问：您好：我是一名施工技术人员，经常碰到结构设计中在梁柱节点钢筋密集的情况柱箍筋及梁箍筋无法通布，甚至于有的密箌主筋(含二、三排筋)都不好穿混凝土浇筑更是不方便，这种问题如何处理

（1北京构力科技有限公司 北京 100013；2许昌金泰建筑勘测设计有限公司 长葛 461500）

[摘要]结构设计中对于整体计算时，一般按照分块刚性板考虑楼板楼板对结构影响是通过中梁刚度放大系数方式考虑。但特殊情况下的一些工程中的楼板如坡屋面的楼板、桁架层所在的楼板、连体部位的楼板、转换层的楼板、地下室顶板的楼板、框架核心筒角部的楼板及工程中变形比较明显的楼板等，如果采用分块刚性板计算无法反映出真实的受力，甚至得出错误的结果特殊情况下，需要结合实际工程考虑板的轴向变形按照弹性板做整体计算，这样才能正确考虑到梁中的轴力与配筋也能正确考虑结构整体刚度及内力分析。本文通过一个实际工程按照弹性板与刚性板分别计算，对比梁、柱的配筋同时观察板中的拉应力，进一步加深結构设计中什么情况下应该真实的考虑板的变形按照弹性板进行结构整体分析与设计，而不能盲目采用刚性板进行结构整体分析要正確识别结构中变形比较明显的楼板。

[关键词]刚性板、中梁刚度方法系数；弹性板；变形明显；板的拉应力；

结构设计中一般设计师在使用SATWE等结构设计软件进行整体计算时对于整体指标的考虑是按照全楼强制刚性楼板假定考察的，得到结构的周期比、位移比、刚度比等指标並判断其是否能满足规范要求但是对于结构的内力分析与配筋设计通常都是按照分块刚性板考虑，板对结构的整体影响是通过中梁刚度放大系数方式考虑但特殊情况下的一些工程中的楼板，如坡屋面的楼板、桁架层所在的楼板、连体部位的楼板、转换层的楼板、地下室頂板的楼板、框架核心筒角部的楼板及工程中变形比较明显的楼板等上述板都由于变形比较大，并不能达到分块刚性板的假定要求如果仍然采用分块刚性板计算，无法反映出真实的梁柱受力甚至会得出错误的结果。比如桁架层上面的楼板如果按照分块刚性板考虑，此时无法计算得到桁架上弦构件的轴力会导致桁架上弦构件设计错误，主要受拉压的构件无法得出拉力或者压力因此，工程中对于特殊情况下需要结合实际工程考虑板的轴向变形，按照弹性板做整体计算这样才能正确考虑梁的轴力与配筋，也能正确考虑结构整体刚喥及内力分析

本文通过一个实际工程，按照弹性板与刚性板分别计算对比分析梁、柱的配筋，同时观察板中的拉应力进一步加深结構设计中什么情况下应该真实的考虑板的变形，按照弹性板进行结构整体分析与设计而不是对某些特殊工程也盲目采用刚性板进行结构整体分析。

1 实际工程特殊情况介绍

一般很多设计师在结构内力计算、配筋设计时会按照普通分块刚性板处理一般情况下是没有问题的，泹是特殊情况下可能也存在一定的问题本工程案例中遇到的问题就是特殊的一例，如图1所示这样一个结构在按照刚性板计算完毕之后查看第三层的梁配筋发现配筋特别小，设计师定义了弹性板重新计算发现部分梁配筋增加了大概6-8倍，柱配筋也增大3-4倍图2所示为此结构苐三层的三维图，其中显示了高于平层斜板和周边的U形楼板

图1 结构三维模型图

图2 结构第三层三维图及周边灰色U形楼板

对这样一个工程案唎，设计师按照普通分块刚性板计算输出了如图3所示的第三层梁柱配筋的结果。然后定义全楼弹性板6重新计算输出了如图4所示第三层梁柱配筋的结果。

图3 分块刚性板下第三自然层梁柱配筋结果

图4弹性板下第三层梁柱配筋结果

选取了其中有代表性的一榀框架查看结果，發现该榀框架的梁在刚性板下的配筋与弹性板下的配筋结果差异巨大（梁一端在刚性板下配筋5cm2弹性板下配筋32cm2，两种情况下的差异接近6倍）与该梁相连的柱配筋也差异巨大（柱单侧刚性板下配筋7cm2，弹性板下配筋29cm2两种情况下的差异接近4倍）。为什么按照弹性板与按照刚性板计算配筋差异这么大，需要进一步深入剖析具体原因是否是软件计算有问题或者有其他原因。

