KM建模常见问题T53

建模问题——悬空梁、悬臂梁由于采用不等高梁的不当造成。如下图所示：悬空梁悬臂梁建模问题——斜梁的上下层连接由于建模、分析数据的局限性，坡梁的上下层连接需要附加端柱才能实现。斜梁直接与下层节点相连实际计算时没有连接造成斜向悬臂梁在端头加柱，但柱高要大于200，才能保证计算正确，该柱的设计可以不考虑。注意：如果采用空间建模SPASCAD，则不受此影响。建模问题——墙节点抬高无效在计算程序SATWE、TAT、PMSAP中，只承认柱节点和梁梁交点的上下变化，不考虑墙节点高度的变化。因为分析时，不能考虑异形墙。想要分析的图形实际产生的图形建模问题——错层、错层梁、层间梁的合并、简化当结构产生错层、错层梁、层间梁时，如果错层在梁高的范围内，则最好合并，简化为同一标高的梁分析、设计。简化为3层层间梁小体量夹层梁的刚度合并简化为荷载错层梁错层建模问题——多塔层高不同的输入当多塔的层高不同时，一般不能按错层处理，应以同一层高建模，再到后面的计算软件SATWE、TAT、PMSAP中修改各塔层高即可。要保证连梁的正确高度，所以只能调节洞口的高度。对上连多塔，则要具体分析结构的实际情况，如果比较复杂，最好采用空间建模SPASCAD。错误的简化正确的简化按层数多的塔定义层高修改该塔的层高注意：当然可以采用更先进的建模——空间建模。这样可以随心所欲。无须考虑简化的问题。可以采用SPASCAD——PMSAP来建模、分析。建模问题——两根梁与柱大偏心连接当柱范围内有两根梁偏心相连时，应加柱内小梁，以封闭房间。该小梁程序自动定义为刚性梁。应定义两根小梁，以封闭房间程序自动确认为刚性梁柱定位点建模问题——一根柱抬两根柱此时，需要加刚性梁。加两根刚性梁加一根刚性梁牛腿建模问题——一根梁抬两片墙此时，只能简化处理。转换大梁上建三根轴线，如下图所示：中轴线定义宽转换梁上下两根轴线定义上部剪力墙建若干竖向轴线定义刚性梁上部墙与下部刚性梁交点刚性梁与转换梁的交点建模问题——复连通域的导荷复连通域的导荷载是有问题的，应避免房间彼此之间产生复连通域的形状。此外，计算时“弹性楼板”的定义也不能是复连通域。绿色区域的荷载导算有问题，应避免。建模问题———铰接梁的定定义在“特殊构件件”定义中，，要求梁梁交交点不能都是铰接接。也不能产生生机构。程序不能处理理零自由度结结构结构产生机构构结构产生机构构PMSAP可以处处理零零自由由度结结构建模问问题———越越层钢钢支撑撑SATWE在处理理越层层钢支支撑时时，仍仍按层层分段段考虑虑，这这样由由于钢钢支撑撑默认认是两端端铰接接，造造成支支撑越越层节节点产产生机机构。。SATWE节点产产生机机构，，需要要改为为两端端刚接接TAT是连接接越层层支撑撑为一一根，，所以以不会会产生生机构构建模问问题———钢钢柱底底铰接接当底层层柱底底都设设定为为铰接接后，，结构构也将将产生生机构构。应至少少有一一根柱柱底是是刚接接。底部结结构产产生机机构应至少有有一个个节点点是刚刚接。。变形问问题———主主次梁梁的共共同工工作当次梁梁当主主梁输输入后后，次次梁与与主梁梁共同同产生生交叉叉梁梁系系的体体系系承承担担竖竖向向荷荷载载。。竖竖向向荷荷载载将将在在主主次次梁梁之之间间，，按按刚度传递递、分配配。