广厦说明书第04章.doc

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有关计算的原则
第4章 有关计算的原则

1 弹性楼板和刚性楼板
程序在计算楼层侧向刚度和楼层位移时按全楼平面内无限刚计算。
在总信息中选择是否“所有楼层强制采用刚性楼板假定”来决定结构计算模型，当选择“刚性”模型时，按全楼平面内无限刚计算位移和内力；当选择“实际”模型时，根据楼板的单元计算类型和节点周边板的情况，自动形成实际模型来计算位移和内力。楼板的单元计算类型分为：
1）刚性板（面内无限刚，面外刚度为0）；
2）膜单元（面内弹性刚度，面外刚度0）；
3）板单元（面内无限刚，面外是弹性板刚度）；
4）壳单元（面内面外均为弹性刚度）；
5）三维单元。
“实际模型”判据为：当结构有采用刚性板或板单元的楼板时，根据楼板所采用的计算单元自动形成多块平面内无限刚的刚板，对于用户指定为膜单元、壳单元和三维单元等的不属于刚板上的楼板或节点，自动根据实际情况按弹性楼板或自由节点计算。
当采用楼板平面内无限刚假定时，结构的位移参考点的选取对分析结果有一定的影响。位移参考点的不同会影响结构的总刚、侧向刚度、振型、周期和地震力等。在GSSAP软件中结构的位移参考点取为每层的质量中心，即俗称“拐把模型”。
所有楼板缺省为刚性板，考虑楼板平面内弹性变形对结构的影响时，请人工选择板的单元计算类型为膜单元，板单元用于厚板转换的楼板。
2 模拟施工和后浇计算
在不考虑竖向荷载模拟施工加载的计算中，虽然竖向构件考虑了轴向变形的影响，但是竖向荷载是一次施加的，对轴向变形影响偏大，上层构件受力与实际不符。对于结构竖向构件刚度分布不均匀或结构层次较多的建筑物，其影响更大，计算中梁端弯矩会出现反向，甚至上层柱会出现受拉的不合理结果。
竖向荷载由恒荷载和活荷载两部分组成。高层结构的活荷载一般较小，大体上与施工荷载相当，程序不考虑活荷载模拟施工。在竖向恒荷载作用下，结构变形基本上是在施工过程中逐层形成的。施工过程中，由于逐层找平的原因，在某一层加载时，该层及其以下各层的变形不受该层以上各层的约束，也不影响上面各层。结构在竖向荷载作用下的变形过程如下图所示。

其中：
n-层号。
程序对于模拟施工的求解方法，不采用任何近似的方法，而是真正按施工过程的状态进行模拟计算，也即如上图荷载和刚度两者都在变化中的求解，结果合理。
计算过程如下：
1）程序可以指定每一构件模拟施工号，施工号要大于零，在总体信息中设置“考虑模拟施工”，当构件模拟施工号为自动判定时，程序自动设置为相对零层的层数为模拟施工号，此判定适用于多塔错层情况；
2）有限元计算时，每一单元具有模拟施工号，得到每个节点最小相关的模拟施工号，将相同模拟施工号节点从小到大排序，得到每一组模拟施工的最大自由度号；
3）循环计算每一组模拟施工位移，此时读入对应此模拟施工最大自由度数的总刚，反组集去掉大于此模拟施工号构件的单刚，只组集本模拟施工组号有关的恒荷载；
4）计算单元内力，每一单元的节点位移取U中单元模拟施工号对应列的位移。

n－最大模拟施工号。
δij－第i组最小模拟施工号对应自由度在第j模拟施工计算的所求位移。

单个构件模拟施工可用于后浇计算。比如框剪结构设计中，由于核心筒剪力墙与周围柱竖向变形差异大，与两者连接的梁在计算上往往承载力不够，设计上可考虑后浇施工；后浇带计算中，指定板计算单元为膜单元，并设置板的模拟施工号。用GSSAP这一功能很方便模拟后浇施工。

3 关于活荷载计算
3.1 考虑活荷载不利布置
考虑梁的活载不利布置，要考虑相邻梁跨不能同时加活载，否则与满布情况一样，同时又要考虑计算速度问题。
在GSSAP计算中每一连续梁可分为多段，最多可考虑11种布置情况：满布、1段布置、2段布置…10段布置。若连续梁超过10段，第11段活载与1段同时作用（布置），第12段活载与2段同时作用（布置），等等。予组合时弯矩同号相加异号取绝对值大值。
程序中墙柱未考虑活载不利布置影响。
若在录入系统的总信息或梁的设计属性中设置了梁的跨中弯矩增大系数，则该系数将继续起作用。

