KPM演示SATWE参数.ppt

,2005新版PKPM结构软件专题研讨会SATWE参数祥解,PKPM2005新版软件特点及改进,新版设计规范（6本）,建筑结构荷载规范GB50009-2001建筑抗震设计规范GB50011-2001混凝土结构设计规范GB50010-2002建筑地基基础设计规范GB50007-2002高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2002砌体结构设计规范GB50003-200,钢结构新规范,钢结构设计规范GB50017-2003门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 CECS102:2002冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB50018-2002,新规范修订的背景及指导原则,工程界关于结构可靠度的大讨论基于概率极限状态的设计方法是否适用结构设计安全度是否需要大幅提高新规范修订指导原则适当提高结构设计安全度与国际主流规范靠近,SATWE软件分析与设计参数补充定义,最不利地震作用方向：概念：地震沿着不同的方向作用，结构地震反应的大小一般也不同。结构地震反应是地震作用方向角的函数，存在某个角度使得结构地震反应取极大，那么这个方向我们就称为最不利地震作用方向。逆时针方向为正。使用：TAT、SATWE和PMSAP可以自动计算出这个最不利方向角,并在文件中输出。如该角度大于 15度，用户可以把这个角度值回填到：“水平力与整体坐标夹角（度）”参数项中，重新进行计算，以体现最不利地震作用的影响。TAT 在 TAT-4.OUT 中输出；SATWE 在 WMASS.OUT 中输出；PMSAP 在 工程名.ABS 中输出；,裙房层数：规范：高规第条条文说明指出为保证多塔楼建筑中塔楼与底盘整体工作，塔楼之间裙房连接体的屋面梁以及塔楼中与裙房连接体相连的外围柱、墙，从固定端至出裙房屋面上一层的高度范围内，在构造上应予以特别加强。实现：程序设置了裙房层数参数，作为多塔楼结构的底部加强部位的判断因素，即底部加强部位的高度还要满足裙房层数的要求，从而加强墙的抗震构造。裙房层数参数的加强仅限于剪力墙，程序没有对塔楼之间裙房连接体的屋面梁以及塔楼中与裙房连接体相连的外围柱构造上应予以特别加强。对于这些部位用户应在施工图中特别加强。,转换层所在层号：新抗震规范条规定，竖向不规则的建筑结构，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数；新高规条规定，楼层侧向刚度小于上层的70%或其上三层平均值的80%时，该楼层地震剪力应乘1.15增大系数；新抗震规范条规定，竖向不规则的建筑结构，竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以的增大系数。针对这些条文，程序通过自动计算楼层刚度比，来决定是否采用1.15的楼层剪力增大系数。但是只要有转换层，就必须人工输入“转换层所在层号”，以准确实现水平转换构件的地震内力放大。,对所有楼层强制采用刚性板假定:按照规范要求,结构的位移比是在刚性楼板假定下作出的，所以如果用户设定了弹性楼板，在计算位移比时应选择此项。计算完成后再去掉此项选择，以弹性楼板方式进行后续计算。,地下室层数：是为导算风荷载和自动形成嵌固约束信息服务的，因为地下室无风荷载作用注意：这里的地下室层数是指与上部结构同时进行内力分析的地下室部分,地下室对风荷载计算的影响,地下室顶板,壳元最大边长：是在墙元细分时需要的一个参数，对于尺寸较大的剪力墙，在作墙元细分形成一系列小壳元时，为确保分析精度，要求小壳元的边长不得大于给定限值，程序限定1.0=Dmax=5.0，隐含为2。对于一般工程可取2，对于框支剪力墙结构，可取得小些，如1.5或1.0。,模拟施工的意义：高层建筑结构当竖向恒载一次加上时，其上部的竖向位移往往偏大，为了协调如此大的竖向位移，有时会出现拉柱或梁没有负弯矩的情况。而在实际施工中，竖向恒载是一层一层作用的，并在施工中逐层找平，下层的变形对上层基本上不产生影响。结构的竖向变形在建造到上部时已经完成得差不多了，因此不会产生一次性加荷所产生的异常现象。程序对竖向恒载作用专门做了处理，可以考虑并模拟施工加荷的这种因素。,模拟施工荷载的两种算法,一种叫做施工模拟1，它就是上面说的考虑分层加载、逐层找平因素影响的算法；另一种叫做施工模拟2，它的含义是：将竖向杆件的刚度放大10倍后再做施工模拟1，其计算仅对基础起作用。对框筒结构采用算法2时，计算出的传给基础的力较为均匀合理，可以避免墙轴力远大于柱轴力的不合理情形。