復雜雜結結構構分分析析指指南南例說說PMSAP（第第一一部部分分））目錄錄1.斜斜板板對對主主體體結結構構分分析析的的影影響響2.普普通通樓樓板板、、斜斜板板的的整整體體式式分分析析及及設設計計3.箱箱型型轉轉換換結結構構分分析析和和設設計計(轉轉換換墻墻)4.人人防防頂頂板板和和外外墻墻的的整整體體分分析析設設計計1.斜斜板板對對主主體體結結構構分分析析的的影影響響斜板板結結構構分分析析斜板板在在斜斜屋屋面面結結構構、、含含斜斜板板看看臺臺的的體體育育場場館館等等多多種種結結構構形形式式中中都都會會遇遇到到它是是常常見見、、但但在在設設計計中中又又往往往往被被忽忽視視的的重重要要構構件件，，忽忽視視的的原原因因是是缺缺乏乏合合適適的的分分析析、、設設計計工工具具斜板板結結構構分分析析水平平樓樓板板在在結結構構上上的的作作用用1）對對豎豎向向抗抗側側力力構構件件起起到到水水平平的的約約束束和和協協同同作用用，，將將柱柱和和墻墻擰擰成成一一股股繩繩，，形形成成整整體體的、、從從而而也也是是有有效效的的抗抗側側力力體體系系。。尤尤其其對對于抵抵抗抗整整體體扭扭轉轉，，具具有有重重要要意意義義。。2）樓樓面面荷荷載載在在本本層層的的分分配配和和傳傳遞遞作作用用斜板板結結構構分分析析剪力力墻墻在在結結構構上上的的作作用用1）最最重重要要的的抗抗側側力力構構件件2）在在立立面面上上傳傳遞遞和和分分配配豎豎向向荷荷載載斜板板結結構構分分析析斜板板在在受受力力及及作作用用上上，，則則具具有有雙雙重重特特征征：：1）類類似似普普通通水水平平樓樓板板，，對對抗抗側側力力構構件件（（柱柱和和墻））具具有有水水平平協協同同作作用用、、并并且且也也可可以以傳傳遞遞和分配樓面荷荷載2）類似剪力墻墻，直接參與與抗側力，可可看作是一種傾斜的剪剪力墻3）坡度越大，，則墻的作用用越顯著4）坡度越小，，則水平樓板板的作用越顯顯著斜板結構分析析在結構設計上上應重視斜板板的作用實際上，斜板板的面內剛度度具有很大的的抗側力作用用和對周邊構構件的協同作作用，設計中中必須予以考考慮，如果忽略，結結構的整體振振動特性及斜斜板周邊構件件的受力情況況都可能失真真。這是斜板板與平板很大大的不同之處處。用PMSAP對同一斜屋面面結構采用兩兩種模型作作計算對比不考慮斜板的的計算模型考慮斜板的計計算模型考慮斜板時，，PMSAP會

