概述
1. 建筑功能需要，在高度比較高的首層平面約中間層高位置設(shè)置一夾層，夾層平面面積占首層平面面積比例大小不一，如下圖所示：
圖1-1
圖1-2
圖1-3
1-4
2. 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)的某一些整體指標(biāo)是以“層”為基準(zhǔn)，要求自然層樓板基本完整，具有一定的平面內(nèi)剛度來(lái)協(xié)調(diào)各豎向構(gòu)件共同工作，自然層各豎向構(gòu)件按一整體進(jìn)行考慮；
3. 規(guī)范對(duì)于“側(cè)向剛度比”、“位移比”和“抗剪承載力比”等指標(biāo)均以“層”為基準(zhǔn)，對(duì)于結(jié)構(gòu)“層”不明顯的結(jié)構(gòu)，統(tǒng)計(jì)的指標(biāo)沒(méi)有實(shí)質(zhì)意義。
4. 當(dāng)夾層平面面積占首層平面面積比例大小不同，指標(biāo)統(tǒng)計(jì)方法也不盡相同，下面參考一些資料如下：
（1）上海市工程建設(shè)規(guī)范《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程》DGJ08-9-2013第3.4.4條條文說(shuō)明：
（2）四川省超限高層建筑抗震設(shè)計(jì)圖示：
盡管兩本資料規(guī)定不完全相同，但其概念基本是一致，當(dāng)夾層面積占比較小時(shí)，如1-3三維視圖所示，指標(biāo)統(tǒng)計(jì)時(shí)夾層不能按一結(jié)構(gòu)層來(lái)計(jì)算，應(yīng)把夾層樓板下和夾層樓板上合并為一結(jié)構(gòu)層來(lái)對(duì)待，如圖4-2所示；當(dāng)夾層占比較大時(shí)，如1-1三維視圖所示，夾層樓板下和夾層樓板上分別作為一結(jié)構(gòu)層來(lái)對(duì)待，如圖4-3所示。
圖4-2
圖4-3
位移比
5. 對(duì)于位移比的計(jì)算的假定要求可參照一些規(guī)范，如廣東省標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》DBJ/T15-92-2021第3.4.4條，如圖5-1所示；《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010第3.4.3條條文說(shuō)明，如圖5-2所示；上海市工程建設(shè)規(guī)范《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程》DGJ08-9-2013第3.4.4條條文說(shuō)明，如圖4-1所示。
圖5-3在兩柱頂加兩個(gè)X正向水平力500KN ，圖5-4為采用“不強(qiáng)制采用剛性樓板假定”參數(shù)計(jì)算的水平位移圖，圖5-5為采用“對(duì)所有樓層采用強(qiáng)制剛性樓板假定”參數(shù)計(jì)算的水平位移圖，兩種計(jì)算結(jié)果完全不同，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)意識(shí)到不同的計(jì)算假定對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，根據(jù)實(shí)際情況而定。
圖5-5
綜合以上，位移比可分塊剛性板進(jìn)行計(jì)算，而不限于計(jì)算模型全層剛性板假定，比如三維視圖1-4，夾層樓蓋處位移比統(tǒng)計(jì)時(shí)，按左和右兩塊剛性樓板分別計(jì)算位移比，并且軟件參數(shù)設(shè)置中應(yīng)選擇“不強(qiáng)制采用剛性樓板假定”，分塊剛性樓板功能在前處理板屬性指定。
