1、結(jié)構(gòu)計算軟件的局限性、適用性和近似性。
隨著計算機結(jié)構(gòu)分析軟件的廣泛應(yīng)用和普及，它使人們擺脫了過去必須進行的大量的手工計算，使人們的工作效率得以大幅度的提高。與此同時，人們對結(jié)構(gòu)計算軟件的依賴性也越來越大，有時甚至過分地相信計算軟件，而忽略了結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的重要性。由于種種原因，目前的結(jié)構(gòu)計算軟件總是存在著一定的局限性、適用性和近似性，并非萬能。如：結(jié)構(gòu)的模型化誤差；非結(jié)構(gòu)構(gòu)件對結(jié)構(gòu)剛度的影響；樓板對結(jié)構(gòu)剛度的影響；溫度變化在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中產(chǎn)生的應(yīng)力；結(jié)構(gòu)的實際阻尼（比）；回填土對地下室約束相對剛度比；地基基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的相互作用等等。有些影響因素目前還無法給出準確的模型描述，也只能給出簡化的表達或簡單的處理，受人為影響較大。加之，建筑體型越來越復雜，這就對結(jié)構(gòu)計算軟件提出了更高的要求，而軟件本身往往又存在一定的滯后性。正是因為如此，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)對所用計算軟件的基本假定、力學模型及其適用范圍有所了解，并應(yīng)對計算結(jié)果進行分析判斷確認其正確合理、有效后方可用于工程設(shè)計。
2、現(xiàn)階段常用的結(jié)構(gòu)分析模型
實際結(jié)構(gòu)是空間的受力體系，但不論是靜力分析還是動力分析，往往必須采取一定的簡化處理，以建立相應(yīng)的計算簡圖或分析模型。目前，常用的結(jié)構(gòu)分析模型可分為兩大類：第一類為平面結(jié)構(gòu)空間協(xié)同分析模型；另一類為三維空間有限元分析模型。
1） 平面結(jié)構(gòu)空間協(xié)同分析模型。將結(jié)構(gòu)劃分若干片正交或斜交的平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，但對任意方向的水平荷載和水平地震作用，所有正交或斜交的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)均參與工作，并按空間位移協(xié)調(diào)條件進行水平力的分配。樓板假定在其自身平面內(nèi)剛度無限大。這一分析模型目前已經(jīng)很少采用。其主要適用于平面布置較為規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)、框－剪結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等。
2） 三維空間有限元分析模型。將建筑結(jié)構(gòu)作為空間體系，梁、柱、支撐均采用空間桿單元，剪力墻單元模型目前國內(nèi)有薄壁桿件模型、空間膜元模型、板殼單元模型以及墻組元模型。樓板可假定為彈性，也可假定在其自身平面內(nèi)剛度無限大，還可假定樓板分塊無限剛。該模型以節(jié)點位移為未知量，由矩陣位移法形成線性方程組求解。
3、常用結(jié)構(gòu)計算軟件
多、高層結(jié)構(gòu)的基本受力構(gòu)件有柱、梁、支撐、剪力墻和樓板。柱、梁及支撐均為一維構(gòu)件，可用空間桿單元來模擬其受力狀態(tài)?？臻g桿單元的每個端點有6個自由度，即3個平動自由度和3個轉(zhuǎn)角自由度。對一維構(gòu)件，各種有限元分析軟件對這類構(gòu)件的模型化假定差異不大。剪力墻和普通樓板均為二維構(gòu)件，這兩種構(gòu)件的模型化假定是關(guān)鍵，它直接決定了多、高層結(jié)構(gòu)分析模型的科學性，同時也決定了軟件分析結(jié)果的精度和可信度。目前國內(nèi)外流行的幾個結(jié)構(gòu)計算軟件對剪力墻和樓板的模型化假定差異較大。現(xiàn)進行分述。
3.1 TAT結(jié)構(gòu)計算軟件TAT是由中國建筑科學研究院開發(fā)的建筑結(jié)構(gòu)專用軟件，采用菜單操作，圖形化輸入幾何數(shù)據(jù)和荷載數(shù)據(jù)。程序?qū)袅Σ捎瞄_口薄壁桿件模型，并假定樓板在平面內(nèi)剛度無限大，平面外剛度為零。這使得結(jié)構(gòu)的自由度大為減少，計算分析得到一定程度的簡化，從而大大提高了計算效率。薄壁桿件模型采用開口薄壁桿件理論，將整個平面聯(lián)肢墻或整個空間剪力墻模擬為開口薄壁桿件，每個桿件有兩個端點，每個端點有7個自由度，前6個自由度的含義與空間桿單元相同，第7個自由度是用來描述薄壁桿件截面翹曲的。開口薄壁桿件模型的基本假定為：1） 在線彈性條件下，桿件截面外形輪廓線在其自身平面內(nèi)保持不變，在平面外可以翹曲，同時忽略其剪切變形的影響。這一假定實際上增大了結(jié)構(gòu)的剛度，薄壁桿件單元及其墻肢越多，則結(jié)構(gòu)剛度增大的程度越高。
2） 將同一層彼此相連的剪力墻墻肢作為一個薄壁桿件單元，將上下層剪力墻洞口之間的部分作為連梁單元。這一假定將實際結(jié)構(gòu)中連梁對墻肢的線約束簡化為點約束，削弱了連梁對墻肢的約束，從而消弱了結(jié)構(gòu)的剛度。連梁越多，連梁的高度越大，則結(jié)構(gòu)剛度消弱越大。
3） 引入樓板在其自身平面內(nèi)剛度無限大，而平面外剛度為零的假定。