自動生成成斜板的有限限元網格：考慮斜板時某某榀框架的梁梁端、柱端彎彎矩（正確）不考慮斜板時時的梁端、柱柱端彎矩（錯誤！）考慮斜板時梁梁的正確彎矩圖（俯視）不考慮斜板時時梁的錯誤彎矩圖（俯視）不考慮斜板造造成的結構自自振周期、以以及層間位移移誤差項目考慮斜板不考慮斜板誤差第一周期1.1551.1993.81%第二周期1.0811.1849.53%第三周期0.9120.9443.51%X風位移角1/22171/159538.99%Y風位移角1/19961/159625.06%X地震位移角1/18401/161513.93%Y地震位移角1/17341/16872.78%在PMSAP計算時，斜板板可采用下列列幾種計算方方式（在“補充建模””中指定）：1）定義成彈性性膜（忽略面面外抗彎剛度度，但可以完完成摟面荷載載倒算，此時時程序主要考考慮斜板的類類剪力墻作用用）2）定義成彈性性板6（同時時考慮面內抗抗剪及面外抗抗彎剛度，并并可給出斜板板本身的配筋筋設計）3）如果用戶不不做任何彈性性板指定，PMSAP將自動把斜板板考慮為彈性性膜。該處理理使得用戶不不做任何額外外的工作，即即可對斜板結結構進行合理理的分析和設設計應用PMSAP考慮斜板的方方式2.普通樓板板和斜板的整整體式式有限元分析析及配筋設計計樓板的三種分分析設計方式式逐房間計算并并配筋（PMCAD）將結構中的每每一個房間的的樓板取出，，看作一塊多多邊形板，板的的各條邊的邊邊界條件，都都取為固支、、簡支和自由由三種理想狀狀態之一，然然后計算板彎彎矩并配筋。。不能考慮同層層房間之間的的相互影響，，理想的邊界界條件與實際際的彈性支座座有明顯不同同；只考慮豎向恒恒、活荷載，，不能考慮水水平力的作用用；只考慮面外抗抗彎特性，不不能考慮面內內的平面應力力及其對承載載力的影響。。樓板的三種分分析設計方式式逐層計算并配配筋(SLABCAD)把結構中的每每個樓層單獨獨取出，把整整個樓層的板板作為計算模模型，本層及及上層的柱、、墻作為板的的彈性支座。。它可以考慮同同層房間之間間的相互影響響；以相鄰樓樓層柱、墻作作為彈性支座座，相對于理理想的三種邊邊界條件(固支、簡支和和自由)，精度有所改改善。不易準確考慮慮地震作用和和風荷載等水水平力的影響響。只考慮板的面面外抗彎特性性，難以準確確考慮板面內內的平面應力力及其對板承承載力的影響響。樓板的三種分分析設計方式式整體有限元分分析并配筋(PMSAP)將樓板定義成成彈性板，直直接組裝到整整體結構中去去。板的所有有應力和變形形結果，均如如同梁、柱、、墻一樣，從從整體分析中中得到，并以以此為基礎作作配筋。它不但可以考考慮同層房間間之間的相互互影響，也可可以考慮不同同樓層之間的的相互影響；；基于整體結結構計算的彈彈性支座剛度度，在有限元元意義下是準準確的。可以準確考慮慮地震作用和和風荷載等水水平力的影響響。既能考慮板的的面外抗彎特特性，又可以以準確考慮板板面內的平面面應力及其對對板承載力的的影響，對板板可進行偏心心受拉設計。。何時需要對樓樓板采用有限限元整體算法法進行分析和和配筋設計總原則：如果結構的某某些樓板（包包括平板和斜板）中存在在顯著的面內內應力和變形形，那么這些樓板就應應該采用整體體有限元分析析得到的內力結果進行行配筋設計。。通常，下列情情況的樓板應應定義成彈性性板做整體分析和和設計：應做整體分析析設計的樓板板多塔樓之間連連體部分的樓樓板以及與連連體直接連接接的兩側主體體結構的樓板板應做整體分析析設計的樓板板懸挑結構的樓樓板以及與懸懸挑結構交接接的主體結構構相應部位的的樓板。