邵弘专题讲稿

1、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、有关荷载作用计算地下室约束、层刚度的处理及人防设计（人防梁、外墙面外验算等） 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

2、。1.2 分析模型简化分析地下室顶板作为上部结构嵌固端；高规5.3.7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

3、约束；由地下室质量产生的地震力，主要被室外的回填土吸收；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

4、柱底内力调整底层柱墙内力的调整（在.标高处） 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 刚性楼板假定与不同弹性楼板计算模型的正确应用 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

5、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2.3 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

6、开大洞G55弹性楼板或板带定义特殊荷载的定义、分析和自定义组合分项系数的应用、控制方法以及软件新功能介绍3、异形柱和短肢剪力墙结构3.1 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

7、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

8、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

9、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

10、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E2.1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4.4.3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5.3.7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

11、规的10.2.6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。E.0.1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。E.0.2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1.3。10.2 层刚度计算 高规附录E.0.1建议的方法剪切刚度Ki = Gi Ai / hi高规附录E.0.2建议的方法剪弯刚度K

12、i = Fi / i 抗震规范的3.4.2和3.4.3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）100.50.1560.3340.3020.46291.01.00.8300.7610.94381.01.00.9120.9040.95971.01.00.9520.9360.96461.01.00.9500.9370.95551.01.00.9330.9140.93141.01.00.8830.8570.87731.01.00.7660.7370.75721.01.00.4320.4150.42911.01.01.0001.0001.

13、0001层刚度1.47E72.68E74.27E64.76E64.032E6结构分析部分常见问题的讨论 在工程设计中，经常需要面对一些设计参数、计算模型、求解方式的选择问题，这些问题有时会开放由用户选择，此时就要求设计者具有一定的知识，针对不同工程特点，合理地选择。1。柱墙活荷载折减系数的理解 较多的用户理解这个折减系数存在问题。这里关键是要理解“计算截面以上层”这句话。当一个10层的结构，按这句话的理解，各层的“柱墙或荷载折减系数”将是如下。层号 折减系数层号 折减系数10， 1.09， 1.08， 0.857， 0.856， 0.705， 0.704， 0.653， 0.652， 0.65

14、1， 0.60 从折减系数来看，说明从1到10层满布活荷载的概率为60%，对第6层来说6到10层满布活荷载的概率为70%，而顶层满布活荷载的概率则为100%。这说明活荷载折减的科学性、合理性。2。梁活荷载折减的正确应用 梁活荷载折减是根据梁的受荷面积而确定的，这样就会造成比较复杂的折减方式，且可能每根梁不同。 PMCAD在处理这个问题时，采用了折减楼面荷载的方式，这样就把搂面的外荷载折减了，同时，它也就把结构的整体质量、地震作用、所有构件的内力都折减了。鉴于这样的处理方式，建议在选择梁活荷载折减时，应慎重考虑。 所以，在使用PKPM系列的软件中，活荷载折减最好不要重复使用，如考虑了梁的活荷载折

15、减，则在SATWE、TAT中最好不要选择“柱墙活荷载折减”，以避免活荷载折减过多。反之亦然。3。梁弯矩放大系数的合理使用 梁弯矩放大系数起源于梁的活荷载不利布置，当不考虑活荷载不利布置时，梁活荷载弯矩偏小，程序试图通过这个参数来调整梁的弯矩。 过去这个参数只乘在梁的跨中正弯矩上，但是实际上活荷载不利布置不但对梁的正弯矩有影响，对负弯矩也有影响，所以，目前这个参数在梁正负弯矩上都乘。 当考虑活荷载不利布置时，梁弯矩放大系数宜取1.0。如果活荷载较小，则即使不考虑活荷载不利布置，该系数也不要取得过大，宜取1.1以下。只有当活荷载较大时，该系数需要取得大些。 梁弯矩放大系数是最后乘在组合设计弯矩上（

