sawe空间有限元与设计

PAGE15-SATWE-空间有限元分析与设计第一节接PMCAD生成SATWE数据选择接PM生成SATWE数据，如图6-1所示，选择应用后出现如图6-2所示的前处理对话框。图6-1接PM生成SATWE数据图6-2分析与设计参数补充定义一、分析与设计参数补充定义选择第1项“分析与设计参数补充定义（必须执行）”进行参数设置，出现如图6-3所示的对话框。1、SATWE总信息选择“总信息”，进行总信息参数设置，如图6-3所示。图6-3总信息图6-4风荷载信息（1）结构材料信息：按主体结构材料选择“钢筋混凝土结构”，如果是底框架结构要选择“砌体结构”。（2）混凝土容重（KN/m3):Gc=27.00，一般框架取26～27，剪力墙取27～28，在这里输入的混凝土容重包含饰面材料。（3）钢材容重（KN/m3):Gs＝78.00，当考虑饰面材料重量时，应适当增加数值。（4）水平力的夹角（Rad):ARF＝0，一般取0度，地震力、风力作用方向反时针为正。当结构分析所得的“地震作用最大的方向”>15度时，宜按照计算角度输入进行验算。（5）地下室层数：MBASE＝1，定义与上部结构整体分析的地下室层数，无则填0。（6）竖向荷载计算信息：“模拟施工加载1”，多层建筑选择“一次性加载”；高层建筑选择“模拟施工加载1”，高层框剪结构在进行上部结构计算时选择“模拟施工加载1”，但在计算上部结构传递给基础的力时应选择“模拟施工加载2”。提示：模拟施工方法1加载：就是按一般的模拟施工方法加载，对高层结构，一般都采用这种方法计算。但是对于“框剪结构”，采用这种方法计算在导给基础的内力中剪力墙下的内力特别大，使得其下面的基拙难于设计。于是就有了下一种竖向荷载加载法。模拟施工方法2加载：这是在“模拟施工方法1”的基础上将竖向构件（柱、墙）的刚度增大10倍的情况下再进行结构的内力计算，也就是再按“模拟施工方法1”加载的情况下进行计算。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情况。由于竖向构件的刚度放大，使得水平梁的两端的竖向位移差减少，从而其剪力减少，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手工计算。建议：在进行上部结构计算时采用“模拟施工方法1”；在框剪结构基础计算时，用“模拟施工方法2”，这样得出的上部结构传递至基础的力比较合理。（7）风荷载计算信息：计算X,Y两个方向的风荷载，选择“计算风荷载”，此时地下室外墙不产生风荷载。（8）地震力计算信息：计算X,Y两个方向的地震力，抗震设计时选择“计算水平地震力”;8度、9度大跨和长悬臂及9度的高层建筑，应选“计算水平和竖向地震力”。（9）特殊荷载计算信息：不计算，一般情况下不考虑。（10）结构类别：本例为“框架结构”，其他工程按照所采用的结构体系填写。（11）裙房层数：MANNEX＝0，定义裙房层数，无裙房时填O。（12）转换层所在层号：MCHANGE＝0，定义转换层所在层号，便于内力调整，无则填0。（13）墙元细分最大控制长度（m):Dmax＝2.00，一般工程取2.0，框支剪力墙取1.5或1.0。（14）墙元侧向节点信息：内部节点，一般工程宜选择“内部节点”,“出口节点”精度高于“内部节点”，但非常耗时。（15）是否对全楼强制采用刚性楼板假定：是，计算位移比与层刚度比时选“是”，计算内力与配筋及其他内容时选择“否”。2、风荷载信息选择“风荷载信息”，进行风荷载参数设置，如图6-4所示。（1）修正后的基本风压（kN/m2):W0＝0.35,一般取50年一遇（n＝50)；对于对风荷载敏感的和体形复杂的结构要取100年一遇（n=100）。（2）地面粗糙程度：B类，建筑密集城市市区选C类，乡镇、市郊等选B类，海岸选择A类，如果建筑密集城市市区且房屋较高选D类。（3）结构基本周期（s):T1＝1.73，初步计算宜取程序默认值，待程序计算出结构的基本周期后，再代回重新计算。（3）体形变化分段数：MPART=1，定义结构体形变化分段，体形无变化填1。（4）各段最高层号：NSTi＝18，按各分段内各层的最高层层号填写。（5）各段体形系数：Usi＝1.30，高宽比不大于4的矩形、方形、十字形平面取1.3。3、地震信息选择“地震信息”，进行地震信息参数设置，如图6-5所示。