應做整體分析析設計的樓板板平面開大洞樓樓層的樓板應做整體分析析設計的樓板板平面有明顯的的突出或者凹凹入的樓層的的樓板應做整體分析析設計的樓板板所有的斜板應做整體分析析設計的樓板板大底盤多塔結結構的底盤頂頂層及相鄰樓樓層的樓板應做整體分析析設計的樓板板板柱體系或板板柱抗震墻體體系中的樓板板應整體分析設設計的樓板箱式轉換層上上下表面的樓樓板應整體分析設設計的樓板桁架轉換層上上下表面的樓樓板應做整體分析析設計的樓板板搭接塊轉換層層的樓板用PMSAP做復雜樓板的的配筋設計首先要在“補補充建模”模塊中，將需需要整體有限限元分析和配配筋設計的樓樓板定義成彈性板六（不不能定義成彈彈性板3或彈性膜）接著在PMSAP第三項菜單““參數補充及修修改”中，指定板板分析、設計計的控制參數數對板做整體分析設計時，板細分尺寸建議取為1米自動計算完畢畢查看板的分分析設計結果果有關板的整體分析和設設計結果，都都在這個菜單單里查看國家體育館：：SPASCAD建模，PMSAP分析、設計國家體育館由由北京院和城城建設計院聯聯合設計；PMSAP作為主要設計計程序，韓國國的MIDAS作為校核程序序；PMSAP提供了結構中中梁、柱、剪剪力墻及所有有樓板和看臺臺斜板的配筋結結果；工程實例：國國家體育館國家體育館全全貌：SPASCAD建模，PMSAP分析、設計國家體育館：：PMSAP計算的扭轉振振型國家體育館：：PMSAP給出的梁、柱柱、剪力墻配配筋簡圖國家體育館：：PMSAP自動生成的樓樓板、斜看臺臺板的有限元元網格國家體育館：：PMSAP輸出的樓板、、斜看臺板的的撓度云斑圖圖國家體體育館館：PMSAP輸出的的樓板板、斜斜看臺臺板的的彎矩矩云斑斑圖國家體體育館館：PMSAP給出的的樓板板、斜斜看臺臺板的的配筋筋簡圖圖樓板配配筋圖圖局部部（形形心，，邊界界，cm2/m））配筋面面積（（cm2/m））配筋走走向(度)3.箱箱形轉轉換結結構分分析設設計(轉換換墻)箱形轉轉換結結構分分析設設計方方法轉換結結構按按照大大梁輸輸入(SATWE,PMSAP）按照桿桿系輸輸入并并計算算；轉換大大梁與與上下下層柱柱、墻墻之間間的連連接關關系模模擬地地較粗粗略,計算誤誤差大大；不能考考慮盒盒子效效應（（上下下表面面的樓樓板看看作轉轉換梁梁的上上下翼翼緣而而形成成的工工形截截面））；可直接接按照照轉換換梁進進行內內力調調節、、并給給出配配筋設設計；；箱形轉轉換結結構分分析設設計方方法轉換結結構按按照剪剪力墻墻輸入入（PMSAP）PMSAP中把““按照照剪力力墻輸輸入的的水平平轉換換構件件”稱稱作““轉換墻墻”。PMSAP對轉換換墻按按照細細分殼殼元作作有限限元分分析，，可以以準確確模擬擬上下下層之之間的的連接接關系系及盒盒子效效應。。不同于于一般般剪力力墻（（積分分出頂頂底截截面內內力）），轉轉換墻墻在內內力積積分時時，則則直接接積分分出左左右截截面及及中間間各截截面的的“梁梁式內內力””，再再按照照轉換換梁的的規范范要求求進行行內力力調節節、最最終給給出配配筋設設計。。箱形轉轉換結結構分分析設設計箱形轉換按梁輸入箱形轉換按墻輸入箱形轉轉換結結構分分析設設計箱形轉換按墻輸入箱形轉換按梁輸入兩種輸輸入模模型幾幾何形形態上上無區區別，，但墻墻是二二維單單元，，梁是一維維單元，，連接和和傳力都都有較大大區別箱形轉換換結構分分析設計計轉換結構構按墻輸輸入并考考慮彈性性樓板后后形成的的“盒子子”頂面面和底面面轉換結構構按墻輸輸入時，，PMSAP自動生成成的轉換換墻和墻墻頂樓板板的有限限元網格格轉換結構構按墻輸輸入時，，轉換墻墻和墻頂頂、墻底底樓板的的有限元元網格箱形轉換換結構分分析設計計箱形轉換換按墻輸入入時，在這這里查看配配筋結果和和控制內內力轉換墻配筋簡圖圖底部主筋筋B頂部主筋筋T和箍筋G（cm2）點開這個文本本文件查查看轉換換墻的詳詳細控制制內力和和設計結結果轉換墻的的梁式彎矩矩包絡圖轉換墻剪力包包絡圖箱形轉換換結構分分析設計計:兩兩種模型型比較項目轉換墻轉換梁誤差第一周期1.7261.96013.56%第二周期1.6471.7063.58%第三周期1.5911.6403.08%X風位移角1/66431/64013.78%Y風位移角1/66641/513529.78%X地震位移角1/18291/17922.06%Y地震位移角1/17521/136728.16%X地震力3.83%3.74%-2.35%Y地震力3.59%3.49%-2.79%

