TKM08工程计算中的40个问题及其算例分析

工程计算中的40个问题及其算例分析每个问题包括如下6个方面内容：

1）问题的背景和来源；2）典型算例介绍；3）不同计算模型简介；4）列举不同方法和软件计算结果；5）对计算结果分析和比较；6）结论和建议。一、偏心算例

工程名：梁托偏墙.prj

问题的背景：梁托墙,墙对梁有偏心时，对梁产生较大扭矩，为何有些计算算不出梁扭矩和柱弯矩？算例：1)墙对梁的偏心100mm；2)在墙上布置50kN/m的荷载，模拟上面还有多层墙；3)考证有偏心计算的计算精度。工程计算中有大量的偏心存在，偏心引起的弯扭较大，偏心计算是当前计算中的难点。(刚度和力)计算模型：1）GSSAP采用偏心刚域方法计算；2）SATWE采用没有人工布置刚性梁方法。3）SATWE采用人工布置刚性梁方法。不同方法和软件计算结果：计算方法理论结果GSSAPSATWE(无刚梁)SATWE(有刚梁)柱底轴力(kN)97.0097.0097.0097.00柱底弯矩(kN.m)-6.50-6.50028.1梁扭矩(kN.m)-6.50-6.50028.4分析和比较：1）GSSAP偏心刚域方法与理论结果完全吻合；2）SATWE没有人工布置刚性梁时，无扭矩，结果有问题；3）SATWE人工布置刚性梁时，刚梁长取偏心100mm，结果有较大误差，随刚梁长度增大误差减小，梁长度要求大于300mm。结论和建议：1）GSSAP偏心刚域方法可以准确计算扭矩，按实际模型输 入偏心墙即可；2）SATWE必须梁墙间人工加刚性梁，要注意刚梁长度控制。罚约束应用不合理，引起力不平衡。偏心刚域方法

：当多个节点之间的运动关系为刚体运动时，其中一个节点作为计算节点，其它节点的刚度变换到计算节点即可。两墙肢与柱相交，墙的两节点和柱节点之间刚体运动，柱节点为计算节点，墙的节点刚度变换后凝聚到计算节点，这种方法在理论和实践上能准确计算各种偏心情况。在所有的软件中，GSSAP第1次按偏心刚域方法对所有偏心实现了自动处理,没有完全按此方法就是就会有问题。详细的计算过程：1）构件形成计算单元时，有两个节点:单元节点和计算节点，两个节点位置可不同；2）单元节点和计算节点的关系由构件的位置和截面大小决定；3）在所有单元刚度组集到总刚时，单元节点的刚度经过坐标变换后组集到计算节点。为什么这么多年各计算软件没有完全实现偏心计算？1)建筑结构问题复杂就是关系复杂。2)构件的位置和截面来决定偏心关系;3)有限元计算包括：数值计算和关系计算；4)结构化有限元->面向对象有限元；5)Fortran->C++；2.工程名：两柱两梁.prj问题的背景：两根梁同时搭接在两根柱上，以往有两种计算方法：1)把柱当墙输入；2)梁端与柱中之间加刚梁。采用方法1会影响柱的内力调整和截面计算，对柱配筋需人工处理；采用方法2输入较繁琐，有内外力不平衡的现象。算例：两柱托两梁，在其中一根梁上布置50kN/m的均布荷载，工业结构中常见到的一种情况。不同方法和软件计算结果：分析和比较：1）偏心刚域方法与理论结果完全吻合；2）加刚梁会产生内外力不平衡的现象，柱的弯矩偏小。结论和建议：GSSAP偏心刚域方法可以准确计算，按实际模型输入梁的偏心即可。计算模型：1）GSSAP采用偏心刚域方法计算。2）SATWE采用人工布置刚梁方法(刚梁长350mm)。计算方法理论结果GSSAPSATWE柱底轴力(kN)347.50347.50347.3柱底弯矩(kN.m)-87.50-87.50-84.43.工程名：梁托两墙.prj

问题的背景：转换大梁同时托两片剪力墙，以往的常用软件无法计算。算例：1)在其中一条墙上布置50kN/m的荷载；2)计算梁的扭矩和柱的弯矩。不同方法和软软件计算结果果：分析和比较：：1）偏心刚域方方法与理论结结果完全吻合合；2）SATWE人工布置刚性性梁时，刚梁梁长取偏心150mm，结果有较大误误差。结论和建议：：GSSAP偏心刚域方法法可以准确计计算，按实际际模型输入墙墙的偏心即可可。计算模型：1）GSSAP采用偏心刚域域方法计算。。2）SATWE采用人工布置置刚梁方法。计算方法理论结果GSSAPSATWE柱底轴力(kN)123.75123.75122.7柱底弯矩(kN.m)-7.50-7.5022.5梁扭矩(kN.m)-7.50-7.5013.64.工程名：梁托垂墙.prj问题的背景：：转换大梁托L形、Z形墙时，所托托墙有垂直于于梁的部分，，以往处理方方法是墙下加加刚梁，输入入繁琐。算例：1)在垂直于梁的的墙上布置20kN/m的荷载；2)计算梁的扭矩矩和柱的弯矩矩。不同方法和软软件计算结果果：分析和比较：：两种方法计算算结果与理论论结果一致。。结论和建议：：采用墙下加刚刚性梁计算方方法操作较麻麻烦，最好是是采用偏心刚刚域方法，按按实际模型输输入垂直墙即即可。计算模型：1）GSSAP采用偏心刚域域方法计算。。2）SATWE采用人工布置置刚梁方法。计算方法理论结果STAWEGSSAP柱底轴力(kN)33.2533.333.25柱底弯矩(kN.m)-2.19-2.2-2.19梁扭矩(kN.m)-2.19-2.2-2.195.工程名：墙端柱.prj问题的背景：：当墙端或墙中柱柱与剪力墙有有较大偏心时时，计算软件件对偏心处理理有无问题？？