发布于:2011-03-01 14:48:01
来自:建筑结构/武汉老庄结构院
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SATWE
计 算 参 数 选 择
第一版
2006年3月3日
一、SATWE前处理——接PMCAD生成SATWE数据
分析与设计参数定义
总信息
水平力与整体坐标夹角(度):初始值为0,satwe可以自动计算出这个最不利方向角,并在wzq.out中输出。可根据把这个角度作为地震作用的方向角重新进行计算,以体现最不利地震作用的影响。
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(逆时针为正)。
混凝土容重:27kN/m2(在自重荷载有利的情况下,要取25kN/m2)。
钢材容重:78 kN/m2
裙房层数:按实际情况。高规及抗规规定:与主楼连为整体的裙楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级,主楼结构在裙房顶部上下各一层应适当加强抗震措施;因此该数必须给定。
转换层所在层号:按实际情况。该指定只为程序决定底部加强部位及转换层上下刚度比的计算和内力调整提供信息,同时,当转换层号大于等于三层时,程序自动对落地剪力墙、框支柱抗震等级增加一级,对转换层梁、柱及该层的弹性板定义仍要人工指定。(层号为计算层号)
地下室层数:按实际情况。
1:程序据此信息决定底部加强区范围和内力调整。
2:当地下室局部层数不同时,以主楼地下室层数输入。
3:地下室一般与上部共同作用分析;
4:地下室刚度大于上部层刚度的2倍,可不采用共同分析;
5:地下室与上部共同分析时,程序中相对刚度一般为3,模拟约束作用。当相对刚度为0,地下室考虑水平地震作用,不考虑风作用。当相对刚度为负值,地下室完全嵌固
6:根据程序编制专家的解释,填3大概为70%~80%的嵌固,填5就是完全嵌固,填在楼层数前加“-”,表示在所填楼层完全嵌固。到底怎样的土填3或填5,完全取决于工程师的经验。
7、该参数为导风荷载荷形成嵌固约束信息服务。
墙元细分最大控制长度:程序限定1.0-5.0之间,隐含值为2.0,该值对分析精度略有影响,但不敏感,对于一般工程,可取隐含值,对于框支剪力墙结构,可取的略小一些,取1.5或1.0。
对所有楼板采用刚性楼板假定:位移计算(周期计算)必须在刚性楼板假定条件下计算得到,而构件设计应采用弹性楼板计算。
多层建筑:
《抗规》3.4.2 ……凹凸不规则,结构平面凹进的一侧尺寸,大于相应投影方向总尺寸的30%……
……楼板局部不连续,楼板的尺寸荷平面刚度急剧变化,例如,有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%,或较大的楼层错层……
《抗规》3.4.3……凹凸不规则或楼板局部不连续时,应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型,当平面不对称时尚应计及扭转影响……
高层建筑:
5.1.5、进行高层建筑内力与位移计算时,可假定楼板在其自身平面内为无限刚性,相应的设计时应采取必要的措施保证楼板平面的整体刚度。
条文说明:楼板有效宽度较窄的环形楼面或其他有大开洞楼面、有狭长外伸段楼面、局部变窄产生薄弱连接的楼面,联体结构的狭长连接体楼面等场合,楼板面内刚度有较大的削弱且不均匀,楼板的面内变形会使楼层内抗侧刚度较小的构件的位移和受力加大(相对刚性楼板假定而言),计算时应考虑楼板面内变形的影响。
当楼板会产生较明显的面内变形时,计算时应考虑楼板的面内变形或对采用楼板面内无限刚性假定计算方法进行适当的调整。……一般可对楼板削弱部位的抗侧刚度相对较小的结构构件,适当增大计算内力,加强配筋和构造措施。
墙元侧向节点信息:对于多层结构,应选“出口”;对于高层结构,应选“内部”。
这是墙元刚度矩阵凝聚的一个控制参数,若选“出口”,则把墙元因细分而在其内部增加的节点凝聚掉,四边上的节点作为出口节点,墙元的变形协调性好,分析结果符合剪力墙的实际,但计算量较大;若选“内部”,则只把墙元上、下边的节点作为出口节点,墙元的其他节点均作为内部节点而被凝聚掉,墙元的变形协调性较差,精度略差,但效率高,实用性好。
结构材料信息:按实际情况。
结构体系:按实际情况。
恒活荷载计算信息:一般选择“模拟施工方法1”。当计算框架-剪力墙等柱墙混用的结构的基础时选择“模拟施工方法2”。如有竖吊构件(如吊柱),必须选择“一次性加载。
5.1.9、高层建筑进行重力荷载作用效应分析时,柱、墙轴向变形宜考虑施工过程的影响。施工过程的模拟可根据需要采用适当的简化方法。
“模拟施工方法1”加载:就是按一般的模拟施工方法,对于高层结构一般都采用这种方法计算。但这是在"基础嵌固约束"假定前提下的计算结果,未能考虑基础的不均匀沉降对结构构件内力的影响。若结构地基无不均匀沉降,上述分析结果更能较准确地反映结构的实际受力状态,但若结构地基有不均匀沉降,上述分析结果会存在一定的误差,尤其对于框剪结构,外围框架柱受力偏小,而剪力墙核心筒受力偏大,并给基础设计带来一定的困难。
“模拟施工方法2”加载:在模拟施工方法1的基础上将竖向构件(墙、柱)的侧向刚度增大10倍的情况下,再进行结构计算,采用这种方法计算出的传给基础的力比较均匀合理,可以避免墙的轴力远远大于柱的轴力的不合理的情况,由于竖向刚度放大,使水平梁的两端的竖向位移差减少,从而使其剪力减少,这样就削弱了楼面荷载因刚度不均而导致的内力重分配,所以这种方法更接近于手算。
风荷载计算信息:选择“计算风荷载”。
地震作用计算信息:一般选择“计算水平地震力”。当满足下面规定时,选择“计算水平与竖向地震力”。
多层建筑:
《抗规》5.1.1.4、8、9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑,应计算竖向地震作用。
高层建筑:
(强规)3.3.2、高层建筑结构应按下列原则考虑地震作用:
……
3 8度、9度抗震设计时,高层建筑中的大跨度和长悬臂结构应考虑竖向地震作用;
4 9度抗震设计时应计算竖向地震作用。
3.3.15、水平长悬臂构件、大跨度结构以及结构上部楼层外挑部分考虑竖向地震作用时,竖向地震作用的标准值在8度和9度设防时,可分别取该结构或构件承受的重力荷载代表值的10%和20%。
10.2.7、带转换层的高层建筑……8度抗震设计时转换构件尚应考虑竖向地震作用。
程序在考虑竖向地震作用时,应注意以下几点:
1、当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时,用户应设置计算竖向地震作用。