16、弯矩包络图上），所以它把恒、活、地震、风的荷载都放大了。4。剪力墙加强区起算层号的合理应用 这个参数主要是针对有地下室结构、多层带剪力墙结构、底框剪力墙结构而设置的。起算层号是指建模输入的结构自然层号。 当有多层地下室时，地下1层以下可以不按加强区设计，此时该参数可以起到抬高起算层号的目的。 多层带剪力墙结构或底框剪力墙结构，由于剪力墙的轴压比很小，按照抗震规范可以不设加强区，可以把“剪力墙加强区起算层号”定义为大于结构层，则结构分析时将没有剪力墙的加强区。 5。耦联、偶然偏心和双向地震组合的正确理解 耦联、非耦联是针对“刚性楼板假定”而言，或针对“侧刚计算振型”而言。“总刚计算振型”始终且肯

17、定是耦联的，无需说明。 偶然偏心是针对规则结构而言，计算的扭转效应很小，而实际工程则由于各种原因可能会产生较大的扭转效应，所以强制增加这类结构的地震扭矩，以增加结构产生的扭转效应。 双向地震组合是基于实际地震作用时，总双向作用，也就是说，没有纯粹的单向地震作用，所以双向地震组合应该总是要选择的。但是由于增加的配筋较大，一时还难以接受，所以目前只对不规则结构较强、且位移比（即扭转效应）接近限值的结构，需考虑双向地震组合。6。侧刚、总刚振型分析的正确应用 对于采用“强制刚性楼板”的结构，或楼板比较规则的结构，可以采用简化的振型分析方式，即“侧刚模型”，否则均应采用“总刚模型”。 采用侧刚模型是有条

18、件的。 采用总刚模型是无条件的，即即使定义了“强制刚性楼板”、即使各层楼板很规则，也可以使用总刚模型来计算结构的振型。7。振型数的合理选取 结构可以求得到的特征值是有限的。即结构的周期、振型数是有限的。结构的特征值数与结构有质量贡献的自由度有关。 有质量贡献的自由度数： 对一块刚性楼板有3个。对一个弹性节点有两个。 结构分析时，统计刚性板数和弹性节点数，即可得出可能计算出的最大特征值数。 当结构的有质量贡献的自由度数较多时，求出所有的特征值会消耗很多时间，而对结构影响大的特征参数往往是前面的特征值，所以没有必要把所有的特征值都求出来。 特征值数的合理数量可以由“有效质量系数”来判定。8。弹性楼

19、板与刚性楼板假定的合理应用 对于规则结构，且每层均有楼板，可以采用刚性楼板假定来分析结构。当楼板不规则，且有薄弱部位时，应对薄弱部位按弹性楼板来分析。 当为了计算“位移比”而考虑了“强制刚性楼板假定”时，则在正式的构件设计时，应去掉“强制刚性楼板假定”的选择，以工程的实际面貌来计算、配筋。9。层刚度比、承载力比、转换层高位刚度比的控制方法 结构的层刚度比、承载力比，其前提是结构的“层”的概念要非常清晰，否则这些都是没有意义的。 控制层刚度比（有三种算法），主要从结构布置、材料，以及上下的连接关系出发。 控制承载力则只与结构的尺寸、配筋、材料强度有关。 转换层的高位层刚度比，与单层的层刚度比控制

20、方式一致。10。剪力墙边缘构件的配筋 软件采取这种直线段的配筋，再考虑交叉点钢筋的组合，这样交叉点的钢筋即边缘构件的配筋是偏大的，有时这种偏大是不可容忍的，尤其在端部存在边框柱时。 一种合理的配筋模式是考虑直线配筋墙段的面外翼缘的作用，如L形节点处要互为翼缘，取大配筋即可，边框柱亦应与直线配筋墙段共同组合内力、作为一个整截面配筋。 对于斜交墙肢的端部、弧墙等，这类剪力墙的配筋方法，目前仍没有好的方法解决。对剪力墙用应力配筋的模式是解决各种形式剪力墙配筋的一个方向，也是一个较为彻底的解决方案。11。竖向地震的局部作用 竖向地震作用应针对整体结构，从规范的角度出发，平衡的设计是需要提倡的。所以，目

