第一部分 建模改進(jìn)與操作技巧
專題1　合理選擇結(jié)構(gòu)計算軟件
1.1　各類結(jié)構(gòu)分析軟件的功能特點
《抗規(guī)》第3．6．6 條規(guī)定：利用計算機進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震分析，應(yīng)符合下列要求：計算模型的建立、必要的簡化計算與處理，應(yīng)符合結(jié)構(gòu)的實際工作狀況；計算軟件的技術(shù)條件應(yīng)符合本規(guī)范及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并應(yīng)闡明其特殊處理的內(nèi)容和依據(jù)。
1、QITI采用基底剪力法，適用于砌體結(jié)構(gòu)、底框結(jié)構(gòu)和配筋砼砌塊結(jié)構(gòu)；
    2、PK適用于框排架結(jié)構(gòu)和連續(xù)梁計算，尤其是帶重型吊車的工業(yè)廠房，可用該軟件進(jìn)行牛腿的計算和施工圖的繪制；
3、TAT薄壁柱模型，適用于一般多高層；
    4、SATWE殼元模型，適用于復(fù)雜多高層；
    5、PMSAP通用有限元軟件；
    6、TAT-D彈性動力時程分析；
    7、PUSH彈塑性靜力分析；
    8、EPDA彈塑性時程分析。
1.2　有無抗震設(shè)計效果大不一樣
《抗規(guī)》第3．1．1 條的條文說明：2008年汶川地震表明，嚴(yán)格按照現(xiàn)行抗震規(guī)范進(jìn)行設(shè)計、施工和使用的房屋建筑，達(dá)到了規(guī)范規(guī)定的設(shè)防目標(biāo)，在遭遇到高于地震區(qū)劃圖一度的地震作用下，沒有出現(xiàn)倒塌破壞——實現(xiàn)了生命安全的目標(biāo)。
專題2　新版PKPM軟件建模改進(jìn)
2.1　PKPM提供四種建模方式
2.2　建模操作實現(xiàn)三合一
2.3　荷載集中統(tǒng)一輸入
吊車荷載操作：
1、牛腿標(biāo)高處增加一節(jié)點（二維）或一標(biāo)準(zhǔn)層（三維）
     2、定義吊車資料，輸入吊車參數(shù)
3、選擇兩個與吊車軌道平行的網(wǎng)格線布置吊車
4、顯示吊車起重量和跨度信息
5、布置吊車鋼梁，STS完成計算
        PMCAD增加的荷載中，“無截面設(shè)計”指平面外荷載作用未計算配筋，僅給出內(nèi)力結(jié)果，其對結(jié)構(gòu)內(nèi)力有影響，對桿件無影響——慎用
專題3　突破層模型限制
3.1　各標(biāo)準(zhǔn)層獨立軸網(wǎng)
3.2　構(gòu)件突破層高限制
1、突破一根軸線只能布置一根梁的限制，允許在一根軸線的不同標(biāo)高布置多根主梁，梁間距應(yīng)大于500mm或梁高，此處的梁間距應(yīng)指凈距。
2.、墻突破樓層標(biāo)高的限制，允許設(shè)置強頂和墻底的標(biāo)高，可以分析斜墻和山墻等異形墻——解決了樓梯間窗戶錯層建模的問題。注意：
1）忽略洞邊小于300mm或面積小于0.3m2的洞口，當(dāng)大洞口的邊距小于300mm時應(yīng)認(rèn)為擴大至300mm，否則程序忽略不計；面積小于0.3m2的洞口在程序中不用輸入，輸了也白輸，構(gòu)造加強即可。
