z建筑结构设计总结

1、z建筑结构设计总结1.1.1. 1.1.结构设计的几种等级1.1.1.建筑抗震类别甲、乙、丙、丁 GB 50223根据建筑使用功能的重要 性，将建筑抗震设防分为甲、乙、丙、丁四个类别甲类（特殊设防类）重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的 建筑； 乙类（重点设防类）地震时使用功能不能中断或者 需要尽快修复的建筑；丙类（标准设防类）除甲、乙、丁类建筑之外的建筑；丁类（适度设防类）抗震次要建筑。1.1.2. 抗震设计分组 1.1.3.设计使用年限分类1、2、3、 4建筑结构可靠度统一标准1.1.4.安全等级二、三 根据结构破坏可能产生的后果的严重性，采取不 同的安全等级。1.1.5. 抗震等级

2、三、四 钢筋混凝土房屋应根据设防类别、烈度、结构类 型和房屋高度采用不同的抗震类别，并应符合相应的计算和 构造措施要求。丙类按下表确定。1.1.6. 环境类别> a、b、四、五1.1.7.裂缝控制等级二、三 一级严格要求不由现裂缝的构件，按标准组合计 算时，构件受拉边缘硅不应产生拉应力；二级一般要求不由现裂缝的构件，按标准组合计算时，受拉边缘硅拉应力不 应大于硅轴心受拉强度标准值，按准永久组合计算时，受拉 边缘硅不宜产生拉应力，当有可靠经验时可以放松；三级允许由现裂缝的构件，按标准组合并考虑长期作用影响时， 构件最大裂缝不应超过限值。1.1.8. 场地类别I 0、I 1、n、田、w 根据

3、土层等效剪 切波速和场地覆盖层厚度划分为四类。当有可靠地剪切波速和覆盖层厚度且其值处于表中所列 场地类别的分界线附近时，允许按插值的方法确定地震作用 计算所用的特征周期。1.1.9. 设计地震分组二、三 根据设计地震分组实际上是用来表征地震震级及震中距影响的一个参量，实际上就是用来代替原来老规范设计近震和远震工它是一个与场地特征周期与峰值加速度有关 的参量。般而言，可能可以这样理解，第一、第二分组大概相当老规范的设计近震工它仅与特征周期有关，且周期越长，分组越大；而第三分组大概相当于 老规范的 设计远震工 在峰值加速度区划图（A1图）中，它 仅与峰值加速度衰减区段有关，而在特征周期区划图（ B

4、1 图）中，它不仅与峰值加速度衰减区段有关，还与特征周期 有关。具体的对应关系如下 1.1.10.人防设计等级 1.1.11.防 水混凝土的设计抗渗等级 P6、P8、P10、P12 GB50108地下 工程防水技术规范规定，地下室的抗渗等级按下表取用1.1.12.地面粗糙度 A、B、C、D 1.1.13.地基基础设计等级 甲、乙、丙1.1.14.钢筋硅建筑最大适用高度A、B级 高规3.3 1.2.几种配筋率1.3.梁、板、柱截面的选取主梁次梁板柱1.4.荷载的各种组合及其使用范围构设计的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。其中，结构构件的强度、整体稳定、局部稳定验算属于 承载能

5、力极限状态的范畴；结构及其构件的位移和刚度验算 属于正常使用极限状态的范畴。一般设计时，首先选择截面使结构满足承载能力极限状 态的要求，然后校核其是否满足正常使用极限状态。只有在按承载力极限状态设计时才需要考虑荷载分项 系数和设计值。新的荷载规范中恒载的分项系数在实际工作中怎么取什么时候取1.35什么时候取1.2 1.2恒+ 1,4活1.35恒十 0.7*1.4 活 抗浮验算时取 0.9砌体抗浮取 0.8 1.35G0.7*1.4Q1.2G1.4Q G/Q2.8 所以当恒载与活载的比值大 于2.8时，取1.35G0.7*1.4Q 否则，取1.2G1.4Q对一般结构来 说,1.楼板可取1.2G1

6、,4Q 2.屋面楼板可取1.35G0.7*1.4Q 3,梁 柱有墙可取1.35G0.7*1.4Q 4,梁柱无墙可取 1.2G1.4Q 5.基础 可取1.35G0,7*1,4Q 1.5,刚心、质心、偏心率 刚心即刚度中 心，指抗侧力结构抗侧移刚度的中心；质心垂直荷载合力的作用点1.6,刚度、柔度 刚度引起单位位移所需的力；柔度单位力引起的位移。1.7,短柱 剪跨比，长柱（柱反弯点在柱高度H0中部时，即H0/h0>4）,短柱，即H0/h0W4 ,极短柱 抗规P65 时，柱的箍筋1.8,连梁、框架梁、次梁和基础拉梁的区别在施工图审查过程中发现有些设计人对连梁、框架梁、次梁 和基础拉梁承台或独立

7、柱基间的联系梁的构造和使用范围 不清楚，从而导致使用不当。现结合规范、标准图集和构造手册对这个问题加以说明。1、连梁和框架梁连梁是指两端与剪力墙相连且跨高比 小于5的梁（具体条文详见高规”第7,1.8条）；框架梁是指两端与框架柱相连的梁，或者两端与剪力墙相连但跨高比不 小于5的梁。两者相同之处在于一方面从概念设计的角度来说，在抗 震时都希望首先在框架梁或连梁上由现塑性较而不是在框架柱或剪力墙上，即所谓强柱弱梁”或 强墙弱连梁”；另一方面从构造的角度来说，两者都必须满足抗震的构造要求， 具体说来框架梁和连梁的纵向钢筋（包括梁底和梁顶的钢 筋）在锚入支座时都必须满足抗震的锚固长度的要求，对应 于相

