廣廈結(jié)構(gòu)工程計(jì)算中的40個(gè)問(wèn)題

1、工程計(jì)算中的工程計(jì)算中的40個(gè)問(wèn)題個(gè)問(wèn)題及其算例分析及其算例分析每個(gè)問(wèn)題包括如下每個(gè)問(wèn)題包括如下6 6個(gè)方面內(nèi)容：個(gè)方面內(nèi)容： 1）問(wèn)題的背景和來(lái)源；）問(wèn)題的背景和來(lái)源； 2）典型算例介紹）典型算例介紹；3）不同計(jì)算模型簡(jiǎn)介；）不同計(jì)算模型簡(jiǎn)介；4）列舉不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果；）列舉不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果；5）對(duì)計(jì)算結(jié)果分析和比較；）對(duì)計(jì)算結(jié)果分析和比較；6）結(jié)論和建議。）結(jié)論和建議。一、一、偏心算例偏心算例 1.1.工程名：梁托偏墻工程名：梁托偏墻.prj.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：梁托墻, , 墻對(duì)梁有偏心時(shí)，對(duì)梁產(chǎn)生較大扭矩，為何有些計(jì)算算不出梁扭矩和柱彎矩？ 算例：算例：1)墻對(duì)

2、梁的偏心100mm；2)在墻上布置50kN/m的荷載，模擬上面還有多層墻；3)考證有偏心計(jì)算的計(jì)算精度。工程計(jì)算中有大量的偏心存在，偏心引起的彎扭較大，偏心計(jì)算是當(dāng)前計(jì)算中的難點(diǎn)。計(jì)算模型：計(jì)算模型：1）GSSAP采用偏心剛域方法計(jì)算； 2）SATWE采用沒(méi)有人工布置剛性梁方法。 3）SATWE采用人工布置剛性梁方法。 偏心剛域方法偏心剛域方法 ：當(dāng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系為剛體運(yùn)動(dòng)時(shí)，其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為計(jì)算節(jié)點(diǎn)，其它節(jié)點(diǎn)的剛度變換到計(jì)算節(jié)點(diǎn)即可。兩墻肢與柱相交，墻的兩節(jié)點(diǎn)和柱節(jié)點(diǎn)之間剛體運(yùn)動(dòng)，柱節(jié)點(diǎn)為計(jì)算節(jié)點(diǎn)，墻的節(jié)點(diǎn)剛度變換后凝聚到計(jì)算節(jié)點(diǎn)，這種方法在理論和實(shí)踐上能準(zhǔn)確計(jì)算各種偏心情況。 在所

3、有的軟件中，GSSAP第1次按偏心剛域方法對(duì)所有偏心實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)處理,沒(méi)有完全按此方法就是就會(huì)有問(wèn)題。不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：計(jì)算方法理論結(jié)果GSSAPSATWE(無(wú)剛梁)SATWE(有剛梁)柱底軸力(kN)97.0097.0097.0097.00柱底彎矩(kN.m)-6.50-6.50028.1梁扭矩(kN.m)-6.50-6.50028.4分析和比較：分析和比較：1 ）GSSAP偏心剛域方法與理論結(jié)果完全吻合；2 ）SATWE沒(méi)有人工布置剛性梁時(shí)，無(wú)扭矩，結(jié)果有問(wèn)題；3 ）SATWE人工布置剛性梁時(shí)，剛梁長(zhǎng)取偏心100mm，結(jié)果有較大誤差，隨剛梁長(zhǎng)度增大誤差減小，梁長(zhǎng)

4、度要求大于300mm。結(jié)論和建議：結(jié)論和建議：1 ） GSSAP偏心剛域方法可以準(zhǔn)確計(jì)算扭矩，按實(shí)際模型輸 入偏心墻即可；2 ） SATWE必須梁墻間人工加剛性梁，要注意剛梁長(zhǎng)度控制。罰約束應(yīng)用不合理，引起力不平衡。2.2.工程名：兩柱兩梁工程名：兩柱兩梁.prj.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：兩根梁同時(shí)搭接在兩根柱上，以往有兩種計(jì)算方法： 1)把柱當(dāng)墻輸入； 2)梁端與柱中之間加剛梁。 采用方法1會(huì)影響柱的內(nèi)力調(diào)整和截面計(jì)算，對(duì)柱配筋需人工處理；采用方法2輸入較繁瑣，有內(nèi)外力不平衡的現(xiàn)象。 算例：算例：兩柱托兩梁，在其中一根梁上布置50kN/m的均布荷載，工業(yè)結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)到的一種情況。 不同

5、方法和軟件計(jì)算結(jié)果：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：分析和比較：分析和比較：1 ）偏心剛域方法與理論結(jié)果完全吻合；2 ）加剛梁會(huì)產(chǎn)生內(nèi)外力不平衡的現(xiàn)象，柱的彎矩偏小。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： GSSAP偏心剛域方法可以準(zhǔn)確計(jì)算，按實(shí)際模型輸入梁的偏心即可。 計(jì)算模型：計(jì)算模型：1）GSSAP采用偏心剛域方法計(jì)算。2）SATWE采用人工布置剛梁方法(剛梁長(zhǎng)350mm)。計(jì)算方法理論結(jié)果GSSAPSATWE柱底軸力(kN)347.50347.50347.3柱底彎矩(kN.m)-87.50-87.50-84.43.3.工程名：工程名：梁托兩墻梁托兩墻.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：轉(zhuǎn)換大梁同時(shí)托兩片剪力