算例：1)在柱顶上布置置1000kN的集中活荷载载；2)计算墙和柱的的弯矩。不同方法和软软件计算结果果：分析和比较：：1)3个软件能保证证轴力平衡；；2)偏心刚域方法法保证基底弯弯矩平衡；3)SATWE墙柱无偏心时时基底弯矩平平衡，有偏心心时不平衡。。结论和建议：：GSSAP偏心刚域方法法可以准确计计算，按实际际柱对墙的偏偏心输入入柱即可。计算模型：GSSAP采用偏心刚域域方法计算。。计算方法ETABSSATWEGSSAP柱底轴力(kN)658.8538.6575.07墙底轴力(kN)341.2461.4424.93合计轴力(kN)100010001000计算方法SATWEGSSAP柱底弯矩(kN.m)16.718.8墙底弯矩(kN.m)753.4383.8弯矩平衡验算不平衡平衡6.工程名：柱托多柱.prj问题的背景：：在伸缩缝处常常见一柱托两两柱情况，加加刚性梁计算算有何问题？？算例：1)在层2柱顶上分别布布置1000kN和2000kN的集中活荷载载;2)查看柱底内力力情况。不同方法和软软件计算结果果：分析和比较：：1）偏心刚域方方法与理论结结果完全吻合合；2）SATWE计算由于刚性性梁(长300mm)的影响，会产产生弯矩和剪剪力不平衡的的现象。结论和建议：：GSSAP偏心刚域方法法可以准确计计算，按实际际的偏心输入入柱即可，无无需其它柱间间加刚性梁等等特殊计算方方法。计算模型：1）GSSAP采用偏心刚域域方法计算。。2）SATWE采用人工布置置刚梁方法。计算方法理论结果GSSAPSATWE柱底轴力(kN)300030003000柱底弯矩(kN.m)3003003151）在实际工程程中，存在大大量的偏心，，柱跟柱、墙墙跟柱、梁跟跟墙柱，包括括板跟墙柱梁梁，都存在这这种情况；2）偏心刚域方方法在理论和和实践上能准准确计算所有有偏心情况，，这是没有任任何争议的；；3）在一个软件件中如果对所所有偏心没有有完全实现这这个方法，计计算肯定有问问题，如SATWE和SSW等软件，很多多方面就没有有这样做。4）GSSAP在国内外所有有软件中第1个完全实现了了这种方法，，自动处理，，不需人工干干预。二、标高算例1)计算层位移和和层刚度时有层的概念(楼层Z向位置)；2)计算周期和内内力时无层的概念(构件Z向位置)；3)要计算两次，，分别得出宏宏观结果和微微观细部结果果。工程中梁板的的相对标高并并不都为0，以往计算常常常不考虑标高高的影响，计算结果与实实际情况有很很大区别。工程名：梁标高.prj问题的背景：：当梁下沉并且且下沉高度大大于梁高时，，以往各软件件都把梁拉到到楼层平面上上计算，这种种不考虑梁下下沉影响的处处理方法导致致计算结果有有较大误差。。算例：梁下沉1000mm。不同方法和软软件计算结果果：分析和比较：：是否增加节点点对下沉梁及及相交柱计算算结果影响较较大。结论和建议：：1)计算程序应准准确考虑梁标标高对计算结结果的影响；；2)特别注意：通通过修改标高高来输入错层层结构时，软软件应按照实实际模型计算算。计算模型：1）GSSAP中自动在柱跨跨中增加节点点；2）将梁拉到楼楼层平面上计计算，不增加加柱跨中节点点。计算方法柱中增加节点柱中不增加节点相差百分比下沉梁支座弯矩(kN.m)-26-3119%下沉梁跨中弯矩(kN.m)181328%2.工程名：板标高.prj问题的背景：：同一楼面不同同区域板标高高相差较大时时，以往简化化计算将板拉拉到同一楼层层平面，计算算结果有什么么问题?算例：板下沉1000mm。不同方法和软软件计算结果果：分析和比较：：1)振型5两刚板分别扭扭动，振型6两刚板反向在在X向平动；2)将板拉到同一一楼层平面计计算不出振型型5和6。结论和建议：：应按楼板的实实际标高建模模并按弹性板板参与计算，，否则水平位位移及构件内内力可能有较较大误差。计算模型：GSSAP计算中，自动动将标高不在在楼面的板按按照弹性板计计算。振型5振型63.工程名：斜屋面1.prj问题的背景：：对于起坡屋面面，以往处理理办法是将斜斜屋面拉平并并加大荷载来来计算，计算算结果与实际际情况相差较较大，如何解解决?算例：中间起坡高度度2000mm。不同方法和软软件计算结果果：分析和比较：：1）采用GSSAP和ETABS计算是正确的的。2）实际模型与与将斜屋面拉拉平加大荷载载方法的计算算结果相比，，梁弯矩减少少，柱的弯矩矩增大，结果果相差较大。结论和建议：：应采用实际模模型计算此类类斜屋面结构构。计算模型：1）GSSAP中采用实际标标高，板自动动采用膜元计计算；2）ETABS中采用实际标标高，板选择择采用膜元计计算；3）SATWE中将斜屋面拉拉平加大荷载载来计算；4）SSW中将斜斜屋面面拉平平自动动加大大荷载载来计计算。。计算方法GSSAPETABSSSWSATWE相差梁最小弯矩(kN.m)-36.94-37.1-49-49.2-25%梁最大弯矩(kN.m)15.7615.74847.6-67%柱底弯矩(kN.m)33.9036.22423.446%4.工程名名：斜屋面面2.prj问题的的背景景：坡屋面面下有有水平平梁连连接，，边沿沿只有有一条条梁，，这种种模型型以往往常用用软件件不能能计算算，如如何准准确计计算？？算例：：1)中间起起坡高高度2000mm；2)连接的的水平平梁按按斜梁梁输入入。不同方方法和和软件件计算算结果果：分析和和比较较：GSSAP与ETABS计算结结果一一致。。