计算机辅助结构设计PKPM-毕业答辩常见问题答案
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编辑：土木龙
注：各题后括号内表示《高层建筑框架—剪力墙结构设计》一书的页码，该页码内有相关问题的参考答案。
12.1 现有结构计算软件采用的力学模型有几种？各是什么？各有什么特点。
第一种类型称为空间杆件—薄壁杆件模型，第二种类型称为板—梁墙元或空间膜元，第三种类型称为空间杆件—空间墙元，第四种类型称为墙组元模型，
12.2 什么情况下需要采用不同力学模型的结构分析软件的整体计算
1）体型复杂、结构布置复杂的高层建筑，应采用至少两个不同力学模型的结构分析软件进行整体计算。
2）B级高度的高层建筑结构和《高规》第10章规定的复杂高层建筑结构，应采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力和位移计算。
12.3 什么情况下需要进行时程分析计算？
7~9度抗震设防的高层建筑，下列情况应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算：
甲类高层建筑结构；
表1.1所列的乙、丙类高层建筑结构；
表1.1 采用时程分析法的高层建筑结构
12.5 地面层对应的结构层号？
地面层是指建筑物在地面上的第一层.在工程计算中,往往将地面以下各层与地面上建筑物一起联合计算,而地面以下各层没有风荷载,当没有地下层参与计算时取0。当基础梁计算时设为1。在这里地下室的水平位移没有设为0，否则上部结构的剪力不能传到地下室。
12.6 对于无地下室的工程，基础梁作为一层录入，其层高输多少为宜？是否应把基础梁定义为地下室？
层高宜为一米左右，用SSW计算时可把基础梁定义为地下室。但是，由于层高问题，所以地梁层刚度会较大，SS/SSW计算结果总信息中有关此层的侧向刚度信息可不予考虑。
12.7 什么情况下考虑竖向地震？
（1）、8、9度抗震设计时，高层建筑中的大跨度和长悬臂结构（如结构转换层中的转换构件、跨度大于24m的楼盖或屋盖、悬挑大于2m的水平悬臂构件等）应考虑竖向地震作用。
（2）、地震烈度在9度以上的建筑。
12.8 什么情况下应考虑模拟施工？
一般计算时，竖向荷载是结构整体完成后在整个结构上一次施加的，没有考虑施工过程逐层加载，逐层找平的因素，这样对轴向变形往往偏大，使得结构的上层构件计算结果与实际不符，特别是结构竖向构件刚度分布不均匀或结构层数较多时，其计算结果影响更大，有的梁端弯矩会出现反向，有的柱也会出现拉力现象。模拟施工的计算过程，可以克服上述的问题。在施工过程中，在某一层加载时，该层及其以下各层的变形不受该层以上各层的影响，而且也不影响上面各层。
12.9 为什么要进行连梁刚度折减？
连梁是指两端与剪力墙相连的梁，由于连梁跨度小，截面高度大，刚度大，因而计算的弯矩、剪力很大，配筋困难。除采取加宽洞口、减小梁高外可利用连梁刚度折减系数减小连梁内力，为避免连梁开裂过大。连梁刚度折减系数不小于0.55，一般工程取0.7，连梁刚度不折减时取1。
12.10 梁刚度增大系数调整的概念
框架梁按矩形部分输入截面尺寸并计算其刚度，考虑楼板整浇时实际刚度大于按矩形部分的刚度，梁刚度增大系数取值不大于2；装配式结构梁按矩形计算取1。该系数对连梁不起作用。
12.11 基本风压取的是设计值还是标准值
基本风压由《建筑结构荷载规范》GB50009-2001附录D4中的全国基本风压分布图查得工程所在地的基本风压，输入的是标准值。
12.12 风荷载的体型系数如何确定？
1）、房屋与《建筑结构荷载规范》表7.3.1中的体型类同时，可按该表的规定采用；
2）、房屋与《建筑结构荷载规范》表7.3.1中的体型不同时，可参考有关资料采用；
3）、房屋与《建筑结构荷载规范》表7.3.1中的体型不同且无参考资料可借鉴时，宜由风洞试验确定；
4）、对重要且体型复杂的房屋，应由风洞试验确定。
12.13 偶然偏心与双向地震扭转是否同时考虑？
双向地震作用计算与偶然偏心不同时考虑，否则扭转计算太过保守。一般取两者计算的小值，但高层结构必须考虑偶然偏心。
12.14 周期折减系数的概念？
