荷载组合和内力调整的先后顺序规范SATWEETABS

荷载组合和内力调整的先后顺序01规范规定(2011-09-27 20:54:54) 转载标签： 荷载组合内力调整前后顺序分析内力设计内力组合内力杂谈分类： 土木 规范的作用效应组合，一般建立在线弹性分析叠加原理基础上。高规JGJ 3-2010在第5.6节荷载组合和地震作用组合的效应正文和条文说明中首次将线形叠加予以明确，以符合工程结构可靠性设计统一标准GB 50153的有关规定，区分线形分析和非线性分析的不同效应组合状况。常规情况下，荷载效应组合仍以【线弹性分析叠加类型】为主，上述假定已成为中国绝大部分规范和教材解释荷载效应的默认前提条件。另一方面，中国规范对结构总体地震作用工作性能、地震剪力分担及构件内力调整等内容做了详细规定，并且在结构分析之前需对【结构体系相关属性】进行定义，使荷载组合（实为“荷载效应组合”）时必须注意规范的这些内力调整，并且要关注调整的前后顺序。一、非线性作用效应组合查工程结构可靠性设计统一标准GB 50153-2008第 8.2.4条：对持久设计状况和短暂设计状况，应采用作用的基本组合。1、基本组合的效应设计值可按下式确定： 注：在作用组合的效应函数S()中，符号“”和“+”均表示组合，即同时考虑所有作用对结构的共同影响，而不表示代数相加。2、当作用与作用效应按线性关系考虑时，基本组合的效应设计值可按下式计算：注1.对持久设计状况和短暂设计状况，也可根据需要分别给出作用组合的效应设计值；2.可根据需要，从作用的分项系数中将反映作用效应模型不定性的系数sd分离出来。高规JGJ 3-2010条文说明：第5.6.1条和5.6.3条均适应于【作用和作用效应】呈【线性关系】的情况。如果结构上的作用和作用效应不能以线性关系表述，则作用组合的效应应符合现行国家标准工程结构可靠性设计统一标准GB 50153的有关规定。二、常规荷载组合【线形关系】2.1 规范规定以高规JGJ 3-2010为例。第5.6.1条：持久设计状况和短暂设计状况下，当荷载与荷载效应按线性关系考虑时，荷载【基本组合】的【效应设计值】应按下式确定： 第2项增加L是新规范的调整。设计使用年限为50年时取1.0，100年时取1.1。第5.6.3条：地震设计状况下，当作用与作用效应按线性关系考虑时，荷载和地震作用【基本组合】的【效应设计值】应按下式确定：从地震作用效应的解释可以看出，组合前应【乘以相应的增大系数、调整系数】。2.2 荷载组合及相关问题荷载组合一般指的是荷载效应组合。涉及内力调整的组合，指的是【基本组合】。荷载组合的种类：1、基本组合：承载能力极限状态设计荷载效应组合。2、标准组合：正常使用极限状态设计荷载效应组合。3、准永久组合：正常使用极限状态，考虑荷载长期效应组合。4、人防组合：考虑核武器（或常规武器）爆炸等效静荷载与静荷载同时作用，承载能力极限状态设计荷载效应组合。至于荷载效应组合原则（特别是基本组合）、组合数量、分类及标准化使用，查各软件使用手册即可。手工校核设计内力时，需要用到组合号及其组合顺序。一般情况下，手工校核应注意【设计内力】【分析内力】【组合内力】，因都经过了内力组合前、后的调整。参见本文小结附表。三、荷载效应组合和内力调整的顺序3.1 高规JGJ 3-2010第5.6.5条1、非抗震设计时，应按本规程第5.6.1条的规定进行【荷载组合】的【效应计算】。2、抗震设计时，应同时按本规程第5.6.1条和5.6.3条的规定进行【荷载和地震作用组合】的【效应计算】；3、按本规程第5.6.3条计算的【组合内力设计值】，尚应按本规程有关规定进行调整。3.2 高规JGJ 3-2010第5.6节条文说明1、地震设计状况作用【基本组合】的效应，当本规程有规定时，地震作用效应标准值应【首先】乘以相应的调整系数、增大系数，【然后】再进行效应组合。如：薄弱层剪力增大、楼层最小地震剪力系数(剪重比)调整、框支柱地震轴力的调整、转换构件地震内力放大、框架-剪力墙结构和筒体结构有关地震剪力调整等。2、对非抗震设计的高层建筑结构，应按式(5.6.1)计算荷载效应的组合；对抗震设计的高层建筑结构，应同时按式(5.6.1)和式(5.6.3)计算荷载效应和地震作用效应组合，并按本规程的有关规定(如强柱弱梁、强剪弱弯等)，对【组合内力】进行必要的调整。同一构件的不同截面或不同设计要求，可能对应不同的组合工况，应分别进行验算。3.3 竖向荷载效应调整实际上，【分析内力】经过调整、组合、再调整到【设计内力】的过程中，不仅涉及到地震作用效应，规范对竖向荷载作用效应也有调整。如典型的考虑内力重分布的梁端弯矩调幅，及考虑活荷载不利分布的梁跨中弯矩放大。