21、前程序仍遵从整体考虑的模式，不能局部考虑。 竖向地震作用采用的是简化分析模型，其大小只与竖向作用的恒载、活载有关。而实际上，竖向振动是比较复杂的，与质量分布、竖向刚度有很大关系。12。复杂结构的位移控制 规范要求的层间位移角、位移比，是基于刚性楼板假定而给出的限值，但是，对于复杂结构刚性楼板假定并不适用，所以不能生搬硬套规范的限值。 程序计算了每根杆件（柱、墙）的杆间位移角，并找出最大值作为楼层的层间位移角。所以，对于复杂结构，如坡屋顶、体育馆、看台、工业建筑等等，最大位移角的控制，应考虑每根杆件的杆间位移角，程序操作时，应选择“详细位移输出”。此时位移比有时是没有意义的。因为楼层并不是平的，

22、也没有设置刚性楼板假定。 结构的构件设计应去掉“强制刚性楼板假定”，这样得到的计算结果是真实的。13。梁刚度放大系数的合理应用 梁刚度放大是基于楼板而设置的，在分析时，程序对梁只考虑了矩形截面，刚度偏小。 目前程序的设置及处理方式比较粗糙，整个结构只设两个（分中梁、边梁）。严格说来，应根据每层每根梁的楼板情况而定。 程序下一步将增加这种细化的功能。14。铰接梁的合理设置 混凝土梁应该都是刚接，没有严格意义上的铰接，所以设置铰接是有问题的。 铰接梁定义的太多，导致内力的重分布，内力分配不合理因数加大，计算结果不合理。结构分析应真实可信。 剪力墙面外的约束程序可以比较真实的表现，不应通过铰接的方式

23、调整梁端弯矩。 梁的超限应具体情况具体分析，切勿通过盲目设置梁的铰接，来达到梁不超限的目的。剪力墙边缘构件的设计 边缘构件部位及要求 （1）高规的7.2.15条规定，抗震设计时，一、二级剪力墙结构底部加强部位及以上一层的墙肢设置约束边缘构件，一、二级剪力墙的其它部位以及三、四级和非抗震设计的剪力墙墙肢均应设置构造边缘构件。 （2）对于这两类边缘构件，程序都可以通过自动搜索确定。边缘构件的一些特征尺寸、主筋面积、箍筋面积或者配箍率，用户都可以在边缘构件简图中看到。边缘构件的配筋 新规范程序对于剪力墙配筋结果的表示提供两张图，一张是配筋简图中对于各个直线剪力墙段的配筋结果，另一张是边缘构件配筋结果

24、。值得注意的是：直线剪力墙段的暗柱主筋给出的是计算值，如果计算值小于零则取零，并不考虑构造要求；而边缘构件简图中的配筋结果则同时考虑了钢筋计算值和构造值，也即二者当中取大。简言之，剪力墙的配筋结果以边缘构件简图为准，直线剪力墙段的配筋图仅供校核之用。 边缘构件设计及存在的问题 （1）软件采取这种直线段的配筋，再考虑交叉点钢筋的组合，这样交叉点的钢筋即边缘构件的配筋是偏大的，有时这种偏大是不可容忍的，尤其在端部存在边框柱时。 （2）一种合理的配筋模式是考虑直线配筋墙段的面外翼缘的作用，如L形节点处要互为翼缘，取大配筋即可，边框柱亦应与直线配筋墙段共同组合内力、作为一个整截面配筋。 （3）对于斜交

25、墙肢的端部、弧墙等，这类剪力墙的配筋方法，目前仍没有好的方法解决。对剪力墙用应力配筋的模式是解决各种形式剪力墙配筋的一个方向，也是一个较为彻底的解决方案。框架剪力墙结构设计 （1）一般框剪结构恒载计算应选择“模拟施工1”；（2）按高规有0.2Qo的调整，此时程序自动放大梁柱的地震弯矩和剪力；（3）框架部分底层承受地震倾覆弯矩，应满足小于50%的规范要求，否则应按框架结构分析的抗震等级设置；（4）框剪结构，程序自动把柱轴压比放松0.05；（5）一端与柱一端与墙相连的梁，也可以按连梁设计；（6）可以选择“模拟施工2”用于传基础力；（7）一些内筒外框、筒中筒等结构，程序也认为是框架剪力墙结构，所以也