结论和和建议议：应采用用实际际模型型计算算此类类斜屋屋面结结构。。计算模模型：：1）GSSAP中采用用实际际标高高，板板自动动采用用膜元元计算算；2）ETABS中采用用实际际标高高，板板选择择采用用膜元元计算算。计算方法GSSAPETABS水平梁最小弯矩(kN.m)-36-34水平梁最大弯矩(kN.m)23255.工程名问题的的背景景：体育馆馆看台台有大大量斜斜梁斜斜板，，结构构设计计软件件有无无方便便的计计算方方法?算例：：圆弧结结构，，改柱柱顶相相对标标高分分别为为：0mm,-1000mm,-2000mm,-3000mm。不同方方法和和软件件计算算结果果（恒恒载作作用下下）：分析和和比较较：GSSAP与ETABS结果基基本吻吻合。。结论和和建议议：GSSAP采用修修改柱柱顶标标高的的方式式创建建大量量斜梁梁斜板板，是是目目前计计算体体育馆馆看台台最方方便的的方法法。计算模模型：：1）GSSAP中，实实际模模型(板自动动采用用膜元元)输入；；2）ETABS中，实实际模模型(板指定定采用用膜元元)输入。。计算方法GSSAP（实际）ETABS（实际）最大Z位移（mm）0.0680.068振动周期（s）0.10170.0967广东自自行车车馆1、标高高问题题大量量存在在，像像夹层层、梯梯梁和和错层层等等等；2、以往往软件件拉平平计算算存在在很大大误差差；3、GSSAP自动处处理标标高问问题，，高度度智能能化，，保证证准确确性，，达到到人人人都能能用通通用计计算的的目的的。三、空间应应力分分析平面应应力计计算问问题：：1)导荷可可能不不准确确；2)考虑不不了空空间变变形的的影响响；3)考虑不不了动动力特特性，，抗震震计算算可能能不准准确。。以往计计算主主要采采用杆杆系计计算，，开发了了三个个壳单单元可可扩展展到空空间应力分分析：：1)墙采用用墙壳壳；(SAP84)2)板采用用板壳壳；(ETABS)3)梁采用用梁壳壳。(GSSAP)空间梁梁壳单单元的的难点点：1)准确剖剖分；；2)与相邻邻墙柱柱梁板板节点点关系系；3)应力积积分得得到的的梁弯弯矩、、剪力力和轴轴力保保持内内外力力平衡衡。工程名名：空间应应力.prj问题的的背景景：深受弯弯构件件若只只抽取取部分分平面面内构构件进进行平平面应应力分分析计计算难难以保保证准准确性性，能能否在在结构构整体体计算算时自自动按按空间间应力力分析析？算例：：梁上托托墙。。不同方方法和和软件件计算算结果果：分析和和比较较：1)GSSAP和平面面应力力计算算结果果一致致；2)ETABS壳与柱柱相连连偏刚刚。结论和和建议议：1)在GSSAP中具有墙墙壳、、板壳壳和梁梁壳，，可以以进行行空间间应力力分析析；2)空间整整体分分析避避免了了平面面应力力中导导荷的的问题题。计算模模型：：1）GSSAP中，墙墙采用用墙壳壳，梁梁采用用梁壳壳计算算；2）平面面应力力，墙墙梁柱柱都采采用平平面应应力元元；3）ETABS中，墙墙和梁梁采用用墙壳壳。计算方法GSSAP平面应力ETABS梁跨中竖向位移(mm)0.380.370.322.工程名名：局部应应力.prj问题的的背景景：以往建建筑结结构计计算软软件不不能计计算局局部应应力，，如墙墙上开开洞，，难以以准确确计算算连梁梁两端端的应应力分分布情情况。。算例：：1)如右图图，5层双肢肢墙，，每层层水平平作用用1000kN集中活活荷载载。2)指定连连梁采采用壳壳单元元。不同方方法和和软件件计算算结果果（活活载作作用下下）：分析和和比较较：GSSAP和ETABS结果一一致。。结论和和建议议：梁采用用壳单单元，，可以以准确确计算算梁应应力分分布情情况。。计算模模型：：1）GSSAP中，连连梁计计算单单元指指定壳壳元;2）ETABS中，，墙墙开开洞洞，，再再细细分分单单元元。。计算方法GSSAPETABS1层X向最大正应力(kN/m2)24253230831层X向最小正应力(kN/m2)-16273-164903.工程程名名：：开洞洞梁梁.prj问题题的的背背景景：：开洞洞削削弱弱了了梁梁刚刚度度，，如如何何计计算算真真实实的的应应力力和和内内力力?算例例：：如右右图图在在梁梁两两侧侧开开两两个个500X500的洞洞口口。。不同同方方法法和和软软件件计计算算结结果果（（活活载载作作用用下下））：分析析和和比比较较：：1)GSSAP与ETABS位移移结结果果一一致致。。2)GSSAP梁积分分出出的的力力内内外外平平衡衡，，ETABS应力力无无法法直直接接采采用用。。结论论和和建建议议：：若梁梁上上洞洞口口对对梁梁刚刚度度较较大大影影响响，，可可以以选选择择GSSAP梁开开洞洞壳壳元元计计算算梁梁。。梁梁壳壳是是GSSAP开创创性性的的一一个个工工作作。。计算算模模型型：：1）GSSAP中，，梁梁采采用用壳壳元元，，自自动动考考虑虑开开洞洞梁梁单单元元剖剖分分及及对对刚刚度度影影响响。。2）ETABS中，，梁梁采采用用墙墙开开洞洞壳壳元元计计算算。。计算方法GSSAPETABS梁中点位移(mm)0.2750.2864.工程程名名：：变变截截面面梁梁.prj问题题的的背背景景：：变截截面面梁梁如如何何进进行行空空间间结结构构应应力力和和内内力力分分析析?算例例：：梁两两端端有有支支托托。。