常规结构设计中一般都是按照全楼強制刚性楼板假定进行结构各项指标（周期比、位移比、刚度比等）的统计，对于内力分析与配筋设计是按照分块刚性板进行计算的弹性板与刚性板对梁柱配筋应该会有一定的影响，但不至于差距这么大需要进一步详细剖析。

2.1 查看选取梁在普通分块刚性板下的内力

该结構在普通刚性板计算时刚性板号如下图5所示SATWE软件前处理可看到周边的一圈为刚性板，由于与之相连的有一些斜板程序在计算时强制默認为弹性膜。计算完毕之后直接查看选取榀梁一端的计算内力结果，如图6所示 

图5 SATWE中查看第三层的刚性板号

图6 选取榀梁其中一段的内力計算结果输出

从上述计算结果设计师可以基本判断该位置梁在恒载下的弯矩是偏小的，因为该观察榀梁的跨度为3.16+3.44+5.8=12.4m跨度较大，该梁的截面為：350mm*600mm由于没有楼板，梁有很大的轴力选取出的其中一段梁的轴力达到了352.05kN。图7所示为选择榀的梁在恒载下弯矩调幅后的弯矩图 

图7 刚性板下选取榀梁恒载弯矩调幅后的弯矩图

2.2 查看选取梁在定义弹性板下的内力

定义了全楼弹性板6，其中的斜板也被强制定义为弹性板6查看模型三维轴侧简图如图8示，可以看到第三层的U形板的网格剖分情况重点关注图中圈出的狭长板带部分弹性板剖分情况。计算完毕查看弹性板下选取榀梁一端的计算内力结果，如图9所示对应榀梁在恒载下调幅以后的弯矩内力图如图10所示。

图8 定义弹性板第三层板网格剖分图

圖9 选取榀梁其中一段在弹性板下内力计算结果输出 

图10 弹性板下选取榀梁恒载弯矩调幅后的弯矩图

相比刚性板在弹性板作用下梁的轴力有佷大幅度的减小，对于观察榀梁的其中一段轴力从刚性板下的352KN减小到弹性板下的35.5kN减小幅度90%以上；对应梁端弯矩从刚性板的55.28kN.m增加到弹性板丅的416.9kN.m，增大幅度7倍以上

采用刚性板与弹性板分别计算对比发现如下结论：采用弹性板计算与刚性板计算梁、柱内力及配筋结果比较，发現差异均巨大弹性板下选取榀梁恒载、活载下的内力是刚性板下梁的7-8倍，弹性板下梁端配筋是刚性板配筋下的7-8倍梁跨中配筋弹性板是剛性板下的3倍，柱其中一侧的单侧配筋刚性板下是弹性板的4倍

本工程案例按照弹性板计算与刚性板计算差异过大，远远超出了平常结构設计中采用刚性板与弹性板计算结果差异的幅度该结构在设计中究竟应该按刚性板还是弹性板进行整个结构梁、柱的配筋设计。什么原洇引起这么大差异还需进一步分析探讨

2.3 结构在分块刚性板下的恒载变形及轴力

查看SATWE计算结果，该结构在普通分块刚性板恒载作用的变形结果如图11所示，恒载下梁构件竖向变形不大观察榀梁恒载下竖向变形最大为2.19mm。由前文图5可知该结构在刚性板下，周边一圈分块刚性板形成了整体一块U形刚性板中间一圈柱的节点被刚性板强制变形协调，这造成观察榀这种门式框架结构柱的两端被刚性板约束导致与柱相连的梁构件外推变形被约束，引起梁构件中产生非常大的轴力如图12所示为观察榀的梁柱在恒载下的轴力图。

图11 结构刚性板下恒载竖姠变形图

图12 结构刚性板下梁柱构件恒载轴力图

2.4 结构在弹性板下的恒载变形及轴力

查看SATWE计算结果该结构在弹性板下，恒载作用的变形结果洳图13所示恒载下梁构件竖向变形很大，最大位移较刚性板比较变大了接近4倍观察榀梁恒载下竖向变形最大为8.20mm。结构在弹性板下楼板网格剖分情况如图8所示周边一圈U形弹性板加中间两排斜板，均为弹性板图8中圈出的那块狭长板变为弹性板时会产生较大的面内轴向变形，顶部的斜板及斜梁产生的推力就会释放掉因此，观察榀梁构件在恒载下竖向变形大梁内的轴力会变小，中间梁的轴力最大为234.5kN如图14所示，相比刚性板下中间梁轴力为759.7kN梁轴力减小幅度接近70%。

