常用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)

1、1、結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的局限性、適用性和近似性。隨著計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)分析軟件的廣泛應(yīng)用和普及，它使人們擺脫了過去必須進(jìn)行的大量的手工計(jì)算，使人們的工作效率得以大幅度的提高。與此同時(shí)，人們對結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的依賴性也越來越大，有時(shí)甚至過分地相信計(jì)算軟件，而忽略了結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要性。由于種種原因，目前的結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件總是存在著一定的局限性、適用性和近似性，并非萬能。如：結(jié)構(gòu)的模型化誤差非結(jié)構(gòu)構(gòu)件對結(jié)構(gòu)剛度的影響樓板對結(jié)構(gòu)剛度的影響溫度變化在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中產(chǎn)生的

2、應(yīng)力結(jié)構(gòu)的實(shí)際阻尼(比)回填土對地下室約束相對剛度比地基基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的相互作用等等。有些影響因素目前還無法給出準(zhǔn)確的模型描述，也只能給出簡化的表達(dá)或簡單的處理，受人為影響較大。加之，建筑體型越來越復(fù)雜，這就對結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件提出了更高的要求，而軟件本身往往又存在一定的滯后性。正是因?yàn)槿绱?，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)對所用計(jì)算軟件的基本假定、力學(xué)模型及其適用范圍有所了解，并應(yīng)對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析判斷確認(rèn)其正確合理、有效后方可用于工程設(shè)計(jì)。2、現(xiàn)階段常用的結(jié)

3、構(gòu)分析模型實(shí)際結(jié)構(gòu)是空間的受力體系，但不論是靜力分析還是動(dòng)力分析，往往必須采取一定的簡化處理，以建立相應(yīng)的計(jì)算簡圖或分析模型。目前，常用的結(jié)構(gòu)分析模型可分為兩大類：第一類為平面結(jié)構(gòu)空間協(xié)同分析模型另一類為三維空間有限元分析模型。1)平面結(jié)構(gòu)空間協(xié)同分析模型。將結(jié)構(gòu)劃分若干片正交或斜交的平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，但對任意方向的水平荷載和水平地震作用，所有正交或斜交的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)均參與工作，并按空間位移協(xié)調(diào)條件進(jìn)行水平力的分配。樓板假定在其自身平面內(nèi)剛

4、度無限大。這一分析模型目前已經(jīng)很少采用。其主要適用于平面布置較為規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等。2)三維空間有限元分析模型。將建筑結(jié)構(gòu)作為空間體系，梁、柱、支撐均采用空間桿單元，剪力墻單元模型目前國內(nèi)有薄壁桿件模型、空間膜元模型、板殼單元模型以及墻組元模型。樓板可假定為彈性，也可假定在其自身平面內(nèi)剛度無限大，還可假定樓板分塊無限剛。該模型以節(jié)點(diǎn)位移為未知量，由矩陣位移法形成線性方程組求解。3、常用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件多、高層結(jié)構(gòu)的基本受

5、力構(gòu)件有柱、梁、支撐、剪力墻和樓板。柱、梁及支撐均為一維構(gòu)件，可用空間桿單元來模擬其受力狀態(tài)?？臻g桿單元的每個(gè)端點(diǎn)有6個(gè)自由度，即3個(gè)平動(dòng)自由度和3個(gè)轉(zhuǎn)角自由度。對一維構(gòu)件，各種有4)框支剪力墻：框支剪力墻和轉(zhuǎn)換梁在其交接面上是線變形協(xié)調(diào)的，而采用薄壁桿件理論分析框支墻時(shí)，由于薄壁桿件是以點(diǎn)傳力的，作為一個(gè)薄壁桿件的框支墻只有一點(diǎn)和轉(zhuǎn)換梁的某點(diǎn)是變形協(xié)調(diào)的，這必然會(huì)帶來較大的計(jì)算誤差。5)框架梁與剪力墻的連接：在一般情況下和剪力墻垂直相

6、連的框架梁，其受剪力墻的約束并不強(qiáng)，梁這一端的彎矩一般并不大，但用薄壁桿件理論分析剪力墻時(shí)，梁要通過剛臂與薄壁桿件的剪心相連，其結(jié)果是強(qiáng)化了剪力墻對梁端的嵌固作用，使梁端彎矩的計(jì)算值偏大。6)柱、墻上下偏心：程序?qū)⒆詣?dòng)在上(薄壁)柱的下端加一水平剛域，剛域的存在對結(jié)構(gòu)整體剛度有較大的影響。7)對懸挑剪力墻、無樓板約束的剪力墻等也不適合采用薄壁桿件單元計(jì)算。TAT軟件適合于框架、框架剪力墻、剪力墻及筒體結(jié)構(gòu)，但應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況對

7、剪力墻進(jìn)行處理以減小計(jì)算誤差。1)剪力墻的輸入處理：對長度超過8m的剪力墻和多肢剪力墻應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢?，按照使每個(gè)薄壁柱的剛度盡量均勻的原則人為設(shè)置計(jì)算洞口，這樣可使薄壁柱的受力更符合實(shí)際。當(dāng)洞口較小時(shí)，在實(shí)際施工時(shí)按無洞處理。2)剪力墻洞口的處理：因?yàn)門AT采用薄壁柱模型，每層薄壁柱上下各有一個(gè)節(jié)點(diǎn)與上下層的柱、薄壁柱或無柱節(jié)點(diǎn)相連，通過這樣的連系將上下層力傳遞計(jì)算，當(dāng)上下層洞口不對齊時(shí)，由于洞口會(huì)切割一個(gè)薄壁柱為2個(gè)或更多，造成上下層

8、節(jié)點(diǎn)不一一對應(yīng)，使上下層傳力混亂，這時(shí)應(yīng)采用簡化的方法進(jìn)行處理。剪力墻洞口一般分對齊、開通、忽略三種處理方法。3)框支剪力墻的處理：對于框支剪力墻，用薄壁柱模擬的剪力墻就有個(gè)傳力問題，上部薄壁柱只能傳力給下面一個(gè)點(diǎn)，而下部往往是由多個(gè)點(diǎn)來支撐上部剪力墻的，這時(shí)應(yīng)對框支梁上部的剪力墻進(jìn)行離散化處理，將計(jì)算產(chǎn)生的誤差控制在局部平面內(nèi)，這樣才能在結(jié)構(gòu)的整體分析中得到一個(gè)比較滿意的結(jié)果，然后再利用高精度平面有限元程序?qū)﹃P(guān)鍵部位進(jìn)行細(xì)致的內(nèi)力分析