結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)PKPM建模重難點(diǎn)內(nèi)容說(shuō)明

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中PKPM建模重難分析點(diǎn) 1結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)體系選擇及結(jié)構(gòu)布置 2根據(jù)建筑圖選擇合理的結(jié)構(gòu)體系。（合理的結(jié)構(gòu)體系不僅對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性有著決定性影響，而且和經(jīng)濟(jì)性也有很大的相關(guān)性。 3進(jìn)行梁、柱、墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的合理的結(jié)構(gòu)布置(全真模擬設(shè)計(jì)院與建筑、水、電、暖通專業(yè)的交流和協(xié)調(diào)過(guò)程。 4確定各類恒荷載及活荷載、線荷載、風(fēng)荷載、地震作用 5使用PMCAD建立整體結(jié)構(gòu)模型 6根據(jù)高層技術(shù)規(guī)范、抗震規(guī)范等進(jìn)行合理的SATWE計(jì)算參數(shù)設(shè)定 7按高層技術(shù)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算分析（重點(diǎn)是對(duì)周期比、位移比、剛度比、層間受剪承載力比、剛重比、剪重比、框架柱地震傾覆彎矩百分比等整體信息進(jìn)行分析） 8對(duì)整體信息中

2、超規(guī)范限值部分及結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算超筋信息進(jìn)行合理的調(diào)整 A.整體超限錯(cuò)誤： 1）周期比超限： 2）位移比超限： 3層間剛度比、層間受剪承載力之比： 4）剛重比： 5）剪重比： 6）框架柱地震傾覆彎矩百分比： B.局部超限錯(cuò)誤： 1）連梁超限： 2）墻肢超限： 9整體計(jì)算結(jié)果合理性的判斷 10局部構(gòu)件計(jì)算結(jié)果合理性的判斷 11對(duì)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行擴(kuò)大初步設(shè)計(jì) 原文 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中PKPM建模重難分析點(diǎn) ·結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)體系選擇及結(jié)構(gòu)布置（課程十一大核心之一） 概念設(shè)計(jì)講解（從歷次大地震災(zāi)害的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)可以看出，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)而言，概念設(shè)計(jì)比計(jì)算設(shè)計(jì)更為重要，結(jié)構(gòu)抗震性能的決定因素是良好的概念設(shè)

3、計(jì)。從哲學(xué)上分析，概念設(shè)計(jì)的提出本質(zhì)上是對(duì)計(jì)算設(shè)計(jì)一統(tǒng)天下局面的否定，從而改變了傳統(tǒng)的完全依賴計(jì)算結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)的單一設(shè)計(jì)方法，是設(shè)計(jì)方法的一次質(zhì)的飛躍。） ·根據(jù)建筑圖選擇合理的結(jié)構(gòu)體系。（合理的結(jié)構(gòu)體系不僅對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性有著決定性影響，而且和經(jīng)濟(jì)性也有很大的相關(guān)性。（課程十一大核心之二） ·進(jìn)行梁、柱、墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的合理的結(jié)構(gòu)布置(全真模擬設(shè)計(jì)院與建筑、水、電、暖通專業(yè)的交流和協(xié)調(diào)過(guò)程。（課程十一大核心之三） 如何根據(jù)建筑圖選取合理的結(jié)構(gòu)體系是第一步。 這是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的步驟，一般都是由有經(jīng)驗(yàn)的工程師做這個(gè)事情。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)方案一旦確定就需要馬上建模計(jì)算以及進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)，

4、所以如果在施工圖中才發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)方案有問(wèn)題就來(lái)不及修改了，這是很嚴(yán)重的問(wèn)題。所以新手在這個(gè)步驟要花大量的時(shí)間來(lái)進(jìn)行訓(xùn)練，結(jié)構(gòu)布置最忌諱的是從零開(kāi)始，要學(xué)會(huì)參考老手的作品，吸取前人的經(jīng)驗(yàn)再往前走是比較快捷的途徑。 可供選擇的結(jié)構(gòu)體系有：框架結(jié)構(gòu)；框架剪力墻結(jié)構(gòu)；剪力墻結(jié)構(gòu)；框支剪力墻結(jié)構(gòu)；筒體結(jié)構(gòu)；懸 掛結(jié)構(gòu)和巨型結(jié)構(gòu)，目前采用最多的是前五種結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)中到底采用何種結(jié)構(gòu)，要經(jīng)過(guò)方案比較確定，這主要看擬建建筑物的高度，用途，施工條件和經(jīng)濟(jì)比較等。在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中考慮經(jīng)濟(jì)性而定的結(jié)構(gòu)方案占據(jù)了90%以上，畢竟真金白銀的投資浪費(fèi)了哪個(gè)甲方不心痛，像央視大樓這樣燒錢的面子工程是沒(méi)有幾個(gè)甲方愿意投資的，有這樣的也