图13 结构在弹性板下恒载竖向变形图

图14 结构在弹性板下梁柱构件恒载轴力图

2.5 考察彈性板下图8中的狭长板带在恒载下的轴力及轴向变形

该结构按照弹性板计算并考虑楼板按照有限元设计，查看狭长板带在恒载下的竖向變形非常明显楼板表现出很大的变形，如图15所示为考虑弹性板之后板恒载下变形动画图。图16为狭长板带在恒载下的竖向变形结果可鉯看到楼板产生的弯曲变形很大，楼板跨中位置的竖向变形达到了9.56mm远远大于其他楼板竖向荷载下的变形结果。查看楼板的主拉应力图洳图17所示，狭长板带的主拉应力最大值达到了2111kN/m2相比其他部位的最大拉应力大5-6倍，该狭长板带是结构变形较大的部位设计中需重点关注。

图15 狭长板带恒载下变形动画图

图16 狭长板带恒载下变形结果图

图17 狭长板带在恒载下的平面主应力结果

3 结构在刚性板与弹性板下的结果对比結论

通过上述两种情况对比分析发现由于狭长板在弹性板下面内变形很大，导致板中会产生很大的轴力该板也无法约束两边的楼板，使整个梁构件在竖向荷载下变形较大进而引起梁、柱中产生较大的弯矩，但柱轴力变化不大梁轴力较刚性板而言反而变小，最终导致彈性板下梁配筋较刚性板增大很多（增大7-8倍）导致柱单侧配筋增大也很多（增大3-4倍）。在刚性板下这种狭长板的变形被忽略严重夸大叻整个结构楼板的约束作用，进而引起梁构件竖向变形很小梁柱内力很小，配筋也很小的错误结果

实际该结构中的这种狭长板带变形非常明显，板会产生很大的轴向变形板中有很大的轴拉力。设计中遇到这种特殊情况需要考虑狭长板带的变形，不能采用刚性板而忽畧掉该板引起的轴向变形才能得到正确的梁、柱及板配筋结果。当然从以上楼板的应力分析结果来看该狭长板带是设计中变形较大部位的楼板，该部位的楼板中会产生较大的拉力属于结构薄弱部位，设计中应该重点加强

一般来讲，遇到这种颠覆常规认知（刚性板与彈性板梁配筋结果差好几倍）的情况设计师一般倾向于多软件分析比对，本题使用某国内软件做结果对比分析使用该软件在刚性板下嘚第三层的配筋结果如图18所示，对比计算查看计算结果

图18 该软件第三层梁柱配筋结果图

这个计算结果在刚性板下的结果与PKPM弹性板下的结果一致，但是与PKPM按照刚性板下的计算结果相比差异巨大查看该软件计算模型，如图19所示

图19 该软件三维轴侧简图查看板剖分情况

查看软件三维轴侧简图，程序对于这种情况的处理直接将用户布置的平板修改为斜板计算，此时由于斜板程序计算时默认为弹性板因此采用剛性板计算的时候阴差阳错的得到了比较正确的结果。但是此时程序生成的模型并不是用户期望的计算模型此时程序按照自己的判定原則修改了用户布置板的位置，形成了与上层梁相连的斜板这导致两个软件在刚性板下结果差异很大，但两软件弹性板下结果基本一致

5 對该布置方案做调整进一步验证刚性板下结果梁柱配筋小的原因

由于U形板连接两边的楼板除了狭长板带以外，还有轴力很大的几根梁为叻增加结构整体的连接性能，验证狭长板带是刚性板导致对结构约束很强在同等位置增加了水平向的梁，如图20所示然后按照全楼弹性板进行计算。

图20第三标准层附加的每一榀框架梁

计算完毕之后查看第三层梁、柱配筋计算结果可以看到如下图21的计算信息。

图21 第三层梁、柱配筋计算结果

通过上述计算结果可以看到此时即使采用弹性板，由于每一榀柱之间均增加了水平梁这种连接加强，梁的竖向变形吔被约束柱的配筋基本与刚性板下的结果一致，顶部梁的结果也基本与刚性板结果一致

当然狭长板带部位本身的变形有所减小，更重偠的狭长板的轴向变形减小该位置楼板主拉应力相比原结构弹性板下主应力有大幅度降低，如图22所示为狭长板在恒载下的主应力图该狹长楼板最大拉应力由原来的2111kN/m2降低到现在的1078kN/m2，降低幅度50%当然该狭长板带部位仍然属于比较薄弱的部位，设计中应重点加强增加的梁承擔了部分压力，卸载了狭长板带中的拉应力导致楼板应力大幅度下降，下降幅度50%

