建筑结构计算机辅助设计专题系列讨论

1、建筑结构计算机辅助设计专题系列讨论内容1、上部结构与地下室共同工作 2、楼板在结构整体分析中的考虑3、异形柱和短肢剪力墙结构4、转换层结构5、多塔、错层及有伸缩缝结构6、梁的特殊考虑7、底框结构8、边框柱 9、有关荷载作用计算1、上部结构与地下室共同工作1.1 有地下室结构的特点1.2 分析模型1.3 风荷载作用计算 1.4 地震作用计算 1.5 竖向荷载作用计算 1.6 地下室外墙平面外设计1.7 地下室人防设计1.8 地层柱底内力调整1.1 有地下室结构的特点上部结构与地下室组成一个承力体系，具有共同的位移场，相互协调变形；地下室外的回填土对结构有一定的约束作用。1.2 分析模型简化分析地

2、下室顶板作为上部结构嵌固端；高规条，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。 地下室某一层顶板作为上部结构嵌固端；地下室顶板作为上部结构嵌固端。共同工作分析通过对地下室部分施加弹簧约束，考虑地下室外的回填土对结构有一定的约束作用。1.3 风荷载作用计算程序自动考虑下列因素地下室部分的基本风压为零；在地上部分的风荷载计算中，自动扣除地下室部分的高度，地下室顶板作为风压高度变化系数的起算点；结构在风荷载作用下的反应（位移、内力）受地下室外的回填土约束。1.4 地震作用计算结构在地震作用下的反应（周期、振型、位移、内力）受地下室外的回填土约束；由地下室质量产生的地震力，主要被

3、室外的回填土吸收；在计算结构的“剪重比”时，不考虑地下室质量。1.5 竖向荷载作用计算对于一般结构而言，地下室外的回填土约束对竖向荷载作用几乎没有影响。对于悬挑结构而言，地下室外的回填土约束对竖向荷载作用有一定影响。1.6 地下室外墙平面外设计恒活荷载作用结构整体分析得到的恒活荷载的轴力、弯矩面外土、水侧作用按简化方法计算面外土水侧压力作用的弯矩配筋设计按压弯构件进行配筋计算1.7 地下室人防设计人防荷载计算的输入参数地下室层数与人防地下室层数考虑了哪些构件的人防设计人防作用效应分析模型人防作用效应组合地下室外墙的平面外设计地下室构件的人防设计1.8 地层柱底内力调整底层柱墙内力的调整（在.标

4、高处） 部分地下室人防设计；门框墙； 地下室顶板的配筋计算在SLABCAD中；地下室底板配筋计算；传给基础的设计荷载中不包括人防设计荷载。暂未考虑的因素 2、楼板在结构整体分析中的考虑2.1 楼板刚度的特点2.2 刚性楼板假定2.3 弹性楼板62.4 弹性楼板32.5 弹性膜2.6 板柱结构2.7 空旷结构2.8 楼板开大洞2.1 楼板刚度的特点楼板刚度由面内刚度和面外刚度两部分组成面内刚度膜剪切单元面外刚度板弯曲单元对楼板的假定刚性楼板假定弹性楼板6弹性楼板3弹性膜2.2 刚性楼板假定刚性楼板假定面内刚度无限大，面外刚度为零适用范围楼板不特殊的绝大多数工程梁刚度放大变相地考虑楼板的面外刚度2

5、.3 弹性楼板6弹性楼板6考虑楼板的面内刚度和面外刚度采用壳单元适用范围所有工程缺点计算量大，影响梁配筋结果2.4 弹性楼板3弹性楼板3面内刚度无限大，考虑楼板的面外刚度采用板弯曲单元适用范围面内刚度很大，不可忽略面外刚度的结构2.5 弹性膜弹性膜考虑楼板的面内刚度，面外刚度为零采用膜剪切单元适用情况要考虑面内刚度，可以忽略面外刚度的结构2.6 板柱结构等代梁法等代梁截面定义：等代框架方向板跨3/4，及垂直方向板跨1/2弹性楼板需梁布置2.7 工业厂房、体育馆所等空旷结构不与楼板相连的构件特性的考虑 楼板刚度的合理考虑2.8 楼板开大洞G55弹性楼板或板带定义3、异形柱和短肢剪力墙结构3.1

