TAT,SATWE,PMSAP結(jié)構(gòu)計(jì)算分析及其在工程中的應(yīng)用

TAT,SATWE,PMSAP結(jié)構(gòu)計(jì)算分析及其在工程中的應(yīng)用

一、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的合理選取

1、 總信息中增加＂裙房層數(shù)＂的參數(shù)，是為了0.2Q0的調(diào)整．對(duì)于立面有變化的高層，程序給出0.2Q0調(diào)整可能偏大，可人工干預(yù)調(diào)整．
2、 轉(zhuǎn)換梁由設(shè)計(jì)人自行定義，轉(zhuǎn)換層所在層號(hào)由設(shè)計(jì)人輸入．
3、 結(jié)構(gòu)材料信息僅影響風(fēng)荷載的大小，程序按0.065n給出一個(gè)隱含值．如果計(jì)算結(jié)果中結(jié)構(gòu)的基本周期大于隱含值，應(yīng)將計(jì)算值代替隱含值．
4、 結(jié)構(gòu)體系：如為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)調(diào)整結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)．
5、 模擬施工荷載1，逐層加載；模擬施工荷載2，考慮基礎(chǔ)變形，對(duì)剛度不很大的框筒、筒體結(jié)構(gòu)適用，目前計(jì)算版本暫不能使用．
6、 結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力計(jì)算信息，目前暫不使用．編制人試算8度設(shè)防的北京實(shí)例，配筋相當(dāng)于9度設(shè)防．原因是未考慮砼的徐變、微裂紋對(duì)應(yīng)力的釋放，計(jì)算結(jié)果偏大．
7、 對(duì)所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定，只有位移控制是在剛性樓板假定條件下計(jì)算．執(zhí)行這一開關(guān)地震力、內(nèi)力計(jì)算結(jié)果不對(duì)．一般工程計(jì)算二遍，一是強(qiáng)制樓板剛性控制位移；二是真實(shí)情況計(jì)算內(nèi)力、地震力．
8、 程序風(fēng)荷載是按高規(guī)計(jì)算的，對(duì)多層偏大30％．新規(guī)范風(fēng)荷載由30年一遇改為50年一遇，基本風(fēng)壓增大20～30％．

二、 地震作用效應(yīng)計(jì)算與調(diào)整

1、 新程序中無(wú)論是藕聯(lián)計(jì)算還是非藕聯(lián)計(jì)算，依據(jù)的都是藕連矩陣．考慮藕聯(lián)對(duì)任何結(jié)構(gòu)都適用．
2、 偶然偏心：對(duì)偶然偏心解釋抗震規(guī)范（5.2.3－1條）與高規(guī)（3.3.3條）不同．新程序按高規(guī)執(zhí)行，主要是因?yàn)棰　⒖紤]藕聯(lián)對(duì)任何結(jié)構(gòu)都適用．ⅱ、依靠程序自行搜索邊榀很困難．計(jì)算時(shí)選取此項(xiàng)，計(jì)算內(nèi)力增大5～10％．程序內(nèi)定考慮X方向：正偏心，負(fù)偏心．Y方向：正偏心，負(fù)偏心．只在內(nèi)力和位移計(jì)算中考慮．（TBSA在周期計(jì)算時(shí)就考慮了）
3、 雙向地震作用：根據(jù)抗震規(guī)范5.1.1－3條考慮雙向地震作用的扭轉(zhuǎn)影響時(shí)，柱按單偏壓計(jì)算時(shí)無(wú)問(wèn)題．但按雙偏壓計(jì)算，柱的配筋增加多達(dá)30～50％．因此早期程序考慮雙向地震作用時(shí)，不考慮柱的雙向偏壓計(jì)算．經(jīng)程序編寫組與規(guī)范編寫組協(xié)商，現(xiàn)程序按下列原則考慮：主方向的彎矩、剪力和軸力按0.85開平方；次方向彎矩、剪力和軸力保持原值不變．
4、 多方向地震：程序輸出的計(jì)算結(jié)果中給出了地震作用的最大方向，對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)將此方向輸入進(jìn)行計(jì)算．
5、 一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可不考慮Ｐ－Δ效應(yīng)．