8、同的抗震等级框架梁和连梁箍筋的直径和加密区间距 的要求是一样的。两者不相同之处在于，在抗震设计时，允许连梁的刚度 有大幅度的降低，在莫些情况下甚至可以让其退由工作，但 是框架梁的刚度只允许有限度的降低，且不允许其退由工 作，所以规范规定次梁是不宜搭在连梁上的，但是次梁是可 以搭在框架梁上的。一般说来连梁的跨高比较小（小于5）,以传递剪力为主，所以规范对连梁在构造上作了一些与框架梁不同的规定，一 是要求连梁的箍筋是全长加密而框架梁可以分为加密区和 非加密区，二是对连梁的腰筋作了明确的规定即藉体水平分布钢筋应作为连梁的腰筋在连梁范围内拉通连续配置；当连 梁截面高度大于 700mm时，其两侧面沿梁高

9、范围设置的纵 向构造钢筋（腰筋）的直径不应小于10mm,间距不应大于200mm；对跨高比不大于 2.5的连梁，梁两侧的纵向构造钢 筋（腰筋）的面积配筋率不应小于0.3'且将其纳入了强条的规定，而框架梁的腰筋只要满足当梁的腹板高度hwn450mm时，在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋不包括梁上、下部受力钢筋及架立钢筋的截面面积不应小于腹板截面面积bhw的0.1 ,且其间距不宜大于200mm。”且不是强条的规定。在施工图审查的过程中发现设计人常犯的错误有一是把两端与剪力墙相连且跨高比小于5的梁编成了框架梁，而且箍筋有加密区和非加密区，或把跨高比不小于5的梁编成了连梁；

10、二是在连梁的配筋表中不区分连梁的高度和跨高比 而笼统的在说明中交待一句连梁腰筋同剪力墙的水平钢筋”，这时如果连梁中有梁高大于 700mm或跨高比不大于2.5而剪力墙墙身配筋率小于0.3或水平分布筋的直径不大于8mm时，容易违反 高规”第7.2.26条的规定，而且该条还是 强条，这应引起设计人经的注意。2、框架梁和次梁一般情况下，次梁是指两端搭在框架 梁上的梁。这类梁是没有抗震要求的，因此在构造上它与框架梁有 以下不同，现以国标图集" 03G10-1”为例加以说明1次梁梁 顶钢筋在支座的锚固长度为受拉锚固长度la,而框架梁的梁顶钢筋在支座的锚固长度为抗震锚固长度laEo2次梁梁底钢筋在

11、支座的锚固长度一般情况下为12d,而框架梁的梁底钢筋在支座的锚固长度为抗震锚固长度laE3次梁的箍筋没有最小直径的要求、没有加密区和非加密区的要求，只需满足计算要求即可。而框架梁根据不同的抗震等级对箍筋的直径和间距有不 同的要求，不但要满足计算要求，还要满足构造要求。4在平面表示法中，框架梁的编号为KL,次梁的编号为L。在实际的施工图中，设计人员容易犯的错误主要有以下 两类一是在次梁的平法表示中，对箍筋按加密区和非加密区 来表示，如 小8100/200等。二是当次梁为单跨简支梁时，支座的负筋数量往往不满足 混凝土规范”第10.2.6条的规定（第10.2.6条 当梁端实际 受到部分约束但按简支计

12、算时，应在支座区上部设置纵向构 造钢筋，其截面面积不应小于梁跨中下部纵向受力钢筋计算 所需截面面积的四分之一，且不应少于两根）。3、基础拉梁与次梁 基础拉梁是指两端与承台或独立柱 基相连的梁，与次梁相同之处在于基础拉梁也是没有抗震要 求的、基础拉梁的梁顶钢筋在支座的锚固长度也为受拉锚固 长度la、基础拉梁的箍筋也没有加密区和非加密区的要求。与次梁不同之处在于基础拉梁的梁底钢筋也必须满足受 拉锚固长度la的要求、基础拉梁的宽度不应小于250mm、基础拉梁除按计算要求确定外梁内上下纵向钢筋直径不应小于12mm且不应少于2根（详见 地基规范”第8.5.20条）、 箍筋不少于 6200 （详见全国民用

13、建筑工程设计技术措施 结构篇第3.12.1-9条）在实际的施工图中，设计人员容易犯 的错误主要是将基础拉梁简单套用框架梁的平法表示，编号为JKL,对箍筋按加密区和非加密区来表示，如 38100/200 等。而现有的国标平法图集中并没有专门针对基础拉梁的构 造，如果设计人员想借用平法图集的话，将基础拉梁编号为 JL较为合适，同时应在说明中注明JL的配筋构造应按“03G10-11”中次梁（非框架梁）的配筋构造执行，同时梁底 钢筋锚入支座的长度必须满足受拉锚固长度la的要求。综上述，连梁、框架梁、非框架梁、地基拉梁的区别可 用下表来表示 连梁 框架梁 次梁（非框架梁） 地基拉梁 是 否有抗震要求 有