（1）结构规则性信息：选择“规则”，不规则结构选择“不规则”（2）扭转藕联信息：选择“藕联”，振型叠加的CQC组合为藕联算法，SRSS组合为非藕联算法，一般地震力计算都采用CQC方法，因此多高层建筑宜选择“藕联”，多层选择“藕联”后不必增大边榀地震内力。（3）计算振型数：NMODE＝15,“藕联”取3的倍数且≤3倍层数，“非藕联”≤层数；且参与计算振型的“有效质量系数”应≥90％。（4）地震烈度：NAF＝7。（5）场地类别：KD＝2。（6）设计地震分组：“第一组”。（7）特征周期：Tg＝0.35s,II类场地设计地震分组一、二、三组分别取0.35s、0.40s、0.45s。（8）多遇地震影响系数最大值：Rmax=0.008;罕遇地震影响系数最大值Rmax=0.50。（9）框架的抗震等级：NF＝2，丙类7度H≤30m，取3。（10）剪力墙的抗震等级：Nw＝2，丙类7度框剪取2。（11）活荷质量折减系数：RMC＝0.5，雪荷载及一般民用建筑楼面等效均布活荷载取0.5。（12）周期折减系数：CT＝0.75，框架结构填充墙较多取0.6～0.7，填充墙较少取0.7～0.8；框剪结构填充墙较多取0.7～0.8，填充墙较少取0.8～0.9，剪力墙结构填充墙较多取0.9～1.0，填充墙较少取1。（13）结构的阻尼比（%):DAMP＝5.00，钢筋混凝土结构一般取0.05，高层钢结构0.02（层数多于12层）、0.035（层数不多于12层），门式轻型钢结构0.05，组合结构0.04。（14）是否考虑偶然偏心：“否”，多层结构可选“否”，规则多层若同时选择“非藕联”，应按规范增大边福地震内力。（15）是否考虑双向地震作用：“否”，多层建筑一般按单向地震计算，即不考虑“双向地震”，高层建筑（平面或者竖向不规则）一般直接选择“双向地震”。（16）斜交抗侧力构件方向的附加地震数：填0，斜交角度＞15度时应输入计算。4、活载信息选择“活载信息”，进行活载信息参数设置，如图6-6所示。（1）柱、墙活荷载是否折减：“不折减”，在PM建模不折减时，宜选“折减”。图6-5地震信息图6-6活荷载信息（2）传到基础的活荷载是否折减：“不折减”,在PM建模不折减时，宜选“折减”。（3）柱、墙、基础活荷载折减系数：参见《荷载规范》。5、调整信息选择“调整信息”，进行调整信息参数设置，如图6-7所示。（1）中梁刚度增大系数：BK＝2.00，现浇楼板取1.3～2.0，宜取2.0；装配式楼板取1.0。（2）梁端弯矩调幅系数：BT＝0.85，现浇框架梁0.8～0.9；装配整体式框架梁0.7～0.8。调幅后，程序按平衡条件将梁跨中弯矩相应增大。（3）梁设计弯矩增大系数：BM＝1.1，取值1.0～1.3，已考虑活荷载不利布置时，宜取1.0。连梁刚度折减系数：BLZ＝0.70，一般取0.7；位移由风载控制时取≥0.8。（4）梁扭矩折减系数：TB＝0.4，现浇楼板取0.4～1.0，宜取0.4；装配式楼板取1.0。（5）全楼地震力放大系数：RSF＝1.00，取值0.85～1.00，一般取1.00。（6）0.2Q0调整：起始层号1，终止层号18，用于框剪（抗震设计），纯框架填“0”。（7）顶塔楼内力放大起算层号：NTL＝0，按突出屋面部分最低层层号填写，无顶塔楼填O。（8）顶塔楼内力放大：RTL＝1.0，计算振型数为9～15及以上时，宜取1.0（不调整）；计算振型数为3时，取1.5。顶塔楼宜每层作为一个质点参与计算。（9）九度结构及一级框架梁柱超配筋系数：CPCOEF91＝1.15。（10）是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525＝1，用于调整剪重比，抗震设计时选择调整。（11）是否调整与框支柱相连的梁内力：IREGU_KZZB＝O，一般“不调整”。剪力墙加强区起算层号：LEV_JLQJQ=1，一般取“1”。（12）强制指定的薄弱层个数NWEAK＝0,由用户自行指定某些薄弱层，不需指定时填“0”。6、设计信息图6-7调整信息图6-8设计信息选择“设计信息”，进行设计信息参数设置，如图6-8所示。（1）结构重要性系数：R0＝1.00，安全等级二级，设计使用年限50年，取1.0。（2）柱计算长度计算原则：“有侧移”，一般按“有侧移”。钢结构也属于“有侧移”结构。（3）梁柱重叠部分简化：“不简化”，一般工程选择“不简化”，异形柱结构宜选择“简化作为刚域”。