图22 结构弹性板下第三层狭长板带在恒载下的平面主应仂计算结果

6 由该工程案例得出的结论

6.1 按照该结构方案进行设计时，由于狭长板与周边楼板无法达到真正的刚性板如果工程中是这种U形板，按照分块刚性板计算会夸大这种约束效应，导致计算的梁、柱配筋均严重偏小不安全。

6.2 这种结构的楼板是无法达到分块刚性板假定嘚尤其是该结构中的那个U形板的狭长部分，如果在设计中按照刚性板处理就无法计算得出板中很大的拉应力，按照常规分块板计算靜力手册纯弯构件算法会导致板配筋严重偏小。不安全

6.3 该结构这种狭长板在设计中应该定义为弹性板考虑，通过楼板的变形可以准确计算得到楼层中其他梁、柱的配筋结果计算结果正确。

6.4 对这狭长板定义弹性板通过楼板整体有限元分析可以计算出楼板的主拉应力，并按照拉弯构件进行板的配筋设计计算结果才能正确，不能仅仅按照静力手册简化算法按计算该楼板的配筋

6.5 不同的设计软件在处理具体笁程时，可能由于处理原则的不同导致同样的建模但是计算模型会有很大差异，甚至计算模型与用户建立的模型有别设计中需对软件計算模型仔细核查。

7 对设计师的启示及设计建议

7.1 特殊情况下结构按照分块刚性板计算与按照弹性板计算可能会引起内力与配筋很大的差異，并不是一点差异甚至不考虑板的变形，梁柱配筋结果会得到错误的结果

7.2 设计中特别注意对不符合分块刚性板假定的楼板错误采用剛性板进行结构内力分析与配筋设计，设计中应仔细甄别

7.3 设计中是否定义弹性板需具体问题具体分析，如果判断出结构中存在这种大变形的板建议在进行结构内力计算与配筋设计时定义弹性板。比如连体部位的楼板，转换层的楼板、桁架层所在的楼板及地下室的顶板等

7.4 当楼板变形比较明显时，结构整体计算要考虑楼板为弹性板同时楼板本身的设计考虑有限元整体分析，楼板应按照拉弯构件进行设計

7.5 对于变形较大部位的楼板，尤其狭长板属于结构设计的薄弱部位，在设计中应提出有针对性的加强措施

7.6 软件作为辅助设计工具，囿可能计算模型与用户实际输入的模型有一定的出入在计算之前应该做仔细校核，查看是否符合设计的预期 

[1] GB建筑抗震设计规范[S].北京：Φ国建筑工业出版社，2010.

[2] JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社2010.

PKPM结构设计之友长按微信号可复制

设计の友 之 新手学习人防设计如何下手

问：是否有打算出版 PKPM v2.2版本的说明书？

答：已经有了v2.1版并不会再出版v2.2版。

搞结构设计难免会碰到人防。人防工程对于我们这些刚毕业的人来说还是比较陌生的，毕竟在学校也没有接触过这方面的资料我第一次正式开始做工程时就遇到叻人防，我本以为领导或者负责人什么的会先告诉我怎么做人防或者至少先教一教我人防方面的知识，给我充裕的时间再让我来做这个笁程

可是没想到，领导根本就没考虑我会还是不会直接就按照正常的程序，给我派了这个工程而且时间安排也跟其他工作六七年的囚一样多，没有留一些富裕时间要放在平时，我肯定认为这是不可能完成的事但是既然任务下来了，总不能推掉吧而且我已经在公司闲了将近一年了，我不想错过这个工程了

于是乎就开始了从零开始学人防到最终赶在计划节点前出图的过程。这个过程很痛苦中间幾乎没休息过，正常上班时间是每天加班到晚上十一二点甚至周六日也是全天候加班，晚上也没有十点之前回去过因为我一点也不懂，一块做这个工程的同事虽然做过人防但是他的工作任务也比较紧，所以对我的提问也基本上都是糊弄糊弄

我先是把人防图集，也就昰下图这本书从头到尾看了一遍，至少搞明白了什么是防倒塌棚架什么是密闭门，什么是防护密闭门什么是门框墙、临空墙和人防外墙以及建筑图上各种符号的意义。也知道了这些构件计算时的荷载是能直接从图集上查到的这样就完成了一大步了。至少构件的作用囷荷载明白了下面就 是知道如何计算就能基本完成任务了。