2、尚不能单独计算转换构件的竖向地震作用。用户需要,可整体考虑竖向地震作用。
3、尚不能单独计算连体结构的连接体的竖向地震作用。用户需要,可整体考虑竖向地震作用。
此处的长悬臂为悬挑出6m(抗规)或2m(高规)。
风荷载信息
地面粗糙度类别:
《建筑结构荷载规范》7.2.1、对于平坦或稍有起伏的地形,风压高度变化系数应根据地面粗糙度类别按表7.2.1确定。
地面粗糙程度可分为A、B、C、D四类:
A类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区;
B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;
C类指有密集建筑群的城市市区;
D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。
修正后的基本风压:
多层建筑:
《建筑结构荷载规范》(强规)7.1.2、基本风压应按本规范附录D.4中附表D.4给出的50年一遇的风压采用,但不得小于0.3 kN/m2。
高层建筑:
《高层建筑混凝土结构技术规程》(强规)3.2.2、基本风压应按照国家标准《建筑结构荷载规范》的规定采用。对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑,其基本风压应按100 年重现期的风压值采用。
条文说明3.2.2、对风荷载是否敏感,主要与高层建筑的自振特性有关,目前尚无使用的划分标准。一般情况下,房屋高出大于60m的高层建筑可按100年一遇的风压值采用;对于房屋高度不超过60m的高层建筑,其基本风压是否提高,可由设计人员根据实际情况确定。
结构基本周期:初始计算时,由程序按近似方法计算,建议计算出结构的基本周期后,再代入重新计算,对于风荷载起控制作用的结构应特别注意。
体型系数:一般矩形民用房屋可按程序默认。但是对于高层建筑结构和形状特殊的结构应该注意根据规范的相关规定对该项进行调整。
多层建筑:
《建筑结构荷载规范》7.3.1、房屋和构造物的风荷载提醒系数可按下列规定采用:……
高层建筑:
3.2.5、计算主体结构的风荷载效应时,风荷载体形系数按下列规定采用:……
设缝多塔背风面体形系数:
地震信息
结构规则性信息:选择“不规则”。当对结构进行第二轮计算时,则应该严格按照结构的实际情况根据规范中的有关规定,来判断结构的规则性。
设计地震分组:上海大部分地区为设计地震第一组。
设防烈度:上海一般选择“7度(0.10g)。
上面两个参数的设置应参考《建筑抗震设计规范》附录A“我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组”。但在在做金山、崇明和外地工程时应特别注意,对于其抗震设防烈度、设计地震分组等相关参数应查相关资料来确定。另外在收到勘查报告时,一定要仔细查看该项内容,防止勘查单位出错。
场地土类型:上海一般选择“上海地区”,该项内容应参考勘查地质报告。
框架抗震等级、剪力墙抗震等级:
多层建筑:
(强规)《抗规》6.1.2、钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。丙类建筑的抗震等级应按表6.1.2确定。
《抗规》6.1.3、钢筋混凝土房屋抗震等级的确定,尚应符合下列要求:
1、 框架抗震墙结构……
2、 裙房与主楼相连……
3、 当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时……
4、 抗震设防类别为甲、乙、丁类的建筑,……
高层建筑:
(强规)4.8.2、抗震设计时,高层建筑钢筋混凝土结构构件应根据设防烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。A级高度丙类建筑钢筋混凝土结构的抗震等级应按4.8.2确定。当本地区的设防烈度为9度时,A级高度乙类建筑的抗震等级应按本规程第4.8.3条规定的特一级采用,甲类建筑应采用更有效的抗震措施。
规范给的表格为丙类建筑的抗震等级,其他建筑的抗震等级应根据4.8.1的有关规定来确定。
4.8.4、建筑场地为Ⅲ、Ⅳ类时,对设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区,宜分别按抗震设防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)时各类建筑的要求采取抗震构造措施。
4.8.5、抗震设计的高层建筑,当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时,地下一层的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下的结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级,地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外,不应少于地上一层对于柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍;地下室总超出上部主楼范围且无上部结构部分,其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。9度抗震设计时,地下室结构的抗震等级不应小于二级。
4.8.6、抗震设计时,与主楼连为整体的群楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级;主楼结构在裙房顶部上下各一层应适当加强抗震构造措施。
8.1.3、抗震设计的框架-剪力墙结构,在基本阵型地震作用下框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构中地震倾覆力矩的50%时,其框架部分的抗震等级按框架结构采用,轴压比限值宜按框架结构的规定采用,其最大适用高度与高宽比限值可比框架结构适当增加。
02Q.out文件中有框架-剪力墙结构中框架所承受的地震倾覆力矩所占的比例,在第一轮计算完毕后可根据该项指标来调整结构的抗震等级。
考虑偶然偏心、考虑双向地震:
多层建筑:
《抗规》5.1.1、各类建筑结构的地震作用,应符合下列规定:
……
3、质量与刚度分布明显不对称的结构,应计入双向水平地震作用下的扭转影响;其他情况,应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响。……
《抗规》5.2.3、建筑结构估计水平地震作用扭转影响时,应按下列规定计算其地震作用和作用效应:
1、规则结构不进行扭转耦联计算时,平行于地震作用方向的两个边榀,其地震作用效应应乘以增大系数。一般情况下,短边可按1.15采用,长边可按1.05采用;扭转刚度较小时,宜按不小于1.3采用。
2、按扭转耦联振型分解法计算时,各楼层可取两个正交的水平位移和一个转角共三个自由度,并应按下列公式计算结构地震作用和作用效应。确有依据时,尚可采用简化计算方法确定地震作用效应。……
《抗规》5.2.3条文说明、地震扭转反应是一个极其复杂的问题,一般情况,宜采用较规则的结构体型,以避免扭转效应。体型复杂的建筑结构,即使楼层“计算刚心”和质心重合,往往仍然存在明显的扭转反应。……
……本次修改要求,规则结构不考虑扭转耦联计算时,应采用增大边榀结构地震内力的简化处理方法。……增加考虑双向地震作用下的地震效应组合。……扭转刚度较小的结构,例如某些核心筒-外稀柱框架结构或类似的结构,……但如果考虑扭转影响的地震左右效应小于考虑偶然偏心引起的地震效应时,应取后者以策安全,但二者不叠加计算。
对于多层建筑结构,根据上面规定的要求,以及为了在设计中保证一定的安全度,在“结构规则性信息”选择了“不规则”的选项,所以此处一般选择“考虑双向地震”的选项。
当对结构进行复核验算时,质量与刚度分布规则时,不选择该处两项选项;当质量与刚度分布不规则时,选择“考虑双向地震”选项。
可根据3.4.2条中对扭转不规则的规定来确定结构的质量与刚度的分布规律,“楼层最大弹性水平位移(或层间位移),大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍”,当计算结构中提供的位移比超过1.2倍时,可认为为质量与刚度分布不规则的结构。
高层建筑:
(强规)3.3.2、高层建筑结构应按下列原则考虑地震作用:
1 ……
2 质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计算双向水平地震作用下的扭转影响;其他情况,应计算单向水平地震作用下的扭转影响。
3 ……
条文说明3.3.3、…..当计算双向地震作用时,可不考虑质量偶然偏心的影响。
3.3.3、计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。每层质心沿垂直于地震作用方向的偏移值可按下式采用:
3.3.11、考虑扭转影响的结构,按扭转耦联振型分解法计算时,各楼层可取两个正交的水平位移和一个转角位移共三个自由度……单向作用下,考虑扭转的地震作用效应……考虑双向水平地震作用下的扭转地震作用效应……
对于高层建筑结构,根据上面规定的要求,以及为了在设计中保证一定的安全度,在“结构规则性信息”选择了“不规则”的选项,所以此处一般选择“考虑双向地震”的选项。
当对结构进行复核验算时,抗震双向作用和考虑偶然偏心不能同时考虑;选用“考虑双向地震作用”时,一定不考虑设计信息中的“双偏压”,否则M有重叠部分;“考虑偶然偏心”与“斜交抗侧力构件....地震数”二者也只能选择其一。
质量与刚度分布规则时,选择“考虑偶然偏心”选项;当质量与刚度分布不规则时,选择“考虑双向地震”选项。
可根据4.3.5条中对扭转不规则的规定来确定结构的质量与刚度的分布规律,“A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.2倍,……,B级高度高层建筑、混和结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍……”,当计算结构中提供的位移比超过1.2倍时,可认为为质量与刚度分布不规则的结构。
计算阵型个数:
地震力阵型数至少取3,由于程序按三个阵型一页输出,所以阵型数最好为3的倍数。一般计算阵型数应大于9,多塔结构计算阵型数应取的更多些。但也要注意一点:此处的阵型数不能超过结构的固有阵型的总数,比如说,一个规则的两层结构,采用刚性楼板假定,整个结构共6个有效自由度,这时阵型个数最多取6个,否则会造成地震力计算异常。对于复杂、多塔以及平面不规则的建筑就要多选,一般要求“有效质量数大于90%就可以,证明我们的阵型数取的足够的多了。
多层建筑:
《抗规》5.2.3、……可取前9-15个振型……
条文说明:……振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量90%所需的振型数。
高层建筑:
5.1.13、B级高度的高层建筑结构和本规程第10章规定的复杂高层建筑结构,应符合下列要求:
1 ……
2 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,对于多塔楼结构的振型数不应小于塔楼的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%;
3 ……
活荷质量折减系数:指计算重力荷载代表值时的活荷载组合系数。一般取0.5(对于藏书库、档案库、库房等建筑应特别注意)。调整系数只改变楼层质量,不改变荷载总值,即对竖向荷载作用下的内力计算无影响。
多层建筑:
《抗规》5.1.3、计算地震作用时,建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载的组合值系数应按表5.1.3采用。表5.1.3略。
高层建筑:
3.3.6、计算地震作用时,建筑结构的重力荷载代表值应取永久荷载标准值和可变荷载组合值之和。可变荷载的组合值系数应按下列规定采用:
1、雪荷载取0.5
2、楼面活荷载按实际情况计算时取1.0;按等效均布荷载计算时,藏书库、档案库、库房取0.8,一般建筑取0.5。
周期折减系数:(高层多层相同)
(强规)3.3.16、计算各阵型地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减。
3.3.17、当承重墙体为填充砖墙时,高层建筑结构的计算自振周期折减系数 可按下列规定取值:
1 框架结构可取0.6-0.7;
2 框架剪力墙结构可取0.7-0.8;
3 剪力墙结构可取0.9-1.0。
对于其他结构体系或采用其他非承重墙体时,可根据工程情况确定周期折减系数。
《建筑结构抗震手册》
填充墙为实心砖墙时,周期折减系数 取值参考下表
0.8-1.0 0.6-0.7 0.4-0.5 0.2-0.3
无门窗洞 0.5(0.55) 0.55(0.60) 0.60(0.65) 0.70(0.75)
有门窗洞 0.65(0.70) 0.70(0.75) 0.75(0.80) 0.85(0.90)
——为有填充墙框架榀数与框架总榀数的比值。
括号外的数值用于一片填充墙长6m左右时;括号外的数值用于一片填充墙长5m左右时。