（4）是否考虑P-△效应：“否”，一般不考虑。（5）柱配筋计算原则：按单偏压计算，整体计算选“单偏压”，角柱、异形柱按照“双偏压”进行补充验算。可按特殊构件定义角柱，程序自动按“双偏压”计算。（6）钢构件截面净毛面积比：RN＝0.85，用于钢结构。（7）梁保护层厚度（mm):BCB＝25.00，室内正常环境，混凝土强度＞C20时取≥25mm。（8）柱保护层厚度（mm):ACA＝30.00，室内正常环境取≥30mm。（9）是否按混凝土规范（7.3.11-3）计算混凝土柱计算长度系数：“否”，一般情况下选“否”，水平力设计弯矩占总设计弯矩75％以上时选“是”。7、配筋信息选择“配筋信息”，进行配筋信息参数设置，如图6-9所示。（1）梁主筋强度（N/mm2)：IB＝300，选用的钢筋强度设计值，HPB235取210N/mm2,HRB335取300N/mm2。（2）柱主筋强度（N/mm2)：Ic＝300。墙主筋强度（N/mm2)：Iw=300。梁箍筋强度（N/mm2)：JB＝210。柱箍筋强度（N/mm2)：Jc=210。墙分布筋强度（N/mm2)：JwH=300。梁箍筋最大间距（mm):SB=100.00，抗震设计时取加密区间距，一般取100。柱箍筋最大间距（mm):SC=100.00，抗震设计时取加密区间距，一般取100。墙水平分布筋最大间距（mm):SwH＝200.00。（3）墙竖向筋分布最小配筋率（%):Rwv＝0.30，抗震设计时应≥0.25。8、荷载组合选择“荷载组合”，进行荷载组合参数设置，如图6-10所示。一般选择程序默认值。图6-9配筋信息图6-10荷载组合信息9、地下室信息选择“地下室信息”，进行地下室信息设置，如图6-11所示。（1）回填土对地下室约束相对刚度比：本例填-l（相当于上部结构嵌固于地下室顶板）,如果填3相当于嵌固程度70％～80%，填5相当于完全嵌固。（2）外墙分布筋保护层厚度：35，其他工程根据材料类别和所处环境类别选取。（3）回填土容重：20，一般填土取18～20kN/m3。（4）室外地坪标高（m):“-0.35”，以地下室顶板标高为准，高为正，低为负。回填土侧压力系数：“0.5”，参见工程地质勘察报告，宜取静止土压力，无试验条件时，砂土可取0.34～0.45，黏性土可取0.5～0.7。（5）地下水位标高（m):“-20”，以地下室顶板标高为准，高为正，低为负。（6）室外地面附加荷载（KN/m2):“10”，取值≥10KN/m2。（7）人防设计等级：“0”，有人防时为4、5、6级，0为不考虑人防设计。人防地下室层数：“0”，考虑人防设计的地下室层数，与地下室层数有区别。顶板人防等效荷载：“0”，考虑人防设计时按照人防等级选择。外墙人防等效荷载：“0”，考虑人防设计时按照人防等级选择。10、砌体结构选择“砌体结构”，进行砌体结构信息设置，本例为多层钢筋混凝土结构，此项不填。二、特殊构件补充定义在前处理菜单中选择“特殊构件补充定义”，如图6-12所示，选择“应用”出现如图6-13所示的窗口。可以定义特殊梁（不调幅梁、连梁、转换梁、一端铰接、两端铰接、滑动支座、门式刚架、耗能梁、组合梁等），特殊柱（上端铰接、下端铰接、两端铰接、角柱、框支柱、门式刚柱），特殊支撑（两端固结、上端铰接、下端铰接、两端铰接、人/V支撑、十／斜支撑），弹性板（弹性板6、弹性板3、弹性膜），吊车荷载，刚性板号，框架抗震等级，材料强度，刚性梁等。本例只需要定义角柱为特殊构件，在各标准层中完成角柱定义，如果有其他特殊构件的补充定义，可以继续进行定义和修改。图6-11地下室信息图6-12前处理菜单选择图6-13特殊构件（角柱）定义图6-14温度荷载定义三、温度荷载定义选“温度荷载定义”，出现如图6-14所示窗口。本例不考虑温度荷载，一般的高层建筑不需要考虑温度荷载。四、弹性支座／支座位移定义选择“弹性支座／支座位移定义”，子菜单如图6-15所示。本例没有弹性支座／支座位移，其他工程如果有“弹性支座／支座位移”则在此处完成定义。五、特殊风荷载定义选择“特殊风荷载定义义”，子菜单如图6-16所示。本本例没有特特殊风荷载载定义，其其他工程如如果有“特殊风荷荷载定义”则在此处处完成定义义。六、多塔结构补补充定义选择“多塔结构补充定定义”，子菜单如图6-17所示。