桑1舒條團(tuán)和結(jié)《號(hào)抗杰震溫規(guī)驗(yàn)范修》青第液6鹿.染1礙.頓1嚴(yán)4驅(qū)條達(dá)規(guī)縣定李的鉆工則程軍的抖剛薯度靈比勾的竟計(jì)究算鑒。

據(jù)（逮三謠）慧剪慧彎涼剛纖度薪的類理遺解流與屆應(yīng)踢用

死⑴逐規(guī)竹范班要藏求塔：

等①騾《享高權(quán)規(guī)肥》猶第健E厘.肯0灑.鈴2成條卸規(guī)立定故：茫底枕部腥大主空魂間岸大化于別一灑層例時(shí)臭，罪其攪轉(zhuǎn)浴換捉層俊上嫁部字與劫下變部攔結(jié)至構(gòu)甩等康效今側(cè)晶向寸剛呀度塊比丑γ危e狀可陸采貓用紫圖似E悟所哄示色的蹦計(jì)壽算肝模染型聲按執(zhí)公揀式衫（殃E柴.謎0袍.駁2搭）沫計(jì)關(guān)算園。很γ墾e都宜不接具近吵1施，扒非慮抗混震階設(shè)論計(jì)吉時(shí)眾γ體e都不俘應(yīng)蹦大跌于狹2膚，鴨抗間震候設(shè)臘計(jì)易時(shí)重γ液e揚(yáng)不揭應(yīng)夫大皇于嗽1摘.枝3榜。公計(jì)能算鞠公萬(wàn)式朝見弊《魯高河規(guī)漫》盯1魯5白1鬼頁(yè)紫。

目②確《辟高寫規(guī)伍》寒第牽E健.堂0喪.釘2忌條繁還錄規(guī)則定達(dá)：駝當(dāng)撕轉(zhuǎn)伶換緒層釣設(shè)莫置辜在眼3借層客及挎3惜層時(shí)以類上救時(shí)情，氏其召樓論層負(fù)側(cè)病向國(guó)剛藍(lán)度致比絹不憐應(yīng)禿小搭于唯相劑鄰耐上近部喬樓產(chǎn)層超的帝6寒0陡％殿。免⑵箭S冠A磚T衛(wèi)W幫E劣軟水件墨所它采艘用襲的蕩計(jì)探算勁方攏法戲：鴉高主位紋側(cè)猶移肆剛淋度員的目簡(jiǎn)驕化跳計(jì)觸算床。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(duì)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(guó)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(shí)，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(cè)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(hào)，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(shí)“地下室信息”中的“回填土對(duì)地下室約束相對(duì)剛度比”里的值填“0”；

注2：在SATWE軟件中沒(méi)有單獨(dú)定義薄弱層層數(shù)及相應(yīng)的層號(hào)；

注3：本算例主要用于說(shuō)明三種剛度比在SATWE軟件中的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，對(duì)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(hào)。指定薄弱層層號(hào)并不影響程序?qū)ζ渌∪鯇拥淖詣?dòng)判斷。

③當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在3層及3層以上時(shí)，《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(méi)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(shí)，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(duì)于希望H1的值取自0.00以上的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，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(hào)為6層（含地下室），轉(zhuǎn)換層下部起止層號(hào)為3～6，H1=21.9m，轉(zhuǎn)換層上部起止層號(hào)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(dòng)而引起的本層剛體轉(zhuǎn)動(dòng)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(méi)有考慮帶支撐的結(jié)構(gòu)體系和剪力墻洞口高度變化時(shí)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(shí)考慮剪切變形和彎曲變形的影響，但沒(méi)有考慮上下層對(duì)本層的約束。

三種剛度的性質(zhì)完全不同，它們之間并沒(méi)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)算短肢剪力墻結(jié)構(gòu)中底部?jī)A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(shí)，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(duì)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(jí)為一級(jí)，剪力墻抗震等級(jí)為二級(jí)、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(jí)：

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(shí)，其框支柱、剪力墻底部加強(qiáng)部位的抗震等級(jí)宜按表4.8.2和表4.8.3的規(guī)定提高一級(jí)采用，已經(jīng)是特一級(jí)的不再提高。對(duì)于轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置在3層及3層以下時(shí)，不要求提高抗震等級(jí)；

b）短肢剪力墻：其抗震等級(jí)，應(yīng)比表4.8.2規(guī)定提高一級(jí)采用。注意，這里不含表4.8.3，這是因?yàn)锽級(jí)高度的高層建筑和9度抗震設(shè)計(jì)的A級(jí)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(jí)為一、二、三級(jí)時(shí)，分別不宜大于0.5、0.6、0.7；對(duì)于無(wú)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(jí)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(jí)應(yīng)來(lái)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(jí)抗震等級(jí)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(méi)有要求對(duì)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(shí)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(duì)于配筋率，規(guī)范對(duì)“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(méi)有特殊要求，僅僅是墻膠總高度的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(jí)為一級(jí)，剪力墻抗震等級(jí)為二級(jí)。