三、 調(diào)整信息

1、 剪力墻加強(qiáng)層起算層號(hào)：此項(xiàng)如填0，表示加強(qiáng)區(qū)從±0.00層起算；此項(xiàng)填-1表示加強(qiáng)區(qū)從負(fù)一層地下室起算．無(wú)論此項(xiàng)填何值，都不影響加強(qiáng)區(qū)的絕對(duì)高度．有地下室時(shí)，地下室墻是否算加強(qiáng)區(qū)，一般情況不希望墻的配筋下小上大．對(duì)一層地下室算加強(qiáng)區(qū)較好．
2、 對(duì)9度及一級(jí)框架結(jié)構(gòu)梁柱的超配系數(shù)隱含值為1.15．相當(dāng)過(guò)去考慮的二個(gè)1.1．
3、 樓層水平地震剪力調(diào)整：根據(jù)抗震規(guī)范5.2.5條要求，若要求調(diào)整，程序?qū)⒆詣?dòng)調(diào)整不滿足剪重比的樓層內(nèi)力．但一般情況希望不調(diào)整．因?yàn)橛?jì)算結(jié)果小于剪重比的要求，很可能結(jié)構(gòu)的方案不合理．
4、 薄弱層：薄弱層的判斷，可通過(guò)計(jì)算結(jié)果中的剛度比．設(shè)計(jì)人通過(guò)第一次計(jì)算結(jié)果判斷出薄弱層，再對(duì)此項(xiàng)進(jìn)行填寫．
5、 荷載組合：⑴、增加了由永久荷載效應(yīng)控制的組合．⑵、可以調(diào)整活荷載的分項(xiàng)系數(shù)和活荷載的組合系數(shù)．
6、 程序中轉(zhuǎn)換梁的內(nèi)力調(diào)整，嚴(yán)格按規(guī)范執(zhí)行．轉(zhuǎn)換梁及框肢柱需要設(shè)計(jì)人自行定義．框肢柱分為二類：一是四周是梁．二是剪力墻的邊榀．一個(gè)方向不是柱，為剪力墻的一部分．另一方向是柱．
7、 程序?qū)⑴c剪力墻相連柱承擔(dān)的傾覆彎矩，歸屬剪力墻．而不歸屬框架柱．否則框架柱承擔(dān)的傾覆彎矩可能超過(guò)50％．

四、 結(jié)構(gòu)整體性能控制

1、 位移控制：程序按高規(guī)4.3.5條執(zhí)行．輸出結(jié)果第一項(xiàng)是構(gòu)件節(jié)點(diǎn)位移，第二項(xiàng)是層間位移．位移控制是通過(guò)控制位移比進(jìn)行的．計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)個(gè)別位移比超限時(shí)，可查位移的大�。�在位移很小的情況下，可不考慮．
2、 周期控制：高規(guī)4.3.5條要求第一扭轉(zhuǎn)周期Tt與第一平動(dòng)周期T1之比,A級(jí)高層小于0.9．程序輸出了各振型的周期．對(duì)于結(jié)構(gòu)比較規(guī)則，剛性樓板假定．輸出的結(jié)果第一項(xiàng)為X方向平動(dòng)周期，第二項(xiàng)為Y方向的平動(dòng)周期．最長(zhǎng)的平動(dòng)周期就是第一平動(dòng)周期，再找出同方向第一扭轉(zhuǎn)周期．二者之比應(yīng)滿足高規(guī)要求．
3、 剛度比的控制：程序提供了三種方法，一是高規(guī)附錄E.0.1－剪切剛度K1=(CiGciAci+GwiAwi)/hi；二是高規(guī)附錄E.0.2－剪彎剛度Ki=Fi/Δi；三是抗震規(guī)范3.4.2，3.4.3條文說(shuō)明中建議的方法Ki=Vi/Δui.
方法1過(guò)于簡(jiǎn)單．方法2用于轉(zhuǎn)換層的計(jì)算．程序隱含的是方法3，概念和計(jì)算均簡(jiǎn)單．但未扣除剛體轉(zhuǎn)角引起的位移．
4、 框架承擔(dān)的傾覆力矩計(jì)算按抗震規(guī)范6.1.3條文說(shuō)明中公式．
5、 多層結(jié)構(gòu)薄弱層驗(yàn)算，近似程度較大，計(jì)算的位移可能偏小．原因是采用薄壁柱模型，與抗震要求的強(qiáng)柱弱梁概念不一致．
6、 時(shí)程分析：選地震波對(duì)計(jì)算結(jié)果影響很大，有條件的地區(qū)用當(dāng)?shù)氐膶?shí)測(cè)波．選波的原則為每條波計(jì)算的結(jié)果不少于按振型分解法計(jì)算結(jié)果的60％（可調(diào)整波的放大系數(shù)）；三條波的平均反應(yīng)，不小于振型分解法的80％．