左截面中截面右截面恒載彎矩墻-22601433-2314梁-40242411-3555

78%68%53%包絡彎矩墻-43182413-4977梁-61214613-6611

42%91%33%恒載剪力墻2632215-3480梁178436-3006

-32%-83%-14%包絡剪力墻48029118755梁30798996862

-36%-1%-22%箱形轉換換結構分分析設計計:兩兩種模型型比較箱形轉換換結構分分析設計計：結論論1相對對于桿系系模型，，轉換墻墻模型可可以更準準確地分分析箱形轉轉換結構構，理論論上更為為先進。。2梁模模型算得得的層間間位移偏偏大[30%]，結結構偏柔柔。3梁模模型計算算得到的的轉換梁梁剪力普普遍偏小小[-36%]，轉換梁彎彎矩則普普遍偏大大[78%]，，因而會會出現主主筋過于保守守而箍筋筋不足的的現象，，不排除除抗剪問問題隱患患。4具體設計計時：整體控制制（位移移、周期期等）宜采用轉轉換墻結結果；轉換構件件主筋設設計可以以取梁模模型的結結果；轉換構件件箍筋設設計則應應取轉換換墻模型型的結果果；4.人防防外墻和和頂板的的

有限限元整體體分析和和配筋設設計人防外墻墻和頂板板的設計計簡化算法法（SATWE）中間墻段段計算模型型1頂部墻段段計算模模型2程序取4倍墻高高作為計計算寬度度，左右右下三面面嵌固，，頂部取嵌固與與簡支兩兩種邊條條件，按按照雙向向板計算算，取兩兩種模型計算算彎矩的的平均值值作為設設計彎矩矩，設計計軸力取取為重力荷載載代表值值產生的的軸力。。按模型1得到的的面外彎彎矩按模型2得到的的面外彎彎矩驗算時采采用的面面外彎矩矩面內墻長長取4倍倍的墻高高人防外墻墻和頂板板的設計計H4H簡化算法法(SATWE)三維有限限元算法法（PMSAP）人防外墻墻和頂板板的設計計PMSAP采用”同時考慮慮頂板和和外墻的的整體計計算模型型”三維有限限元算法法(PMSAP)人防外墻墻和頂板板的設計計PMSAP會自動剖剖分頂板板和外墻墻的有限限元網格格三維有限限元算法法(PMSAP)人防外墻墻和頂板板的設計計PMSAP:頂板和外外墻的有有限元網網格圖的的局部放放大用PMSAP做人防外外墻和頂頂板的設設計首先在此此處定義義人防參參數及水水土壓力力信息如何應用用PMSAP進行人防防外墻和和頂板的的整體有有限元分分析如需設計計人防頂頂板，則則要在PMSAP的補充建建模菜單單中交互互定義人人防板為為彈性板板6如何應用用PMSAP進行人防防外墻和和頂板的的整體有有限元分分析做墻的面面外計算算時（包包括人防防、水土土壓力）），應選選細分模模型；墻墻側節點點按照出出口處理理；細分分尺寸不不宜太大大，建議議取為1M如何應用用PMSAP進行人防防外墻和和頂板的的整體有有限元分分析人防外墻墻和頂板板的設計計用PMSAP進行人防防外墻和和頂板的的整體有限元分分析和配配筋設計計總結：：按照實際際情況定定義人防防頂板為為彈性板板6定義人防防等級、、層數、、荷載等等信息以以及水土土壓力信信息定義墻模模型為細細分模型型，并選選墻側節節點做出出口，同同時指定樓板與與墻的細細分尺寸寸（建議議取為1M）做完了前前面三步步，PMSAP即可對人人防頂板板和地下下室外墻墻進行全自自動的網網格剖分分，做準準確的有有限元分分析。5.依據人防防規范對對人防層層的梁、、板、柱柱、墻給給出配筋筋設計PMSAP程序中考考慮人防防組合及及水土壓壓力組合合：351.00*DL0.50*LL1.00*ADV361.20*DL0.60*LL1.00*ADV371.00*DL0.50*LL1.00*WSP1.00*ADV1.00*ADH381.20*DL0.60*LL1.20*WSP1.00*ADV1.00*ADH391.00*DL0.50*LL1.00*WSP1.20*DL0.60*LL1.20*WSPDL:恒荷載LL:活荷載ADV:頂板人防防荷載QE1ADH:外墻人防防荷載QE2WSP:水土壓力力荷載人防外墻墻和頂板板的設計計人防外墻墻和頂板板的設計計PMSAP人防荷載載與水土土壓力的的作用方方式PMSAP地下室構構件的人人防設計計技術條條件(1)材材料動動力設計計強度的的調整砼、鋼筋筋和鋼材材的動力力強度設設計值取取靜荷載載作用下下的強度設設計值乘乘以強度度綜合調調整系數數rd，rd按第4.6.3條條和表4.6.3取值值。(2)砼砼強度度的修正正①進行行鋼筋砼砼梁斜截截面承載載力驗算算時，考考慮了砼砼強度等等級影響的修修正（有有關公式式見4.6.7條）。。②進行行梁、柱柱斜截面面承載力力驗算時時，砼的的動力強強度設計計值乘以折減減系數0.8（（見4.6.8條）。。③進行行墻、柱柱受壓構構件正截截面承載載力驗算算時，砼砼軸心抗抗壓動力強度度設計值值乘以折折減系數數0.8（見4.6.9條））。(3)鋼鋼筋砼砼構件縱縱向鋼筋筋的最小小配筋率率鋼筋砼構構件縱向向鋼筋的的配筋率率最小值值按4.7.7表取值值（見4.7.7條）。。人防外墻墻和頂板板的設計計PMSAP整體有限限元法給給出的人人防墻在在側向人人防荷載載作用下下的變形形圖PMSAP整體有限限元法給給出的人人防墻在側向人人防荷載載作用下下的變形形圖：局局部在這個菜