6. 以一簡(jiǎn)單算例進(jìn)行計(jì)算說(shuō)明，計(jì)算條件如下：
（1）各層層高均為4000mm，共6層（含夾層），柱網(wǎng)尺寸為6000mmx6000mm；
（2）柱截面尺寸為500mmx500mm，梁截面為250mmx500mm，板厚120mm；
（3）梁板柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C30；
（4）梁上線荷載為10KN/M，板恒荷載為1.5Kpa，活荷載為2.5Kpa，基本風(fēng)壓0.65 Kpa，B類場(chǎng)地；
（5）地震動(dòng)參數(shù)：7度0.1g，一組二類場(chǎng)地；
（6）模型三維視圖如下圖；
（7）軟件參數(shù)設(shè)置中選擇“不強(qiáng)制采用剛性樓板假定”，以確保為分塊剛性板，而不是全層剛性板假定；
7. YJK軟件位移比計(jì)算結(jié)果如下所示
對(duì)于夾層，YJK軟件統(tǒng)計(jì)出來(lái)的位移比包括了ACDF區(qū)域，此位移比是沒(méi)有實(shí)質(zhì)意義的，夾層正確的位移比只需統(tǒng)計(jì)BCDE區(qū)域即可，提取夾層Y正偏規(guī)定水平力Y向水平位移，下圖所示：
手工復(fù)核，夾層樓層與層間正確位移比應(yīng)該是
而YJK軟件計(jì)算的位移比為
YJK軟件結(jié)果是不正確的，因?yàn)檐浖y(tǒng)計(jì)的平面范圍不正確。
提取二層和夾層Y正偏規(guī)定水平力Y向水平位移，下圖所示：
二層樓層位移比計(jì)算：計(jì)算對(duì)象為上圖的左圖青色兩柱。
最大位移為12.53mm，最小位移為5.73mm
手工復(fù)核，二層樓層位移比
YJK軟件計(jì)算的位移比也為1.37，兩者相等，因?yàn)槭止づc軟件統(tǒng)計(jì)的平面范圍一致。
二層層間位稱比計(jì)算：計(jì)算對(duì)象為上圖的右圖青色兩柱，應(yīng)與下層樓蓋范圍相對(duì)應(yīng)。
最大位移為8.28-3.45=4.83mm，最小位移為5.73-2.31=3.42mm
手工復(fù)核，正確的二層層間位移比應(yīng)該是
而YJK軟件計(jì)算的位移比為
YJK軟件結(jié)果是不正確的，因?yàn)檐浖y(tǒng)計(jì)的平面范圍不正確。
8. 位移比小結(jié)：
（1）位移比可分塊剛性板進(jìn)行計(jì)算，而不限于計(jì)算模型全層剛性板假定，分塊剛性樓板功能在前處理板屬性指定（平板默認(rèn)為剛性板）。
（2）對(duì)于帶夾層結(jié)構(gòu)的位移比統(tǒng)計(jì)時(shí)，僅需對(duì)有樓板的區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，無(wú)樓板僅有柱節(jié)點(diǎn)的區(qū)域無(wú)需統(tǒng)計(jì)，故，需要手工復(fù)核每塊剛板位移比，而不能采用軟件計(jì)算結(jié)果。
側(cè)向剛度比
9. 當(dāng)夾層面積占比比較小時(shí)，應(yīng)采用并層的側(cè)向剛度，即把夾層樓板下層和夾層樓板上層合并為一層計(jì)算側(cè)向剛度，再與上層側(cè)向剛度進(jìn)行對(duì)比，而不能把夾層與上層進(jìn)行側(cè)向剛度對(duì)比，如下圖所示：
側(cè)剛比分層模型方法：夾層按一標(biāo)準(zhǔn)層輸入，需要手工復(fù)核側(cè)向剛度比。
下圖為分層模型計(jì)算的側(cè)向剛度
模型一層與模型二層X(jué)向剛度比為3.8111/2.7091=1.407
模型一層與模型二層Y向剛度比為4.4936/2.5845=1.739
誤判一層為非軟弱層，計(jì)算結(jié)果有誤