变形问题题——梁梁抬柱的的传力梁抬柱的的传力，，是由梁梁柱协调调变形完完成的，，柱的轴力力由梁的的剪力平平衡，所以，，可以通通过查看看梁剪力力来确认认上部柱柱传来的的集中力力（即柱柱轴力））。梁柱位移协调调点，也也是柱轴轴力、梁梁剪力的的平衡点点变形问题题——避避免短梁梁的方法法结构产生生短梁后后，短梁梁局部将将会超限限，因为为其相对对刚度很很大，把把局部荷荷载都吸吸收在自自己身上上。短梁梁的超限限往往是是剪扭截面面不够或或斜截面面抗剪不不够等。在梁宽度范围围内，应应简化为为一点输输入对柱边的的短梁，也也可以采采用定义义刚性梁梁的方法法超过梁宽宽范围产产生短梁梁，此时时才是真正的短短梁，应尽量避避免，因因为应力力过于集集中。对柱边短短梁可以以采用加宽、加掖等方法。。柱边短梁梁加宽柱边短梁梁加掖变形问题题——从从主梁伸伸出的悬悬挑梁从主梁伸伸出的悬悬挑梁，，与从柱柱伸出的的悬挑梁梁，其变变形协调调是不同同的。它它将受到主梁梁大变形形（相对对于柱））的影响响，从而降降低了刚刚度，把把自身的的荷载卸卸向两边边刚度大大的挑梁梁。柱的轴向变形形小梁的弯曲变形形大卸载方向向变形问题题——恒恒载模拟拟施工算算法的平平衡由于恒载载模拟施施工算法法的特殊殊性，不能直接接用模拟拟施工算算法计算算出的内内力，去去做节点点的剪力力、弯矩矩平衡。要验算节节点剪力力、弯矩矩的平衡衡，应采采用“一次性加加载”的计算算模式。。第3层加加载形式式第2层加加载形式式第1层加加载形式式节点平衡衡需要上上下层的的内力，，而它们们却是在不同加加载条件件下产生生的，所以不不满足平平衡。恒载模拟拟施工的的加载方方式一次性加加载可以满足足节点平平衡变形问题题——框剪结构构中，竖竖向荷载载的传力力框架剪力力墙结构构中，由由于柱轴轴向刚度度要远小小于墙的的轴向刚刚度，在在竖向荷荷载作用用下，柱柱与墙之之间的连梁将调调节两者者的位移移差，使得柱的的轴力减减少，墙墙的轴力力增大。高层建建筑的层层调整整，将可能能造成顶顶部框架架柱在竖竖向荷载载作用下下受拉。。实际情况况是：结构变形形是在逐层找平平、逐层层变形的情况下下产生的的，到结结构顶部部时，由由于大部部分变形形已经完完成，连连梁的调调节作用用就不会会很大。。程序采采用“模拟施工工1”就是体体现了这这种施工工过程。。另外：：地基变变形也会会调整柱柱、墙的的位移差差。即使考虑虑了模拟施工工1，连梁也也会起到到相当的的调节作作用模拟施工工1，只只对上部部结构起起作用，，对底部部传基础础荷载，，并没有有起到调调节作用用。所以以框剪结构构传基础础荷载还还是会出出现黑洞洞现象，，即剪力力墙下的的轴力很很大，柱柱下轴力力很小，，造成地地基沉降降、承载载力等验验算误差差。可以采用用“模拟施工工2”的计算算方法解解决这个个问题，，它是把把柱的轴轴向刚度度提高10倍，，以减少少柱、墙墙的刚度度差异，，从而起起到调整整传基础础的荷载载。变形问题题——连连梁的计计算模型型连梁作为为一种重重要的、、敏感的的结构刚刚度调节器，其分析模模型的合理理性会影响响到整个结结构的分析析结果。连梁按壳元元进行划分分单元方式式的有限元元分析模型型，如果单单元划分可可以很细，则连梁跨跨高比再大大，计算结结果也是正正确的。当单元划分分受到限制制，对跨高比较较大的连梁梁，由于单单元划分不不够细，将将造成较大大的分析误误差。