    2）當(dāng)洞口邊墻小于150mm時被以前是自動放大到300mm，現(xiàn)在是直接忽略，這么點墻留著干嘛，程序都不愿意算了，自己搞個構(gòu)造柱玩玩。
3）一道墻體僅允許布置一個洞口，除非增加節(jié)點。
3、柱、斜桿突破樓層標(biāo)高的限制，允許設(shè)置斜桿上下端點標(biāo)高，注意：
    1）越層斜桿只在兩個端點與其他桿件相連，除非分層輸入斜桿；
    2）斜桿與Z軸夾角小于20度時，長度系數(shù)同柱，否則取1；
3）越層斜桿的受剪承載力僅統(tǒng)計到某一樓層，而不是跨越的各個樓層；
4）斜桿是否參與導(dǎo)荷由PKPM.ini文件的參數(shù)控制。
3.3　坡屋頂和斜梁的設(shè)計
1、斜板的荷載按水平投影導(dǎo)算到周圍的梁和墻上，新版軟件自動將斜板指定為彈性膜，且不受強制剛性樓板假定命令的影響
2、只能在本層最高梁處生成板，使用樓板錯層命令不改變計算結(jié)果，僅改變PM3中樓板計算時的邊界條件，如要雙層樓板或在較低梁處生成樓板應(yīng)加標(biāo)準(zhǔn)層。帶水平梁的坡屋頂設(shè)計：
a.沒有樓板，布置層間梁；
b.有樓板，增加標(biāo)準(zhǔn)層，降低屋檐處節(jié)點標(biāo)高；舊版軟件必須在上下層梁連接處布置200mm高的虛柱；新版軟件自動連接，不必布置虛柱；
C.屋檐處邊梁處理：舊版軟件必須手工將上層梁的荷載布置到下層梁上；新版軟件自動將空間位置重合的兩道封口梁歸并為一根梁，并將兩道梁的荷載疊加到下層梁上。
注意：
1）坡屋面的封口梁應(yīng)與下層梁節(jié)點一一對應(yīng)
2）坡屋面的封口梁下層必須有樓面梁或墻
3）下層是墻時，封口梁可布置虛梁（截面100x100的梁）
3、圍成斜板桿件的端點必須共面
4、斜板不共面，可增加虛梁使其共面
5、圓弧斜梁應(yīng)先改為折線梁，再改變標(biāo)高
6、增加[梁壓彎計算]功能，可將斜梁按壓彎構(gòu)件設(shè)計
3.4　廣義樓層組裝
3.5　工程拼裝
合并頂標(biāo)高相同的樓層時要求所有樓層層高一致，兩種拼裝方式不允許混用，提供方案記錄，可自動拼裝，但應(yīng)新建目錄，避免誤刪
3.6　支座設(shè)置
增加了支座命令，解決坡地等復(fù)雜基礎(chǔ)支座處理問題，軟件自動將與基礎(chǔ)相連最大底標(biāo)高內(nèi)的構(gòu)件底部設(shè)為支座。該處的標(biāo)高不要與層高扯上關(guān)系？？？
專題4　特殊構(gòu)件設(shè)計分析
4.1　兩類次梁的比較
井字梁均應(yīng)作為主梁輸入。
混凝土邊梁是否設(shè)置鉸接：
《高規(guī)》6.1.1條規(guī)定，主體結(jié)構(gòu)除個別部位外，不應(yīng)采用鉸接。
a.通常先取程序默認(rèn)的剛接方式，如內(nèi)力和配筋不能滿足要求再做鉸接處理，并采用相應(yīng)的構(gòu)造措施。
b.鉸接梁設(shè)置太多會導(dǎo)致內(nèi)力重分布。
c.梁超筋應(yīng)具體情況具體分析，切勿通過盲目設(shè)置鉸接，達(dá)到梁不超筋的目的。
4.2　短梁
當(dāng)短梁長度不大于梁寬時，可以簡化為一點輸入；超過梁寬范圍的短梁應(yīng)盡量避免，不能通過點鉸來處理。
4.3　剛性梁
柱內(nèi)的任意截面梁默認(rèn)為剛性梁
4.4　“懸臂梁”
從主梁伸出的“懸臂梁”不是懸臂梁，計算該梁時應(yīng)將封口梁兩端點鉸，但應(yīng)注意計算封口梁本身配筋時應(yīng)按連續(xù)梁設(shè)計