為避免提取質(zhì)心位移值的麻煩，簡(jiǎn)化處理，參照MIDAS Building結(jié)構(gòu)大師計(jì)算原理說(shuō)明書(shū)，側(cè)向剛度采用地震剪力與非偶然偏心平均位移比值進(jìn)行計(jì)算,如下圖所示：
提取各樓層地震剪力如下圖所示：
提取各樓層位移如下圖所示：
一層（合并樓層）X向側(cè)向剛度：力/平均位移=1555.87/10.03=155.122
一層（合并樓層）Y向側(cè)向剛度：力/平均位移=1413.68/10.06=140.525
二層X(jué)向側(cè)向剛度：力/平均位移=1356.82/3.94=344.371
二層Y向側(cè)向剛度：力/平均位移=1233.84/4.38=281.699
一層（合并樓層）與二層X(jué)向剛度比為155.122/344.371=0.450
一層（合并樓層）與二層Y向剛度比為140.525/281.699=0.499
由以上結(jié)果可知，一層為軟弱層
側(cè)剛比并層模型方法：把模型1層和模型2層合并為一層，夾層按層間梁輸入，板按層間板輸入（下圖柱子連續(xù)不斷開(kāi)，層高為8000的并層模型）
下圖為采用并層模型計(jì)算的側(cè)向剛度
一層（合并樓層）與二層X(jué)向剛度比為1.4672/3.3534=0.438
一層（合并樓層）與二層Y向剛度比為1.4806/2.9979=0.494
由以上結(jié)果可知，一層為軟弱層
并且，手工復(fù)核分層模型的一層判斷結(jié)果與并層模型判斷結(jié)果基本一致，這個(gè)才是帶小面積夾層的合理側(cè)剛比結(jié)果。
10. 側(cè)向剛度比小結(jié)：
（1）對(duì)于帶小面積夾層的結(jié)構(gòu)在側(cè)向剛度比判斷時(shí)，小夾層不可以當(dāng)作一樓層，應(yīng)與下一層合并為一大樓層進(jìn)行計(jì)算判斷。
（2）在計(jì)算相鄰樓層側(cè)向剛度比時(shí)，如果夾層采用分層模型進(jìn)行整體計(jì)算，需要手工復(fù)核判斷結(jié)構(gòu)是否為軟弱層，不允許采用軟件的判斷結(jié)果；當(dāng)采用并層模型時(shí)，軟件計(jì)算的側(cè)向剛度比可直接使用。
（3）可根據(jù)實(shí)際情況需要，采用分層模型或并層模型中的一種進(jìn)行整體計(jì)算，哪個(gè)方便建模選哪個(gè)。
位移角
10. 帶夾層的結(jié)構(gòu)采用分層模型整體計(jì)算時(shí)，對(duì)于越層柱的位移角統(tǒng)計(jì)采用分段的結(jié)果是不正確的，應(yīng)按柱子總高度進(jìn)行計(jì)算。
軟件計(jì)算Y向位移角如下圖所示：
提取非偶然偏心非雙向地震位移結(jié)果，如下圖所示：
復(fù)核軟件計(jì)算過(guò)程
一層位移角：5.42/4000=1/738，與上圖一致
二層位移角：（13.26-5.42）/4000=1/510，與上圖一致
但是，都是不正確的，越層柱分兩段計(jì)算了，該部位層高應(yīng)為8000，按并層計(jì)算才合理。
以下手工復(fù)核Y向位移角，提取非偶然偏心非雙向地震位移結(jié)果，如下圖所示：
一區(qū)位移角：3.14/4000=1/1274
二區(qū)位移角：MAX(7.58-3.14,6.36-2.79)/4000=1/901
三區(qū)位移角：13.26/8000=1/603
取最不利結(jié)果，位移角取為1/603，這個(gè)才是合理的位移角
11. 位移角小結(jié)：
（1）對(duì)于帶夾層結(jié)構(gòu)的位移角，應(yīng)按樓板范圍、柱子總長(zhǎng)度進(jìn)行分區(qū)分別統(tǒng)計(jì)。
（2）軟件統(tǒng)計(jì)的位移角有誤，需要手工復(fù)核，不可直接取用軟件計(jì)算結(jié)果。
風(fēng)荷載