本本例没有多多塔，多塔塔对于大底底盘建筑是是常见的，多多塔和单塔塔主要区别别在风荷载载、结构周周期计算方方面，具体体参见《高高规》。对对于多塔结结构，目前前有离散模模型和整体体模型两种种计算方法法。1、离散模型。单塔塔1＋大底盘盘，单塔2＋大底盘盘，……，单塔N＋大底盘盘分别计算算。2、整体模型。按结结构的实际际模型输入入计算。图6-15弹性性支座子菜菜单图6-166特殊风荷荷载子菜单单图图6-177多塔定义义子菜单提示：在计算结结构的周期期比时，采采用离散模模型，以计计算单塔的的周期，避避免多塔藕藕合。在计计算结构的的位移比和和整体内力力时采用整整体模型。七、生成SATTWE数据文件件和数据检检查（必须须执行）完成各项定义后后，选择“生成SATWWE数据文件件及数据检查”，如果出出现提示错错误，则查查看数据检检查报告CHECCK.OUUT，完成修修改后再次次执行“生成SATWWE数据文件件及数据检查”，数据检检查通过，则SATWE前处理完成。第二节结构、PM次梁的内力、配配筋计算一、结构内力、配配筋计算在SATWE主菜菜单选择“结构内力力、配筋计计算”，屏幕弹弹出如图6-18所示的对对话框。1、层刚度比计算：：计算层刚刚度比有剪剪切刚度、剪剪弯刚度、地地震剪力与与地震层间间位移比的的三种方法法。图6-18计算算控制参数数（1）方法1：《高规》附录录E.0..1建议的方方法——剪切刚度Ki＝GiAi/hi。适用于于多层（砌砌体、砖混混底框），对对于底层大大空间转换换层，计算算转换层上上下刚度比比，计算地地下室和上上部结构层层刚度比（判判断地下室室顶板是否否可以作上上部结构的的嵌固端）。（2）方法2：《高规》附录录E.0..2建议的方方法——剪弯刚度Ki＝Vi/△i。适用于于带斜撑的的钢结构，转转换层在3～5层时，计计算转换层层上下刚度度比。（3）方法3：《抗震规范》的的3.4..2和3.4..3条文说明明及《高规》建议的方方法——地震剪力力与地震层层间位移的的比Ki＝Vi/△ui。适用于于一般的结结构，比其其他两种方方法更易通通过刚度比比验算。选选择第3种方法计计算层刚度度和刚度比比控制时，要要采用“刚性楼板板假定”的条件，对对于有弹性性板或者板板厚为零的的工程，应应计算两次次，在刚性性楼板假定定条件下计计算层刚度度和找出薄薄弱层，然然后在真实实条件计算算，并且检检查原找出出的薄弱层层是否得到到确认，完完成其他计计算。SATWE程序序提供三种种方法的选选择项，用用户可以选选用其中之之一。程序序隐含的方方法是第3种，即“地震剪力力与地震层层间位移的的比”。这三种种计算方法法有差异是是正常的，可可以根据需需要选择，对对于大多数一一般的结构构应选择第第3种层刚度度算法。2、地震作用分析析在选择地震作用用计算方法法时，没有有弹性楼板板选择算法法1“侧刚分析析方法”，计算量量较小，有有弹性楼板板选择算法法2“总刚分析析方法”，计算量量较大。其其余选择程程序默认值值即可。3、构件配筋与计算算各参数设置完成成后选择“确认”，进行整整体计算分分析。二、PM次梁内力与配筋筋计算一般在PM建建模中，如如果容量允允许，一般般都把次梁梁作为主梁梁输入，因此不不必执行此此项，如果果有次梁，则则完成此项项计算，同同PK中的连续续梁计算，只只是SATWWE一次算出出全部次梁梁的内力和和配筋。第三节分析结结果图形和和文本显示示完成构件配筋计计算后，在在SATWWE主菜单选选择“分析结果果图形和文文本显示”（与TAT基本相同同），屏幕幕弹出如图图6-199和图6-20所示的对对话框。图6-19图形形文件输出出图6-200文本文件件输出一、图形文件输输出1、各层配筋构件编编号简图：：WPJWW*.T。2、混凝土构构件配筋及及钢构件验验算简图：：WPJ**.T。3、各层配筋构件编编号简图：：WPJCC*.T。4、各荷载工工况下标准准内力简图图：WBEMM*.T。5、梁各截面设计内内力包络图图：WBEMMF*.TT。6、梁各截面面设计配筋筋包络图：：WBEMMR*.TT。7、底层柱、墙最大大组合内力力简图：WDCNNL.T。8、水平力作作用下结构构各层平均均侧移简图图：WDCNNL.T。9、各荷载工况下结结构空间变变形简图：：3D_VVIEW**.T。10、各荷载工工况下结构构标准内力力三维简图图：3D_VVIEW*.T。11、结构各层层质心振动动简图：WMODDE*.TT。112、结构整体体空间振动