高规JGJ 3-2010第5.2.3条：在竖向荷载作用下，可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅，并应符合下列规定：1、装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.70.8，现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.80.9；2、框架梁端负弯矩调幅后，梁跨中弯矩应按平衡条件相应增大；3、应【先】对竖向荷载作用下框架梁的弯矩进行调幅，【再】与水平作用产生的框架梁弯矩进行组合；4、截面设计时，框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%。【组合后的再调整】3.4 其他1、框架-剪力墙结构的0.2Vo调整顺序高规JGJ3-20108.1.4-2条：抗震设计时，框架-剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层框架总剪力应符合下列规定：各层框架所承担的地震总剪力按本条第1款调整后，应按调整前、后总剪力的比值【调整】每根框架柱和与之相连框架梁的剪力及端部弯矩标准值，框架柱的轴力标准值可不予调整；2、框架-核心筒的0.2Vo调整顺序高规JGJ3-20109.1.11-3条：抗震设计时，筒体结构的框架部分按侧向刚度分配的楼层地震剪力标准值应符合下列规定：按本条第2款或第3款调整框架柱的地震剪力后，框架柱端弯矩及与之相连的框架梁端弯矩、剪力应进行相应调整。有加强层时，本条框架部分分配的楼层地震剪力标准值的最大值不应包括加强层及其上、下层的框架剪力。3、部分框支剪力墙结构高规JGJ3-201010.2.17条：【部分框支剪力墙结构】框支柱承受的水平地震剪力标准值应按下列规定采用：框支柱剪力调整后，应相应调整框支柱的弯矩及柱端框架梁的剪力和弯矩，但框支梁的剪力、弯矩、框支柱的轴力可不调整。四、结论综上，按照规范可整理出从【分析内力】形成【设计内力】的过程。其中，荷载组合和内力调整的先后顺序应为（对基本组合）：【分析内力】【竖向及地震效应标准值调整，可简称“组合前调整”】【效应基本组合，形成组合内力】【组合内力调整，可简称“组合后调整”】【设计内力】有关说明如下（对基本组合）： 五、建议 1、规范或教材应组织专门的文字，对【分析内力】形成【设计内力】的过程及相关概念进行定义，以使用户明确相关概念的指向，及其所对应或已包含的调整内容。按本文定义的【组合前调整】和【组合后调整】，将【分析内力】、【组合内力】、【设计内力】划分为两个区间是简明扼要的做法。 2、规范或教材在介绍荷载组合时，应提及中国规范对应的调整，以明确【组合内力】在如本文所述中的位置。同时，可参考ETABS和SAP2000定义【荷载工况】、【分析工况】，以加强对中国规范的荷载组合工况的理解，ETABS和SAP2000的对应名称为【工况组合】分析工况的结果组合。荷载组合和内力调整的先后顺序02SATWE（上）(2011-10-11 09:37:56) 转载标签： 荷载组合内力调整前后顺序分析内力设计内力组合内力杂谈分类： 土木 查高规可知，从【分析内力】形成【设计内力】的过程中，荷载组合和内力调整的先后顺序应为：【分析内力】【竖向及地震效应标准值调整，简称“组合前调整”】【效应基本组合，形成组合内力】【组合内力调整，简称“组合后调整”】【设计内力】按照SATWE编制说明（1999年12月版），软件对荷载组合和内力调整的顺序为：1、先对【单工况下】的计算内力进行调整。包括：（1）竖向荷载作用下的内力调整：考虑内力重分布的梁端弯矩调幅，及考虑活荷载不利分布的梁跨中弯矩放大；（2）地震作用下的内力调整：包括整体调整、局部调整。2、然后分别按【抗震】和【非抗震】的要求，完成梁、柱、墙各截面的内力组合。3、再对地震作用组合下的内力，按照“强柱弱梁、强剪弱弯”的要求，对【组合内力设计值】进行调整。因此，SATWE软件的内力调整顺序基本符合规范要求。但是SATWE手册对【分析内力】形成【设计内力】过程中的【竖向荷载效应调整】始终单独叙述，没有体现“竖向荷载效应调整”在【设计内力】形成中的调整时机或先后顺序。以下内容均摘自SATWE软件的编制说明、培训讲座文件（2010规范颁布之前），用以学习、理解软件的执行过程。显然，按照SATWE软件编制说明的习惯，【竖向荷载效应调整】不会体现。一、SATWE【地震内力调整】过程1.1 组合前调整地震内力部分【整体和局部调整】1、楼层最小地震剪力控制（剪重比调整）；2、薄弱楼层地震剪力放大（薄弱层调整）；3、框剪结构中，框架部分地震剪力调整；4、框支结构中，框支柱地震剪力调整。多项调整时的调整顺序，现行规范没有说明。SATWE程序按下列顺序执行：（1）最小地震剪力系数调整；（2）薄弱楼层地震内力放大；【地震内力放大1.25倍，而不采取该层地震剪力放大，是因为只限于本楼层内力增大，而不往下传；即：只对该楼层构件地震剪力的作用效应，乘 1.25的增大系数。但规范规定是地震剪力】（3）框剪0.2Vo调整；（4）框支柱弯矩、剪力增大。