6、墻，以往的常用軟件無(wú)法計(jì)算。 算例：算例：1)在其中一條墻上布置50kN/m的荷載；2)計(jì)算梁的扭矩和柱的彎矩。不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：分析和比較：分析和比較：1 ）偏心剛域方法與理論結(jié)果完全吻合；2 ）SATWE人工布置剛性梁時(shí)，剛梁長(zhǎng)取偏心150mm，結(jié)果有較大誤差。結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： GSSAP偏心剛域方法可以準(zhǔn)確計(jì)算，按實(shí)際模型輸入墻的偏心即可。 計(jì)算模型：計(jì)算模型：1）GSSAP采用偏心剛域方法計(jì)算。2）SATWE采用人工布置剛梁方法。計(jì)算方法理論結(jié)果GSSAPSATWE柱底軸力(kN)123.75123.75122.7柱底彎矩(kN.m)-7.50-7

7、.5022.5梁扭矩(kN.m)-7.50-7.5013.64.4.工程名：工程名：梁托垂墻梁托垂墻.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：轉(zhuǎn)換大梁托L形、Z形墻時(shí)，所托墻有垂直于梁的部分，以往處理方法是墻下加剛梁，輸入繁瑣。 算例：算例：1)在垂直于梁的墻上布置20kN/m的荷載； 2) 計(jì)算梁的扭矩和柱的彎矩。不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：分析和比較：分析和比較： 兩種方法計(jì)算結(jié)果與理論結(jié)果一致。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： 采用墻下加剛性梁計(jì)算方法操作較麻煩，最好是采用偏心剛域方法，按實(shí)際模型輸入垂直墻即可。 計(jì)算模型：計(jì)算模型：1）GSSAP采用偏心剛域方法計(jì)算。2）SATW

8、E采用人工布置剛梁方法。計(jì)算方法理論結(jié)果STAWEGSSAP柱底軸力(kN)33.2533.333.25柱底彎矩(kN.m)-2.19-2.2-2.19梁扭矩(kN.m)-2.19-2.2-2.195.5.工程名：工程名：墻端柱墻端柱.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：當(dāng)墻端或墻中柱與剪力墻有較大偏心時(shí)，計(jì)算軟件對(duì)偏心處理有無(wú)問(wèn)題？ 算例：算例：1)在柱頂上布置1000kN的集中活荷載；2)計(jì)算墻和柱的彎矩。 不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：分析和比較：分析和比較： 1)3個(gè)軟件能保證軸力平衡；2)偏心剛域方法保證基底彎矩平衡； 3) SATWE墻柱無(wú)偏心時(shí)基底彎矩平衡，有偏心時(shí)

9、不平衡。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： GSSAP偏心剛域方法可以準(zhǔn)確計(jì)算，按實(shí)際柱對(duì)墻的偏心 輸入柱即可。 計(jì)算模型：計(jì)算模型：GSSAP采用偏心剛域方法計(jì)算。 計(jì)算方法ETABSSATWEGSSAP柱底軸力(kN)658.8538.6575.07墻底軸力(kN)341.2461.4424.93合計(jì)軸力(kN)100010001000計(jì)算方法SATWEGSSAP柱底彎矩(kN.m)16.718.8墻底彎矩(kN.m)753.4383.8彎矩平衡驗(yàn)算不平衡平衡6.6.工程名：工程名：柱托多柱柱托多柱.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：在伸縮縫處常見(jiàn)一柱托兩柱情況，加剛性梁計(jì)算有何問(wèn)題？ 算例：算例：

10、1)在層2柱頂上分別布置1000kN和2000kN的集中活荷載;2)查看柱底內(nèi)力情況。 不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：分析和比較：分析和比較：1 ）偏心剛域方法與理論結(jié)果完全吻合；2 ）SATWE計(jì)算由于剛性梁(長(zhǎng)300mm)的影響，會(huì)產(chǎn)生彎矩和剪力不平衡的現(xiàn)象。結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： GSSAP偏心剛域方法可以準(zhǔn)確計(jì)算，按實(shí)際的偏心輸入柱即可，無(wú)需其它柱間加剛性梁等特殊計(jì)算方法。 計(jì)算模型：計(jì)算模型：1）GSSAP采用偏心剛域方法計(jì)算。2）SATWE采用人工布置剛梁方法。計(jì)算方法理論結(jié)果GSSAPSATWE柱底軸力(kN)300030003000柱底彎矩(kN.m) 30