为此，可可以按以下下方式处理理：当跨高比大大于5时，连梁按框框架梁输入入、分析。。当跨高比小小于2.5时，连梁按壳壳元（洞口口）输入、、分析。当跨高比介介于5和2.5之间间时，按壳元（（洞口）分分析，应细细化单元划划分；按框框架梁分析析，结构刚刚度将偏柔柔。连梁梁的的单单元元划划分分连梁梁与与墙墙的的协协调调节节点点框架架梁梁与与墙墙的的协协调调节节点点变形形问问题题————越越层层柱柱的的计计算算模模型型越层层柱柱的的特特点点是是：：在越越层层点点不不受受楼楼板板的的约约束束。越层层柱柱的的计计算算模模型型可可以以是是整根根接接起起来来的的模模型型，也也可可以以是是每层层逐逐根根的的计计算算模模型型。只只要要保保证证越越层层柱柱的的变变形形特特点点，，这这两两种种模模型型的的计计算算结结果果是是可可以以一一致致的的。。越层柱柱TAT越层柱柱模型型，把柱柱连接接起来来，自自重作作用在在柱顶顶SATWE越层柱柱模型型，柱不不连接接，自自重各各自作作用在在各层层的柱柱顶地震力力、风风力地震力力、风风力越层柱柱的长长度系系数：：对单边边越层层柱，，长度度系数数中含含有柱柱的折算长长度；对全越越层柱柱，SATWE的长度度系数数中含含有柱柱的折折算长长度。。Lo3LoLo2Lo1μ3μμ2μ1各段柱柱长度度和总总长度度各段柱柱长度度系数数和按按全长长计算算的长长度系系数长度系系数应应满足足：Lo1*μμ1=Lo2*μμ2=Lo3*μμ3=Lo*μμ变形问问题———梁梁柱偏偏心的的计算算模型型当梁柱柱偏心心时，，程序序自动动加刚域，来考考虑偏偏心产产生的的附加加弯矩矩。也可以通过过人工设置置刚性梁来实现。梁的计算模型梁的刚域梁端剪力转换为柱端端轴力和弯弯矩变形问题———上下柱柱偏心的计计算模型当上下柱形形心偏心连连接时，程程序自动加加刚域，来来考虑偏心心产生的附附加弯矩。。柱水平刚域上柱轴力转换为下柱柱的轴力和和弯矩变形问题———梁抬墙墙的偏心问问题当转换梁抬抬偏心墙时时，一般认认为在竖向向力作用下下，墙对下下部转换梁梁作用一个个大的扭矩矩。但事实上扭矩矩并不大，因为扭矩矩是由梁两端转角不不协调所产生，上上部墙体虽虽然偏心，，但它给下下部的梁柱柱作用的是是一个同向的弯曲曲，所以，偏心的效果果都转化为为两边柱的的附加弯矩矩了。上部墙偏心心将主要产产生下部柱柱的附加弯矩变形问题———刚性梁梁和刚域的的区别刚性梁可以独立位移，但不变形。主要起到到传递位移移和力的作作用。与构构件变形不协调。刚域则需要依附于构件件，本身也不变形，但随构件变形形而移动。与构件变变形协调。刚性梁与刚刚域作用是是一样的，，但效果不不一定相同同，两者不不能互换。。刚性梁使局部转角角增加，弯弯矩增加垂直于构件件的刚域也会使局部部转角增加加，弯矩增增加沿着构件的的刚域不会使局部转转角增加，弯弯矩增加变形问题———剪力墙单元元的划分剪力墙采用二维有限元模型，则单元元划分不可避避免。单元划分的粗细均匀性、、对称性、合合理性等，都会影响响到分析结果果。单元划分的特特征，也与二二维单元的协调性则有关。不同同的协调原则则，可以认为为是不同的分分析模型。SATWE采用节点协调的单元划分原原则，对划分分合理性依赖赖强，划分难难度较大。PMSAP采用节点广义协调调的单元划分原原则，对划分分合理性依赖赖不强，划分分比较容易控控制。