1.2 组合后调整地震内力部分【构件调整】准备阶段1、按结构类型、房屋高度确定房屋的抗震等级；2、SATWE抗震等级的指定；3、特殊指定“楼层、构件”抗震等级调整；2002高规共计约8种情况；2010高规约9种情况。主要如：部分框支抗震墙结构、底部带转换层的高层建筑结构、带加强层的高层建筑结构、错层处框架柱、连体结构、地下室各层内力调整等。4、软件按抗震等级确定组合后的内力调整系数。分以下5种情况：（1）【框架柱、底层柱和框支柱】设计内力调整（2）【一般剪力墙结构】设计内力调整（3）【带转换层结构剪力墙】设计内力调整（4）【框架梁、连梁】设计剪力调整（5）框支结构中【框支托梁】地震内力调整1.3 组合后调整地震内力【构件调整】调整的4种做法1、框架梁剪力调整只是对梁两端的固端弯矩引起的平衡剪力进行调整，而对后迭加的竖向荷载引起的简支梁剪力不加调整。V=bv(Mbl +Mbr)/Ln+VGbMbl、 Mbr-分别为梁左、右端，竖向载（恒、活）、水平载（风、地震）效应弯矩组合值；VGb-竖向荷载引起的简支梁剪力。2、框架柱直接在最终被调整的标准内力组合值上乘以增大系数例如：Mc=cMb直接在柱上、下端标准内力弯矩组合值（其恒、活、风载和地震作用的各单项内力已由结构矩阵法求出）上乘以增大系数。3、剪力墙在底部加强区，若干层某个设计内力均按一个值采用如剪力墙底部加强区（内各楼层）均按墙底部组合弯矩（或经过放大）进行设计。在上下层属同一个标准层时，可容易寻找墙底部组合弯矩值，但当不属同一个标准层时，有可能：（1）墙体上、下不对齐；（2）不落地剪力墙；找不到墙底部组合弯矩值，此时只能对上部墙体的标准内力组合值乘以适当放大系数作为设计值。4、框支柱对内力组合的个别工况内力进行调整例如框支柱的轴力调整只对地震作用下的轴力进行。此时，在对各工况内力标准值组合之前，先把地震轴力进行放大然后再组合。二、SATWE输出结果2.1 SATWE内力计算结果主要有3个文件：1、WNL*.OUT单工况标准内力，相当于【分析内力】。2011用户手册P112页：WNL*.OUT文件中，地震力没有调整（但是已含双向地震组合及顶塔楼地震内力放大），且没有经过整理，即包含了梁柱的分段内力结果。2、WWNL*.OUT单工况标准内力，经过了【组合前调整】，如最小地震力、薄弱层放大、0.2Q0调整等。3、WPJ*.OUT【设计内力】，用于配筋设计。2.2 分析内力（单工况内力）【标准值、调整前】WNL*OUT一般内力工况代号：Load Case =1 为X方向地震力作用下的标准内力Load Case =2 为Y方向地震力作用下的标准内力Load Case =3 为X方向风力作用下的标准内力Load Case =4 为Y方向风力作用下的标准内力Load Case =5 为竖向(恒载)作用下的标准内力Load Case =6 为竖向力(活载)作用下的标准内力，是调整以后的结果Load Case =7 为考虑活荷不利布置时梁负弯矩包络Load Case =8 为考虑活荷不利布置时梁正弯矩包络Load Case =9 为竖向地震力作用下的标准内力考虑0.05偏心后的标准内力单工况代号如下：工况号: 1 - X方向地震作用下的标准内力工况号: 2 - X方向(+5%偏心)地震作用下的标准内力工况号: 3 - X方向(-5%偏心)地震作用下的标准内力工况号: 4 - Y方向地震作用下的标准内力工况号: 5 - Y方向(+5%偏心)地震作用下的标准内力工况号: 6 - Y方向(-5%偏心)地震作用下的标准内力工况号: 7 - X方向风荷载作用下的标准内力工况号: 8 - Y方向风荷载作用下的标准内力工况号: 9 - 恒载作用下的标准内力工况号: 10 - 活载作用下的标准内力2.3 组合前调整（单工况内力）【标准值、调整后】WWNL*OUT工况号: 1*- X方向地震作用下的标准内力(调整前)工况号: 1 - X方向地震作用下的标准内力工况号: 2*- X方向(+偶然偏心)地震作用下标准内力(调整前)工况号: 2 - X方向(+偶然偏心)地震作用下标准内力工况号: 3*- X方向(-偶然偏心)地震作用下标准内力(调整前)工况号: 3 - X方向(-偶然偏心)地震作用下标准内力工况号: 4*- Y方向地震作用下的标准内力(调整前)工况号: 4 - Y方向地震作用下的标准内力工况号: 5*- Y方向(+偶然偏心)地震作用下标准内力(调整前)工况号: 5 - Y方向(+偶然偏心)地震作用下标准内力工况号: 6*- Y方向(-偶然偏心)地震作用下标准内力(调整前)工况号: 6 - Y方向(-偶然偏心)地震作用下标准内力工况号: 7 - X方向风荷载作用下的标准内力工况号: 8 - Y方向风荷载作用下的标准内力工况号: 9 - 恒载作用下的标准内力工况号: 10 - 活载作用下的标准内力2.4 设计内力【组合内力调整后、设计值】-WPJ*.OUTSATWE的荷载组合结果在WPJ*.OUT文件中输出，其第1行是各种荷载工况的简写字母。