模型概况
模型为框架结构，长24m，宽16m，共15层，总高61米。除底层层高为5m外其余各层层高均为4m。使用PKPM2010中SATWE模块按8度0.2g抗震设防标准进行配筋设计和验算，后将设计结果输入SAP2000中进行分析。为便于分析和使用孙新宇的静力试验结果，在SATWE设计结果基础上对标准层和构件进行了归并，结构分为1~8层和9~15层两个标准层。平面布置如图1所示，构件情况见表1。
图1 标准层平面布置
表1 构件参数表
（梁柱混凝土C40，纵筋HRB400，箍筋HRB335。板厚均为120mm。）
底层柱最大轴压比为0.62
每层恒荷载2.5kN/㎡，活荷载2kN/㎡
模型三维示意图
动力特性分析
PKPM软件在高层模态计算上精度不足，且构件配筋在SATWE计算结果基础上进行了归并，因此动力特性分析以SAP2000计算结果为准。模型前十二阶自振周期如表2所示。
表2 结构自振周期
反应谱分析
为验证接结构设计抗震性能，对结构进行双向反应谱工况分层，层间位移角响应见表3
表3 反应谱工况下双向层间位移角响应
由表3可得X、Y向层间位移指标均小于规范规定1/550，结构设计满足抗震要求。
时程分析
时程分析选用Elcentro波，TCU115波Y向输入，两种波频谱特征如表4所示。将地震波峰值加速度分别调幅为70gal和400gal以模拟八度多遇、罕遇地震情况。
表4 地震波频谱特征
层间位移角响应值
多遇、罕遇状况两种地震波作用下结构层间位移角值见表5、6，层间位移角包络图见图2、3。
表5 多遇地震作用下层间位移角响应值
图3 多遇地震层间位移角包络图
表6 罕遇地震作用下层间位移角响应值
图4 罕遇地震层间位移角包络图
加速度响应
多遇、罕遇状况三种地震波作用下结构加速度值见表7、8，层间位移角包络图见图5、6。
表7 多遇地震作用下加速响应值/gal
图5 多遇地震层间位移角包络图
表8 罕遇地震作用下层加速度响应值/gal
!********************提示******************************************** !第一步：建立框架结构模型 !第二步：框架结构施加重力荷载 !第三步：框架结构施加活荷载 !第四步：框架结构施加风荷载 !第五步：框架结构荷载组合运算 !第六步：框架结构模态分析 !第七步：框架结构屈曲特征值分析 !第八步：框架结构地震时程弹性分析 !第九步：结束 !采用地震波时间文件为:TIME.TXT !采用地震波文件分别为:AC_X.TXT/AC_Y.TXT FINISH /CLEAR /FILENAME,FRAME_SHEAR_WALL /TITLE, FRAME_SHEAR_WALL !************************************************************************** !************************第一步******************************************** !********************框架结构建模型*************************************** /PREP7 !采用单位为N/m/S 国际单位制 !定义单元类型 ET,1,BEAM4 ET,2,SHELL63 !定义实常数 R,1,0.25,0.0052,0.0052,0.5,0.5 R,2,0.2025,0.0034,0.0034,0.45,0.45 R,3,0.06,0.0002,0.00045,0.3,0.2 R,4,0.25,0.25,0.25,0.25 R,5,0.1,0.1,0.1,0.1 !定义材料参数 MP,EX,1,3.0E10 MP,NUXY,1,0.2 MP,DENS,1,2500 !关键点 *DO,II,1,1
建筑框架结构设计的原则及设计方法 框架结构是当前建筑应用最广泛的结构之一，利用框架结构可以最大化地保证建筑内部的可使用面积，还能够节约材料，有效减轻自重，更重要的是建筑框架的抗震性能良好，可以满足复杂条件下的使用需求。建筑框架结构设计是建筑工程的重点，也是难点，只有确保建筑框架结构的设计才能够保障项目的安全和质量。 1框架结构设计原则 框架结构是指由梁和柱刚性连接而成的承重体系，这种承重体系不仅要承受来自建筑物外部的作用力，还要承受内部的荷载。而框架结构的房屋墙体并不承受重量，仅仅起到了分隔的作用。作为受力的主体，一旦框架结构在设计上出现问题，整体建筑的稳定性就得不到保证，为建筑物的使用者带来了巨大的隐患。 1.1 刚柔并济 建筑物的刚性和柔性是不可调和的两个方面，刚性越大则柔性越差，柔性越大则刚性越差。在自然环境下建筑物框架结构设计需要考虑到的因素有很多，刚性可以满足建筑物在绝大多数情况下的需求，但是在较强的外力作用下，刚性太强意味着变形能力差，无法抵抗建筑物的形变，在外力作用下整个建筑物会出现整体倾覆的情况。因此在设计的过程中还是要注意刚柔并济的原则，虽然柔性建筑可以在一定程度上降低施工成本，但是却很容易在日常使用过程中产生形变，影响建筑物的正常使用。在设计的过程中要兼顾刚性和柔性，在刚性和柔性之间找到良好的平衡，从而确保建筑物的稳定性和安全性。
