【文章內(nèi)容簡介】 算結(jié)果表：－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－表1　柱柱柱1／／／／／柱2／／／／／柱3／／／／／－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－表2　柱柱柱1／／／／／柱2／／／／／柱3／／／／／－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－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的計算過程②表2中Cx、Cy的計算過程根據(jù)公式（)和（)，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＝。（四）注意事項⑴采用公式（）和（）計算柱的計算長度系數(shù)時，程序采用以下原則計算梁、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)計值占總彎矩設(shè)計值的75％以上這個條件；②對于混凝土梁，；對于鋼梁，則采用設(shè)計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．；⑦斜柱（支撐）剛度不考慮在約束剛度比的計算中；⑧單向墻托柱、柱托單向墻，面內(nèi)按固端計算，剛度比取10，面外按實際情況計算；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）。⑶地下室的越層柱，程序不能自動搜索，而按層逐段計算柱的計算長度系數(shù)。⑷所有邊框柱。⑸對于混凝土柱。⑹程序只執(zhí)行現(xiàn)澆樓蓋的計算長度系數(shù)，沒有執(zhí)行裝配式樓蓋的計算長度系數(shù)。⑺目前的SATWE軟件對有吊車或無吊車的排架結(jié)構(gòu)的柱計算長度系數(shù)仍按框架結(jié)構(gòu)實行。⑻對于SATWE軟件，設(shè)計人員修改柱計算長度系數(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)該直接計算，否則程序仍然按照原來的計算長度系數(shù)進(jìn)行計算。（五）如何判斷“水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值占總彎矩設(shè)計值的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)計值占總彎矩設(shè)計值的75%以上”這個條件的功能，因此需要設(shè)計人員自己進(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》，從而得到所有荷載產(chǎn)生的總彎矩設(shè)計值；⑵點取SATWE軟件“總信息”中“恒活載計算信息”里的“不計算恒活載”選項，然后進(jìn)行計算，從而得到水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值；⑶將頭兩步計算得到的彎矩設(shè)計值相比看是否滿足《混凝土規(guī)范》；⑷在選擇彎矩設(shè)計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，如圖1(a)所示，第四層的節(jié)書點1處為梁1和梁2的交點，該節(jié)點抬了一根12001200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)計算，得到如下結(jié)果：⑴。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”。②。⑶計算結(jié)果：不同梁截面尺寸下的柱底軸力（單位：kn）柱1／／／／／柱2／／／／／柱3／／／／／柱4／／／／／柱5／／／／／柱6／／／／／柱7／／／／／柱8／／／／／柱9／／／／／節(jié)點1位移(mm)／／／／／表中后面四個數(shù)據(jù)依次為梁1和梁2截面尺寸為／250600／300900／2001200／5001500／時的數(shù)據(jù)。柱3和柱7在節(jié)點1的左和右，柱5和柱9在節(jié)點1的上和下，柱2在節(jié)點1的左下角，柱8在節(jié)點1的右下角，柱4在節(jié)點1的左上角，柱6在節(jié)點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)計中這兩種剛度模型如何選擇是設(shè)計人員非常關(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算公式。⑵剪力墻連梁變形的計算⑶通過公式推導(dǎo)，得出剪切變形與相對位移比的計算公式：δν／δ＝1／［1＋1／3（2a／hp）（2a／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/δν／δ/(二）結(jié)論⑴；⑵；⑶。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)力計算都會產(chǎn)生影響。第十章　板帶截面法計算板柱剪力墻結(jié)構(gòu)體系（一）板往剪力墻結(jié)構(gòu)體系的計算方法⑴等代框架法⑵有限元法（二）有限元法計算的問題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)力和配筋是以點值或極值的方式輸出的?！包c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⑴首先采用有限元法進(jìn)行內(nèi)力和配筋設(shè)計。⑵根據(jù)設(shè)計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)》：對于平板無梁樓蓋，在計算中應(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算或近似將柱上板帶等效為扁梁計算。根據(jù)《高規(guī)》的此項規(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)》：在結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計算中，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?！?。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：a）要在PMCAD軟件的人機(jī)交互式建模中輸入100mm100mm的虛粱。虛梁在結(jié)構(gòu)設(shè)計中是一種無剛度、無自重的梁，不參與結(jié)構(gòu)計算。它的主要作用有以下三點：☆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?！顬閺椥詷前鍐卧膭澐痔峁┍匾獥l件。b）采用彈性板3模式進(jìn)行設(shè)計時，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 ，場地類別為三類場地土，，轉(zhuǎn)換層樓板厚度為180mm，結(jié)構(gòu)體系按復(fù)雜高層計算，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計算結(jié)果將轉(zhuǎn)換層樓板分別采用彈性板彈性膜和剛性板假定進(jìn)行計算，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)力和配筋計算結(jié)果分別如表表2和表3所示。表1　周期計算表T1（X向）／／／／T2（Y向）／／／／T3（扭轉(zhuǎn)）／／／／－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－表2　轉(zhuǎn)換層處層間位移角計算表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)力和配筋計算表M（knm)／218（30）／225（30）／198（29）／Top　Ast／2000／2000／2000／+M（knm)／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系數(shù)Ncm／VD／VL／XW／YW／XE／YE／ZE29／／／／／／／30／／／／／／／－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－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)計造成的。在表3中，采用彈性板6和彈性膜計算模式時，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，框支梁計算的安全儲備降低，從表3可以看出，采用彈性膜假定計算出的框支梁1的彎矩、剪刀和軸力均大于采用彈性板6假定下的計算結(jié)果。在本工程中，這兩種模式的計算結(jié)果雖然不大，但這種計算結(jié)果的差異與樓板厚度有關(guān)，板厚越大，計算結(jié)果的差異也越大。第十二章　斜屋面結(jié)構(gòu)的計算（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，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)計意義。⑶當(dāng)采用TAT和SATWE軟件計算時，頂部傾斜的剪力墻程序不能計算，PMSAP可以計算，但要在“復(fù)雜結(jié)構(gòu)空間建?！睕_將其定義為彈性板6。（二）軟件對屋面斜板的處理⑴TAT和SATWE軟件只能計算斜粱，對斜屋面的剛度不予考慮。⑵PMSAP軟件可以計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)力計算沒有意義，但在計算屋面荷載時，應(yīng)適當(dāng)考慮斜撐自重。⑶真實模型：考慮斜屋面剛度對整體結(jié)構(gòu)的影響，用PMSAP軟件計算。（四）工程實例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，，考慮偶然偏心的影響，并用總剛模型計算。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)的計算為了能夠有效地體現(xiàn)屋面斜板對結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響，現(xiàn)分別采用三種計算模型對結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算，第一種模型為考慮斜屋面，按真實模型進(jìn)行計算；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計算。這三種計算模型中結(jié)構(gòu)周期和位移的計算如表1所示，某根構(gòu)件的內(nèi)力計算如表表3和表4所示。表1　三種計算模型中結(jié)構(gòu)周期和位移的計算周期／真實模型／簡化模型1／簡化模型2／T1／（Y）／（Y）／（Y）／T2／（X）／（X）／（X）／T3／（T）／（T）／（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的彎矩計算①恒載下真實模型的彎