4.5　梁托柱
托柱梁應(yīng)設(shè)定為轉(zhuǎn)換梁，注意檢查被托柱的軸力是否異常。
4.6　柱計算長度系數(shù)討論
混凝土柱的計算長度系數(shù)計算執(zhí)行混凝土規(guī)范7.3.11-3條應(yīng)勾選，軟件自動考慮；2010版取消該選項，自動計算柱長度系數(shù)
4.7　越層柱設(shè)計
SATWE可以正確計算越層�。ǖ叵率页�外），因為地下室強制采用剛性樓板假定，程序?qū)⑵浒雌胀ㄖ�處理，遇到該情況可按非地下室單獨設(shè)計該柱；如柱一個方向與懸臂梁相連，程序計算長度有可能不對，應(yīng)人工調(diào)整；如越層柱布置在建筑外側(cè)，有可能減少中間層的迎風(fēng)面積，應(yīng)復(fù)核；不宜采用上節(jié)點高或修改底標(biāo)高布置越層柱，應(yīng)采用分段輸入，但層間梁不能超過3根。
4.8　強柱弱梁的討論
新規(guī)范如何實現(xiàn)強柱弱梁：
1、提高框架柱的彎矩增大系數(shù)：新《抗震規(guī)范》第6.2.2條，框架柱端彎矩增大系數(shù)：對框架結(jié)構(gòu)。一、二、三、四級可分別取1.7、1.5、1.3、1.2；其他結(jié)構(gòu)類型中的框架，級可取1.4，二級可取1.2，三、四可取1.1.
一般工程中柱彎矩增大20%，配筋增大30%。
2、考慮壓筋對梁抗彎承載力的貢獻(xiàn)：新《混凝土規(guī)范》第6.2.10條，梁受彎承載力計算包括受壓鋼筋項，可以考慮壓筋的貢獻(xiàn)。程序增加“抗震設(shè)計計算時框架梁配筋考慮受壓鋼筋”選項，使得梁配筋結(jié)果更加合理。
梁配筋一般減少10%~20%左右；隨梁配筋率增加，減少比例增加。
3、考慮板對梁承載力計算的貢獻(xiàn)：新《混凝土規(guī)范》第5.2.4條，對現(xiàn)澆樓板和裝配整體式結(jié)構(gòu)，宜考慮樓板作為翼緣對梁剛度和承載力的影響。
梁配筋可減少10%左右。
4、新的梁撓度和裂縫計算：新《混凝土規(guī)范》第7.1.2條，鋼筋混凝土構(gòu)件受力特征系數(shù)為1.9；將標(biāo)準(zhǔn)組合改為準(zhǔn)永久組合；裂縫寬度約減小30%。
梁裂縫計算減少約10%鋼筋，撓度減少約20%鋼筋；梁板標(biāo)高影響梁撓度計算。
梁配筋減少30%左右，柱配筋增加30%左右，總體而言，用鋼量略有增加。
4.9　剪力墻組合配筋驗算
新版增加型鋼砼剪力墻設(shè)計
剪力墻組合配筋驗算可用于解決小墻肢配筋異常
4.10　建模常見問題解答
鋼支撐默認(rèn)為兩端鉸接，應(yīng)改為剛接，避免在節(jié)點處成為機構(gòu)。
斜柱按斜桿建模。
斜墻按斜板建模，宜用PMSAP分析
新版軟件一個節(jié)點可以最多連接16根梁或墻，如超過可加環(huán)梁。
圓弧大于180度房間應(yīng)加節(jié)點
專題5　樓梯設(shè)計分析
5.1　建筑結(jié)構(gòu)中樓梯的地位
樓梯是一個建筑的靈魂
《抗震規(guī)范》6.1.15條和《高規(guī)》6.1.4條規(guī)定，對于框架結(jié)構(gòu)，樓梯構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)整澆時，應(yīng)計入樓梯構(gòu)件對地震作用及其效應(yīng)的影響，應(yīng)進(jìn)行樓梯構(gòu)件的抗震承載力驗算。