填充墙为轻质材料或外挂板时周期折减系数取0.8-0.9。
具体的数值可根据计算后的基本周期和剪重比是否符合经验公式来判断该折减系数的合理性。
结构的阻尼比:对于一些常规结构,程序给出了结构阻尼的隐含值。(高层多层相同)
3.3.8、……除有专门规定外,钢筋混凝土高层建筑结构的阻尼比应取0.05,……
《抗规》8.2.1、钢结构在多遇地震下的阻尼比,对不超过12层的钢结构可采用0.035,对超过12层的钢结构可采用0.02;在罕遇地震下的分析,阻尼比可采用0.05。
特征周期、多遇地震影响系数最大值、罕遇地震影响系数最大值:可通过抗震规范规定,也可根据具体需要来指定。(高层多层相同)
3.3.7、建筑结构的地震影响系数应根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期及阻尼比确定。其水平地震影响系数最大值 应按表3.3.7-1采用;特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表3.3.7-2采用,计算8、9度罕遇地震作用时,特征周期应增加0.05s。
注:1、周期大于6.0s的高层建筑结构所采用的地震影响系数应做专门的研究;
2、已编制抗震设防区划的地区,应允许按批准的设计地震动参数采用相应的地震影响系数。
表3.3.7-1 水平地震影响系数最大值
地震影响 6度 7度 8度 9度
多遇地震 0.04 0.08(0.12) 0.16(0.24) 0.32
罕遇地震 - 0.50(0.72) 0.90(1.20) 1.40
注:7、8度时括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。
表3.3.7-2 特征周期值 (s)
场地类别
设计地震分组 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
第一组 0.25 0.35 0.45 0.65
第二组 0.30 0.40 0.55 0.75
第三组 0.35 0.45 0.65 0.90
《建筑抗震设计规程》(上海市工程建设规范)3.2.2、上海地区多遇地震时,Ⅲ类场地的设计特征周期取为0.65s,Ⅳ类场地的设计特征周期取为0.9s,罕遇地震时Ⅲ、Ⅳ类场地的设计特征周期都取为1.1s。相应于抗震设防烈度的设计基本地震加速度取值,应按表3.2.2采用。
斜交抗侧力构件方向附加地震数,相应角度:可允许最多5组多方向地震。附加地震数在0-5之间取值。相应角度填入各角度值。该角度是与X轴正方向的夹角,逆时针方向为正。SATWE参数中增加“斜交抗侧力构件附加地震角度”与填写“水平与整体坐标夹角”计算结果有何区别:水平力与整体坐标夹角不仅改变地震力而且改变风荷载的作用方向,而斜交抗侧力构件附加地震角度仅改变地震力方向。
《抗规》5.1.1、各类建筑结构的地震作用,应符合下列规定:
1、……2、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。……
多层与高层的相关规定相同。
3.3.2(强规)、……
活荷信息
柱、墙设计时活荷载,传给基础的活荷载,柱、墙、基础活荷载折减系数:第1(2)-7项中的结构在设计墙、柱和基础时最好不进行折减。对于其他建筑,“柱、墙设计时活荷载”选择不折减;“传给基础的活荷载”选择折减,其折减系数按下面规范规定确定。
(强规)4.1.2、设计楼面梁、墙、拄及基础时,表4.1.1中楼面活荷载标准值载下列情况下应乘以规定的折减系数。
1设计楼面梁时的折减系数:
1)第1(1)项当楼面梁从属面积超过25m2时,应取0.9;
2)第1(2)-7项当楼面梁从属面积超过50m2时应取0.9;
3)第8项对单向板楼盖的次梁和槽型板的纵肋应取0.8;对于单向板楼盖的主梁应取0.6;对双向板楼盖的梁应取0.8;
4)第9-12项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。
2设计墙、柱和基础时的折减系数
1)第1(1)项应按表4.1.2规定采用;
2)第1(2)-7项应采用与其楼面梁相同的折减系数;
3)第8项对单向板应采取0.5,对双向板楼盖和无梁楼盖应取0.8;
4)第9-12项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。
注:楼面梁的从属面积应按梁两侧各延伸1/2梁间距的范围内的实际面积确定。
表4.1.2活荷载按楼层的折减系数
墙拄基础计算截面以上的层数 1 2-3 4-5 6-8 9-20 20以上
计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数 1.00
(0.90) 0.85 0.70 0.65 0.60 0.55
注:当楼面梁的从属面积超过25m2时,应采用括号内的系数。
1) 说明:
1、计算楼面梁时荷载折减系数的设置在“PMCAD>楼面荷载传导计算>荷载倒算选择>考虑活荷载折减的设置折减系数”的选项中。梁活荷载折减是根据梁的受荷面积而确定的,这样就会造成比较复杂的折减方式,且可能每根梁不同。
2、PMCAD在处理这个问题时,采用了折减楼面荷载的方式。
3、建议在选择梁活荷载折减时,应慎重考虑。在使用PKPM系列的软件中,活荷载折减最好不要重复使用,如在PM中考虑了梁的活荷载折减,则在SATWE、TAT、PMSAP中最好不要选择“柱墙活荷载折减”,以避免活荷载折减过多。反之亦然。
条文说明4.1.2、作用在楼面上的活荷载不可能以标准值的大小同时布满在所有的楼面上,因此在设计梁、墙、柱和基础时,还要考虑实际荷载沿楼面分布的变异情况。
考虑活荷不利布置的最高层号:在恒荷载与活荷载分开算的前提下,若将此参数填0,表示不考虑梁活荷不利布置作用;若填大于零的数NL,则表示1-NL各层考虑梁活荷载的不利布置,而NL+1层以上则不考虑活荷不利布置。
5.1.8、高层建筑结构内力计算中,当楼面活荷载大于4kN/m2时,应考虑楼面活荷载不利布置引起的梁弯矩的增大。
该选项与“调整信息”中的“梁设计弯矩放大系数”不能同时采用。梁弯矩放大系数起源于梁的活荷载不利布置。当不考虑活荷载不利布置时,梁活荷载弯矩偏小,程序试图通过梁弯矩放大系数来调整梁的弯矩。在程序处理时,最终弯矩弯矩放大系数是乘在组合设计弯矩上(弯矩包络图上)的,这样组合中的恒、地震、风荷载也相应放大了,会导致梁的主筋量有较大的增加。所以用户应选用“梁活载不利布置”选项来考虑活荷载的不利布置。
调整信息
梁端负弯矩调幅系数:取0.85。
5.2.3、在竖向荷载作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅,并应符合下列规定:
1 装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取0.7-0.8;现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取0.8-0.9。
2 框架梁端负弯矩调幅后,梁端中弯矩应按平衡条件相应增大;
3 应先对竖向荷载作用下的框架梁的弯矩进行调幅,再与水平作用产生的框架梁弯矩进行组合;
4 截面设计时,框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%。
梁设计弯矩放大系数:与活荷载的不利布置不能同时考虑。(建议该项设置为1.0)。
该系数用于考虑梁的局部加强,如梁考虑楼板刚度后的内力增大。
条文说明5.1.8、……如果活荷载较大,其不利分布对梁弯矩的影响会比较明显,计算时应予以考虑。除进行活荷载不利布置的详细计算分析外,也可将未考虑活荷载不利分布计算的框架梁弯矩乘以放大系数予以近似考虑,该放大系数通常可取1.1-1.3,活荷载较大时选用较大的数值。近似考虑活荷载不利分布影响时,梁正、负弯矩应同时予以放大。
梁扭矩折减系数:一般取0.4。SATWE软件中受扭折减系数对圆弧梁、定义了弹性楼板的梁均不起作用。
5.2.4、高层建筑结构楼面梁受扭计算中应考虑楼盖对梁的约束作用。当计算中未考虑楼盖对梁扭转的约束作用时,可对梁的计算扭矩乘以折减系数予以折减。梁扭矩折减系数应根据梁周围楼盖的情况确定。(不宜小于0.4)
剪力墙加强区起算层: 用户可以通过此项来人工指定加强区的起算层号的手段来指定地下室为非加强区。
个人理解该参数不起决定作用,加强区信息仅与“裙房层数”、“地下室层数”有关,SATWE中加强区取“墙肢总高度的1/8+地下室一层高度”、“地上结构底部两层+地下室一层高度”、“裙房+裙房上层层高+地下室一层高度”三者最大值。
该参数主要是针对有地下室结构、多层带剪力墙结构、底框剪力墙结构而设置的。起算层号是指建模输入的结构自然层号。当有多层地下室时,地下一层以下可以不按加强区设计,此时该参数可以起到抬高起算层的目的。多层带剪力墙结构或底框剪力墙结构,由于剪力墙的轴压比很小,按照抗震规范可以不设置加强区,可以把该参数定义为大于结构层,则结构分析是则没有剪力墙的加强区。
连梁刚度折减系数:一般取0.7。
5.2.1、在内力与位移计算中,抗震设计的框架-剪力墙或剪力墙结构中连梁的刚度可予以折减,折减系数不宜小于0.5。
条文说明:……通常,设防烈度低时可少折减一些(6、7度时可取0.7),设防烈度高时可多折减一些(8、9度时可取0.5)。折减系数不宜小于0.5,以保证连梁承受竖向荷载的能力。
对框架-剪力墙结构中一端与柱连接、一端与墙连接的梁以及剪力墙结构中的某些连梁,如果跨高比加大(比如大于5)、重力作用效应比水平风或水平地震作用效应更为明显,此时应慎重考虑梁刚度的折减问题,必要时可不进行梁刚度的折减,以控制正常使用阶段梁裂缝的发生和发展。
中梁刚度放大系数:
5.2.2、在结构内力与位移计算中,现浇楼面和装配整体式楼面中梁的刚度可考虑翼缘的作用予以增大。楼面梁刚度增大系数可根据翼缘的情况取1.3-2.0。
对于无现浇面层的装配式结构,可不考虑楼面翼缘的作用。
条文说明:……通常现浇楼面的边框架梁可取1.5,中框架梁可取2.0。……
九度结构及一级框架结构梁柱钢筋超配系数: 取1.15。
调整与框支柱相连梁的内力:
按抗震5.2.5调整各楼层地震力:激活该选项。
《建筑抗震设计规范》5.2.5、水平地震作用计算时,结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力应符合下式要求:
——第i层对应于水平地震作用标准值的剪力
——水平地震剪力系数,不应小于表3.3.13规定的值,对于竖向不规则结构的薄弱层,尚应乘以1.15的增大系数。
——第j层的重力荷载代表值
n——结构计算总层数
表3.3.13 楼层最小地震剪力系数
类别 7度 8度 9度
扭转效应明显或基本周期小于3.5s的结构 0.016(0.024) 0.032(0.048) 0.064
基本周期大于5.0s的结构 0.012(0.018) 0.024(0.032) 0.040
注:1 基本周期介于3.5s和5.0s之间的结构,应允许线性插入取值
2 7、8度的括号内的数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。
指定薄弱层个数、各薄弱层层号:强制指定薄弱层时选用。
对于框架结构,底层无填充墙的架空层计算时无法反映抗侧刚度较弱的实际情况,底层地震力适当放大。当用户自行确认了某层抗侧力构件的受剪承载力小于其上一层的80%时,则应将改成手工设置为薄弱层。计算程序也无法自动判断因抗侧构件竖向布置不连续而造成的薄弱层。对于转换层结构,不管程序按刚度来判断该层是否为薄弱层,用户都将该层设置为薄弱层。
全楼地震力放大系数:取1.0。
02Q0调整起始层号、终止层号:
对于框架-剪力墙结构,一般剪力墙的刚度很大,剪力墙吸引了大量的地震力,而框架所承担的地震力很小。对于框架部分,如果按这样的地震力进行设计,在剪力墙开裂后会很不安全。所以需要让框架部分承担至少20%的基底剪力,宜增加框架的安全度。
《抗规》6.2.13、钢筋混凝土结构抗震计算时,尚应符合下列要求:
1、侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框架抗震墙结构,任一层框架部分的地震剪力,不应小于结构底部重地震剪力的20%和按框架抗震墙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。……
8.1.4、抗震设计时,框架-剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层框架总剪力应符合下列规定:
1 满足(8.1.4)式要求的楼层,其框架总剪力不必调整;不满足(8.1.4)式要求的楼层,其框架总剪力应按 和 二者较小值采用:
——对框架柱数量从下至上基本不变的规则结构,应取对应于地震力作用标准值的结构底部总剪力;对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构,应取每段最下一层结构对应于地震作用标准值的总剪力;
——对应于地震作用标准值且未经调整的各层(或某一段内各层)框架承担的地震总剪力;