1.2 多道防线 建筑物的稳定性依靠的不是某一结构，而是整体的作用。因此在设计的过程中要树立多道防线的原则，避免某一结构承重过大，要让整体建筑所有的结构都能分担外力。鸡蛋不能放在同一个篮子里，因而土建结构中多肢墙比单片墙好，框架剪力墙比纯框架好，体现的就是这一原则。 1.3 抓大放小 在建筑框架结构的设计中我们经常可以见到“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等说法，刚性较强的柱子要搭配较弱的横梁，这是因为如果所有的构件都很强，这种结构体系是存在安全隐患的。在建筑框架结构的设置上是没有绝对安全的结构的，组成同一结构的各个构件担任的角色不同，功能不同意味着其重要性也有主次之分。一旦遇到意外情况，各个构件之间虽然能够协作抵抗外力，但是为了最大程度保证整体建筑的稳定性，必须要保障重要的结构在最后才遭摧毁，而次要的构件要先去承担最大的外力。因而如果建筑物的柱子刚性很强，在强大外力的作用下首先损坏的是建筑物的横梁，而柱子还能够对整体结构起到一定的支撑作用。如果首先损害的是建筑物的柱子，整体结构就会瞬间倒塌，横梁也就不复存在，由此可见在建筑物的结构中柱承担的责任是比横梁要更大的，因而设计的过程中要保证柱子是在最后倒塌，而横梁起到了吸收作用力的作用，可以减少作用力对于柱子的破坏。如果柱子和横梁是同样的结果，只会产生玉石俱焚的效果。因此在建筑物的设计过程中还要坚持抓大放小的原则，即有的结构是
结构方程模型资料 一、为什么使用SEM? 1、回归分析有几方面的限制： （1）不允许有多个因变量或输出变量 （2）中间变量不能包含在与预测因子一样的单一模型中 （3）预测因子假设为没有测量误差 （4）预测因子间的多重共线性会妨碍结果解释 （5）结构方程模型不受这些方面的限制 2、SEM的优点： （1）SEM程序同时提供总体模型检验和独立参数估计检验； （2）回归系数，均值和方差同时被比较，即使多个组间交叉； （3）验证性因子分析模型能净化误差，使得潜变量间的关联估计较少地被测量误差污染； （4）拟合非标准模型的能力，包括灵活处理追踪数据，带自相关误差结构的数据库（时间序列分析），和带非正态分布变量和缺失数据的数据库。 3、结构方程模型最为显著的两个特点是： （1）评价多维的和相互关联的关系； （2）能够发现这些关系中没有察觉到的概念关系，而且能够在评价的过程中解释测量误差。同时具有联系信息技术吸纳能力： SEM能够反映模型中要素之间的相互影响；吸纳能力概念作为一个重要的模型要素，难以直接度量，结构方程模型技术能够更为充分地体现其蕴含的要素信息和影响作用。 二、SEM的基本思想与方法 SEM是基于变量的协方差矩阵来分析变量之间关系的一种统计方法，实际上是一般线性模型的拓展，包括因子模型与结构模型，体现了传统路径分析与因子分析的完美结合。SEM一般使用最大似然法估计模型(Maxi-Likeliheod，ML) 分析结构方程的路径系数等估计值，因为ML法使得研究者能够基于数据分析的结果对模型进行修正。 1、SEM术语 （1）观测变量可直接测量的变量，通常是指标 （2）潜变量潜变量亦称隐变量，是无法直接观测并测量的变量。潜变量需要通过设计若干指标间接加以测量。 （3）外生变量是指那些在模型或系统中，只起解释变量作用的变量。它们在模型或系统中，只影响其他变量，而不受其他变量的影响。在路径图中，只有指向其他变量的箭头，没有箭头指向它的变量均为外生变量。 （4）内生变量是指那些在模型或系统中，受模型或系统中其它变量包括外生变
框架结构 目录 特点 框架结构抗震构造措施 框架结构设计的要点和过程 框架结构与框剪结构的区别 框架结构（frame structure） 框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，但抗震性能差。 [编辑本段] 特点 分类 房屋的框架按跨数分有单跨、多跨；按层数分有单层、多层；按立面构成分有对称、不对称；按所用材料分有钢框架、钢筋混凝土框架、预应力混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。 受力特点 水平方向仍然是楼板，然后楼板应该搭在这个梁上，梁支撑在两边的柱子上，这就把重量递给了柱子，沿着高度方向传到基础的部分，即梁、板、柱构成的承重体系。框架结构的特点非常突出：所有的墙都不承重跟厂房的承重没有关系，那个承重，是板搭在梁上，梁传给了柱子，墙都是后坐上去的用于其他的轻质材料，墙都不会承重，应用的时候都很灵活，如想要大房间不要墙，就要大房间，不想要大房间，想要小的，就可以在其中用其它的轻质材料来进行房间的划分，房间划分成若干个小房间，因此它的墙不承重，及起着一个划分空间的作用，仅起着一个保温，隔热，隔声的部分。注意：框架结构：指梁、板、柱的承重体系。 应用范围 框架结构可设计成静定的三铰框架或超静定的双铰框架与无铰框架。框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中，如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。 [编辑本段] 框架结构抗震构造措施
模型概况 模型为框架结构，长24m，宽16m，共15层，总高61米。除底层层高为5m外其余各层层高均为4m。使用PKPM2010中SATWE模块按8度抗震设防标准进行配筋设计和验算，后将设计结果输入SAP2000中进行分析。为便于分析和使用孙新宇的静力试验结果，在SATWE设计结果基础上对标准层和构件进行了归并，结构分为1~8层和9~15层两个标准层。平面布置如图1所示，构件情况见表1。 图1 标准层平面布置
表1 构件参数表 （梁柱混凝土C40，纵筋HRB400，箍筋HRB335。板厚均为120mm。） 底层柱最大轴压比为 每层恒荷载㎡，活荷载2kN/㎡
模型三维示意图 动力特性分析 PKPM软件在高层模态计算上精度不足，且构件配筋在SATWE计算结果基础上进行了归并，因此动力特性分析以SAP2000计算结果为准。模型前十二阶自振周期如表2所示。 表2 结构自振周期
反应谱分析 为验证接结构设计抗震性能，对结构进行双向反应谱工况分层，层间位移角响应见表3 表3 反应谱工况下双向层间位移角响应 由表3可得X、Y向层间位移指标均小于规范规定1/550，结构设计满足抗震要求。
