【文章內(nèi)容簡介】 考慮模擬施工 129 框架剪力調(diào)整 130 指定鋼筋強度 130 計算模型的合理簡化 剪力墻的輸入 130 轉換層結構的處理 130 大底盤多塔 結構和錯層結構 130 地下室共同計算 130 查詢 SSW 有 關計算結果 131 4 SS 和 SSW 計算結果的正確判斷 自振周期 132 振型曲線 132 地震力 133 水平位移特征 133 內(nèi)外力平衡 134 對稱性 134 漸變性 134 合理性 135 5 各層信息的合理選取 劃分標準層 135 設置層高 廣廈建筑結構 CAD 起步 深圳市廣廈軟件有限公司 39 135 設置混凝土等級 136 6 選筋原理 梁選筋 136 柱選筋 141 剪力墻選筋 142 板選筋 145 附錄 A:錄入系統(tǒng)數(shù)檢錯誤信息表 第 1 章 廣廈建筑結構 CAD 基本原理 廣廈建筑結構 CAD 起步 深圳市廣廈軟件有限公司 40 CAD 系統(tǒng)的組成部分 廣廈 CAD系統(tǒng)主要由以下幾部分組成 (見下圖 )，中間與多個結構分析軟件有接口。 廣廈系統(tǒng)各模塊聯(lián)系框圖 圖 11 廣廈錄入系統(tǒng) 主要功能 ： 圖形交互輸入結構平面的幾何、荷載信息，并進行數(shù)據(jù)檢查、導荷載、與結構分析軟件的接口數(shù)據(jù)轉換、以及幾何和荷載的簡圖打印。 廣廈樓板次梁磚混計算 主要功能： 自動計算規(guī)則和不 規(guī)則樓板的內(nèi)力和配筋；按用戶指定方向計算連續(xù)板帶；計算不進入結構分析程序的次梁的內(nèi)力和配筋，磚混部分進行抗震驗算和受壓驗算。 廣廈配筋系統(tǒng) 主要功能： 通過自動讀取結構分析的計算結果和樓板、次梁的計算結果，調(diào)用專家?guī)欤匆?guī)范要求，進行樓板、主梁、次梁、矩形柱、圓柱、異形柱、剪力墻的配筋，進而自動形成施工圖、定位圖、梁表、柱表、梁柱平面表示、模板圖等圖表。對超筋或截面不合理的構件進行警告。 廣廈施工圖系統(tǒng) 主要功能： 可對施工圖、定位圖、梁表、柱表進行多窗口交互編輯（包括圖元和文字的移動、修改、填加、刪除等）和圖表輸 出。可對板、梁、柱、墻進行歸并。圖表輸出可選擇直接輸出到外設和 AutoCAD輸出（生成 .DWG 文件）兩種方式。 廣廈多高層空間分析程序 SS： 采用空間薄臂桿系計算模型。 廣廈多高層建筑三維（墻元）分析程序 SSW： 采用空間墻元桿系計算模型。 廣廈基礎 CAD 系統(tǒng)： 擴展和樁基礎計算和出圖，彈性地基梁和筏基計算。 廣廈平面應力分析和彈性動力時程分析程序 廣廈錄入系統(tǒng) 廣廈樓板次梁、 磚混計算系統(tǒng) 廣廈配筋系統(tǒng) 廣廈施工圖系統(tǒng)（梁柱表版） 多高層空間結構分析 (SS,SSW,TBSA) 廣廈施工圖系統(tǒng)（平法版） 廣廈條形基礎 CAD 廣廈樁基礎 CAD 廣廈平面應力分析程序 廣廈筏板基礎 CAD 廣廈彈性動 力時程分析程序 廣廈擴展基礎 CAD 廣廈建筑結構 CAD 起步 深圳市廣廈軟件有限公司 41 當前結構分析軟件對剪力墻采用的計算模型主要有 3類，其代表性的計算軟件有： 薄壁墻 : TBSA、 TAT、廣廈 SS 墻元 : ETABS、 TUS、廣廈 SSW (對實體或開洞剪力墻用平面應力有限元分析，簡稱墻元分析 ) 殼元 : SAP8 SATWE 薄壁墻將整個平面聯(lián)肢墻或整個空間剪力筒視為一根薄壁柱，墻與梁的交接引入“剛臂”，墻與柱的交接也以剛臂處理二者的偏心。