3.2 考虑墙柱活荷载折减
当房屋类别为荷载规范GB50009--2002表4．1．1条项次l所列时，柱墙等竖向构件的活荷载及传给基础的活荷载可以选择按荷载规范表4.1.2进行折减。
当为其他房屋类别时，用户可根据GB50009--2002第4．1．2条规定, 每根墙柱的属性中可设置活荷载分项系数，缺省随总体信息1.4，如墙柱活载折减为0.9，则可设置此墙柱活荷载分项系数=1.4*0.9=1.26，通过荷载组合考虑墙柱活荷载折减。
在基础CAD中未开放活荷载分项系数的设置，在读取墙柱底力时，只能按荷载规范表4.1.2进行折减。

3.3 考虑梁活荷载折减
程序可以根据《建筑结构荷载规范》4.1.2考虑梁的活载折减，每条梁的属性中可设置活荷载分项系数，缺省随总体信息1.4，如梁活载折减为0.9，则可设置此梁活荷载分项系数=1.4*0.9=1.26，通过荷载组合考虑梁活荷载折减。

4 风荷载作用
4.1 风荷载标准值
《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）给出了作用于建筑物表面的风荷载标准值计算公式如下：
＝（KN/m2） （4.1.1）
式中――基本风压（KN/m2）；
――风压高度变化系数；
――风载体型系数；
――距地Z高度处风振系数。
对规则高层建筑，由上式计算所得的风荷载一般沿竖向大致呈倒三角形分布。
（一） 基本风压
《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）附表D.4给出了中国全国各地重现期10年、50年、100年基本风压分布图。所谓某地的基本风压，是以该地空旷平坦地面以上10m高度处统计所得在规定重现期内10min平均最大风速（m/s）为基本风速，一般可按式(4.1.2)计算确定：
＝/1600 （KN/m2） (4.1.2)
《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3－2002）进一步规定基本风压重现期及其适用情况如下表所示。
基本风压重现期及其适用
重现期
适用情况
10年
舒适度控制
50年
高度小于60m的一般高层建筑，抗风设计
100年
高度大于60m的高层建筑，抗风设计
（二） 风压高度变化系数
《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）给出了风压高度变化系数的计算公式如下：
＝ (4.1.3)
式中 ――风压计算点离地面高度（m）；
――地面粗糙度、梯度风高度影响系数；
――地面粗糙度指数，见表4.1.1。

表4.1.1

地面粗糙度类别
A
B
C
D

1.379
1
0.616
0.318

0.12
0.16
0.22
0.3
地面粗糙度分类 表4.1.2
地面粗糙度类别
地面特征
A
近海海面，海岛，海岸，沙滩
B
乡村田野丘陵，房屋比较稀疏的中小城市和大城市郊区
C
房屋密集的城市市区
D
房屋较高密集的大城市市区

由式（4.1.3）计算可得《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）给出的风压高度变化系数 。
（三）风载体型系数
风载体型系数 ，反映作用于建筑物表面的风压分布规律。它受建筑物体型影响较大。对于一般的高层建筑来说，由于建筑层高一般不会太高，在刚性楼屋盖约束作用下，沿建筑物表面竖向分布的水平风荷载，通常可被化为楼层节点水平荷载作用于建筑物。从高层建筑结构整体抗风设计角度来看，楼层高度内迎风背风分布风压产生的局部应力影响较小，可忽略不计。此时的高层建筑整体风载体型系数 ，可取迎风压力体型系数与背风吸力系数绝对值总和计，各类高层建筑平面体型的整体风载体型系数 ，如表4.1.3所示。
各类高层建筑平面体型的整体风载体型系数 表4.1.3
编号
建筑平面体型

1
矩形、十字形平面，,
1.3
2
矩形、十字形平面，,
1.4
3
圆形、椭圆形
0.8
4
正多边形（－多边形边数）
0.8+1.2/
5
V形、Y形、弧形、井形、L形、U形
1.4
对应此整体风载体型系数的高层建筑风荷载计算的受风面积，取垂直于风向的最大投影面积计。
关于高层建筑风载体型系数，还必须要注意二点：
（1）建筑物表面的局部构件，如幕墙、填充墙等设计时，要注意到风压不均匀、局部风压增大的情况，此时它们的风载体型系数取值如下式：
（4.1.4）
（2）环境对高层建筑的风载体型系数的影响较大，当实际高层建筑处于密集的高层建筑群体时，作用于实际高层建筑表面的风压分布――风载体型系数将有所变化，比较复杂。此时，宜通过专门风洞试验摸清风压分布规律，修正风载体型系数，来进行实际高层建筑的抗风设计。