11、0300315 1 ）在實(shí)際工程中，存在大量的偏心，柱跟柱、墻跟柱、梁跟墻柱，包括板跟墻柱梁，都存在這種情況；2 ）偏心剛域方法在理論和實(shí)踐上能準(zhǔn)確計(jì)算所有偏心情況，這是沒(méi)有任何爭(zhēng)議的；3）在一個(gè)軟件中如果對(duì)所有偏心沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法，計(jì)算肯定有問(wèn)題，如SATWE和SSW等軟件，很多方面就沒(méi)有這樣做。4）GSSAP在國(guó)內(nèi)外所有軟件中第1個(gè)完全實(shí)現(xiàn)了這種方法，自動(dòng)處理，不需人工干預(yù)。二、二、標(biāo)高算例標(biāo)高算例 1.1.工程名：工程名：梁標(biāo)高梁標(biāo)高.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：當(dāng)梁下沉并且下沉高度大于梁高時(shí)，以往各軟件都把梁拉到樓層平面上計(jì)算，這種不考慮梁下沉影響的處理方法導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果有較大誤

12、差。 算例：算例：梁下沉1000mm。 工程中梁板的相對(duì)標(biāo)高并不都為0，以往計(jì)算常常不考慮標(biāo)高的影響，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況有很大區(qū)別。不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：分析和比較：分析和比較： 是否增加節(jié)點(diǎn)對(duì)下沉梁及相交柱計(jì)算結(jié)果影響較大。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： 1)計(jì)算程序應(yīng)準(zhǔn)確考慮梁標(biāo)高對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響； 2)特別注意：通過(guò)修改標(biāo)高來(lái)輸入錯(cuò)層結(jié)構(gòu)時(shí)，軟件應(yīng)按照實(shí)際模型計(jì)算。 計(jì)算模型：計(jì)算模型：1）GSSAP中自動(dòng)在柱跨中增加節(jié)點(diǎn) ；2）將梁拉到樓層平面上計(jì)算，不增加柱跨中節(jié)點(diǎn)。計(jì)算方法柱中增加節(jié)點(diǎn)柱中不增加節(jié)點(diǎn)相差百分比下沉梁支座彎矩(kN.m)-26-3119%下沉梁跨

13、中彎矩(kN.m)181328%2.2.工程名：工程名：板標(biāo)高板標(biāo)高.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：同一樓面不同區(qū)域板標(biāo)高相差較大時(shí)，以往簡(jiǎn)化計(jì)算將板拉到同一樓層平面，計(jì)算結(jié)果有什么問(wèn)題?算例：算例：板下沉1000mm。 不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：分析和比較：分析和比較： 1)振型5兩剛板分別扭動(dòng)，振型6兩剛板反向在X向平動(dòng)； 2)將板拉到同一樓層平面計(jì)算不出振型5和6。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： 應(yīng)按樓板的實(shí)際標(biāo)高建模并按彈性板參與計(jì)算，否則水平位移及構(gòu)件內(nèi)力可能有較大誤差。 計(jì)算模型：計(jì)算模型： GSSAP計(jì)算中，自動(dòng)將標(biāo)高不在樓面的板按照彈性板計(jì)算。振型5振型63

14、.3.工程名：工程名：斜屋面斜屋面1.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：對(duì)于起坡屋面，以往處理辦法是將斜屋面拉平并加大荷載來(lái)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況相差較大，如何解決? 算例：算例：中間起坡高度2000mm。 不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：分析和比較：分析和比較：1）采用GSSAP和ETABS計(jì)算是正確的。2）實(shí)際模型與將斜屋面拉平加大荷載方法的計(jì)算結(jié)果相比，梁彎矩減少，柱的彎矩增大，結(jié)果相差較大。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議：應(yīng)采用實(shí)際模型計(jì)算此類(lèi)斜屋面結(jié)構(gòu)。 計(jì)算模型：計(jì)算模型： 1）GSSAP中采用實(shí)際標(biāo)高，板自動(dòng)采用膜元計(jì)算； 2）ETABS中采用實(shí)際標(biāo)高，板選擇采用膜元計(jì)

15、算； 3）SATWE中將斜屋面拉平加大荷載來(lái)計(jì)算； 4）SSW中將斜屋面拉平自動(dòng)加大荷載來(lái)計(jì)算。 計(jì)算方法GSSAPETABS SSWSATWE相差梁最小彎矩(kN.m)-36.94-37.1-49-49.2-25%梁最大彎矩(kN.m)15.7615.74847.6-67%柱底彎矩(kN.m)33.9036.22423.446%4.4.工程名：工程名：斜屋面斜屋面2.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：坡屋面下有水平梁連接，邊沿只有一條梁，這種模型以往常用軟件不能計(jì)算，如何準(zhǔn)確計(jì)算？ 算例：算例：1)中間起坡高度2000mm；2)連接的水平梁按斜梁輸入。 不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：不同方法和軟件計(jì)