——对框架柱数量从下至上基本不变的规则建筑,应取对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值;对于框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构,应取每段中对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值。
2 各层框架所承担的地震总剪力按本条第1款调整后,应按调整前后总剪力的比值调整每根框架柱和与之相连框架梁的剪力及端部弯矩标准值,框架柱的轴力标准值可不予调整;
3 按振型分解反应谱法计算地震作用时,本条第1款所规定的调整可再振型组合之前。
在考虑是否调整时应注意:对柱少墙多的框架-剪力墙结构,在框架梁柱承担20%的基底剪力会使放大系数过大,以致梁柱设计不下来。所以0.2Q0调整一般只用于主体结构,一旦结构内收则不往上调整;另外,若考虑调整后框架梁柱内力增加过大,可调整文件中的放大系数,程序按WV02Q.out中的系数调整。
对于侧向刚度沿竖向分布不均匀的框架—剪力墙结构,如多塔结构或大底盘结构,已不在《抗规》6.2.13条规定的范围内,对这类结构进地调整时需特别注意。
新版本的SATWE在0.2Q0起始层号设置为负值时,程序则不控制上限。
顶塔楼地震力放大起始层号、放大系数:
顶层代用小塔楼的结构在动力分析中可能出现鞭稍效应,也就是说发生二次共振,这对小塔楼是很不利的。
《建筑抗震设计规范》5.2.4、采用底部剪力法时,突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟筒等的地震作用效应,宜乘以增大系数3,此增大部分不应往下传递,但与该突出部分相连的构件应予以计入;采用振型分解法时,突出屋面部分可作为一个质点;单层厂房突出屋面天窗架的地震作用效应的增大系数,应按本规范9章的有关规定采用。
实际计算工程当中,如果参与振型数足够多(再增加振型数对地震力影响很小),则可不调整顶层小塔楼地震力;若参与振型数取得不够多,小塔楼的地震力就得不到充分反映,如果不加调整,将会给设计带来不安全的因素。这时应调整顶层小塔楼地震力,计算振型数(Nmode)与顶层小塔楼地震力放大系数(Rtl)的对应关系如下:
非耦联 3≤Nmode<6 Rtl≤3.0
6≤Nmode<9 Rtl≤1.5
耦联 9≤Nmode<12 Rtl≤3.0
12≤Nmode<15 Rtl≤1.5
设计信息
考虑P-△效应:一般不激活该项。
程序自动验算是否需要考虑重力二阶效应,其结果在WMASS.OUT中,如果不能满足规范要求,则点取该项,重新进行计算。
高规5.4.2与砼规7.3.12中都提到了重力二阶效应问题。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。SATWE程序中提供了两种考虑二阶效应的计算方法,即偏心距增大系数法和P-△效应法,用户可以根据需要选择。当用户选择不考虑P-△效应计算时,即按偏心距增大系数法考虑二阶效应,此时,柱计算长度可选择按砼规7.3.11条第2款简化计算或者按砼规7.3.11条第3款计算。当用户选择P-△效应计算时,柱计算长度取H。
《混凝土结构设计规范》7.3.12、当采用考虑二阶效应的弹性分析方法时,宜在结构分析中对结构的弹性抗弯刚度 乘以以下折减系数:对梁,取0.4;对柱,取0.6;对剪力墙及核心筒壁,取0.45。此时在按本规范第7.3节进行正截面受压承载力计算的有关公式中的 均以(M/N+ )代替,此处,M、N为按考虑二阶效应的弹性分析方法直接计算求得的弯矩设计值和相应的轴向力设计值:
注:当验算表明剪力墙或核心筒底部正截面不开裂时,其刚度折减系数可取0.7。
梁柱重叠部分简化为刚域:在柱截面较大时,可激活该项。该项针对异型柱而言,对于普通的多层框架,一般都不考虑该选项。
按高规或高钢规进行构件设计:高层结构激活该项。
钢柱计算长度系数按有侧移计算:不激活该项。
混凝土柱的计算长度系数计算执行混凝土规范7.3.11-3条:要先人工判断,然后决定是否激活该项。对于一般框架,没有特殊的水平荷载和特殊的框架节点的情况下,不激活该项。对于柱上安装大跨度屋面或者梁柱线刚度相差较大的情况下最好激活该项。采用下面的方法进行判断:
⑴在新版的 SATWE软件中首先按照不执行《混凝土规范》7.3.11-3条的方法进行计算,从而得到所有荷载产生的总弯矩设计值;
⑵点取SATWE软件“总信息”中“恒活载计算信息”里的“不计算恒活载”选项,然后进行计算,从而得到水平荷载产生的弯矩设计值;
⑶将头两步计算得到的弯矩设计值相比看是否满足《混凝土规范》7.3.11-3条中的条件;
⑷在选择弯矩设计值时要注意尽量选择同一工况荷载作用下的内力值。
《混凝土结构设计规范》7.3.11、3 当水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75%以上时,框架柱的计算长度l0可按下列两个公式计算,并取其中的较小值:
、 ——柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值;
——比值 、 中的较小值;
H——柱高度,按表7.3.11-2的注采用。
结构重要性系数:
《建筑结构可靠度设计统一标准》7.0.3、结构重要性系数 应按下列规定采用:
1 对安全等级为一级或设计适用年限为100年及以上的结构构件,不应小于1.1;
2 对于安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件,不应小于1.0;
3 对安全等级为三级或设计使用年限为5年的结构构件,不应小于0.9。
注:对设计使用年限为25年的结构构件,各类材料结构设计规范可根据各自情况确定结构重要向系数 的取值。
梁保护层厚度、柱保护层厚度:
《混凝土结构规范》9.2.1、纵向受力的普通钢筋及预应力钢筋,其混凝土保护层厚度(钢筋外边缘至混凝土表面的距离)不应小于钢筋的公称直径,且应符合表9.2.1的规定
表9.2.1 纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度(mm)
环境
类别 板墙壳 梁 柱
≤C20 C25~C45 ≥C50 ≤C20 C25~C45 ≥C50 ≤C20 C25~C45 ≥C50
一 20 15 15 30 25 25 30 30 30
二 a - 20 20 - 30 30 - 30 30
b - 25 20 - 35 30 - 35 30
三 - 30 25 - 40 35 - 40 35
注:基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm;当无垫层时不应小于70mm。
钢构件截面净毛面积比:不选择该项。