（四）风振系数
风载计算中，还必须计入顺风向脉动风作用于高层建筑结构时产生的风压脉动的动力增大影响，以较好地反映实际风力作用。
风振系数的计算公式为：
＝1+ （4.1.5）
式中 ――风压高度变化系数；
――结构振型参与系数；
――风压脉动增大系数；
――风压脉动影响系数；
（1）结构振型参与系数
风的时程曲线分析表面，长期稳定作用于建筑物的风的周期一般都比较长，达1分钟以上。风振系数主要考虑与此同时存在的脉动风对建筑物的影响。一般的高层建筑结构，其质量刚度沿竖向分布比较均匀，其第一振型的参与对风压脉动的动力影响骑着主要的决定性作用，高振型的参与作用极小，可忽略不计。因此结构振型参与系数的简化近似计算公式可如（4.1.6）所示。
= (4.1.6)
式中 ――风振系数计算点距地面高度；
――高层建筑主体结构总高度，不包括小塔楼和地下室高度。
（2）风压脉动增大系数
结构风工程研究表明，风压脉动增大系数与基本风压、地面粗糙度、风作用方向的结构的基本自振周期（s）及结构阻尼比有关。
风压脉动增大系数的计算公式可表示为：
＝ （4.1.7）
式中 ――计入地面粗糙度影响后的修正基本风压（KN/m2）；
――风作用方向结构的基本自振周期（s）；
――结构阻尼比。
＝ （4.1.8）
式中 ――规定重现期的当地基本风压（KN/m2）。
＝ （4.1.9）
由式（4.1.7）可得，结构种类、基本自振周期及建筑物所处地区确定后的结构风压脉动增大系数。《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）直接给出风压脉动增大系数。其中修正基本风压按式（4.1.8）计算确定。

（五）风压脉动影响系数
结构动力学研究计算表明，风压脉动影响系数主要与房屋总高度、高宽比、地面粗糙度类别有关，《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）直接给出风压脉动影响系数。

4.2 迎风面计算
根据风荷载作用方向，将建筑外轮廓投影到垂直风荷载作用方向的平面，每一楼层的层高乘以楼层投影宽度就是迎风面积。这里注意，当楼层由多个刚性隔板组成时（互不连通），应分别计算每个刚板的投影宽度，否则风荷载会漏掉。

首先按照上述方法投影，求所有墙柱节点的迎风面积，根据所求的迎风面积给墙柱节点分配层风荷载。
4.3 多方向的风荷载计算
有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°时，在风荷载计算时也应分别计算各抗侧力构件方向的水平力作用。
程序在总体信息中最多可输入8个方向风荷载，每个方向风荷载作为一个独立的工况参与内力组合。
4.4 修改层风荷载
可利用写字板修改在录入系统中“生成GSSAP计算数据”生成的“工程名.GSP”文件，可修改如下内容。
0度风

层号 迎风面方向的风力 垂直迎风面的风力 竖向风力 竖向扭矩
1 28.50 0.00 0.00 0.00
2 34.24 0.00 0.00 0.00
3 38.49 0.00 0.00 0.00
90度风
层号 迎风面方向的风力 垂直迎风面的风力 竖向风力 竖向扭矩
1 56.57 0.00 0.00 0.00
2 67.62 0.00 0.00 0.00
3 75.80 0.00 0.00 0.00
4.5 墙柱梁板上布置风荷载
梁柱上可输入每个方向风荷的体型系数和迎风宽度(迎风宽度*杆长=迎风面积)，墙柱梁板可输入每个方向风荷的体型系数和迎风面积。基本风压、风压高度变化系数和距地Z高度处风振系数按构件所在的层自动计算。
也可按照普通的静力荷载输入，只是工况要选择风荷载工况。
按层导的风荷载和用户在构件上输入的风荷载互相叠加，并在计算文本结果的“结构信息”中输出。

5 地震作用
5.1 水平地震作用计算
建筑结构的地震影响系数应根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期以及阻尼比确定。其水平地震影响系数最大值应按《建筑抗震设计规范GB50011-2001》表5.1.4-1采用；特征周期应根据场地类别和设计地震分组按《建筑抗震设计规范GB50011-2001》表5.1.4-2采用。也可在总体信息中人工输入。
程序按《建筑抗震设计规范GB50011-2001》5.2.3条扭转耦联振型分解法计算地震作用和作用效应。