不同同方方法法和和软软件件计计算算结结果果（（恒恒载载作作用用下下））：分析析和和比比较较：：变厚厚度度壳壳计计算算结结果果合合理理，，可可应应用用于于实实际际工工程程。。结论论和和建建议议：：可采采用用空空间间应应力力分分析析计计算算变变截截面面深深受受弯弯构构件件。。引入入梁梁壳壳以以后后，，平平面面应应力力完完全全可可以以被被空空间间应应力力取取代代了了。。计算算模模型型：：1）GSSAP采用用变变截截面面杆杆（（分分别别考考虑虑梁梁端端、、柱柱端端重重叠叠刚刚域域））2）GSSAP采用用变变截截面面杆杆（（不不考考虑虑重重叠叠刚刚域域））3）变变厚厚度度壳壳计计算算（（梁梁端端截截面面上上下下有有两两节节点点与与柱柱协协调调））。。计算方法杆（考虑重叠刚域）杆（不考虑重叠刚域）壳梁最小弯矩(kN.m)-127-142-137梁最大弯矩(kN.m)11095925.工程程名名：：板托托柱柱.prj问题题的的背背景景：：常用用软软件件不不能能在在空空间间整整体体分分析析中中直直接接计计算算厚厚板板转转换换柱柱，，一一般般将将板板简简化化为为扁扁梁梁来来支支托托柱柱，，能能否否直直接接在在空空间间整整体体分分析析中中计计算算？？算例例：：1)板上上托托柱柱；；2)在柱柱顶顶上上布布置置1000kN的集集中中活活荷荷载载。。不同同方方法法和和软软件件计计算算结结果果：：分析析和和比比较较：：1)GSSAP和ETABS结果果一一致致；；2)GSSAP的板板壳壳单单元元对对剖剖分分敏敏感感性性小小于于ETABS。结论论和和建建议议：：1）板剖分分长度≤2000mm；2）验算应力力和内力力时应取取柱边值值，避免免取应力力集中处处计算结结果。计算模型型：GSSAP和ETABS中板采用用壳元计计算。计算方法ETABSGSSAPETABSGSSAPETABSGSSAP板剖分长度(mm)50010002000板中心点位移(mm)58.461.661.7560.262.8560.36.工程名：：板托墙.prj问题的背背景：常用软件件不能在在空间整整体分析析中直接接计算厚厚板转换换墙，一一般将板板简化为为扁梁来来支托墙墙，能否否直接在在空间整整体分析析中计算算？算例：1)板上托墙墙；2)在墙顶上上分别布布置500kN/m的线活荷荷载。不同方法法和软件件计算结结果：分析和比比较：GSSAP和ETABS计算结果果基本一一致。结论和建建议：1）板剖分分长度≤2000mm；2）验算应力力和内力力应取墙墙边值，，避免取取应力集集中处计计算结果果。计算模型型：GSSAP和ETABS中板采用用壳元计计算。计算方法ETABSGSSAPETABSGSSAP剖分长度(mm)5001000板中心点位移(mm)24.4826.824.2826.87.工程名：：平底水池池.prj问题的背背景：以往将楼楼顶水池池单独建建模采用用国内外外通用有有限元分分析，不不能方便便地与整整个结构构一起进进行应力力和内力力分析，，当前常常用软件件能否计计算?算例：水池底板板上布置置30kN/m2水荷载，，水池壁壁30kN/m2三角形布布置水荷荷载。不同方法法和软件件计算结结果（水水作用工工况下）：分析和比比较：GSSAP与ETABS计算结果果基本吻吻合。结论和建建议：在GSSAP中能方便便地将水水池与整整个结构构一起进进行应力力和内内力分析析。计算模型型：1）GSSAP中，板和和墙采用用壳元计计算；2）ETABS中，板和和墙采用用壳元计计算。计算方法GSSAPETABS底板中点Z向位移(mm)-5.28-5.536水池顶中点水平位移(mm)0.5250.5328.工程名：：尖底水池池.prj问题的背背景：水池底可可放水，，底板为为锥形，，目前常常用计算算软件不不能方便便地进行行应力和和内力分分析。算例：水池底板板上布置置30kN/m2水荷载，，水池壁壁30kN/m2三角形布布置水荷荷载。不同方法法和软件件计算结结果（水水作用工工况下）：分析和比比较：GSSAP与MIDAS计算结果果基本吻吻合。结论和建建议：在GSSAP中能方便便地与整整个结构构一起进进行应力力和内力力分析。。计算模型型：1）GSSAP中，板和和墙采用用壳元计计算；2）MIDAS中，板和和墙采用用壳元计计算。计算方法GSSAPMIDAS底板中点Z向位移(mm)-0.35-0.37水池顶中点水平位移(mm)0.500.629.工程名：：筒仓.prj问题的背背景：尖顶或圆圆顶的筒筒仓，常常用结构构设计软软件能否否进行应应力和内内力分析析。算例：筒仓尖顶顶相对标标高为1000mm，筒仓壁作作用30kN/m2均布水荷荷载。不同方法法和软件件计算结结果（恒恒载作用用下））：分析和比比较：GSSAP与ETABS计算结果基本本吻合。结论和建议：：在GSSAP中能方便地将将筒仓结构与与整个结构一一起进行应力力和内力分析析。计算模型：1）GSSAP中，板和墙采采用壳元计算算；2）ETABS中，板和墙采采用壳元计算算。计算方法GSSAPETABS筒仓尖顶Z向位移(mm)-0.110-0.1181、规范要求进进行平面应力力和细部应力力计算，象深深受弯构件、、水池和筒仓仓等；2、以前，象SATWE和SSW不能算这类问问题，现在，，GSSAP同时具有：墙墙壳、板壳和和梁壳单元，，以进行完整整的空间应力力分析；3、空间应力分分析完全可以以取代平面应应力分析，使使计算软件发发展到新的时时代：除了有有内力计算外外，还具有了了应力分析功功能。