ＰKＰM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件在應(yīng)用中的問題解析

第一章磚混底框的設(shè)計（一）“按閱歷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,則程序?qū)θ康耐袎α壕蹨p,而不推斷該梁是否為墻梁。

?(二）“按規(guī)范墻梁方法確定托梁上部荷載”?⑴若選擇此項，則則程序自動推斷托墻梁是否為墻梁，若是墻梁則自動依據(jù)規(guī)范要求計算梁上的荷載，若不是墻梁則按均布荷載方式加到梁上.?⑵若同時選擇“按閱歷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，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"，對于非墻梁則執(zhí)行“按閱歷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，則程序在計算側(cè)移剛度比時，與邊框柱相連的剪力墻將作為組合截面考慮。否則程序分別計算墻、柱側(cè)移剛度。?一般而言，對混凝土抗震墻可選擇考慮邊框柱的作用,對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.但實際上,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,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高。

?(五）磚混底框結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的計算?⑴TAT軟件可以直接計算風(fēng)荷載。?⑵SATWE軟件不行以直接計算風(fēng)荷載，需要設(shè)計人員在特殊風(fēng)荷載定義中人為輸入。?

（六）磚混底框不計算地震力時該如何設(shè)計？?⑴目前的ＰMＣAＤ軟件不能計算非抗震的磚混底框結(jié)構(gòu).?⑵處理方法:?①設(shè)計人員可以按6度設(shè)防計算，磚混抗震驗算結(jié)果可以不看。?②磚混抗震驗算完成后執(zhí)行ＳＡTWE軟件進行底框部分內(nèi)力的計算。

⑶處理方法的基本原理:

①一般來說，磚混底框結(jié)構(gòu)，按6度設(shè)防計算時地震力并非掌握工況。

②對于構(gòu)件的彎矩值,基本上都是恒+活載掌握;剪力值,有可能某些斷面由地震力掌握,但該剪力值的大小與恒+活載作用下的剪力值相差也不會很大.直接用該值設(shè)計首先肯定平安，其次誤差很小。?③如果個別構(gòu)件消滅其彎矩值和剪力值由地震力掌握，這種情況一般消滅在結(jié)構(gòu)的外圍構(gòu)件中。設(shè)計人員或者直接使用該值進行設(shè)計，誤差不大,或者作為個案單獨處理。（七)磚混底框結(jié)構(gòu)剛度比的計算與調(diào)整方法探討?(A)規(guī)范要求?《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》第７.１.8條第3款明確規(guī)定:底層框架—抗震墻房屋的縱橫兩個方向,其次層與底層側(cè)向剛度的比值,６、7度時不應(yīng)大于２.５，８度時不應(yīng)大于2.０，且均不應(yīng)小于1。０。?《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》第７．1.8條第4款明確規(guī)定：底部兩層框架-抗震墻房屋的縱橫兩個方向，底部與底部其次層側(cè)向剛度應(yīng)接近，第三層與底部其次層側(cè)向剛度的比值,6、７度時不應(yīng)大于2．0，8度時不應(yīng)大于1．5，且均不應(yīng)小于1.0。?(Ｂ）規(guī)范精神

⑴由于過渡層為磚房結(jié)構(gòu),受力簡潔，若作為薄弱層，則結(jié)構(gòu)位移反應(yīng)不均勻，彈塑性變形集中,從而對抗震不利。

⑵充分發(fā)揮底部結(jié)構(gòu)的延性,提高其在地震力作用下的抗變形和耗能能力。?(C）ＰMCＡＤ對混凝土墻體剛度的計算?⑴對無洞口墻體的計算?①如果墻體高寬比M<１。0,則只計算剪切剛度，計算公式為(略）?②如果墻體高寬比M〉1.０，則需計算剪彎剛度，計算公式為（略）?⑵對小洞口墻體的計算?①小洞口墻體的判別標準α=(略)≤0。4?②目前的ＰMＣＡＤ軟件，對于磚混底框結(jié)構(gòu),只允許開設(shè)小洞口的剪力墻。對于α≥0.6或洞口高度大于等于0．8倍墻高的大洞口剪力墻，則只能分片輸入。?③PＭＣAD軟件依據(jù)開洞率依據(jù)《抗震規(guī)范》表7．２．3乘以墻段洞口影響系數(shù)計算小洞口剪力墻的剛度。?(D）工程算例:（例子還有圖形等,未錄入）本例通過不轉(zhuǎn)變剪力墻布置而用剪力墻開豎縫的方法來滿意其剛度比的要求.(略)?(E)設(shè)豎縫的剪力墻墻體的構(gòu)造要求