5.2 竖向地震计算
竖向地震力作为一个独立的作用工况，可由设计人员决定是否计算。若计算，则程序根据《建筑抗震设计规范GB5001 1—2001》第5．3．1条规定的方法计算竖向地震力的标准值，然后作为外荷载作用在结构上，求出各个构件的内力，并参与内力组合。有关组合原则和系数见内力组合分项系数部分。
“地震信息”中增加“计算竖向振型”选项，当考虑竖向地震时，计算竖向自由度的质量，计算的竖向振型参与反应谱地震内力计算(竖向地震影响系数最大值取水平地震影响系数最大值的65%) 和弹性动力时程分析，此时不再考虑《建筑抗震设计规范》5.3节的简化计算方法。此方法比简化计算方法更能反应局部竖向地震振动情况。
计算竖向振型时弹性动力时程分析中可采用3向地震波。
5.3 偶然质量偏心
高规3．3．3条规定，计算地震作用时，应考虑偶然偏心的影响，附加偏心距可取与地震作用方向垂直的建筑物边长的5％。
偶然偏心的含义指的是：由偶然因素引起的结构质量分布的变化，会导致结构固有振动特性的变化，因而结构在相同地震作用下的反应也将发生变化。考虑偶然偏心，也就是考虑由偶然偏心引起的可能的最不利的地震作用。
程序在每个地震方向增加两个工况，正向偏移5％和负向偏移5％产生附加弯矩加到每质点求位移和内力，最后参与内力组合，所以总地震工况是原来的3倍。
要实现偶然偏心，首要任务是确定各个偏心方式下的结构振动特性。最准确的办法是针对不同的偏心方式重新计算结构固有振动特性，求解其广义特征值问题，但是这样做效率较低。我们采用一种稍为简单的方式来确定振动特性：将未偏心的初始结构的各振型的地震力的作用点，按照指定方式偏移5％后，重新作用于结构上，此时结构产生的位移，就是一个近似的偏心振型。知道了偏心振型，偏心地震作用的计算就可以进行了。这个办法有一定的近似性，但提高了效率。

5.4 双向地震的扭转效应
抗震规范5．1．1条规定，质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向地震作用下的扭转影响。考虑双向地震时，程序在每个地震方向将增加一个新的地震工况计算双向地震位移和内力，参与内力组合，所以总地震工况是原来的2倍。双向地震作用下的扭转计算分两种情况：
（1）若在总信息的地震计算方向中能找到对应的垂直方向地震时，墙柱的轴力和扭矩按如下公式计算

墙柱的弯矩和剪力按以下原则计算
对于单方向地震作用下得到的Mxx、Mxy和Myx、Myy，如果|Mxx|>|Mxy|，

否则

（2）若在总信息的地震计算方向中没有对应的垂直方向地震时，按如下公式计算新的地震力（每个振型分别计算），将单振型地震力加到每个质点求位移和内力，最后各振型的位移和内力按照CQC法求地震下节点位移和内力，

当偶然质量偏心和双向地震的扭转效应都选择时，两种情况都分别计算位移，并且内力参与组合，自动取大值。

5.5 多个地震方向计算
抗震规范5．1．1-2条规定，有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15°时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。
程序在总体信息中最多可输入8个地震方向，每个地震方向作为一个独立的工况，并且每个方向可考虑偶然质量偏心和双向地震的扭转效应，地震力和刚度比按每个方向分别输出。

6 多塔错层结构计算
在总信息中选择 “所有楼层强制采用刚性楼板假定”为实际模型时，多塔结构中不同塔的平面不管是否作为一个结构层输入，静动力计算程序都能按真实模型计算每个塔的层风荷载，但程序中结构层位移信息和侧向刚度比是按整个结构平面无限刚计算的，所以最好按如下图把不同塔平面按不同结构层输入。

错层结构中对于跨层柱要求在每层都输入，否则在计算楼层风荷载的迎风面时可能会偏小，迎风面是按最远墙柱间距离计算。当在总信息中选择按实际模型计算时，增加的柱中节点，程序在内力计算时不会将其纳归入所在层无限刚范围，会按柱实际模型计算。不管是否选择按实际模型计算，柱的长度和计算长度系数能按实际自动计算。
同理，对于跨层墙每层墙都要求输入。

7 有关钢结构计算
7.1 钢结构构件稳定、强度验算
本程序根据钢结构的特点，对钢构件进行了宽厚比构件稳定验算，对箱形截面、工字形、槽形截面按照《钢结构设计规范》中所给公式进行截面稳定、抗压强度和抗剪强度的验算。宽厚比、高厚比和长细比的控制条件按照《建筑抗震设计规范》确定。
7.2 钢柱的计算长度系数
钢柱的计算长度系数是一个重要参数，钢结构设计规范的计算长度系数公式有缺陷，在有些情况下求得的计算长度系数为无穷大，这时程序近似地取为6.0，即大于6.0时取为6.0。
柱长度和计算长度系数求法，见本章“柱的计算长度”小节。
在柱的长度计算中，柱两个方向的长度是分别计算的,考虑了柱两个方向与梁连接的独立性,如对于一根柱,若某个方向既不与梁连接,又不与楼板连接,则柱的该方向和跨层情况相类似,程序会自动按跨层情况对该方向的长度进行搜索计算。
7.3 中心支撑和偏心支撑
在录入系统柱的设计属性中可选择：人字或V形中心支撑、十字或单斜杆中心支撑、偏心支撑。根据《高层民用建筑钢结构技术规程JGJ98-99》要求,在进行荷载组合计算时,人字形支撑和V形支撑的多遇地震作用内力放大1.5倍,十字交叉支撑和单斜杆支撑的多遇地震作用内力放大1.3倍。偏心支撑的内力不放大。