四、荷载算例1.工程名：9部吊车.prj问题的背景：：工业厂房当吊吊车数目较多多时，布置的的工况数多达达几百，超过过了现有国内内外各软件的的计算容量，，要找出一种种实用计算方方法。算例：去年遇到的一一个实际工程程：1)9部吊车；2)每部吊车每条条轨道经过11根柱；3)1个柱位4个吊车工况；；4)仅吊车工况数数：9X11X4=396。计算模型：GSSAP中采用未合并并工况和合并并工况两种方方法。1)未合并工况布置靠近柱1的3部吊车，计算算柱1的内力，吊车车有关的工况况数为3*11*4=132个。2)合并工况(相隔5跨的工况合并并在一起)布置9部吊车，每部部吊车轨道经经过的第6柱工况合并到到第1柱的工况中，，每部吊车有有关的工况数数最多为5*4=20个。工况数不不随轨道经过过的柱数增加加而增加，总总吊车工况数数为9*20=180个。不同方法和软软件计算结果果：计算方法计算方法1计算方法2柱1最大轴力N(kN)453.08458.97柱1最大弯矩Mx(kN)80.40101.85分析和比较：：随吊车增加，，轴力和弯矩矩会适当增加加，合并工况况方法计算精精度可以满足足工程要求。。结论和建议：：大于3部吊车时，合合并工况方法法可以一次计计算多台吊车车。问题的背景：：模拟施工有很很多方法，哪哪种方法能准准确计算?算例：20层框剪结构。。2.工程名：模拟拟施工.prj计算模型：1）GSSAP中，模拟施工工计算过程是是变刚度和变变荷载下的真真实求解；2）SATWE中，对应3种模拟施工方方法。计算16层这根梁的梁梁端弯矩不同方法和软软件计算结果果（恒载作用用下）：一次性加载位位移GSSAP真实模拟施工工位移分析和比较：：1)一次性加载和和模拟施工有有较大的差别别；2)GSSAP真实模拟施工工求解的结果果准确；3)SATWE的模拟施工3结果可用，其其它方法误差差太大。结论和建议：：1)模拟施工应采采用真实模型型求解；2)GSSAP墙柱梁板都可可设置模拟施施工号，可用用于后浇计算算。计算方法一次性加载GSSAPSATWE(1)SATWE(2)SATWE(3)1层位移(mm)0.670.710.770.360.852层1.311.351.460.671.59………………………………16层6.822.683.101.393.12………………………………19层7.121.271.450.671.4820层7.150.670.780.360.7816层梁的支座弯矩(kN.m)-22.73-16.39-13.90-17.4模拟施工和后后浇计算(精度和速度)1)准确的模拟施施工计算程序对于模拟拟施工的求解解方法，不采采用任何近似似的方法，而而是真正按施施工过程的状状态进行模拟拟计算，荷载载和刚度两个个都在变化的的求解，结果果合理。2)后浇构件的计算(墙柱梁板自带带模拟施工号号)在框剪结构设设计中，由于于核心筒剪力力墙与周围柱柱竖向变形差差异大，与两两者连接的梁梁在计算上往往往承载力不不够，设计上上可考虑后浇浇施工。可设设置墙柱梁板板的模拟施工工号实现后浇浇施工计算。。问题的背景：：实际工程中，，板上除布置置均布荷载外外，常需要布布置板上线荷荷载(包括均布、分分布和集中)。算例：在板上建虚梁，，板上线荷载载简化为虚梁上的线荷载，，板采用壳单单元计算。3.工程名：板上上线荷.prj计算模型：1)GSSAP中，实际模型型(板选择采用壳壳元)输入。2)ETABS中，实际模型型(板选择采用壳壳元)输入。分析和比较：：GSSAP与ETABS基本吻合。。结论和建议：：所有线荷载(均布、分布和和集中)通过虚梁都可可布置在板上上,10年前广厦定义义虚梁的概念念,现各计算软件件虚梁用于：：1)剖分板；2)布置板上线荷荷载。计算方法GSSAP(实际)ETABS(实际)板中点Z位移（mm）-6.473-6.427振动周期（s）0.1170.111不同方法和软软件计算结果果(活载作用下)：采用壳元时，，GSSAP中梁每1米会自动剖分分1个节点。问题的背景：：风洞试验提供供数据，每方方向风作用有有三个方向4个荷载分量：：迎风面方向向的风力、垂垂直迎风面的的风力、竖向向风力和竖向向扭矩，如何何使用风洞试试验的风力进进行计算。算例：10层每层高为3000mm，0度方向风有三三个方向4个荷载分量。。4.工程名：三向向风载.prj以往风荷只有有迎风面方向的的风力计算模型：GSSAP计算入口文件件*.gsp中可输入（0度风）:分析和比较：：有垂直向位移移和Z向转动。结论和建议：：GSSAP可以计算风洞洞试验测得的的每方向风有有三个方向4个力。层号迎风面方向的风力垂直迎风面的风力竖向风力竖向扭矩18.318.318.318.3129.189.189.189.1839.679.679.679.67410.6010.6010.6010.60511.6711.6711.6711.67612.6712.6712.6712.67713.6213.6213.6213.62814.5514.5514.5514.55915.4715.4715.4715.471016.4016.4016.4016.40不同方法和软软件计算结果果(0度方向风作用用下):位移(mm)X=31.025Y=31.025Z=0.125旋转(弧长)X=-0.00039Y=0.00039Z=0.00205风荷载作用问问题1)迎风面计算根据风荷载作作用方向，将将建筑外轮廓廓投影到垂直直风荷载作用用方向的平面面，每一楼层层的层高乘以以楼层投影宽宽度就是迎风风面积。