14、有无无梁顶钢筋的锚固要求抗震锚固长度laE抗震锚固长度laE受拉锚固长度la受拉锚固长 度la梁底钢筋的锚固要求 抗震锚固长度laE抗震锚固长度 laE 12d受拉锚固长度la箍筋的要求 除满足计算要求外， 箍筋沿梁全长加密，直径和间距应满足规范的要求除满足计算要求外，箍筋加密区和非加密区的直径和间距应满足规 范的要求 按计算要求配置，没有加密区和非加密区的要求 按计算要求配置，且箍筋不少于6 200,没有加密区和非加密区的要求 梁的编号LL KL L JL 1.9.沉降观测点的设置要求 沉降观测在建筑物的施工、竣工验收以及竣工后的 监测等过程中，具有安全预报、科学评价及检验施工质量等 的职能

15、。通过现场监测数据的反馈信息，可以对施工过程等问题 起到预报作用，及时做由较合理的技术决策和现场的应变决 定。一、相关规范及规范性文件要求经建设部批准工程测量规范(GB50026-2007 )为国家标准，自 2008年5月1日 起实施。其中，第 5.3.43 (1)、7.1.7、7.5.6、10.1.10 条(款)为 强制性条文，必须严格执行。建筑变形测量规范(JGJ8-2007)为行业标准，自 2008 年3月1日起实施。其中，第3.0.1、3.0.11条为强制性条文，必须严格执行。原工程测量规范(GB50026-93 )和建筑变形测量规程(JGJ/T8-97)同时废止。止匕外，经江苏省建设

16、厅审定，确定建筑物沉降观测方 法(DGJ32/J16-2006)为江苏省工程建设强制性标准，于 2006年6月1日起实施，是目前省内建筑物沉降观测参考的 主要规范依据。二、沉降观测的对象 根据建筑变形测量规范 （JGJ8-2007）第3.0.1条（强条）及昆建协字（2008）第11 号文要求，下列建筑物在施工及使用期间需进行沉降观测A、地基基础设计等级为甲级的建筑物；B、复合地基或软弱地基上的设计等级为乙级的建筑物；C、加层、扩建建筑物；D、受邻近深基坑开挖施工影响或受地下地下水等环境因素变化影响的建筑物；E、需要积累建筑经验或进行设计反分析的工程；F、创优工程。在此需要明确的概念是地基基础设

17、计等级。建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）中第3.0.1条作如下定义若工程明显为地基基础设计等级丙级的建筑物（如地基条件较好的 6层住宅楼等），就不需要沉降观测（创 优工程除外）。若不能确定地基基础设计等级，或者有疑问，就请设 计单位明确是否需要沉降观测，并请书面答复或者写入图纸 会审记录中。三、沉降观测点的布设建筑物确定需要进行沉降观测之后，在工程开工之初，应根据设计图纸的安排做好沉降观 测策划工作、制定沉降观测方案，对于符合条件的应委托有DGJ32/J18-2006 和建筑变资质的单位观测，适时埋设观测点根据建筑物沉降观测方法形测量规范JGJ8-2007的要求，沉降观测点应布

18、设在能全面 反映建筑物地基变形特征的点位，砌筑小阴井加以保护，宜 选在下列位置 A、建筑物的四角、大转角及沿外墙每 1015m处或每隔23根柱基上；B、高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧，不同地质条件、不同荷 载分布、不同基础类型、不同基础埋深、不同上部结构、建 筑裂缝、后浇带、沉降缝和伸缩缝的两侧，人工地基与天然 地基接壤处及填挖方分界处；C、宽度大于或等于15米,或宽度小于15米但地质条件复杂以及膨胀土地区的建筑物 的承重内隔（纵）墙设内墙点，以及框架、框剪、框筒、筒 中筒结构体系的楼、电梯井和中心筒处；D、筏基、箱基的四角和中部位置处；E、多层砌体房屋纵墙间距 610米横墙对

19、应墙端处；F、框架结构建筑的每个或部分柱基上或沿纵横墙轴线上，以及可能产生较大不均匀沉降的相邻柱 基处；G、高层建筑横向和纵向两个方向对应尽端处；H、邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的 暗滨（沟）处；|、重型设备基础和动力设备基础的四角、基础形式或埋深改变处以及地质条件变化处两侧；J、对于电视塔、烟囱、水塔、油罐、炼油塔、高炉等高耸构筑物， 应设在沿周边在与基础轴线相交的对称位置上，点数不少于 4个。在控制点与沉降观测点之间建立固定的观测路线，并在架设仪器站点与转点处作好标记桩，保证各次观测均沿统 一路线。四、沉降变形监测的精度要求沉降观测的测量，应使用精密水准仪，优先采用精密水

20、准仪DSZ05或DS05,具有测微装置的，最低使用 DS1水准仪。视线长度宜为2030米，视线高度不宜低于 0.5米，宜采 用闭合法消除误差。承担沉降观测的单位应具有相应主管部门批准的资 质，测量人员应具有主管部门颁发的上岗证。观测时，仪器应避免安置在有空压机、搅拌机、卷扬机 等振动影响的范围内，塔式起重机等施工机械附近不宜设 站。五、 沉降观测的周期和时间1、初测 建（构）筑物的沉降观测对时间有严格的限制条件，特别是首次观测必 须按时进行，否则整个观测得不到完整的观测意义。初测应增加观测量，以提高初始值的可靠性。2、施工阶段的沉降观测应依据施测方案随施工进度及时进行。重要建筑，可在基础完工或