时程分析 时程分析选用Elcentro波，TCU115波Y向输入，两种波频谱特征如表4所示。将地震波峰值加速度分别调幅为70gal和400gal以模拟八度多遇、罕遇地震情况。 表4 地震波频谱特征 层间位移角响应值 多遇、罕遇状况两种地震波作用下结构层间位移角值见表5、6，层间位移角包络图见图2、3。 表5 多遇地震作用下层间位移角响应值
图3 多遇地震层间位移角包络图 表6 罕遇地震作用下层间位移角响应值
精心整理 模型概况 模型为框架结构，长24m，宽16m，共15层，总高61米。除底层层高为5m外其余各层层高均为4m。使用PKPM2010中SATWE模块按8度0.2g抗震设防标准进行配筋设计和验算，后将设计结果输入SAP2000中进行分析。为便于分析和使用孙新宇的静力试验结果，在SATWE设计结果基础上对标准层和构件进行了归并，结构分为1~8层和9~15层两个标准层。平面布置如图1 所示，构件情况见表1。 图1标准层平面布置 1构件参数表 I r-—' I 表 底层柱最大轴压比为0.62 每层恒荷载2.5kN/卅，活荷载2kN/ m2 模型三维示意图 动力特性分析 PKPM软件在高层模态计算上精度不足，且构件配筋在SATWE计算结果基础上进行了归并, 因此动力特性分析以SAP2000计算结果为准。模型前十二阶自振周期如表2所示。 表2结构自振周期 反应谱分析 为验证接结构设计抗震性能，对结构进行双向反应谱工况分层，层间位移角响应见表3 表3反应谱工况下双向层间位移角响应
由表3可得X、Y向层间位移指标均小于规范规定1/550,结构设计满足抗震要求。时程分析 时程分析选用Elcentro波，TCU115波Y向输入，两种波频谱特征如表4所示。将地震波峰值加速度分别调幅为70gal和400gal以模拟八度多遇、罕遇地震情况。 表4地震波频谱特征 多遇、罕遇状况两种地震波作用下结构层间位移角值见表5、6,层间位移角包络图见图2、3 表5多遇地
图3多遇地震层间位移角包络图 表6罕遇地震作用下层间位移角响应值 图4罕遇地震层间位移角包络图 加速度响应 多遇、罕遇状况三种地震波作用下结构加速度值见表 7、8,层间位移角包络图见图5、6
框架建筑的主要优点：空间分隔灵活，自重轻，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化， 便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好， 设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。 框架结构体系的缺点为：框架节点应力集中显著；框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架， 在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破坏，适用于非抗震设计； 钢材和水泥用量较大，构件的总数量多，吊装次数多，接头工作量大，工序多，浪费人力，施工 受季节、环境影响较大；不适宜建造高层建筑，框架是由梁柱构成的杆系结构，其承载力和刚度 都较低，特别是水平方向的（即使可以考虑现浇楼面与梁共同工作以提高楼面水平刚度，但也是 有限的），它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，其总体水平位移上大下小，但相对于各楼层而言，层间变形上小下大，设计时如何提高框架的抗侧刚度及控制好结构侧移为重要因素，对于钢 筋混凝土框架，当高度大、层数相当多时，结构底部各层不但柱的轴力很大，而且梁和柱由水平 荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大，对建筑平面布置和 空间处理，就可能带来困难，影响建筑空间的合理使用，在材料消耗和造价方面，也趋于不合理， 故一般适用于建造不超过15层的房屋。 滑模 滑模工程技术是我国现浇混凝土结构工程施工中机械化程度高、施工速度快、现场场地占用少、 结构整体性强、抗震性能好、安全作业有保障、环境与经济综合效益显著的一种施工技术，通常 简称为“滑模”。 建筑层高 建筑物上下两层间的高度差值（一般以楼面高度间的差值或上下横梁间的差值）称建筑层高。 结构层高 结构层高系指房屋上下两层结构层层面的垂直距离。 混凝土结构及砌体结构参考资料：框架变形缝 变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。它们设置的原因、设置的方法各不相同，有区别也有联系。分 别介绍如下： ㈠伸缩缝 伸缩缝是为了避免温度应力和混凝土收缩应力使房屋产生裂缝而设置的。设置伸缩缝时只需断开上部 结构，基础可不断开。
第十二章 多层框架结构 一、填空题： 1、常用的多、高层建筑结构体系 、 、 、 、几种类型。 2、框架结构是由 、 组成的框架作为竖向承重和抗水平作用的结构体系。 3、框架的结构按施工方法的不同，可分为 、 、 三种类型。 4、框架结构中，梁的截面惯性矩b I 应根据梁与板的连接方式而定。对于现浇整体式框架梁，中框架梁 ；边框架梁 。 5、框架结构中，梁的截面惯性矩b I 应根据梁与板的连接方式而定：对于装配整体式框架梁，中框架梁 ；边框架梁 。 6、框架梁、柱的线刚度计算公式分别为： 、 。 7、多层框架在竖向荷载作用下的内力近似计算方法有： 、 、 。 8、弯矩二次分配法的三大要素是： 、 、 。 9、多层框架在水平荷载作用下内力的计算方法有 、 两种。 10、框架结构在水平荷载作用下，其侧移由 、 两部分变形组成。 二、判断题： 1、框架结构中，梁的截面惯性矩b I 应根据梁与板的连接方式而定（ ）。 2、框架结构布置原则中，尽可能增加开间、进深的类型，以使结构布置更趋于灵活机动合理。（ ） 3、弯矩二次分配法适用于层数较少竖向对称荷载作用的情况（ ）。 4、弯矩二次分配法，各杆件的传递系数为3 1（ ）。 5、用分层法计算竖向荷载作用下的内力时，要对线刚度和弯矩传递系数进行调整如下：将各柱乘调整系数0.9折减系数；弯矩传递系数改取为1/3。（ ）。 6、分层法适用于节点梁柱线刚度比大于或等于4，结构与竖向荷载沿高度分布比较均匀的多层、高层框架的内力计算。（ ）。 7、一般多层框架房屋，其侧移主要是由梁、柱弯曲变形所引起的。柱的轴向变形所
