新版《钢结构设计标准》GB50017-2017已实施有一段时间了，新钢标增设5.5节“直接分析设计法”的条文，在实际设计工作中，小伙伴还是更乐于采用传统的一阶线弹性分析法并按规范考虑框架柱、支撑的计算长度系数。但介于传统分析方法在侧移敏感结构有一定的局限性，同时为了应对现代建筑越发细、薄、轻巧的追求，小编对新钢规的弹性直接分析法以及其软件实现方法、碰到的实际问题做了一番研究，在此抛砖引玉与大家分享一下。

弹性直接分析设计法主要需要考虑四大因素对侧移敏感问题的影响：

1. 考虑整体结构层面的P-△效应

某框架-中心支撑结构低阶整体屈曲模态

P-△效应即考虑结构整体的初始缺陷。新钢标提到的两种方法可以在软件中实现，方法一为直接添加结构的初始缺陷至设计模型中，如果你手中的结构可以较为顺利的做出整体屈曲模态，则小编比较推荐方法一。具体步骤如下：

(1)对已经建模完成的结构做特征值屈曲分析（bucking），并获得结构的最低阶整体屈曲模态，需注意的是考虑结构整体缺陷的屈曲分析前受压构件（框架柱、支撑等）不宜将其沿构件1轴（长度方向）进行分割（否则不容易出整体屈曲模态），另外经过笔者对不同种类、高度的钢框架、框架支撑的试算，小编发现并不是每一个框架或框架支撑结构都可以做出整体屈曲模态，小编的体会是越是高瘦的越容易出，越是矮胖的越不容易出，此时笔者建议使用方法二模拟结构的初始缺陷。

(2)将最低阶的整体屈曲模态*a（系数）+原节点坐标，将新的节点坐标更新到模型中，系数a=△i/最低阶整体屈曲模态位移最大点的位移值，△i=αn*hi/250；αn=sqrt（0.2+1/ns），且2/3≤α≤1;ns为结构总层数，此时即完成了对模型整体初始缺陷的添加。

方法二：为通过每层柱顶施加假象水平力的方法，假象水平力Hni=Gi/250*αn，αn取值同方法一；对于这个方法，小编建议以下几点内容需要关注：

(1)建议将该水平力加Hni加载至每层的楼层刚心位置，遗憾的是因为小编水平有限，暂时未在sap2000中找到统计层刚心位置的方法，如有高手知道也欢迎通过转自：非解构-公众号小姐姐转告，小编这里采用了曲线救国的方法，将模型导入到YJK中，根据YJK求出的刚心再建回到sap模型中，并做节点束缚；

(2)规范规定需要将假象水平力施加在最不利方向，但在实际操作中对于一个三维模型而言，判断假象水平力的最不利方向有一定困难，小编建议分别分三个方向（X向、Y向、最不利地震角度方向（抗侧刚度最弱方向），其中最不利地震角可通过YJK得出）各施加一组水平力并将其分别与恒&活荷载做组合，包络设计分析哪一组水平力提供更大的钢结构应力度；

(3)荷载组合时，Hni的荷载分项系数一般取1.0；

2. 考虑构件层面的的p-delta效应。

p-delta效应即考虑构件层面的初始缺陷，规范中使用正弦函数e0sin（πx/l）来模拟，但在实际操作中有困难，故小编建议采用假象均布荷载q0=8Nk*e0/l^2来模拟，其中Nk为构件承受的轴力标准值，应从横活标准组合、横活风标准组合、重力荷载代表值GE+风+震标准组合中取包络，组合系数不在此赘述；构件的初始缺陷值e0则根据新钢规表5.2.2取值。假想荷载的加载此处又冒出两个问题需要关注：

(1)大多数情况下，这个假象荷载宜加载在构件的弱轴方向，但当构件的强弱轴方向上下节点约束情况不同时，比如强轴方向的约束间的距离远大于弱轴方向时，小编建议此时简单估算以下两个方向的长细比，计算长度系数可简化取1.0；然后将荷载加载在长细比较大的方向；

(2)在杆件中施加的q0的线荷载后，应在两个杆端反向施加0.5q0l，将此力在节点位置平衡。

3. 考虑节点连接刚度。

考虑这个因素在实际操作中有一定的困难，但对于刚性节点而言，考虑节点区的刚度后的结构线刚度只会比有限元假定的构件线刚度更大，所以不考虑节点刚度在大多数情况是偏于安全的，令人比较头疼的是刚度不甚明朗的半刚性节点，如果数量不多也可通过节点的数值分析获得节点刚度后将节点刚度赋予至模型中。

4. 考虑其他对结构稳定性有显著影响的因素。

这个因素比较有开放性，笔者的体会是随着现代建筑的发展，我们会碰到越来越多的非直线构件，这些构件事实上就是天然的初始缺陷，在实际建模中，对于可能受压的非直线构件，在建模层面需尽量提高精度以反应出其对结构稳定性的影响。当然对结构稳定性有显著影响的因素肯定不限于此，需要我们根据实际项目特点反应到计算模型中。

完成以上四点后即可运行计算，计算出构件内力后按《钢标》5.5.7条验算构件的应力度

基于以上四点因素，小编发现使用传统的手工建模方式很难高效的完成直接分析设计法的工作，而且结构设计也是一个不断迭代优化的过程，经过钢结构杆件优化够的结构，在某些情况下其低阶整体屈曲模态会发生较大的变化，从而使得使用方法一模拟结构整体初始缺陷的工作有一定的离散跳跃性。故小编决定尽快学习掌握SAP2000-API将这些繁琐的工作交给程序来完成。

“转自：非解构-公众号”上海结构设计圈仅限在上海从事结构设计的朋友们。