由于竖向构件的刚度放大，将使得水平梁的两端竖向位移差减小，从而其剪力减小，这样就削弱了楼面荷载因刚度不均而导致的重分配，使荷载分配更接近于手算结果。,竖向地震作用：规范条文 新抗震规范条规定，对于9度的高层建筑，其竖向地震作用标准值应按公式（）和（）计算，并宜乘以1.5的放大系数。相当于重力荷载代表值的23.4%；新抗震规范条规定，长悬臂和其它大跨度结构竖向地震作用标准值，8度、8.5度和9度时分别取重力荷载代表值的10%、15%和20%；新高规条规定，带转换层的高层建筑结构，8度抗震设计时转换构件应考虑竖向地震影响。程序变动 新版本程序将竖向地震的计算开关向用户开放，是否考虑竖向地震由用户自定。注意：上部外挑结构应考虑竖向地震。程序只能对全体而不是单个构件计算竖向地震。,风荷载基本风压 基本值的重现期由原来的30年一遇改为50年一遇；对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑,按100年一遇的风压值采用。修正后的基本风压 基本风压一般要考虑地点和环境的影响，如沿海地区和强风地带等，在规范规定的基础上要把基本风压放大1.1或1.2倍.地面粗糙度类别 由原来的A、B、C类，改为A、B、C、D类。C类是指有密集建筑群的城市市区；D类为 有密集建筑群,且房屋较高的城市市区。,结构基本周期：采用高规中的经验公式或者直接采用软件的缺省值，待计算完成后输入计算书中的结构基本周期。体型系数：现代多、高层结构立面变化较大，不同的区段内的体型系数可能不一样.(程序限定最多为三段),结构规则性：建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则，对称，并应具有良好的整体性，建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗力结 构的侧向刚度和承载力突变。如果平面或竖向不规则，会对楼层水平位移、层间位移以及薄弱层的计算都会产生很大的影响。,抗震设防烈度：新抗震规范改变了抗震设防烈度与设计基本地震加速度值的对应关系，增加了7度（0.15g）和8度(0.30g)两种情况（见新抗震规范表），因而程序在原有6,7,8,9度的基础上,又增加了7度（0.15g）和8度(0.30g)两个选项。设计地震分组：设计近震、远震改为设计地震分组，分别为设计地震第一组、第二组和第三组，程序输入菜单相应修改。特征周期值：比89规范增加了0.05s以上,这在一定程度上提高了地震作用（见新抗震规范5.1.4)。,扭转耦连：新高规条规定，质量、刚度不对称、不均匀的结构，以及高度超过100m的高层建筑结构应采用考虑扭转耦连振动影响的振型分解反应谱法。TAT、SATWE和PMSAP三个程序都具有考虑扭转耦连的功能，是否考虑可以通过参数设定。耦联计算适用于任何空间结构计算，总是正确的；非耦联仅适用于平面结构计算。耦联计算的结果不一定比非耦联计算的结果大，二者没有必然关系建议总是选择耦联计算，不会出问题。,振型组合数：规范：高规条规定，抗震计算时，宜考虑平扭耦联计算结构的扭转效应，振型数不应小于15，对多塔结构的振型数不应小于塔楼数的9倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。振型数的多少与结构层数及结构形式有关，当结构层数较多或结构层刚度突变较大时，振型数也应取得多些，如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。注意：程序中可参看文件WZQ.OUT中的有效质量系数值来判断振型数取的是否够。,有效质量系数：振型数够不够？概念来源：WILSON E.L.教授曾经提出振型有效质量系数的概念用于判断参与振型数足够与否，并将其用于ETABS程序，他的方法是基于刚性楼板假定的，现已推广到一般结构及弹性楼板。经验：根据我们的计算经验，当有效质量系数大于0.9时，基底剪力误差一般小于5%。在这个意义上我们称有效质量系数大于0.9的情形为振型数足够；否则称振型数不够。注意：1、要首先考虑有效质量系数是否满足要求，否则后续计算没有意义。2、振型数不能取的太少（小于0.9），否则剪重比等参数不正确。3、振型数也不能取的太多，最多不能多于结构的固有振型总数，如刚性楼板结构，不能超过楼层数的3倍，否则可能出现计算异常。,振型数选取原则,粗略估计 振型数不应小于15，多塔结 构的振型数不应小于塔楼数的9倍等经过计算看振型参与质量是否超过总质量的90%。如超过，则继续进行；如不够，则应返回参数设置项，去增加振型数。