8 砖混底框和混合结构的计算
底框、 内框、外框、边框、上几层砖混而下几层混合结构等结构形式，可在砖混总信息中选择GSSAP计算模型。
在“楼板次梁砖混计算”中计算砖混部分；框架部分可采用“通用计算GSSAP”进行计算，砖墙自动按开洞剪力墙进入通用计算GSSAP进行计算。
录入系统自动把上部纯砖混楼层的恒载和活载导到底框或混合结构的顶层，在进行底框抗震计算时，地震力已考虑这部分质量的贡献。底框和混合结构的计算已按刚度分布考虑上部砖房地震和风荷载作用产生的水平力和倾覆力矩。
根据《建筑抗震设计规范》7.2.5砖墙在GSSAP中弹性模量折减系数为0.2。

9 有关主梁和次梁的计算
主梁和次梁都在GSSAP中计算，当连续次梁的两端搭接不是墙柱且为刚接时，梁端边界条件程序自动设置为半刚，半刚系数为0.1，使连续次梁的两端弯矩接近零，与实际模型相符，该半刚系数用户可修改。
录入系统输入的次梁以及端点全是虚柱的连续主梁，在GSSAP中自动判定其为次梁，并将梁属性中设计类型定为次梁，这些连续梁为连续次梁，抗震等级随总信息时自动设置为5，即为非抗震。

10 异形柱的分析和设计
从上世纪八十年代广厦软件已包含了异形柱的分析和设计功能，为异形柱结构在全国的推广应用作出了重大贡献，是异形柱结构计算的经典软件。目前使用的《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006的计算方法及要求已包含在软件中，不同的参数已作了修改。
10.1 异形柱的输入
在录入系统分别选择“L形柱”、“T形柱”和“十形柱”命令布置异形柱，此功能中鼠标左键点取已输入的L、T、十形柱，柱将逆时针旋转90o，从而控制柱角度，鼠标右键点取L、T、十形柱，柱的B、H与B1、H1交换，从而长短肢可互换以控制尺寸。
10.2 异形柱的结构分析
在计算异形柱的刚度时，以其形心和肢长方向建立局部坐标系，如下图所示。计算时按材料力学的经典公式，求出各种异形截面的主轴方向和惯性矩，并建立局部坐标系下的单元刚度矩阵，经坐标变换后，与梁元、墙元一起参与结构的整体分析。与其它柱一样程序可自动计算刚域。
梁端重叠刚域=重叠长度-相关梁中的最小梁高/4
柱上端重叠刚域=重叠长度-相关柱宽度的最小尺寸/4。

10.3 异形柱截面配筋设计
单向非对称偏压配筋计算和双向偏压验算来计算配筋。

a) L形柱时，Al+Ad为两肢相交处纵筋总面积，At和Ar为端点的纵筋面积；
b) T形柱时，At为两肢相交处纵筋总面积，Al、Ad和Ar为端点的纵筋面积；
c) 十形柱时，At、Ad 、Al和Ar为端点的纵筋面积；
在柱配筋简图中柱配筋单位mm2；中间上面数字为轴压比；下面为X向/Y向（0.1m内）的配箍面积，单位mm2，零为构造配箍（按最小配箍率配箍）；最下面是柱的剪跨比，9999表示没有计算剪跨比；十形柱交叉部分钢筋按构造取4D12或4D14；异形柱肢较长时，纵筋间距大于300mm时，肢中布置钢筋直径为12或14的构造纵筋，并设拉筋，拉筋间距为箍筋间距的两倍。