5、不可能交給你做。 第二步是進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)布置。 這里我們提供各種不同的工程實(shí)例讓大家進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置，讓一個(gè)新手在盡快短的時(shí)間內(nèi)不斷的進(jìn)行各種不同結(jié)構(gòu)類型的思維轉(zhuǎn)換，強(qiáng)化在這個(gè)方面的能力，讓同學(xué)們?cè)趨⒓油昱嘤?xùn)后能獨(dú)立完成主要幾種常見(jiàn)結(jié)構(gòu)類型的結(jié)構(gòu)布置（如框架、框剪、純剪等），畢竟畢業(yè)后在設(shè)計(jì)院中剛開(kāi)始時(shí)做的就是這幾種主流的結(jié)構(gòu)類型，在設(shè)計(jì)院中會(huì)發(fā)現(xiàn)似曾相識(shí)的感覺(jué)，因?yàn)槲覀兺耆前丛O(shè)計(jì)院的實(shí)戰(zhàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的課程設(shè)置，真正做到了與設(shè)計(jì)院實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接。如果你對(duì)自己還缺乏信心，你可以在本公司參與實(shí)際項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提升自己的實(shí)踐能力。有道是“熟能生巧，勤能補(bǔ)拙”，這是放之四海而皆準(zhǔn)的道理。 ·確定各類恒荷

6、載及活荷載、線荷載、風(fēng)荷載、地震作用（課程十一大核心之四） 荷載在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占有至關(guān)重要的作用。 1）整體計(jì)算時(shí)：結(jié)構(gòu)整體動(dòng)力效應(yīng)的計(jì)算采用的是質(zhì)量串（每個(gè)樓層最后等效成一個(gè)有質(zhì)量的質(zhì)點(diǎn)）模型，中國(guó)規(guī)范在考慮地震組合時(shí)采用的是重力荷載代表值（也就是質(zhì)點(diǎn)的等效質(zhì)量）=恒載+0.5活載，從這個(gè)等式可以看出如果在pkpm中輸入荷載不準(zhǔn)確會(huì)導(dǎo)致你的等效質(zhì)量不準(zhǔn)確，也就導(dǎo)致你的整體計(jì)算所有指標(biāo)都是不準(zhǔn)確的。尤其是漏掉荷載對(duì)整體計(jì)算和基礎(chǔ)計(jì)算是致命的，特別是對(duì)高層結(jié)構(gòu)，每層漏一點(diǎn)但乘以33層可以想象一下會(huì)有多大。所以荷載的分類以及荷載的性質(zhì)一定要搞清楚，此外活載的存在是有概率的，不可能荷載同時(shí)在所有樓層出

7、現(xiàn)，在pkpm計(jì)算中如何體現(xiàn)這些因素是有很多講究的，考慮的好可以節(jié)省整個(gè)工程造價(jià)（考慮時(shí)要具體問(wèn)題具體對(duì)待，否則會(huì)造成局部計(jì)算不足），不考慮的話會(huì)造成不必要的浪費(fèi)，所以對(duì)活載一定要有深刻的理解才能準(zhǔn)確運(yùn)用。 2）局部計(jì)算時(shí)：還有很多特殊活荷載如消防車荷載、比如多層地下室要運(yùn)送100T的設(shè)備，那么它們行進(jìn)路線中的梁板計(jì)算該如何考慮活荷載呢？再比如樓板上有設(shè)備荷載，那么計(jì)算樓板時(shí)該如何轉(zhuǎn)化為等效荷載呢？ 橫向作用： 1）風(fēng)荷載是外界施加在建筑物上的作用，一般不會(huì)在混凝土結(jié)構(gòu)中起控制作用，但在超高層以及臺(tái)風(fēng)地區(qū)可能例外，此外在鋼結(jié)構(gòu)廠房中一般風(fēng)荷載 起控制作用。所以在上述設(shè)計(jì)中一定要注意風(fēng)荷載的取值

8、，并注意多塔樓之間的遮擋關(guān)系，這在風(fēng)荷載較大的地區(qū)對(duì)整個(gè)工程造價(jià)有很大影響。 2）地震作用：地震作用是有地基土運(yùn)動(dòng)引起建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形的動(dòng)態(tài)作用。 總的來(lái)說(shuō)：抗震設(shè)計(jì)有四種思路： 第一種是“抗” 采用二階段設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防目標(biāo)： 第一階段設(shè)計(jì)：是承載力驗(yàn)算，取第一水準(zhǔn)的地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算結(jié)構(gòu)的彈性地震作用標(biāo)準(zhǔn)值和相應(yīng)的地震作用效應(yīng)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面承載力驗(yàn)算及變形驗(yàn)算。既滿足了在第一水準(zhǔn)下強(qiáng)度要求，又滿足第二水準(zhǔn)的變形要求。 第二階段設(shè)計(jì)：采用第三水準(zhǔn)烈度的地震動(dòng)參數(shù)，進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算，并結(jié)合采取相應(yīng)的抗 震構(gòu)造措施，實(shí)現(xiàn)第三水準(zhǔn)的設(shè)防要求。“小震不壞、中震可修、大震不倒” 三水準(zhǔn)性能目