26、要符合框剪结构的要求；（8）框筒结构，由于结构的扭转刚度都集中在内筒，结构扭转周期往往靠前，不满足新高规周期比的要求。所以要特别注意刚度的布置位置、方向等；（9）周期比不满足要求的结构，应增加结构外部的刚度，如：在角部加剪力墙等；（10）对于0.2Qo调整，一般可只在底部几层进行或按新高规分段调整。尤其对有内收的结构，一般只调整到内收层为止；（11）对框架支撑体系的钢结构，可以认为属于框剪结构，所以按高钢规，有25%Qo的调整要求；（12）有关剪力墙的设计要求见下节“剪力墙结构设计”。剪力墙结构设计 加强区与约束边缘构件剪力墙加强区及约束边缘构件的确定，软件按以下几点控制：（1）加强区按规范要

27、求取1/81/10的结构总高度，并不小于2层；（2）在加强区及以上一层为约束边缘构件；（3）加强区的设计调整系数与非加强区不同；（4）地下室程序自动认为是加强区，也可用人工指定加强区的起算层号的手段来指定地下室为非加强区；（5）有地下室时，程序自动扣除地下室的高度计算加强区；（6）新高规规定加强区都为约束边缘构件，新抗震规范则规定在加强区是否为约束边缘构件由轴压比控制，程序按新高规的要求操作、控制。当结构层数较少，或剪力墙的轴压比很小时，软件仍按新高规的要求设计约束边缘构件；（7）剪力墙单肢轴压比，按1.2倍重力荷载代表值计算；（8）加强区的确定有局限，应按需要在设计时自行调整、修正；（9）剪

28、力墙的间跨比按最大剪力组合时那组的内力计算、控制。边缘构件设计注意事项 剪力墙边缘构件的设计与剪力墙端部的配筋计算目前是有较大差异的，即配筋按直线段而边缘构件按组合墙段之间的矛盾。在下一版的软件中，将改变这一问题。边缘构件的设计要注意以下几点：（1）剪力墙按单肢墙端部计算配筋，按边缘构件的组合墙设计配筋；（2）当墙肢长度不大于3倍的墙厚时，按柱配筋，此时水平筋可以理解为箍筋，但注意轴压比仍按墙计算；（3）当两个边缘构件靠的很近时，程序会自动考虑合并；（4）边框柱作为剪力墙的一部分与墙共同工作，边框柱按柱配筋作为参考，轴压比也仅为参考，视具体情况而定；边框柱合理的配筋是与组合墙一起整体受力、配筋

29、；（5）边缘构件的配筋，尤其是L形端部，按分段直线段配筋有时过大，可以考虑钢筋的共用，如考虑翼缘的作用，两个方向的配筋可以取大值，至少可以减去中间部分的钢筋面积；（6）边缘构件中的箍筋按构造要求配置，尤其是一、二级抗震等级的边缘构件；（7）边缘构件的配筋应参考边缘构件配筋简图，而在单肢墙配筋简图中输出实际需要的配筋面积，小于0取0，水平分布筋仍在单肢墙配筋简图中输出、参考。多层及高层钢结构分析设计技术要点（1）在软件编制中按照建筑结构荷载规范、建筑抗震设计规范、钢结构设计规范及高层民用建筑钢结构技术规程对钢构件进行截面相应的截面强度、整体稳定、局部稳定等的验算。（2）按高层民用建筑钢结构技术规