这里里注意，当楼楼层由多个刚刚性隔板组成成时（互不连连通）应分别别计算每个刚刚板的投影宽宽度，否则风风荷载会漏掉掉。目前风荷载的问题最多平面图2)层风荷载的分分配每个节点风荷荷载根据迎风风面积分配，，比其它计算算软件作用于于质心的方法法更合理，两两者顶点位移移误差最大可可达20%。平面图3)多方向的风荷荷载计算有斜交抗侧力力构件的结构构，当相交角角度大于15°时，在风荷载载计算时也应应分别计算各各抗侧力构件件方向的水平平力作用。最多可输入8个风荷载方向向，每个风荷荷载方向作为为一个独立的的工况参与内内力组合。如0、90、180、2700和180分为两个工况况。可以0度有风荷载作作用而180度没有。3塔结构的风荷荷方向8个方向:0,180,90,270,335,291,245,201。风荷载方向输输入4)不同方向的风风的基本风压压、体型系数数和自振周期期不同自振周期见计计算结果文本本输出周期和和地震作用中中2.平动系数和扭扭转系数折减前振动周期乘周期折减系数振型方向角5)楼顶附属物的的风荷载计算算1)梁柱上可输入入每个风作用用方向的体型型系数和迎风风宽度，墙板板可输入每个个风方向的体体型系数和迎迎风面积；2)基本风压、风风压高度变化化系数和距地地Z高度处风振系系数按构件所所在的层自动动计算；1)可同普通的静静力荷载输入入，只是工况况要选择风荷荷载工况；2)按层导的风荷荷载和用户在在构件布置的的风荷载互相相叠加。6)侧风荷载计算算问题的背景：：不考虑施工荷荷载首层易开开裂，如何准准确计算？5.工程名：施工工荷载.prj1)高层建筑结构构首层楼面宜宜考虑施工荷荷载，不宜小小于10kN/m2；2)单独作为一个个工况输入；；3)墙柱梁板内力力组合：1.0恒+1.0施工荷载γG恒+1.0施工荷载算例：如右图，首首层板上布布置10kN/m2施工荷载，，包括自重重的恒载为为4kN/m2。计算模型：：GSSAP中施工荷载载作为单独独工况进行行内力计算算和工况组组合。不同方法和和软件计算算结果：首层梁的弯弯矩和剪力力由施工荷荷载组合控控制。结论和建议议：施工荷载较较大时，计计算中应考考虑施工荷荷载的计算算和组合。。问题的背景景：以往结构设设计软件计计算时没考考虑飘板对对梁产生的的扭矩，如如何自动算算出梁扭矩矩。算例：板飘出500mm，板采用壳单单元计算。。6.工程名：飘飘板.prj内板也应指指定壳，否则梁扭矩偏大大。计算模型：：1)GSSAP中板采用壳壳单元；2)ETABS中板采用壳壳单元。分析和比较较：GSSAP和ETABS结果一致。。结论和建议议：1)当飘板跨度度较大时，，应考虑飘飘板对梁扭扭矩的影响响；2)梁柱板的其其它结果与与指定刚板板时近似，，没有问题题。计算方法GSSAPETABS梁扭矩（kN.m）2.332.28不同方法和和软件计算算结果（恒恒载作用下下）：问题的背景景：板的刚度对对梁的内力力计算有多多大影响?算例：1层框架。7.工程名：梁梁板关系.prj计算此梁弯弯矩随刚度增大大的变化计算模型：：1）梁刚度没有有放大；2）梁刚度放放大1.5；3）梁刚度放放大2.0；4）板采用壳壳单元。不同方法和和软件计算算结果（恒恒载作用下下）：分析和比较较：中梁刚度放放大2.0时与壳结果果一致。结论和建议议：1)总体信息中中，中梁刚刚度放大系系数一般为为2.0；2)对梁高>500mm的梁逐步减减少；3)如确实要真真实考虑板板对梁刚度度影响就全全部板采用用壳来算。。计算方法没有放大放大1.5放大2.0板采用壳中梁支座弯矩（kN.m）-24.71-21.91-19.67-19.03中梁跨中弯矩（kN.m）26.2929.0931.3332.72问题的背景景：通常工程中中，对于风风荷计算，，是否考虑虑连梁刚度度折减有多多大影响?算例：10层框剪。8.工程名：连连梁刚度.prj分析和比较较：在风荷载作作用下，考考虑连梁刚刚度折减对对楼层位移移有明显影影响。结论和建议议：建议不考虑虑风荷载作作用下的连连梁刚度折折减。不同方法和和软件计算算结果（0度风作用下下）：计算方法不折减折减误差百分比0度风最大位移(mm)4.234.9116%连梁的计算算和设计1)连梁自动判判定条件：：两端为剪剪力墙，至至少一端墙墙轴线方向向与梁相同同（程序判判断小于25度）且跨高比小于于等于5；2)被虚柱打断断的连梁能能自动判定定；3)超出自动判判定的范围围时，请修修改梁属性性中的设计计类型，可可指定连梁梁或去掉连连梁指定；；4)连梁的混凝凝土等级随随各层信息息时，连梁梁随墙的各各层信息，，连梁抗震震等级随总总信息时，，随墙的总总信息；5)当考虑连梁梁刚度折减减时，只在地震分分析中考虑虑，不能在静静力和风荷荷载分析中中折减连梁梁刚度，静静力和风荷荷作用下连连梁是不能能开裂和破破坏的，所所以地震分分析与静力力或风分析析的刚度是是不同的，，若不考虑虑这一点，，墙内力计计算结果偏偏小，框架架结果偏大大。问题的背景景：多层结构为为何还要考考虑风振影影响?