21、地下室砌完后开始观测。大型、高层建筑，可在基础垫层或基础底部完成后开始观测观测次数与时间应视地基与加荷情况而定。民用建筑可每加高12层观测一次；工业建筑可按不同施工阶段（如回填基坑、安装柱子和屋架、砌筑墙体和设备安装等）分别进行观测。如建筑物均匀增高，应至少在每增加荷载的25时各测一次。施工过程中如暂时停工，在停工时及重新开工时应各观测一次。停工期间，可每隔23个月观测一次。封顶后12月观测一次，竣工后观测周期，根据建筑物的稳定情况确定。特别需要指由的是，沉降速度 2.0mm/d应停止施工， 分析原因，采取措施。沉降速度 1.0mm/d应减缓加载速度并增加观测次数。各个阶段的复测必须定时进行，

22、不得漏测或补测，只 有这样才能得到准确的沉降情况或规律。3、建筑物使用阶段的观测观测次数应视地基土类型和沉降速度大小而定。一般在第一年观测 34次，第二年23次，第三年后 每年一次，直至稳定为止。观测的期限一般规定如下砂土地基2年，膨胀土地基 3 年，粘土地基 5年，软土地基10年。若沉降速度小于 0.01 mm/d ,根据沉降曲线分析，认为 已经稳定，可以停止观测。4、对于荷载突然增加，基础四周大量积水，长时间 连续降水等情况，均应及时增加观测次数，当建筑物突然发 生大量沉降，不均匀沉降或严重裂缝时，应立即逐日或23天一次的连续观测。六、竣工验收标准 建筑物沉降观测方法 （DGJ32/J18

23、-2006）第5.0.6条规定对建（构）筑物进行竣工 验收时，地基沉降变形观测值在没有相应的规范、设计要求 时，可参照本条执行。每周期观测后，应及时对观测资料进行整理，计算观测 点的沉降量、沉降差，以及本周期平均沉降量和沉降速度。1、建（构）筑物竣工验收地基变形要求以沉降速度， 即沉降量与时间的关系曲线判定，曲线应逐步收敛、曲线的 斜率应逐渐减少或趋向于零，最后一次观测的沉降速度应符 合下表的规定。2、当符合竣工验收沉降量和沉降速度标准后，尚未 达到建筑物稳定标准时，竣工验收后应按照本标准省标 DGJ32/J18-2006 第 5.0.4 条（即本文 “五、沉降观测的周期和时间”）要求，继续进

24、行沉降观测，直至稳定七、 稳定标准稳定标准应由沉降量与时间关系曲线判定，对重点观测和科研观测工程，若最后三次观测中每次 沉降量均不大于2,2倍测量中误差，则认为已进入稳定阶段。建筑物安全等级二、三级多层建筑以 0.020.04mm/d,高层和一级建筑 以0.01mm/d为稳定标准。八、工程竣工观测资料整理观测过程中应及时归集每次沉降观测成果，整理相关资料。认真分析沉降情况，由现异常时采取措施。工程竣工时，应提交下列有关沉降观测资料A、沉降观测成果表；B、沉降观测点平面布置图；C、沉降量时间沉降速度s-t-v曲线图；D、沉降量时间荷载（或加载楼层数）s-t-v曲线图；E、建筑物等沉降曲线图（如观

25、测点数量较少，可以不提交）；F、沉降观测技术报告；G、观测工作方案。开间和进深房间两个方向的轴线间的距离。崔艳秋P20单向板双向板 工程设计中，11/12司寸，按双 向板计算；2V 11/12 V 3时，宜按单向板计算；11/12 A时，按单向板计算。1.10. pmcad 桁架建模 /read.phptid-57113.html 1.桁架弦杆应采用梁 2.腹杆中的斜向杆应采用斜杆3.腹杆中的竖向杆，当杆端与节点相接时应采用柱；其他应用斜杆1.11.问题1.如何判断是否受弯受剪或者弯剪扭构件？ 2.有效截面高度？ 3.对已有梁进行加固，抗剪承载力不够，如何得 由需要加固的箍筋的长度范围，如何得

26、由力的包络？ 4.锚固长度，30d ? 5.各结构体系的定义， 如何选择？ 6.刚心、 质心、偏心率 ？层剪力按照抗侧刚度分配，如果把分配的 各部分力，按照静力等效，合力作用点是在刚度中心还是质 量中心如果对结构施加静力荷载，荷载是不是最终施加到刚心上了（是否还和刚性楼板假定相关）如果对结构施加反应谱或者是地震波，荷载是不是最终施加到了质心上 了我觉得这个话题就很大了，简要的比对着你的问题回答，不足之处，望高手补充 1.层间剪力的简要分配原则，不 仅仅只有按抗侧刚度的原则分配，在柔性楼盖的情况下，就 是按其所属的质量分配（这个砌体规范上有相关条文）。肯定是和刚性楼板的假定有关你讲的问题还要分清

27、和荷 载或者作用与效应的关系。一个简化的说法地震作用的时候，合力（作用）作用在 质心，如果质心和刚心不重合，这就是扭转问题的由来，各 个抗侧力构件的合力要平衡作用于质心的水平地震作用和 附加的扭矩（质心和刚心的不重合引起的）。这显然是符合理论力学中的平衡原则和力系的等效原则 的。（这些说法，我认为必须基于刚性楼板假定才行，也即 以层（应该类似于葫芦串模型）为基本的模型来认识整个结 构，否则没什么意义）2.如果在现代的计算机分析程序（基本都基于有限元），我想上述的问题没什么意义，看一下基 于有限元的动力方程就知道了。而且现在很多程序不仅仅是可以计算一致激励下的地震 作用效应，而且可以考虑行波效应

