徐衛(wèi)東，劉麗珍

（北京構力科技有限公司，北京100013）

1 引言

工程設計中會借助相關的設計軟件進行計算分析，而緊張的周期往往會限制人們對于設計軟件進行簡化處理。一定程度上軟件處理是否合適，也決定了項目設計的安全性。論文以某公建項目在設計中軟件使用上遇到的幾個典型問題為案例，對設計軟件在工程中的應用進行探討和研究。

2 梁剛度放大系數(shù)問題

JGJ 3—2010《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》（以下簡稱《高規(guī)》）5.2.2 條規(guī)定：在結構內(nèi)力與位移計算中，現(xiàn)澆樓蓋和裝配整體式樓蓋中，梁的剛度可考慮翼緣的作用予以增大。近似考慮時，樓面梁剛度增大系數(shù)可根據(jù)翼緣情況取1.3～2.0。對于無現(xiàn)澆面層的裝配式樓蓋，不宜考慮樓面梁剛度的增大。同時GB 50010—2010《混凝土結構設計規(guī)范》（2015 年版）也有類似規(guī)定。

在采用SATWE 軟件對結構模型做整體分析時[1]，大多情況下會采用剛性樓板假定或采用彈性模假定。這兩種假定導致了人們在結構分析時會忽略樓板平面外的剛度，而實際上樓板可作為樓面梁的翼緣起到增大梁的剛度的作用，因此，如果不考慮樓板作為翼緣對梁剛度增大這一作用，將會使結構的整體剛度偏小。SATWE 軟件提供了梁剛度的調(diào)整參數(shù)，同時還提供了“混凝土矩形梁轉T 形”選項，設計梁的配筋時也會考慮翼緣的影響[2]。

對于中的梁剛度調(diào)整參數(shù)，需注意選擇“輸入中梁剛度放大系數(shù)Bk”的時候，這一數(shù)值是針對兩側均有樓板的梁，而實際結構中的梁分中梁和邊梁，且對于樓板可能會存在“全房間洞”“樓板開洞”或“板厚為0”等情況，當設置中梁剛度放大系數(shù)Bk為2，程序自動生成的梁剛度放大系數(shù)，如圖1 所示。

圖1 程序自動生成的梁剛度放大系數(shù)

從圖1 可以看出，在SATWE 軟件中，對于樓板“板厚為0”及“全房間洞”，軟件可以準確地考慮這兩種情況所形成的邊梁及獨立梁，并給出準確的梁剛度放大系數(shù)；但如果采用“樓板開洞”的命令對樓板進行洞口布置，這時軟件不能考慮“樓板開洞”形成的洞口影響，還需手動干預，這一點在實際的工程中會被忽略掉。當給定中梁剛度放大系數(shù)后，軟件對邊梁剛度放大系數(shù)取值(1+Bk)/2，其中，Bk為手動輸入的中梁剛度放大系數(shù)，獨立梁的剛度不進行放大，取值為1。

工程項目中，也有夾層及錯層的結構，夾層的頂標高與錯層部分的頂標高相同，這種情況下軟件所確定的梁剛度放大系數(shù)需引起注意，比如，在SATWE 參數(shù)中人為輸入中梁剛度放大系數(shù)Bk的值仍為2，此時程序自動確定的梁剛度放大系數(shù)需要特別注意，這種情況需要對錯層與層間板交接處的梁的剛度系數(shù)進行手動調(diào)整。

如果在SATWE 的參數(shù)設置中，梁剛度調(diào)整選項中選擇了人為輸入中梁剛度Bk值，軟件在確定梁剛度時，并未考慮層間板的存在，周邊的梁均按照獨立梁給出剛度放大系數(shù)1.0；但是對于錯層處的梁，軟件識別為邊梁，給出邊梁剛度放大系數(shù)，這種情況需要引起注意并應根據(jù)實際情況進行相應的調(diào)整。

若SATWE 參數(shù)設置中，梁剛度調(diào)整選項中選擇“梁剛度放大系數(shù)按2010 規(guī)范取值”，此時軟件自動確定梁剛度放大系數(shù)。對于帶有層間板的結構，層間梁的剛度放大系數(shù)軟件可以準確給出；對于既有局部夾層也有局部錯層的模型，夾層跟錯層相鄰處的梁，即使SATWE 參數(shù)中選擇了“梁剛度放大系數(shù)按2010 規(guī)范取值”，軟件對于該梁的剛度放大系數(shù)依舊是按邊梁給出的，這一點也需要特別注意并進行人為修改。