算例：5层框架。9.工程名：减减少风荷.prj2006《《建筑结构荷荷载规范》7.4.1对于高度大大于30m且高宽比大大于1.5的房屋和基基本自振周周期大于0.25s的各种高耸耸以及大跨跨度屋盖结结构，…计算模型：：1）按《建筑结构荷荷载规范》50009-2001考虑风振影影响；2）按《建筑结构荷荷载规范》50009-2006不考虑风振振影响。分析和比较较：1)2006《建筑结构荷荷载规范》改正了2001版中不合理理的条文，，类似旧规规范；2)多层结构中中，以往多多算了风荷荷载，梁柱柱钢筋可能能过大。结论和建议议：1)目前GSCADV13.0已按2006《《建筑结构荷荷载规范》修改，请尽早采用用，注意一一下pkpm现在版本还还没有改；；2）对基本自自振周期大大于0.25s的各种高耸耸以及大跨跨度屋盖结结构，人工在在总体信息息中增大基基本风压。。不同方法和和软件计算算结果：计算方法考虑风振不考虑风振相差倍数90度总风荷（kN）133.6799.931.341层中梁支座配筋（cm2）10.58.41.251层中柱B边配筋（cm2）7.585.351.42五、基础算例工程名：扩展剪切.prj问题的背景景：为何有些软软件中斜截截面剪切验验算控制扩扩展基础高高度，使基基础高度大大了一级？？算例：如图(1)扩展基础，，高度为600mm，基础底应力力470kN/m2。计算模型：如图(2)斜切和竖切切计算剪切切反力，反力大小有有很大不同同。到底应应采用哪种种方法计算算反力。斜切竖竖切(2)(1)不同方法和和软件计算算结果：按柱边斜切切求的反力力V=143.92kN剪切切满满足足：：0.7*ββh*ft*bo*Ho=0.7*1.00*1100.00*1.279*0.56=551.32≥≥V=143.92kN按柱柱边边竖竖切切求求的的反反力力V=565.04kN剪切切不不满满足足：：0.7*ββh*ft*bo*Ho=0.7*1.00*1100.00*1.279*0.56=551.32<V=565.04kN基础础高高度度提提高高一一级级700mm分析析和和比比较较：：1)根据据《混凝凝土土结结构构设设计计规规范范》7.5.2斜截截面面剪剪切切应应按按柱柱边边斜斜切切求求反反力力；；2)根据《建筑结构构基础设设计规范范》扩展基础础高度主主要由冲冲切控制制，没有有斜截面面剪切验验算的要要求。结论和建建议：目前有些些基础计计算软件件（morgain）过于保守守。问题的背背景：为何有些些基础软软件中阶阶式扩展展基础用用钢量太太大？算例：如右阶式式扩展基基础。2.工程名：：最小配配筋.prj乘最小配配筋率的的截面面面积包不包含含台阶以以外的面面积不同方法法和软件件计算结结果：扣除台阶阶以外的的截面面面积=780000(mm2)包含台阶阶以外的的截面面面积=960000(mm2)实配钢筋筋9D14@200(As=1385)分析和比比较：1)以上第1种计算满满足0.15%要求，第第２种计计算不满满足；2)根据《混凝土结结构设计计规范》9.5.1受力筋最最小配筋筋率对应应的面积积按实际全截截面计算。结论和建建议：目前有些些基础计计算软件件（比如如pkpm）过于保守守。计算方法扣除台阶以外包含台阶以外配筋率0.18%0.144%问题的背背景：把双柱扩扩展基础础的柱底底力简化化为集中中力计算算的误差差多大?算例：如下双柱柱扩展基基础。3.工程名：：双柱扩扩展.prj计算模型型：1)简化集中中力计算算。2)通用有限限元分析析计算。不同方法法和软件件计算结结果：分析和比比较：当柱底弯弯矩和剪剪力较大大时两者者误差较较大。计算方法简化集中力通用分析增大倍数最大反力(kN/m2)2132941.4结论和建建议：如下多墙墙柱下的的扩展基基础应采采用通用用分析计计算。问题的背背景：墙柱下桩桩基础用用简化集集中力计计算的误误差多大大?算例：如下墙柱柱下桩基基础。4.工程名：：墙柱桩桩基.prj计算模型型：1)简化集中中力计算算。2)通用有限限元分析析计算。不同方法法和软件件计算结结果：分析和比比较：当柱底弯弯矩较大大时两者者误差较较大。结论和建建议：如下多墙墙柱下的的桩基础础应采用用通用分分析计算算。计算方法简化集中力通用分析增大倍数最大桩反力(kN/m2)409.98765.571.87除3种基础外其它采用通用计算有关的计计算单元元每类基础础所采用用的计算算单元:1、桩基础础：板单单元和桩桩单元;2、扩展基基础：板板单元、、弹簧单单元和普普通梁单单元;3、条形基基础：弹弹性地基基梁单元元;4、平板式式筏板基基础:板单元和和弹簧单单元;5、梁板式式筏板基基础:板单元、、普通梁梁单元和和弹簧单单元;6、无梁桩桩筏基础础:板单元、、桩单元元和弹簧簧单元;7、有梁桩桩筏基础础:板单元、、普通梁梁单元、、桩单元元和弹簧簧单元;8、桩条基基础:板单元、、桩单元元和普通通梁单元元。1、3节点中厚厚板单元元;2、4节点中厚厚板单元元;3、带基床床系数的的弹性地地基梁单单元;4、普通梁单单元;5、桩单元;6、弹簧单元元。六、其它算例工程名：双层厂房.prj问题的背景景：双层厂房，，一层无楼楼板，以前前常用平框框软件计算算，空间分分析软件能能否计算?算例：2层厂房，一一层无板。。