隨著計算機結(jié)構(gòu)分析軟件的廣泛應(yīng)用和普及，它使人們擺脫了過去必須進行的大量的手工計算，使人們的工作效率得以大幅度的提高。與此同時，人們對結(jié)構(gòu)計算軟件的依賴性也越來越大，有時甚至過分地相信計算軟件，而忽略了結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的重要性。由于種種原因，目前的結(jié)構(gòu)計算軟件總是存在著一定的局限性、適用性和近似性，并非萬能。如：結(jié)構(gòu)的模型化誤差；非結(jié)構(gòu)構(gòu)件對結(jié)構(gòu)剛度的影響；樓板對結(jié)構(gòu)剛度的影響；溫度變化在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中產(chǎn)生的應(yīng)力；結(jié)構(gòu)的實際阻尼（比）；回填土對地下室約束相對剛度比；地基基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的相互作用等等。有些影響因素目前還無法給出準確的模型描述，也只能給出簡化的表達或簡單的處理，受人為影響較大。加之，建筑體型越來越復雜，這就對結(jié)構(gòu)計算軟件提出了更高的要求，而軟件本身往往又存在一定的滯后性。正是因為如此，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)對所用計算軟件的基本假定、力學模型及其適用范圍有所了解，并應(yīng)對計算結(jié)果進行分析判斷確認其正確合理、有效后方可用于工程設(shè)計。
2、現(xiàn)階段常用的結(jié)構(gòu)分析模型
實際結(jié)構(gòu)是空間的受力體系，但不論是靜力分析還是動力分析，往往必須采取一定的簡化處理，以建立相應(yīng)的計算簡圖或分析模型。目前，常用的結(jié)構(gòu)分析模型可分為兩大類：第一類為平面結(jié)構(gòu)空間協(xié)同分析模型；另一類為三維空間有限元分析模型。
1） 平面結(jié)構(gòu)空間協(xié)同分析模型。將結(jié)構(gòu)劃分若干片正交或斜交的平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，但對任意方向的水平荷載和水平地震作用，所有正交或斜交的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)均參與工作，并按空間位移協(xié)調(diào)條件進行水平力的分配。樓板假定在其自身平面內(nèi)剛度無限大。這一分析模型目前已經(jīng)很少采用。其主要適用于平面布置較為規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)、框－剪結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等。
2） 三維空間有限元分析模型。將建筑結(jié)構(gòu)作為空間體系，梁、柱、支撐均采用空間桿單元，剪力墻單元模型目前國內(nèi)有薄壁桿件模型、空間膜元模型、板殼單元模型以及墻組元模型。樓板可假定為彈性，也可假定在其自身平面內(nèi)剛度無限大，還可假定樓板分塊無限剛。該模型以節(jié)點位移為未知量，由矩陣位移法形成線性方程組求解。
3、常用結(jié)構(gòu)計算軟件
多、高層結(jié)構(gòu)的基本受力構(gòu)件有柱、梁、支撐、剪力墻和樓板。柱、梁及支撐均為一維構(gòu)件，可用空間桿單元來模擬其受力狀態(tài)?？臻g桿單元的每個端點有6個自由度，即3個平動自由度和3個轉(zhuǎn)角自由度。對一維構(gòu)件，各種有限元分析軟件對這類構(gòu)件的模型化假定差異不大。剪力墻和普通樓板均為二維構(gòu)件，這兩種構(gòu)件的模型化假定是關(guān)鍵，它直接決定了多、高層結(jié)構(gòu)分析模型的科學性，同時也決定了軟件分析結(jié)果的精度和可信度。目前國內(nèi)外流行的幾個結(jié)構(gòu)計算軟件對剪力墻和樓板的模型化假定差異較大。現(xiàn)進行分述。
3.1 TAT結(jié)構(gòu)計算軟件TAT是由中國建筑科學研究院開發(fā)的建筑結(jié)構(gòu)專用軟件，采用菜單操作，圖形化輸入幾何數(shù)據(jù)和荷載數(shù)據(jù)。程序?qū)袅Σ捎瞄_口薄壁桿件模型，并假定樓板在平面內(nèi)剛度無限大，平面外剛度為零。這使得結(jié)構(gòu)的自由度大為減少，計算分析得到一定程度的簡化，從而大大提高了計算效率。薄壁桿件模型采用開口薄壁桿件理論，將整個平面聯(lián)肢墻或整個空間剪力墻模擬為開口薄壁桿件，每個桿件有兩個端點，每個端點有7個自由度，前6個自由度的含義與空間桿單元相同，第7個自由度是用來描述薄壁桿件截面翹曲的。開口薄壁桿件模型的基本假定為：1） 在線彈性條件下，桿件截面外形輪廓線在其自身平面內(nèi)保持不變，在平面外可以翹曲，同時忽略其剪切變形的影響。這一假定實際上增大了結(jié)構(gòu)的剛度，薄壁桿件單元及其墻肢越多，則結(jié)構(gòu)剛度增大的程度越高。
2） 將同一層彼此相連的剪力墻墻肢作為一個薄壁桿件單元，將上下層剪力墻洞口之間的部分作為連梁單元。這一假定將實際結(jié)構(gòu)中連梁對墻肢的線約束簡化為點約束，削弱了連梁對墻肢的約束，從而消弱了結(jié)構(gòu)的剛度。連梁越多，連梁的高度越大，則結(jié)構(gòu)剛度消弱越大。
3） 引入樓板在其自身平面內(nèi)剛度無限大，而平面外剛度為零的假定。