30、程计算地震力和地震参数，可对钢柱进行0.25Q0的基底剪力调整。（3）在抗震规范的第八章中，对钢柱、钢梁和钢支撑以强制条文的方式，规定了杆件的宽厚比、高厚比和长细比，所以当遇到不满足强制性条文的规定时，软件将严格报错，以提示用户注意。 钢结构的整体分析（1）钢结构的整体分析与混凝土结构一样，不但要满足抗震规范的相应条文，如：最小基底剪力、薄弱层、层刚度比、位移比、周期比、最大位移角等等控制，还应该根据钢结构变形较大的特点，考虑偶然偏心、双向地震、二阶变形效应，如：P-效应。对重要的结构还应考虑弹塑性变形分析，如：弹塑性动力时程分析、弹塑性静力推覆分析。（2）当钢结构是由空间杆件组成，带有大量的

31、空洞、交错结构、空间斜交结构，空间弧形构件、支架、塔架、桁架、屋架等等，在分析时会产生大量的独立的“弹性节点”，这就要求在建模、分析时注意：复杂构件连接应尽量选择空间整体建模，如SPASCAD；整体分析时振型数应取得足够的多，应以“有效质量系数”大于90%为满足依据。（3）由于钢的弹性模量比混凝土大的多，对纯钢结构可以按“一次性加载”计算恒载。钢结构允许变形大,分析时最好考虑P-效应，以对这种较大变形进行补充计算。考虑P-效应后，水平位移增大约5%10%。一般当杆间位移角大于1/250时应该考虑P-效应。（4）钢柱的“有侧移”、或“无侧移”选择，可以按以下原则考虑：（A）当楼层最大杆间位移小于

32、1/1000时，可以按无侧移设计；（B）当楼层最大杆间位移大于1/1000但小于1/300时，柱长度系数可以按1.0设计；（C）当楼层最大杆间位移大于1/300时，应按有侧移设计。（5）目前软件没有考虑钢梁柱节点的剪切变形，可以通过加强钢柱的节点域，如在节点中间夹焊缀板等方法，来提高节点域的刚度，减少节点域的剪切变形。这一点对H型钢的柱节点尤其重要，在高层钢结构设计中也是要重点关注的。钢结构的位移控制（1）抗震规范规定，当地震力作用下的位移应小于1/300，当结构为高层钢结构时，可以放松到1/250。同时还应考虑舒适度的要求，控制顶点的加速度值。（2）同样钢结构也应该有偶然偏心、双向地震，并且

33、位移控制也要考虑偶然偏心和双向地震。钢构件的设计控制（1）当为转换层结构时，对转换构件也要在“特殊构件”中按“转换梁”、“框支柱”定义，软件在计算时将考虑规范的要求，对转换梁、框支柱进行地震内力放大。（2）对于按支撑输入的斜柱，应在“特殊构件”定义中把其两端的连接属性改为两端刚节，这样斜柱将按支撑和柱设计验算取大值。同样当钢梁产生轴力时，钢梁也应按钢柱的方式验算强度、稳定，与受弯构件的验算比较取大值控制。而且对两端铰接梁还要按照水平支撑的要求，按支撑的方式验算。（3）对于混合结构，其中的钢结构部分应按要求进行分析演算，对混凝土部分则应参照有关相应的规范进行设计验算。带吊车荷载作用的结构设计吊车

34、荷载说明（1）在TAT和SATWE的吊车荷载计算中，没有考虑吊车荷载对吊车梁的影响，即没有按照影响线的方式考虑吊车梁，吊车梁应采用其它软件专门分析。所以TAT和SATWE所分析的吊车荷载适用除吊车梁以外的其余构件。（2）软件要求根据吊车的形式，如对各种轨道、轮压点的吊车，给出最大轮压反力（或作用）及最小轮压反力（及作用），不论该吊车运行轨道上有几部吊车，均按这个方式给出。（3）在一对轨道内的吊车荷载称为第1组吊车荷载（不论该对轨道内有几部吊车），第二对吊车轨道则可以定义第2组吊车荷载等等。（4）纵上所述，吊车的论压荷载是一个综合的作用反力，它是需要通过对吊车梁、柱的影响线分析才能得到的。也可以