,双向地震作用：规范条文：新抗震规范条规定，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。判定标准：楼层位移比（层间位移比）大于1.2 程序实现：现在我们考虑某个地震反应参数，该参数在X和Y地震作用下的反应分别为SX和SY,那么在考虑了双向地震扭转效应后：这意味着对于X和Y地震作用都作不同程度的放大。考虑双向地震时，配筋平均增大58%，但构件最大增加1倍。对于柱的弯矩和剪力处理方法有所不同，要比较 Sx和Sy的绝对值，只放大大的，不动小的。,对于柱的弯矩和剪力，处理方法稍有不同，举例说明如下：我们令S代表某个柱截面在某个方向上的弯矩或剪力：X地震作用下的值SX，Y地震作用下的值SY，考虑双向地震后 改变成为,偶然偏心：新高规条规定，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。从理论上，各个楼层的质心都可以在各自不同的方向出现偶然偏心，从最不利的角度出发，我们在程序中只考虑下列四种偏心方式：A)X向地震，所有楼层的质心沿Y轴正向偏移5%，记作EXPB)X向地震，所有楼层的质心沿Y轴负向偏移5%，记作EXMC)Y向地震，所有楼层的质心沿X轴正向偏移5%，记作EYPD)Y向地震，所有楼层的质心沿X轴负向偏移5%，记作EYM 简言之，地震组合数将增加到原来的三倍。该功能设有选项开关，考虑偶然偏心时可将开关打开。,柱局部坐标下的标准内力输出：第 1 柱单元 上节点号：1 下节点号：1 主轴夹角：0.0000(rad)(工况号)轴力 X向剪力 Y向剪力 X向底弯矩 Y向底弯矩 X向顶弯矩 Y向顶弯矩(1)91.5-219.5 22.7-61.9-1038.6-60.5-148.1(+5%)81.8-237.9 30.6-83.6-1124.2-81.5-162.0(-5%)102.2-201.5-19.9 54.3-954.7 53.2-134.5(2)222.1-146.8-108.8 294.6-619.7 292.8-178.9(+5%)209.2-166.4-95.5 258.5-709.1 257.5-194.1(-5%)235.6-129.9-122.8 332.9-545.3 330.2-164.9(3)26.1-49.3 0.0-0.2-230.4 0.0-35.6(4)107.4-48.1-51.0 138.0-187.2 137.4-72.6(5)-1214.7-85.5 5.1-12.5-780.4-15.0 318.4(6)-138.0 7.7 0.5-1.0-19.7-1.6 61.0,考虑偶然偏心时的地震内力,偶然偏心对配筋的影响 柱 梁,15层框剪 11.9%2.3%13层框剪(PJ2)0.4%1.7%33层框支 0.8%8层框架 7.7 3.9%21层框剪 0.9%1.2%19层框剪 1.3%1.2%18层框剪 0.7%3.0%平均增加 3.82%2.01%,偶然偏心对最大位移比的影响 不考虑 考虑 增加,15层框剪 1.20 1.31 8.11%13层框剪(PJ2)1.82 1.95 6.99%33层框支 1.05 1.5 30.32%8层框架 1.76 2.39 26.22%19层框剪 1.57 1.75 10.04%18层框剪 1.43 2.03 29.16%平均增加 18.47%,具体操作原则：偶然偏心:对于高层建筑且是规则结构时选择。双向地震:双向地震一般只对不规则结构采用，并注意不要与“偶然偏心”同时用。设计中可以遵循以下规则：1、当为规则结构时（位移比 1.2），只考虑双向地震4、计算结构位移比时应强制所有楼板为刚性楼板假定,活荷质量折减系数 是计算重力荷载代表值时的活荷载组合值系数。（抗震规范5.1.3)周期折减系数 为了充分考虑框架结构和框剪结构的填充墙刚度对计算周期的影响。对于框架结构若砖墙较多，可取；较少可取；对于框架-剪力墙结构可取；纯剪力墙结构可不折减。,多方向水平地震作用,规范条文：抗震规范条规定,有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15度时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。程序实现：针对这一条，程序增加了自动计算多方向水平地震作用的功能。用户可以根据需要指定多对地震作用方向，程序对每一对地震方向进行地震反应谱分析，计算相应的构件内力。在构件设计阶段，也将考虑每一方向地震作用下构件内力的组合，这样不至于漏掉最不利情形，保证了结构设计的安全。程序允许输入最多5组地震方向，附加地震数可在0-5之间取值,并填入相应角度，该角度是与X轴正方向夹角，逆时针方向为正。