9、標(biāo)，這也是最基本的抗震性能化設(shè)計(jì)目標(biāo)。此外2010版新抗規(guī)增加了性能化設(shè)計(jì)目標(biāo)：“使用功能或其 他方面有專門要求的建筑，當(dāng)采用抗震性能化設(shè) 計(jì)時(shí)，具有更具體或更高的抗震設(shè)防目標(biāo)。” 第二種是“耗” 在設(shè)計(jì)時(shí)要在結(jié)構(gòu)某些部位人為地制造若干薄弱環(huán)節(jié)，以便比較容易地產(chǎn)生一些朔性鉸，并耗散大量的能量，還可以增大結(jié)構(gòu)的整體延性。目前已經(jīng)掌握的方法主要是在剪力墻中設(shè)置垂直和水平滑動(dòng)縫，選擇一些耗能構(gòu)件，在地震作用下，使其產(chǎn)生朔性變形，如聯(lián)肢墻的聯(lián)肢梁，框架結(jié)構(gòu)中強(qiáng)柱弱梁之框架梁等的。此外在一些關(guān)鍵部位加阻尼器也是超高層建筑中越來(lái)越多的選擇，這也是以后有效應(yīng)對(duì)地震作用的趨勢(shì)。耗能構(gòu)件應(yīng)具有明顯的約束屈服階段

10、，同時(shí)應(yīng)使仍然處于彈性工作的構(gòu)件保持得越久越好。 第三種是“隔” 設(shè)置隔震層以隔離水平地震的房屋隔震設(shè)計(jì)，我們知道地震作用是由地基土運(yùn)動(dòng)引起建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形的動(dòng)態(tài)作用，因此在基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔震層能有效降低地震作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力效應(yīng)。這也是以后抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。 第四種是“?！?大家都知道地震破壞的危害性，對(duì)于結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震下的安全性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中我們一般采取的是多道防線，力保在地震作用下結(jié)構(gòu)主體不至于倒塌，這屬于結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的范疇。比如框架剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻作為第一道防線，框架作為第二道防線。當(dāng)然這里還有很多構(gòu)造上的措施來(lái)保證，這也是課程的重點(diǎn)內(nèi)容。再比如框架結(jié)構(gòu)，我們是通過(guò)多余約束來(lái)解決

11、這個(gè)問(wèn)題，這也是為什么單榀框架和半框架不能占的比例太多的原因，大家可以想象為什么？多道防線的意義既然這么重要，那么什么它的概念和內(nèi)涵是什么呢？ 第一，整個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系由若 干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來(lái)協(xié)同工作。 第二，抗震結(jié)構(gòu)體系具有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部贅余度，有意識(shí)地建立起一系列分布的較易于修復(fù)的塑性屈服區(qū)，以使結(jié)構(gòu)吸收和耗散大量的地震能量。 按照多道防線的概念，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，需考慮部分構(gòu)件出現(xiàn)塑性變形后的內(nèi)力重分布，使各個(gè)分體系所承擔(dān)的 地震作用的總和大于不考慮塑性內(nèi)力重分布時(shí)的數(shù)值。 2、抗震薄弱層塑性變形集中 (l）按多遇地震進(jìn)行彈性設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，構(gòu)件的實(shí)際

12、承載力分析（而不是承載力設(shè)計(jì)值的分析）是判斷薄弱層（部位）的基礎(chǔ)。 (2）要使樓層（部位）的實(shí)際承載力和設(shè)計(jì)計(jì)算的彈性受力之比在總體上保持一個(gè)相對(duì)均勻的變化，比例突變，會(huì)由于塑性內(nèi)力重分布導(dǎo)致薄弱部位出現(xiàn)塑性變形的集中。 (3）要防止在局部上加強(qiáng)而忽視整個(gè)結(jié)構(gòu)各部位剛度、強(qiáng)度的協(xié)調(diào)。 (4）在抗震設(shè)計(jì)中有意識(shí)、有目的地控制薄弱層（部位），采取措施（如采用約束砌體、約束混凝土、約束邊緣構(gòu)件、消能梁段等）使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。 限于篇幅這里只是簡(jiǎn)單的介紹了一下抗震概念設(shè)計(jì)的知識(shí)點(diǎn)，其余的我們?cè)诿媸谡n中詳細(xì)展開(kāi)。 鑒于風(fēng)荷載與水平地震作用在橫向作

13、用中的重要性，那么它們有什么異同點(diǎn)呢？ .地震作用是從結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上傳來(lái)的作用，其大小與建筑結(jié)構(gòu)的固有特性有關(guān)。它不是荷載而是自身的反應(yīng)；風(fēng)荷載是施加在結(jié)構(gòu)外表上的荷載，其大小與建筑結(jié)構(gòu)的外形和尺寸有關(guān)系，而且隨著建筑物的高度的增高而加大，即建筑物上部的風(fēng)作用比下部大。 .地震作用完全是動(dòng)力作用，而風(fēng)荷載作用則具有靜力和動(dòng)力的雙重作用性質(zhì)。因而在考慮建筑結(jié)構(gòu)變形時(shí)，對(duì)風(fēng)作用而言，要考慮靜力變形和動(dòng)力變形良種；而對(duì)地震作用則只有動(dòng)力變形。 .地震作用的大小與建筑物上的重力荷載有密切的關(guān)系，重力荷載越大地震作用越大，但對(duì)風(fēng)荷載而言，重量是次要的因數(shù)，建筑物的外表面積則是主要因數(shù)。 .在一定范圍內(nèi)，建筑