35、在一些设计手册中查找。（5）吊车水平刹车力作用在上层的柱中间。 吊车荷载的计算模型 由于吊车荷载作用在吊车柱的牛腿上，所以在牛腿处应该设置一个标准楼层，并且在沿吊车运行轨迹方向应定义框架梁，如吊车柱在吊车运行轨迹方向没有框架梁，也应把吊车梁作为两端铰接梁输入，吊车荷载的移动顺序是通过轨迹上的梁所确定的，这是吊车运行轨迹方向必须布置梁的原因。 吊车荷载的计算 吊车荷载的作用点就是与吊车轨道平行的柱列各节点，它是根据吊车轨迹由程序自动求出。在TAT、SATWE软件中选择“吊车荷载计算”，则对吊车荷载作如下计算：（1）程序沿吊车轨迹自动对每跨加载吊车作用；（2）求出每组吊车的加载作用节点；（3）对每

36、对节点作用4组外力，分别为：a.左点最大轮压、右点最小轮压；b.右点最大轮压、左点最小轮压；c.左、右点正横向水平刹车力；d.左、右点正纵向水平刹车力；（4）对每组吊车的每次加载，求每根杆件的内力；（5）分别按轮压力和刹车力，求每根柱的预组合力，预组合力的目标为：最大轴力、最大弯矩等。合理的计算模型（1）在吊车荷载作用的有牛腿的楼层应一般没有楼板，所以应考虑该层的节点为“弹性节点”即不受刚性楼板假定的制约。即使是多层工业厂房，在吊车柱的外边有楼板，也要按“弹性楼板”考虑，或者不考虑楼板的存在和作用，这样可以比较安全地求出水平刹车力对上下梁的影响。（2）当吊车柱之间设有交叉支撑时，必须考虑支撑的

37、作用，在吊车柱的设计中，可适当减少吊车柱在支撑布置方向的长度系数。（3）注意：当这种结构产生了多个“弹性节点”后，地震振型数就要增加。振型分析也应该采用“总刚模型”。预组合目标吊车柱预组合目标共14项： （1）Vxmax、（2）Vymax、（3）+Mxmax、（4）-Mxmax、（5）+Mymax、（6）-Mymax、（7）Nmax,+Mxmax、（8）Nmax,-Mxmax、（9）Nmax,+Mymax、（10）Nmax,-Mymax、（11）Nmin,+Mxmax、（12）Nmin,-Mxmax、（13）Nmin,+Mymax、（14）Nmin,-Mymax吊车荷载作用下梁的预组合目标为：

38、 （1）+Mmax/T、（2）-Mmax/T、（3）-Vmax/N预组合方式（1）吊车柱预组合分别有“只考虑轮压的预组合力”和“考虑轮压加刹车的预组合力”。预组合1 是吊车的“轮压+刹车”内力组合；预组合2 是吊车的“轮压”内力组合。（2）梁预组合也按照“只考虑轮压的预组合力”和“考虑轮压加刹车的预组合力”这两种情况搜索出梁的包络内力，即为：预组合1 轮压+刹车包络内力；预组合2 轮压包络内力。吊车荷载的组合方式（1）当结构考虑吊车计算时，吊车荷载作为可变荷载的一种类型，按上节的组合原则对吊车荷载作用进行相应组合。（2）在有活荷载参与的组合中，把楼面的竖向作用活荷载产生的内力与各个吊车荷载预组

39、合内力叠加，产生新的活荷载，再与恒载、地震力组合，产生组合设计内力，对构件进行配筋、验算等操作。（3）吊车荷载的组合系数与楼面竖向活荷载一样，即为：L。吊车荷载结构的设计注意事项 TAT、SATWE可以分析带吊车的结构。但有以下几个问题：（1）地震分析时，没有计入吊车的桥架重和吊重；（2）没有考虑吊车梁的作用；（3）吊车柱的配筋，没有考虑排架的长度系数。 因为吊车的桥架重和吊重是移动荷载，所以很难确定质量的位置，在地震分析中这部分的质量没有计入，则计算地震作用局部算小了，可以通过地震作用放大来弥补这个问题。 对于吊车梁，当排架中间有框架梁，则应输入该框架梁，否则应把吊车梁按两端铰接梁定义、输入

