施工图设计中钢筋混凝土结构计算问题分析


1、结构计算模型应与实际结构以及与计算程序的适用条件相符。

计算模型建立的正确与否，其结果大相径庭，例如大空间结构，周边有几层夹层，电算时设计人员将每一夹层定义为一层，采用TAT程序计算时未做特殊的定义，因TAT软件采用刚性楼板基本假定，计算机自动认为楼板面在自身平面内只有一个刚体位移和转动，造成计算结果与实际不符。因此在使用TAT程序计算时，应对有夹层楼层定义弹性节点，用总刚分析方法进行计算；或采用SATWE程序将夹层楼板定义为弹性板，取中空处板厚为零，用总刚分析方法进行计算。但应注意若采用侧刚方法计算，则程序自动假定为刚性楼板从而引起较大计算误差。再如两幢建筑物刚度相差较大，并设有防震缝时，若两幢一起电算，又未设定多塔计算，则计算机自动假定两幢位移协调一致，计算配筋结果与分幢电算相差较大，此处应按多塔楼计算，可整体建模，此时要注意由于设缝处被处理成两个独立的迎风面，因此要对由程序导算出的风载数据文件进行适当调整和修改有关数据。

2、计算时楼层高度应与实际相符。

计算时楼层高度与实际相符，才能确保结构内力计算准确以及楼层侧移刚度分析准确，特别是底层层高应从基础顶计至首层楼板面。如某工程共三层，基础顶标高为-1.0m，建筑物层高应为4m、3m、3m；正确的电算层高应为5.0m、3m、3m（简称方法一），但有些设计人员在电算时人为增加一层基础梁进行计算，层高分别为1.0m、4m、3m、3m（简称方法二）；这样将底层定义为2层，且层高应为5m，却定为4m。虽然两种柱子计算长度均为5m，但由于两种计算方法中梁柱的刚度分配系数不同，使得梁柱内力也不相同；抗震设计时，底层柱底截面的弯矩、剪力设计值应乘以增大系数，若采用方法二电算，实际底层柱抗震安全度降低。所以笔者认为正确的计算应采用方法一，地梁另行计算。

3、采用结构计算软件时应特别注意总信息中的取值正确。

1)振型数。振型数的选取应遵循GBJ50011-2001规范第5.2.2条，规定对于一般规则的多层结构，允许在结构的两个主轴方向分别计算地震反应，这时可取振型数为3，程序计算时会分别沿两个主轴方向各算出3个周期和对应的振型，得出叠加后的地震作用。一般高层结构，振型数要多取些，若取少了则顶部反应可能偏小，高振型影响体现不出来；对于质量和刚度不对称且不均匀的结构，应用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法，计算两个正交的水平地震作用和一个地震扭转作用。当采用程序计算时：TAT用侧刚方法时，不考虑耦连时振型数不大于结构层数；考虑耦连时振型数不大于3倍层数，TAT用总刚方法时振型数不受上限的控制一般取大于12的数。用SATWE计算时一般振型数应大于9，多塔结构计算振型数应取更多些，但此处指定的振型数不能超过结构固有的总数。一般振型数最好取为3的倍数，若不考虑扭转耦联，计算振型数不得大于结构层数；若考虑扭转耦联，计算振型数应不小于9，高层建筑考虑耦联计算振型数不少于15，多塔结构振型数不少于塔数的9倍。当质量参与系数小于总质量90%时，应增加振型数重新计算。

2）周期折减系数。由于框架或框剪结构有填充墙（指砖砌体），在早期弹性阶段会有很大的刚度，吸收较大地震力，当地震力进一步加大时，填充墙首先破坏，结构刚度大大减弱，而TAT和SATWE软件计算中，只计算梁、柱、墙的刚度，并由此刚度求得结构自振周期，因此结构实际刚度远大于计算刚度，实际周期比计算周期小，若以计算周期按规范方法求算地震力，地震力偏小，使结构分析偏于不安全，因此有必要放大地震力即周期折减是有必要的。一般填充材料为砌体，则周期折减系数为0.7～0.9；填充材料为轻质板时，则周期折减系数为0.9～1.0；剪力墙结构一般不折减，只是当剪力墙开洞较大或为短肢剪力墙时，可取0.9～0.95。

3）梁刚度放大系数。梁刚度放大是考虑现浇楼板对梁刚度增大的影响，采用TAT和SATWE程序按刚性楼板假定计算时，一般中梁放大系数取为1.5～2，边梁取1～1.5，但预制楼板、板柱体系的等代梁结构梁刚度放大系数取1，且当采用SATWE程序按弹性楼板计算时，梁刚度则不应放大。

4）梁扭矩折减系数。梁的扭转效应受到楼板的影响，当结构没有楼板时，梁扭矩不应折减，对于园弧梁也不应折减，所以采用程序计算时，应根据实际情况可取0~1之间的数值进行计算。

5）柱、墙基础活荷载折减系数。该参数设计构件取用的是根据荷载规范GB50009-2001第4.1.2条中活荷载按楼层数的折减系数，在墙、柱及基础设计时，对其承受的活荷载进行折减；设计人员应注意按荷载规范要求进行折减，程序中自动给出的各层折减系数仅适用于办公、住宅等功能；当使用功能为餐厅、商场、书库等处时，则应按规范要求修改程序中各层活荷载折减系数缺省值。

6）地下室层数可按实际输入。上部建筑结构宜取±0.00作嵌固端，新规范GB50011-2001中6.2.3规定，框架结构底层柱下端地震作用组合的弯矩设计值对于抗震等级为一、二、三级的应分别乘1.5、1.25、1.15的放大系数，规范GB50011-2001中6.2.6规定角柱经GB50011-2001中6.2.3、6.2.5、6.2.10条调整后的组合的弯矩设计值及剪力设计值应在此基础上再乘以1.1的增大系数；规范GB50011-2001中6.2.3抗震墙底部加强部位其截面组合剪力设计值增大系数一级为1.6，二级为1.4，三级为1.2。此处应强调TAT是用于上部结构计算的程序，若基础是地下室或人防工程不能满足箱基和筏基的条件，与用TAT这种薄壁杆结构计算假设不符，要进行简化才能计算，但此结果仅作为参考；而SATWE软件在结构分析与设计中上部结构与地下室作为一个整体统一考虑符合工程实际，但一定要搞清这一功能的技术要求，具体参看SATWE用户手册及技术条件。

7）转换层所在层号应正确填入。这样TAT程序才能正确定出剪力墙底部加强部位，对转换构件水平地震作用内力进行放大调整，并满足框支梁、框支柱及剪力墙底部加强区的构造要求。对于剪力墙底部加强区，TAT软件按照GB50010-2002规范执行，而SATWE软件则按JGJ3-2002技术规范执行，两者定义略有不同。