五、 一些特殊功能編制原理與應(yīng)用

1、 彈性樓板：程序提供了三種模型．⑴、彈性樓板6：考慮樓板的面內(nèi)剛度和面外剛度，采用殼單元．原則上適用于所有結(jié)構(gòu)，但采用彈性樓板6計(jì)算時(shí)，樓板和梁共同承擔(dān)面外彎矩，計(jì)算結(jié)果中梁的配筋小了，而樓板承擔(dān)面外彎矩，計(jì)算的配筋又未考慮．此外計(jì)算工作量大．因此該模型僅適用于板柱結(jié)構(gòu)．⑵、彈性樓板3：考慮樓板的面內(nèi)剛度無(wú)限大，并考慮樓板的面外剛度．適用于厚板轉(zhuǎn)換層．⑶、彈性膜：考慮面內(nèi)剛度，面外剛度為零．采用膜剪切單元．
2、 程序中地下室信息＂回填土對(duì)地下室約束相對(duì)剛度比＂：所填數(shù)值，相當(dāng)于地下室被約束后時(shí)地下室本身剛度的多少倍．如填負(fù)數(shù)，表示嵌固水平位移，不嵌固豎向位移．如結(jié)構(gòu)計(jì)算中，只算上部結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于既約束了水平位移，又約束了豎向位移．這僅適用于地下室剛度很大的情況．
3、 各種豎向構(gòu)件根據(jù)截面尺寸分為：柱――H/B<3；異形柱――H/B<5;短肢剪力墻――5<H/B<8；剪力墻――H/B>8.采用TAT、TBSA計(jì)算時(shí)，建模均為薄壁柱單元．但采用SATWE計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意柱、墻單元的選擇，對(duì)柱、異形柱選柱單元（一維單元），對(duì)短肢剪力墻、剪力墻選殼單元（二維單元）．否則計(jì)算結(jié)果差異很大．
4、 設(shè)計(jì)參數(shù)信息＂梁柱重疊部分簡(jiǎn)化為剛域＂：選用此項(xiàng)梁柱重疊部分簡(jiǎn)化為剛域，適用于異形柱結(jié)構(gòu)，可真實(shí)計(jì)算梁的內(nèi)力和配筋．
5、 設(shè)計(jì)參數(shù)信息＂混凝土柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)執(zhí)行混凝土規(guī)范7.3.11－3條＂：一般情況不采用，除9度或沿海地區(qū)風(fēng)起控制作用時(shí)采用．

六、 特殊工程分析

1、 多塔定義、有＂縫＂結(jié)構(gòu)：
多塔指的是：各塔之間相互獨(dú)立；每個(gè)塔的外表面都是迎風(fēng)面．定義多塔是為了幫助風(fēng)荷載的倒算．
對(duì)多塔結(jié)構(gòu)要判斷平動(dòng)周期與扭轉(zhuǎn)周期的比值，需要每個(gè)塔單算．對(duì)分縫結(jié)構(gòu)判斷平動(dòng)周期與扭轉(zhuǎn)周期的比值時(shí)單算，計(jì)算內(nèi)力和配筋時(shí)可合算或分算．分算時(shí)一個(gè)方向的風(fēng)荷載算大了．
2、 樓板開洞：對(duì)板柱結(jié)構(gòu)，樓板定義為彈性樓板6；對(duì)砌體結(jié)構(gòu)，樓板定義為彈性膜．
3、 弱連接：由于兩邊振動(dòng)可能不同步，引起拉、壓作用．建議不考慮樓板的作用，僅考慮梁承擔(dān)拉、壓作用．
4、 不等高嵌固：PM程序中有＂與地基相連的最高層號(hào)＂信息，啟用后程序?qū)�懸空柱進(jìn)行搜索，加上嵌固約束．對(duì)電梯井道下落也可按此方法處理．還可以通過(guò)修改不等高柱的坐標(biāo)解決不等高嵌固．
5、 SATWE提供了＂復(fù)雜樓板有限元分析與設(shè)計(jì)（SlabCAD）”.SlabCAD可自動(dòng)從SATWE的三維分析結(jié)果中取出需要精細(xì)分析的樓板或樓板局部，進(jìn)行二次有限元分析和配筋設(shè)計(jì)．適用于各種復(fù)雜樓板如板柱結(jié)構(gòu)的樓板、預(yù)應(yīng)力樓板、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的厚板、人防地下室的頂板、需考慮板面內(nèi)拉伸和剪切作用的特殊結(jié)構(gòu)．
6、 剪力墻上洞口處梁的輸入：一般門窗洞口按剪力墻開洞處理，即洞口處為連梁，以剪切變形為主；如洞口跨中彎矩不可忽略，以彎曲變形為主，按梁?jiǎn)卧�輸入．此時(shí)要在剪力墻洞口兩側(cè)增加節(jié)點(diǎn)號(hào)．
7、 框肢結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換梁計(jì)算，通常是由施工階段，正常使用階段往往不控制．設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)補(bǔ)充施工階段的驗(yàn)算，把上面幾層荷載按均布恒載加上，對(duì)轉(zhuǎn)換梁進(jìn)行驗(yàn)算．SATWE整體計(jì)算時(shí)，框肢轉(zhuǎn)換梁的計(jì)算偏小，配筋時(shí)留10～20％的余量．
8、 框剪結(jié)構(gòu)判斷框架的抗震等級(jí)時(shí)，需先計(jì)算．按框架承擔(dān)的傾覆力矩百分比確定．