28、（我想是这个名词）。3 .如果是风载，作用点我想还要与建筑的外表有关，与 结构本身质量无什么直接关联，与地震作用有区别，因为地 震作用显然与质量有关。4 .关于层间抗侧力构件的合力作用点，其实这是理论力 学中的力系等效问题，完全取决于你取的参考点在何处。当地震作用（惯性力）作用于结构的时候，是要考虑质 心的（因为惯性力是作用于质心的）；而当非惯性力，即荷载（如风荷载）作用于结构的时候，就与质心没有关系了。只与合力的作用点与刚心的关系有关，来判断是否是扭 动或者平动7.结构地震扭转效应如何控制？ 1.结构的地震扭转效应与两个因素有关偏心率e/r质心与刚心的距离比回转半径和周期比Tt/T1 （第一

29、扭转周期比第一平动周期）， e/r越大，Tt/T1越大，则结构的地震扭转效应越大。2 .楼上通过增加剪力墙的方法将第一扭转周期变为 了平动，同时又发现偏心率增大了，这就说明，你增加的剪 力墙是不均衡布置的，比如，只在楼面的一侧增加了剪力墙。这种做法不可取首先，由1.可知，偏心率的增大会直接导致扭转效应增大；其次，以这种方式构造的平动振型”必定不是比较纯粹的平动振型，通常只是其平动成分比扭转成 分稍大一点点，比如平动系数 0.55，扭转系数0.45等。这样的平动振型，并不能作为验算周期比时的T1采用。3 .控制结构地震扭转效应的正确方法3.1在楼面上尽量均衡地布置抗侧力构件（柱、墙） ，使得结构

30、有 比较纯粹的平动振型和扭转振型（所谓比较纯粹的平动；指的是平动系数超过 90,最低也不能低于 80;对比较纯粹 的扭转”亦然，通常看前几个整体振型即可。控制住了振型的纯粹性，也就控制住了结构偏心率。振型越纯粹，结构偏心率越小。3.2在3.1完成（或满足）之后，才可验算结构的 周期比Tt/T1，倘若大于0.9或0.85，不满足规范要求，这时 需要在3.1的基础上，进一步调整结构的抗侧力体系。大的原则是这样 a如果结构的层间位移角刚刚满足规 范，也即是说富余量不大，可以均衡地加强结构外圈刚度； b如果结构的层间位移角远小于规范限值，也即是说富余量 很大，也可以均衡地削弱结构内筒刚度；当然，加强外

31、圈通常会受到建筑功能的制约，留给结构人员的余地不大，这 时，应结合结构的具体情况调整。4 .如何形象地判别一个结构是否为地震扭转效应较 小严格的指标即如 1.所示，这里再从直观上说一下a观察空间振型动画，主要振型均为较纯粹的平动或扭转 b结构楼面的外周抗侧力刚度相对于内筒较大1、影响结构的地震扭转效应因素中的周期比Tt/T1 ,实际就是结构本身的抗扭转能力，详细的解释可看抗规和高规的条文说明中o2、关于控制的方法，除了 均衡性"卜，构件要尽量布 置在四周，如剪力墙结构，长厚墙布置在边上。提高结构本身的抗扭转能力，往往比仅调整质心和刚心 的偏心更有效。尽管有较大的偏心，但 x平动y平动

32、会远大于扭转。3、周期比往往和层间位移角、位移比同时调整，但层 间位移角、位移比的调整有时是不需要大动竖向构件的布置 的，如satwe中，通过位移文件，找到超限楼层，文件中有 此楼层的位移超限的节点号，通过修正相临的构件，如连梁，可解决问题。常用结构软件 1. Midas结构前后处理软件的比较 讲 到这个问题，可以肯定的是SAP84的输入是最麻烦的，不知 其新的图形输入工具（ GIS）有无改进。其余软件按数据输入的麻烦程度从难到易排列BSCW、GSCAD、PKPM、 TBSA当然这只是考虑一次性输入的情况，如果结构平面经常修改的话TBSA应被列为较 麻烦的一类，主要是结构平面 一改就要重新输入

33、该层的荷载。如果想避免这种麻烦的话可以用如SASCAD等软件，既进行前处理，也能进行 TBSA后处理。PKPM 本身的PMCAD 已经考 虑到了这个问题， GSCAD、SASCAD也解决了这个问题。以上列举的结构软件中只有PKPM、BSCW和GSCAD具有结构后处理功能。后处理的能力由大到小排列应为 GSCAD PKPMBSCW , 考虑到广东地区的特殊要求，可以说 BSCW比PKPM更符 合广东人的习惯。GSCAD和PKPM在形成施工图的过程中均可以进行大 量的人工干预，相比较而言 GSCAD对图纸的修改更为方便。GSCAD既可以很直观地在平面图上修改各种构件的配筋，也可以直接修改表格或平法