引起的侧移值甚微，可忽略不计。因此，多层框的侧移只需考虑梁、柱的弯曲变形，可用D 值法计算。（ ） 三、选择题： 1、地震区的承重框架布置方式宜采用（ ）框架。 A 纵向承重 B 横向承重和纵横向承重 C 横向承重 D 纵横向承重 2、框架结构中，梁的截面惯性矩b I 应根据梁与板的连接方式而定。对于现浇整体 式框架梁，中框架梁、边框架梁的截面惯性矩应为（ ）。 A 05.1I I b =、02.1I I b = B 02.1I I b =、00.1I I b = C 00.2I I b = 、05.1I I b = D 05.1I I b =、00.1I I b = 3、框架结构中，梁的截面惯性矩b I 应根据梁与板的连接方式而定。对于装配整体 式框架梁，中框架梁、边框架梁的截面惯性矩应为（ ）。 A 05.1I I b =、02.1I I b = B 02.1I I b =、00.1I I b = C 00.2I I b = 、05.1I I b = 4、弯矩二次分配法，各杆件的传递系数为（ ）。 A 各杆件均取21 B 首层31，其它层21 C 各杆件均取31 D 首层21，其它层3 1 5、用分层法计算竖向荷载作用下的内力时，要对线刚度和弯矩传递系数进行调整如 下：将上层各柱乘调整系数0.9折减系数；各柱的弯矩传递系数改取为1/3。（ ） A 将各柱乘调整系数0.9折减系数；弯矩传递系数改取为1/3。 B 将上层各柱（底 层除外）乘调整系数0.9折减系数；各柱（底层除外）的弯矩传递系数改取为1/3。 C 将各柱乘调整系数0.85折减系数；各柱的弯矩传递系数改取为1/4。 D 将各柱乘调整系数0.9折减系数，；各柱的弯矩传递系数改取为1/2。 6、分层法适用于节点梁柱线刚度比大于或等于（ ），结构与竖向荷载沿高度 分布比较均匀的多层、高层框架的内力计算。 A3 B4 C5 D6 7 、框架结构竖向活荷载最不利布置的下列几种方法考虑的计算原则中，（ ） 有误。 A 满布荷载法 B 分层组合法 C 最不利荷载位置法 D 逐跨施荷法 四、简答题： 1、常用的多、高层建筑结构体系有哪几种？ 2、什么是框架结构？有何特点？ 框架结构布置原则是什么？ 4、框架结构的承重方式有哪几种？特点如何？ 5、如何估算框架梁、柱截面尺寸？ 6、在确定框架结构的计算简图时，如何利用结构和荷载的对称性？
框架结构 特点 框架结构抗震构造措施 框架结构设计的要点和过程 框架结构与框剪结构的区别 框架结构（frame structure） 框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，但抗震性能差。 特点 分类 房屋的框架按跨数分有单跨、多跨；按层数分有单层、多层；按立面构成分有对称、不对称；按所用材料分有钢框架、钢筋混凝土框架、预应力混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。
受力特点 水平方向仍然是楼板，然后楼板应该搭在这个梁上，梁支撑在两边的柱子上，这就把重量递给了柱子，沿着高度方向传到基础的部分，即梁、板、柱构成的承重体系。框架结构的特点非常突出：所有的墙都不承重跟厂房的承重没有关系，那个承重，是板搭在梁上，梁传给了柱子，墙都是后坐上去的用于其他的轻质材料，墙都不会承重，应用的时候都很灵活，如想要大房间不要墙，就要大房间，不想要大房间，想要小的，就可以在其中用其它的轻质材料来进行房间的划分，房间划分成若干个小房间，因此它的墙不承重，及起着一个划分空间的作用，仅起着一个保温，隔热，隔声的部分。注意：框架结构：指梁、板、柱的承重体系。框架建筑的主要优点是空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；同时具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；同时框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期。框架结构体系的缺点为：①框架节点应力集中显著；②框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破性；③对于钢筋混凝土框架，当高度大、层数相当多时，结构底部各层不但柱的轴力很大，而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大，对建筑平面布置和空间处理，就可能带来困难，影响建筑空间的合理使用，在材料消耗和造价方面，也趋于不合理。④钢材和水泥用量较大，构件的总数量多，吊装次数多，接头工作量大，工序多，浪费人力，施工受季节、环境影响较大。