柱配筋计算原则:选择“按单偏压计算”;在计算完成后按双偏压对柱进行验算。
配筋信息
梁、柱、墙主筋强度:一般300或360。
梁、柱箍筋强度:一般210;如果在配筋时修改钢筋强度,应进行折算。
墙分布筋强度:一般300或360;程序默认值为210需要修改。如果在配筋时修改钢筋强度,应进行折算。
梁箍筋间距:100;如果在配筋时修改钢筋强度,应进行折算。
柱箍筋间距:100;如果在配筋时修改钢筋强度,应进行折算。
墙水平分布钢筋间距:200;如果在配筋时修改钢筋强度,应进行折算。
墙竖向分布钢筋配筋率:按经验事先选择钢筋组合,计算出各组合的最小配筋率填入。竖向分布钢筋的多少会影响端头暗柱的纵向钢筋。
荷载组合
地下室信息
在上部结构风荷载计算中扣除地下室高度;在内力组合计算时,其控制高度扣除了地下室部分;对于抗震结构,其内力调整系数乘在地下室的上一层;剪力墙底部加强区的控制高度扣除了地下室部分。
回填土对地下室约束相对刚度比:3。
外墙分布筋保护层厚度:50。
回填土容重:18。
室外地坪标高:按实际。
回填土侧压力系数:按静止土压力系数,0.5。
地下水位标高:按实际。
室外地面附加荷载:10。
人防设计信息:略。
特殊构件补充定义
该菜单时补充输入菜单,通过这项菜单,可补充定义角柱、铰接柱、不调幅梁、连梁、铰接梁和弹性楼板单元和抗震等级等信息。
换标准层
特殊梁
不调幅梁:略。
连梁:程序中“连梁”是指与剪力墙相连,允许开裂,可做刚度折减的梁。程序对全楼所有的梁自动进行了判断,把两端都与剪力墙相连,且至少在一段与剪力墙轴线的夹角不大于25度的梁隐含定义为连梁。最好每次自己都能自己检查一遍,在结构布置中特意作为框架梁的梁,程序中可能会自动判断为连梁,需要手动修改。
转换梁:程序中“转换梁”值框支转换大梁或托柱梁,程序中没有隐含定义转换梁,需要用户自己定义,定义后,程序自动按抗震等级放大转换梁的地震作用内力。
铰接梁:在结构中非框架梁和非连梁在结构计算中可能由于地震力较大而超筋,可将该梁改为铰接梁。
滑动支座梁、门式钢梁、耗能梁、组合梁:略。
特殊柱
上铰接柱、下铰接柱和两端铰接柱、门式钢柱:略。
角柱:程序没有隐含定义,用户定义后程序按双向偏压构件计算,并按角柱构造。
框支柱:由用户自己定义。
规范条文:新高规10.2.7条规定,框支柱数目不多于10根时:当框支层为1—2层时各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的2%;当框支层为3层及3层以上时,各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的3%。;框支柱数目多于10根时,当框支层为1—2层时每层框支柱所承受剪力之和应取基底剪力20%,当框支层为3层及3层以上时,每层框支柱所承受剪力之和应取基底剪力30%;框支柱剪力调整后,应相应调整框支柱的弯矩及柱端梁的剪力、弯矩,框支柱的轴力可不调整。
程序实现: TAT、SATWE在执行本条时,只对框支柱的弯矩剪力作调整,由于调整系数往往很大,为了避免异常情况,对与框支柱相连的框架梁的弯矩剪力暂不作调整。
程序应用:
1) 一定要定义转换层所在层号 MCHANGE;
2) 在特殊构件补充定义中手工定义框支柱(程序不自动搜索);
3) 本调整仅针对 1 – MCHANGE 层的框支柱进行。
特殊支撑
弹性板
弹性板6:程序真实的计算楼板平面内和平面外的刚度;从理论上讲弹性楼板6假定最符合楼板的实际情况。但实际上,在采用弹性楼板6假定时,部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件,导致梁的弯矩减小,相应的配筋减小。则与采用刚性楼板假定不同,因为采用刚性楼板假定时,所有的竖向楼面荷载都通过梁传递给竖向构件。而过去所有的梁的工程经验都是与刚性楼板假定安全储备向对应的。鉴于这一点建议不要轻易采用弹性楼板6假定。在程序中弹性楼板6假定是针对板柱结构和板柱-抗震墙结构提出的。进行板柱结构或板柱-抗震墙结构分析时,首先要求在PMCAD交互式建模时,在假定的等代梁的位置上,布置虚梁,其次在此处把楼板定义为弹性楼板6。
弹性楼板3:假定楼板平面内无限刚,程序仅真实的计算楼板平面外刚度;该项假定是针对厚板转换层结构的转换厚板提出的,这些厚板一般形状比较规则,而且不开大洞,其面内刚度都很大,其面外刚度是这类结构传力的关键。通过厚板的面外刚度,改变传力途径,将厚板以上部分结构承受的荷载安全的传递下去。在SATWE中进行厚板转换层分析时,在PMCAD中输入虚梁,在此处定义弹性楼板3,此外,层高的输入有所改变,将厚板的板厚均分给与其上下两层,厚板下层层高为该层净空加厚板的一半厚度。
弹性膜:程序真实的计算楼板平面内刚度,楼板平面外刚度不考虑(取为零)。对于空旷的工业厂房和体育场馆结构、楼板局部开大洞结构、楼板平面较长或有较大凹入以及平面弱连接结构等,楼面内刚度有较大削弱,此时采用该假定。在PMCAD定义楼板板厚为零或可定义全房间开洞,程序都默认为弹性膜。
吊车荷载,拷贝前层、层重定义
刚性楼板号
这项菜单的功能是以填充的方式显示各块刚性楼板,以便于检查在弹性楼板定义中是否有遗漏。
抗震等级
在该项菜单内修改个别构件的抗震等级,主要有:
A.抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)表4.8.2规定的剪力墙的抗震等级提高一级。
7.1.2、高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙较多时,应布置筒体(或一般剪力墙),形成短肢剪力墙与筒体(或一般剪力墙)共同抵抗水平力的剪力墙结构,并应符合下列规定:
……
3 抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比本规程标4.8.2规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用;
……
B.部分框支剪力墙结构,当转换层的位置设置在3层及3层以上时,其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级应按《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)表 4.8.2和表4.8.3的规定提高一级。
10.2.5、底部带转换层地高层建筑结构地抗震等级应符合本规程地第4.8节的规定。对部分框支剪力墙结构,当转换层的位置设置在3层及3层以上时,其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级尚宜按本规程表4.8.2和表4.8.3的规定提高一级采用,已经为特一级的不再提高。