薄壁墻模型是一種易與桿系分析相銜接的慣用方法，直接得出內(nèi)力結果而無需經(jīng)應力積分，分析自由度數(shù)也相對少些。但一般認為薄壁墻的側向剛度過大，尤其有大的剪力筒時，整個筒體兩向的慣矩過大，這與實際有出入。 另外，當水平面扭轉 時扭轉中心不確切，此將影響與水平面扭轉有關的結果。 還 有，墻梁交接時引入剛臂，對梁的嵌固作用過大，使梁端彎矩偏大；墻柱交接時也提供了不合理的偏心，影響了豎向荷載的正確傳導，并產(chǎn)生不合理的彎矩和水平位移。即使是平面墻肢，當剛臂大時，與之平面內(nèi)交接的梁端彎矩結果是不確切的，按墻肢中軸線計算出的負彎矩，在墻體內(nèi)即剛臂段，彎矩為線性變化，轉換至純梁端，使梁端出現(xiàn)正彎矩。采用薄壁墻模型，凡與墻交接的梁，其端彎矩不確切，這往往使設計者困惑。同樣因剛臂之故，與墻交接的柱，其因偏心產(chǎn)生的彎矩也不確切。 墻元將墻分為若干單元。因其形函數(shù)選取不同，墻元有許多種。由于墻元節(jié)點一 般不足 6 個自由度，在處理它與平面內(nèi)外桿件交接時 ,墻元通常要作“鑲邊”處理，即在左右或上下邊引入用于轉換的柱和梁。墻元分析在墻體內(nèi)應力合理地呈曲線變化，能得到較為確切的結果。 采用平面應力分析，墻體內(nèi)無論豎向還是水平向，其應力變化都是曲線，此將使與墻交接的梁和柱獲得較廣廈建筑結構 CAD 起步 深圳市廣廈軟件有限公司 42 為精確的彎矩結果，這是墻元分析逐漸取代薄壁墻分析的一個重要原因。墻元模型要處理與平面內(nèi)、外梁柱的交接，一般是加鑲邊輔助柱、梁用于剛度轉換。為處理與梁的平面外交接，轉換柱取略大于梁寬范圍的截面剛度即可，實際上，墻對梁的嵌固作用也僅在這范圍有效。 殼元是平面應力元與板元的疊加。傳統(tǒng)的殼元只有5 個自由度，沒有法向轉角，因而它與平面內(nèi)的梁連接是鉸接的。有些軟件選用的殼元是改進的 6 自由度殼元。殼元是膜元加板元，起主要作用的是膜元。板元作用在于處理墻元的平面外交接，不需如膜元模型那樣要引入轉換桿件，這是殼元模型的有利之處。 由于殼元提供了墻元的平面外剛度，必然產(chǎn)生單元的平面外剪力，此剪力不作為需要的結果，但卻減少了柱的剪力分配，甚至于減少了本應主要承受某向剪力的其他墻的剪力分配。殼元的平面外彎曲剛度也會使法向交接梁端彎矩偏大，殼元本身的平面外彎矩同樣也不 作為需要的結果。 需指出的是，就剪力墻的計算和設計而言，著重在其平面內(nèi)的分析，即使對剪力筒或空間剪力墻，規(guī)范也是按墻肢平面考慮。 SS 1. SS可用于多層、高層建筑物的三維結構分析。 2. 結構型式包括框架、剪力墻、框架剪力墻等。 3. 桿件的截面可為矩形、梯形、 L 形、十形、圓形、工形等，墻體的截面可任意形狀。 4. 荷載包括豎直荷載 (恒載和活載 )和水平荷載 (水平面任定的兩主軸方向的風荷載和地震荷載 )。 5. 考慮彎曲變形，并可考慮軸向變形、扭轉變形和剪切變形。 6. 自重、樓層重和重心均由程序 計算，偏心、剛域、剛臂、轉桿等結構要求均由程序自動處理。 7. 考慮模擬施工。 廣廈建筑結構 CAD 起步 深圳市廣廈軟件有限公司 43 ，剪力墻按開口薄壁桿件考慮。 7 個位移自由度，即 3 個線位移 u、 v、 w， 3個角位移 ?x 、 ?y 、 ?z 、一個翹曲角 ?z39。 。按剛性樓板假定，各層樓板平面有 4 個公共自由度 u、 v、 ?z 、 ?z39。 。 ，截面在扭轉后產(chǎn)生翹曲而不保持平面，但其在截面平面的投影保持不變。忽略薄壁桿件的剪切變形。 ，按點至薄壁桿剪心連線取成剛臂，剛臂剛度為無窮大，長度由程序自動計算。 ，均以剛度為無窮大的剛性桿描述。 (墻 )交接于節(jié)點 K，有如下幾種情況。 (1)柱接柱，上下柱交接于節(jié)點 K，若有柱偏心，則 K是下柱的形心位置。 (2)墻接柱，上層柱交接下層墻于墻型節(jié)點 K 的某個內(nèi)節(jié)點 I，墻可與多根柱相接。 (3)柱接墻，下層柱交接上層墻于墻型節(jié)點 K 的某個內(nèi)節(jié)點 I，墻可與多根柱相接。 (4)墻接墻，上下墻交接于墻型節(jié)點 K，若有偏心，即上下墻截面的剪心不重合，則 K 是下墻的剪心位置，且該點坐標由下墻截面確定。墻偏心由程序自動計算。 (1) 梁僅考慮豎面的組合，并按受彎構件單排配筋。將梁長分成 6 等分，分別組合出梁兩端和跨間 5 個截面的正、負包絡圖值并求出對應的配筋面積。同時求出相應截面的剪力值及箍筋面積。對于扭矩 T，求出梁兩端及跨間的受扭箍筋及水平分布筋的面積。 (2)柱按兩個正交豎面的下、上端進行組合 ，按壓彎構件單向配筋，將組合的內(nèi)力分別計算鋼筋面積，并取最大值。同時求出 Vmax及對應的箍筋面積 Asv(其間距 S = 1m)。 (3)墻體也是按兩個豎面的下、上端進行內(nèi)力組合。組廣廈建筑結構 CAD 起步 深圳市廣廈軟件有限公司 44 合出的各組內(nèi)力 ， 由這些組合的內(nèi)力分別求出組合墻體中各直墻段的 N、 M、 V，然后計算出各暗柱區(qū)的最大主筋面積及各墻段的分布筋面積。 a. 直墻段的劃分； ； 暗柱區(qū)一般取墻厚度的 ，不同墻厚相交的暗柱區(qū)不應小于重疊區(qū)域；當 h/t6時，暗柱區(qū)取墻厚度的 1 倍范圍；當 h/t 4時，則不設暗柱區(qū)，該墻段作為柱處 理。 ； 直墻段之間端部與端部相交時將相交的兩端部的鋼筋面積相加，作為相交處暗柱區(qū)的鋼筋面積。 d. 配筋后的雙向彎曲驗算。 （墻元）分析程序 SSW 用于多層、高層建筑物的三維結構分析。 分析多塔樓、連體結構，包括各種含空間框架剪力墻的結構。 計算含錯層、跨層柱、墻中梁柱等復雜結構。 對剪力墻用連續(xù)體有限元分析。對框架系統(tǒng)用空間桿系有限元分析。 考慮多種截面類型，并對梁、柱、異形柱和剪力墻作配筋計算。 荷載包括垂直荷載（永久和可變荷載）和水平荷 載（風和地震作用）。 采用三向耦連地震分析，考慮任定多個方向的地震作用。 考慮（或不考慮）抗震設計時的框架內(nèi)力調(diào)整。 考慮（或不考慮）施工模擬。 考慮彎曲變形、軸向變形、扭轉變形和剪切變形。 1 計算規(guī)模原則上不受限制。 SSW墻元分析 墻元的精度和實用性，以及墻元應力積分的精確性。采用 4 節(jié)點矩形單元，每節(jié)點 3 個自由度，即墻平面內(nèi)廣廈建筑結構 CAD 起步 深圳市廣廈軟件有限公司 45 的 u， w， u’（轉角），用 Hermitte插值函數(shù)作單元形態(tài)分析，按有限元理論設計出來的這種墻元收斂性能好。在豎向，墻元可視為柱，在水平向，墻元可視為梁。事實上，此墻元的構造方式是專為 建筑結構分析而設計的，很適用于剪力墻分析。應力積分求值時采取了由形函數(shù)精確積分、等效和插值等處理方法，使計算盡量精確。 墻元與桿系結構分析的交接問題。程序在實施中，采用鑲邊墻元的方法，處理了平面外的交接；實體或開洞墻元均細分 3