KM建模问题和变形问题培训讲义

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——铰接梁的定义在“特殊构件”定义中，要求梁梁交点不能都是铰接。也不能产生机构。程序不能处理零自由度结构结构产生机构结构产生机构PMSAP可以处理零自由度结构建模问题——越层钢支撑SATWE在处理越层钢支撑时，仍按层分段考虑，这样由于钢支撑默认是两端铰接，造成支撑越层节点产生机构。SATWE节点产生机构，需要改为两端刚接TAT是连接越层支撑为一根，所以不会产生机构建模问题——钢柱底铰接当底层柱底都设定为铰接后，结构也将产生机构。应至少有一根柱底是刚接。底部结构产生机构应至少有一个节点是刚接。变形问题——主次梁的共同工作当次梁当主梁输入后，次梁与主梁共同产生交叉梁系的体系承担竖向荷载。竖向荷载将在主次梁之间，按刚度传递、分配。变形问题——梁抬柱的传力梁抬柱的传力，是由梁柱协调变形完成的，柱的轴力由梁的剪力平衡，所以，可以通过查看梁剪力来确认上部柱传来的集中力（即柱轴力）。梁柱位移协调点，也是柱轴力、梁剪力的平衡点变形问题——避免短梁的方法结构产生短梁后，短梁局部将会超限，因为其相对刚度很大，把局部荷载都吸收在自己身上。短梁的超限往往是剪扭截面不够或斜截面抗剪不够等。在梁宽度范围内，应简化为一点输入对柱边的短梁，也可以采用定义刚性梁的方法超过梁宽范围产生短梁，此时才是真正的短梁，应尽量避免，因为应力过于集中。对柱边短梁可以采用加宽、加掖等方法。柱边短梁加宽柱边短梁加掖变形问题——从主梁伸出的悬挑梁从主梁伸出的悬挑梁，与从柱伸出的悬挑梁，其变形协调是不同的。它将受到主梁大变形（相对于柱）的影响，从而降低了刚度，把自身的荷载卸向两边刚度大的挑梁。柱的轴向变形小梁的弯曲变形大卸载方向变形问题——恒载模拟施工算法的平衡由于恒载模拟施工算法的特殊性，不能直接用模拟施工算法计算出的内力，去做节点的剪力、弯矩平衡。要验算节点剪力、弯矩的平衡，应采用“一次性加载”的计算模式。第3层加载形式第2层加载形式第1层加载形式节点平衡需要上下层的内力，而它们却是在不同加载条件下产生的，所以不满足平衡。恒载模拟施工的加载方式一次性加载可以满足节点平衡变形问题——框剪结构中，竖向荷载的传力

框架剪力墙结构中，由于柱轴向刚度要远小于墙的轴向刚度，在竖向荷载作用下，柱与墙之间的连梁将调节两者的位移差，使得柱的轴力减少，墙的轴力增大。高层建筑的层层调整，将可能造成顶部框架柱在竖向荷载作用下受拉。实际情况是：结构变形是在逐层找平、逐层变形的情况下产生的，到结构顶部时，由于大部分变形已经完成，连梁的调节作用就不会很大。程序采用“模拟施工1”就是体现了这种施工过程。另外：地基变形也会调整柱、墙的位移差。即使考虑了模拟施工1，连梁也会起到相当的调节作用模拟施渗工1，侧只对上泄部结构铁起作用值，对底者部传基锋础荷载肚，并没悉有起到刮调节作兆用。所刑以框剪结构断传基础荷纹载还是会闸出现黑洞唉现象，即匹剪力墙下姐的轴力很谈大，柱下格轴力很小姥，造成地冤基沉降、的承载力等战验算误差。可以采用蜓“模拟施工屑2”的计窃算方法各解决这棕个问题挑，它是亮把柱的具轴向刚铲度提高宏10倍扔，以减享少柱、糟墙的刚半度差异访，从而叨起到调灯整传基邀础的荷贡载。变形问题抬——连梁匆的计算模访型连梁作为挺一种重要恳的、敏感择的结构刚复度调节器，其分析牢模型的合迟理性会影关响到整个锋结构的分仙析结果。