,阻尼比、特征周期、多遇或罕遇地震影响系数最大值 隐含规范规定值，它随地震烈度而变化。对有些地区标准用不同的地震计算参数时，可以通过该参数的变化求得该地区的地震力。,考虑活荷载不利布置的最高层号,程序可以考虑梁活荷载不利布置：若定义为0,表示不考虑梁活荷不利布置作用;若填一个大于零的数N,则表示从1-N各层考虑梁活荷载的不利布置,而N+1层以上则不考虑活荷不利布置；若N等于结构的层数,则表示对全楼所有层都考虑活荷的不利布置。,梁端负弯矩调幅系数,在竖向荷载作用下，钢筋混凝土框架梁设计允许考虑混凝土的塑性变形内力重分布，适当减小支座负弯矩，相应增大跨中正弯矩，梁端负弯矩调幅系数可在范围内取值。注意：此项调整只针对竖向荷载，对地震力和风荷载不起作用。,梁设计弯矩增大系数,通过调整梁的设计弯矩，提高其安全储备。注意：1、对正负设计弯矩均增大 2、对于已经考虑活荷不利布置的楼层，SATWE将使此项不起作用。,梁扭矩折减系数,对于现浇楼板结构，采用刚性楼板假定时，应当考虑楼板对梁抗扭的作用，而对梁的扭矩进行折减。折减系数可在范围内取值。注意:若考虑楼板的弹性变形，梁的扭矩不应折减。,连梁刚度折减系数,两端都与剪力墙相连的梁称为连梁。多高层结构设计中允许连梁开裂,开裂后连梁的刚度有所降低,程序中通过此项来反映开裂后的连梁刚度。为防止连梁开裂过大，此系数不宜取值过小，一般不宜小于0.55。剪力墙洞口上方的墙（连梁）也采用此参数进行刚度折减。,中梁刚度增大系数,程序中框架梁是按矩形部分输入截面尺寸并计算刚度的，对于现浇楼板，在采用刚性楼板假定时，楼板作为梁的翼缘是梁的一部分，在分析中可用此系数来考虑楼板对梁刚度的贡献。注意：梁刚度增大系数BK由设计人员指定，可在范围内取值。程序自动搜索中梁和边梁，两侧均与刚性楼板相连的中梁的刚度放大系数为BK，只有一侧与刚性楼板相连的中梁或边梁的刚度放大系数为1.0+（BK-1）/2，其它情况的梁刚度不放大。,9度设防烈度的各类框架和一级抗震等级的框架结构梁柱超配系数,对于9度设防烈度的各类框架和一级抗震等级的框架结构,框架梁和连梁端部剪力、框架柱端部弯矩、剪力调整应按实配钢筋和材料强度标准值来计算。程序要求输入超配系数(参见高层建筑混凝土结构技术规程第条和条或新规范PKPM设计软件实用手册),调整与框支柱相连的梁内力,规范要求对框支柱的地震作用弯矩、剪力进行调整。程序自动对框支柱的弯矩剪力作调整，由于调整系数往往很大，为限避免异常情况，程序给出了一个控制开关，由设计人员决定是否对与框支柱相连的框架梁的弯矩剪力进行相应调整。,全楼地震力放大系数,是地震力调整系数，可通过此参数来放大地震力，提高结构的抗震安全度，其经验取值范围是。注意：此项调整对位移、剪重比、内力计算有影响而对周期计算没有影响。,按抗震规范第条调整各楼层地震力,新抗震规范条规定,抗震验算时,结构任一楼层的水平地震的剪重比不应小于表条给出的最小地震剪力系数。程序给出了一个控制开关,由设计人员决定是否由程序自动进行调整。若选择由程序自动进行调整,则程序对结构的每一层分别判断,若某一层的剪重比小于规范要求。则相应放大该层的地震作用效应。注意：本项调整只对剪重比和内力有影响，而对周期和位移没有影响。,剪重比的调整 最小地震剪力调整：新抗震规范条规定，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震的剪重比不应小于表给出的最小地震剪力系数。对于竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15的增大系数,自动放大与否设开关；如果用户考虑自动放大，SATWE将在WZQ.OUT中输出程序内部采用的放大系数：文件WZQ.OUT:各楼层地震剪力系数调整情况 抗震规范(5.2.5)验算层号 X向调整系数 Y向调整系数 1 1.312 1.207 2 1.197 1.122 3 1.070 1.000 4 1.000 1.000 5 1.000 1.000 6 1.000 1.000 7 1.000 1.000 8 1.000 1.000,根据我们的工作，绝大多数较规则的多高层建筑，其楼层最小剪重比出现在结构底层，也就是说底层剪重比是起控制作用的，少数结构其楼层剪重比的最小值不出现在底层，但与底层相比也相差很小。基于此，我们在程序中采用的调整方法是：全楼的地震力采用同一个调整系数，或者严格点说，一个地震作用方向对应一个调整系数,这个调整系数通过剪重比最小的楼层决定。对于楼层剪重比的最小值不出现在底层的结构，这种调整可能略偏于保守，但仍不失合理。这种调整方法的最大优点是：不改变地震力的分布特性，不破坏各振型地震力作用下结构内力的平衡。