摘要：随着我国建筑业的飞速发展，建筑设计也在与时俱进，作为资深的建筑结构设计师，每次在结合建筑物设计的时候，必须要熟练的掌握建筑面积和设计规格以及设计时应该综合考虑的问题，结合笔者多年的设计经验，初步根据计算的大概结果选择合理相对的结构体系，就如何针对不同的工程特点，选择不同的分析方法，结合笔者多年的工作经验，简单的总结出一些实用的简化方法，仅供同行参考。
关键词：建筑工程；结构设计；模型；论点
一、结构分析模型的简化
众所周知，所谓的建筑结构模型体系实则就是一个复杂的空间三维，其实不论是从水平还是竖向作用下来分析阐述，首先必须简化建筑结构模型，简化程度尽量达到与实际结构的受力情况相符。结合本人多年的工作经验，一般由平面和竖向组合而成的建筑结构模型。平面结构通常采用梁板形式的，竖向结构受力分析可分为竖向和外力作用下的水平作用分析，如受风载影响下的受力分析，此外，平面分析过程中还要考虑构件的连续性。
竖向结构水平作用下分析如下所示：
显示了一个系统来抵抗侧向力，建筑结构设计师在计算建筑类型的时候是根据静力，同时还要考虑到是运用抗侧力体系方便还是工作协调系数，计算模型可以分为三种：自由分析模型、刚性链杆模型和弹簧模型。以上是砌体结构在风荷载下的情况，
在同层覆盖每一块地板必须基于地平面刚度的大小，地板通常有刚性、灵活性、温和三种情况、分别根据每一块墙的刚度大小和面积大小，前两者的平均值平分配楼层总剪力。以上是砌体结构在地震作用的举例说明。
一般按单片平面框架模型分析计算的类型主要有：对于七层及以下楼层的分析计算，包括在风荷载及地震作用下的水平立面规则、荷载分布结构、平面刚度框架等。
对于七层以上十层以下的框架结构，如果刚度指标恰好接近均匀荷载的分布，则为了计算的便捷性，可以采取平面框架分析方法，但是在计算顶点位移差时应通过试算控制在不到10mm，如超出位移的差异，应计算建筑框架协同工作分析模型计算。
框架—剪力墙结构、剪力墙结构和多层的框架结构，应该用最少的，其根据结构共同抵抗侧向力分析模型（也就是说，假设地板平面刚度是无限的），有关抗侧力刚度分布的内力、位移计算时应当根据各自的体系进行，同一方向上的抗侧力体系在位移值上是相等的。
针对目前存在的比较复杂的建筑工程项目，不能按照之前的来结构分析，而应当以空间系统为基准进行内力分析，采取三维模型、协同模型来进行相应的计算。
二、比较不同建筑分析模型的计算结果
想必建筑同行的朋友都知道的，实际的建筑结果三维空间是一个复杂的系统，相同的构件或采用不同的模型或者使用不同的计算方法，其计算研究出的结果是不一样的，为了论述所困惑的问题，以下将通过工程实践案列简要的阐述以上论点。
下图所示为一某楼层连续梁的分析模型和求M1max计算模型，现采用弹性计算模型，结合重力分布调幅原理进行计算分析，以得出第一跨跨中的正弯矩。
在计算分析之前需要注意到，第二跨的恒载会对上述计算结果产生有利效应，在分项系数上应当以1.0为准，叠加可得M1max最终的计算结果，即：
M1max=[0.101×（1.2gk+1.4qk）-0.025×1.0gk].12=105.90kn·m
同理求得：
第二跨跨中最大正弯矩M2max=[0.075×（1.2gk+1.4qk）-0.050×1.0gk].12=67.32 kn·m
B支座最大负矩MBmax=[-0.117（1.2gk+1.4qk）+0.017×1.0gk].12=-126.98kn·m，
此时M1-85.80kn·m（在离A支座2.33处），M2=49.76kn·m（在离B支座3.34处），Mc=-61.66kn·m。