14、結(jié)構(gòu)的固有周期越長(zhǎng)，其經(jīng)受的地震作用就越小，但對(duì)風(fēng)荷載作用則正好相反，周期長(zhǎng)了反而越大。 .地震作用的時(shí)間非常短暫，而強(qiáng)風(fēng)持續(xù)可達(dá)幾個(gè)小時(shí)。 .地震作用隨地基不同，基礎(chǔ)埋深不同而變化，很少直接受周圍環(huán)境的影響。但風(fēng)荷載作用則受地形，地上各種建筑物和構(gòu)筑物的強(qiáng)烈影響。 .地震作用發(fā)生的概率較小，幾十年遇一次，但風(fēng)荷載作用就很頻繁，差不多每年都有大風(fēng)或臺(tái)風(fēng)出現(xiàn)。 .人類對(duì)風(fēng)荷載作用的認(rèn)識(shí)，理 再深入一點(diǎn)，如果是大底盤（帶地下室）多塔樓結(jié)構(gòu)，那么裙房與主樓抗震等級(jí)是否一致？?jī)蓪拥叵率业目拐鸬燃?jí)應(yīng)該一致還是分別取用？它們和主樓的抗震等級(jí)是否有關(guān)聯(lián)？ 再比如施工加載方式的選擇?PKPM有四種加載方式：

15、1.一次性加載 2.模擬施工加載1 3.模擬施工加載2 4.模擬施工加載3 提出一個(gè)問(wèn)題？如果是長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)（比如懸挑10m），而且還有幾層懸挑（施工單位一般采用懸挑腳手架的施工方式）那么選擇符合施工方式的加載方式就很關(guān)鍵，若選擇錯(cuò)誤那么按你的配筋施工后只要一拆模那么懸挑部分很有可能就會(huì)開(kāi)裂甚至傾覆。此外，這四種加載方式的假定是什么？它的適用條件是什么？這四種加載方式對(duì)結(jié)構(gòu)效應(yīng)影響的趨勢(shì)是什么？ 再比如：柱計(jì)算時(shí)如何選擇單偏壓或雙偏壓？它和雙向地震時(shí)候是否有著必然聯(lián)系？如果柱計(jì)算選擇雙偏壓計(jì)算但進(jìn)行雙偏壓驗(yàn)算時(shí)發(fā)現(xiàn)竟然不能通過(guò)，那么為什么雙偏壓計(jì)算但雙偏壓驗(yàn)算卻不過(guò)呢？是PKPM的漏洞還是另有隱

16、情？ 帶地下室的結(jié)構(gòu)在填寫“回填土對(duì)地下室約束相對(duì)剛度比”和“扣除地面以下幾層的回填土約束層數(shù)”的數(shù)字時(shí)如何將結(jié)構(gòu)層和建筑層的對(duì)應(yīng)關(guān)系搞清楚是關(guān)鍵！否則對(duì)地震力是否往下傳以及地下室在哪里嵌固有著直接影響，如果填錯(cuò)了，可以想象到地下室的設(shè)計(jì)安全性問(wèn)題。 梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)、梁設(shè)計(jì)彎矩放大系數(shù)、梁活荷不利布置這三者之間有什么聯(lián)系？這幾個(gè)參數(shù)選擇的是否合理對(duì)梁的配筋影響太大，所以搞清楚三者之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系是正確填寫的前提。 周期折減系數(shù)：一般來(lái)說(shuō)輸入此數(shù)值都會(huì)對(duì)整體計(jì)算及結(jié)構(gòu)配筋產(chǎn)生影響，那么它影響的趨勢(shì)是什么？而有時(shí)候輸入此數(shù)值后對(duì)計(jì)算卻沒(méi)有任何影響呢？這又是為什么？ 中梁剛度放大系數(shù)：有的填2

17、，有的填1.8，有的填1.5，有的填1。反正五花八門，網(wǎng)上也有很多爭(zhēng)議，那么在實(shí)際設(shè)計(jì)中究竟應(yīng)該填多少才符合實(shí)際情況呢？填大填小對(duì)整體計(jì)算的影響趨勢(shì)是什么？對(duì)梁的計(jì)算配筋和柱的配筋有多大影響？新規(guī)范編制小組對(duì)這點(diǎn)也提出了相應(yīng)的修改意見(jiàn)，這也是汶川大地震之后一 幕幕慘劇帶給我們的沉痛反思，盡管這樣的代價(jià)太過(guò)沉重?？蛑мD(zhuǎn)換時(shí)轉(zhuǎn)換梁的剛度需要放大多少倍才能保證框支梁和上部剪力墻的協(xié)調(diào)變形？（因?yàn)镻KPM在這里默認(rèn)的是梁?jiǎn)卧蛑Я海┖蜌卧袅Γ?，這兩者是不能進(jìn)行有限元?jiǎng)澐謥?lái)模擬邊界協(xié)調(diào)變形的，所以只能近似考慮）。 總之，SATWE參數(shù)涉及面非常廣，不僅要求對(duì)高規(guī)、抗規(guī)、荷規(guī)、混規(guī)非常熟悉，還要