不同方法求求底层中柱弯弯矩计算模型：1)GSSAP中，楼面无限限刚模型计算算；2)GSSAP中，楼面实际际模型计算；；3)GSPK平面框架计算算。不同方法和软软件计算结果果（恒载作用用下）：计算方法GSSAP（无限刚）GSSAP（实际）GSPK底层中柱弯矩(kN.m)-72527GSSAP实际模型计算的位位移分析和比较：：1)对无板楼面采采用无限刚假假设计算，不不仅影响水平平力作用结结果，而且影影响竖向力结结果，平面无无限刚假设完完全不适用此此类结构；2)GSSAP实际模型计算算结果与平框框软件计算相相同。结论和建议：：采用实际模型型的空间结构构分析软件GSSAP可代替平框软软件计算。问题的背景：：斜撑下端水平平梁应有轴力力，为何计算算无轴力？算例：3层框架，2层有斜撑。2.工程名：斜撑撑.prj计算此梁内力力计算模型：1)GSSAP中，采用楼面面无限刚假设设。2)GSSAP中，采用实际际模型（弹性性模型）计算算。不同方法和软软件计算结果果（恒载作用用下）：分析和比较：：楼面无限刚假假设约束了梁梁轴向变形。结论和建议：：1)有斜撑的结构构，应采用实实际模型计算算；2)有关的板应采采用膜或壳单单元计算。计算方法GSSAP（无限刚）GSSAP（实际）梁轴力(kN)020问题的背景：：跨层支撑，在在中间层相交交处不打断，，以往软件自自动打断。算例：2层框架，输入入时两根斜柱柱和梁三者之之间不相交。。3.工程名：跨层层支撑.prj中点不相交计算模型：GSSAP中，按实际模模型计算。不同方法和软软件计算结果果（活载作用用下位移）：：结论和建议：：可以准确计算算跨层支撑。。中点各自运动动问题的背景：：构造柱与砖墙墙相连，砖墙墙刚度大，导导致梁和构造造柱计算弯矩矩太大，而构构造柱常常构构造配筋，隐隐含不安全因因素。算例：两边有砖墙，，梁搭在构造造柱上。4.工程名：柱和砖墙.prj计算模型：1)GSSAP中采用构造柱柱和砖墙非协协调计算；2)GSSAP中采用构造柱柱和砖墙协调调计算；3)SATWE中采用构造柱柱和砖墙协调调计算，并且且折减构造柱柱刚度。不同方法和软软件计算结果果（活载作用用下）：分析和比较：：1)非协调计算，，避免了砖墙墙刚度使梁和柱弯矩过过大的情况；；2)协调计算由于于砖墙对柱约约束作用不真真实，使梁的的负弯矩过大大，同时也使使构造柱的弯弯矩过大；3)SATWE通过折减构造造柱刚度不能能完全解决砖砖墙刚度影响响过大的结果果。结论和建议：：构造柱和砖墙墙在空间分析析中应采用非非协调计算，，多年工程应应用证明方法法可行。计算方法GSSAP(非协调)GSSAP(协调)SATWE梁支座弯矩（kN.m）-8.30-29.41-12.6梁底弯矩（kN.m）36.7015.5932.4问题的背景：：混合结构中两两柱之间梁托托砖墙，梁计计算内力太小小。算例：1层框架托2层砖墙。5.工程名：梁托托砖墙.prj计算模型：1)GSSAP中采用底框(墙梁折减系数数为0.6)计算；2)GSSAP中砖墙采用空空间分析计算算(弹性模量折减减系数为0.2)；3)SATWE中砖墙采用空空间分析计算算(弹性模量折减减系数为0.2)。不同方法和软软件计算结果果（恒载作用用下）：分析和比较：：1)底框模型中砖砖墙导到梁上上为均布荷载载，计算模型型比较粗；2)GSSAP托墙梁每1米自动加1节点，结果合合理；3)SATWE模型中砖墙中中间与梁的协协调节点太少少，使梁承担担的荷载减少少。结论和建议：：砖墙采用GSSAP计算的结果可可用于设计。。计算方法GSSAP(底框)GSSAP(0.2)SATWE(0.2)中梁支座弯矩（kN.m）-29.56-31.53-21.3中梁底弯矩（kN.m）13.4617.397.2中梁剪力（kN）43.0236.7929.5问题的背景：：手工验算节点点平衡为何常常常不满足?算例：1层框架。6.工程名：节点点平衡.prj验算柱顶弯矩矩平衡情况计算模型：1)无节点变换处处理的空间分分析(不考虑重叠刚域)；2)只考虑梁柱重叠叠处梁的重叠叠刚域；3)只考虑梁柱重叠叠处柱的重叠叠刚域。不同方法和软软件计算结果果（恒载作用用下）：计算方法无重叠刚域梁重叠刚域柱重叠刚域梁支座弯矩（kN.m）-22.20-21.33-21.30柱顶弯矩（kN.m）-22.20-24.70-22.94刚域长(m)0.0750.15剪力(kN)-45.00-10.95平衡24.70=21.33+0.075*45(平衡)22.94=21.30+0.15*10.95(平衡)分析和比较：：1)考虑刚域时，，计算输出的的内力为刚域域长度处的内内力；2)剪力与平衡点点有距离，弯弯矩平衡验算算要考虑剪力力的贡献。结论和建议：：1)不管是否考虑虑刚域，同一一工况下内力力应平衡；2)恒载作用下当当考虑模拟施施工时，恒载载下的内力应应看作是不同同工况累加结结果，可能不不平衡。问题的背景：：重叠刚域对梁梁柱结果有何何影响?算例：1层框架。7.工程名：重叠叠刚域.prj1)梁重叠刚域2)柱重叠刚域考证刚域域对梁梁柱柱弯弯矩矩的影影响响计算算模模型型：：1)没有有干干扰扰的的空空间间分分析析；2)只考考虑虑梁梁上上的的重重叠叠刚刚域域；3)只考考虑虑柱柱上上的的重重叠叠刚刚域域。。不同同方方法法和和软软件件计计算算结结果果（（恒恒载载作作用用下下））：：分析析和和比比较较：：1)所求求内内力力为为刚刚域域长长度度处