全楼超筋！！我究竟该怎么办？！

问题汇总:

Q1：用户反映只是修改了某些梁的尺寸，但是计算后发现全楼整层全部超筋，是什么原因？

Q2：由于建模失误导致的周期异常

Q3：用户反映钢框架模型，在查看弹性挠度时，为什么图面上空空如也，没有挠度结果？

在建模过程中，由于建模的疏忽，或者失误等原因，导致模型中出现机构（多为几何常变体系），此时就会给计算过程和计算结果带来诸多异常，下面就举例说明，各类机构所造成的异常情况和应对措施。

Q1：用户反映只是修改了某些梁的尺寸，但是计算后发现全楼整层全部超筋，是什么原因？

这个模型拿到之后在计算过程中就会弹出“模态分析异常，请确认计算结果的正确性”，从而得知，出现此类问题很可能和模型建模有关。

此时再查看振型，发现振型已经无法查看，周期达到几万秒，周期极长，在振型动画中已经无法展示振动情况，全楼没有振动，此时以无法从振型入手判断具体错误位置。

这时，我们从其他工况，像恒、活、风荷载的位移入手，尝试找到建模异常的位置。

通过观察上述工况下的位移，我们发现该模型的第9层存在异常的位移情况，如下图所示：

我用红线标出的区域位移异常大，且与框架柱伸出的悬挑梁是脱离的，没有形成协调变形的关系，所以可以肯定这个位置是一个异常的位置。

我们回到模型看一下这个位置是如何建模的，我们发现圈出的悬挑梁的梁两端标高抬高了500mm。

由于目前的程序采用的是有限元分析方法，因此要对几何模型进行转化，梁和柱在有限元模型中都是杆系单元存在的，描述它们的力学行为都是无尺寸的线，因此遇到这种抬高梁的模型，形成所谓“上反”的情况时，程序在几何模型向有限元模型转化时，需要进行处理，1）程序对于梁端标高调整小于500mm时，将会忽略它的调整，按照没有抬高考虑；2）程序对于梁端标高调整不小于500mm时，将会考虑它的调整，它的高度调整后，将保证它和柱的协调关系，因此柱上端的高度也会拉高到和梁保持协调的梁端高度。同时由于墙需要进行有限元单元剖分，为了保证墙不出现畸形，以及保证墙单元划分的单元质量，与墙相连的梁处理，优先保持墙的形状不变，墙标高布标，将与墙相连的梁的梁端标高拉回到墙顶位置。

所以上面的模型第2条原则，会将悬挑梁和与梁相连的柱抬高500mm，与悬挑梁相连的梁不会发生变化，与墙相连的梁一端被拉回到原处，因此我们在有限元模型中就会看到下图中的情形。

上图中红色圆圈圈出的位置是悬挑梁抬高500mm之后，梁端的位置，紫色线标出的是为了保证与柱协调，柱上端拉伸的长度，与墙相连的梁一端被拉回到原处，此时封口梁与悬挑梁是脱开的，不仅没法考虑上反的情况，导致柱等其他构件也与实际建筑相差甚远，此时为了保证模型的相对合理性，可以不考虑梁的“上反”，按照和封口梁拉平考虑。

修改完成后查看计算结果是正常的。

Q2：由于建模失误导致的周期异常

如下图所示的钢框架支撑结构

该模型的在强制刚性楼板假定下计算得到的第2、3、4周期全部为扭转周期，且第1周期也有较多的扭转能量成分，最后引起周期不可能满足规范要求。

通过观察振型动画的振动情况发现顶层斜杆中间位置存在“关节式”机构的情况，如下图所示的第1振型和第3振型：

在空间简图中查看这个位置的有限元模型发现，这两个竖向斜杆中间位置存在铰接。

程序中的钢斜杆只有两端才默认铰接，正常情况下这个位置不能生成铰接或者设置铰接，所以需要查看模型的建模方式，到底这个位置为什么会出现铰接？因此还需要查看模型。

此时发现这两个竖向斜杆不是通高直接布置的，而是在中间部位按照分段布置这种罕见的建模方式，此时程序对各段钢斜杆两端默认为铰接，此时就出现了“关节式”机构，导致计算结果异常。

处理方式：将这两个通高斜杆删除按照柱布置或者删除后按照通高斜杆布置，修改后的效果如下图：

此时查看周期结果，周期比0.56，周期对应的振型也是整体振动，计算结果变为正常。

Q3：用户反映钢框架模型，在查看弹性挠度时，为什么图面上空空如也，没有挠度结果？

查看弹性挠度下的相对挠度时，确实在图面上没有看到挠度结果。

此时将挠度幅值显示由0.05调整到1，放大20倍查看：

发现左上角悬挑梁位置的挠度高达18967mm，接近两米的挠度，这时别的正常梁的挠度由于与这层的最大值相差数百倍，所以造成挠度幅值太小，显示不出来。

为什么悬挑梁位置产生这么大的挠度呢？问题出现在了悬挑梁的铰接上了，悬挑梁根部为铰接，它自由端封边梁对于它的转动约束就已经很小了，点铰之后，这个位置没有任何转动约束，形成“关节式”机构，造成结果异常。

处理方法是：将悬挑梁根部铰接去掉，重新计算后，整层的弹性挠度结果都显示出来了。

总结：

模型由于建模和定义的原因在某个位置产生机构（几何常变体系），往往会牵一发而动全身，引起全局性的问题，机构引起的异常是多种多样的。像上面例子中的梁上反后，构件协调关系发生变化形成机构导致振型和模态异常，引起全楼超筋，在振型无法查看时，可以通过查看模型中其他非地震工况下的位移找到蛛丝马迹；钢斜杆在中间断开按照两段建模形成机构，在振型中就已经体现出来；钢框架模型中某些楼层挠度显示是空白，都和局部形成机构有关，此时就需要我们找到这些异常位置，修改模型，才能得到正确的结果。