一、执行PMCAD主菜单1，输入结构的整体模型 (一)根据建筑平、立、剖面图输入轴线 1、结构标准层“轴线输入” 1)结构图中尺寸是指中心线尺寸，而非建筑平面图中的外轮廓尺寸 2)根据上一层建筑平面的布置，在本层结构平面图中适当增设次梁 3)只有楼层板、梁、柱等构件布置完全一样(位置、截面、材料)，并且层高相同时，才能归并为一个结构标准层 2、“网格生成”——轴线命名 (二)估算(主、次)梁、板、柱等构件截面尺寸，并进行“构件定义” 1、梁 1)抗震规范第6.3.6条规定：b≥200 2)主梁：h = (1/8～1/12) l ，b=(1/3～1/2)h 3)次梁：h = (1/12～1/16) l ，b=(1/3～1/2)h 2、框架柱： 1)抗震规范第6.3.1条规定：矩形柱bc、hc≥300，圆形柱d≥350 2)控制柱的轴压比 ——柱的轴压比限值，抗震等级为一到四级时，分别为0.7～1.0 ——柱轴力放大系数，考虑柱受弯曲影响， =1.2～1.4 ——楼面竖向荷载单位面积的折算值， =13～15kN/m2 ——柱计算截面以上的楼层数 ——柱的负荷面积
3、板 楼板厚：h = l /40 ～ l /45 (单向板) 且h≥60mm h = l /50 ～ l /45 (双向板) 且h≥80mm (三)选择各标准层进行梁、柱构件布置，“楼层定义” 1、构件布置，柱只能布置在节点上，主梁只能布置在轴线上。 2、偏心，主要考虑外轮廓平齐。 3、本层修改，删除不需要的梁、柱等。 4、本层信息，给出本标准层板厚、材料等级、层高。 5、截面显示，查看本标准层梁、柱构件的布置及截面尺寸、偏心是否正确。 6、换标准层，进行下一标准层的构件布置，尽量用复制网格，以保证上下层节点对齐。 (四)定义各层楼、屋面恒、活荷载，“荷载定义” 1、荷载标准层，是指上下相邻且荷载布置完全相同的层。 2、此处定义的荷载是指楼、屋面统一的恒、活荷载，个别房间荷载不同的留在PM主菜单3局部修改 (五)根据建筑方案，将各结构标准层和荷载标准层进行组装，形成结构整体模型，“楼层组装” 1、楼层的组装就遵循自下而上的原则。 2、楼层组装完成后整个结构的层数必然等于几何层数。 3、确定“设计参数”，总信息、地震信息、风荷载信息等。 二、执行PMCAD主菜单2，布置次梁楼板 1、此处次梁是指未在主菜单1布置过的次梁，对于已将其当作主梁在主菜单1布置过的梁，不得重复布置。 2、对楼梯间进行全房间开洞，“楼板开洞”
3.2解释结构模型 系统是由许多具有一定功能的要素（如设备、事件、子系统等）所组成的， 各要素之间总是存在着相互支持或相互制约的逻辑关系。在这些关系中，又可以分为直接关系和间接关系等。为此，开发或改造一个系统时，首先要了解系统中 各要素间存在怎样的关系，是直接的还是间接的关系，只有这样才能更好地完成 开发或改造系统的任务。要了解系统中各要素之间的关系，也就是要了解和掌握系统的结构，建立系统的结构模型。 结构模型化技术目前已有许多种方法可供应用，其中尤以解释结构模型法（InterpretativeStructuralModeling,简称ISM）最为常用。 3.2.1结构模型概述 一、解释结构模型的概念 解释结构模型（ISM）是美国华费尔特教授于1973年作为分析复杂的社会 经济系统有关问题的一种方法而开发的。其特点是把复杂的系统分解为若干子系 统（要素），利用人们的实践经验和知识，以及电子计算机的帮助，最终将系统 构造成一个多级递阶的结构模型。 ISM属于概念模型，它可以把模糊不清的思想、看法转化为直观的具有良好 结构关系的模型，应用面十分广泛。从能源问题等国际性问题到地区经济开发、 企事业甚至个人范围的问题等，都可应用ISM来建立结构模型，并据此进行系 统分析。它特别适用于变量众多、关系复杂且结构不清晰的系统分析，也可用于方案的排序等。 所谓结构模型，就是应用有向连接图来描述系统各要素间的关系，以表示一个作为要素集合体的系统的模型，图3-1所示即为两种不同形式的结构模型。
图3-1两种不同形式的结构模型 结构模型一般具有以下基本性质： （1）结构模型是一种几何模型。结构模型是由节点和有向边构成的图或树 图来描述一个系统的结构。节点用来表示系统的要素，有向边则表示要素间所存 在的关系。这种关系随着系统的不同和所分析问题的不同，可理解为“影响”、“取决于”、“先于”、“需要”、“导致”或其他含义。 （2）结构模型是一种以定性分析为主的模型。通过结构模型，可以分析系统的要素 选择是否合理，还可以分析系统要素及其相互关系变化对系统总体的影响等问题。 （3）结构模型除了可以用有向连接图描述外，还可以用矩阵形式来描述。 矩阵可以通过逻辑演算用数学方法进行处理。因此，如果要进一步研究各要素之间关系，可以 通过矩阵形式的演算使定性分析和定量分析相结合。这样，结构模型的用途就更为广泛，从而 使系统的评价、决策、规划、目标确定等过去只能凭个人的经验、直觉或灵感进行的定性分析，能够依靠结构模型来进行定量分析。 （4）结构模型作为对系统进行描述的一种形式，正好处在自然科学领域所用的数学 模型形式和社会科学领域所用的以文章表现的逻辑分析形式之间。因此，它适合用来处理 处于以社会科学为对象的复杂系统中和比较简单的以自然科学为对象的系统中存在的问题， 结构模型都可以处理。 总之，由于结构模型具有上述这些基本性质，通过结构模型对复杂系统进行分析往往能够 抓住问题的本质，并找到解决问题的有效对策。同时，还能使由不同专业人员组成的系统开发 小组易于进行内部相互交流和沟通。
