關(guān)于結(jié)構(gòu)分析幾個(gè)問題的探討

1、關(guān)于結(jié)構(gòu)分析幾個(gè)問題的探討 結(jié)構(gòu)分析目的 對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，結(jié)構(gòu)分析是一種用數(shù)學(xué)模型對(duì)擬建結(jié)構(gòu)物理模型進(jìn)行仿真模擬，量化物理模型在各種荷載（作用）下的效應(yīng)，現(xiàn)在求解數(shù)學(xué)模型的方法常用有限單元法。有限元分析模型由以下幾個(gè)部分組成：幾何模型（含內(nèi)部約束方程）、荷載作用和約束邊界條件。 既然是一種仿真，結(jié)構(gòu)分析過程中應(yīng)該堅(jiān)持客觀求實(shí)的原則，力求數(shù)學(xué)模型的求解能盡可能真實(shí)地物理模型的特性。 結(jié)構(gòu)分析中幾個(gè)常見問題分析軟件的選取 普通建筑結(jié)構(gòu)通常有水平剛度較大（平面內(nèi)變形很?。┑母鳂菍幼咏Y(jié)構(gòu)作為豎向橫隔，且質(zhì)量源分布可以簡(jiǎn)化在樓層質(zhì)點(diǎn)表示，可以采用層模型的分析軟件； 結(jié)構(gòu)分析中幾個(gè)常見問題對(duì)質(zhì)量源和剛

2、度為空間分布的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)分析軟件。不能簡(jiǎn)單把上部空間的基底反力作為荷載施加到下部層模型后采用層模型的軟件來進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析：兩者的質(zhì)量源分布（位置）和整體剛度不能等效結(jié)構(gòu)分析中幾個(gè)常見問題對(duì)影院和體育館、游泳館等建筑結(jié)構(gòu)，由于建筑功能的要求，樓層的概念已經(jīng)非常弱化，應(yīng)該采用空間模型軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。個(gè)人認(rèn)為：甚至其常規(guī)的抗震分析指標(biāo)（如層間位移角、扭轉(zhuǎn)位移比等)已經(jīng)難以衡量結(jié)構(gòu)的抗震性能，應(yīng)以抗震性能化設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)分析中幾個(gè)常見問題即使對(duì)內(nèi)部子結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化處理也慎重：難以做到真實(shí)全面的等效處理。建議按實(shí)際情況建立分析模型，既可以獲得較為準(zhǔn)確的分析結(jié)果，也能從建模和分析過程中驗(yàn)

3、證結(jié)構(gòu)布置的正確性。結(jié)構(gòu)分析中幾個(gè)常見問題2、 荷載和作用： 在結(jié)構(gòu)分析中經(jīng)常出現(xiàn)人為放大材料容重和豎向荷載以期達(dá)到增大安全儲(chǔ)備的現(xiàn)象，造成分析模型的質(zhì)量源失真，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性偏離實(shí)際情況，無法到達(dá)仿真的目的。 考慮到有限元模型中各單元存在重疊的部分，足以抵消結(jié)構(gòu)構(gòu)件的面層荷載；鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)不同結(jié)構(gòu)類型在桿件的質(zhì)量調(diào)整系數(shù)中節(jié)點(diǎn)區(qū)域的重量放大，不宜在容重中調(diào)整。 容重和豎向荷載的人為放大并不能達(dá)到增大安全儲(chǔ)備的目的，特別是超高層風(fēng)荷載為控制工況時(shí)：抗浮、偏心受拉構(gòu)件、風(fēng)荷載或中大震作用下的受拉墻肢和柱等等。 結(jié)構(gòu)分析中幾個(gè)常見問題3、邊界條件和內(nèi)部約束： 在結(jié)構(gòu)分析中通常采用絕對(duì)的嵌固

4、端假定，嵌固端節(jié)點(diǎn)的6個(gè)自由度不允許有任何位移。該假定忽略基礎(chǔ)剛度對(duì)上部結(jié)構(gòu)抗震、抗風(fēng)、溫度作用效應(yīng)及整體穩(wěn)定性能等各方面影響，不符合實(shí)際情況。 結(jié)構(gòu)分析中幾個(gè)常見問題絕對(duì)的嵌固端假定計(jì)算模型彈性嵌固端假定計(jì)算模型結(jié)構(gòu)分析中幾個(gè)常見問題規(guī)范中對(duì)基礎(chǔ)的沉降差異、偏心荷載下基礎(chǔ)的驗(yàn)算、樁基水平位移的限制和水平承載力的驗(yàn)算等要求都說明基礎(chǔ)或地下室頂板都存在位移。在結(jié)構(gòu)分析中采用絕對(duì)嵌固的粗略假定是由于計(jì)算能力和現(xiàn)有理論不成熟的限制。基礎(chǔ)或地下室頂板絕對(duì)嵌固的假定，不符合實(shí)際情況：高估了結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度，低估了結(jié)構(gòu)自振周期、放大了地震作用和溫度作用效應(yīng)，誤導(dǎo)了結(jié)構(gòu)分析中水平荷載和作用產(chǎn)生的效應(yīng)問題。結(jié)構(gòu)分