计算中只考虑了梁、柱、剪力墙的刚度，框架、框--剪结构填充墙的刚度在计算中没有考虑。因此，在计算地震作用前必须考虑填充砖墙刚度对结构周期的影响，对计算周期予以折减。根据填充墙的多少，框架结构周期折减系数取0.6～0.7，框剪结构周期折减系数取0.7～0.8，空旷房屋及剪力墙结构周期不折减，周期折减系数取1.0。周期折减反映在地震作用上，输出的周期值不作折减。
12.15 什么情况下考虑扭转耦连作用计算
质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况应计算单向水平地震作用下的扭转影响；
B级高度的高层建筑结构和《高规》第10章规定的复杂高层建筑在抗震计算时，宜考虑平扭耦连计算结构的扭转效应。
12.16 为什么要进行框架剪力调整？
对于框架-剪力墙结构，剪力墙的刚度很大，吸收了大量的地震力，当发生超值地震时，剪力墙开裂退出工作，这时所有的外力由框架承受，变得很不安全，为此人为设置框架部分承担20％的基底剪力。按此方法调整框架内力，对结构上下刚度较均匀时，调整结果比较理想，但对结构上下刚度变化较大的结构，宜采用分段进行调整。其基底剪力即为每一段最下一层的总剪力。
12.17 为什么设梁端弯矩调幅系数？
在竖向荷载作用下梁端有较大的负弯矩，按此弯矩配的负筋太多，施工困难，可考虑混凝土的塑性变形内力重分布，适当减少支坐负弯矩，相应增大跨中正弯矩。调幅系数取值范围0.7-1.0，一般不小于0.8，不调幅时取1。采用此项调整时，悬臂梁梁端负弯矩不能折减。
12.18 振型数取多少合适？
SSW考虑扭转耦联计算，振型数最好大于等于9。一般按层数少时≤3倍层数；层数多时≥3倍层数，（以10层为分界）。振型数的大小与结构层数及结构形式有关，当结构层数较多或结构层刚度突变较大时，振型数也应取得多些，如顶部有小塔楼、转换层等结构形式。对于多塔结构振型数可取大于等于18，对大于双塔的结构则应更多。采用有效质量系数≧90%来判定振型数是否足够。
12.19 有梁跨中弯矩增大系数，为什么支座弯矩不增大？
根据“强柱弱梁”原则，支座弯矩不宜增大。
12.20 地震作用方向如何确定？
一般取刚度最强和刚度最弱的两个方向是最理想的地震作用方向。规则的异形柱结构至少设置四个地震方向：00，450，900，1350。还应计算斜交抗侧力构件方向的水平地震作用。
12.21 短肢剪力墙的抗震等级可不可以按高规要求自动提高抗震等级？
短肢剪力墙的抗震等级设计人员可以用录入系统---墙柱编辑---修改墙柱---抗震等级按扭进行指定。
12.22 自振周期太大说明什么？如何调整？
自振周期大小与层高、质量、构件布置都有关。用作定量判断的指标不合适。
一个振型的反应能量可以拆分成平动能量和转动能量，当平动成分大于扭转成分，把这个振型叫做侧移振型，反之叫做扭转振型。
12.23 对高层建筑：第一扭转周期/第一平动周期值在什么范围适合，不符合时如何调整？
高规4.3.5规定，扭转第一周期与平动第一周期之比，A级高度不应大于0.9，B级、复杂高层不应大于0.85。当扭转周期靠前时说明抗扭刚度相对抗侧刚度不足，结构外弱内强，这与结构的对称性没有关系，对此有两种处理方法：加强两侧刚度；削弱内筒刚度（削弱内筒即削弱侧刚）。
12.24 如何进行侧向刚度控制？
侧向刚度小于相邻上一层70%，或小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%，则该结构为竖向不规则类型。该层（薄弱层）的地震剪力应乘以1.15的增大系数，且其抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%。
12.25 轴压比是什么内力组合算出的？
对进行地震作用计算的结构，采用最大地震作用组合轴力设计值（6,7度时，1.35恒载+0.98活载通常是最大轴力组合，此组在计算轴压比时被忽略）；对不进行地震作用计算的结构，取最大轴力设计值。
12.1 现有结构计算软件采用的力学模型有几种？各是什么？各有什么特点。
第一种类型称为空间杆件—薄壁杆件模型，第二种类型称为板—梁墙元或空间膜元，第三种类型称为空间杆件—空间墙元，第四种类型称为墙组元模型，
12.2 什么情况下需要采用不同力学模型的结构分析软件的整体计算
