常用结构计算软件与结构概念设计.docx
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2022-11-21
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常用结构计算软件与结构概念设计
� 简介：实际结构是空间的受力体系，但不论是静力分析还是动力分析，往往必须采
取一定的简化处理，以建立相应的计算简图或分析模型。目前，常用的结构分析模
型可分为两大类：第一类为平面结构空间协同分析模型；另一类为三维空间有限元
分析模型。
1、结构计算软件的局限性、适用性和近似性。
随着计算机结构分析软件的广泛应用和普及，它使人们摆脱了过去必须进行的大量的
手工计算，使人们的工作效率得以大幅度的提高。与此同时，人们对结构计算软件的依赖
性也越来越大，有时甚至过分地相信计算软件，而忽略了结构概念设计的重要性。由于种
种原因，目前的结构计算软件总是存在着一定的局限性、适用性和近似性，并非万能。
如：结构的模型化误差；非结构构件对结构刚度的影响；楼板对结构刚度的影响；温度变
化在结构构件中产生的应力；结构的实际阻尼(比)；回填土对地下室约束相对刚度比；地
基基础和上部结构的相互作用等等。有些影响因素目前还无法给出准确的模型描述，也只
能给出简化的表达或简单的处理，受人为影响较大。加之，建筑体型越来越复杂，这就对
结构计算软件提出了更高的要求，而软件本身往往又存在一定的滞后性。正是因为如此，
结构工程师应对所用计算软件的基本假定、力学模型及其适用范围有所了解，并应对计算
结果进行分析判断确认其正确合理、有效后方可用于工程设计。
2、现阶段常用的结构分析模型
实际结构是空间的受力体系，但不论是静力分析还是动力分析，往往必须采取一定的
简化处理，以建立相应的计算简图或分析模型。目前，常用的结构分析模型可分为两大
类：第一类为平面结构空间协同分析模型；另一类为三维空间有限元分析模型。
1) 平面结构空间协同分析模型。将结构划分若干片正交或斜交的平面抗侧力结构，但
对任意方向的水平荷载和水平地震作用，所有正交或斜交的抗侧力结构均参与工作，并按
空间位移协调条件进行水平力的分配。楼板假定在其自身平面内刚度无限大。这一分析模
型目前已经很少采用。其主要适用于平面布置较为规则的框架结构、框－剪结构、剪力墙
结构等。
2) 三维空间有限元分析模型。将建筑结构作为空间体系，梁、柱、支撑均采用空间杆
单元，剪力墙单元模型目前国内有薄壁杆件模型、空间膜元模型、板壳单元模型以及墙组
元模型。楼板可假定为弹性，也可假定在其自身平面内刚度无限大，还可假定楼板分块无
限刚。该模型以节点位移为未知量，由矩阵位移法形成线性方程组求解。
3、常用结构计算软件
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