,指定薄弱层个数及相应薄弱层层号,新抗震规范条规定,竖向不规则的建筑结构,其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数;新高规条规定,楼层侧向刚度小于上层的70%或其上三层平均值的80%时,该楼层地震剪力应乘1.15增大系数.针对这些条文,程序要求设计人员输入薄弱层楼层号,程序对薄弱构件的地震作用内力乘以1.15的增大系数。,新抗震规范条规定，侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框-剪结构，任一层框架部分的地震剪力，不应小于结构底部总地震剪力的20%和按框-剪结构分析的框架部分各楼层地震剪力中最大值1.5倍二者的较小值。程序对框剪结构，将依据规范要求进行0.2Q0调整，设计人员可以指定调整楼层的范围。如果需要人为控制调整系数，可以在SATWE文件SATINPUT.OUT中给出。,0.2Q0调整,顶塔楼内力放大起算层号及放大系数,用基底剪力法分析，可以通过这个系数放大结构顶部塔楼的内力（一般为3倍）。用振型分解法分析，可以不调整顶部塔楼的内力，可将起算层号填为0。注意：是否放大塔楼内力由设计人员决定结构建模时将小塔楼作为一层输入，增加振型数量，顶楼层号及放大系数通常都取0只有特殊工程需要放大时才改这两个参数此系数仅放大顶塔楼的内力，并不改变位移。,重力二阶效应 条文：高规（）条和混凝土规范（）条都提到重力二阶效应问题。概念：重力二阶效应一般称为P-效应，在建筑结构分析中指的是竖向荷载的侧移效应。当结构发生水平位移时,竖向荷载就会出现垂直于变形后的结构竖向轴线的分量，这个分量将加大水平位移量，同时也会加大相应的内力，这在本质上是一种几何非线性效应。程序实现：我们在TAT、SATWE和PMSAP程序中都提供了计算P-效应的开关。具体实现时，我们计算竖向荷载引起的整个结构的几何刚度，以此修改原有结构总刚，从而实现P-效应的计算。新版本程序P-效应的实现方法具有一般性，它既适用于采用刚性楼板假定的结构，也适用于存在独立弹性节点的结构。,值得注意：考虑P-效应后,结构周期一般会变得稍长，这是符合实际情况的。P-效应与柱的计算长度系数有密切的相关 如果用户不考虑P-效应，则在柱配筋计算时，偏心距放大系数的计算采用真实的柱计算长度系数；如果用户考虑P-效应，则在柱配筋计算时，偏心距放大系数的计算直接取柱计算长度系数等于1.0。,梁柱重叠部分作为刚域对计算的影响,正常情况下，梁的长度为两根柱间形心的距离柱的截面积较大时可将梁柱重叠部分作为刚域考虑，梁的长度为净跨距离。梁自重和截面设计按扣除刚域后的梁长计算。梁上的外荷载按梁两端节点计算。一般而言，对于异型柱结构，宜采用“梁柱重叠部分简化为刚域”，对于矩形柱结构，可以将其作为一种安全储备而不选择它梁与柱重叠部分是否作为刚域的差别“是”刚度大，自重小，梁端负弯矩小“否”刚度小，自重大，梁端负弯矩大,柱配筋计算：单偏压与双偏压,现行的混凝土结构设计规范、高层建筑混凝土结构技术规程、建筑抗震设计规范等对何时采用双偏压计算有明确的要求，如高层建筑混凝土结构技术规程第条规定，角柱应按双向受力构件进行正截面承载力设计。对于规范没有要求用双偏压计算的，最好用单偏压计算，双偏压验算。异型柱建议用双偏压计算。,混凝土柱的计算长度系数计算执行混凝土规范条,选择此项,混凝土柱计算长度系数的计算将执行混凝土规范条,否则将仅执行混凝土规范条,与旧规范相同(即底层柱取1.0上层柱取1.25)。,柱计算长度系数按有侧移计算,此参数专用于钢柱,当选择“有侧移”时,程序按钢结构设计规范附录4.2的公式计算，当选择“无侧移”时，程序按钢结构设计规范附录4.1的公式计算。,注意事项,主筋强度应与PM中取相同的值，否则虽计算按此处值计算，但接力PK绘施工图时，仍按照PM中的强度等级标注。,恒荷载分项系数调整,根据建筑结构荷载规范条中的要求,程序增加了永久荷载效应控制组合,即相应的永久荷载效应分项系数取1.35,当1.35恒+1.4*0.7活1.2恒+1.4活时取1.35恒+1.4*0.7活。注意：此项调整程序自动完成 不能轻率调整规范规定的分项系数!,地震信息里的活荷载质量折减系数与荷载组合里的活荷重力荷载代表值系数的区别,活荷载质量折减系数主要用于计算质量矩阵，填此参数则结构总质量将折减。活荷重力荷载代表值系数主要用于静力荷载组合，填此参数则结构总质量将不折减。,地下室、人防的设计分析1。地下室一般与上部结构共同分析；2。地下室能否与上部结构分开独立计算，取决于地下室的 层刚度，当地下室层刚度大于上部层刚度的2倍时，地 下室与上部结构可以分开计算，否则应共同计算；3。