建筑纯框架结构形式 摘要: 建筑框架结构设计是结构设计中较为基础的设计，也是建筑结构设计中较为重要的一种形式，一直以来，建筑框架结构设计问题是业内关注的重点，是保障建筑结构安全、实现建筑使用功能的灵魂。 关键词：纯框架结构设计相对稳定 Abstract: Construction frame structure design is in the structural design of more basic design, also be building structural design of a form of the more important, since, architectural framework structure design problem is the focus of concern, is to ensure the safety of the structure, building construction realize the use function of the soul. Keywords: pure frame; structure design; relatively stable 1．工程概况 广州新图书馆建设工程位于广州市天河区珠江新城J2-6地块，广州新图书馆地上10层、地下2层（含B1夹层），建筑总高约50米，建筑埋深约13.3米。地上主要设各种功能的图书阅览室，地下主要设停车库、藏书区及设备用房等。 大楼地上主要分南区和北区两部分，南北区在建筑外形上均呈平面圆弧、竖向倾斜，并以南区东侧更为显著，外墙面最多大约倾斜至19度。结构设计上利用南北区各自相对倾斜的特征，在8层设置南北区结构连接，以保证整体结构的稳定和安全。 南区和北区均采用纯框架结构形式。 2．结构设计 2.1 主体设计 2.1.1结构主体概要 广州新图书馆地上部分主要分南区和北区两部分。南北区在建筑外形上均呈平面圆弧、竖向倾斜。南北区相比，北区体量大、倾斜小、安定性好。而南区虽体量小，但体量却逐渐由西向东变化增大，倾斜角也逐渐由西向东增大，外墙面最多大约倾斜至19度。 结构设计上利用南北区各自相对倾斜的特征，在8层设置南北区结构连
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/be5894936.html, 分析纸框架结构模型参数 作者：王强陈璐 来源：《城市建设理论研究》2013年第19期 摘要：采用有限元分析软件，对纸质框架模型进行了参数分析，分析结果表明对结构内力和位移影响显著的因素为受力杆件的制作厚度，其次为杆件的尺寸；通过参数分析可得到合理的模型，参数分析为模型概念设计提供了理论依据。 关键词：纸框架模型；有限元；参数分析 中图分类号：TU323文献标识码： A 文章编号： 土木工程是一门实践性很强的学科，目前国内许多高校为了多方面培养大学生的创新思维和动手能力，培养团队协作精神，增强大学生的工程结构设计与实践能力，丰富校园科研与学术氛围，进行了各式各样结构的模型设计。本文进行了模型的概念设计，初步确定了模型梁柱布置，并制作了模型进行了加载试验，通过多次加载试验，找出影响结构内力和位移的敏感因素，并进行了参数分析，得到合理的结构模型。 1 模型建立及参数选取 参数分析时主要考察了竖向圆杆层数及直径变化（选择了竖向圆杆制作层数分别为2、3、4层，圆形杆件的直径选择了25mm、30mm、35mm）、斜向支撑层数及直径变化（选择了斜向支撑制作层数分别为2、3、4层，斜向支撑的直径选择了15mm、20mm、25mm、30mm 四种类型）、中间层梁层数及截面尺寸变化（选择了中间层梁制作层数分别为2、3、4层，中间层梁的截面尺寸变化分别考虑了梁高和梁宽两个变量，其中梁高选择了10mm、15mm、 20mm三种情况，梁宽选择了10mm、15mm、20mm三种情况）对结构位移及应力的影响，通过分析结果，得到了优化后的合理参赛模型。 整个分析采用有限元软件Midas Civil软件完成，白卡纸物理参数[1,2]如表1所示，计算模型中所有竖向圆杆、斜撑及二层框架梁均采用梁单元模拟，中间层楼面采用板单元模拟；计算时假定底端固结，整个模型承受的荷载包括中间层均布面荷载，顶层中心点处竖向集中荷载及顶层水平荷载。 表1 白卡纸物理参数值 2 分析结果 根据比赛要求，计算结果主要选取了顶面中心位移、顶面水平纵向位移及结构最大拉/压应力，图1-图4给出了竖向圆杆层数及直径变化时控制点的位移及结构最大应力结果；图5-图
建筑主要结构形式介绍 1、砖混结构 砖混结构是指建筑物中竖向承重结构的墙、柱等采用砖或者砌块砌筑，横向承重的梁、楼板、屋面板等采用钢筋混凝土结构。也就是说砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构。 特点：适合开间进深较小，房间面积小，多层（4-7层）或低层（1-3层）的建筑，对于承重墙体不能改动。 2、框架结构 架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。采用结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。 特点：可以建造较大的室内空间，房间分隔灵活，便于使用；工艺布置灵活性大，便于设备布置；抗震性能优越，具有较好的结构延性等优点。 使用：不宜超过10层的建筑。 3、剪力墙结构 剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱，能承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力，这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构。