目前一一些国外软件件也采用这种种广义协调的的单元划分原原则。单元划分目前前不能人工调调整，都由程程序自动进行行，当出现由由于单元划分分造成局部分析不合合理、不对称称时，需要调整整分析结果，，最好采用多种分析析模型计算，以增加加设计依据。。如用TAT来避开这个问问题。SATWE上下墙节点要要求协调PMSAP上下墙可以采采用附加位移移函数作为约约束条件的广广义协调广义协调位移移函数曲线对于复杂高层层结构也要使使用两种不同的计计算模型进行分析变形问题———梁的轴力一般梁与楼板相连连，且在同一标标高，楼板平平面内的刚度度很大，面内内相对位移很很小，所以，，梁的轴轴力是是可以以忽略略的，，刚性性楼板板假定定就是是这样样考虑虑的。考虑楼楼板的的面内内变形形，或或没有有楼板板，梁梁会有有轴力力。混凝土土梁的的轴压压力一一般不不考虑虑，轴拉力力与弯弯矩一一起按按偏拉拉构件件设计计。钢梁产产生轴轴力，，梁应按按钢柱柱的方方式验算应应力比比。斜梁、、坡梁梁一般般都有有轴力力。框支转转换梁梁一般般应考考虑轴轴拉力力，应应按偏偏拉构构件设设计。框支梁梁上部部墙体体内力力的起拱作作用起拱对下部墙墙、梁梁产生生拉力设计问问题———柱墙活活荷载载折减减较多的的用户户理解解这个个折减减系数数存在在问题题。这这里关关键是是要理理解““计算截截面以以上层层”这句句话。。当一一个10层层的结结构，，按这这句话话的理理解，，各层层的““柱墙墙或荷荷载折折减系系数””将是是如下下。层号折折减系系数层层号号折折减减系数数101.091.080.8570.8560.7050.7040.6530.6520.6510.60从折减减系数数来看看，说说明从1到到10层满满布活活荷载载的概概率为60%，，对第第6层层来说说6到10层层满布布活荷荷载的的概率率为70%，，而顶层满满布活活荷载载的概概率则为100%。。这说说明活活荷载载折减减的科科学性性、合合理性性。1.01.00.850.850.70.70.650.650.650.6各层柱柱墙活活荷载载折减减系数数设计问问题———梁梁活荷载载折减减梁活荷荷载折折减是是根据据梁的的承受荷荷载面面积而确定定的，，这样样就会会造成成比较较复杂杂的折折减方方式，，且可可能每根梁梁不同同。PMCAD在处理理这个个问题题时，，采用用了折减楼楼面荷荷载的方式式，这这样就就把搂搂面的的外荷载载折减减了，同同时，，它也也就把把结构的的整体体质量量、地地震作作用、、所有有构件件的内内力都都折减减了。鉴于于这样样的处处理方方式，，建议议在选选择梁梁活荷荷载折折减时时，应应慎重考考虑。所以，，在使使用PKPM系列的的软件件中，，活荷载载折减减最好好不要要重复复使用用，如考考虑了了梁的的活荷荷载折折减，，则在在SATWE、TAT中最好好不要要选择择“柱柱墙活活荷载载折减减”，，以避避免活活荷载载折减减过多多。反反之亦亦然。。梁承受面面荷载载的面面积设计问问题———梁梁设计计弯矩矩放大大系数数的合合理使使用梁弯矩矩放大大系数数起源于于梁的的活荷荷载不不利布布置，当不不考虑虑活荷荷载不不利布布置时时，梁梁活荷荷载弯弯矩偏偏小，，程序序试图图通过过这个个参数数来调调整梁梁的弯弯矩。。