3、常用结构计算软件

　　多、高层结构的基本受力构件有柱、梁、支撑、剪力墙和楼板。柱、梁及支撑均为一维构件，可用空间杆单

元来模拟其受力状态。空间杆单元的每个端点有

6 个自由度，即 3 个平动自由度和 3 个转角自由度。对一维

构件，各种有限元分析软件对这类构件的模型化假定差异不大。剪力墙和普通楼板均为二维构件，这两种

构件的模型化假定是关键，它直接决定了多、高层结构分析模型的科学性，同时也决定了软件分析结果的

精度和可信度。目前国内外流行的几个结构计算软件对剪力墙和楼板的模型化假定差异较大。现进行分述。

3.1 TAT 结构计算软件

　　

TAT 是由中国建筑科学研究院开发的建筑结构专用软件，采用菜单操作，图形化输入几何数据和荷载

数据。程序对剪力墙采用开口薄壁杆件模型，并假定楼板在平面内刚度无限大，平面外刚度为零。这使得结

构的自由度大为减少，计算分析得到一定程度的简化，从而大大提高了计算效率。薄壁杆件模型采用开口

薄壁杆件理论，将整个平面联肢墙或整个空间剪力墙模拟为开口薄壁杆件，每个杆件有两个端点，每个端

点有

7 个自由度，前 6 个自由度的含义与空间杆单元相同，第 7 个自由度是用来描述薄壁杆件截面翘曲的。

开口薄壁杆件模型的基本假定为：

1) 在线弹性条件下，杆件截面外形轮廓线在其自身平面内保持不变，在平面外可以翘曲，同时忽略其剪

切变形的影响。这一假定实际上增大了结构的刚度，薄壁杆件单元及其墙肢越多，则结构刚度增大的程度

越高。

2) 将同一层彼此相连的剪力墙墙肢作为一个薄壁杆件单元，将上下层剪力墙洞口之间的部分作为连梁单

元。这一假定将实际结构中连梁对墙肢的线约束简化为点约束，削弱了连梁对墙肢的约束，从而消弱了结

构的刚度。连梁越多，连梁的高度越大，则结构刚度消弱越大。

3) 引入楼板在其自身平面内刚度无限大，而平面外刚度为零的假定。

实际工程中许多布置复杂的剪力墙难以满足薄壁杆件模型的基本假定，从而使计算结果难以满足工程设计

的精度要求。

1) 变截面的剪力墙：在平面布置复杂的建筑结构中，常存在薄壁杆件交叉连接、彼此相连的薄壁杆件截面

不同，甚至差异较大的情况。由于这些薄壁杆件的扇形坐标不同，其翘曲角的含义也不同，因而由截面翘

曲而引起的纵向位移不易协调，会导致一定的计算误差。

2) 长墙、矮墙：由于薄壁杆件模型不考虑剪切变形的影响，而长墙、矮墙是以剪切变形为主的构件，其几