特点：剪力墙的主要作用是承担竖向荷载（重力）、抵抗水平荷载（风、地震等）；剪力墙结构中墙与楼板组成受力体系，缺点是剪力墙不能拆除或破坏，不利于形成大空间，住户无法对室内布局自行改造。 4、框架——剪力墙结构 框架-剪力墙结构也称框剪结构，这种结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，构成灵活自由的使用空间，满足不同建筑功能的要求，同样又有足够的剪力墙，有相当大的刚度。 特点：框剪结构的受力特点，是由框架和剪力墙结构两种不同的抗侧力结构组成的新的受力形式，所以它的框架不同于纯框架结构中的框架，剪力墙在框剪结构中也不同于剪力墙结构中的剪力墙。 5、筒体结构 筒体结构由框架-剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变和发展而来。筒体结构是将剪力墙或密柱框架集中到房屋的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。其特点是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间。 特点：主要抗侧力，四周的剪力墙围成竖向薄壁筒和柱框架组成竖向箱形截面的框筒，形成整体，整体作用抗荷，多用于写字楼建筑。 6、钢结构 钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢结构是现代建筑工程中较普通的结构形式之一。 特点：强度高、自重轻、刚度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑
利用PKPM进行多层框架结构设计的主要步骤 一、执行PMCAD主菜单1，输入结构的整体模型 （一）根据建筑平、立、剖面图输入轴线 1、结构标准层“轴线输入” 1）结构图中尺寸是指中心线尺寸，而非建筑平面图中的外轮廓尺寸 2）根据上一层建筑平面的布置，在本层结构平面图中适当增设次梁 3）只有楼层板、梁、柱等构件布置完全一样（位置、截面、材料），并且层高相同时，才能归并为一个结构标准层 2、“网格生成”——轴线命名 （二）估算（主、次）梁、板、柱等构件截面尺寸，并进行“构件定义” 1、梁 1）抗震规范第6.3.6条规定：b≥200 2）主梁：h = (1/8～1/12) l ，b＝(1/3～1/2)h 3）次梁：h = (1/12～1/16) l ，b＝(1/3～1/2)h 2、框架柱： 1）抗震规范第6.3.1条规定：矩形柱bc、hc≥300，圆形柱d≥350 2）控制柱的轴压比 ——柱的轴压比限值，抗震等级为一到四级时，分别为0.7～1.0 ——柱轴力放大系数，考虑柱受弯曲影响，＝1.2～1.4 ——楼面竖向荷载单位面积的折算值，＝13～15kN/m2 ——柱计算截面以上的楼层数 ——柱的负荷面积
3、板 楼板厚：h = l /40 ～l /45 (单向板) 且h≥60mm h = l /50 ～l /45 (双向板) 且h≥80mm （三）选择各标准层进行梁、柱构件布置，“楼层定义” 1、构件布置，柱只能布置在节点上，主梁只能布置在轴线上。 2、偏心，主要考虑外轮廓平齐。 3、本层修改，删除不需要的梁、柱等。 4、本层信息，给出本标准层板厚、材料等级、层高。 5、截面显示，查看本标准层梁、柱构件的布置及截面尺寸、偏心是否正确。 6、换标准层，进行下一标准层的构件布置，尽量用复制网格，以保证上下层节点对齐。 （四）定义各层楼、屋面恒、活荷载，“荷载定义” 1、荷载标准层，是指上下相邻且荷载布置完全相同的层。 2、此处定义的荷载是指楼、屋面统一的恒、活荷载，个别房间荷载不同的留在PM主菜单3局部修改 （五）根据建筑方案，将各结构标准层和荷载标准层进行组装，形成结构整体模型，“楼层组装” 1、楼层的组装就遵循自下而上的原则。 2、楼层组装完成后整个结构的层数必然等于几何层数。 3、确定“设计参数”，总信息、地震信息、风荷载信息等。 二、执行PMCAD主菜单2，布置次梁楼板 1、此处次梁是指未在主菜单1布置过的次梁，对于已将其当作主梁在主菜单1布置过的梁，
蓬皮社艺术文化中心 设计者解释他的设计意图时说：“我们把建筑看作同城市一样的、灵活的、永远变动的框架。……它们应该适应人的不断变化的要求，以促进丰富多样的活动。 平面分析 建筑表面面积：约90，000平方米；体积：430，000立方米； 楼层高度：共8层，其中6层为地上建筑；共166米长，42米高，60米宽； 室内面积：每层7，500平方米的巨大平台；2000年1月1日维修后重新开放，增加了8，000平方米的空间； 整座建筑占地7500平方米，建筑面积共10万平方米。 顶层平面图 总平面图
整座建筑共分为四大部分，分别为：公共图书馆，建筑面积约16000平方米；现代艺术博物馆，约18000平方米；工业美术设计中心，除音乐和声响研究中心单独设置外，其他部分集中在一个长166米、宽44．8米、高7米的巨大空间。它的每一 层面积都有7500平方米，整座建筑上下均衡，占地l公顷，由13根立柱和84根长48米、重72吨的钢梁构成桁架，由28根圆形钢管柱支承。 交通流线分析 外部交通流线图 蓬皮杜中心前院，占据了总建筑面积的一半，这座被誉为意大利复兴时期，理想城市回想的广场，今天已经成为了巴黎人享受午后阳光的理想场所之一。在广场上人们没有任何的限制，这是属于他们自己的免费空间。他和意大利西耶那的康波大广场异曲同工，有一个平缓的坡度，吸引着路人慢慢走到入口。建筑师认为“把面积全都用上是错误的，真正的城市空间是前院，正是前院使蓬皮杜中心的成功成为可能。有了前院，人们才有城市归属感。入口是城市的延续，而前院则展示了城市的生活，正是前院把人们引向了蓬皮杜。
建筑是把通常设在内部的功能部分全部设在建筑外面，每一层面向前院的方位，都设有宽阔的人行走廊，外层有大型电梯，通过半透明的大管道，参观者能够上到顶楼，就像是在骑游乐场的木马。 剖面分析 筑 物 的 底 层 是 一 个大通间，天花上也同样布满了蓝色和黄色的管道，空间上部的各色指示牌，已暗示着时代的转型，给人一种新颖与激动的印象。3层以上是现代艺术展览馆部分，进入展厅后，迎面就是一幅巨大的黑白画面，这种大大小小的黑色圆盘组合画象征着机器时代的特征，在白色塑料板的背后还打着灯光，使得画面对比更加强烈，而且具有立体感。转向右面的对景是一幅红绿相间对 比强烈的抽象图案，它似乎在说明当代社会和艺术是丰富多彩的，艺术家的