（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：

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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(jí)/特一級(jí)/一級(jí)/一級(jí)/一級(jí)/一級(jí)/二級(jí)/

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/

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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(jí)/一級(jí)/一級(jí)/二級(jí)/一級(jí)/二級(jí)/二級(jí)/

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/

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表3荷載組合分項(xiàng)系數(shù)

組合號(hào)/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/

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a）抗震等級(jí)：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(shí)，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(shí)，程序僅按第一種工況組合輸出內(nèi)力和工況號(hào)（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(shí)，才按最大控制工況組合輸出內(nèi)力和工況號(hào)。

再?gòu)膬蓚€(gè)表中“短剪墻3”的“V2”計(jì)算過(guò)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(jí)為1.6，特一級(jí)為1.9，我們結(jié)合上面的兩個(gè)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?？梢姡绦蚩紤]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(jí)抗震等級(jí)應(yīng)分別來(lái)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(duì)自動(dòng)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(wú)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(shí)，對(duì)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(jiǎn)體結(jié)構(gòu)以及B級(jí)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(méi)有判斷A級(jí)高度和B級(jí)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(jí)】中定義了抗震等級(jí)后，程序?qū)丛O(shè)計(jì)人員定義的抗震等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，不再自動(dòng)提高。

b）對(duì)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(jí)定義為三級(jí)或四級(jí)的結(jié)構(gòu)，其抗震等級(jí)均需設(shè)計(jì)人員人為定義，程序不能自動(dòng)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(méi)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(guò)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(duì)于老版本軟件，程序?qū)?duì)每一個(gè)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(wèn)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(méi)問(wèn)題，新版軟件定義遮擋面后，風(fēng)荷載計(jì)算也沒(méi)有問(wèn)題了。

b）一般而言，對(duì)于基礎(chǔ)連在一起的帶變形縫結(jié)構(gòu)，由于基礎(chǔ)對(duì)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(méi)有直接影響，但都通過(guò)大底盤間接影響其他塔樓。

③塔樓與剛性板之間沒(méi)有—一對(duì)應(yīng)關(guān)系，一個(gè)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(méi)有說(shuō)明，但也沒(méi)有說(shuō)不要求。SATWE軟件僅僅輸出1號(hào)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(hào)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(cè)》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(shí)，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(shuō)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(duì)剛度時(shí)，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(gè)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(guò)的主要原因（一）多塔定義不對(duì)

⑴同一構(gòu)件同時(shí)屬于兩個(gè)塔。（圖略）

⑵定義為空塔。（圖略）

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(shí)，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(shí)，與同一柱相連的梁，如果標(biāo)高差小于500時(shí)，標(biāo)高較低的節(jié)點(diǎn)會(huì)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(duì)

⑴設(shè)計(jì)人員在定義鉸接構(gòu)件時(shí)，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(duì)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(cuò)層結(jié)構(gòu)的計(jì)算（一）錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的模型輸入

⑴錯(cuò)層高度不大于框架架高時(shí)的錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的處理；

⑵對(duì)于錯(cuò)層高度大于框架梁高的單塔錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的輸入

⑶對(duì)于錯(cuò)層高度大于框架梁高的多塔錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的輸入

⑷錯(cuò)層洞口的輸入

（二）錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的計(jì)算

⑴規(guī)范要求

⑵錯(cuò)層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題：SATWE軟件在計(jì)算錯(cuò)層結(jié)構(gòu)時(shí)，會(huì)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(shí)可以取二者的大值。

（本章可能是講課人員的提綱，沒(méi)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(zhǎng)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》（GB50010-2002）（以下簡(jiǎn)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(zhǎng)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(shí)，框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0可按下列兩個(gè)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(cuò)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(zhǎng)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(zhǎng)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(hào)／首層Cx／首層Cy／二層Cx／二層Cy／

柱1是邊柱，首層無(wú)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(guò)程

②表2中Cx、Cy的計(jì)算過(guò)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(duì)于底層柱，由于柱底沒(méi)有梁，所以程序自動(dòng)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(zhǎng)度系數(shù)時(shí)，程序采用以下原則計(jì)算梁、柱構(gòu)件的剛度：

①?zèng)]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(gè)條件；

②對(duì)于混凝土梁，程序采用架的剛度放大系數(shù)值恒為2.0；對(duì)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(shí)．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(shí)．對(duì)于混凝土梁，梁的剛度折減50％，并不受有無(wú)側(cè)限的限制；對(duì)于鋼梁，有側(cè)限時(shí)折減50％，無(wú)側(cè)限時(shí)不折減；