查WPJ*.OUT文件，如下：荷载组合分项系数说明，其中：Ncm - 组合号V-D,V-L - 分别为恒载、活载分项系数X-W,Y-W - 分别为X向、Y向水平风荷载分项系数X-E,Y-E - 分别为X向、Y向水平地震荷载分项系数Z-E - 为竖向地震荷载分项系数R-F - 为人防荷载分项系数TEM - 为温度荷载分项系数CRN - 为吊车荷载分项系数SW1SW5 - 分别为第1组到第5组特殊风荷载分项系数【(Icn) - 控制内力的内力组合号】【LoadCase - 控制梁内力包络的组合号】不考虑竖向地震的【常规43种】基本组合：NcmV-DV-LX-WY-WX-EY-EZ-E11.350.9821.201.4031.001.4041.201.4051.20-1.40 61.201.4071.20-1.4081.201.400.8491.201.40-0.84 101.201.400.84111.201.40-0.84121.200.981.40131.200.98-1.40 141.200.981.40151.200.98-1.40161.001.40171.00-1.40181.001.40191.00-1.40201.001.400.84211.001.40-0.84 221.001.400.84231.001.40-0.84241.000.981.40251.000.98-1.40261.000.981.40271.000.98-1.40281.200.600.281.30291.200.60-0.28-1.30301.200.600.28 1.30311.200.60-0.28-1.30321.200.600.28-1.30 331.200.60-0.281.30 341.200.600.28 -1.30351.200.60-0.281.30361.000.500.281.30 371.000.50-0.28-1.30381.000.500.28 1.30391.000.50-0.28-1.30401.000.500.28-1.30411.000.50-0.281.30421.000.500.28-1.30431.000.50-0.281.30荷载组合和内力调整的先后顺序02SATWE（下）(2011-10-11 09:51:07) 转载标签： 荷载组合内力调整前后顺序分析内力设计内力组合内力杂谈分类： 土木 三、 【地震内力调整】举例摘自建研院PKPM讲座资料“内力调整.ppt”，时按2001系列规范。3.1 【组合前调整】薄弱层地震剪力放大实例楼层号：10，薄弱楼层，地震剪力放大1.15。例如：剪力放大 -53.1*1.15=-61.0；弯矩放大 -222.8*1.15= -256.2即：地震剪力放大时，弯矩随着放大。另外，程序对x向是薄弱层，y向不是薄弱层，但均按薄弱层处理。本例只对单工况下内力进行调整，显然属于【组合前调整】。3.2 【组合后调整】框架柱地震内力调整八层框架，8度设防，二类场地土，抗震等级二级。hM=1.2，1.25（分别为柱顶、柱底）；hV=1.50。已知本层是薄弱层。一层第1柱柱顶 Y向（第 36种组合）、柱底Y向（第37种组合）配筋弯矩计算：(My)T=【1.0*60.7+0.5*11.1+0.28*12.3+1.3*260.7*1.15】*1.2*1.1= 606.46 kN-m这里1.15为薄弱层放大系数，为【组合前调整】；1.2为弯矩调整系数，1.1为角柱调整，为【组合后调整】。【 】内为第 36种组合弯矩，已包含【组合前调整】结果。调整系数的位置可见一斑。1.15只对地震工况调整，而1.2和1.1是对整个地震组合【第 36种组合弯矩】进行调整。同样：(My)B=【1.0*(-29.5)+0.5*(-5.4)-0.28*(-24.0)-1.3*(-523.2)*1.15】*1.25*1.1=1040.8 kN-m这里由于是柱底，弯矩调整系数变成1.25。再看剪力调整：一层第 1柱Y向配筋剪力（第 38种组合）计算：(Vy) =【1.0*2.7+0.5*0.5+0.28*(-21.6)+1.3*(-159.0)*1.15】*1.5*1.1= -397.32 kN这里的剪力调整系数是1.5。配筋文件中：(Vy)= -397.0kN3.3【组合前调整】框支柱-设计轴力调整22层 = 【底3层框支 + 上部19层剪力墙】，高度61.6m，7度。框支柱一级抗震。框支柱轴力调整系数 1.5。考察第三层第15柱。第三层框支柱（柱号15)标准内力中的轴力：第三层框支柱（第15柱）设计轴力（第28种组合）计算：【1.2*(-5148.)