  《抗震規(guī)范》6.1.15條文說明，當(dāng)采取措施，如梯板滑動支承于平臺板，樓梯構(gòu)件對結(jié)構(gòu)剛度等的影響較小，是否參與整體抗震計算差別不大。
對于樓梯間設(shè)置剛度足夠大的抗震墻的結(jié)構(gòu)，樓梯構(gòu)件對結(jié)構(gòu)的剛度影響較小，也可不參與整體抗震設(shè)計。
即：框架結(jié)構(gòu)中現(xiàn)澆樓梯應(yīng)參與整體抗震計算，并進(jìn)行樓梯構(gòu)件的抗震驗算。如樓梯間四周布置剪力墻，則可不考慮其影響。
5.2　樓梯設(shè)計分析方法
在樓層組裝后布置樓梯，程序自動根據(jù)層高計算踏步的高度和數(shù)量；設(shè)置樓梯間板厚為0，可布置樓板荷載；建模退出時勾選“樓梯自動轉(zhuǎn)換為梁”；樓梯平臺梁需要有柱、墻等豎向構(gòu)件支撐；程序自動在休息平臺下自動增加兩根250*500梯梁，梯梁下增加300*300梯柱，多跑樓梯需要人工增加；程序在底層樓梯梁端自動增加斜桿作為嵌固端
5.3　樓梯設(shè)計注意事項
建議對指標(biāo)性計算，如周期、位移等，采用有樓梯構(gòu)件的模型進(jìn)行分析；對整體構(gòu)件的內(nèi)力和配筋計算，仍可采用沒有樓梯構(gòu)件的模型進(jìn)行分析，避免樓梯計算失真帶來的影響。
專題6　汶川大地震給工程設(shè)計人員的啟示
6.1　汶川大地震的基本情況
6.2　兩座縣城的強烈對比
6.3　兩類學(xué)校的強烈對比
教學(xué)樓人員密集，上課時教室都是滿載，對樓面活載應(yīng)不折減或少折減。
《抗震規(guī)范》6.1.5條規(guī)定：不應(yīng)（或不宜）采用單跨框架結(jié)構(gòu)。《高規(guī)》6.1.2條規(guī)定：抗震設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)不宜采用單跨框架。單跨不符合多道設(shè)防目標(biāo)，外挑走廊應(yīng)設(shè)外廊柱。
U形建筑抗震性能反而好，不用設(shè)縫分成單個矩形。
6.4　建筑工程抗震設(shè)計討論
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則：安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理、方便施工。
結(jié)構(gòu)設(shè)計“四項基本原則”：
剛?cè)嵯酀�，多道設(shè)防，抓重放輕，疏通節(jié)點
簡單、規(guī)則、均勻、對稱
結(jié)構(gòu)安全的影響因素：
結(jié)構(gòu)方案：數(shù)倍的影響
內(nèi)力分析：數(shù)成的影響
截面設(shè)計：百分之幾的影響
建筑抗震設(shè)計認(rèn)識的不斷深化：
《抗震規(guī)范》3.1.1條文說明：提高抗震措施，著眼于把財力、物力用在增加結(jié)構(gòu)薄弱部位的抗震能力上，是經(jīng)濟而有效的方法，適合于我國經(jīng)濟有較大發(fā)展而人均經(jīng)濟水平仍屬于發(fā)展中國家的情況；只提高地震作用，則結(jié)構(gòu)的各構(gòu)件均全面增加材料，投資增加的效果不如前者。
請記�。�
■好的建筑結(jié)構(gòu)是生命的綠洲！
■差的建筑結(jié)構(gòu)是殺人的機器！
請選擇：
■是做人民生命的保護神！
■還是做地震殺手的幫兇！
保護生命責(zé)任重于泰山！