考虑到重力分布调幅原理，需要对支座的最大负弯矩进行调幅处理，本次计算过程的调幅值为30%时，也就是将-126.98kn·m调为-126.98（1-30%）=-88.89kn·m，跨中弯矩
M1=85.80kn·m将增大到2.33/6×126.98×30%+85.80=14.79+85.8=100.59kn·m<M1max=105.90kn·m，
M2=49.76kn·m将增大到2.66/6×126.98×30%+49.76=66.65kn·m<M2max=67.32 kn·m。
上述计算过程表明，当调幅为30%时，支座最大负弯矩在跨中弯矩不变的情况下，数值降低了30%。
沿用原苏联规范的推荐值，M1-1/11（1.kg+1.qk）.2=103.42kn·M，稍大于调幅为30%的跨中弯矩。第一内支座取-1/11（1.2gk+1.4qk）.12=-103.42kn·m，约相当于调幅19%，若取1-/14（1.2gk+1.4gk）.12=81.26kn·m约相当于调M2=1/16（1.2gk+1.4qk）12=71.10kn·m，67.32kn.m大5.6%。
在弹性计算理论分析下，如果仍然不考虑活载的位置影响，确定分项系数为1.2。计算结果为M1max=0.08（1.2gk+1.4qk）12=91.01kn·m，M2=0.025（1.2gk+1.4qk）12=28.44kn·m，MB=-0.100（1.2gk+1.4qk）12=-113.76kn·m。这些结果与考虑活载不利位置相比分别相差14.1%、57.8%、10.4%。
经过上述图表数据比较分析，我们可以看出，首先在考虑活载的不得位置的时候，用弹性理论计算，而假设使用塑型计算原理，调幅不得＞30%，也就是说支座的负弯矩系数需＞（1/14-1/11）
为了进一步阐述上述说明，特以某悬臂梁模型为研究对象，具体分析分项系数对系统所造成的误差影响，求解目标为AB跨跨中最大正弯矩设计值。
若取左边分析模型，求得Mmax=151.58kn·m（在离A支座2.82m处）。
若取右边分析模型，求得Mmax=147.84kn·m（在离A支座2.79m得），与151.58kn·m相比误差2.5%。
由上图可以简单的看出，“永久荷载效应对结构构件承载力非常有利的时候，应该采取1.0”。其对所产生的误差也没有多少影响。
上图所示为五层框架结构的平面布置图，这个结构图的整体结构是采用的中间开敞，外围用空心砌块来填砌，这样做的结果能够拉近轴线框架的荷载分布，从而使现浇框架梁等结构适用于楼盖的装配操作。分别采用平面框架、平面协同两种分项模型来进行计算分析，借助振型分解反应谱法来进行计算，结果显示上述两种计算模型在结果误差上差距不大。
三、结论与建议
综上所述，在对结构模型简化、计算方法的选择时，应该有比较合理的选择。结合上述的图表数据显示的结果，我们可以清楚看出七层以下的砌体结构、立面规则、平面刚度及荷载分布均匀的框架结构，其实都可以按单片平面模型分析计算。八至十层框架结构，由于每个框架之间的距离很近，分布均匀的情况下，为了方便的计算，不建议使用复杂的计算方法。上述所有的阐述是笔者的工程实践案例，希望可以与结构朋友共同探讨，也期待有更好的计算方法研究。
参考文献：
[1]建筑结构荷载规范（GBJ9-87），中国建筑工业出版社。
[2]砌体结构设计规范（GBJ3-88），中国建筑工业出版社。
[3]混凝土结构设计规范（GBJ10-89），中国建筑工业出版社。
论文作者:王远建
论文发表刊物:《基层建设》2015年32期
论文发表时间:2016/10/19
标签：模型论文; 弯矩论文; 结构论文; 支座论文; 调幅论文; 荷载论文; 平面论文; 《基层建设》2015年32期论文;