40、。在用TAT、SATWE分析时，排架柱之间必须要有梁才能正确分析。 排架柱的计算长度可以人工修正，因此在用软件设计中要注意以下几点：（1）对于重型吊车、排架结构应用PK计算；（2）TAT、SATWE适用于中、轻型的吊车分析，特别是多层结构中带吊车的结构形式；（3）吊车分析以每对轴线为准，程序自动搜索每对轴线上的吊车柱，并成对作用；（4）注意定义吊车的参数及含义；（5）TAT、SATWE只计算吊车柱，并生成柱的预组合力；（6）吊车柱的配筋考虑了刹车+轮压、轮压的不同组合；（7）吊车柱的长度系数应由用户自行修正。结构薄弱层的概念和控制结构层刚度沿竖向突变产生的薄弱层 （1）高规的4.4.2、5.1

41、.14条规定，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度小于其上一层的70%或小于其上相临三层侧向刚度平均值的80%，或某楼层竖向抗侧力构件不连续，其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以1.15的增大系数。 （2）另外高规附录E.0.2条规定，当底部带转换层高层建筑结构的转换层设置在3层及3层以上时，其楼层侧向刚度尚不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60%。抗震规范附录E2.1规定，筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2。 软件实现 规范对结构的层刚度有明确的要求，在判断楼层是否为薄弱层时，抗震规范和高规建议的计算层刚度的下列方法（地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否满足要求等，都要求有层

42、刚度作为依据）：方法1：高规附录E.0.1建议的方法剪切刚度：Ki = Gi Ai / hi方法2：高规附录E.0.2建议的方法剪弯刚度：Ki = Vi / i方法3：抗震规范的3.4.2和3.4.3条文说明及高规建议的方法地震剪力与地震层间位移的比：Ki = Vi / i对于薄弱层： （1）程序将该层地震作用标准值的地震剪力乘以1.15的增大系数；（2）程序设有指定薄弱层项。用户可手工指定薄弱层；（3）这三种计算方法有差异是正常的，可以根据需要选择；（4）对于大多数一般的结构应选择第第3种层刚度算法；（5）对于多层结构可以选择第1种种层刚度算法；（6）对于有斜支撑的钢结构可以选择第2种层刚度

43、算法。选择第3种方法计算层刚度和刚度比控制时，一般要采用“刚性楼板假定”的条件。对于有弹性板或板厚为零的工程，应计算两次。在刚性楼板假定条件下计算层刚度并找出薄弱层。再在真实条件下计算，并且检查原找出的薄弱层是否得到确认，完成其它计算。转换层是楼层竖向抗侧力构件不连续的薄弱层。不管该层程序判断是否满足刚度比要求，用户都应将该层手工置为“薄弱层”。第3种方法适用于所有结构类型计算刚度比及薄弱层，且比其它二种方法更易通过刚度比验算。结构楼层受剪承载力沿竖向突变产生的薄弱层高规的4.4.3、5.1.14条规定，A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%，不应小

44、于其上一层受剪承载力的65%；B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不应小于其上一层受剪承载力的75%。抗震设计的高层建筑结构，结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的80%，其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以1.15的增大系数。程序无自动进行楼层层间受剪承载力不满足的判断的功能。用户在确定某层抗侧力结构的受剪承载力小于其上一层的80%时，应将该层手工设置为薄弱层。结构弹塑性变形验算 结构弹塑性变形验算，指罕遇地震下结构层间位移不超过弹塑性层间位移角，属变形能力极限状态验算。（1）罕遇地震作用取值 烈度：7，max ： 0.50（0.72）烈度：8，max ： 0.9（