由此可以得出結論，對于只含有錯層的結構，SATWE 參數(shù)設置中的梁剛度調(diào)整選項不管選擇人為輸入還是按2010規(guī)范確定，軟件均能準確無誤地給出各個梁的剛度放大系數(shù)；但對于局部帶有夾層的結構，如果布置了層間板，就需要多加注意。

3 躍層柱計算長度的問題

實際項目中，也會遇到帶有躍層柱的結構，躍層柱可分為全躍層柱與單邊躍層柱。對于單邊躍層柱，在與之相連的梁所在平面內(nèi)的計算長度系數(shù)按普通柱計算，在無梁與之相連的平面內(nèi)計算長度系數(shù)的計算方法同全躍層柱。SATWE 軟件可自動搜索結構中的所有“全躍層柱”和“單邊躍層柱”，并依據(jù)規(guī)范準確計算兩個方向的計算長度系數(shù)。

SATWE 軟件在搜索躍層柱的時候，是遵循一定原則的，在搜索時需考慮是否有梁對柱的約束，同時也會考慮樓板對柱的約束作用，而樓板對柱的約束作用又會分為“單邊躍層柱”和“全躍層柱”兩種情況。對于“單邊躍層柱”，如圖2 所示，兩個模型之間的區(qū)別僅在于另一方向是否有板相連。

圖2 單邊躍層柱另一邊有無板相連

軟件按規(guī)范自動確定柱的兩個方向的計算長度系數(shù)，對應圖2 模型的計算長度系數(shù)如圖3 所示。

由圖3 可知，對于單邊躍層柱，即便另一方向沒有梁與之相連，此時軟件會考慮樓板的作用，即單邊躍層柱在另一方向有樓板存在，軟件確定的柱的兩個方向的計算長度系數(shù)均為1；而單邊躍層柱另一方向樓板為全房間洞，軟件確定出的水平方向的計算長度系數(shù)為2。

圖3 對應圖2 模型的計算長度系數(shù)

再來看樓板對全躍層柱的影響，模型如圖4 所示。

圖4 全躍層柱周邊樓板情況

對于這兩個模型，SATWE 軟件計算出來的柱的計算長度系數(shù)結果相同，也就是說對于全躍層柱，即使周圍有樓板與之相連接，在SATWE 軟件中確定全躍層柱的計算長度系數(shù)時，也沒有考慮周邊樓板對全躍層柱的約束作用，這是與單邊躍層柱的區(qū)別，在設計中需要引起注意。

4 梁扭矩折減問題

《高規(guī)》5.2.4 條指出，滿足一定條件時，可對梁扭矩進行折減，但在實際工程中，無約束的獨立梁很少，所以大多數(shù)梁在計算中都應考慮現(xiàn)澆樓蓋對梁的扭轉約束，但是樓板對梁的扭轉約束程度又與樓板的跨度、剛度、傳力形態(tài)等因素有關，想要精確考慮這一影響比較困難，因此，SATWE 在計算時是按照規(guī)范的要求通過對梁的計算扭矩予以適當折減的方式來近似考慮現(xiàn)澆樓蓋對樓板的約束作用，軟件默認折減系數(shù)為0.4。

對于梁扭矩的折減，在設計中也需多加注意，否則會導致計算結果存在著安全隱患。通過具體模型扭矩折減系數(shù)的計算分析，可以得出軟件對于“板厚為0”及“全房間洞”形成的獨立梁可進行準確區(qū)分，但是對樓板開洞形成的獨立梁卻不能夠識別，如果設計中忽視這一點，不能意識到樓板開洞形成的一些獨立梁或洞口對邊梁的影響，很可能造成這些位置處梁的受扭計算不準確。同時，對于弧形梁，盡管在建模中生成了樓板，但是軟件計算中扭矩折減系數(shù)并沒有進行折減，這是因為扭矩對于弧形梁的影響較大，SATWE 軟件出于安全考慮，設置了對于弧形梁不進行扭矩折減，如果設計人員想人為干預，可以在特殊梁扭矩計算時人為指定相關的折減系數(shù)。

5 結語

本文以工程案例來詳細闡述在設計軟件SATWE 中，對于結構計算的細節(jié)處理，主要說明設計中對于軟件要有足夠的認識，一定要注意“全房間洞”和“樓板開洞”所形成的洞口對周邊構件的影響，同時，對于一些夾層和錯層同時存在，且夾層頂標高與錯層的頂標高相同的情況，在設計時要多加注意。