连梁按壳妖元进行划扯分单元方扇式的有限乳元分析模仗型，如果非单元划分暑可以很细，则连礼梁跨高扶比再大拦，计算愚结果也应是正确胖的。当单元溪划分受颂到限制驾，对跨高比光较大的连稿梁，由于言单元划分蜂不够细，艺将造成较愿大的分析规误差。为此望，可以挪按以下僻方式处短理：当跨高凉比大于贡5时，连梁肿按框架推梁输入枕、分析触。当跨高比敏小于2.篮5时，连梁广按壳元率（洞口境）输入柔、分析内。当跨高比怨介于5和盐2.5之模间时，按壳清元（洞金口）分惑析，应驳细化单佣元划分既；按框叨架梁分姥析，结引构刚度元将偏柔将。连梁的功单元划肝分连梁与墙躁的协调节遮点框架梁与那墙的协调异节点变形问斤题——部越层柱当的计算皇模型越层柱那的特点醋是：在越层腐点不受歉楼板的取约束。越层柱的犯计算模型溪可以是整根接际起来的影模型，也可以秧是每层逐根蹈的计算模喜型。只要保图证越层柱瓦的变形特夜点，这两勾种模型的迫计算结果饱是可以一脉致的。越层柱TAT森越层柱吼模型，把柱羞连接起乏来，自墨重作用叮在柱顶SAT封WE越层柱闲模型，柱不遣连接，妄自重各收自作用取在各层思的柱顶地震力、断风力地震力、压风力越层柱呜的长度反系数：对单边越适层柱，长闸度系数中蔬含有柱的折算长度；对全越组层柱，竹SAT烂WE的测长度系骗数中含斯有柱的蛇折算长销度。Lo3LoLo2Lo1μ3μμ2μ1各段柱倘长度和律总长度各段柱裕长度系揭数和按滥全长计涝算的长着度系数长度系何数应满捎足：Lo1*塌μ1=啄Lo2短*μ2维=L悲o3*邮μ3=边Lo*怎μ变形问题央——梁柱确偏心的计友算模型当梁柱程偏心时补，程序些自动加刚域，来考虑拴偏心产生腊的附加弯秒矩。也可以通葵过人工设懒置刚性梁来实现誓。梁的计算洪模型梁的刚休域梁端剪宴力转换为辞柱端轴枣力和弯辛矩变形问茶题——圆上下柱它偏心的针计算模越型当上下常柱形心殃偏心连疏接时，麻程序自骆动加刚唉域，来晕考虑偏轰心产生制的附加霞弯矩。柱水平刚怪域上柱轴力转换为下彩柱的轴力厚和弯矩变形问题脾——梁抬樱墙的偏心仅问题当转换梁企抬偏心墙虫时，一般丧认为在竖涉向力作用释下，墙对窗下部转换暑梁作用一槽个大的扭剖矩。但事实上当扭矩并好不大，因为总扭矩是顷由梁两端转角三不协调所产生砍，上部席墙体虽乓然偏心富，但它赛给下部封的梁柱殖作用的刑是一个同向的扬弯曲，所以烧，偏心的映效果都轻转化为艰两边柱缸的附加们弯矩了。上部墙岸偏心将贫主要产絮生下部览柱的附加弯矩变形问题软——刚性辜梁和刚域谷的区别刚性梁可以独立位移，但不变形。主要起薪到传递位亭移和力的烦作用。与胳构件变形不协调。刚域则需要依附于构伪件，本身也不变形，但随构件变泥形而移动。与构弓件变形协调。刚性梁成与刚域易作用是忙一样的喊，但效纤果不一锁定相同招，两者剂不能互群换。刚性梁使局部转避角增加，开弯矩增加垂直于予构件的惩刚域也会使思局部转槽角增加淋，弯矩番增加沿着构和件的刚湾域不会使配局部转婆角增加参，弯矩冷增加变形问题津——剪力申墙单元的岛划分剪力墙堪采用二维有限充元模型，东则单元秤划分不灾可避免颠。单元划租分的粗细均贱匀性、抵对称性梳、合理满性等，都蛋会影响护到分析吼结果。单元划医分的特吴征，也扇与二维裙单元的协调性则有关。姐不同的协灭调原则，狐可以认为厕是不同的班分析模型返。SAT汇WE采狂用节点协调的单元忆划分原鹿则，对触划分合能理性依育赖强，鄙划分难领度较大幕。PMS屋AP采寨用节点广义肥协调的单元划里分原则，害对划分合虫理性依赖约不强，划秧分比较容泳易控制。旱目前一些抱国外软件斜也采用这体种广义协蚊调的单元亚划分原则锻。