工程计算中的40个问题

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1、工程计算中的40个问题及其算例分析2008年3月广东省建筑设计研究院深圳市广厦软件有限公司每个问题包括如下6个方面内容：1）问题的背景和来源；2）典型算例介绍；3）不同计算模型简介；4）列举不同方法和软件计算结果；5）对计算结果分析和比较；6）结论和建议。一、偏心算例工程名：梁托偏墙.prj问题的背景：梁托墙,墙对梁有偏心时，对梁产生较大扭矩，为何有些计算算不出梁扭矩和柱弯矩？算例：1)墙对梁的偏心100mm；2)在墙上布置50kN/m的荷载，模拟上面还有多层墙；3)考证有偏心计算的计算精度。工程计算中有大

2、量的偏心存在，偏心引起的弯扭较大，偏心计算是当前计算中的难点。计算模型：1）GSSAP采用偏心刚域方法计算；2）SATWE采用没有人工布置刚性梁方法。3）SATWE采用人工布置刚性梁方法。偏心刚域方法：当多个节点之间的运动关系为刚体运动时，其中一个节点作为计算节点，其它节点的刚度变换到计算节点即可。两墙肢与柱相交，墙的两节点和柱节点之间刚体运动，柱节点为计算节点，墙的节点刚度变换后凝聚到计算节点，这种方法在理论和实践上能准确计算各种偏心情况。在所有的软件中，GSSAP第1次按偏心刚域方法对所有偏心实现了自动

3、处理,没有完全按此方法就是就会有问题。不同方法和软件计算结果：计算方法理论结果GSSAPSATWE(无刚梁)SATWE(有刚梁)柱底轴力(kN)97.0097.0097.0097.00柱底弯矩(kN.m)-6.50-6.50028.1梁扭矩(kN.m)-6.50-6.50028.4分析和比较：1）GSSAP偏心刚域方法与理论结果完全吻合；2）SATWE没有人工布置刚性梁时，无扭矩，结果有问题；3）SATWE人工布置刚性梁时，刚梁长取偏心100mm，结果有较大误差，随刚梁长度增大误差减小，梁长度要求大于300

4、mm。结论和建议：1）GSSAP偏心刚域方法可以准确计算扭矩，按实际模型输入偏心墙即可；2）SATWE必须梁墙间人工加刚性梁，要注意刚梁长度控制。罚约束应用不合理，引起力不平衡。2.工程名：两柱两梁.prj问题的背景：两根梁同时搭接在两根柱上，以往有两种计算方法：1)把柱当墙输入；2)梁端与柱中之间加刚梁。采用方法1会影响柱的内力调整和截面计算，对柱配筋需人工处理；采用方法2输入较繁琐，有内外力不平衡的现象。算例：两柱托两梁，在其中一根梁上布置50kN/m的均布荷载，工业结构中常见到的一种情况。不同方法和软

5、件计算结果：分析和比较：1）偏心刚域方法与理论结果完全吻合；2）加刚梁会产生内外力不平衡的现象，柱的弯矩偏小。结论和建议：GSSAP偏心刚域方法可以准确计算，按实际模型输入梁的偏心即可。计算模型：1）GSSAP采用偏心刚域方法计算。2）SATWE采用人工布置刚梁方法(刚梁长350mm)。计算方法理论结果GSSAPSATWE柱底轴力(kN)347.50347.50347.3柱底弯矩(kN.m)-87.50-87.50-84.43.工程名：梁托两墙.prj问题的背景：转换大梁同时托两片剪力墙，以往的常用软件无法

6、计算。算例：1)在其中一条墙上布置50kN/m的荷载；2)计算梁的扭矩和柱的弯矩。不同方法和软件计算结果：分析和比较：1）偏心刚域方法与理论结果完全吻合；2）SATWE人工布置刚性梁时，刚梁长取偏心150mm，结果有较大误差。结论和建议：GSSAP偏心刚域方法可以准确计算，按实际模型输入墙的偏心即可。计算模型：1）GSSAP采用偏心刚域方法计算。2）SATWE采用人工布置刚梁方法。计算方法理论结果GSSAPSATWE柱底轴力(kN)123.75123.75122.7柱底弯矩(kN.m)-7.50-7.502

7、2.5梁扭矩(kN.m)-7.50-7.5013.64.工程名：梁托垂墙.prj问题的背景：转换大梁托L形、Z形墙时，所托墙有垂直于梁的部分，以往处理方法是墙下加刚梁，输入繁琐。算例：1)在垂直于梁的墙上布置20kN/m的荷载；2)计算梁的扭矩和柱的弯矩。不同方法和软件计算结果：分析和比较：两种方法计算结果与理论结果一致。结论和建议：采用墙下加刚性梁计算方法操作较麻烦，最好是采用偏心刚域方法，按实际模型输入垂直墙即可。计算模型：1）GSSAP采用偏心刚域方法计算。2）SATWE采用人工布置刚梁方法。计算方法

8、理论结果STAWEGSSAP柱底轴力(kN)33.2533.333.25柱底弯矩(kN.m)-2.19-2.2-2.19梁扭矩(kN.m)-2.19-2.2-2.195.工程名：墙端柱.prj问题的背景：当墙端或墙中柱与剪力墙有较大偏心时，计算软件对偏心处理有无问题？算例：1)在柱顶上布置1000kN的集中活荷载；2)计算墙和柱的弯矩。不同方法和软件计算结果：分析和比较：1)3个软件能保证轴力平衡；2)偏心刚域方