5、析中幾個(gè)常見問題地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)是一個(gè)統(tǒng)一不可分割的整體，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析中應(yīng)該統(tǒng)一考慮，否則容易出現(xiàn)偏差甚至危險(xiǎn)： A、對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)溫度作用而言，采取絕對(duì)嵌固的計(jì)算假定會(huì)導(dǎo)致嵌固端以上結(jié)構(gòu)溫度作用效應(yīng)的嚴(yán)重高估，而忽略了嵌固端以下的樁基由于水平位移導(dǎo)致的彎矩，可能會(huì)出現(xiàn)樁身配筋不足的情況；結(jié)構(gòu)分析中幾個(gè)常見問題B、對(duì)基礎(chǔ)周邊地基為填土、流塑狀淤泥等軟弱土層時(shí)，采取絕對(duì)嵌固計(jì)算假定會(huì)導(dǎo)致嵌固端以上結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)等偏于不安全。例如：高鐵橋下式站房室外樓梯梯柱在平面外近似為懸臂柱，在計(jì)算中假定為柱底為絕對(duì)嵌固，而實(shí)際基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中采用直徑很小的單樁且平面外無基礎(chǔ)梁拉接。結(jié)構(gòu)分析中幾個(gè)常見

6、問題土壤是一種非線性度非常高的材料，不僅是一種只承受壓力、不承受拉力的單元，而且在緩慢持續(xù)加載的靜力和快速往復(fù)的動(dòng)力作用有不同的剛度（對(duì)靜力作用，土壤的水平剛度根據(jù)其水平抗力系數(shù)m確定；對(duì)動(dòng)力作用，土壤的水平剛度根據(jù)其剪切波速確定），這對(duì)結(jié)構(gòu)分析提出了更高的要求，甚至需要兩個(gè)不同的計(jì)算模型分別對(duì)靜力和動(dòng)力荷載或作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析?；A(chǔ)剛度對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的影響可以參考傅雪怡大師的文章基于有限基礎(chǔ)剛度的高層建筑抗震性能研究與應(yīng)用，比較詳細(xì)地介紹了歐美各國規(guī)范對(duì)此方面的規(guī)定。http:/chuansong.me/n/505441345396結(jié)構(gòu)分析中幾個(gè)常見問題4、施工過程模擬： 結(jié)構(gòu)的剛度和

7、質(zhì)量源是隨著建造過程中結(jié)構(gòu)單元和荷載的施加而逐步形成的。因此施工過程模擬是結(jié)構(gòu)分析不可或缺的組成部分，特別是對(duì)超高層結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)或索穹頂之類的張拉結(jié)構(gòu)，有必要在結(jié)構(gòu)分析中進(jìn)行全過程的施工過程模擬，以建造過程的終止?fàn)顟B(tài)的結(jié)構(gòu)剛度作為后續(xù)荷載或作用的分析的初始剛度。 不同的施工模擬步驟會(huì)導(dǎo)致不同的結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，因此在設(shè)計(jì)文件中應(yīng)注明結(jié)構(gòu)分析中擬定的施工方案（即施工模擬的步驟）。 結(jié)構(gòu)分析中幾個(gè)常見問題 亦可以指定某些施工步驟，以解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題。例如：高架站房候車層以上的兩側(cè)商業(yè)夾層框架結(jié)構(gòu)，往往一側(cè)與支承屋蓋的框架柱連接，另一側(cè)柱為候車層梁（或桁架）上柱；普通的一次加載會(huì)導(dǎo)致夾層框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下有較大的豎向位移差異，難以滿足承載力的要求。 可以要求施工單位按以下步驟進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)：施工高架站房候車層結(jié)構(gòu)和樓板拆除高架站房候車層結(jié)構(gòu)和樓板的施工臨時(shí)支撐施工上部的商業(yè)夾層框架結(jié)構(gòu)；這樣高架站房候車層結(jié)構(gòu)和樓板自重產(chǎn)生的豎向變形在施工夾層框架結(jié)構(gòu)已經(jīng)完成，減小了其由于豎向位移差異引起的內(nèi)力。總結(jié)：結(jié)構(gòu)分析過程中應(yīng)始終堅(jiān)持客觀求實(shí)的原則，力求數(shù)學(xué)模型趨近與物理模型，正確對(duì)待由于現(xiàn)有各種條件限制而產(chǎn)生的粗略計(jì)算假定；當(dāng)計(jì)