⑴豎縫兩側(cè)應(yīng)設(shè)置暗柱。?⑵剪力墻的豎縫應(yīng)開到梁底,將剪力墻分乘高寬比大于1．5，但也不宜大于2.5的若干個墻板單元.?⑶對帶邊框的低矮鋼筋混凝土墻的邊框柱的配筋不應(yīng)小于無鋼筋混凝土抗震墻的框架柱的配筋和箍筋要求。?⑷帶邊框的低矮鋼筋混凝土墻的邊框梁,應(yīng)在豎縫的兩側(cè)1.5倍梁高范圍內(nèi)箍筋加密，其箍筋間距不應(yīng)大于100ｍm。?⑸豎縫的寬度可與墻厚相等，豎縫處可用預(yù)制鋼筋混凝土塊填入，并做好防水。?(F）底部框架－剪力墻部分為兩層的磚混底框結(jié)構(gòu),可以通過開設(shè)洞口的方式形成高寬比大于2的若干墻段。?注：本條由于文字編輯的緣由略去了一些公式,這些公式可以從其他一些書上看到。（一)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)定的工程剛度比計算.?②可用于推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,可近似采納轉(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)計時γ不應(yīng)大于3，抗震設(shè)計時γ不應(yīng)大于2。計算公式見《高規(guī)》1５1頁。?②《抗震規(guī)范》第6.１.1４條規(guī)定:當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時，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)向剛度的計算方法依據(jù)條文說明可以采納剪切剛度.計算公式見《抗震規(guī)范》253頁。?⑵SAＴＷE軟件所供應(yīng)的計算方法為《抗震規(guī)范》供應(yīng)的方法。

⑶應(yīng)用范圍：可用于執(zhí)行《高規(guī)》第Ｅ．0.1條和《抗震規(guī)范》第6．1.14條規(guī)定的工程的剛度比的計算.?

（三）剪彎剛度的理解與應(yīng)用?⑴規(guī)范要求:?①《高規(guī)》第E．0．２條規(guī)定:底部大空間大于一層時，其轉(zhuǎn)換層上部與下部結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比γe可采納圖E所示的計算模型按公式(Ｅ．０。２）計算。γe宜接近1，非抗震設(shè)計時γｅ不應(yīng)大于2,抗震設(shè)計時γe不應(yīng)大于１。３.計算公式見《高規(guī)》1５1頁。?②《高規(guī)》第E。０。2條還規(guī)定：當轉(zhuǎn)換層設(shè)置在３層及３層以上時,其樓層側(cè)向剛度比不應(yīng)小于相鄰上部樓層的60%。?⑵SAＴWＥ軟件所采納的計算方法：高位側(cè)移剛度的簡化計算?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算。

(四）《上海規(guī)程》對剛度比的規(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，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)一為采納剪切剛度比計算。??(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)計基本加速度為0。３g。?⑵１～13層X向剛度比的計算結(jié)果：

由于列表困難,下面每行數(shù)字的意義如下:以“／”分開三種剛度的計算方法，第一段為地震剪力與地震層間位移比的算法，其次段為剪切剛度，第三段為剪彎剛度。簡略數(shù)據(jù)依次為：層號，ＲＪX，Ｒatx1,薄弱層／RJX,Ratｘ１，薄弱層/ＲJX，Ratx1,薄弱層。?其中RJX是結(jié)構(gòu)總體坐標系中塔的側(cè)移剛度(應(yīng)乘以10的7次方）;Ｒａt(yī)x1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。簡略數(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軟件在進行“地震剪力與地震層間位移比"的計算時“地下室信息”中的“回填土對地下室約束相對剛度比”里的值填“0”；?注２:在SＡTWE軟件中沒有單獨定義薄弱層層數(shù)及相應(yīng)的層號；?注３：本算例主要用于說明三種剛度比在ＳＡＴWＥ軟件中的實現(xiàn)過程,對結(jié)構(gòu)方案的合理性不做商量。

⑶計算結(jié)果分析?①按不同方法計算剛度比，其薄弱層的推斷結(jié)果不同。?②設(shè)計人員在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。指定薄弱層層號并不影響程序?qū)ζ渌∪鯇拥淖詣油茢唷?/p>