单元划光分目前泥不能人删工调整聪，都由至程序自盛动进行疲，当出炉现由于歌单元划锯分造成局部分析熄不合理、愉不对称时，需要讯调整分析揭结果，最早好采用多婆种分析挎模型计算，振以增加榜设计依览据。如明用TA察T来避观开这个蓬问题。SAT俯WE上鄙下墙节作点要求促协调PMS佳AP上行下墙可瞎以采用麦附加位愧移函数芽作为约晓束条件过的广义励协调广义协调拼位移函数伏曲线对于复杂害高层结构秆也要使用两种不同搭的计算模懒型进行分浓析变形问丈题——伍梁的轴眼力一般梁与楼板群相连，且在同净一标高，精楼板平面娘内的刚度粥很大，面专内相对位姿移很小，惰所以，梁的轴湾力是可贴以忽略莫的，刚误性楼板霜假定就顿是这样油考虑的。考虑楼世板的面提内变形州，或没量有楼板摧，梁会沈有轴力灭。混凝土梁达的轴压力斧一般不考破虑，轴拉力裤与弯矩石一起按滨偏拉构静件设计。钢梁产部生轴力勿，梁应按既钢柱的喉方式验算应力梅比。斜梁、膊坡梁一犹般都有强轴力。框支转投换梁一净般应考摇虑轴拉贞力，应妹按偏拉舅构件设茂计。框支梁稠上部墙吃体内力挂的起拱作用起拱对下部圈墙、梁旦产生拉力设计问云题——柱墙活条荷载折红减较多的眨用户理贞解这个问折减系滚数存在依问题。柄这里关代键是要逆理解“计算截面塘以上层”这句水话。当隆一个1掏0层的兰结构，留按这句贯话的理宜解，各睛层的“港柱墙或性荷载折煎减系数深”将是喉如下。层号钞折减油系数 层讽号怪折减系竹数10势1坟.0周9千1洋.08种0.8抽5叹7改0.狼856伐0.7熔0搂5掩0.风704逮0.约65喂3轰0.增652水0.6学5练1狸0.笔60从折减脾系数来乓看，说锋明从1到抄10层倍满布活酿荷载的谣概率为60%疏，对第6躲层来说6到10疮层满布活酱荷载的概咽率为70%致，而顶层满捷布活荷拾载的概爷率则为10产0%。这届说明活荷创载折减的妥科学性、撒合理性。1.01.00.8其50.8挪50.70.70.6嘱50.6成50.650.6各层柱拜墙活荷猫载折减仅系数设计问辜题——瘦梁活荷载折头减梁活荷载睛折减是根匠据梁的承受荷载阁面积而确定的寨，这样就腐会造成比盟较复杂的擦折减方式纹，且可能每根梁不盟同。PMC岩AD在浪处理这万个问题浩时，采括用了折减楼面交荷载的方式，书这样就把坐搂面的外荷载折植减了，同际时，它柔也就把结构的整姑体质量、盆地震作用研、所有构拥件的内力属都折减了。鉴于这瞒样的处理往方式，建熟议在选择辈梁活荷载峡折减时，脂应慎重考虑。所以，在这使用PK梨PM系列蚁的软件中秋，活荷载折佳减最好不愚要重复使请用，如考虑混了梁的活见荷载折减觉，则在S脆ATWE羞、TAT坟中最好不窃要选择“棵柱墙活荷扯载折减”扎，以避免导活荷载折比减过多。浮反之亦然境。梁承受流面荷载菠的面积设计问凉题——拳梁设计混弯矩放躁大系数御的合理肌使用梁弯矩吧放大系尘数起源于梁舟的活荷载拢不利布置，当不考恐虑活荷载销不利布置房诚时，梁活责荷载弯矩把偏小，程单序试图通扶过这个参批数来调整饭梁的弯矩越。过去这个得参数只乘省在梁的跨圈中正弯矩农上，但是智实际上活栗荷载不利启布置不但腾对梁的正竭弯矩有影榜响，对负陆弯矩也有稠影响，所悠以，目前跟这个参数在梁正负碧弯矩上都孩乘。当考虑脾活荷载汇不利布穴置时，谦梁弯矩著放大系亲数宜取稠1.0。如果炒活荷载次较小，晕则即使孔不考虑庸活荷载魄不利布耻置，该罗系数也仙不要取士得过大茧，宜取1.滴1以下。只有当歌活荷载较籍大时，该块系数需要反取得大些和。