18、對(duì)PKPM很多的默認(rèn)條件有深入的了解才能正確的填寫，正所謂“ 差之毫厘，失之千里”。鑒于篇幅，我們只能列舉其中一二，所有SATWE參數(shù)我們?cè)诿媸谡n中會(huì)逐一講解，讓同學(xué)們對(duì)這些參數(shù)了然于心。結(jié)構(gòu)整體計(jì)算正確與否與SATWE參數(shù)設(shè)置緊密相關(guān)，有時(shí)甚至是致命的。軟件的計(jì)算是由參數(shù)控制的，而參數(shù)的輸入是由人控制的，所以最終還是你的正確與否決定計(jì)算的正確性。把PKPM當(dāng)成傻瓜軟件的人自己也是. ·特殊構(gòu)件定義 我們知道，結(jié)構(gòu)類型紛繁復(fù)雜，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在整個(gè)結(jié)構(gòu)體系中的作用也不盡相同，因此實(shí)現(xiàn)你的結(jié)構(gòu)思想有時(shí)就需要定義一些特殊構(gòu)件。 比如角柱是承受雙向地震力的重要構(gòu)件，它和中柱、邊柱并不同，需要特殊

19、定義；再比如此梁和主梁，次梁和剪力墻相連，什么時(shí)候定義鉸接什么時(shí)候定義剛接？計(jì)算完后如何在施工中通過(guò)構(gòu)造保證？否則你的施工圖和你的計(jì)算模型就是矛盾的，這樣的錯(cuò)誤有時(shí)是很嚴(yán)重的。什么時(shí)候梁可以調(diào)幅，什么時(shí)候梁不能調(diào)幅？如果不該調(diào)幅的時(shí)候你調(diào)幅了這對(duì)梁來(lái)說(shuō)是很危險(xiǎn)的。又比如計(jì)算框支梁（框支梁和普通框架梁不同，不僅受彎而且還受拉）時(shí)，如何在模型計(jì)算時(shí)讓框支梁產(chǎn)生拉力呢？而僅僅定義框支梁是不行的，這只對(duì)地震作用計(jì)算后的抗震措施起作用，對(duì)地震作用計(jì)算是否讓框支梁產(chǎn)生拉力是不起作用的！此外，何時(shí)進(jìn)行剛度折減？何時(shí)進(jìn)行扭矩折減？何時(shí)調(diào)整抗震等級(jí)？又何時(shí)設(shè)置特殊支撐以及特殊墻？ 諸如此類的這些問(wèn)題是幫助實(shí)現(xiàn)我

20、們結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想的有力武器，但“水能載舟，亦能覆舟”，如果對(duì)這些特殊構(gòu)件的理解不夠深入的話，很可能是南轅北轍，本末倒置。建議如果不是很熟的話不要隨便在正式的施工圖設(shè)計(jì)時(shí)使用，如果要用需要有高手的指導(dǎo)。 ·按高層技術(shù)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算分析（重點(diǎn)是對(duì)周期比、位移比、剛度比、層間受剪承載力比、剛重比、剪重比、框架柱地震傾覆彎矩百分比等整體信息進(jìn)行分析）（課程十一大核心之七） 我們知道建筑物是建造于地基之上的，如何保證它在風(fēng)荷載作用、地震作用下的整體穩(wěn)定是宏觀層面的問(wèn)題，它不同于結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)，那是微觀層面的問(wèn)題。 從本質(zhì)上說(shuō)建筑物是一個(gè)懸臂構(gòu)件（只不過(guò)大一點(diǎn)而已），那么一個(gè)懸臂構(gòu)件如何抵御風(fēng)荷載、水

21、平地震作用等橫向作用呢？“樹(shù)欲靜而風(fēng)不止”，一棵樹(shù)如果它不是樹(shù)莖粗壯，那么大風(fēng)一吹就會(huì)折斷，這也是為什么結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中整體剛度很重要的原因。那么整體剛度多大算合理？最少需要多少才滿足基本要求呢？它和整個(gè)建筑的質(zhì)量有什么關(guān)系？此外這個(gè)樹(shù)如果不是扎根地下，就算是“春風(fēng)拂柳”它也會(huì)應(yīng)聲倒地的，這也是為什么結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 防止傾覆而基礎(chǔ)需要有埋深的原因！那么不同的基礎(chǔ)形式是不是埋深都一樣呢？它和建筑物的高度有什么聯(lián)系呢？再比如：如果樹(shù)莖有的地方太粗有的地方太細(xì)，那么大風(fēng)一吹，整個(gè)樹(shù)就會(huì)從細(xì)的部位折斷。同樣，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中上下層之間的相對(duì)剛度不能太大，否則也會(huì)形成薄弱層。那么它們之間的比值取多大才能避免這種情況呢？