当地下室与上部结构共同分析时，地下室回填土的约束 作用用增加地下室层刚度的方法模拟，即程序中所提 到的相对刚度，一般取3；4。当定义了地下室后，侧向不论有无约束，风力的计算 都按有地下室考虑，即在计算高度系数时，扣除地下室 的高度；5。地下室与上部结构共同分析是一种更合理的分析方 法，共同分析使上部结构的轴力、弯矩可以传给地下 室结构，而剪力可以根据需要传递,回填土对地下室约束的相对刚度,该参数的含义是基础回填土对结构约束作用的刚度与地下室抗侧移刚度的比值。取正数，有约束作用，取值24，不太敏感。取为0，则认为基础回填土对结构没有约束作用取负数m（m小于或等于地下室层数M），则认为有m层地下室无水平位移（嵌固），但必须注意嵌固层的刚度比要求（2）。,地下室顶板,A,B,C,地下室不同侧向约束刚度比下的地震作用示意,对地下室外围墙作平面外设计,A.恒、活荷载作用 结构整体分析得到的恒活荷载的轴力、弯矩B.面外土、水侧作用按简化方法计算面外土水侧压力作用的弯矩C.配筋设计按压弯构件进行配筋计算,*地下室外围墙不合并，配筋结果逐段给出,地下室顶板与外围墙的人防等效荷载,这两项参数需按人民防空地下室设计规范中第取值。,SATWE软件特殊构件补充定义,特殊梁,不调幅梁：在配筋计算时不作弯矩调幅的梁连梁:与剪力墙相连,允许开裂,可作刚度折减的梁(程序自动判断)转换梁：框支转换梁或托柱梁（必须人工设定）刚性梁：两端都在柱截面范围内的梁(程序自动判断)铰接梁：一端或两端铰接,特殊柱/特殊斜撑,铰接柱/铰接斜撑：一端或两端铰接 角柱：不与剪力墙相交的转角柱 框支柱：上部托剪力墙的柱门式钢柱：人字或十字支撑：斜柱：按斜撑输入，应设为刚接,弹性楼板,刚性楼板：假定楼板平面内无限刚，楼板平面外刚度不考虑（取为零），适于大多数民用建筑。弹性楼板6：真实地计算楼板平面内和平面外的刚度，适用所有工程，但计算量大，不轻易采用，主要用于板柱结构和板柱-抗震墙结构。弹性楼板3：假定楼板平面内无限刚，程序仅真实地计算楼板平面外刚度，适用平面内刚度大，不可忽略平面外刚度的结构，适用于厚板转换层结构。弹性膜：程序真实地计算楼板平面内刚度，楼板平面外刚度不考虑（取为零），适于工业厂房、楼板开大洞、体育场馆结构、楼板平面较长或有较大凹入以及平面弱连接的结构。,非荷载作用,温度、收缩、地基不均匀差异沉降是属于变形作用，称为非荷载作用温度应力收缩分析不均匀沉降,1.温度应力分析,程序只考虑构件的内外温差的平均值比原始温度高（低）时造成的伸长（缩短）效应温度荷载定义输入两组节点温差改变楼层继续不设置温差的节点视为两组温差为0,2.收缩分析,混凝土收缩可以用收缩当量温差来表示程序用温度应力计算功能来完成收缩分析,3.不均匀沉降分析,弹性支座目前弹性支座不能设置于底层的柱底和 墙底处，只能设置于其它自由节点处 输入弹簧刚度值 捕捉节点支座位移输入位移值捕捉节点,吊车荷载分析,吊车荷载作用的牛腿处一般没有楼板吊车柱之间必须考虑支撑的作用同一轨道内可以有一部或多部吊车含吊车的荷载组合大大增加吊车梁可以不输入（不作为吊车梁计算）吊车轮压及刹车力要通过影响线求出地震力、基础都未考虑吊车影响带重型吊车的工业厂房最好用PK计算分析,SATWE软件计算控制参数设定,传给基础的上部结构刚度新版SATWE，TAT都具有该功能 必要性：在实际情况中，基础与上部结构总是共同工作的，从受力的角度看它们是不可分开的一个整体。但是在设计中基础与上部结构通常分开来做,在设计基础时,通常只考虑上部结构传给基础的荷载，而上部结构对基础的刚度贡献则很少考虑或者只能非常粗略地用一些经验参数来考虑。我们认为,不考虑上部结构的刚度贡献,将会低估基础的整体性，很可能会导致错误的基础变形规律，这会造成基础设计在某些局部偏于不安全,而在另一些局部又可能存在不必要的浪费。程序：为了使基础设计更为合理，程序在上部结构计算中，增加了上部结构刚度向基础凝聚的功能，当需要考虑共同作用时，用户可以在程序的计算选择菜单中将相应开关打开，传给基础的刚度将会自动生成。这样一来，在后面的基础软件JCCAD的分析当中，不但接受上部结构传来的荷载，同时还将叠加上部结构传来的刚度,剪切刚度：高规附录建议的方法剪弯刚度:高规附录建议的方法地震剪力与地震层间位移的比值:抗震规范的和条文说明及高规建议的方法隐含采用第三种算法,实际上这三种方法计算的刚度含义是不同的,差异较大,而且前两种方法是针对转换层结构提出的,对于一般工程,可参考第三种方法的结果。,层刚度比的计算方式,抗震规范（第三种）方法:通常工程均可采用此方法，也是程序的缺省方式剪切刚度:底部大空间为一层时，刚度比计算方法；也可用 于判定地下室的嵌固条件剪弯刚度：底部大空间为多层时，刚度比计算方法三种方法算出的楼层刚度可能差别很大，属于正 常现象，不必奇怪。