⑥當(dāng)柱一端鉸接時(shí)．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(zhǎng)度取1.0。

⑶地下室的越層柱，程序不能自動(dòng)搜索，而按層逐段計(jì)算柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。

⑷所有邊框柱，其計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)內(nèi)定為0.75。

⑸對(duì)于混凝土柱，其計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)上限為2.5，鋼柱的計(jì)算長(zhǎng)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(zhǎng)度系數(shù)，沒(méi)有執(zhí)行裝配式樓蓋的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。

⑺目前的SATWE軟件對(duì)有吊車或無(wú)吊車的排架結(jié)構(gòu)的柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)仍按框架結(jié)構(gòu)實(shí)行。

⑻對(duì)于SATWE軟件，設(shè)計(jì)人員修改柱計(jì)算長(zhǎng)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(lái)的計(jì)算長(zhǎng)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(gè)條件？

由于目前的SATWE軟件沒(méi)有直接判斷“水平荷載產(chǎn)生的彎拒設(shè)計(jì)值占總彎矩設(shè)計(jì)值的75%以上”這個(gè)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(guò)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(shí)要注意盡量選擇同一工況荷載作用下的內(nèi)力值。

（各位網(wǎng)友如發(fā)現(xiàn)或懷疑可能有的筆誤，請(qǐng)發(fā)短消息給我。）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(gè)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(shí)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(wèn)題。

（一）剪力墻連梁變形的相對(duì)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(duì)位移比的計(jì)算公式。

⑵剪力墻連梁變形的計(jì)算

⑶通過(guò)公式推導(dǎo)，得出剪切變形與相對(duì)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(duì)關(guān)系，如表1所示：

表1δν／δ和連梁跨高比之間的相對(duì)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(shí)可按照普通梁輸入；

⑵連梁跨高比小于2.5時(shí)可以洞口方式形成；

⑶連梁跨高比大于2.5，但小于5.0時(shí)可視具體情況酌情處理。

⑷連梁形成方式的不同，對(duì)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(huì)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）板往剪力墻結(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(wèn)題

⑴局部應(yīng)力的大小與有限元?jiǎng)澐值拇笮∶芮邢嚓P(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(duì)于平板無(wú)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(duì)于框支轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換梁不僅會(huì)產(chǎn)生彎矩和剪力，而且還會(huì)產(chǎn)生較大的軸力，這個(gè)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(duì)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(duì)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(wú)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(wú)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(duì)于無(wú)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(shí)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(chǎng)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(shí)產(chǎn)生的狹長(zhǎng)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(wú)限大，平面外剛度為有限剛。程序采用中厚板彎曲學(xué)元來(lái)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(wú)剛度、無(wú)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(shí)，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(chǎng)地類別為三類場(chǎng)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(cè)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／

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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）／

TopAst／2000／2000／2000／

+M（kn-m)／1060（30）／1071（30）／1015（30）／

BtmAst／4116／4156／2814／

Shear／-587（30）／-597（30）／-538（30）／

Asv／825／825／825／

Nmax（kn）／567（29）／572（29）／0／

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以上三張表中的后面3個(gè)數(shù)值依次分別為樓板條件是（／彈性板6／彈性膜／剛性板／）時(shí)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(guò)對(duì)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(shí)，框支梁會(huì)產(chǎn)生較大的軸力，而采用剛性板假定時(shí)，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(chǔ)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。第十二章斜屋面結(jié)構(gòu)的計(jì)算（一）斜屋面的建模

⑴通過(guò)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(shí)，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(méi)有設(shè)計(jì)意義。

⑶當(dāng)采用TAT和SATWE軟件計(jì)算時(shí)，頂部?jī)A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?！睕_將其定義為彈性板6。

（二）軟件對(duì)屋面斜板的處理

⑴TAT和SATWE軟件只能計(jì)算斜粱，對(duì)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(duì)整體結(jié)構(gòu)的影響。

（三）斜屋面結(jié)構(gòu)的計(jì)算

⑴簡(jiǎn)化模型1：忽略斜屋面剛度對(duì)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(jiǎn)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(méi)有意義，但在計(jì)算屋面荷載時(shí)，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(duì)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(cè)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(duì)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(duì)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)化模型1／簡(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)化模型1的彎矩設(shè)計(jì)值：467.7(上端)／541.6(下端)

⑨簡(jiǎn)化模型2的彎矩設(shè)計(jì)值：423.2(上端)／528.4(下端)

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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?gòu)谋?可以看出，屋面斜板對(duì)結(jié)構(gòu)的周期和位移均有一定影響。采用簡(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(duì)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(jiǎn)化模型1與真實(shí)模型和簡(jiǎn)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(jiǎn)化模型2計(jì)算出的構(gòu)件內(nèi)力則相差很小；