22、試想想如果一棵 樹(shù)枝繁葉茂，而樹(shù)干細(xì)長(zhǎng)，那么它肯定會(huì)失穩(wěn)倒塌（注意：這和傾覆是兩回事），這也是為什么需要設(shè)定剛重比的原因！那么滿足何值才能保證整體穩(wěn)定，才能不考慮重力二階效應(yīng)呢？“舞狂風(fēng)蝶時(shí)過(guò)樹(shù)”，如果整個(gè)建筑也這樣恐怕沒(méi)有人敢住了，那么我們?nèi)绾蜗拗平ㄖ奈灰坪退呐まD(zhuǎn)呢？那么位移比和周期比就應(yīng)運(yùn)而生了，那么這兩個(gè)比值和整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)布置有什么樣的內(nèi)在聯(lián)系？規(guī)范中又是如何限定？ 我們只是簡(jiǎn)單地引出了這幾個(gè)比值，那么這幾個(gè)比值它的衡量指標(biāo)到底是什么？它們?cè)诒ＷC結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定中各自扮演著怎樣的角色？它們相互之間的內(nèi)在聯(lián)系又是什么？是不是滿足了這幾個(gè)指標(biāo)就一定能保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性呢？ ·對(duì)

23、整體信息中超規(guī)范限值部分及結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算超筋信息進(jìn)行合理的調(diào)整 （課程十一大核心之八） PKPM是傻瓜式操作，即使你輸錯(cuò)了，它也能算得挺歡，就看你會(huì)不會(huì)正確判斷了！所以PKPM是受人控制的，歸根結(jié)底是由你的結(jié)構(gòu)概念和結(jié)構(gòu)思想控制。這就好比一名神探他看到的是案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，他需要從結(jié)果推斷案發(fā)經(jīng)過(guò)，當(dāng)然斷案手段可以多種多樣，但求證是最基本的精神。這和我們從PKPM的計(jì)算結(jié)果中找出錯(cuò)誤原因有異曲同工之妙。我們經(jīng)常要分析為什么會(huì)這樣，產(chǎn)生這個(gè)錯(cuò)誤的原因是什么。那么PKPM的計(jì)算結(jié)果中有哪些比較重要的超限錯(cuò)誤呢？ 1.整體超限錯(cuò)誤： 1）周期比超限：這里首先要判斷第一平動(dòng)周期和第一扭轉(zhuǎn)周期，是不是只要是第一個(gè)

24、平動(dòng)系數(shù)最大的平動(dòng)周期就是第一平動(dòng)周期呢？答案是否定的。那么怎樣才能準(zhǔn)確判斷第一平動(dòng)周期呢？它和SATWE參數(shù)設(shè)置有著怎樣的關(guān)聯(lián)？其次是超限了又該怎么辦？一般的設(shè)計(jì)師總是喜歡加大截面或者是增加抗側(cè)力構(gòu)件，這些手段可能有些時(shí)候的確有用，但并不是最好的辦法，而且這種方法對(duì)工程造價(jià)的影響很大。最佳的方法是從整體結(jié)構(gòu)布置以及相對(duì)強(qiáng)弱的關(guān)系入手也就是側(cè)向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度的相對(duì)關(guān)系，它的目的是使抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置更有效更合理，也就是說(shuō)，周期比不是要求結(jié)構(gòu)足夠結(jié)實(shí)，而是要求結(jié)構(gòu)承載布局合理。那么不同的結(jié)構(gòu)體系中怎么樣的相對(duì)關(guān)系才算是合理呢？在實(shí)際設(shè)計(jì)中我們又該如 何把握呢？ 2）位移比超限：在抗規(guī)和高規(guī)的條

25、文中我們知道位移比是控制結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則的重要指標(biāo)。首先，計(jì)算位移比時(shí)是否考慮偶然偏心？是否考慮雙向地震？還有沒(méi)有其它的計(jì)算假定？是不是所有工況下位移比超限都需要調(diào)整呢？其次是如何調(diào)整，新手往往不知道如何下手，有一到兩年工作經(jīng)驗(yàn)的人可能知道找到位移最大點(diǎn)去加大截面，但這也是最初級(jí)的階段，往往可能越加越亂最后自己也不知道怎么下手了！那么有沒(méi)有更多更高級(jí)一點(diǎn)的組合拳來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題呢？方法有很多，但只有手把手教才可能讓同學(xué)們理解并掌握這些方法。 3）層間剛度比、層間受剪承載力之比：這兩者都是和薄弱層的判斷有關(guān)。前者僅和抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸有關(guān)，后者還和構(gòu)件材料性質(zhì)以及截面配筋有關(guān)系。我們知道，PKPM

26、提供了三種剛度選擇模式：剪切剛度、彎剪剛度、地震力與層間位移比，那么不同的結(jié)構(gòu)類型分別用哪種剛度計(jì)算？如何用它們來(lái)判斷地下室的嵌固端在哪里？如果這兩個(gè)比值不滿足我們又該如何調(diào)整和應(yīng)對(duì)呢？ 4）剛重比：前面已經(jīng)提及這里就不再贅述。 5）剪重比：為什么要規(guī)定此條？因?yàn)樵陂L(zhǎng)周期作用下，地震影響系數(shù)下降較快，由此計(jì)算出的水平地震下的結(jié)構(gòu)效應(yīng)可能太小，而對(duì)于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)，地 震動(dòng)態(tài)作用下的地面加速度和位移可能對(duì)結(jié)構(gòu)具有更大的破壞作用，但振型分解法尚無(wú)法對(duì)此做出較準(zhǔn)確的計(jì)算，出于安全考慮規(guī)定了各樓層水平地震剪力的最小值。當(dāng)這個(gè)比值不滿足規(guī)范但差的不是太多的話有沒(méi)有特別簡(jiǎn)單的方法讓它計(jì)算通過(guò)呢？當(dāng)然如果差太多