C. 抗震设计时,带加强层高层建筑结构的加强层及其相邻层的框架柱和核心筒剪力墙的抗震等级应提高一级。
D.错层高层建筑,错层处的框架柱和剪力墙的抗震等级应提高一级。
E.联体高层建筑抗震设计时,连接体与连接体相邻的结构构件的抗震等级应提高一级。
以上提高原抗震等级为特一级则不再提高。
材料强度、刚性梁:
多塔结构补充定义
对于多塔结构,一旦执行过本项才当,补充输入和多塔信息将被存放在硬盘当前目录名为SAT_TOW.PM的文件中。
“多塔结构”与“分缝结构”的区别:
(1)“塔”的概念:这里的塔是个工程概念,指的是四边都有迎风面且在水平荷载作下可独自变行的建筑体部。将多个塔建同一个大底盘体部上,叫多塔结构。
(2)多塔结构的定义:对与大底盘多塔结构、巨型框架结构,如果把裙房部分按塔的形式切开计算,则裙房部分误差较大,且各塔的相互影响无法考虑。因此,程序采用了分块平面内无限刚的假定以减少自由度,且同时考虑塔与塔的相互影响。对于多塔结构,各刚性楼板的信息程序自动定义。但其包含区域需由用户定义。
(3)分缝结构:在一个大的建筑体部里,因设伸缩缝、沉降缝、抗震缝,分成了若干小的建筑体部,叫分缝结构。分缝结构与多塔结构区别是四边中有的边不是迎风面。
(4)对分缝结构各块要分开计算。
(5)多塔结构新规范条文注意事项:第一扭转周期与第一平动周期的比值限值、最大位移平动位移的比值限值,对多塔结构特别注意,目前程序是不对的,不能直接采用,必须将多塔结构分搭计算,方可判断两者的比值。
换层显示,多塔定义
多塔立面
通过这项菜单可显示多塔结构各塔的关联简图,还可显示或修改各塔的有关参数,其1-6项子菜单的功能是显示各层各塔的层高、梁、柱、墙和楼板的砼标号以及钢构件的钢号。通过第7项菜单可修改上述参数,这样可实现不同的楼层、不同塔有各自不同的层高和不同的砼标号。
多塔平面
通过这项菜单可复核多塔定义是否正确。
生成SATWE数据文件及数据检查
这项菜单是SATWE前处理的核心,其功能是综合PMCAD的第1、2、3项菜单生成的数据文件和前述几项菜单输入的补充信息,将其转换成空间组合结构有限元分析所需的数据格式,写出三个文件,分别为几何数据文件STRU.SAT、竖向荷载数据文件LOAD.SAT和风荷载数据文件WIND.SAT。另外还生成一个名为TOJLQ.SAT的二进制文件,储存的是SATWE数据结构与PM数据结构的对应关系。
这是SATWE的前处理向内力分析与配筋计算及后处理过渡的一项菜单,其功能包括两个方面:通过物理概念分析检查几何文件、竖向荷载数据文件和风荷载数据文件的正确性;将上述文件转换成名为DATA.SAT的二进制文件,供内力分析与配筋计算及后处理调用。
二、结构整体分析与构件内力配筋计算
结构内力、配筋计算
激活“刚心坐标、层刚度比计算”、“形成总刚并分解”、“结构地震作用计算”、“结构内力计算”、“全楼构件内力计算”、“生成传给基础的刚度”、“构件配筋计算”。
层刚度比计算:高规附录D.0.l建议的方法一剪切刚度:Ki=Gi Ai/hI,高规附录D.0.2建议的方法一剪弯刚度:Ki=A i/Hi,抗震规范的3.4.2和3.4.3条文说明中建议的计算方法-地震剪力与地震层间位移比值:Ki=Vi /A Iji。对于多层(砌体、砖混底框),宜采用剪切刚度;对于带斜撑的钢结构,宜采用弯剪刚度;多数结构宜采用抗规3.4.2中定义的刚度(所有结构均可采用该刚度)。
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4.4.2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5.3.7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10.2.3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:
a) 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γ表示转换层上、下层结构刚度的变化,非抗震设计时γ不应大于3,抗震设计时不应大于2。
b) 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γe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E.0.1建议的方法——剪切刚度 Ki = Gi Ai / hi
高规附录E.0.2建议的方法——剪弯刚度 Ki = Vi / Δi
抗震规范的3.4.2和3.4.3条文说明中建议方法 Ki = Vi / Δui
? 抗震规范(第三种)方法为通用方法,也是程序的缺省方式,通常工程均可采用此种办法;
? 底部大空间为一层时,刚度比计算可采用剪切刚度;
? 底部大空间为多层时,刚度比计算可采用剪弯刚度;
? 三种方法算出的楼层刚度可能差别很大,属正常,可以不必奇怪。
《上海规程》中关于刚度比的适用范围与国家规范的主要不同之处在于:
1) 《上海规程》第6.1.19条规定:地下室作为上部结构的嵌固端时,底下室的楼层侧向刚度不宜小于上部楼层刚度的1.5倍;
2) 《上海规程》已将三种刚度比统一为采用剪切刚度比计算。
地震作用分析方法:“算法1”是指按侧刚模型进行结构振动分析,“算法2”是指按总刚模型进行结构的振动分析。当考虑楼板的弹性变形(某层局部或整体有弹性楼板单元)、或有较多的错层构件(如错层结构、空旷的工业厂房、体育馆所等)时,建议采用“算法2”。
线性方程组解法:VSS向量稀疏求解器计算速度快,需要硬盘空间小,为程序默认解法。
位移输出方式:选择“简化输出”。
计算出错时,首先关闭所有无关程序重新计算;如果还是不行,可根据程序提示的错误号到说明书的错误信息表上寻找其内容。
总刚计算模型不过的主要原因
1、 多塔定义不对;
2、 ⑴同一构件同时属于两个塔。
⑵定义为空塔。
⑶某些构件不在塔内。
2、铰接构件定义不对;
3、局部构件引起结构整体不过。
4、悬空构件
⑴用户输入斜梁、层间梁或不与楼面等高的梁时,如果不仔细检查,可能出现梁在梁端不与任何构件相连的情况,即梁被悬空。
注意:节点处如果有墙,则变节点高是不起作用的,与此节点相连的任一构件标高均与楼层相同。
⑵节点处有柱时,与同一柱相连的梁,如果标高差小于500时,标高较低的节点会被合并到较高的节点处,大于500则不合并,但最多只允许3种不同的标高。如下图所示。
PM次梁内力与配筋计算
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