16、算結(jié)果：分析和比較：分析和比較：GSSAP與ETABS計(jì)算結(jié)果一致。結(jié)論和建議：結(jié)論和建議：應(yīng)采用實(shí)際模型計(jì)算此類(lèi)斜屋面結(jié)構(gòu)。 計(jì)算模型：計(jì)算模型： 1）GSSAP中采用實(shí)際標(biāo)高，板自動(dòng)采用膜元計(jì)算； 2）ETABS中采用實(shí)際標(biāo)高，板選擇采用膜元計(jì)算。 計(jì)算方法GSSAPETABS 水平梁最小彎矩(kN.m)-36-34水平梁最大彎矩(kN.m)23255.5.工程名：工程名：體育館體育館.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：體育館看臺(tái)有大量斜梁斜板，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件有無(wú)方便的計(jì)算方法? 算例：算例：圓弧結(jié)構(gòu)，改柱頂相對(duì)標(biāo)高分別為： 0mm,-1000mm,-2000mm,-3000mm。 不同方法和

17、軟件計(jì)算結(jié)果（恒載作用下）不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（恒載作用下） ：分析和比較：分析和比較： GSSAP與ETABS結(jié)果基本吻合。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： GSSAP采用修改柱頂標(biāo)高的方式創(chuàng)建大量斜梁斜板，是 目前計(jì)算體育館看臺(tái)最方便的方法。 計(jì)算模型：計(jì)算模型： 1）GSSAP中，實(shí)際模型(板自動(dòng)采用膜元)輸入； 2）ETABS中，實(shí)際模型(板指定采用膜元)輸入。 計(jì)算方法GSSAP（實(shí)際）ETABS（實(shí)際）最大Z位移（mm）0.0680.068振動(dòng)周期（s）0.10170.09671、標(biāo)高問(wèn)題大量存在，像夾層、梯梁和錯(cuò)層等等；2、以往軟件拉平計(jì)算存在很大誤差；3、GSSAP自動(dòng)處理標(biāo)高問(wèn)題

18、，高度智能化，保證準(zhǔn)確性，達(dá)到人人都能用通用計(jì)算的目的。三、三、空間應(yīng)力分析空間應(yīng)力分析 1.1.工程名：工程名：空間應(yīng)力空間應(yīng)力.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：深受彎構(gòu)件若只抽取部分平面內(nèi)構(gòu)件進(jìn)行平面應(yīng)力分析計(jì)算難以保證準(zhǔn)確性，能否在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)自動(dòng)按空間應(yīng)力分析？ 算例：算例：梁上托墻。 以往計(jì)算主要采用桿系計(jì)算，開(kāi)發(fā)了三個(gè)殼單元可擴(kuò)展到空間應(yīng)力分析：1)墻采用墻殼；(SAP84)2)板采用板殼；(ETABS)3)梁采用梁殼。(GSSAP)不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：分析和比較：分析和比較： 1)GSSAP 和平面應(yīng)力計(jì)算結(jié)果一致； 2)ETABS殼與柱相連偏剛。

19、結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： 1)在GSSAP中具有墻殼、板殼和梁殼，可以進(jìn)行空間應(yīng)力分析； 2)空間整體分析避免了平面應(yīng)力中導(dǎo)荷的問(wèn)題。計(jì)算模型：計(jì)算模型： 1）GSSAP中，墻采用墻殼，梁采用梁殼計(jì)算； 2）平面應(yīng)力，墻梁柱都采用平面應(yīng)力元； 3）ETABS中，墻和梁采用墻殼。 計(jì)算方法GSSAP平面應(yīng)力ETABS 梁跨中豎向位移(mm)0.380.370.322.2.工程名：工程名：局部應(yīng)力局部應(yīng)力.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：以往建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件不能計(jì)算局部應(yīng)力，如墻上開(kāi)洞，難以準(zhǔn)確計(jì)算連梁兩端的應(yīng)力分布情況。 算例：算例：1)如右圖，5層雙肢墻，每層水平作用1000 kN集中活荷載。

20、2)指定連梁采用殼單元。不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（活載作用下）不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（活載作用下） ：分析和比較：分析和比較：GSSAP和ETABS結(jié)果一致。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議：梁采用殼單元，可以準(zhǔn)確計(jì)算梁應(yīng)力分布情況。 計(jì)算模型：計(jì)算模型： 1）GSSAP中，連梁計(jì)算單元指定殼元; 2）ETABS中，墻開(kāi)洞，再細(xì)分單元。 計(jì)算方法GSSAPETABS1層X(jué)向最大正應(yīng)力(kN/m2) 24253230831層X(jué)向最小正應(yīng)力(kN/m2) -16273-164903.3.工程名：工程名：開(kāi)洞梁開(kāi)洞梁.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：開(kāi)洞削弱了梁剛度，如何計(jì)算真實(shí)的應(yīng)力和內(nèi)力? 算例：算例：如