,具体操作,程序按用户选定的层刚度比计算方法进行计算，在WMASS.OUT中给出用户确认过的薄弱层，程序自动执行对该层地震剪力增大1.15倍的增大系数。对大多数一般的结构应选择第3种层刚度算法选第3种计算方法时，一般采用“刚性楼板假定”。对于有弹性板或板厚为零的工程，应计算两次。在刚性楼板假定条件下计算层刚度并找出薄弱层。再在真实条件下计算，并且检查原找出的薄弱层是否得到确认，然后完成其他计算。程序检查刚度比时，分别按结构两个主轴方向x,y进行。一旦发现任一方向为侧刚不规则，则该层即为薄弱层，沿x,y向地震作用的地震剪力均乘1.15增大系数。,两种计算分析方法,采用振型分解反应谱法计算地震作用：侧刚分析方法（算法1）：只有刚性板时用 简化分析方法总刚分析方法（算法2）:有弹性板时用 详细分析方法,薄弱层的计算,根据高规第条，要对7-9度时楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构；甲类建筑和9度设防乙类建筑；隔震和消能建筑结构，进行高于本地区设防烈度预估的罕遇地震作用下薄弱层的抗震变形验算。本程序仅对12层以下矩形柱混凝土纯框架结构，在罕遇地震作用下薄弱层弹塑性层间位移角进行简化计算。计算结果在SAT-K.OUT文件中输出这类建筑结构很少，一般可不选,SATWE软件计算结果分析,位移比、层间位移比控制 规范条文：新高规的条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角，A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，不应大于该楼层平均值的1.4倍。最大位移：墙顶、柱顶节点的最大位移平均位移：墙顶、柱顶节点的最大位移与最小位移之和除2最大层间位移：墙、柱层间位移的最大值平均层间位移：墙、柱层间位移的最大值与最小值之和除2,文件WZQ.OUT：结构振动特性 周期、地震力与振型输出文件(侧刚分析方法)振型号 周 期 转 角 平动系数(X+Y)扭转系数 1 0.4665 128.67 0.25(0.10+0.15)0.75 2 0.4351 19.25 0.95(0.85+0.11)0.05 3 0.4262 104.29 0.89(0.05+0.84)0.11 4 0.1631 119.98 0.83(0.21+0.62)0.17 5 0.1608 27.03 0.98(0.78+0.20)0.02 6 0.1494 54.48 0.00(0.00+0.00)1.00 地震作用最大的方向=4.737(度),周期比控制规范条文：新高规的条规定，结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1 之比，A级高度高层建筑不应大于0.9；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。对于通常的规则单塔楼结构，如下验算周期比:1）根据各振型的平动系数大于0.5，还是扭转系数大于0.5，区分出各振型是扭转振型还是平动振型 2）通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt，周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T1 3）对照“结构整体空间振动简图”，考察第一扭转/平动周期是否引起整体振动，如果仅是局部振动，不是第一扭转/平动周期。再考察下一个次长周期。4）考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大 5）计算Tt/T1，看是否超过0.9(0.85)多塔结构周期比：对于多塔楼结构，不能直接按上面的方法验算，而应该将多塔结构切分成多个单塔，按多个单塔结构分别计算,考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭转系数 振型号 周 期 转 角 平动系数(X+Y)扭转系数 1 1.5742 83.44 0.06(0.00+0.06)0.94 2 1.4524 90.89 0.94(0.00+0.94)0.06 3 1.2665 0.45 1.00(1.00+0.00)0.00 4 0.5302 90.56 0.03(0.00+0.03)0.97 5 0.4025 103.18 0.97(0.05+0.92)0.03 6 0.3748 14.35 1.00(0.94+0.05)0.00 7 0.3631 138.63 0.50(0.29+0.21)0.50 8 0.3082 93.37 0.05(0.00+0.05)0.95 9 0.2126 92.74 0.06(0.00+0.06)0.94,第一振型为扭转,考虑周期比限制以后，以前看来规整的结构平面，从新规范的角度来看，可能成为“平面不规则结构”,文件WZQ.OUT：判断主振型各振型作用下 X 方向的基底剪力及占总基底剪力的比例 振型号 剪力(kN)比例(%)1 302.11 9.23 2 2685.85 82.03 3 171.61 5.24 4 28.19 0.86 5 86.25 2.63 6 0.13 0.00,显然的主振型,周期比控制什么？