12. 以一個(gè)新模型采用常規(guī)方法和精細(xì)化方法分析對(duì)風(fēng)荷載計(jì)算的不同。
（1）常規(guī)方法：
采用常規(guī)方法對(duì)風(fēng)荷載計(jì)算時(shí)，軟件總是把樓層總風(fēng)荷載分配到樓層各個(gè)節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行整體計(jì)算，如下圖所示：
（2）精細(xì)化方法：
對(duì)于樓板完整性不是很好的結(jié)構(gòu)采用常規(guī)方法計(jì)算就很有問(wèn)題了，如本算例，在X向正風(fēng)壓作用下，左側(cè)24米通高無(wú)樓板相連，X向左側(cè)風(fēng)荷載體型系數(shù)為0.8，右側(cè)風(fēng)荷載體型系數(shù)為-0.5，總體型系數(shù)為1.3，也即是左側(cè)將承受全樓0.8/1.3=61.5%的風(fēng)荷載，如果還采用常規(guī)方法計(jì)算，這個(gè)誤差應(yīng)該不小。
這個(gè)問(wèn)題可以采用精細(xì)化方法進(jìn)行計(jì)算，如下圖參數(shù)設(shè)置：
精細(xì)化方法的風(fēng)荷載僅直接作用在最左側(cè)和最右側(cè)表面，中間豎向構(gòu)件水平力將只能通過(guò)樓板傳遞過(guò)去，這才是符合真實(shí)受力的計(jì)算簡(jiǎn)圖，在X向風(fēng)荷載作用下，整體變形圖如下所示，變形形狀符合實(shí)際。
13. 風(fēng)荷載小結(jié)：
（1）對(duì)于內(nèi)部高大空擴(kuò)的結(jié)構(gòu)，風(fēng)荷載應(yīng)采用精細(xì)化方法進(jìn)行計(jì)算，不能按一般常規(guī)結(jié)構(gòu)方法計(jì)算。
（2）風(fēng)荷載只能直接作用在建筑物表面，而不能直接作用于建筑內(nèi)部，內(nèi)部只能通過(guò)樓板和豎向構(gòu)件剛度進(jìn)行傳遞分配。
構(gòu)件設(shè)計(jì)
14. 框架柱
對(duì)于柱子，軟件可自動(dòng)識(shí)別構(gòu)件實(shí)際長(zhǎng)度，如下圖，但有些項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)識(shí)別不出來(lái)構(gòu)件實(shí)際長(zhǎng)度，高大柱子還是每個(gè)都復(fù)查一遍穩(wěn)妥。
15. 剪力墻
（1）分層輸入剪力墻，計(jì)算結(jié)果如下：每端邊緣構(gòu)件面積為1428mm2
從以上計(jì)算書(shū)可發(fā)現(xiàn)，墻體計(jì)算高度僅一層高度4000mm，其真正的高度應(yīng)為24000mm，軟件也沒(méi)有修改墻體高度的功能，配筋需要手工復(fù)核。
（2）僅頂層伸入的剪力墻，通過(guò)修改墻底標(biāo)高下伸，計(jì)算結(jié)果如下：每端邊緣構(gòu)件面積為39824mm2
手工復(fù)核此墻邊緣構(gòu)件配筋，按《混混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010-2010第6.2.15條軸心受壓：
計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)
總配筋面積As=(1210.1*1000/0.9/0.038-2500*200*14.3)/(360-14.3)=81669mm2
墻身配筋面積（0.25%配筋率）As1=（2500-400*2）*200*0.25%=850mm2
每端邊緣構(gòu)件As2=（81669-850）/2=40410 mm2與軟件結(jié)果39824 mm2基本一致，軟件結(jié)果無(wú)誤。