11 剪力墙和柱的轴压比计算
《建筑抗震设计规范GB5001 1—2001》6．4．5条、《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3—2002》的7．2．14条和《混凝土结构设计规范GB50010—2002》的1 1．7．13条，都规定了剪力墙轴压比的限值。
对于尺寸适中的T型、工字型等剪力墙截面，应当计算其全截面的轴压比，但结构中常常存在一些形状、尺寸不合常规的墙，计算其全截面轴压比是不合适的，由于这个原因，目前程序给出各个直线墙肢的轴压比。
剪力墙的轴压比与柱的轴压比含义不同，其差异在于轴力的取值不同。在剪力墙的轴压比计算中，轴力取用的是重力荷载代表值的设计值：1.2(恒载轴力+活载折减系数*活载轴力)。
柱轴压比指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值；可不进行地震作用计算的结构，取无地震作用组合的轴力设计值，结构是否考虑抗震，计算柱轴压比采用的轴压力设计值范围不同，当结构不做抗震计算时，柱轴压比可能更大。规范规定了抗震等级<4的轴压比控制，抗震等级=4和非抗震时柱轴压比不应大于1.15。

12 剪力墙底部加强部位的定义
抗震墙底部加强部位自动判断条件：
a) 楼层总高度的1/8和底部二层二者较大值，且不大于15m；
b) 有地下室时向下延伸地下一层；
c) 有大底盘裙房时，塔楼范围外裙房部分按裙房总高度的1/8和底部二层二者较大值，且不大于15m，塔楼范围内裙房部分和高出裙房一层都为加强部位；
d) 底部带转换层的高层建筑结构，其剪力墙底部加强部位的高度取框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的1/8二者的较大值，若转换层在塔楼上，判定的底部加强部位墙须在塔楼范围内，之外的还是非底部加强部位墙。
可以人工设置每片墙是否属于底部加强部位墙，设定的墙不再自动判定。

13 剪力墙的约束边缘构件和构造边缘构件
约束边缘构件由程序自动判断：一、二级抗震墙底部加强部位及相邻的上一层按抗震规范6.4.7要求设置约束边缘构件，其他部位构造边缘构件。
可以人工设置每片墙是约束边缘构件还是构造边缘构件，设定的墙不再自动判定。

14 剪力墙端（中）柱的计算和设计
剪力墙和墙端（中）柱可一起输入，不需梁相连，计算中自动通过共用节点变形协调，当端（中）柱的混凝土等级随各层信息时，自动取墙的各层信息混凝土等级，当抗震等级随总信息时自动随墙的总信息。
若有墙的暗柱配筋，工程师应根据暗柱配筋加柱的纵筋作为总的纵筋人工调整此处纵向钢筋。

15 柱的计算长度
计算长度为柱长度乘计算长度系数，程序会自动计算B边和H边柱长度和计算长度系数，单向计算取各自方向的计算长度，双向计算时取平均值。
1）．跨层柱的计算长度
程序会自动搜索跨层柱及单边跨层柱信息，柱一边无梁为单边跨层柱，此边的长度为跨层长度，此边的计算长度按单边跨层柱计算，最大为有关最高层高的两倍。
2）．一般情况下柱长度系数的计算原则
对钢柱或者考虑砼规范（7.3.11-3）条的砼柱，其长度系数要通过计算梁柱约束刚度比来确定，这时程序遵循以下原则：
a)．计算约束刚度比时，考虑此方向所有梁的刚度贡献：
对于另一端不与柱（墙）相连的梁按远端铰处理；
钢梁采用用户指定的梁刚度放大系数；
混凝土梁采用的梁刚度放大系数恒为2.0；
b)．钢梁：近端梁铰梁刚度折减0.0；远端梁铰有侧移折减0.5，无侧移不折减；
砼梁：近端梁铰梁刚度折减0.0；远端梁铰折减0.5，不受有无侧移参数控制；
c)．柱一端铰接时，相应端的刚度比（梁比柱，下同）取0.1；柱的嵌固端约束刚度比取10.0；
d)．单向墙托柱、柱托单向墙，面内按嵌固端，刚度比取10.0；
面外按实际计算；双向墙托柱，柱托双向墙，双向刚度比均取10.0；（柱端已经定义为铰接的不在此列）。
e)．斜柱（撑）刚度不考虑在约束刚度比的计算中；
f)混凝土柱长度系数上限2.5；钢柱长度系数上限6.0；
3）．对于砼柱，当不考虑砼规范（7.3.11-3）条时，其计算系数直接按照砼规范（7.3.11-2）条现浇楼盖情况采用，即：底层和底层以下（含底下室）柱取1.0，其余楼层取1.25。
4）．特殊情况处理
以下情况不执行2）、3）条：
a)．所有墙中和墙端柱程序内定为0.75；
b)．斜柱（撑）长度系数取1.0；
c)．柱两端铰接时，长度系数取1.0；
d)．底层和底层以下（含地下室）时，长度系数取1.0。