1）体型复杂、结构布置复杂的高层建筑，应采用至少两个不同力学模型的结构分析软件进行整体计算。
2）B级高度的高层建筑结构和《高规》第10章规定的复杂高层建筑结构，应采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力和位移计算。
12.3 什么情况下需要进行时程分析计算？
7~9度抗震设防的高层建筑，下列情况应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算：
甲类高层建筑结构；
表1.1所列的乙、丙类高层建筑结构；
表1.1 采用时程分析法的高层建筑结构
| 设防烈度、场地类别 |
建筑高度范围 |
| 8度Ⅰ、Ⅱ类场地和7度 | ＞100m |
| 8度Ⅲ、Ⅳ类场地 | ＞80m |
| 9度 | ＞60m |
- 不满足《高规》第4.4.2~4.4.5条规定（即结构竖向布置不规则）的高层建筑结构；
- 《高规》第10章规定的复杂高层建筑结构（带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等）；
- 质量沿竖向分布特别不均匀的高层建筑结构；
- 结构顶层取消部分墙柱形成空旷房间时，应进行弹性动力时程分析计算并采取有效构造措施。
12.4 广厦中结构计算的总层数指的是什么层？
以楼板和其下的柱、墙作为同一层，对有小塔楼的结构，总层数计算到塔楼顶，有地下室时总层数包括地下室。楼层编号顺序由下到上。对多塔结构，每个塔块连续编号，且由底盘开始编号，再编层数少的塔楼，后编层数多的塔楼。对错层结构，每一刚性楼板层可编为一个结构计算层。
12.5 地面层对应的结构层号？
地面层是指建筑物在地面上的第一层.在工程计算中,往往将地面以下各层与地面上建筑物一起联合计算,而地面以下各层没有风荷载,当没有地下层参与计算时取0。当基础梁计算时设为1。在这里地下室的水平位移没有设为0，否则上部结构的剪力不能传到地下室。
12.6 对于无地下室的工程，基础梁作为一层录入，其层高输多少为宜？是否应把基础梁定义为地下室？
层高宜为一米左右，用SSW计算时可把基础梁定义为地下室。但是，由于层高问题，所以地梁层刚度会较大，SS/SSW计算结果总信息中有关此层的侧向刚度信息可不予考虑。
12.7 什么情况下考虑竖向地震？
（1）、8、9度抗震设计时，高层建筑中的大跨度和长悬臂结构（如结构转换层中的转换构件、跨度大于24m的楼盖或屋盖、悬挑大于2m的水平悬臂构件等）应考虑竖向地震作用。
（2）、地震烈度在9度以上的建筑。
12.8 什么情况下应考虑模拟施工？
一般计算时，竖向荷载是结构整体完成后在整个结构上一次施加的，没有考虑施工过程逐层加载，逐层找平的因素，这样对轴向变形往往偏大，使得结构的上层构件计算结果与实际不符，特别是结构竖向构件刚度分布不均匀或结构层数较多时，其计算结果影响更大，有的梁端弯矩会出现反向，有的柱也会出现拉力现象。模拟施工的计算过程，可以克服上述的问题。在施工过程中，在某一层加载时，该层及其以下各层的变形不受该层以上各层的影响，而且也不影响上面各层。
12.9 为什么要进行连梁刚度折减？
连梁是指两端与剪力墙相连的梁，由于连梁跨度小，截面高度大，刚度大，因而计算的弯矩、剪力很大，配筋困难。除采取加宽洞口、减小梁高外可利用连梁刚度折减系数减小连梁内力，为避免连梁开裂过大。连梁刚度折减系数不小于0.55，一般工程取0.7，连梁刚度不折减时取1。
12.10 梁刚度增大系数调整的概念
框架梁按矩形部分输入截面尺寸并计算其刚度，考虑楼板整浇时实际刚度大于按矩形部分的刚度，梁刚度增大系数取值不大于2；装配式结构梁按矩形计算取1。该系数对连梁不起作用。
12.11 基本风压取的是设计值还是标准值
基本风压由《建筑结构荷载规范》GB50009-2001附录D4中的全国基本风压分布图查得工程所在地的基本风压，输入的是标准值。
12.12 风荷载的体型系数如何确定？
1）、房屋与《建筑结构荷载规范》表7.3.1中的体型类同时，可按该表的规定采用；
2）、房屋与《建筑结构荷载规范》表7.3.1中的体型不同时，可参考有关资料采用；
3）、房屋与《建筑结构荷载规范》表7.3.1中的体型不同且无参考资料可借鉴时，宜由风洞试验确定；