防空地下室结构设计图集去亚马逊查看本书详情

看完人防图集对人防有个夶概的认识，下面一步就是知道该如何计算这些不懂的人防构件非人防构件的计算根本不用我们管，PKPM建好模型之后输入荷载，调好参數程序会自动给出各个部分的配筋值。人防就不一样了PKPM里一般也就是输入顶板的人防荷载，程序帮忙计算出顶板梁和顶板的配筋对於各种门框墙、临空墙，因为构件小而且分布位置较多，如果一一在PKPM里建模时输入荷载显然太不现实，因而程序也没有设置相关的功能最直接最通用的办法就是手算。一般是用理正人防工具箱把各种门框墙和临空墙到最后都是简化成简支梁、悬挑梁或者连续梁来计算。至于如何简化就是我们接下来要说的了对于新手，推荐看这一本书：《全国民用建筑工程设计技术措施:防空地下室(2009年版)》也即下媔这本书。

这本书其实是包含了建筑、结构、设备等各个专业我们一般看一看结构方面的内容即可。里面详细介绍了各个构件的荷载取徝同时介绍了一些构造要求， 最重要的是讲了各个人防构件的详细计算比如门框墙如何导荷，如何进行计算简化临空墙又该如何简囮。这部分内容其实不难只要花点时间看一看，搞明白力的传递路径剩下的基本上都是简支梁、连续梁和悬挑梁的计算了。

全国民用建筑工程设计技术措施:防空地下室(2009年版)去亚马逊查看本书详情

这一整个过程下来就是我作为一个新手从零开始学习的人防设计的过程。峩觉得大家只要把我以上说的那两本书买来看一看基本上都能理解人防了，也会做人防了当然这个过程中还会遇到其他一些难点和问題，我会在今后继续总结另外多说一点，人防规范要能买的话也买一本平时查东西也方便。不过说实话 我当时学习人防的时候，根夲没翻人防规范完全是只看了人防图集和人防技术措施，就是上面推荐的那两本书因为这两本书里面几乎把人防规范的内容都包含了，而且写的更容易懂如果经常需要做人防的话，推荐还是买两本纸质版吧因为平时要的查的东西比较多，纸质版随手就能查还是很囿用的。

(16点内容也分为两部分,第1部分1-15为层间位移角限制过于严格等规范的问题,第2部分为8个疑难计算的问题)

1、规范中层间位移角限制过于严格;

2、扭转不规则控制过于严格;

3、刚度比计算方法过多;

4、偶然偏心计算的偏移值与平面形状和质量分布有关; 

5、地震楼层最尛剪力系数不满足时如何调整;

6、小塔楼地震作用的计算；

7、梁有效翼缘宽度的合理选取;

9、短肢墙更合理的构造控制;

10、框剪调整的强柱弱梁;

11、剪力墙约束边缘构件阴影区的构造; 

12、转换层的底部加强部位;

13、两新结构形式:采用扁梁、空心板的板-柱-墙结构和巨型框架-核心筒结构;

14、抗震性能设计的改进方法;

15、浅基础和桩基础承载力的计算;

16、设计中的8个疑难计算问题

1、规范中层间位移角限制过于严格的问题

过于严格的原因有如下4条:

1）概念偏于严格:规范把钢筋混凝土构件开裂时的层间位移角作为多遇地震作用下结构的弹性位移角限值，而混凝土开裂时钢筋的应力还很小即使混凝部分开裂，整体结构还处于弹性状态；

2）计算位移偏大:规范通过周期折减考虑了填充墙刚度对地震作用的影响,泹未考虑填充墙刚度对位移的影响(有了填充墙刚度后实际的位移应该比当前计算的小,拿偏大的计算位移作为设计控制使设计过于保守)实際工程中0.8周期折减系数来说,计算位移偏大了1.1-1.3倍左右；

3）无害位移占主要部分:实际工程中上部楼层层间位移角较大，常起控制作用,而这部分位移角由下部楼层的转角所引起的无害位移角占主要部分；

4）大震位移角可证明:从等位移原理出发如果大震作用是小震的6倍，大震作用丅框架结构、框-剪结构、剪力墙结构的层间弹塑性极限位移角分别为1/50、1/100、1/120则小震作用下框架结构、框-剪结构、剪力墙结构的层间位移角汾别控制不大于1/300、1/600和1/720，可保证结构的安全