27、，就需要考慮調(diào)整結(jié)構(gòu)布置了。 6）框架柱地震傾覆彎矩百分比：在框剪結(jié)構(gòu)中一般都會(huì)讓框架柱的抗震等級(jí)盡量同框架結(jié)構(gòu)中框架柱的抗震等級(jí)，否則框架柱的抗震等級(jí)提高后一系列的構(gòu)造措施也相應(yīng)提高，經(jīng)濟(jì)上很不合算。因此將框架柱地震傾覆彎矩百分比控制在50%以下就是非常關(guān)鍵的技能。有的同學(xué)就說(shuō)將剪力墻加多一點(diǎn)不就行了，這是不得已最后的辦法，不要輕易地動(dòng)用，這會(huì)增加整個(gè)工程造價(jià)。那么有沒(méi)有更好的辦法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題呢？ 2.局部超限錯(cuò)誤： 1）連梁超限：在框剪或純剪結(jié)構(gòu)中，我們經(jīng)常面對(duì)連梁的超限，而且很難調(diào)整。 首先，你要了解連梁的破壞機(jī)理和在結(jié)構(gòu)體系中所起的作用，這樣才能在設(shè)計(jì)的時(shí)候知道哪個(gè)部位我一定要加強(qiáng)，

28、哪個(gè)部位即使不滿足我也可以放松，真正做到心中有數(shù)。 其次，你要知道哪些因素是導(dǎo)致連梁超限的原因，哪些是主要因素，哪些是次要因素，只有知道了這些才能有目的地進(jìn)行調(diào)整。一般的做法是減小連 梁高度，但有時(shí)這種方法調(diào)到極限也無(wú)法通過(guò)。那么只有搞清楚它和周圍墻肢的相互關(guān)系（這是局部的），和整體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系（這是整體的）這樣才能一劍封喉。那么這些關(guān)系如何才能判斷呢？ 最后，當(dāng)你對(duì)局部進(jìn)行調(diào)整了也不能計(jì)算通過(guò)而且由于建筑條件的限制導(dǎo)致無(wú)法對(duì)整體結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行調(diào)整時(shí)，這時(shí)候還有沒(méi)有辦法進(jìn)行連梁設(shè)計(jì)呢？設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該怎樣考慮彎矩和剪力，它對(duì)周圍的墻肢配筋又有何影響？ 2）墻肢超限：墻肢超限有兩種情況，一種是配筋

29、超限，另一種是穩(wěn)定超限。 墻肢配筋超限：墻肢配筋超限和連梁超限很類似，也分局部和整體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，所以當(dāng)局部調(diào)整不奏效的時(shí)候，要考慮整體結(jié)構(gòu)布置調(diào)整，這是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要我們給你專門設(shè)計(jì)的案例才能掌握一些基本技能和把握局部和整體的感覺(jué)。 墻肢穩(wěn)定超限：高層結(jié)構(gòu)中墻肢的穩(wěn)定性很重要，那么它超限與哪些因素有關(guān)呢？一般來(lái)講，墻肢穩(wěn)定超限主要出現(xiàn)在地下室和底部層高較高的幾層。我們不能一看見(jiàn)墻肢穩(wěn)定超限就急著去加厚墻厚，雖然這種方法很有效，這只能放在你所有方法都用盡的前提下才能考慮。那么還有什么方法能有效的解決墻肢穩(wěn)定超限的問(wèn)題呢？首先你要判斷它為什么超限，是哪一部分超限？此外，計(jì)算模型是對(duì)實(shí)際情

30、況的一種簡(jiǎn)化，你要判斷它是否和實(shí)際相符。有了這些基本的判斷后才能正確采用一些技巧來(lái)解決墻肢穩(wěn)定超限的問(wèn)題。這些技巧有沒(méi)有一個(gè)最基本的原則指引呢？答案是肯定的，這也是我們面授課中要重點(diǎn)闡述的。 ·整體計(jì)算結(jié)果合理性的判斷（課程十一大核心之九） 當(dāng)我們掌握了控制整體性指標(biāo)的基本技巧之后，規(guī)范上的指標(biāo)也都能滿足，那么有關(guān)整體計(jì)算結(jié)果是否值得信任呢？比如如何判斷振型曲線是否合理？如何通過(guò)位移曲線判斷整體結(jié)構(gòu)布置的合理性？如何通過(guò)樓層剪力曲線判斷樓層之 間的相對(duì)強(qiáng)弱關(guān)系？諸如此類的問(wèn)題就不在此一一贅述?？傊?，最后的計(jì)算結(jié)果對(duì)于設(shè)計(jì)者而言它是無(wú)聲的語(yǔ)言，它靜靜地呆在那里，等著你去發(fā)掘。如果我們忽