地下结构设计的荷载、模型、方法的确定 近年来，地下结构设计的荷载、模型、方法等问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了建筑工程地下结构中的设计要点，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就建筑工程地下结构优化设计问题展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。 标签：地下结构设计；荷载；模型；方法 1、前言 随着建筑工程可靠性条件的不断变化，对地下结构设计提出了新的要求，因此有必要对其荷载、模型、方法的确定展开研究，以期用以指导相关工作的开展与实践，并取得理想的设计效果。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。 2、概述 地下室工程涉及的专业极为复杂，在建筑的地下结构设计时，需综合考虑防火、使用功能、人防要求、设备用房及管道、坑道、排水、通风、采光等各专业的配合。对于具有大底盘地下室的高层建筑群体而言，塔楼部分一般在使用阶段不会存在抗浮问题，但裙房及纯地下室部分经常会有抗浮不满足要求的问题。而且由于实际地下室抗浮设计中往往只考虑正常使用极限状态，对施工过程和洪水期重视不足，因而也会造成施工过程中由于抗浮不够而出现局部破坏，加上地下室防水工程是一项系统性工程，涉及设计、施工、材料选择等诸多方面因素，因此造成了地下结构设计难点繁多，一般来讲概括起来为结构平面设计、抗震设计、地下室抗浮、抗渗设计、外墻结构设计。 3、建筑工程地下结构中的设计要点 3.1地下结构平面设计 在地下室的设计中通常会设计采光通风井，还要注意采光通风井的外壁要与顶板整体保证足够的距离，以免破坏地下室的稳定性。因整体建筑的建造需求，在地下室的施工建造过程中非常普遍的会出现超长现象，有时都会超过40米到60米，这样的加长的结构尺寸，当受到外界环境影响时易出现裂缝等影响强度的问题，因此在设计时要采取高效的防裂缝设计。可通过以下方法开展设计：安设伸缩后浇带，在地下室超长时，所安设的后浇带的尺寸要结合实际的钢筋拉普拉斯情况及操作空间进行合理设定；将微膨胀剂掺入混凝土中；分割地下结构等等。建筑工程地下结构在进行最初的平面设计是，要全面考虑到建筑的人防要求，要结合其最终用途及使用要求做出合理的安全防水通道设计，并综合排风、通风及力求采光等相关专业条件进行科学的设计。
系统辨识与建模system identificati 系统辨识 根据系统的输入输出时间函数来确定描述系统行为的数学模型，是现代控 制理论中的一个分支。对系统进行分析的主要问题是根据输入时间函数和系统 的特性来确定输出信号。对系统进行控制的主要问题是根据系统的特性设计控 制输入，使输出满足预先规定的要求。 简介 根据系统的输入输出时间函数来确定描述系统行为的数学模型。现代控制 理论中的一个分支。通过辨识建立数学模型的目的是估计表征系统行为的重要 参数，建立一个能模仿真实系统行为的模型，用当前可测量的系统的输入和输 出预测系统输出的未来演变，以及设计控制器。对系统进行分析的主要问题是 根据输入时间函数和系统的特性来确定输出信号。对系统进行控制的主要问题 是根据系统的特性设计控制输入，使输出满足预先规定的要求。而系统辨识所 研究的问题恰好是这些问题的逆问题。通常，预先给定一个模型类μ={M}(即给定一类已知结构的模型)，一类输入信号u和等价准则J=L(y，yM)(一般情况下，J是误差函数，是过程输出y和模型输出yM的一个泛函)；然后选择使误差函 数J达到最小的模型，作为辨识所要求的结果。系统辨识包括两个方面：结构 辨识和参数估计。在实际的辨识过程中，随着使用的方法不同，结构辨识和参 数估计这两个方面并不是截然分开的，而是可以交织在一起进行的。 辨识的基本步骤 先验知识和建模目的的依据 先验知识指关于系统运动规律、数据以及其他方面的已有知识。这些知识 对选择模型结构、设计实验和决定辨识方法等都有重要作用。用于不同目的的 模型可能会有很大差别。
先验知识是指关于系统运动规律、数据以及其他方面的已有 系统辨识 知识。这些知识对选择模型的结构、设计实验和决定辨识方法等都具有重要的作用。例如可以从基本的物理定律(牛顿定律，基尔霍夫定律，物质守恒定律等)去确定模型结构，建立所研究的变量之间的关系。如果关于这方面的知识是完备的，模型的结构和参数(至少在原则上)便是可以确定的。在空间技术的应用中建立飞行器的动力学模型就是一个例子。但在多数情形下却很难做到这一点。这时先验知识虽然不能完全确定模型，但是在模型结构(也就是辨识中的模型类)的选择上仍然是一个重要因素。此外，对参数变化范围的确定、初值的选取，对数据的必要的限制，以及对模型的适用性进行检验等方面，先验知识也都是最重要的依据。 其次，建模的目的对于确定模型的结构和辨识方法也有重要意义。用于不同目的的模型可能会有很大的差别。在估计具有特定物理意义的参数时，主要考虑模型的参数值与真实的参数值是否一致。在建立预测模型时，只需要考虑预测误差。在建立仿真模型时，就要根据应用的要求去决定仿真的深度，也就是决定模型结构的复杂程度。而对于设计控制系统的模型，则出于不同的控制目的可选择不同的模型类。 实验设计 辨识是从实验数据中提取有关系统信息的过程，设计实验的目标之一是要使所得到的数据能包含系统更多的信息。主要包括输入信号设计，采样区间设计，预采样滤波器设计等。 辨识的基础是输入和输出数据，而数据来源于对系统的实验和观测，因此辨识归根到底是从数据中提取有关系统的信息的过程，其结果是和实验直接联系在一起的。设计实验的目标之一是要使所得到的数据能包含系统的更多的信息。为此，首先要确定用什么准则来比较数据的好坏。这种准则可以是从辨识的可行性出发的，也可以是从某种最优性原则出发的。实验设计要解决的问题主要是：输入信号的设计，采样区间的设计，预采样滤波器的设计等(见系统辨识实验设计)。