6、异形柱和短肢剪力墙特点3.2 异形柱的有关规定3.3 短肢剪力墙的有关规定3.4 结构分析中的考虑3.5 配筋设计时的考虑3.1 异形柱和短肢剪力墙结构的特点在建筑使用上的优点受力特点截面尺寸柱 H/B 3异形柱 H/B 5短肢剪力墙 5H/B 83.2 异形柱的有关规定轴压比 (0.05)配筋构造3.3 短肢剪力墙的有关规定地震倾覆力矩 (0.3m;取刚域长 Dbi=Det-H/4；荷载按梁两端节点长度计算；自重按梁扣除刚域后的长度计算；截面设计按梁扣除刚域后的长度进行。梁与柱重叠部分是否作为刚域的差别“是”刚度大，自重小，梁端负弯矩小“否”刚度小，自重大，梁端负弯矩大6.3 刚性梁程序隐含

7、定义刚性梁 两端节点都在柱截面范围内的梁为刚性梁； 刚性梁的技术要点如下刚性梁无自重，但可以有外荷载； 刚性梁自身无变形，只有刚体平动或转动；刚性梁的作用是正确的传递力。刚性梁在平面简图上为红色线条。6.5 次梁 输入 端部约束 与 PK 计算结果的比较6.4 变截面梁在STS中可以输入变截面构件；变截面：矩形、工字形在单元库中配置了变截面单元，可以准确地分析变截面构件的内力；在构件性能验算中，按平均截面近似计算。7、底框结构7.1 接PM主菜单8的简化算法7.2 有限元整体算法 7.1 接PM主菜单8的简化算法计算模型 仅对底框部分进行三维分析； 考虑上部的恒、活、风、地震作用， 忽略上部的

8、刚度上部各种作用的考虑 恒、活荷载 风荷载 地震作用附加轴力计算简图7.2 有限元整体算法计算原理 假定砌块墙为均质材料 用砌块的容重计算砌块墙的自重 用砌块的弹模计算砌块墙的刚度 采用震型分解法计算地震力砌块墙的抗震验算对每片墙和每根轴线上的墙分别作抗震验算复杂砌体结构 多层底框；部分框架，部分砌块墙； 内浇外砌；部分砼剪力墙，部分砌块墙；8、边框柱8.1 刚度、内力计算8.2 偏心考虑8.3 配筋计算8.4 与TAT的差异 9、有关荷载作用计算9.1 模拟施工加载计算9.2 活荷载的计算9.3 风荷载计算9.4 地震力计算 9.1 模拟施工加载计算在软件中提供的模拟施工加载计算方式有一次性

9、加载模拟施工加载1模拟施工加载2应清楚的问题模拟施工加载的机理软件中考虑到了哪些因素三种加载方式的差异恒载作用下结构变形形成示意图 n=n恒载作用下结构变形形成近似示意图 n=n9.2 活荷载的计算梁的活荷不利布置计算活荷质量折减活荷作用折减 板活荷作用折减 梁活荷作用折减 柱、墙的活荷作用折减 传给基础设计荷载的折减9.3 风荷载计算取本层的迎风面积；风压高度变化系数取本层楼板的标高处的值；竖向加载点：本层楼板的标高处；当无刚性楼板假定时，按本层楼板标高处的节点数平均分配。9.4 地震力计算软件中提供了两种算法：算法1和算法2（1）算法1与算法2的区别（2）应用范围、应注意些什么（3）与地震

10、计算有关的参数10、层刚度比10.1 层刚度比控制 10.2 层刚度比计算 10.1 层刚度比控制 新抗震规范附录规定，筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2。新高规的条规定，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的70%或其上相临三层侧向刚度平均值的80%。新高规的条规定，高层建筑结构计算中，当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。 新高规的条规定，底部大空间剪力墙结构，转换层上部结构与下部结构的侧向刚度，应符合高规附录D的规定。底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构，可近似采用转换层上、下层结构等效刚

11、度比表示转换层上、下层结构刚度的变化，非抗震设计时不应大于3，抗震设计时不应大于2。底部为25层大空间的部分框支剪力墙结构，其转换层下部框加-剪力墙结构的等效侧向刚度与相同或相近高度的上部剪力墙结构的等效侧向刚度比e宜接近1，非抗震设计时不应大于2，抗震设计时不应大于。10.2 层刚度计算 高规附录建议的方法剪切刚度Ki = Gi Ai / hi高规附录建议的方法剪弯刚度Ki = Fi / i 抗震规范的和条文说明中建议的计算方法：Ki = Vi / Ui层号剪切刚度剪弯刚度刚度（E1）刚度（均布）刚度（集中）100.50.1560.3340.3020.46291.01.00.8300.7610.94381.01.00.9120.9040.95971.01.00.9520.