高層建筑結(jié)構(gòu)計算軟件應(yīng)用中易產(chǎn)生的問題

1、高層建筑結(jié)構(gòu)計算軟件應(yīng)用中易產(chǎn)生的問題隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，高層建筑在城市建設(shè)中發(fā)展迅速，建筑業(yè)對建筑外型及平面要求越來越高，結(jié)構(gòu)體系的多樣化是現(xiàn)代高層建筑的重要特點，建筑平、立面日益復(fù)雜，而工程上又要求設(shè)計更快、更合理、更安全、準確，這就需要我們的設(shè)計軟件日趨完善，同時也要求設(shè)計人員詳盡地了解軟件，最大限度地發(fā)揮出軟件的功能。目前，國內(nèi)在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中，工程中應(yīng)用較多的高層結(jié)構(gòu)分析軟件主要有兩類：一類是利用薄壁桿件理論的三維桿系結(jié)構(gòu)

2、有限元分析軟件，目前工程中常用的TAT、TBSA屬于這一類。第二類是利用殼元理論的三維組合結(jié)構(gòu)有限分析軟件，SATWE軟件屬于這類軟件。一、這兩類軟件均屬于高層建筑結(jié)構(gòu)空間分析軟件，已有很多應(yīng)用實例，但是它們畢竟是兩種不同的軟件，它們究竟有些什么區(qū)別對計算結(jié)果有什么影響在實際工程中應(yīng)該注意些什么？(一)、TAT軟件利用薄壁桿件理論，它具有兩條基本假定：1.把彼此相連在一起的剪力墻模型化為一個薄壁桿件單元，把上、下層剪力墻洞口間的部分模型

3、化為一個連系梁單元(允許開裂，可以進行剛度折減的梁單元)2.對于樓板，假定平面內(nèi)無限剛，平面外剛度為零。SATWE軟件采用空間桿單元來模擬梁、柱及支撐桿件，用在殼單元基礎(chǔ)上凝聚而成的墻元模擬剪力墻。墻元是專用于模擬高層結(jié)構(gòu)中剪力墻的，對于尺寸較大或帶洞口的剪力墻，按照子結(jié)構(gòu)的基本思想，由程序自動進行細分，然后用靜力凝聚原理將由于墻元細分而增加的內(nèi)部自由度消去，從而保證墻元的精度和有限的出口自由度，這種墻元對剪力墻的洞口的大小及空間位置無

4、限制，具有較好的適應(yīng)性，墻元不僅具有墻所在平面內(nèi)剛度，可以較好的模擬工程中剪力墻的實際受力狀態(tài)。對于樓板SATWE給出了四種簡化假定：1.樓板整體平面內(nèi)無限剛；2.分塊無限剛；3.分塊無限剛帶彈性連接板帶；4.彈性樓板。在應(yīng)用中，可根據(jù)實際情況和分析精度，選用其中一種或幾種簡化假定。(二)TAT軟件在許多工程中有大量的應(yīng)用，它的計算特點是自由度少，使復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分析得到了極大的簡化，因而運算速度快，計算簡單，對硬件要求較低。但是實際工程中

5、的許多復(fù)雜結(jié)構(gòu)的剪力墻很難滿足其基本假定，這時則需要我們把實際工程的計算模型進行簡化，這樣經(jīng)過人為修改而達到理想化的模型又同實際工程具有一定差別，就難以保證其計算的準確性。SATWE軟件相對TAT來講，運算時間要長的多，對硬件要求比較高。但是，這種墻元模型允許剪力墻上下層洞口不對齊，可以準確地分析復(fù)雜的框剪、剪力墻結(jié)構(gòu)，可以分析樓板局部開大洞口，板柱體系，轉(zhuǎn)換層等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。(三)TAT和SATWE軟件的工程應(yīng)用當建筑物為普通框架結(jié)構(gòu)時，

6、這兩種軟件的計算結(jié)果差別不大，如果框架結(jié)構(gòu)有錯層，則略有差異，這是因為SATWE把錯層構(gòu)件質(zhì)量加在每一層分界的節(jié)點上，而TAT把錯層構(gòu)件連接起來加在其頂端，這樣，計算結(jié)果就會導(dǎo)致周期偏大。(四)在計算風(fēng)載時，SATWE取本層迎風(fēng)面面積，TAT則取本層和上層各一半的面積，這樣的結(jié)果TAT忽略了第一層的一半迎風(fēng)面荷載。二、在設(shè)計中TAT軟件運算時易產(chǎn)生的問題：(一)對于板柱體系不宜采用TAT的計算結(jié)果2.“假定樓板分塊內(nèi)無限剛”適用于多塔式

7、錯層結(jié)構(gòu)；3.“假定樓板分塊平面內(nèi)無限剛，并帶有彈性連接板帶”適用于樓板局部開大洞口，塔樓與塔樓之間上部相連的多塔結(jié)構(gòu)。4.“假定樓板為彈性板”用于特殊樓板結(jié)構(gòu)或要求分析精度高的高層結(jié)構(gòu)，還有當結(jié)構(gòu)平面的長寬比較大時，應(yīng)考慮樓板的彈性變形。在運用軟件進行計算機輔助設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)實際情況調(diào)整軟件的各項參數(shù)及簡化模型，使其最大限度地反映實際工程的情況，盡可能地使其計算結(jié)果與實際模型相一致。在工程設(shè)計中不能迷信計算機的計算結(jié)果，更不能因某一部