建筑结构设计中设计软件的运用

１ 完成整体参数的正确设置 ・ 出的 ， 如果在结 构模 型中设定 了弹性板 ， 则必须在 软件参 数设置 设计计算开始 以前 ， 设计 人员应该首先对软件参数 进行正确 时选 择“ 对所有楼 层强制采 用刚性楼板假定 ” ， 以便计 算 出正确 的 设置 。在一个工 程中其中一些参数是关 系到整体计算结果 的 ， 只 位移 比。在位移 比满足要求后再去掉该选择来进行后 续配筋 的计 有正确设置 ， 才能保证其计算结果 的正确性 。这些参数 包括振型 算 。 ２ － ３ 刚度比是 控制结构竖 向不规则的重要 指标 。 根据《 抗震规范》 组合数 、 最 大地震力作用方 向和结构基本周期等。
建 筑・ 规３ ｔ ， 卜没计
民 营件 的运用
张雪歆 （ 七 台河 市建 筑设 计 院 ， 黑龙 江 七 台河 １ ５ ４ ０ ０ ０ ）
摘
要： 以Ｓ Ａ Ｔ ＷＥ为例 ， 讨论 了建筑结构在运 用设计软件设 计时 ， 如何依据现行 国家规范正确地进行参数设置 ， 并根 据计算结果
１ ． １ 振型组合数是软件在做抗震计算 时考虑振型 的数量 。 该值取 和《 高规》 的要求 ， 软件 提供 了三种刚度 比的计 算方式 ， 分别 是剪 值太小 不能 正确 反映结构 的实际情况 ， 使 计算结 果失真 ； 取 值太 切 刚度 ， 剪弯 刚度 和地震力 与相 应的层间位移 比。正确认 识这三 大， 不仅 浪费时间， 还可能使计算结果发生 畸变 。一般情况是振型 种 刚度 比的计 算方法和适用范 围是 刚度 比计算 的关键 ： １ ） 剪切 刚 数的多少与结构层数及结 构 自由度有关 ， 当结构层数较 多或结构 度 主要用 于底 部大空 间为一层 的转 换结构及 对地 下室嵌 固条件 层刚度 突变较大 时 ， 振型数应 当取 得多些 。振型组合数 是否取值 的判定 ； ２ ）剪 弯刚度主要用于底部 大空间为多层 的转换结构 ； ３ ） 抗震规范》 第３ ． ４ ． ２条和《 高规》 ４ ． ３ ． ５ 合理 ，可 以看软件 计算 书中 的 ｘ ， Ｙ向的有效 质量 系数是否 大于 地震力 与层 间位移 比是执行《 通 常绝大多数工程都可以用此法计算刚度 比。 ０ 。 ９ 。具体操作是 ， 首先根据 工程实 际情况 及设 计经验预设一个振 条 的相关规定 ， 型数计 算后考察 有效质 量系数是 否大 于 ０ ． ９ ， 若小 于 ０ ． ９ ， 可 逐步 ２ ． ４ 层 间受剪承载力之 比也是控制结构竖 向不规则 的重要指标 。 加大振型个数 ，直到 Ｘ ， Ｙ 两个方 向的有效质量 系数 都大于 ０ ． ９为 其 限值可参考《 抗震规范》 和《 高规》 的规定 。 止。必须指 出的是 ， 结构的振 型组合数并不是越大越好 ， 其最大值 ２ ． ５ 刚重 比是结构刚度与重力荷载之比。 它是控 制结构整体稳定 性 的重要 因素 ， 也是影 响重力二 阶效 的主要参数 。该值如果 不满 不能超过结构得总 自由度数 。 １ ． ２ 最大地震力作用方向是指地震沿着不 同方 向作用 ， 结构地震 足要求 ， 则可 能引起整体结构失稳倒 塌。 反应的大小也各不相 同， 那么必然存在某 个角度是结构地震 反应 ２ ． ６ 剪重 比是抗震设计 中非常重要 的参数 。在长期作用下 ， 地震 由此计算 出来 的水平地震作用下 的结 构效 应 最不 利方 向。设计软件可以 自动计算 出最大地震力作用方 向并在 影响系数下 降较快 ， 计算结果 中输 出， 设计人员如发现该角 度绝对值大 于 ｌ ５度 ， 应将 可能太小 。