16 柱最小剪跨比计算
柱最小剪跨比取考虑抗震两方向最小剪跨比，用于承载力验算及控制柱构造箍筋。
λ=Mc/Vcho
λ——剪跨比，应按柱端或墙端截面组合的弯矩计算值Mc、对应的截面组合剪力计算值Vc及截面有效高度h0确定，并取上下端计算结果的较大值；反弯点位于柱高中部的框架柱可按柱净高与2倍柱截面高度之比计算。

17 上部结构与地下室联合分析及地下室设计
在结构分析与设计中，上部结构与地下室应作为一个整体统一考虑，而目前设计人员很难做到这一点，不得不将二者分离开，或者建立两套数据，按照上部结构和地下室的不同要求，分别进行计算，费时费力，而且不符合结构工程实际，其原因是缺少能够全面考虑上部结构和地下室设计要求和受力特点的分析软件。我们在GSSAP软件中实现了这一功能，这一功能的技术要点有：
17.1 基础回填土对结构的约束作用
在总体信息中地下室有关参数有3个，即“地下室层数”、“带侧约束地下室层数”和“人防地下室层数”，“带侧约束地下室层数”用于基础回填土对结构的约束作用。
GSSAP采用如下的计算图，即给带侧约束地下室各层加上侧向弹簧以模拟地下室周围土的作用。“X向侧向土基床反力系数”和“Y向侧向土基床反力系数”按如下表取值，用户可根据实际情况乘一个折减系数，本层弹簧总刚度=基床反力系数*层高*墙柱之间最大距离，按墙柱挡土宽度分配到墙柱节点弹簧上。

带侧约束地下室计算模型

地基一般特性
土的种类
K（kN/m3）
松软土
流动砂土、软化湿粘土、新填土、
流塑粘性土、淤泥质土、有机质土
1000~5000
5000~10000
中等密实土
粘土及亚粘土：软塑的
可塑的
轻亚粘土：软塑的
可塑的
砂土：松散或稍密的
中密的
密实的
碎石土：稍密的
中密的
黄土及黄土亚粘土
10000~20000
20000~40000
10000~30000
30000~50000
10000~15000
15000~25000
25000~40000
15000~25000
25000~40000
40000~50000
密实土
硬塑粘土及亚粘土
硬塑轻亚粘土
密实碎石土
40000~100000
50000~100000
50000~100000
极密实土
人工压实的填亚粘土、硬粘土
100000~200000
坚硬土
冻土层
200000~1000000
岩石
软质岩石、中等风化或强风化的硬质岩石
微风化的硬质岩石
200000~1000000
1000000~15000000
桩基
弱土层内的摩擦桩
穿过弱土层达到密实砂层或粘土层的桩
打至岩层的友承桩
10000~50000
50000~150000
8000000

17.2 风荷载计算
地下室部分无风荷载作用，在上部结构风荷载计算中扣除地下室高度。在总体信息中有关的参数是“地下室层数”，用该层数自动计算地下室高度。
17.3 内力组合控制高度
在内力组合计算时，结构主体高度不同影响内力组合参数。GSSAP判定控制高度扣除了带侧约束地下室部分和小塔楼部分，在总体信息中有关的参数是“带侧约束地下室层数”，不是“地下室层数”。
17.4 底层内力调整
对I、II、III级抗震结构，底层内力调整系数不同其它层，我们设带侧约束地下室的上一层为底层，相应的内力调整是对这一层调整，不一定是±0的上一层。
17.5 剪力墙底部加强区
剪力墙底部加强区的控制高度扣除了带侧约束地下室部分，带侧约束地下室的上一层为首层。
17.6 柱长度系数
带侧约束地下室柱长度系数自动计算为1.0。
17.7 地下室墙平面外设计
GSSAP具有墙（包括地下室墙）的平面外配筋计算和设计功能，特别是地下室墙除上部结构传给地下室外围墙的轴向压力外，还有基础回填土对地下室外围墙的侧向压力和地下水的侧向压力，若地下室设计有人防要求，还考虑了地下室外围墙的水平人防荷载。在录入系统中需按工况输入墙平面外荷载。

18 地下室的人防设计
18.1 人防设计荷载的输入
录入系统中在输入墙柱梁板的荷载时选择“人防荷载”工况，输入方法同其它静力荷载，人防荷载只是静力荷载的一种工况，空间分析同其它静力荷载一样。
18.2 人防设计荷载与作用效应分析
（1） 人防设计荷载
地下室人防设计的荷载，除常规考虑的恒载、活载、风荷载、地震作用等外，还有地下室顶板的竖向等效均布静荷载Qe1、外墙的水平等效均布静荷载Qe2和临空墙的水平等效均布静荷载Qc，在录入系统中选择人防荷载工况作为板墙荷载输入Qe1、Qe2和Qc，对于一个二层地下室的结构，若二层地下室都考虑人防荷载作用，相应的人防荷载加载如下左图所示，若只有最下面的一层考虑人防荷载作用，则相应的加载简图如下右图所示（图中Qw为地下水对地下室外墙的侧压力，Qs为回填土对地下室外墙的侧压力）。