45、1.2）烈度：9，max ： 1.4（2）作用效应组合只考虑罕遇地震下的弹塑性层间变形，不考虑其它荷载下产生的变形；地震作用分项系数驭1.0，其它荷载组合值系数取0。（3）计算方法“高规”5.5.1条规定，7、8、9度抗震设计的高层建筑结构，在罕遇地震作用下薄弱层（部位）弹塑性变形计算可采用：（a）弹塑性位移增大系数法“高规”5.5.3条的简化方法，适用于不超过12层，且层侧向刚度无突变的框架结构；（b）弹塑性时程分析方法；（c）“抗震规范”5.5.3条，还提出可采用静力弹塑性分析方法。pkpm软件系列提供了相应的计算软件，在TAT、SATWE、PMSAP结构设计程序中提供了计算薄弱层弹塑性变

46、形的增大系数法；也提供了高层建筑结构弹塑性时程分析程序EPDA，静力弹塑性分析方法程序PUSHOVER，用于上款规定的建筑结构的薄弱层弹塑性变形计算。弹塑性层间位移的简化方法简化方法即为弹塑性位移增大系数法 复杂结构分析的复核1。当结构较为规则时，可以用平面建模PM、STS；2。当结构复杂时，可以用空间建模SPASCAD；3。结构分析可以采用SATWE、PMSAP、TAT等。软件的相互关系如下图所示：二次建模补充空间建模SPASCAD平面建模PM、STS结构分析软件SATWE、PMSAP、TATPMSAP总结SPASCAD:1。集几何建模（梁、柱、支撑、墙、板）、荷载定义、材料定义、指定约束、

47、特殊构件设计信息、特殊结构的快速建模、特殊荷载定义、相容层信息定义等于一身；2。各种消影显示、局部显示等方便、灵活，为定义、查看提供各种手段；3。可在平面建模PM、STS的基础上，进行二次补充建模；4。基于子结构建模的拼装，使建模工作可以多人同时操作；5。后接PMSAP分析，实用快速；6。空间建模可以真实地看到结构分析时的计算模型，因此SPASCAD这种空间建模的应用是今后趋势。PMSAP:1。墙、板的计算模型与SATWE不同；2。墙、板单元之间的协调条件与SATWE不同；3。墙、板的单元划分更细，分析精度可控制；4。结构整体分析中可以把楼板的作用一起考虑，并对楼板进行配筋设计等；5。准确、实

48、用的分析结果显示，尤其对复杂结构，如：框支转换层结构、厚板转换层结构等；6。既可以与PM、STS接口，又可以与SPASCAD接口，尤其后者，按广义层定义，可以很好地解决错层、车库的车道、坡面斜面斜板、不等高嵌固、不同层嵌固、起拱等结构的建模问题。弹塑性位移角控制1。结构各层弹塑性最大位移、位移角，平均位移、位移角；2。最大变形时刻的结构整体位移、位移角曲线；3。对于高层尤其是超高层结构应考察有害位移、有害层间位移角，有害位移是结构真正的变形位移，对高层结构最大有害层间位移与最大层间位移往往差异较大，分布也不同；4。目前抗震规范仍然以层间位移角给出判断指标，所以弹塑性位移控制仍以规范为准。 -

49、层号 塔号 平均位移 最大位移 平均位移角 最大位移角 (mm) (mm) (1/rad) (1/rad)- 16 1 52.0( 378) 112.2( 374) 571( 378) 279( 377) 15 1 45.7( 377) 101.6( 373) 570( 378) 244( 376) 14 1 39.1( 376) 89.9( 373) 633( 394) 278( 375) 薄弱部位 13 1 33.6( 381) 77.9( 372) 700( 376) 275( 374) 12 1 30.9( 383) 66.3( 371) 766( 375) 288( 374) 11 1 29.4( 384) 56.9( 369) 732( 374) 292( 373) 10 1 27.3( 384) 48.9( 366) 862( 374) 336( 372) 9 1 24.9( 385) 42.2( 365) 1134( 373) 419( 371) 8 1 22.2( 385) 36.5( 364) 939( 384) 455( 369) 7 1 18.5( 385) 30.2( 363) 902( 385) 487( 368) 6