过去这这个参参数只只乘在在梁的的跨中中正弯弯矩上上，但但是实实际上上活荷荷载不不利布布置不不但对对梁的的正弯弯矩有有影响响，对对负弯弯矩也也有影影响，，所以以，目目前这这个参参数在梁正负弯弯矩上都乘乘。当考虑活荷荷载不利布布置时，梁梁弯矩放大大系数宜取取1.0。如果活荷荷载较小，，则即使不不考虑活荷荷载不利布布置，该系系数也不要要取得过大大，宜取1.1以下。只有当活活荷载较大大时，该系系数需要取取得大些。。梁弯矩放大大系数是最最后乘在组合设设计弯矩上（弯矩包包络图上）），所以它它把恒、活、、地震、风风的荷载都都放大了。放大前的设设计包络放大后的设设计包络放大后的设设计包络放大前的设设计包络设计问题———剪力墙墙加强区起起算层号的的合理应用用这个参数主主要是针对对有地下室结构、多层带剪力力墙结构、底框剪力墙墙结构而设置置的。起算算层号是指指建模输入入的结构自自然层号。。当有多层地地下室时，，地下1层以以下可以不不按加强区区设计，此时该参参数可以起起到抬高起起算层号的的目的。多层带剪力力墙结构或或底框剪力力墙结构，，由于剪力力墙的轴压压比很小，，按照抗震震规范可以以不设加强强区，可以以把“剪力力墙加强区区起算层号号”定义为为大于结构层层，则结构分分析时将没没有剪力墙墙的加强区区。地下一层以以下可以不不作为加强强区底框和多层层剪力墙结结构可以不不作为加强强区剪力墙加强强起算层号号填3剪力墙加强强起算层号号填4设计问题———振型数数的合理选选取结构可以求求得到的特特征值是有有限的。即即结构的周周期、振型型数是有限限的。结构构的特征值值数与结构构有质量贡献献的自由度度数有关。有质量贡献献的自由度度数：对一块刚性性楼板有3个。对一一个弹性节节点有2个个。结构分析时时，统计刚刚性板数和和弹性节点点数，即可可得出可能能计算出的的最大特征征值数。当结构的有有质量贡献献的自由度度数较多时时，求出所所有的特征征值会消耗耗很多时间间，而对结结构影响大大的特征参参数往往是是前面的特特征值，所所以没有必要把把所有的特特征值都求求出来。特征值数的的合理数量量可以由““有效质量系系数”来判定刚性楼板3个带质量量的自由度度Dx、Dy、θz弹性节点有有2个带质量量的自由度度dx、dy设计问题———梁刚度度放大系数数的合理应应用梁刚度放大大是基于楼板而设置的，，在分析时时，程序对对梁只考虑虑了矩形截截面，刚度度偏小。目前程序的的设置及处处理方式比较粗糙，整个结构构只设两个个（分中梁梁、边梁））。严格说说来，应根根据每层每每根梁的楼楼板情况而而定。程序下一步步将增加这这种细化的的功能。楼板和梁共共同工作设计问题———铰接梁梁的合理设设置混凝土梁应该该都是刚接，没有严格意意义上的铰接接，所以设置置铰接是有问问题的。铰接梁定义的的太多，导致致内力的重分布布，内力分配不不合理因数加加大，计算结结果不合理。。结构分析应应真实可信。。剪力墙面外的的约束程序可可以比较真实的刚度比比来表现，不应应通过铰接的的方式调整梁梁端弯矩。梁的超限应具具体情况具体体分析，切勿勿通过盲目设置梁的的铰接，来达到梁不不超限的目的的。墙面外刚度小，约束小，梁端负弯矩自然就就小设计问题———柱非加密区区箍筋柱承受的剪力力，在全长度上是不不变的。柱非加密区的的箍筋面积，，就是柱实际受剪的计算箍筋面面积。当该面面积较大时，，该柱箍筋将将全长加密，，即没有非加加密区了。由于柱剪力一一般较小，往往往小于构