如同位移比的控制一样，周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不致于出现过大（相对于侧移）的扭转效应。一句话，周期比控制不是在要求结构足够结实，而是在要求结构承载布局的合理性。周期比不满足要求，如何调整？一旦出现周期比不满足要求的情况，一般只能通过调整平面布置来改善这一状况，这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。周期比不满足要求，说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，总的调整原则是加强结构外圈刚度，削弱结构内筒刚度。,层刚度比控制1）抗震规范附录E2.1规定，筒体结构转换层上下层的侧向刚度 比不宜大于2；2）高规的条规定，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧 向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的70%或其上相临三 层侧向刚度平均值的80%；3）高规的条规定，高层建筑结构计算中，当地下室的顶板 作为上部结构嵌固端时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小 于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍；4）高规的条规定，底部大空间剪力墙结构，转换层上部结 构与下部结构的侧向刚度，应符合高规附录E的规定：E.0.1)底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构，可近似采 用转换层上、下层结构等效刚度比表示转换层上、下层结 构刚度的变化，非抗震设计时不应大于3，抗震设计时不应 大于2。,E.0.2)底部大空间层数大于一层时，其转换层上部框架-剪力墙结构的与底部大空间层相同或相近高度的部分的等效侧向刚度与转换层下部的框架-剪力墙结构的等效侧向刚度比e宜接近1，非抗震设计时不应大于2，抗震设计时不应大于1.3。上述所有这些刚度比的控制，都涉及到楼层刚度的计算方法，目前看来，有三种方案可供选择：高规附录建议的方法剪切刚度 Ki=Gi Ai/hi高规附录建议的方法剪弯刚度 Ki=Vi/i抗震规范的和条文说明中建议方法 Ki=Vi/ui 新规范软件全部提供这三种算法,用户可以根据需要具体选择，通常选择第三种算法。,层间受剪承载力之比控制规范条文：新高规的条和条规定，A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80，B级高度不应小于75。软件实现方法:1）层间受剪承载力的计算与砼强度、实配钢筋面积等因素有关，在用SATWE软件接PK出施工图之前，实配钢筋面积是不知道的，因此SATWE程序以计算配筋面积代替实配钢筋面积。2）目前的SATWE软件在结构设计信息（WMASS.OUT）文件中输出了相邻层层间受剪承载力之比的比值，该比值是否满足规范要求需要设计人员人为判断。注：此为最新增加内容,刚重比控制按照高规计算结构的等效侧向刚度,刚重比是结构刚度与重力荷载之比，它是控制结构整体稳定的重要因素，也是影响重力二阶（p-）效应的主要参数。该值如果不满足要求，则有可能引起结构失稳倒塌。由此计算结构刚重比。输出结果参见WMASS.OUT,剪重比控制 剪重比是抗震设计中非常重要的参数。规范之所以规定剪重比，主要是因为在长周期作用下，地震影响系数下降较快，由此计算出来的水平地震作用下的结构效应有可能太小。而对于长周期结构，地震动态作用下的地面加速度和位移可能对结构具有更大的破坏作用，但采用振型分解法时尚无法对此做出较准确的计算。因此出于安全考虑，规范规定了各楼层水平地震剪力的最小值。该值如果不满足要求，则说明该结构有可能出现比较明显的薄弱部位。,济南旗云科技发展有限公司张少宾 0531-