21、右圖在梁兩側(cè)開(kāi)兩個(gè)500X500的洞口。 不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（活載作用下）不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（活載作用下） ：分析和比較：分析和比較： 1) GSSAP與ETABS位移結(jié)果一致。 2) GSSAP梁積分出的力內(nèi)外平衡，ETABS應(yīng)力無(wú)法直接采用。結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： 若梁上洞口對(duì)梁剛度較大影響，可以選擇GSSAP梁開(kāi)洞殼元計(jì)算梁。梁殼是GSSAP開(kāi)創(chuàng)性的一個(gè)工作。 計(jì)算模型：計(jì)算模型： 1）GSSAP中，梁采用殼元，自動(dòng)考慮開(kāi)洞梁?jiǎn)卧?分及對(duì)剛度影響。 2）ETABS中，梁采用墻開(kāi)洞殼元計(jì)算。 計(jì)算方法GSSAPETABS梁中點(diǎn)位移(mm)0.2750.2864.4.工程名：變截

22、面梁工程名：變截面梁.prj.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：變截面梁如何進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)應(yīng)力和內(nèi)力分析? 算例：算例：梁兩端有支托。 不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（恒載作用下）不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（恒載作用下） ：分析和比較：分析和比較：變厚度殼計(jì)算結(jié)果合理，可應(yīng)用于實(shí)際工程。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議：可采用空間應(yīng)力分析計(jì)算變截面深受彎構(gòu)件。引入梁殼以后，平面應(yīng)力完全可以被空間應(yīng)力取代了。 計(jì)算模型：計(jì)算模型：1）GSSAP采用變截面桿（分別考慮梁端、柱端重疊剛域） 2）GSSAP采用變截面桿（不考慮重疊剛域）3）變厚度殼計(jì)算（梁端截面上下有兩節(jié)點(diǎn)與柱協(xié)調(diào)）。計(jì)算方法桿（考慮重疊剛域）桿（不考慮重疊

23、剛域）殼梁最小彎矩(kN.m)-127-142-137梁最大彎矩(kN.m)11095925.5.工程名：工程名：板托柱板托柱.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：常用軟件不能在空間整體分析中直接計(jì)算厚板轉(zhuǎn)換柱，一般將板簡(jiǎn)化為扁梁來(lái)支托柱，能否直接在空間整體分析中計(jì)算？ 算例：算例：1)板上托柱；2)在柱頂上布置1000 kN的集中活荷載。 不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：分析和比較：分析和比較： 1)GSSAP和ETABS結(jié)果一致； 2)GSSAP的板殼單元對(duì)剖分敏感性小于ETABS。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議：1 ）板剖分長(zhǎng)度2000mm；2 ）驗(yàn)算應(yīng)力和內(nèi)力時(shí)應(yīng)取柱邊值，避免取

24、應(yīng)力集中處計(jì)算結(jié)果。 計(jì)算模型：計(jì)算模型：GSSAP和ETABS中板采用殼元計(jì)算。 計(jì)算方法ETABSGSSAPETABSGSSAPETABSGSSAP板剖分長(zhǎng)度(mm)50010002000板中心點(diǎn)位移(mm)58.461.661.7560.262.8560.36.6.工程名：工程名：板托墻板托墻.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：常用軟件不能在空間整體分析中直接計(jì)算厚板轉(zhuǎn)換墻，一般將板簡(jiǎn)化為扁梁來(lái)支托墻，能否直接在空間整體分析中計(jì)算？ 算例：算例：1)板上托墻；2)在墻頂上分別布置500 kN/m的線活荷載。 不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：分析和比較：分析和比較： GSSA

25、P和ETABS計(jì)算結(jié)果基本一致。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議：1 ）板剖分長(zhǎng)度2000mm；2 ）驗(yàn)算應(yīng)力和內(nèi)力應(yīng)取墻邊值，避免取應(yīng)力集中處計(jì)算結(jié)果。計(jì)算模型：計(jì)算模型： GSSAP和ETABS中板采用殼元計(jì)算。 計(jì)算方法ETABSGSSAPETABSGSSAP剖分長(zhǎng)度(mm)5001000板中心點(diǎn)位移(mm)24.4826.824.2826.87.7.工程名：工程名：平底水池平底水池.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：以往將樓頂水池單獨(dú)建模采用國(guó)內(nèi)外通用有限元分析，不能方便地與整個(gè)結(jié)構(gòu)一起進(jìn)行應(yīng)力和內(nèi)力分析，當(dāng)前常用軟件能否計(jì)算? 算例：算例：水池底板上布置30kN/m2水荷載，水池壁30 kN/

26、m2三角形布置水荷載。 不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（水作用工況下不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（水作用工況下 ） ：分析和比較：分析和比較： GSSAP與ETABS計(jì)算結(jié)果基本吻合。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： 在GSSAP中能方便地將水池與整個(gè)結(jié)構(gòu)一起進(jìn)行應(yīng)力和 內(nèi)力分析。 計(jì)算模型：計(jì)算模型：1）GSSAP中，板和墻采用殼元計(jì)算； 2）ETABS中，板和墻采用殼元計(jì)算。 計(jì)算方法GSSAPETABS 底板中點(diǎn)Z向位移(mm)-5.28-5.536水池頂中點(diǎn)水平位移(mm)0.5250.5328.8.工程名：工程名：尖底水池尖底水池.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：水池底可放水，底板為錐形，目前常用計(jì)算軟