34、中的数据，修改很方便。而且这些数据均是联动的，改 动在所有的文件中都能实时反映由来，另外在修改配筋时可以方便地查询计算配 筋量和弯矩包络图，这说明编制者在利用 Windows界面改善 易用性方面下了一番功夫。而PKPM则只能先在平面简图上进行修改，然后一次性 形成表格或平法图，但 PKPM中可以方 便地对各种构件进 行后期验算，如梁挠度、裂缝等。至于施工图的质量，对于广东人来说则是 GSCAD最好，修改也容易。PKPM的施工图 比较完备，但图面比较乱，修改起来也 比较麻烦，11的比例绘图不是大多数设计人员容易接受的，最好能改为真实尺寸绘图。这三种软件的配筋均比较合理，尤其是板的配 筋，这对于结

35、构人员来说是很重要的。TBSA自身虽然没有后处理能力，但由于其流行面广，各种后处理软件很多， 如SASCAD、JYCAD、TASD、TSSD、 TBCAD、德赛的 SDS和BC DS等等。从功能来说，最好的应是SASCAD ,既可前处理，又可后处理，功能比较完备，也可以进行各种后期验算，免除了手算校核的麻烦。缺点是作为一个 DOS下的程序，使 用不如 WINDOWS 下的程序方便，而且显示分辨率固定在640X480,且图面比较乱，由板配 筋图时一定要人工归并板，否则板的类型太 多，且梁配筋不是很合理。JYCAD （佳友）则是比较早就有了，由于建筑在 AUTOCAD R12基础上，使用起来不大方

36、便，功能也一般 。从发展来看，SASCAD要好过JYCAD ,因为SASCAD已准备由 WINDOWS版，显示分辨率当 然不成问题， 另外 剪力墙施工图功能也准备加入。另外还要提一点的是 SASCAD是自主开 发的平台，不象 其他软件是建筑在 AUTOCAD的基础上的。由于目前AUTODESK公司已开始对 国内设计院的D版 AUTOCAD软件进行扫荡，这个因素也开始进入考虑范围 了。这几种软件 的共同缺点是配筋合理性不如PKPM、BSCW 和 GSCAD o可以说目前没有一个前后处理软件是完全令人满意的。如果重视软件功能的话，应 选择SASCAD,但每次由图都要仔细地审核每根梁的钢筋，后期调整

37、工作量大，不过 其前 处理最符合CAD习惯；如果重视易用性的话，目前 应 选择GSCAD ,前处理比 SASCAD麻烦， 但后期调整很方 便，在Windows下灵活的调整方法让人不以为苦。然而从发展的眼光看，SASCAD可能是较好的选择， 因为这个软件将要由剪力墙配筋图（这可是除PKPM外其他同类软件 所没有的功能，最起码我上面提到的几个是没有 的），而且随之将转换到 Windo ws平台，更重要的一点是承 诺为购买此软件的设计院定制图表，使之符合各院的习惯。最理想的结构前后处理软件应具有如下的特征1、一次输入可形成多种结构计算软件的输入数据，至少包括两个采用不同计算模型的 主体计算程序的数据

38、，比如TBSA、TAT 和SATWE ,当然如能形成SAP84等有限元软件的计 算数据 就更理想了； 2、可以使用类似 AutoCAD的方法输入结构 平面（SASCAD已做到），当修改结构平面时原有荷载不舌L （ PKPM、SASCAD、GSCAD均已做至U） ; 3、能进行梁 裂缝、挠度验算等后期计算（如 PKPM、SASCAD）; 4、人 工修改配筋时应该既能在平面上直接选取构件并以直观的简图修改（如 PKPM、SAS CAD和GSCAD）,又能方 便地 直接修改所形成的图表（如GSCAD）,并且各种由图方式之间数据联动；5、具备异形柱和剪力墙表格法由图和大样法由图（目前只有 PKPM能由

39、剪力墙配筋图，SASCAD正在做这个模块，其他软件没有）；6、允许用户定 制图表与 由图风格或由开发者进行调整；7、图形界面符合 Windows下软件界面风格。总而言之，前后处理软件除了要功能强大外，还要易用 为王。网 格划分 常用 软件比较 ICEM-CFD （Ansys Inc） 最NB的网格划分软件，主要四个 模块Tetra （水平最高）、Hexa （用起来方便）、Global （难得 的笛卡尔网格划分软件）、AutoHexa （算是垃圾，有那么一点点用处)接口贼多，几乎支持所有流行的CFD软件使用方便，一个月内可以学会，两个月就可以针对课题努力了。这个软件还有后处理模块Visual3，

40、但是目前说来还没有听过哪个兄弟用过，我也没用过。Gridgen (Poinwise Inc) 你要学习网格理论，用它比较 好，你要和它一起来完成网格，不能靠它自动给你个复杂网 格。结构网格划分很好。帮助文档有些标新立异了，很多术语就是难为大家这些 入门级别的，实体不叫实体，它非得说是Database,何必呢Gambit ( Fluent Inc ) 好学、好用。就是要拖着一个 Exceed当靠山，功能强大。但是占用内存比较多，常常会跑死机(不是个别的问题)目前最新版本 2.1.6,功能不见多大改善，导入几何仍然 需要手动修复。CFX-build (Ansys Inc) 基于Patran的非结构

41、网格戈ij分 软件，会 Patran就会它功能自不用说， Patran有多猛，搞 FEA/CAE的兄弟都知道。CFD-Geom (CFDRC Inc) 好学，不过有些概念要仔细 领会，最好是对拓扑与网格结构、类型比较熟悉。Patran (Msc Inc)、Hypermesh (Altair Inc) 这两个不说 了 FEA方面的猛将，CFD也可以借鉴。以上按功能和在 CFD领域的适用范围分类-以下是我整理的论坛上莫些朋友关于三种软件的详细分析，对于这三种网格生成软件的选择，仁者见仁，智者 见智，下文仅供参考。Gridgen很容易生成二维，三维的单块网格或者分 区多块对接结构网格，也可以生成非结