③表3主要反映的是屋面斜板對(duì)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(jiǎn)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。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(shí)，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(duì)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(shí)，輸入的次梁本身的剛度參與到空間計(jì)算中，即對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度、周期、位移等均會(huì)產(chǎn)生影響。

（三）內(nèi)力計(jì)算不同

⑴次梁按次梁輸時(shí)，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(shí)，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(méi)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(shuō)明為什么有些懸挑梁在計(jì)算時(shí)沒(méi)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(hào)／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／

TopAst／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／

BtmAst／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(hào)／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／

TopAst／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／

BtmAst／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(guò)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(shí)，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(duì)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(duì)懸桃梁的約束能力低，則相應(yīng)的梁端負(fù)彎矩就小。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(duì)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(jí)為二級(jí)，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(gè)工程的主要特點(diǎn)是：

①每一個(gè)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(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能不利。

⑶本工程在初步設(shè)計(jì)時(shí)，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(dòng)系數(shù)：0.21（X），扭轉(zhuǎn)系數(shù)：0.79

T2＝1.0954s，平動(dòng)系數(shù)：0.79（X），扭轉(zhuǎn)系數(shù)：0.21

T3＝1.0768s，平動(dòng)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(guò)對(duì)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(guò)1.5的最高限值。

經(jīng)過(guò)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(guò)上述調(diào)整后，計(jì)算結(jié)果如下：

T1＝1.3383s，平動(dòng)系數(shù)：0.22(X)，扭轉(zhuǎn)系數(shù)：0.78

T2＝1.0775s，平動(dòng)系數(shù)：0.78(X)，扭轉(zhuǎn)系數(shù)：0.22

T3＝1.0488s，平動(dòng)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(guò)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(duì)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(lái)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(guò)上述調(diào)整后，計(jì)算結(jié)果如下：

T1＝1.0250s，平動(dòng)系數(shù)：1.00(X)，扭轉(zhuǎn)系數(shù)：0.00

T2＝0.9963s，平動(dòng)系數(shù)：1.00(Y)，扭轉(zhuǎn)系數(shù)：0.00

T3＝0.8820s，平動(dòng)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

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⑺通過(guò)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(duì)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(jí)按二級(jí)，因工程平面復(fù)雜，構(gòu)造措施按提高一級(jí)。其結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示。（圖略，該結(jié)構(gòu)總長(zhǎng)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(gè)平面較大，中部連接板帶尺寸過(guò)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：

ModeNoPeriodAngleMovementTorsion

14.810314.530.930.07

23.869797.380.850.15

33.1442136.60.230.77

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(duì)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(wú)論是固接還是鉸接，均沒(méi)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(shí)，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(shí)，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(guò)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(shí)，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(cè)》的簡(jiǎn)化方式一樣。

同時(shí)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(shí)，該梁的跨中最大彎矩為194.9kn-m；當(dāng)梁瑞為剪力墻時(shí)，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(cè)》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(duì)于這種結(jié)構(gòu)形式只能進(jìn)行簡(jiǎn)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(duì)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?cè)诤?jiǎn)化時(shí)可以將磚墻簡(jiǎn)化為混凝土墻，但要注意相對(duì)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(jiǎn)化為混凝土墻時(shí)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(wèn)題（一）地質(zhì)資料的輸入

⑴±0相對(duì)于絕對(duì)標(biāo)高是什么意思？

±0相對(duì)于絕對(duì)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(duì)于絕對(duì)標(biāo)高一樣，可直接輸入大地坐標(biāo)，程序會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)人員輸入的坐標(biāo)值自動(dòng)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(duì)基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的附加彎矩作用。在填寫該參數(shù)時(shí)，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(duì)柱下獨(dú)基和樁承臺(tái)基礎(chǔ)有影響，對(duì)其他基礎(chǔ)沒(méi)有影響。

⑵自動(dòng)計(jì)算覆土重對(duì)什么基礎(chǔ)起作用？

“自動(dòng)計(jì)算覆土重”主要是指自動(dòng)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(duì)筏板基礎(chǔ)沒(méi)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(shí)需要將所有荷載都選上嗎？如果都選上會(huì)怎么樣？

讀取荷載時(shí)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(huì)在計(jì)算時(shí)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(lái)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(shuō)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(duì)應(yīng)的組合值，比如最大軸力或最大彎矩下所對(duì)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(duì)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(dòng)識(shí)別嗎？

程序能夠按照規(guī)范的要求自動(dòng)識(shí)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(wú)說(shuō)明，圖略）

⑵不等厚筏板基礎(chǔ)如何布置？（有張圖，無(wú)說(shuō)明，圖略）

⑶程序在計(jì)算柱下筏板時(shí)，可以加柱墩嗎