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分析指南：钢结构各类型如何选用设计软件
作者：广州钢构 来源：本站 发表时间：2016/3/25 16:12:16 查看：次
1.平面框架：限多层以下及平面规则时可选pk（建研院），pescad（机械院）等，这些设计软件是采用切榀二维平面框架计算的，有静动力分析和最不利内力组合。
2.平面排架：限单层工业厂房有多台吊车，可选用pk（建研院），bent（机械院）等程序，这些程序有多台吊车的最不利组合，多跨地震力计算，以及斜腹杆，平腹杆柱的内力组合与配筋计算。
3.网架：国内应用较多较好的网架计算程序和带有cad绘图的软件有：mstcad（浙江大学）、msgs（建研院）、海军工程局等编制的网架程序。
4.地基：国内应用较多较好的软件有，理正地基设计软件，建研院地基所的mfd软件，建研院结构所的tbsa―f软件等。选用时应注意文克尔、弹性半空间和分层地基的计算模型，应注意有无地基沉降量计算的功能，选择既要适用又要合理的地基软件。
5.高层：国内可选用的软件较多，有薄壁杆型的tbsa（建研院）、tat（建研院）、适用于平面较规则且剪力墙较细长的结构。有连续体有限元型的ssw（广东院），有模元f.边柱边梁型的tus（清华大学），有板壳元模型的sap84（北京大学）、satwe（建研院）、tbsap（建研院）等，板壳元模型的软件应用于非规则的复杂的高层建筑。从高层结构的受力分析的合理性考虑，板壳元模型优于薄壁杆型的模型。
6.平面交叉梁、连续梁、楼板：可选用pkpm（建研院）软件，选用理正设计工具箱（理正设计软件所）等。
7.钢结构：多层与高层钢结构可选用mts（同济大学）、tat（建研院）等。复杂钢结构可选用sap84（北京大学）、mas（农机院）、pdsoft（中科辅龙公司）等。工业厂房钢结构可选用ps2000（冶研院）、sts（建研院）、3d3s（同济大学）等。钢结构设计软件的选用应多从cad绘图方面的功能优越性考虑。
8.复杂结构应采用不少于两个不同力学模型的程序进行分析，并对其计算结果作正确性校核：
1）柱、墙计算轴力ni基本符合柱、墙受荷面积ai的近似重力：ni=q?ai
框架结构：q=12～14kn／m2框剪结构：q=13～15kn／m2剪力墙结构：q=14～16kn／m2
2）自振周期范围：框架结构：t1=（0.10～0.15）n
框剪结构：t1=（0.06～0.12）n
剪力墙结构：t1=（0.04～0.06）n
各自振周期的相互关系：t2=（1／3～l／5）t1
t3=（1／5～l／7）t1
n是结构计算的总层数
3）振型曲线的合理：t1振型无零点；t2振型在（0.7～0.8）h处有一个零点；t3振型在（0.4～0.5）h及（0.8～0.9）h处各有两个零点。h为结构计算的总高度。
4）合理的地震力：结构布置都较正常的结构，其底部剪力大致在下述范围内：
v0=（0.015～0.03）g（7°ⅱ类场地土）
v[sub]0[/sub=（0.03～0.06）g（8°ⅱ类场地土）
v[sub]0[/sub=（0.09～0.13）g（9°ⅱ类场地土）
v0为结构底部剪力，g为结构总重量。
5）内外力平衡静力作用下：∑ni=g
风力作用下：∑vi=∑p
ni为底层柱、墙在静力作用下的轴向力
vi为底层柱、墙在风载作用下的剪力
∑p为作用于结构上的全部风载
地震力不能校核平衡，因为各振型内力经srss和cqc组合后，不再等于总地震水平作用力。
6）对称性对称结构在对称外力作用下，其对称点的内力与位移必须是对称的。
7）渐变性竖向刚度，质量变化较均匀的结构，在较均匀变化的外力作用下，其内力、位移等计算结果自上而下地均匀变化，不应有大正大负，大出大进的突变现象。