27、件不能方便地進(jìn)行應(yīng)力和內(nèi)力分析。算例：算例：水池底板上布置30kN/m2水荷載，水池壁30 kN/m2三角形布置水荷載。 不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（水作用工況下不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（水作用工況下 ） ：分析和比較：分析和比較： GSSAP與MIDAS計(jì)算結(jié)果基本吻合。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： 在GSSAP中能方便地與整個(gè)結(jié)構(gòu)一起進(jìn)行應(yīng)力和內(nèi)力分析。 計(jì)算模型：計(jì)算模型：1）GSSAP中，板和墻采用殼元計(jì)算； 2）MIDAS中，板和墻采用殼元計(jì)算。 計(jì)算方法GSSAPMIDAS 底板中點(diǎn)Z向位移(mm)-0.35-0.37水池頂中點(diǎn)水平位移(mm)0.500.629.9.工程名：工程名：筒倉(cāng)筒

28、倉(cāng).prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：尖頂或圓頂?shù)耐矀}(cāng)，常用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件能否進(jìn)行應(yīng)力和內(nèi)力分析。 算例：算例：筒倉(cāng)尖頂相對(duì)標(biāo)高為1000mm，筒倉(cāng)壁作用30 kN/m2均布水荷載。 不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（恒載作用下不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（恒載作用下 ） ：分析和比較：分析和比較： GSSAP與ETABS計(jì)算結(jié)果基本吻合。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： 在GSSAP中能方便地將筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)與整個(gè)結(jié)構(gòu)一起進(jìn)行應(yīng)力和內(nèi)力分析。 計(jì)算模型：計(jì)算模型：1）GSSAP中，板和墻采用殼元計(jì)算； 2）ETABS中，板和墻采用殼元計(jì)算。 計(jì)算方法GSSAPETABS 筒倉(cāng)尖頂Z向位移(mm)-0.110-0.1181、

29、規(guī)范要求進(jìn)行平面應(yīng)力和細(xì)部應(yīng)力計(jì)算，象深受彎構(gòu)件、水池和筒倉(cāng)等；2、以前，象SATWE和SSW不能算這類(lèi)問(wèn)題，現(xiàn)在，GSSAP具有空間應(yīng)力分析的功能，可以算這類(lèi)問(wèn)題；3、空間應(yīng)力分析完全可以取代平面應(yīng)力分析，使計(jì)算軟件發(fā)展到新的時(shí)代：除了有內(nèi)力計(jì)算外，還具有了應(yīng)力分析功能。四、四、荷載算例荷載算例 1.1.工程名：工程名：9 9部吊車(chē)部吊車(chē).prj.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：工業(yè)廠房當(dāng)?shù)踯?chē)數(shù)目較多時(shí)，布置的工況數(shù)多達(dá)幾百，超過(guò)了現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外各軟件的計(jì)算容量，要找出一種實(shí)用計(jì)算方法。 算例：算例：去年遇到的一個(gè)實(shí)際工程：1)9部吊車(chē)；2)每部吊車(chē)每條軌道經(jīng)過(guò)11根柱；3)1個(gè)柱位4個(gè)吊車(chē)工況

30、；4)僅吊車(chē)工況數(shù)：9X11X4=396。 計(jì)算模型：計(jì)算模型：GSSAP中采用未合并工況和合并工況兩種方法。中采用未合并工況和合并工況兩種方法。 1)未合并工況 布置靠近柱1的3部吊車(chē)，計(jì)算柱1的內(nèi)力，吊車(chē)有關(guān)的工況數(shù)為3*11*4=132個(gè)。 2)合并工況(相隔5跨的工況合并在一起) 布置9部吊車(chē)，每部吊車(chē)軌道經(jīng)過(guò)的第6柱工況合并到第1柱的工況中，每部吊車(chē)有關(guān)的工況數(shù)最多為5*4=20個(gè)。工況數(shù)不隨軌道經(jīng)過(guò)的柱數(shù)增加而增加，總吊車(chē)工況數(shù)為9*20=180個(gè)。不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：計(jì)算方法計(jì)算方法1計(jì)算方法2柱1最大軸力N(kN)453.08458.97柱1最大彎矩

31、Mx(kN)80.40101.85 分析和比較：分析和比較：隨吊車(chē)增加，軸力和彎矩會(huì)適當(dāng)增加，合并工況方法計(jì)算精度可以滿足工程要求。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議：大于3部吊車(chē)時(shí)，合并工況方法可以一次計(jì)算多臺(tái)吊車(chē)。問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：模擬施工有很多方法，哪種方法能準(zhǔn)確計(jì)算? 算例：算例：20層框剪結(jié)構(gòu)。 2.2.工程名：模擬施工工程名：模擬施工.prj.prj計(jì)算模型：計(jì)算模型：1 1）GSSAP中，模擬施工計(jì)算過(guò)程是變剛度和變荷載下的真實(shí)求解；2 2）SATWE中，對(duì)應(yīng)3種模擬施工方法。計(jì)算16層這根梁的梁端彎矩不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（恒載作用下）：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（恒載作用下）：一次性