而对 于长周 期结构 ， 地震 动态作用下 的地 面加 速度和 但采用振型分解法 时无 法 该数值 回填到软件 的“ 水平力与 整体坐标 夹角” 选项 里并重新 计 位移可能对结构具有更 大的破坏作用 ， 对此作 出准确的计算 。因此 ， 出于安全考虑 ， 规范规定 了各楼层水 算， 以体现最不利地震作 用方 向的影响 。 １ ． ３ 结构基 本周期是计算风荷载 的重要指标 。 设计人员如果不能 平地震 力 的最 小值 ， 该值如果 不满足要 求 ， 则 说明结 构有可 能出 事 先知道其 准确值 ， 可 以保 留软件 的缺省值 ， 待 计算后 从计算 书 现 比较明显的薄弱部位 ， 必须进行调整。 中读 取其值 ， 填人软件的“ 结构基本周期” 选项 ， 重新计算 即可 。 ３ 结 论 ２ 确 定 整 体 结 构 的 合 理 性 上述 以外 ， 设 计软件还会按 照规 范的要求对整体结构地震 作 用进行调 整 ， 如最小 地震剪力 调整 、 特殊结构地 震作用 下 内力 调 整体结构 的合理性是现行规范特别强调的内容 。现行规范用 整 、 ０ ． ２ Ｑ ０调整 、 强柱 弱梁与强剪 弱弯调整等等 ， 因程序可 以完 成 于控制结构 整体性 的指标 主要 有 ： 周 期 比、 位移 比、 刚度 比 、 层 间 受剪承载力之 比、 刚重比 、 剪重 比等。 这些调整 ， 这里不再赘述。 ２ ． １ 周期 比是控制结构扭转效应的重要指标 。 它 的 目的是使抗侧 参考文献 力构件 的平面布置更有效更合理 ，使结 构不至 出现过 大的扭转 。 【 １ 】Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ １ － ２ ０ ０ １建筑抗震设计规 范［ Ｓ ］ ． 北京 ： 中国建筑－ ￣， ３ ｋ出
判 断 各 项 设 计 指 标 的合 理 性 。
关 键词 ： Ｓ Ａ Ｔ ＷＥ； 参数 ； 指标 随着科 技的发展 ， 计 算机硬件技术和建 筑结构分析理论 也在 不 断地 发展和完善 ， 计算机辅 助设计 （ Ｃ Ａ Ｄ） 系统在建筑工程设计 领域 中也得 到了广泛 的应用。结 构工程师应用最多 的就是平面框 排架计 算与绘 图软件 （ Ｐ Ｋ） ， 它既是独立 的计算 和绘图软件 ， 又 可 的判断 ： 从 中选 出数值最大 的扭转 （ 平动） 周期， 查看 软件的 “ 结构 整体空间振动简 图” ，看该周期值所对 应的振型 的空 间振 动是否 为整体振动 ， 如果其仅仅引起局部振动 ， 则不能作 为第一扭转 （ 平 动） 周期 ， 要依次查看每一个周期 ， 至到 找出不仅周期值较大 而且
作为 Ｐ Ｋ Ｐ Ｍ 系列其它高层分析程序 的接 口软件 ， 是结构工程 师非 其对应 的振型为结构整体振 动的值即为第一扭转 （ 平动 ） 周期 ； ３ ） 常熟悉 的。结构平面辅 助设计软件 Ｐ ＭＣ ＡＤ 、 框排架计算及施 工图 周期 比计算 ： 第一扭转周期 除以第一平动周期 。 绘制软件 Ｐ Ｋ 、 高层空 间分析软件 Ｔ Ａ Ｔ和基础设计软件 Ｊ Ｃ Ｃ Ａ Ｄ等 ２ ． ２ 位移 比（ 层 间位移 比） 是控制结构平面不规则性的重要指标 。 可组成一个 高效 的结构分析 、 计算及绘 图系统 。结 合 自己的工作 其限值在《 建 筑抗 震设 计规范》 和《 高规》 中均有 明确 的规定 ， 这里 实 际， 简要介绍在使用这些结 构软件的过程 中容易 出现 的问题及 不再 赘 述 。 设计时应注意的事项 。 需要 指出的是 ， 现行 规范 中的位移 比限值是 按刚性板假定做