42、构网格，但非结构网 格不是它的长项，该软件很容易入门，可以在一两周内生成 复杂外形的网格，生成的网格可以直接输入到Fluent, CFX,StarCD, Phonics, CFL3D等十几种计算软件中，非常方便， 功能强大，网格也可以直接被用户的计算程序读取（采用 Plot3D格式输由时）。因此在CFD高级使用人群中有相当用户。Gambit作为Fluent的网格生成前置软件， 主要针对 Fluent生成非结构网格，它输生的网格很难被其他软件读取， 因此，除非你要用 Fluent进行计算，一般不会用它。但Fluent有较多的用户，因此，它也有相当多的用户。它的长项是生成非结构网格，对用于粘性计算

43、的网格难 以生成。ICEM CFD作为Gridgen的主要竞争者，是一个重量级的网格生成软件，可以生成结构，非结构，笛卡儿（在 4.22版中才有）网格，它也针对众多的流场计算软件，可以 生成高质量的网格，但它比较难学，没有3至U 5月的学习时问，最好不要选用它。本人对这三种网格生成软件都进行了深入的学习和应用，感觉生成非结构最好的是 Gambit,生成结构网格最 好的是Gridgen, Icem CFD可以证明你有很强的学习能力和 很充足的空闲时间，无它，唯此而已我也用了上述的三种网格生成软件，我觉得在非结构网格生成方面ICEMCFD已经远远超过了 Gambit,无论是网格生成的成功率， 还

44、是质量控制，或者 CAD模型的输入方面，ICEM CFD都胜 一筹。而在多块结构网格方面，ICEM CFD的发展前景要好于 GRIDGEN ,前者的工作效率要远远高于后者，当然是在发 挥由两者的潜力的前提下，由于前者生成网格的思想与传统 的结构网格生成的思路不一致（例如EAGLE ,采用由上到下的划分策略，导致其学习周期长，学习的难度大。相比之下 GRIDGEN的由点到面，由面到体的思路更加 直观。ICEMCFD直接立足于拓扑结构到几何模型映射， 其实思路更加科学。以前一直用 gambit,为了对一个几何体划分比较合适的网格，分块简直是太麻烦了。因为必须直接对几何体进行分割，涉及到非规则几何体

45、 和曲面之间得操作。要是分错了，就得重新来。但是icemcfd不是直接对几何体分块，而是对拓扑分块。而拓扑结构的分块比直接对几何体分块容易得多，因为拓扑结构的形态很简单，都是多边形和6面体组合。即使错了，改动也会很方便。也许因为icemcfd是在拓扑结构上划分网格之后映射到 几何体上的，因此网格划分速度很快。而在gambit中，速度十分慢，如果参数设置不合理，就 会分死机的。常用结构软件比较 作者余国涛 时间2004-08-25摘要 本人在设计院工作，有机会接触多个结构计算软件，加上自 己也喜欢研究软件，故对各种软件的优缺点有一定的了解。现在根据自己的使用体会，从设计人员的角度对各个软 件作一

46、个评价，请各位同行指正。本文仅限于混凝土结构计算程序。关键词结构计算结构软件目前的结构计算程序主要 有 PKPM 系歹U (TAT、SATWE)、TBSA 系歹U (TBSA、TBWE、 TBSAP)、BSCW、GSCAD、 SAP 系歹鼠其他一些结构计算程序如 ETABS等，虽然功能强大，且在国外也相当流行，但国内实际上使用的不多，故不做详细 讨论。一、结构计算程序的分析与比较1、结构主体计算程序的模型与优缺点从主体计算程序所采用的模型单元来说 TAT和TBSA属于结构空间分析的第一代程序，其构 件均采用空间杆系单元，其中梁、柱均采用简化的空间杆单 元，剪力墙则采用空间薄壁杆单元。在形成单刚

47、后再加入刚性楼板的位移协调矩阵，引入了 楼板无限刚性假设，大大减少了结构自由度。SATWE、TBWE 和TBSAP在此基础上加入了墙元， SATWE和TBSAP还加入了楼板分块刚性假设与弹性楼板假 设，更能适应复杂的结构。SATWE提供了梁元、等截面圆弧形曲梁单元、柱元、杆 元、墙元、弹性楼板单元（包括三角形和矩形薄壳单元、四 节点等参薄壳单元）和厚板单元（包括三角形厚板单元和四 节点等参厚板单元）。另外，通过与 JCCAD的联合，还能实现基础-上部结构 的整体协同计算。TBSAP提供的单元除了常用的杆单元、梁柱单元外，还 提供了用以计算板的四边形或三角形壳元、墙元、用以计算 厚板转换层的八节

48、点四十八自由度三维元、广义单元（包括罚单元与集中单元），以及进行基础计算用的弹性地基梁单 元、弹性地基柱单元（桩元）、三角形或四边形弹性地基板 单元和地基土元。TBSAP可以对结构进行基础-上部结构-楼板的整体联算。从计算准确性的角度来说SAP84是最为精确的，其单元类型非常丰富，而且能够对结构进行静力、动力等多 种计算。最为关键的是，使用 SAP84时能根据结构的实际情况进 行单元划分，其计算模型是最为接近实际结构。BSCW和GSCAD的情况比较特殊，严格说来这两个程 序均是前后处理工具，其开发者并没有进行结构计算程序的 开发。但BSCW与其计算程序一起由售，因此有必要提一下。BSCW 一直