32、加載位移GSSAP真實(shí)模擬施工位移 分析和比較：分析和比較： 1)一次性加載和模擬施工有較大的差別； 2)GSSAP真實(shí)模擬施工求解的結(jié)果準(zhǔn)確； 3)SATWE的模擬施工3結(jié)果可用，其它方法誤差太大。結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： 1)模擬施工應(yīng)采用真實(shí)模型求解； 2)GSSAP墻柱梁板都可設(shè)置模擬施工號(hào)，可用于后澆計(jì)算。計(jì)算方法一次性加載GSSAPSATWE(1)SATWE(2)SATWE(3)1層位移(mm)0.670.710.770.360.852層1.311.351.460.671.5916層6.822.683.101.393.1219層7.121.271.450.671.4820層7.15

33、0.670.780.360.7816層梁的支座彎矩(kN.m)-22.73-16.39-13.90-17.4問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：實(shí)際工程中，板上除布置均布荷載外，常需要布置板上線荷載(包括均布、分布和集中)。 算例：算例：在板上建虛梁，板上線荷載簡(jiǎn)化為虛梁上的線荷載，板采用殼單元計(jì)算。 3.3.工程名：板上線荷工程名：板上線荷.prj.prj計(jì)算模型：計(jì)算模型： 1)GSSAP中，實(shí)際模型(板選擇采用殼元)輸入。 2)ETABS中，實(shí)際模型(板選擇采用殼元)輸入。 分析和比較：分析和比較：GSSAP與ETABS基本吻合 。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議：所有線荷載(均布、分布和集中) 通過(guò)虛梁都

34、可布置在板上 ,10年前廣廈定義虛梁的概念,現(xiàn)各計(jì)算軟件虛梁用于： 1)剖分板； 2)布置板上線荷載。計(jì)算方法GSSAP(實(shí)際)ETABS(實(shí)際)板中點(diǎn)Z位移（mm）-6.473-6.427振動(dòng)周期（s）0.1170.111不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果(活載作用下活載作用下)：采用殼元時(shí)，GSSAP中梁每1米會(huì)自動(dòng)剖分1個(gè)節(jié)點(diǎn)。問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：風(fēng)洞試驗(yàn)提供數(shù)據(jù)，每方向風(fēng)作用有三個(gè)方向4個(gè)荷載分量：迎風(fēng)面方向的風(fēng)力、垂直迎風(fēng)面的風(fēng)力、豎向風(fēng)力和豎向扭矩，如何使用風(fēng)洞試驗(yàn)的風(fēng)力進(jìn)行計(jì)算。 算例：算例：10層每層高為3000mm，0度方向風(fēng)有三個(gè)方向4個(gè)荷載分量。 4.4.工

35、程名：三向風(fēng)載工程名：三向風(fēng)載.prj.prj以往風(fēng)荷只有迎風(fēng)面方向的風(fēng)力計(jì)算模型：計(jì)算模型： GSSAPGSSAP計(jì)算入口文件計(jì)算入口文件* *.gsp.gsp中可輸入（中可輸入（0度風(fēng)）: : 分析和比較：分析和比較：有垂直向位移和Z向轉(zhuǎn)動(dòng)。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議：GSSAP可以計(jì)算風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)得的每方向風(fēng)有三個(gè)方向4個(gè)力。層號(hào)迎風(fēng)面方向的風(fēng)力垂直迎風(fēng)面的風(fēng)力豎向風(fēng)力豎向扭矩18.318.318.318.3129.189.189.189.1839.679.679.679.67410.6010.6010.6010.60511.6711.6711.6711.67612.6712.6712.67

36、12.67713.6213.6213.6213.62814.5514.5514.5514.55915.4715.4715.4715.471016.4016.4016.4016.40不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果(0(0度方向風(fēng)作用下度方向風(fēng)作用下):):位移(mm) X= 31.025 Y=31.025 Z=0.125旋轉(zhuǎn)(弧長(zhǎng))X=-0.00039 Y=0.00039 Z=0.00205問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：不考慮施工荷載首層易開(kāi)裂，如何準(zhǔn)確計(jì)算？ 算例：算例：如右圖，首層板上布置10kN/m2施工荷載，包括自重的恒載為4kN/m2。 5.5.工程名：施工荷載工程名：施工荷載

37、.prj.prj計(jì)算模型：計(jì)算模型： GSSAP中施工荷載作為單獨(dú)工況進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算和工況組合。 不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果： 首層梁的彎矩和剪力由施工荷載組合控制。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議：施工荷載較大時(shí)，計(jì)算中應(yīng)考慮施工荷載的計(jì)算和組合。 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：以往結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件計(jì)算時(shí)沒(méi)考慮飄板對(duì)梁產(chǎn)生的扭矩，如何自動(dòng)算出梁扭矩。 算例：算例：板飄出500mm，板采用殼單元計(jì)算。 6.6.工程名：飄板工程名：飄板.prj.prj內(nèi)板也應(yīng)指定殼，否則梁扭矩偏大。計(jì)算模型：計(jì)算模型： 1)GSSAP中板采用殼單元； 2)ETABS中板采用殼單元。 分析和比較：分析和比較：GS