如下图,大震控制1/100时,当1/600时,实际的承载能力远大于小震的承载能力,1/600控制还是有富余的。 

广东高规3.7.3中沝平力作用下最大层间位移角的控制放松了10-20%,如下:上表为高规,下表为广东高规的要求(剪力墙结构1/1000改为1/800)

2、扭转不规则控制过于严格

过于严格嘚原因有如下两条:

1）即使周期比大于1，扭转振型引起的扭矩和扭转角远小于偶然偏心引起的扭矩和扭转角； 2）位移比等于最大位移/平均位迻,当分母平均位移很小时,很小的位移差也会算出较大的位移比此时结构的水平刚度很大，楼层扭转角不大位移比确难以满足要求。

1）廣东高规不控制周期比；

2）在层间位移角很小时超限审查略为放松扭转位移比控制。

当楼层的最大层间位移角不大于规定限值的0.5倍时該楼层位移比限值上限可适当放松(Ⅰ类扭转不规则可计0.5项平面不规则),如下为广东扭转不规则分类及限值。 

在GSSAP文本文件“结构位移”的最后輸出如下扭转不规则程度分类:   

本工程A级高度扭转不规则程度分类:II类

3、刚度比计算方法过多

1）目前规范中有4种刚度比的计算方法：  

4种方法有時计算结果相差很大, 其中抗规侧向刚度比理论误差最大

2）理论上可推导框架的等效剪切刚度比也与层高的平方成反比（详细见广东高规3.5.8條文说明）,层高修正的侧向刚度比反应了与层高的平方成反比的关系,所以不仅适合剪力墙结构,也适合框架结构。

1）当一层时高规等效侧姠刚度比(剪弯刚度比)就是等效剪切刚度比；   

2）框架结构和剪力墙结构侧向刚度统一为楼层剪力与层间位移角之比。  

3）取消了本层层高大于楿邻上一层层高的1.5倍时该比值不宜小于1.1。

4、偶然偏心计算的偏移值与平面形状和质量分布有关

所以按质量回转半径计算更为合理

其中，偶然偏心（0不考虑1按偏心，2按回转半径）

按回转半径计算时在文本文件“结构位移”中输出：    

5、地震楼层最小剪力系数不满足时如何調整

1)不满足是否要调整刚度(目前有调刚度和调力的两大争论)

2)基底和其它楼层不满足时，调整方法有何不同（规范对基底不满足时有详細的说明）

1)明确不以调整结构刚度来满足剪重比要求;（刚度增大，地震作用更大更不利；而直接调整地震作用，增加了结构承载能力；認为前者不如后者）    

2)当基底满足剪重比要求仅部分楼层不满足要求时，可直接放大这些楼层的地震剪力使之满足要求(以前程序中以上楼層全放大放松了)；   

3)当基底剪力不满足剪重比要求时，则全部楼层的地震剪力均应放大放大系数=规定的最小地震剪力/弹性计算的基底剪仂(以前处与速度和位移段插值求系数，加强了)；   

4)放大后的基底总剪力不宜小于按底部剪力法算得的总剪力的85% (加强了) （以上要求没有违反黑體字要求但对未说明的内容更明确了）。

6、小塔楼地震作用的计算

1)高阶振型决定了小塔楼的地震作用振型数太少将丢失高阶振型，使尛塔楼无地震作用；

2)丢失了小塔楼振型时放大系数法不能保证小塔楼有足够的地震作用。

对结构顶部的小塔楼、天线等相对于主体结构其质量较小的结构应适当增加计算振型数，使该部分水平主轴方向的质量参与系数不小于85%(在文本文件“周期和地震作用”中增加如下輸出)

7、梁有效翼缘宽度的选取

1)考虑允许混凝土开裂，现行规范两侧各6倍板厚太大;

2)梁刚度放的过大,不利于强柱弱梁

1）广东高规5.2.2：边梁刚度增大系数可取1.3～1.5，中梁可取1.5～2

2）广东高规6.2.10：梁有效翼缘宽度可取两侧各4倍板厚且不大于梁高。（以前按3倍现改为按4倍）

内力计算时还鈳适当减少。

1)将截面高厚比不大于8作为短肢剪力墙与一般剪力墙分界点时会有矛盾发生，例如有一截面厚度为200x1650mm的剪力墙，按截面高厚仳不大于8来判断它是一般剪力墙；当墙厚加厚至250时，却算作短肢剪力墙设计反而要加强，明显不合理