+0.6*(-1030.4)+0.28*85.7+1.3*161.3*1.5】 =-6457.3第三层框支柱（第16柱）设计轴力（第40种组合）计算：【1.0*(-4657.4)+0.5*(-798.8)+0.28*(-247.9) -1.3*(-468.2)*1.5】=-4213.2由计算式可见，1.5系数只对【地震作用产生的轴力】进行放大，属【组合前调整】。3.4【组合后调整】框支托梁弯矩、剪力调整本例中，第三层【框支托梁】地震剪力的调整系数如下：框支托梁地震剪力调整。a薄弱楼层1.15调整；1.15b框剪0.2Q0调整；X向1.0， Y向1.0c高规 10.2.6 转换构件地震内力（弯矩、剪力）增大1.5（一级抗震)d梁构件剪力调整；剪力调整：1.3则第31梁【右端剪力设计值】计算式（第28工况）为：1.2*(-349.7)+0.6*(-70.)+【0.28*(-28.1)+ 1.3*(-49.5)* 1.15*1.5】*1.3 = -616.17其中薄弱层地震内力增大1.15；托梁地震内力增大1.5，属【组合前调整】；梁剪力调整系数1.3，属【组合后调整】。3.5【组合后调整】框架梁-设计剪力调整只对梁两端的固端弯矩引起的平衡剪力进行调整，而对后迭加的竖向荷载引起的简支梁剪力不加调整。V=bv(Mbl +Mbr)/Ln+VGbMbl、 Mbr-分别为梁左、右端，【竖向载（恒、活）、水平载（风、地震）效应】弯矩组合值；VGb-竖向荷载引起的简支梁剪力。举例：37层，高121.55m，框架-核芯筒结构，7度，框架、剪力墙二级抗震等级 。（框架梁剪力调整系数1.2；考察第五层编号84梁）此为“强剪弱弯”的典型调整方式，属【组合后调整】。这里要关心的是，SATWE没有采用“【固端弯矩/Ln】*调整系数”来直接调整，而是间接【调整“风+震”剪力】，然后和竖向剪力组合。等效否？没有验证。从原理上讲好像有问题。 荷载组合和内力调整的先后顺序03ETABS（上）(2011-10-11 10:40:22) 标签： 荷载组合内力调整前后顺序分析内力设计内力组合内力杂谈分类： 土木 一、基本概念1、使用ETABS和SAP2000软件，需提及有关荷载的下列概念：荷载工况、分析工况、工况组合【实为“分析工况的结果组合”】。对于荷载工况包括：荷载类型、荷载名称、自乘系数；加载方式。对于分析工况包括：先决工况、从属工况、分析顺序。对于分析工况结果组合：组合的四种类型叠加型、绝对值型、SRSS型、包络型。【荷载工况】是作用于结构上的按指定方式空间分布的力、位移、温度或其他作用。荷载工况本身不能再结构上产生任何响应，只有在分析工况中包含了荷载工况，才能得到荷载工况的作用结果。【分析工况】定义荷载工况的作用方式、结构的响应方式和分析的方法。分析工况可以是一个荷载工况或一组荷载的组合工况，这里的组合是在分析之前的组合。分析完成之后的组合（简称【工况组合】）是不同分析工况结果的总和或包络，组合结果包括节点的所有位移、力和单元的内力或应力；组合数量可以任意指定，每个组合需要定义一个不同的名称，且不能与分析工况的名称相同。2、ETABS和SAP2000软件还有几个概念：分析内力和设计内力，分析截面和设计截面。讨论荷载组合和内力调整的顺序时要用到。3、查高规可知，从【分析内力】形成【设计内力】的过程中，荷载组合和内力调整的先后顺序应为：【分析内力】【竖向及地震效应标准值调整，简称“组合前调整”】【效应基本组合，形成组合内力】【组合内力调整，简称“组合后调整”】【设计内力】1.1 荷载工况使用ETABS和SAP2000软件，首先要定义【荷载工况】，然后将各个荷载工况中的指定荷载施加到结构上。一、荷载工况的分类序号荷载工况荷载类型一般情况荷载名称细分备注1静力荷载工况恒荷载工况DEADDEAD附加恒载【自重之外】自重荷载自动施加；SUPER DEAD(附加恒荷载)，不适合中国规范温度荷载地面位移荷载应变荷载表面压力荷载孔隙压力荷载预应力荷载活荷载工况LIVELIVEREDUCE LIVE(折减活荷载)，不适合中国规范底部剪力法地震荷载工况QuakeQX，QY，QZ1、QUAKE(自动地震荷载)，适合于底部剪力法；2、X、Y、Z方向，应分别定义；3、自动施加，无需人为指定；4、如果采用反应谱法计算地震作用，则不需要定义自动地震荷载工况自动风荷载工况WindWX，WYWIND(自动风荷载)；自动侧向荷载选择“Chinese 2002”；自动施加。基于“刚性隔板”或“面对象”雪荷载工况SnowSNOWSNOW(雪荷载)波浪荷载WaveWAVE水中大坝、池壁或水工模型等自动侧向荷载为PIWSD2000车道荷载Moving LOADML公路立交桥或桥梁结构等2反应谱工况-1.先定义反应谱函数【FUNC1】，再定义反应谱工况【Response Spectrum】；2.反应谱工况自动施加，不需要人工指定；3.反应谱工况自动参与荷载组合。4.定义反应谱工况前，要定义质量源。