16. 構(gòu)件設(shè)計(jì)小結(jié)：
（1）對(duì)于越層框架柱，計(jì)算長(zhǎng)度軟件可以識(shí)別，但也有項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)不能識(shí)別的情況，為安全起見(jiàn)，對(duì)每根越層柱長(zhǎng)度進(jìn)行復(fù)核較為穩(wěn)妥。
（2）對(duì)于越層剪力墻并且按分層輸入時(shí)，軟件不能識(shí)別實(shí)際剪力墻高度，也沒(méi)有修改高度的功能，剪力墻配筋和穩(wěn)定性只能通過(guò)手工復(fù)核才能使用。
（3）對(duì)于越層剪力墻，比較以上兩構(gòu)件計(jì)算書(shū)可發(fā)現(xiàn)，分層輸入和通過(guò)修改墻底標(biāo)高輸入的剪力墻計(jì)算結(jié)果相差巨大，可以說(shuō)分層輸入的計(jì)算結(jié)果完全是錯(cuò)的，分層輸入計(jì)算配筋很小，穩(wěn)定性也沒(méi)有超限提示。
大震彈塑性分析
17. 以一簡(jiǎn)單算例進(jìn)行計(jì)算大震彈塑性計(jì)算，計(jì)算條件如下：
（1）各層層高均為4000mm，共6層（含夾層），柱網(wǎng)尺寸為6000mmx6000mm；
（2）柱截面尺寸為500mmx500mm，梁截面為250mmx500mm，板厚120mm；
（3）梁板柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C30；
（4）梁上線荷載為10KN/M，板恒荷載為1.5Kpa，活荷載為2.5Kpa，基本風(fēng)壓0.65 Kpa，B類場(chǎng)地；
（5）地震動(dòng)參數(shù)：7度0.1g，一組二類場(chǎng)地；
（6）模型三維視圖如下圖；
（7）計(jì)算軟件：彈性小震采用YJK計(jì)算，大震采用SAUSAGE非線性軟件計(jì)算
（8）主要參數(shù)如下圖：僅用一條人工波進(jìn)行計(jì)算
18. 帶夾層的本模型有幾個(gè)特點(diǎn)：
（1）長(zhǎng)柱和短柱數(shù)量一樣多，但兩者剛度完全不一樣，水平力主要先由短柱承受，損傷后重新分配于長(zhǎng)柱，長(zhǎng)柱與短柱抗震能力不能同時(shí)發(fā)揮作用，被逐個(gè)擊破。
（2）長(zhǎng)柱偏于左邊，短柱偏于右邊，左側(cè)柔右側(cè)剛，質(zhì)心剛心不重合，扭轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力；
（3）在塑性階段短柱損傷過(guò)于集中，降低結(jié)構(gòu)變形能力，剛心相對(duì)于彈性階段發(fā)生較大變化，同樣因扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生附加內(nèi)力；
19. 下面截些彈塑性分析主要內(nèi)容圖片
（1）能量圖
（2）大震位移角：Y向位移角已超過(guò)規(guī)范限值1/50
（3）左下角框架柱頂點(diǎn)時(shí)程位移：Y向位移已偏離原點(diǎn)，時(shí)程結(jié)束后頂點(diǎn)未能回到原點(diǎn)
（4）梁和柱混凝土損傷
（5）梁和柱鋼筋塑性應(yīng)變：
（6）構(gòu)件性能狀態(tài)：柱重梁輕
20. 大震分析小結(jié)：
（1）本算例未能滿足大震要求。
（2）框架柱損壞比較嚴(yán)重，梁相對(duì)比較輕，未能滿足強(qiáng)柱弱梁要求。
（3）從各時(shí)刻損壞視頻中可以看到，損壞是先從右側(cè)短柱開(kāi)始，損傷后剛度退化重分平水平力于長(zhǎng)柱，隨后長(zhǎng)柱損傷剛度退化又加劇右側(cè)短柱，重復(fù)循環(huán)。
