第十二章 斜屋面结构的计算
（一）斜屋面的建模
⑴通过设置“梁两端标高”或者“改上节点高”等方式形成屋面斜板。
⑵在PMCAD建模时，屋面斜梁不能直接落在下层柱的柱项，斜梁下应输入100mm高的短柱（如图1所示，图略）。短柱通常只传递荷载和内力，而没有设计意义。
⑶当采用TAT和SATWE软件计算时，顶部倾斜的剪力墙程序不能计算，PMSAP可以计算，但要在“复杂结构空间建模”冲将其定义为弹性板6。
（二）软件对屋面斜板的处理
⑴TAT和SATWE软件只能计算斜粱，对斜屋面的刚度不予考虑。
⑵PMSAP软件可以计算屋面斜板的刚度对整体结构的影响。
（三）斜屋面结构的计算
⑴简化模型1：忽略斜屋面刚度对整体结构的影响，将屋面斜板的荷载导到斜梁上，用TAT或SATWE软件计算。
⑵简化模型2：将斜屋面刚度用斜撑代替，屋面斜板的荷载导到斜梁上，用TAT或SATWE软件计算。斜撑的主要目的是为了模拟斜屋面的传力，其本身的内力计算没有意义，但在计算屋面荷载时，应适当考虑斜撑自重。
⑶真实模型：考虑斜屋面刚度对整体结构的影响，用PMSAP软件计算。
（四）工程实例
⑴工程概况：某工程为框架结构的仿古建筑，共4层，第二层的两端和第四层的中间部分布置了较多的斜屋面，该结构斜屋面组成比较复杂（如图 1所示，图略），板厚为 180mm，地震设防烈度为8度，地震基本加速度为0.2g，周期折减系数0.7，考虑偶然偏心的影响，并用总刚模型计算。该结构的三维轴测图、首层平面图和第四层斜梁线框图如图1所示（图略）。
⑵斜屋面结构的计算
为了能够有效地体现屋面斜板对结构设计的影响，现分别采用三种计算模型对结构进行计算，第一种模型为考虑斜屋面，按真实模型进行计算；第二种模型为忽略斜屋面，将斜屋面引起的荷载传递给斜梁，按简化模型1计算；第三种模型为将斜屋面用斜撑代替，斜屋面引起的荷载传递给斜梁，按简化模型2计算。这三种计算模型中结构周期和位移的计算如表1所示，某根构件的内力计算如表2、表3和表4所示。
表1 三种计算模型中结构周期和位移的计算
周期／真实模型／简化模型1／简化模型2／
T1／0.997（Y）／1.119（Y）／1.027（Y）／
T2／0.964（X）／1.018（X）／0.981（X）／
T3／0.801（T）／0.891（T）／0.826（T）／
最大层间位移角（X向）／1/363／1/338／1/354／
最大层间位移角（Y向）／1/366／1/298／1/326／
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表2 三种模型中梁1的弯矩计算
①恒载下真实模型的弯矩标准值：110(左端)／-77.3(跨中)／86.2(右端)
②恒载下简化模型1的弯矩标准值：106.5(左端)／-77.8(跨中)／89.8(右端)
③恒载下简化模型2的弯矩标准值：107.1(左端)／-77.9(跨中)／89.2(右端)
④X向地震下真实模型的弯矩标准值：-204(左端)／-42.7(跨中)／199.5(右端)
⑤X向地震下简化模型1的弯矩标准值：-178.9(左端)／-36.6(跨中)／174.5(右端)
⑥X向地震下简化模型2的弯矩标准值：-202(左端)／-42.2(跨中)／197.8(右端)
⑦真实模型的弯矩设计值：-399.5(左端)／193.9(跨中)／-366(右端)
⑧简化模型1的弯矩设计值：-403.6(左端)／193.2(跨中)／-376(右端)
⑨简化模型2的弯矩设计值：-394(左端)／185(跨中)／-367(右端)
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表3 三种模型中梁2的弯矩计算
①恒载下真实模型的弯矩标准值：57.5(左端)／-43.4(跨中)／7.2(右端)
②恒载下简化模型1的弯矩标准值：126.9(左端)／-62(跨中)／109.7(右端)
③恒载下简化模型2的弯矩标准值：127.1(左端)／-62.0(跨中)／109.5(右端)
④X向地震下真实模型的弯矩标准值：-5.2(左端)／-0.5(跨中)／8.0(右端)
⑤X向地震下简化模型1的弯矩标准值：-7.6(左端)／-3.0(跨中)／-1.7(右端)
⑥X向地震下简化模型2的弯矩标准值：-6.0(左端)／-2.1(跨中)／1.7(右端) |