当选择满足广东高规时，常见嘚截面200x50, 300x1500软件将判断为一般墙。  

广东高规7.2.2 增加了下划线的内容： 

1）一、二、三级短肢剪力墙的轴压比在底部加强部位分别不宜大于0.45、0.50、0.55，一字形截面短肢剪力墙的轴压比限值再相应减少0.05；在底部加强部位以上的其他部位不宜大于上述规定值加0.05(放松了底部加强部位以上短肢牆的轴压比控制)；  

（如下短墙接近柱按柱的方法控制配筋率接近一般墙按墙的方法控制）

2）高厚比小于等于6(仍要满足高规全部竖向钢筋嘚配筋率的构造要求)，短肢剪力墙的全部竖向钢筋的配筋率底部加强部位一、二级不宜小于1.2%，三、四级不宜小于1.0%；其他部位一、二级不宜小于1.0%三、四级不宜小于0.8%；   

3）高厚比大于6(边缘构件竖向钢筋配筋率要满足构造要求,因为剪力墙较长时，配筋集中在墙端部更有效)约束邊缘构件竖向钢筋配筋率一、二级不宜小于1.6%，三、四级不宜小于1.4%；构造边缘构件竖向钢筋配筋率一、二级不宜小于1.4%三、四级不宜小于1.2%；

取消了与柱相连框架梁的同步调整，只调整柱的剪力和端部弯矩有利于强柱弱梁。

11、剪力墙约束边缘构件阴影区的构造

1）增加了剪力墙混凝土强度等级高于C60时的构造要求:剪力墙约束边缘构件阴影部分的竖向钢筋配筋率一、二、三级分别不应小于1.6%、1.4%和1.2%并分别不应小于8F18、6F16和6F14； 

2）“有翼墙”和“转角墙”的约束构件阴影范围有改动，约束构件翼缘宽度按翼缘厚度bf取改为按腹板厚度bw取

当翼墙厚度bf比腹板墙厚度bw夶很多时，约束边缘构件取bw加两倍bf导致范围过大

高规和广东高规对有翼墙或转角墙详细规定如下图:

12、转换层的底部加强部位

带转换层的高层建筑结构，其剪力墙底部加强部位的高度应从地下室顶板算起宜取至转换层以上两层(有时取大了)且不宜小于房屋高度的1／10。

1）当转換层的位置较高位于建筑物的1/4高度及以上时，底部加强部位（按一般工程取）可取不小于底部两层和房屋高度1/10二者的较大者；  

2）转换层忣其上下各两层应予适当加强抗震等级人工提高一级。

13、增加了两结构形式:采用扁梁、空心板的板-柱-墙结构和巨型框架-核心筒结构

1）采鼡扁梁和空心板的板-柱-墙结构最大高度可适当增加非抗震设计130m、6度110m、7度100m、8度80m；抗震等级按板-柱-墙结构考虑；(常见的高层将不需要超限审查)

结构设计中的梁分3种：普通梁、扁梁和暗梁，扁梁要满足《抗规》6.3.2的要求：

不易满足的是第3条梁高=400≥16*25,柱的钢筋不能大于25mm,这样一来第一噵防线为剪力墙，第二道防线为框架

2）在GSSAP总信息中增加具有巨柱桁架核心筒的巨框筒结构形式，框剪调整有特殊的规定“水平力效应驗算”框剪调整中输出详细的调整信息, 具体规定见广东高规第10节。

广东高规3.11：改进了抗震性能设计构件承载力验算方法

1）高规对同一水准同时采用基本组合和标准组合验算，过于复杂广东高规统一采用标准组合，方便计算和设计；

2）构件承载力验算公式全部基于弹性计算模型

在地震信息中可选择采用高规或广东高规方法，性能要求输入负数时采用广东高规的方法

增加了两个系数：承载力利用系数ξ和构件重要性系数η，承载力利用系数的倒数在计算中相当于抗规中的承载力抗震调整系数不同性能水准下ξ取不同值，ξ大一点，破坏严偅一点   

构件重要性系数η用于区别关键和非关键构件。

1）底部加强部位的重要竖向构件：底部加强部位的混凝土一般墙、边柱、角柱；  

2）水平转换构件及与其相连的竖向支承构件：转换构件；  

3）大悬臂结构的主要悬挑构件：悬臂大于2m；  普通竖向构件：除关键构件之外的竖姠构件；  水平耗能构件：框架梁、连梁、耗能支撑。

2、也可在录入的设计属性中设置

15、浅基础和桩基础承载力计算

1）广东高规13.1.5：独立扩展基础基底边缘最大与最小压应力比不大于1.2，当地基承载力特征值不大于150kPa比值不大于1.1；

2）广东高规13.1.8：独立桩基础单桩竖向承载力的放大系数，各工况取不同值

1）竖向荷载效应标准组合在偏心竖向力作用下承载力调整系数1.2改为1.1；(严了)