31、視了它的存在，就可能以為幾個(gè)比值過(guò)關(guān)了就高枕無(wú)憂，這是特別危險(xiǎn)的。特別是對(duì)高層結(jié)構(gòu)而言尤其顯得重要。要透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，許多看似不相關(guān)的事情其實(shí)相互之間是有關(guān)聯(lián)的。那么如何通過(guò)表象來(lái)判斷整體計(jì)算結(jié)果的合理性呢？它們之間有著怎樣的關(guān)聯(lián)？這些關(guān)聯(lián)是偶然還是必然呢？ ·局部構(gòu)件計(jì)算結(jié)果合理性的判斷（課程十一大核心之十） 局部構(gòu)件包括板、梁、柱、墻、梯板，如果因?yàn)椴糠纸Y(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或 對(duì)重力荷載的承載能力，這也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要盡力避免的。正所謂“千里之堤毀于蟻穴”。美國(guó)的911事件就是因?yàn)樯喜康囊桓撝馃Х€(wěn)后導(dǎo)致本層失去了重力荷載的承載能力，然后這層連同上部幾層就像

32、一個(gè)質(zhì)量很大的剛體自由落體砸到下層，可憐的下層怎么能承受如此飛來(lái)橫禍，就這樣一層一層的都被擊穿，正如大家從電視畫面中看到的那樣。由此可見(jiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)的重要性。那么在結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)哪些是我們必須保證的，哪些是可以放松的？ 首先，我們應(yīng)該從結(jié)構(gòu)抗震的基本思想入手。是否符合強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎等抗震要求是判別結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算結(jié)果是否合理的有效手段之一。 其次，是否符合你的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)意圖也是判別結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算結(jié)果是否合理的有效手段。比如：你的設(shè)計(jì)意圖是以A梁為支座支撐B梁，而結(jié)果顯示卻是正好相反，那么你就要分析原因或者修改設(shè)計(jì)。 再次，是否符合力的傳遞途徑是判別結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算結(jié)果是否合理的重要手段。比如：3x6m

33、的板跨，正常的板配筋結(jié)果應(yīng)該是短向鋼筋大，長(zhǎng)向鋼筋小，如果出現(xiàn)相反的計(jì)算結(jié)果就要分析原因。 最后，要盡量使計(jì)算配筋在經(jīng)濟(jì)性配筋的范圍內(nèi)。在設(shè)計(jì)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，每平米含鋼量及混凝土立方量是決定你的職業(yè)生涯是否一馬平川的重要指標(biāo)。這在結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)的時(shí)候我們會(huì)在這方面做出詳細(xì)的闡述。 總之，軟件是為人服務(wù)的，我們不能完全相信它的計(jì)算結(jié)果，其實(shí)PKPM有很多暗箱操作，也就是默認(rèn)條件，當(dāng)不符合它的默認(rèn)條件時(shí)往往出現(xiàn)很多不合理的結(jié)果，所以需要有人為的判斷和分析，這也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中很重要的能力。如果盲從它的計(jì)算結(jié)果，你不是死的很難看，就是被人嘲笑沒(méi)有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。 ·對(duì)結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行擴(kuò)

34、大初步設(shè)計(jì)（課程十一大核心之十一） 擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)是對(duì)整體結(jié)構(gòu)的安全性及可行性的全面闡述，是審圖辦判斷你這個(gè)項(xiàng)目是否可行的依據(jù)。 文字性部分： 首先，在這里要說(shuō)明設(shè)計(jì)的主要依據(jù)和資料，對(duì)工程概況及地質(zhì)條件的基本描述，其次要交代風(fēng)荷載、地震作用及恒載、活載的取值，再說(shuō)明結(jié)構(gòu)體系及抗震措施，并且用圖表等形式列出結(jié)構(gòu)整體計(jì)算分析結(jié)果，最后，說(shuō)明基礎(chǔ)形式及埋深等。 圖紙部分： 擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)和正式施工圖的最大區(qū)別是無(wú)須細(xì)化，比如初步設(shè)計(jì)只需要結(jié)構(gòu)布置圖（如果有地下室那么還需要地下室頂板及底板的結(jié)構(gòu)布置圖）及梁、柱、墻等截面尺寸但不需要配筋，并且節(jié)點(diǎn)大樣圖也不需要，此外，還需要基礎(chǔ)圖。圖紙的設(shè)計(jì)深度詳見(jiàn) 。但可以看出初步設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是從宏觀層面的指標(biāo)來(lái)反映結(jié) 構(gòu)整體安全性問(wèn)題，如：結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、基礎(chǔ)形式、整體計(jì)算結(jié)果等，它 并不關(guān)心結(jié)構(gòu)細(xì)部的做法，這是設(shè)計(jì)院內(nèi)部自己解決的問(wèn)題，并不會(huì)涉及整體安全性。 經(jīng)濟(jì)性部分： 對(duì)經(jīng)濟(jì)性影響最大的是結(jié)構(gòu)體系的選擇。比如：七度區(qū)，建筑物高度45m，按規(guī)范是可以選擇框架結(jié)構(gòu)的，但是如果適當(dāng)?shù)夭贾靡恍┘袅?，就可以有效地減少用鋼量，這是