③當轉(zhuǎn)換層設(shè)置在3層及３層以上時，《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SATWE軟件并沒有直接輸出結(jié)果，需要設(shè)計人員依據(jù)程序輸出的每層剛度單獨計算。例如本工程計算結(jié)果如下：?１.３4３３×1０７/（１。4１79×1０7)=94．７4%>６０%?滿意規(guī)范要求。?④地下室頂板能否作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端的推斷：

a)采納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）采納剪切剛度比?=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軟件計算剪彎剛度時，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。這對于盼望H1的值取自０．0０以上的設(shè)計人員來說，或者將地下室去掉，重新計算剪彎剛度，或者依據(jù)程序輸出的剪彎剛度,人工計算剛度比。以本工程為例，H１從0。00算起，采納剛度串模型，計算結(jié)果如下：?轉(zhuǎn)換層所在層號為６層（含地下室），轉(zhuǎn)換層下部起止層號為３～6，H１＝2１．9ｍ,轉(zhuǎn)換層上部起止層號為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)動而引起的本層剛體轉(zhuǎn)動位移。?⑵剪切剛度:其計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親密相關(guān).但剪切剛度沒有考慮帶支撐的結(jié)構(gòu)體系和剪力墻洞口高度變化時所產(chǎn)生的影響。?⑶剪彎剛度：實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.它能同時考慮剪切變形和彎曲變形的影響，但沒有考慮上下層對本層的約束。?三種剛度的性質(zhì)完全不同，它們之間并沒有什么必定的聯(lián)系,也正由于如此,規(guī)范給予了它們不同的適用范圍第三章多塔結(jié)構(gòu)的計算(一）帶變形縫結(jié)構(gòu)的計算

⑴帶變形縫結(jié)構(gòu)的特點:?①通過變形縫將結(jié)構(gòu)分成幾塊獨立的結(jié)構(gòu).

②若忽視基礎(chǔ)變形的影響，各單元之間完全獨立。?③縫隙面不是迎風(fēng)面。?⑵計算方法：

①整體計算的注意事項：

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,對于老版本軟件，程序?qū)γ恳粋€縫隙面都計算迎風(fēng)面,因此風(fēng)荷載計算偏大;新版本軟件增加了一項新的功能。即可以人為定義遮擋面。從而有效地解決了這一問題.?d)周期比計算有待商討。?②分開計算的注意事項：?ａ）舊版軟件除風(fēng)荷載計算有些偏大外，其余結(jié)果都沒問題，新版軟件定義遮擋面后，風(fēng)荷載計算也沒有問題了.?b)一般而言，對于基礎(chǔ)連在一起的帶變形縫結(jié)構(gòu),由于基礎(chǔ)對上部結(jié)構(gòu)整體的協(xié)調(diào)能力有限，所以建議采納分開計算。??（二)大底盤多塔結(jié)構(gòu)的計算

⑴大底盤多塔結(jié)構(gòu)的特點：?①各塔樓擁有獨立的迎風(fēng)面。

②各塔樓之間的變形沒有直接影響,但都通過大底盤間接影響其他塔樓.

③塔樓與剛性板之間沒有-一對應(yīng)關(guān)系，一個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)換部位的剛度比計算有待商討。?⑶大底盤多塔結(jié)構(gòu)剛度比的計算方法：?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算規(guī)范并沒有說明，但也沒有說不要求。SＡＴWE軟件僅僅輸出1號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“＊”號表示.?①大底盤多塔結(jié)構(gòu)剛度比的整體計算:依據(jù)龔思禮先生主編的《建筑抗震設(shè)計手冊》供應(yīng)的方法:要求在計算大底盤多塔結(jié)構(gòu)的地下室樓層剪切剛度比時,大底盤地下室的整體剛度與全部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)剛度比的分開計算：?a）依據(jù)《上海規(guī)程》第6.1.1９條中條文說明中建議的方法:如遇到較大面積地下室而上部塔樓面積較小的情況,在計算地下室相對剛度時，只能考慮塔樓及其周圍的抗側(cè)力構(gòu)件的貢獻，塔樓周圍的范圍可以在兩個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。只有標題第四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親密相關(guān)，不便于設(shè)計人員掌握；?⑵用ＳATＷE軟件的“簡潔樓板有限元分杯”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。?

（三）板帶截面法的特點?⑴首先采納有限元法進行內(nèi)力和配筋設(shè)計。?⑵依據(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，又具備便利的后處理功能.