梁弯矩耐放大系他数是最法后乘在组合佩设计弯矩上（弯屠矩包络马图上）吸，所以惧它把恒、活淹、地震、徐风的荷载倚都放大了。放大前匹的设计慌包络放大后的叫设计包络放大后梨的设计床包络放大前的开设计包络设计问题仁——剪力父墙加强区庆起算层号渐的合理应而用这个参苦数主要姑是针对有地下室结构、多层带览剪力墙结构、底框剪摊力墙结构而设脖置的。起老算层号是葡指建模输扯入的结构耐自然层号私。当有多层纲地下室时弦，地下1恩层以下予可以不冰按加强定区设计，此时觉该参数英可以起茄到抬高牵起算层伤号的目织的。多层带户剪力墙园结构或寄底框剪柄力墙结存构，由哭于剪力甩墙的轴何压比很挡小，按阿照抗震伤规范可娇以不设尖加强区键，可以肿把“剪先力墙加桶强区起忠算层号增”定义唱为大于结沿构层，则结构遗分析时将烟没有剪力免墙的加强颠区。地下一即层以下损可以不探作为加英强区底框和填多层剪油力墙结惩构可以狱不作为含加强区剪力墙蔑加强起凶算层号捧填3剪力墙加趟强起算层域号填4设计问疯题——祖振型数宫的合理伶选取结构可豆以求得翅到的特璃征值是详有限的富。即结盾构的周墓期、振钩型数是腔有限的额。结构删的特征精值数与钳结构有质量乖贡献的杜自由度妨数有关。有质量贡沉献的自由灯度数：对一块刚看性楼板有慎3个。对悬一个弹性张节点有2教个。结构分漂析时，除统计刚躬性板数熔和弹性逝节点数宿，即可推得出可惕能计算写出的最唯大特征熟值数。当结构君的有质偷量贡献苗的自由罗度数较存多时，患求出所库有的特穴征值会况消耗很笔多时间户，而对锅结构影袭响大的钳特征参谊数往往竭是前面顷的特征愚值，所该以没有必要岔把所有的蹦特征值都旅求出来。特征值数皆的合理数射量可以由脖“有效质锁量系数”来判定刚性楼板3个带质斥量的自由饮度Dx、葵Dy、亲θz弹性节点并有2个带亲质量的淹自由度dx、世dy设计问粮题——显梁刚度愿放大系帜数的合螺理应用梁刚度勺放大是象基于楼板而设置桑的，在章分析时仓，程序释对梁只拢考虑了或矩形截足面，刚灵度偏小贵。目前程序侮的设置及威处理方式比较粗糙，整个结崭构只设两帐个（分中葵梁、边梁释）。严格剂说来，应撤根据每层井每根梁的篮楼板情况驱而定。程序下辈一步将撑增加这徒种细化刮的功能披。楼板和梁蜘共同工作设计问题君——铰接膝梁的合理亡设置混凝土梁格应该都是刚写接，没有点严格意面义上的豪铰接，湖所以设虫置铰接骗是有问能题的。铰接梁定丈义的太多安，导致内力的皇重分布，内力分赔配不合理佛因数加大桑，计算结点果不合理匙。结构分凑析应真实坝可信。剪力墙贤面外的匠约束程偿序可以屿比较真实的刚垫度比来表现究，不应汽通过铰弓接的方喉式调整近梁端弯集矩。梁的超欺限应具置体情况姓具体分神析，切床勿通过盲目设置动梁的铰接，来达将到梁不辫超限的裙目的。墙面外刚度小，约束小，梁端负弯矩自刊然就小设计问题欺——柱非员加密区箍充筋柱承受的馒剪力，在全长度上欧是不变的。柱非加密击区的箍筋崇面积，就羊是柱实际受挂剪的计算滨箍筋面允积。当啦该面积为较大时浅，该柱打箍筋将地全长加瞒密，即彻没有非讲加密区篮了。由于柱剪妙力一般较涂小，往往佣小于构造提要求，所损以柱加密稠区箍筋往凡往是构造鸡配箍。柱剪力过全长不准变非加密盘区柱实际朋计算的敲箍筋面下积加密区柱构造箍矮筋面积加密区柱构造逢箍筋面势积设计问质题——淋梁非加找密区箍虑筋梁非加密秆区的箍筋犯，是根据傅剪力实际吵计算出来笑的。梁箍煎筋是否有窃非加密区词，应根据港剪力的变神化而定。梁全长责度上剪保力的变妙化（1.5苍～2）H足o这个位凯置的剪暖力配箍逐就是非搁加密区呆配箍的丝式依据设计问花题——