38、SAP和ETABS結(jié)果一致。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： 1)當(dāng)飄板跨度較大時(shí)，應(yīng)考慮飄板對(duì)梁扭矩的影響； 2) 梁柱板的其它結(jié)果與指定剛板時(shí)近似，沒(méi)有問(wèn)題。計(jì)算方法GSSAPETABS梁扭矩（kN.m）2.332.28不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（恒載作用下）：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（恒載作用下）：?jiǎn)栴}的背景：?jiǎn)栴}的背景：板的剛度對(duì)梁的內(nèi)力計(jì)算有多大影響? 算例：算例：1層框架。 7.7.工程名：梁板關(guān)系工程名：梁板關(guān)系.prj.prj 計(jì)算此梁彎矩隨剛度增大的變化計(jì)算模型：計(jì)算模型： 1）梁剛度沒(méi)有放大； 2）梁剛度放大1.5； 3）梁剛度放大2.0； 4）板采用殼單元。 不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（

39、恒載作用下）：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（恒載作用下）： 分析和比較：分析和比較：中梁剛度放大2.0時(shí)與殼結(jié)果一致 。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： 1)總體信息中，中梁剛度放大系數(shù)一般為2.0 ； 2)對(duì)梁高500mm的梁逐步減少； 3)如確實(shí)要真實(shí)考慮板對(duì)梁剛度影響就全部板采用殼來(lái)算。計(jì)算方法沒(méi)有放大放大1.5放大2.0板采用殼中梁支座彎矩（kN.m）-24.71-21.91-19.67-19.03中梁跨中彎矩（kN.m）26.2929.0931.3332.72問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：通常工程中，對(duì)于風(fēng)荷計(jì)算，是否考慮連梁剛度折減有多大影響? 算例：算例：10層框剪。 8.8.工程名：連梁剛度工程

40、名：連梁剛度.prj.prj 分析和比較：分析和比較： 在風(fēng)荷載作用下，考慮連梁剛度折減對(duì)樓層位移有明顯影響。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： 建議不考慮風(fēng)荷載作用下的連梁剛度折減。 不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果（0度風(fēng)作用下度風(fēng)作用下 ）：）：計(jì)算方法不折減折減誤差百分比0度風(fēng)最大位移(mm)4.234.9116%問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：多層結(jié)構(gòu)為何還要考慮風(fēng)振影響?算例：算例：5層框架。 9.9.工程名：減少風(fēng)荷工程名：減少風(fēng)荷.prj.prj 2006建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范7.4.1對(duì)于高度大于30m且高寬比大于1.5的房屋和基本自振周期大于0.25s的各種高聳以及大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)，

41、計(jì)算模型：計(jì)算模型： 1）按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范50009-2001考慮風(fēng)振影響； 2）按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范50009-2006不考慮風(fēng)振影響。 分析和比較：分析和比較： 1)2006建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范改正了2001版中不合理的條文，類(lèi)似舊規(guī)范； 2)多層結(jié)構(gòu)中，以往多算了風(fēng)荷載，梁柱鋼筋可能過(guò)大。 結(jié)論和建議：結(jié)論和建議： 1)目前GSCAD V13.0已按2006建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范修改， 請(qǐng)盡早采用，注意一下pkpm現(xiàn)在版本還沒(méi)有改； 2）對(duì)基本自振周期大于0.25s的各種高聳以及大跨度屋蓋結(jié) 構(gòu)，人工在總體信息中增大基本風(fēng)壓。不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：計(jì)算方法考慮風(fēng)振不考慮風(fēng)

42、振相差倍數(shù)90度總風(fēng)荷（kN）133.6799.931.341層中梁支座配筋（cm2）10.58.41.251層中柱B邊配筋（cm2）7.585.351.42五、五、基礎(chǔ)算例基礎(chǔ)算例 1.1.工程名：工程名：擴(kuò)展剪切擴(kuò)展剪切.prj.prj 問(wèn)題的背景：?jiǎn)栴}的背景：為何有些軟件中斜截面剪切驗(yàn)算控制擴(kuò)展基礎(chǔ)高度，使基礎(chǔ)高度大了一級(jí)？ 算例：算例： 如圖(1)擴(kuò)展基礎(chǔ)，高度為600mm，基礎(chǔ)底應(yīng)力470kN/m2。計(jì)算模型計(jì)算模型 ：如圖(2)斜切和豎切計(jì)算剪切反力，反力大小有很大不同。到底應(yīng)采用哪種方法計(jì)算反力。斜切 豎切(2) (1) 不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果：不同方法和軟件計(jì)算結(jié)果： 按柱邊斜切求的反力V=143.92kN 剪切滿足： 0.7*h*ft*bo*Ho=0.7*1.00*1100.00*1.279*0.56 =551.32V=143.92kN 按柱邊豎切求的反力V=565.04kN 剪切不滿足： 0.7*h*ft*bo*Ho=0.7*1.00*1100.00*1.279*0.