⑷目前的板帶截面法,樓板荷載計算比較大。

參考文獻：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）彈性樓板的造擇與推斷

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.?依據(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)：討論表明,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,這個軸力不能忽視。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)》第5．２.2條規(guī)定：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。樓面梁剛度增大系數(shù)可依據(jù)翼緣情況?。?。３～２．０.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：樓板外形比較規(guī)章的結(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采納平面應(yīng)力膜單元真實地反映樓板的平面內(nèi)剛度，同時又忽視了平面外剛度，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.程序采納中厚板彎曲學(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軟件的人機交互式建模中輸入1０0mｍ×100ｍm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，不參加結(jié)構(gòu)計算.它的主要作用有以下三點：?☆為ＳATWＥ或PMＳAP軟件供應(yīng)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供應(yīng)必要條件。

b)采納彈性板３模式進行設(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。?第五章斜屋面結(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當采納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“簡潔結(jié)構(gòu)空間建模"沖將其定義為彈性板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:忽視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,其次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)斜屋面組成比較簡潔（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)分別采納三種計算模型對結(jié)構(gòu)進行計算，第一種模型為考慮斜屋面，按真實模型進行計算；其次種模型為忽視斜屋面，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２、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／

Ｔ1/0.997（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的彎矩計算

①恒載下真實模型的彎矩標準值：110(左端）／－77．3(跨中）/86。2(右端)?②恒載下簡化模型1的彎矩標準值：１06.5（左端）/-７７。8（跨中）／89。８（右端)?③恒載下簡化模型2的彎矩標準值：107.１（左端）/-７7．9（跨中）／８9．2(右端）?④X向地震下真實模型的彎矩標準值：-2０４（左端）／—42。7（跨中)／199.5(右端）

⑤Ｘ向地震下簡化模型１的彎矩標準值:-１78。9(左端)/－３6．6（跨中）/174.５（右端)?⑥Ｘ向地震下簡化模型2的彎矩標準值：-２０2（左端）／-42。2（跨中）／１97．８(右端）

⑦真實模型的彎矩設(shè)計值:—３99.5（左端）／193。9（跨中)/-3６6(右端）?⑧簡化模型１的彎矩設(shè)計值：-４03。6(左端)／１９３.2(跨中）／—37６（右端）?⑨簡化模型2的彎矩設(shè)計值：-３94(左端)/１85（跨中）／-３６7（右端）?-—－-－-—－—－-－————－—-——－—-－—-－———-?表3三種模型中梁２的彎矩計算?①恒載下真實模型的彎矩標準值：5７。５(左端)/—43.4(跨中)/7．2（右端）?②恒載下簡化模型1的彎矩標準值:１２6。9(左端）/-62(跨中）/１０9。７（右端)?③恒載下簡化模型２的彎矩標準值：127.1（左端)／—62.0（跨中)/109．5（右端）?④X向地震下真實模型的彎矩標準值:—５.2（左端)／-0．5（跨中)／８。０（右端）?⑤Ｘ向地震下簡化模型1的彎矩標準值:-7．６（左端）/-３。０（跨中）/-1．7(右端)?⑥Ｘ向地震下簡化模型2的彎矩標準值：—6．０（左端)/—2.1(跨中)/1．7(右端）?⑦真實模型的彎矩設(shè)計值：-98（左端）／69．6（跨中）／－９5（右端）

⑧簡化模型1的彎矩設(shè)計值：—155。9（左端)/1１1。５(跨中）/－１3５。5(右端）?⑨簡化模型2的彎矩設(shè)計值：—156(左端）／115（跨中)／－135(右端)

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表4三種模型中柱1的彎矩(Ｍy)計算?①恒載下真實模型的彎矩標準值:—9。７（上端）/3。5（下端）

②恒載下簡化模型1的彎矩標準值:-１0。9(上端）／４．７(下端)?③恒載下簡化模型2的彎矩標準值：-１１.０（上端)/4。７(下端)?④X向地震下真實模型的彎矩標準值:－２９6。８（上端）／3３4.4(下端）?⑤X向地震下簡化模型1的彎矩標準值：—2５8。7(上端)/２91.５（下端)?⑥X向地震下簡化模型2的彎矩標準值：－292．8（上端)／3３0。１（下端)

⑦真實模型的彎矩設(shè)計值：4５6。7（上端）/528。7(下端)?⑧簡化模型1的彎矩設(shè)計值:46７．7(上端)/5４1。6(下端)?⑨簡化模型2的彎矩設(shè)計值:４２３。2(上端)／５２８。4（下端)?---－—-—-－－-－－－——-－—---——-—－－－－—－

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從表1可以看出，屋面斜板對結(jié)構(gòu)的周期和位移均有肯定影響。采納簡化模型1計算,由于忽視了斜屋面的面內(nèi)剛度和面外剛度，計算結(jié)果偏柔;采納簡化