4）、对重要且体型复杂的房屋，应由风洞试验确定。
12.13 偶然偏心与双向地震扭转是否同时考虑？
双向地震作用计算与偶然偏心不同时考虑，否则扭转计算太过保守。一般取两者计算的小值，但高层结构必须考虑偶然偏心。
12.14 周期折减系数的概念？
计算中只考虑了梁、柱、剪力墙的刚度，框架、框--剪结构填充墙的刚度在计算中没有考虑。因此，在计算地震作用前必须考虑填充砖墙刚度对结构周期的影响，对计算周期予以折减。根据填充墙的多少，框架结构周期折减系数取0.6～0.7，框剪结构周期折减系数取0.7～0.8，空旷房屋及剪力墙结构周期不折减，周期折减系数取1.0。周期折减反映在地震作用上，输出的周期值不作折减。
12.15 什么情况下考虑扭转耦连作用计算
质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况应计算单向水平地震作用下的扭转影响；
B级高度的高层建筑结构和《高规》第10章规定的复杂高层建筑在抗震计算时，宜考虑平扭耦连计算结构的扭转效应。
12.16 为什么要进行框架剪力调整？
对于框架-剪力墙结构，剪力墙的刚度很大，吸收了大量的地震力，当发生超值地震时，剪力墙开裂退出工作，这时所有的外力由框架承受，变得很不安全，为此人为设置框架部分承担20％的基底剪力。按此方法调整框架内力，对结构上下刚度较均匀时，调整结果比较理想，但对结构上下刚度变化较大的结构，宜采用分段进行调整。其基底剪力即为每一段最下一层的总剪力。
12.17 为什么设梁端弯矩调幅系数？
在竖向荷载作用下梁端有较大的负弯矩，按此弯矩配的负筋太多，施工困难，可考虑混凝土的塑性变形内力重分布，适当减少支坐负弯矩，相应增大跨中正弯矩。调幅系数取值范围0.7-1.0，一般不小于0.8，不调幅时取1。采用此项调整时，悬臂梁梁端负弯矩不能折减。
12.18 振型数取多少合适？
SSW考虑扭转耦联计算，振型数最好大于等于9。一般按层数少时≤3倍层数；层数多时≥3倍层数，（以10层为分界）。振型数的大小与结构层数及结构形式有关，当结构层数较多或结构层刚度突变较大时，振型数也应取得多些，如顶部有小塔楼、转换层等结构形式。对于多塔结构振型数可取大于等于18，对大于双塔的结构则应更多。采用有效质量系数≧90%来判定振型数是否足够。
12.19 有梁跨中弯矩增大系数，为什么支座弯矩不增大？
根据“强柱弱梁”原则，支座弯矩不宜增大。
12.20 地震作用方向如何确定？
一般取刚度最强和刚度最弱的两个方向是最理想的地震作用方向。规则的异形柱结构至少设置四个地震方向：00，450，900，1350。还应计算斜交抗侧力构件方向的水平地震作用。
12.21 短肢剪力墙的抗震等级可不可以按高规要求自动提高抗震等级？
短肢剪力墙的抗震等级设计人员可以用录入系统---墙柱编辑---修改墙柱---抗震等级按扭进行指定。
12.22 自振周期太大说明什么？如何调整？
自振周期大小与层高、质量、构件布置都有关。用作定量判断的指标不合适。
一个振型的反应能量可以拆分成平动能量和转动能量，当平动成分大于扭转成分，把这个振型叫做侧移振型，反之叫做扭转振型。
12.23 对高层建筑：第一扭转周期/第一平动周期值在什么范围适合，不符合时如何调整？
高规4.3.5规定，扭转第一周期与平动第一周期之比，A级高度不应大于0.9，B级、复杂高层不应大于0.85。当扭转周期靠前时说明抗扭刚度相对抗侧刚度不足，结构外弱内强，这与结构的对称性没有关系，对此有两种处理方法：加强两侧刚度；削弱内筒刚度（削弱内筒即削弱侧刚）。
12.24 如何进行侧向刚度控制？
侧向刚度小于相邻上一层70%，或小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%，则该结构为竖向不规则类型。该层（薄弱层）的地震剪力应乘以1.15的增大系数，且其抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%。
12.25 轴压比是什么内力组合算出的？
对进行地震作用计算的结构，采用最大地震作用组合轴力设计值（6,7度时，1.35恒载+0.98活载通常是最大轴力组合，此组在计算轴压比时被忽略）；对不进行地震作用计算的结构，取最大轴力设计值。