49、是使用广东省建筑设计研究院的一个框剪结 构计算软件，这个程序应属于空间协同分析程序，即结构计 算的第二代程序（第一代为平面分析，第二代为空间协同， 第三代为空间分析）。GSCAD则可以选择生成 SS、TBSA、TAT或是SSW的 计算数据。SS和SSW均是广东省建筑设计研究院开发的，其中 SS 采用空间杆系模型，与TBSA、TAT属于同一类软件；而SSW 根据其软件说明来看也具有墙元，但不清楚其墙元的类型，而且此程序目前尚未通过鉴定。薄壁杆件模型的缺点是1、没有考虑剪力墙的剪切变形。2、变形不协调。当结构模型中由现拐角刚域时，截面的翘曲自由度（对应的杆端力为双力矩）不连续，造成误差。另外由于此

50、模型假定薄壁杆件的断面保持平截面，实际上忽略了各墙肢的次要变形，增大了结构刚度。同一薄壁杆墙肢数越多，刚度增加越大；薄壁杆越多，刚度增加越大。但另一方面，对于剪力墙上的洞口，空间杆系程序只能 作为梁进行分析，将实际结构中连梁对墙肢的一段连续约束 简化为点约束，削弱了结构刚度。连梁越高，则削弱越大；连梁越多，则削弱越大。所以计算时对实际结构的刚度是增大还是削弱要看墙肢 与连梁的比例。杆单元点接触传力与变形的特点使 TBSA、TAT等计 算结构转换层时误差较大。因为从实际结构来看，剪力墙与转换结构的连接是线连 接（不考虑墙厚的话），实际作用于转换结构的力是不均匀 分布力，而杆系模型只能简化为一集中

51、力与一弯矩。另一方面，由于一个薄壁柱只有通过剪心传递力与位移，所以在处理多墙肢薄壁柱转换时十分麻烦，如将剪心与 下层柱相连，则令转换梁过于危险，如设置实际并不存在的 计算洞令力传至转换梁又会改变上层墙体的变形协调条件（不要相信 TBSA手册中所言设连梁高为层高可以解决问 题，一段连续约束简化成一个点约束，误差决不会小）。为了解决薄壁柱单元造成剪力墙分析过于粗糙的问题，ETABS、SAP84、SATWE、TBWE、TUS、TBSAP 等软 件先后引入了墙单元。对于有墙元模型的软件，要分清楚其单元类型。墙元有两种一是板-梁墙元（又称 Wilson嵌板单元模 型），这种模型在国外应用较多。其实质是平

52、面单元，把剪力墙简化为一个膜单元边梁边 柱，基本上是一个由平面单元经改造成的空间单元。剪力墙洞口间部分模型化为一个梁单元，削弱了剪力墙 实际的变形协调关系，由前一段的讨论可知这种单元导致整 体计算结果偏柔；一是由有限元中的四节点空间壳元缩聚而 来的（以下称为板壳墙元），板壳元既有平面内刚度也有平 面外刚度，且剪力墙洞口间部分也作为墙元进行整体分析， 因此板壳墙元更能精确地分析复杂剪力墙结构。以上几种带有墙元的软件中，ETABS和TUS采用板-梁墙元，SAP84、SATWE和TBSAP 土匀采用壳墙元。TBWE所采用的墙组元实际上是一种改进的薄壁杆件模型，它与普通的薄壁杆件模型的不同之处在于1、

53、不强求剪力墙为开口截面，可以分析闭口及半开半闭截面；2、其杆件未知位移取为杆端截面的横向位移和各节点的纵向 位移，数目随墙肢节点数增加而增加，不象普通薄壁杆件那 样固定为14个，保证了杆件的位移协调；3、采用最小势能原理，建立考虑剪力墙剪切变形的总势能表达式，然后 对其求导并令其值为 0即建立考虑剪切变形的单元刚度矩 阵。墙组元实际上是一种介于薄壁杆件单元和连续体有限元 之间的分析单元。从结构分析的准确性来说，从好到差排列依次为板壳 墙元、墙组元、板 -梁墙元。另外一个有争议的问题是对异形柱的处理。异形柱在广东又叫短肢剪力墙，虽然名称和剪力墙拉上 了关系，但其计算却不能用剪力墙的方法来算。TB

54、SA用户手册建议将异形柱折算成惯性矩相同的矩形 截面柱进行整体分析，取得内力后再进行详细的计算。这种方法用起来很不方便，另外这种折算只能保证两个 参数的正确，其他如截面面积、转动惯量等参数都很难与原 构件保持一致。目前能直接对异形柱进行计算与绘图的软件有 BSCW、 GSCAD 和 PKPM 。由于广东省建筑设计研究院在异形柱的研究方面有比较 成熟的理论，因此BSCW和GSCAD对异形柱的计算与绘图 极为方便可靠，目前广东省住宅建筑设计常采用短肢剪力墙 结构，导致大量的异形柱，因此这两个程序比较流行。在用PMCAD进行输入时，可以看到有不同类型的截面， 采用这些截面输入的异形柱可以传递到TAT或SATWE中进行计算，并在 PK中进行配筋（仅适用于 99年5月以后的 Windows版程序），不过PKPM中对异形柱内力的求算并不 是通过查表进行（广州城市