⑴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，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(jì)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。
⑵斜屋面結(jié)構(gòu)的計(jì)算
為了能夠有效地體現(xiàn)屋面斜板對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響，現(xiàn)分別采用三種計(jì)算模型對結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，第一種模型為考慮斜屋面，按真實(shí)模型進(jìn)行計(jì)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(jì)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(jì)算。這三種計(jì)算模型中結(jié)構(gòu)周期和位移的計(jì)算如表1所示，某根構(gòu)件的內(nèi)力計(jì)算如表2、表3和表4所示。
表1 三種計(jì)算模型中結(jié)構(gòu)周期和位移的計(jì)算
周期／真實(shí)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／
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表2 三種模型中梁1的彎矩計(jì)算
①恒載下真實(shí)模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)值：107.1(左端)／-77.9(跨中)／89.2(右端)
④X向地震下真實(shí)模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)值：-202(左端)／-42.2(跨中)／197.8(右端)
⑦真實(shí)模型的彎矩設(shè)計(jì)值：-399.5(左端)／193.9(跨中)／-366(右端)
⑧簡化模型1的彎矩設(shè)計(jì)值：-403.6(左端)／193.2(跨中)／-376(右端)
⑨簡化模型2的彎矩設(shè)計(jì)值：-394(左端)／185(跨中)／-367(右端)
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表3 三種模型中梁2的彎矩計(jì)算
①恒載下真實(shí)模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)值：127.1(左端)／-62.0(跨中)／109.5(右端)
④X向地震下真實(shí)模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)值：-6.0(左端)／-2.1(跨中)／1.7(右端)
⑦真實(shí)模型的彎矩設(shè)計(jì)值：-98(左端)／69.6(跨中)／-95(右端)
⑧簡化模型1的彎矩設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)算
①恒載下真實(shí)模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-9.7(上端)／3.5(下端)
②恒載下簡化模型1的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-10.9(上端)／4.7(下端)
③恒載下簡化模型2的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-11.0(上端)／4.7(下端)
④X向地震下真實(shí)模型的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-296.8(上端)／334.4(下端)
⑤X向地震下簡化模型1的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-258.7(上端)／291.5(下端)
⑥X向地震下簡化模型2的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：-292.8(上端)／330.1(下端)
⑦真實(shí)模型的彎矩設(shè)計(jì)值：456.7(上端)／528.7(下端)
⑧簡化模型1的彎矩設(shè)計(jì)值：467.7(上端)／541.6(下端)
⑨簡化模型2的彎矩設(shè)計(jì)值：423.2(上端)／528.4(下端)
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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)的周期和位移均有一定影響。采用簡化模型1計(jì)算，由于忽略了斜屋面的面內(nèi)剛度和面外剛度，計(jì)算結(jié)果偏柔；采用簡化模型2計(jì)算，由于斜撐起到了一定的樓板剛度的作用，因此其計(jì)算結(jié)果介于簡化模型1和真實(shí)模型之間；
②表2和表4主要反映的是屋面斜板對其他樓層的水平和豎向構(gòu)件內(nèi)力的影響。從中可以看出，在豎向荷載作用下（如恒載），三種計(jì)算模型算出的構(gòu)件內(nèi)力相差很小，幾乎可以認(rèn)為相等；在水平荷載作用下（如地震力），簡化模型1與真實(shí)模型和簡化模型2計(jì)算出的構(gòu)件內(nèi)力有一定差別，但差別也不是很大。真實(shí)模型和簡化模型2計(jì)算出的構(gòu)件內(nèi)力則相差很小；
③表3主要反映的是屋面斜板對屋面斜梁內(nèi)力的影響。從中可以看出，由于屋面斜板定義了彈性板6，從而使采用簡化模型計(jì)算的梁內(nèi)力值明顯大于采用真實(shí)模型計(jì)算的梁內(nèi)力值。