3时程工况4静力非线性Pushover工况5施工顺序加载工况6其他OTHER自定义工况，不参与任何荷载组合二、需注意的几个问题1、注意【荷载名称】和【荷载类型】的区别。使用软件时，常常将二者名称取一致，如【荷载类型】为DEAD，其【荷载名称】也取为DEAD；在软件后续的“分析工况”的定义中，也将设置DEAD，因此要分清针对的是DEAD荷载工况，还是荷载类型；等等。【荷载类型】的作用：软件自动生成荷载组合时，将根据“荷载类型”为各个荷载工况设定荷载组合系数。【荷载名称】实际是“单个荷载工况”的名称。对同一个荷载类型，根据不同的作用方向可定义不同的荷载工况。如风荷载：WX，WY。2、分清哪些荷载工况是软件自动施加，哪些需人工指定。3、关于地震荷载的两种型式：自动地震荷载和反应谱工况。自动地震荷载属于静力荷载，用底部剪力法计算；反应谱工况是单独的一种工况，其定义方式和自动地震荷载不同，属动力分析范畴；需先定义反应谱函数，然后定义反应谱工况。4、关于风荷载的定义和加载方式，分两种来自刚性隔板范围、来自面对象。5、注意哪些是静力荷载工况，哪些不是。三、ETABS建模的几个问题1、按“面对象”施加风荷载时，体型系数的正负号怎么确定？X与X方向会自动考虑吗？体型系数的正负号主要与面对象的局部坐标有关。当风荷载作用方向与面的局部3轴正向一致，取正号，反之取负号。按【面对象】施加风荷载时，X方向需要定义两个风荷载工况，分别对应各自的体型系数。2、使用【虚面】施加风荷载，正向和反向是否需要定义两种工况？使用【虚面】施加风荷载，可以定义两种风荷载工况考虑正向和反向；两个风荷载工况【不会同时出现】在一种荷载组合里面。3、单向地震反应谱工况和双向地震反应谱工况需要“分别定义”吗？如何定义？需要分别定义。在定义反映谱工况时，在反映谱工况数据中对话框中，若输入反映谱的方向【指定1个】则为单向地震作用，【指定2个】则为双向地震作用。4、Etabs竖向地震如何模拟？目前程序中【竖向地震】可以在定义荷载工况时定义，此时定义的方式为采用底部剪力法，此时定义的方式和抗震规范的高层结构定义方式相同；当然也可以考虑采用反应谱方法定义结构的竖向地震，但是参数的选取规范中没有明确的给出，需要人为考虑。5、Etabs计算地震作用考虑【偶然偏心】时是不是每个方向都要定义两个地震工况？底部剪力法中需要定义两个。振型分解反应谱法定义一个就可以，程序会自动考虑正负。6、反应谱分析中要考虑偏心时，需要按正、负偏心情况设两个工况吗？不需要。给定偏心率后，ETABS会自动考虑正负两种情况。7、ETABS中如何显示内力包络图？在定义组合的时候，添加一个组合，其类型选择为env（包络），然后将各个荷载工况添加进入，各项比例系数均定为1，那么即可形成一个包络的工况，内力分析后可以查看该工况下的内力结果，即为内力的包络。8、双向地震如何判断是在哪个方向进行了修正，乘以0.85？目前在ETABS中，如果定义了一个双向地震的荷载工况，按照中国规范选择修正的SRSS，输出的是个包络的结果。解决的办法是分别定义两个反应谱工况，一个是以x为主的x2+0.85y2；一个是以Y为主的0.85x2+y2。在工况中比例系数定义为9.81*0.85=8.3385，选择SRSS选项。1.2 分析工况所谓ETABS和SAP2000丰富的分析功能，是从对分析工况的定义中得到体现。定义【分析工况】，也就是定义荷载工况的作用方式、结构的响应方式和分析方法。对同一个模型可以定义任意多种分析工况；运行模型分析时，可以有选择地运行工况，也可以删除多余的工况。定义【分析工况】主要包括下列基本信息：1、工况名称每一种分析工况需定义一个不同的名称，用于提取分析结果（位移、应力等）、生成组合，有时也用于生成其他分析工况。2、分析类型定义分析工况类型和分析方法类型。分析工况类型主要指静力分析、反应谱分析、时程分析、屈曲分析等；分析方法类型（简称分析类型）指线性分析、非线性分析、非线性阶段施工。3、所施加的荷载对多数分析类型，需指定施加到结构上的荷载工况。一、分析类型根据结构对荷载响应方式的不同，分析类型可划分为【线性】和【非线性】。序号分析类型细分备注1线性分析【表示结构从零应力状态开始，并且在分析过程中结构属性保持不变】【另外，结构响应与施加荷载的大小成正比，不同工况下线性分析结果可以叠加】(1)静力分析Linear Static定义线性分析工况时，需要注意两点：1、初始刚度。可指定程序采用【无应力状态下的刚度】(默认情况)，或采用【非线性分析工况结束时的刚度】。2、初始状态。线性分析从零应力状态开始。即使定义的线性分析工况用到了先前的非线性分析刚度，但不包括先前分析得到的荷载。参见sap2000手册P269。