STRAT实例--江苏某佛塔工程计算、设计

近日，STRAT软件完成了江苏一复杂工程设计。该工程涉及到倾斜剪力墙、复杂坡屋面、大跨度现浇空心板楼盖等多种特殊问题。这些问题中的任何一个对于工程师而言都是很头痛的问题，更何况集中了诸多问题在一个工程之中。设计院多方寻求合适的分析软件，曾一度尝试国外一些软件。但最终，还是在我们的协助之下，利用STRAT软件很好的解决了这些问题，完成结构设计。
该工程共16层，层高4.8m~6m，总高87.25米，框架-剪力墙结构。工程特殊性在于，位于结构四角的剪力墙，随着建筑里面内收成为倾斜墙体(见结构模型图)。一些二维建模软件，虽然采取一些变通的处理措施，能够输入斜柱，但对于斜墙便一筹莫展了。该结构中间抽柱，形成大跨度空间。最大跨度16m´26m，上部随结构立面内收稍有减小。大跨度空间采用现浇空心板楼盖，占结构楼面的3/5。此外，结构顶部双向内收，形成歇山式坡屋顶。由于下部存在大空间，坡屋面内部构造非常复杂。
利用STRAT软件二维三维结合的功能，2个小时内完成了初步的建模，显示了STRAT软件强大的图形功能。其中对其它软件而言无法解决的倾斜剪力墙的，在STRAT中很轻松、容易地得到了解决。
对于大跨度现浇空心板楼盖，采用STRAT特有的细分板单元分析模型分析。利用STRAT专门的空心板楼盖建模方法，虽然各层平面不同需要分别建模，同样很快建成精确分析模型。
复杂坡屋面的建模，完全依赖三维图形功能。在STRAT软件中，大量的空间斜杆的定位、相交，都可以利用软件的空间图形计算功能自动实现，而不需要如其他国外通用软件一样，需要计算空间定位点，或者需要从AutoCAD导入。这种复杂的坡屋面，在STRAT中同样很容易地得到处理，不做任何简化，包括檐口处的变截面挑梁，包括坡屋面楼板(见模型图)。

该工程不但外形、构成复杂，其受力也具有典型性。经过STRAT不做简化的三维模型计算，发现顶层坡屋面下的立柱(见模型图)，轴力均为受拉——即坡屋面吊起了下部楼层。这反映了空间坡屋面，尤其是平面内刚度极大的坡屋面板，在三维空间结构受力中的重要作用。也由此可见，坡屋面结构不能简化计算，简化会导致完全相反的结果。

由于工程的复杂性，设计院也用ETABS计算。计算结果发现，很多楼层连梁超筋。情况反馈到我们这里，我们判断这样的长连梁(5m长)、在这类框-剪结构不可能超筋，并且STRAT计算也没有超筋，要求设计院与ETABS开发人员联系。经联系后才了解到ETABS并不能够计算倾斜剪力墙，其计算结果是错误的。
设计院也委托高校老师用SAP2000计算该工程，计算模型见附图。从图中可看出，SAP2000的模型非常粗略，坡屋面做了很多的简化。大跨度现浇空心板楼盖，只用简单的大板模型，其作用相当于普通的弹性楼板。完全不能够真实计算大板的受力、得出配筋，也不能反映大板对结构侧向刚度的贡献。

反观STRAT软件的处理结果，不但能够真实建模、计算，而且绘制出全部施工图，普通梁、柱、楼板之外，对倾斜墙体也能完全正确地出图，体现了STRAT软件强大的适应性。尤其是大跨度空心板，STRAT绘制几乎完美的施工图，这是当前其他软件都不具备的。

由这个特殊工程可看出，STRAT不但功能强大，适应性强，而且对工程处理到位——这些都是当前国外一些软件所不能达到的。

整体模型图

内部详细结构

屋顶结构
(不做任何简化的坡屋面模型，包括檐口处的变截面梁)

屋顶切面图

有楼板的屋面内力值
（明显可以看出屋面楼板对整个结构的影响，使顶层柱出现受拉。主要原因是：坡屋面楼板形成刚度极大的锥形穹顶，直接将荷载传到四角剪力墙上。）

屋楼板的屋面内力值

空心板肋梁施工图

柱位图(包括倾斜墙体的暗柱)

梁施工图

柱施工图(包括外侧倾斜柱)

暗柱施工图(外侧倾斜墙体)

普通楼板施工图

SAP2000的模型(简化了坡屋面构造，大跨度现浇空心板仅用普通大板模拟)




[ 本帖最后由 yale16 于 2010-11-15 09:13 编辑 ]