8）截面设计的合理性设计较正常的结构，一般而言不应有太多的超限截面，基本规律为：柱、墙的轴向设计值绝大部分为压力；柱、墙大部分为构造配筋；除个别墙段外，大部分剪力墙符合截面抗剪要求；梁截面绝大部分满足抗剪及抗扭要求。
2.平面排架：限单层工业厂房有多台吊车，可选用pk（建研院），bent（机械院）等程序，这些程序有多台吊车的最不利组合，多跨地震力计算，以及斜腹杆，平腹杆柱的内力组合与配筋计算。
3.网架：国内应用较多较好的网架计算程序和带有cad绘图的软件有：mstcad（浙江大学）、msgs（建研院）、海军工程局等编制的网架程序。
4.地基：国内应用较多较好的软件有，理正地基设计软件，建研院地基所的mfd软件，建研院结构所的tbsa―f软件等。选用时应注意文克尔、弹性半空间和分层地基的计算模型，应注意有无地基沉降量计算的功能，选择既要适用又要合理的地基软件。
5.高层：国内可选用的软件较多，有薄壁杆型的tbsa（建研院）、tat（建研院）、适用于平面较规则且剪力墙较细长的结构。有连续体有限元型的ssw（广东院），有模元f.边柱边梁型的tus（清华大学），有板壳元模型的sap84（北京大学）、satwe（建研院）、tbsap（建研院）等，板壳元模型的软件应用于非规则的复杂的高层建筑。从高层结构的受力分析的合理性考虑，板壳元模型优于薄壁杆型的模型。
6.平面交叉梁、连续梁、楼板：可选用pkpm（建研院）软件，选用理正设计工具箱（理正设计软件所）等。
7.钢结构：多层与高层钢结构可选用mts（同济大学）、tat（建研院）等。复杂钢结构可选用sap84（北京大学）、mas（农机院）、pdsoft（中科辅龙公司）等。工业厂房钢结构可选用ps2000（冶研院）、sts（建研院）、3d3s（同济大学）等。钢结构设计软件的选用应多从cad绘图方面的功能优越性考虑。
8.复杂结构应采用不少于两个不同力学模型的程序进行分析，并对其计算结果作正确性校核：
1）柱、墙计算轴力ni基本符合柱、墙受荷面积ai的近似重力：ni=q?ai
框架结构：q=12～14kn／m2框剪结构：q=13～15kn／m2剪力墙结构：q=14～16kn／m2
2）自振周期范围：框架结构：t1=（0.10～0.15）n
框剪结构：t1=（0.06～0.12）n
剪力墙结构：t1=（0.04～0.06）n
各自振周期的相互关系：t2=（1／3～l／5）t1
t3=（1／5～l／7）t1
n是结构计算的总层数
3）振型曲线的合理：t1振型无零点；t2振型在（0.7～0.8）h处有一个零点；t3振型在（0.4～0.5）h及（0.8～0.9）h处各有两个零点。h为结构计算的总高度。
4）合理的地震力：结构布置都较正常的结构，其底部剪力大致在下述范围内：
v0=（0.015～0.03）g（7°ⅱ类场地土）
v[sub]0[/sub=（0.03～0.06）g（8°ⅱ类场地土）
v[sub]0[/sub=（0.09～0.13）g（9°ⅱ类场地土）
v0为结构底部剪力，g为结构总重量。
5）内外力平衡静力作用下：∑ni=g
风力作用下：∑vi=∑p
ni为底层柱、墙在静力作用下的轴向力
vi为底层柱、墙在风载作用下的剪力
∑p为作用于结构上的全部风载
地震力不能校核平衡，因为各振型内力经srss和cqc组合后，不再等于总地震水平作用力。
6）对称性对称结构在对称外力作用下，其对称点的内力与位移必须是对称的。
7）渐变性竖向刚度，质量变化较均匀的结构，在较均匀变化的外力作用下，其内力、位移等计算结果自上而下地均匀变化，不应有大正大负，大出大进的突变现象。
8）截面设计的合理性设计较正常的结构，一般而言不应有太多的超限截面，基本规律为：柱、墙的轴向设计值绝大部分为压力；柱、墙大部分为构造配筋；除个别墙段外，大部分剪力墙符合截面抗剪要求；梁截面绝大部分满足抗剪及抗扭要求。
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