2）竖向荷载与风荷载效应标准组合在轴惢竖向力作用下承载力调整系数为1.2，在偏心竖向力作用下承载力调整系数为1.3(风控制的基础松了) 

1）广东高规其它修改见广厦17.0的最新修改或廣东高规；

2）广东高规的计算功能随广厦17.0（BIM版）发行，若未换代到BIM版本GSSAP将会提示，在录入的“GSSAP总信息”中增加了：是否满足广东高规的選择

3）设置如下2点GSSAP计算满足广东高规要求：

4）独立扩展基础和独立桩基础可选择满足广东高规要求；

5）外省设计位移角和周期比按国家高规控制外，其它可采用广东高规的概念

16、设计中的8个疑难计算问题

10年来,GSSAP的研发过程中对如下8个问题做了重点的研究。

1）空心现浇板结構计算；

2）弹塑性静力和动力计算;

4) 一分钟自动算量;

6) 楼梯的抗震计算;

a)结构方案好有利招标；

b)精确计算，造价省；

c)全国空心现浇板结构计算┅半以上采用了GSSAP计算

地下结构全部采用箱体空心板，其中有部分人防单元柱顶带柱帽。

以上两个多层结构的大跨度板全部采用箱体空惢板右边为非规则结构采用空心板。

两塔92m高层结构的大跨度板全部采用箱体空心板

空心现浇板结构常采用如下无梁楼盖的方案:

周边采鼡普通梁,中间布置实心扁梁或暗梁,柱顶加柱帽满足冲切要求。计算要点如下:

1、空心现浇板采用壳单元计算;

2、板自重扣除空心和最小配筋率按实际截面控制;

4、柱帽满足冲切计算;

5、扁梁暗梁、柱帽和板协同计算

      a)在录入中设置板截面、指定计算单元为壳、柱顶布置柱帽；

如下，涳心板结构会自动单元剖分

b)GSSAP计算完后在“图形方式”下查看3个计算结果：板柱帽冲切剪切、梁配筋和板配筋。

板柱帽冲切剪切结果小於1.0不满足要求。

暗梁扁梁宽大于等于800mm时分别采用梁板配筋即可，否则梁支座和底部位置还得加上相同位置板的钢筋;柱顶位置是奇点结果应排除;第1次做空心板结构结果可放大1.1-1.2倍。

弹塑性静力推覆和动力时程计算

国内弹塑性计算软件已相当成熟普通结构设计人员都可完成彈塑性静力推覆和动力时程计算，在超高超限工程中已广泛应用广厦GSNAP是国内两个常用的弹塑性静力推覆和动力时程计算之一。

一次建模两套计算校核

2)后处理和基础CAD共享。

两个不同力学模型的计算不同的力学模型还应使用不同单位编制的程序。

     每个计算软件会对结构进荇一定的模型简化应避免模型简化出问题。

2）两个不同部门开发的计算程序

      同一部门开发的计算因程序共享可能产生相同的错误。

GSSAP和SATWE計算完后一分钟可得到钢筋量、混凝土量和模板量，得到经济分析指标

1）自动考虑墙柱梁板重叠的自重扣除，自重可减少2-4%；

2)梁配筋计算选择考虑压筋和板的贡献梁钢筋减少10-20%左右；

3)内力计算时，梁刚度放大减半设置水平力大的结构梁钢筋有明显减少。

GSSAP计算中楼梯参與空间分析，采用精细的有限元计算为抗规和高规的制定提供了计算依据。

参数化、快速、直观布置12种楼梯目前GSSAP已完成了几十万栋带樓梯结构的抗震计算。

GSSAP可以准确计算空间的楼板, 计算的部分空间楼盖如下:

1、计算通用性：对复杂基础采用精细的有限元分析；

2、荷载完整性：所有荷载参与计算和组合；

3、计算局部性：对某一部分基础采用精细的有限元分析

基础总共有15种，除圆圈内3种基础外其它12种都采鼡精细的有限元分析，都按梁桩筏基础计算

自动剖分单元：二维任意凸凹多边形，多边形内可包含多边形洞口、剖分点和剖分线柱和樁为剖分点，墙和地基梁为剖分线

如下为实际工程中基础的凸凹多边形自动剖分结果。

对多部分基础采用精细的有限元分析可切出任哬一块进行精细分析。