(2)模态分析用特征向量或Ritz向量求解振型Modal(3)反应谱分析求解地震响应Response Spectrum(4)时程动力响应分析Time History(5)屈曲模式分析Buckling(6)移动荷载分析求解桥梁车辆活荷载响应Moving Load(7)谐振稳态分析Steady State(8)功率谱密度分析Power Spectrum Density2非线性分析【非线性分析，则表示结构属性可能随时间、变形、荷载而变化】【实际发生多大的非线性，与定义的属性、荷载大小及指定的分析参数有关】【可以从先前的非线性继续，其初始状态可以包括来自先前分析的所有荷载效应。所有非线性分析工况可以链接起来，实现复杂加载次序】【显然，不同非线性分析的结果一般不能进行叠加】(1)非线性静力分析Nonlinear Static定义非线性分析工况注意两点：1、初始状态。【零初始条件】【从前一个非线性分析继续】2、非线性参数，共4个方面。材料非线性参数；几何非线性参数；非线性求解控制；铰卸载方法。(2)非线性时程分析Nonlinear Time Histiry3非线性阶段施工所有非线形分析工况可以链接起来，以实现复杂加载次序。比如：由于非线形分析结果一般不能进行叠加，而在设计阶段，通常需要考虑若干荷载的组合，因此，可以先定义一个【初始静力非线形工况】来考虑几何非线形的影响，并使其刚度矩阵作为其他线形分析的基础，使得所有分析结果对于设计可以叠加。二、分析工况的荷载施加定义【分析工况】时，“荷载类型”主要有Load和Accel两类，即可以是一种荷载工况，或者是一个加速度荷载。一个分析工况可以对应一个荷载工况，也可以对应一组荷载的组合工况。三、分析顺序各个分析工况之间并不一定是彼此独立的，而是可能存在一定的依存关系。在下列情况下，一个分析工况会依赖于另一个分析工况：1、振型叠加类型的分析工况（反应谱分析或模态时程分析），会用到由模态分析工况得到的振型。2、一个非线形分析工况从另一个非线性工况结束状态开始。3、一个线形分析工况用到一个非线性分析工况结束时计算的结构刚度。一个依赖于其他工况的分析工况称为【从属工况】，它所依赖的工况称为【先决工况】。程序进行分析时，总是按照正确的顺序进行，以保证从属工况在其所有的先决工况之后进行。每一个分析顺序必须由一个从零开始的分析工况开始。1.3分析工况结果组合【工况组合】这里的组合是不同分析工况结果的总和或包络。组合结果包括节点的所有位移、力和单元的内力或应力。组合数量可以任意指定，每个组合需要定义一个不同的名称，且不能与分析工况的名称相同。对每一个响应量（位移、内力等），参与分析的每个分析工况可以为组合提供一个或两个值。但是，工况组合时【均按两个值】处理。（1）分析工况为组合提供一个值的，组合时可视为“两个相同的值”。如线形静力分析、模态分析或屈曲分析得到的单独模式、多步分析工况的单步等情况，都只提供一个值。（2）有些类型的分析工况会产生两个不同的值。如：反应谱工况、多步分析工况的包络结果、移动荷载工况车辆产生的结果等。某些类型的组合，两个值都被用到；有些类型的组合，只用到较大的绝对值。但是每个组合都会产生一对数值：最大值和最小值。组合的类型有4种：叠加型Linear Add组合的最大值是各个参与工况最大值的算术线形组合；组合的最小值是各个参与工况最小值的算术线形组合。绝对值型Absolute Add组合的最大值是各个参与工况绝对值的大值之和；组合的最小值是组合的最大值的负数。SRSS型组合的最大值为各个参与工况绝对值的最大值的平方和的平方根；组合的最小值是组合的最大值的负数。包络型Envelope组合的最大值是各个参与工况最大值中得最大值；组合的最小值是各个参与工况最小值中得最小值。对于线形问题，线形结果可以叠加，算术求和型的工况组合是有意义的。对于非线形问题，非线性结果通常不能叠加，因此需要在非线性分析工况中施加组合荷载，以正确分析其组合效应。这将导致需定义多种分析工况求解而非组合工况结果。但是，非线性分析工况可以包括在任何包络型组合中，因为它们之间不进行叠加。 荷载组合和内力调整的先后顺序03ETABS（下）(2011-10-11 10:57:14) 标签： 荷载组合内力调整前后顺序分析内力设计内力组合内力杂谈分类： 土木 二、荷载组合ETABS和SAP2000在开始运行结构设计命令时，会根据结构类型和所选规范自动生成荷载组合。默认生成的组合满足规范要求。如果选择中国规范，ETABS和SAP2000均编制了【默认荷载组合】。默认荷载组合的结果与SATWE软件完全相同。需要说明的是：中国规范的作用效应组合一般是建立在弹性分析叠加原理基础上的。三、内力调整ETABS的内力调整共分3部分：（1）结构构件属性的调整和竖向荷载下的梁弯矩调整；（2）抗震设计内力调整；（3）承载力抗震调整系数。注意软件的两组概念：分析内力、设计内力；分析截面、设计截面。3.1结构构件属性和梁弯矩调整结构构件属性的调整发生在程序进行模型分析之前，主要是框架梁、连梁、组合梁的刚度调整。梁弯矩调整是对模型分析之后得到的分析内力进行的。这里的梁弯矩调整指的是竖向荷载下的梁弯矩调整。一、构件刚度调整程序调整时机：模型分析之前。