人防荷载加载简图

(2) 人防作用效应分析
人防作用效应按等效静荷载法计算，计及上部建筑物的影响，进行三维线弹性有限元分析，求得相应各构件的人防作用效应。地下室外墙平面外弯矩按板单元在空间分析中得到。
（3） 人防作用效应组合
地下室构件的截面验算，除考虑恒、活、风、地震作用效应组合外，根据《人民防空地下室设计规范》第4.10.1条（以下省略规范名称，只列出条款）要求，对于考虑人防地下室的普通构件和地下室外墙（如梁柱墙等），程序中考虑了两组人防作用效应组合：

其中，SGK为恒载作用效应，SQK为相应于Qe1的人防设计荷载作用效应，SEK为地下室外墙的侧向土、水压力作用效应，截面验算内容包括墙平面内强度验算和平面外强度验算。
18.3 地下室构件的人防设计技术条件
（1） 材料动力设计强度的调整
砼、钢筋和钢材的动力强度设计值取静荷载作用下的强度设计值乘以强度综合调
整系数rd，rd按第4.2.3条和表4.2.3取值。
（2） 砼强度修正
① 进行钢筋砼梁斜截面承载力验算时，考虑了砼强度等级影响的修正（有关公式见4.10.7条）。
② 进行梁、柱斜截面承载力验算时，砼的动力强度设计值乘以折减系数0.8（见4.10.6条）。
③ 进行墙、柱受压构件正截面承载力验算时，砼轴心抗压动力强度设计值乘以折减系数0.8（见4.10.5条）。
（3） 钢筋砼构件纵向钢筋的最小配筋率
钢筋砼构件纵向钢筋的配筋率最小值按4.11.7表取值（见4.11.7条）。
（4） 其他构件验算
软件的地下室人防设计功能不仅仅适用于钢筋混凝土结构，也适用于钢结构和钢与混凝土混合结构，其中，钢构件、钢骨构件和钢管砼构件的截面验算，均取用砼、钢筋和钢材的动力设计强度，采用相应规范的计算公式进行验算。

18.4 程序使用注意事项
（1） 应用范围
软件的地下室人防设计功能是针对多、高层钢筋砼结构、钢结构和钢与砼混
合结构而开发的，不包括砌体结构。
（2） 参数输入
与人防设计功能有关的输入参数有三个，分别为：
① 地下室层数
② 人防设计等级
③ 考虑人防设计的地下室层数
（3） 人防荷载导荷计算
地下室外墙和临空墙由用户直接输入墙在法方向的等效均布静荷载。为了在墙的局部坐标下可以一次输入荷载方向等参数，多次布置同一荷载在不同的墙肢上，可在布置荷载前采用“改墙方向”命令，使墙肢的局部坐标1或2与荷载作用的方向相同。
在计算软件中，地下室顶板的竖向等效均布静荷载Qe1的导荷计算与楼面均布恒活荷载的导荷方法相同，如不输入楼面导荷模式，地下室顶的竖向等效均布静荷载Qe1 的导荷计算无法进行。
（4） 设置墙柱梁板考虑人防设计
墙柱梁板考虑人防设计时，人防工况对应的内力参与基本组合，并进行人防设计有关的构件截面计算。
程序会按如下定义自动判断墙柱梁板考虑人防设计：
a) 有人防荷载的墙柱梁板则墙柱梁板考虑人防设计；
b) 墙梁相邻的板考虑人防设计则墙梁也考虑人防设计；
c) 墙端(中)柱的墙考虑人防设计则墙端(中)柱也考虑人防设计。
其它情况，在墙柱梁板的设计属性中可设置墙柱梁板考虑人防设计。
（5） 已考虑的因素
软件中，考虑人防设计的构件包括梁、柱、内外墙和临空墙。可考虑：
① 同一层地下室，不同人防单元之间的隔墙
② 同一层地下室，人防单元与非人防单元之间的隔墙
③ 门框墙
④ 地下室顶板和底板配筋计算
（6）人防荷载仅对构件设计有意义，对整体信息无影响，比如墙柱轴压比等无影响。

19 不等高嵌固
在录入系统墙柱属性中可设置任一墙柱的下端节点约束，则6个自由度都为固接，下一层不再需要输入支托构件。

20 温度应力分析功能的使用
在录入系统中