1、考虑翼缘作用楼面梁的刚度增大系数根据JGJ3-2010第 5.2.2 条的规定，楼面梁刚度增大系数可取1.32.0。程序中，此系数对边梁的缺省值为 1.5，对中梁的缺省值为 2.0，点击菜单【指定框架/线框架属性修改】，可以修改此系数。2、抗震设计时，连梁刚度折减系数根据JGJ3-2010第 5.2.1条的规定，此系数不宜小于0.5。程序中，此系数由用户输入，其缺省值为0.7。点击菜单【指定壳/面壳刚度修改】可修改连梁刚度。二、竖向荷载下梁弯矩调整程序调整时机：模型分析之后。1、梁端负弯矩调整系数根据JGJ3-2010第 5.2.3条规定，装配式整体框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.70.8，现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取为 0.80.9。程序中，此系数的缺省值为 0.85，并可由用户在【混凝土框架设计覆盖项】中修改。2、梁跨中弯矩调整根据JGJ 3-2010第5.2.3 条的规定，梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%。程序中，此规则由程序自动执行。3.2抗震设计内力调整根据中国规范，混凝土结构【抗震调整】分为（1）对结构地震荷载的调整；（2）混凝土构件的抗震设计内力调整。ETABS软件将混凝土结构【抗震设计】内力调整分为三个层次：（1）整体调整。指根据规范剪重比的要求，对结构整体地震力的调整。（2）局部调整。指对结构中某一部分构件所做出的内力调整，比如框架承担的最小水平地震剪力、结构薄弱层内力调整等。（3）构件调整。指针对于某一结构构件，根据抗震等级进行的内力调整。构件内力调整的意义在于实现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点、强柱根”的基本思想，这一思想的目的是限制大震下塑性铰出现的部位，避免或减少脆性剪切破坏先于弯曲破坏；加强柱子、剪力墙根部，推迟塑性铰的形成，控制结构倒塌整体失效。一、整体调整1、最小地震剪力要求用户通过校核程序输出的剪力系数（由公式(5.2.5)定义）来确定是否满足规范的要求，如果不满足，用户可以更改地震作用放大系数重新进行结构分析计算，直到满足要求为止。用户也可指定程序对不满足最小地震剪力的楼层自动放大地震作用至满足要求。程序调整时机：分析过程中。二、局部调整当某些要求和条件不满足的情况下，整个结构的水平地震剪力或者是某些层的水平地震剪力将要进行调整。中文ETABS会根据下述规则调整相应结构构件的地震内力（通常是剪力和弯矩）。1、框架-剪力墙结构剪力分配要求如果框架总剪力不满足规范要求，相应楼层的剪力分配将进行调整。相应楼层的柱和与之相连的梁的剪力和弯矩都将乘以调整系数。2、薄弱层构件地震作用放大抗震规范GB50011-2010中3.4.3规定，竖向不规则的建筑结构，其薄弱层的【地震剪力】应乘以1.15的增大系数。针对这些条文，中文 ETABS将对薄弱层构件地震作用内力乘以1.15的增大系数。3、框支柱承受最小地震剪力的要求框支柱承受地震剪力标准值应按要求进行调整。框支柱剪力调整后，应相应调整框支柱的弯矩及柱端梁（不包括转换梁）的剪力和弯矩。程序调整时机：运行分析，得出【分析内力】之后，自动执行该项调整。分析内力和调整后的内力【即框支柱承受地震剪力的调整情况】可显示。4、转换梁内力调整要求带转换层的高层建筑结构，特一、一、二级【转换构件】水平地震作用计算内力应分别乘以 1.8、1.5、1.25。5、框支柱内力调整要求，原因同上（4）。三、构件调整另见。主要指针对于某一结构构件，根据抗震等级进行的内力调整，实现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点、强柱根”的基本思想。3.3 构件截面承载力抗震调整系数RE承载力抗震调整系数RE，是构件的承载力设计值与抗震承载力设计值的比值。GB50011 对此未作深入说明。但其含意义与【AISC采用允许应力法（ASD）进行抗震设计时，将允许应力提高 4/3=1.33 倍的规定】类似。在表达式中，相当于将材料的强度设计值除以 0.75。但在运用时，根据构件的重要性对不同构件和连接采取不同数值，根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）中5.4.2 条的规定，截面抗震承载力调整系数为表 5.4.2 中数据。抗震设计时，结构构件的承载力与抗力的关系式如下：SR/RERE的取值在规范中大致为0.75，代入上式则为：S（11/3）R此即考虑地震作用时，材料的容许应力可以提高1/3。所以承载力抗震调整系数的实质是：考虑地震作用时，材料的容许应力可以提高1/3左右（同抵抗风荷载一样）。