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文档简介

SATWE软件分析与设计参数补充定义裙房层数:规范:高规第10.6.4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。对于这些部位应在施工图中特别加强。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

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。模拟施工荷载的两种算法结构基本周期: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。振型组合数:

规范:高规5.1.13-2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。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。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0.6-0.7;较少可取0.7-0.8;

对于框架-剪力墙结构可取0.8-0.9;

纯剪力墙结构可不折减。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0.8-1.0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0.4-1.0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1.0-2.0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6.2.1条和6.2.3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1.0-1.5。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5.2.5条调整各楼层地震力新抗震规范5.2.5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5.2.5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5.2.5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5.2.5给出的最小地震剪力系数λ。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

11.3121.207

21.1971.122

31.0701.000

41.0001.000

51.0001.000

61.0001.000

71.0001.000

81.0001.000

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3.4.3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5.1.14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。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。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6.2.4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7.3.11-3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7.3.11-3条,否则将仅执行混凝土规范7.3.11-2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》3.2.5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。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2~4,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4.5.2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02.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层刚度比的计算方式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4.6.4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,一般可不选砌体结构PKPM各模块适用范围PKPM系统中,不同类型的砌体房屋采用不同软件或者两个软件协作完成结构设计,具有砌体结构设计功能的模块及其适用范围如下:PMCAD:砖砌体房屋结构设计;底部框架-抗震墙房屋上部砌体结构设计QIK:小砌块房屋结构设计;底部框架-抗震墙房屋上部小砌块砌体结构设计SATWE:底部框架-抗震墙房屋底部框架-抗震墙部分三维分析和设计(抗震墙采用墙元模型)TAT:底部框架-抗震墙房屋底部框架-抗震墙部分三维分析和设计(抗震墙采用薄壁杆件模型)PK:底部框架-抗震墙房屋底部框架二维分析和设计设计所用规范《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)《砌体结构设计规范》(GB50003-2001)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)水平地震作用计算和楼层地震剪力分配基本原理采用底部剪力法计算结构的楼层水平地震剪力,先在大片墙间分配,然后再分到大片墙中的墙段。大片墙是指包括门窗洞口的整片墙体。大片墙中各墙段承担的大片墙地震剪力按各墙段等效侧向刚度比例分配。墙段按门窗洞口划分墙段等效侧向刚度确定原则刚度计算及高宽比的影响:高宽比小于1时,只计算剪切变形;高宽比不大于4且不小于1时,同时计算弯曲及剪切变形;高宽比大于4时,等效侧向刚度取0。墙段的高宽比是指层高与墙长之比,对门窗洞边的小墙段指洞净高与洞侧墙宽之比注意重点砌体结构采用基底剪力法计算地震作用,地震影响系数取最大值αmax,仅与地震烈度有关,与场地类别、设计地震分组无关。地震设防烈度可输入任意值,程序自动按差值计算水平地震影响系数最大值地下室结构嵌固高度有地下室或半地下室的砌体房屋,结构建模时可把地下室作为结构层输入,程序将地下室底平面高度内定为±0.000。此参数为结构嵌固端相对于地下室底平面(±0.000)的高度。计算结构总重力荷载代表值时将不计入嵌固端以下部分的结构重力荷载;在计算各层水平地震作用标准值时,楼层的计算高度为楼层相对于地下室底平面高度减去该嵌固高度。注意重点单层房屋结构等效总重力荷载取总重力荷载代表值,多层房屋结构等效总重力荷载取总重力荷载代表值的85%屋顶间当作普通楼层输入。当顶层平面面积与相邻楼层平面面积之比小于0.714时,程序将顶层判定为屋顶间,自动对顶层地震作用乘以放大系数ηη=3.5(1-A/A’)此地震作用增大部分不往下传递。砼墙与砌体弹塑性模量比组合结构指在砌体房屋中设置少量竖向连续钢筋混凝土剪力墙的多层砌体结构。组合结构中混凝土墙和砌体墙承担的层间地震剪力按各抗侧力构件的有效侧向刚度比例分配确定。有效侧向刚度的取值砌体墙不折减,混凝土墙乘以折减系数。程序在计算砌体侧向刚度时,取砌体弹性模量为1;在计算混凝土墙侧向刚度时,取混凝土弹性模量为实际混凝土弹性模量与实际砌体弹性模量之比并乘以折减系数。C=ηEc/Em砼墙与砌体弹塑性模量比适用范围:只有在结构某一层中既输入了砼墙,又输入了砖墙时才起作用物理意义:砼墙与砖墙的弹性模量比参数大小:缺省值是3,大小在3~6之间填写原则:一般而言,砼的弹性模量是砖墙的10倍以上。如果是同等墙厚,则砼墙的刚度就是砖墙的10倍以上。但在实际结构设计时,一方面砼墙的厚度小于砖墙的厚度,从而使砼墙的刚度有所降低;另一方面,在市级地震力作用下砼墙所承受的地震力是否就是砖墙的10倍以上还是一个未知数,因此此值不宜填得过高。砌体抗震抗剪承载力验算注意重点新规范版本在参数对话框中取消了“考虑构造柱参与工作”选项,因新《抗震规范》(GB50011-2001)在砌体抗震抗剪公式中明确计入了墙段中部构造柱对抗震承载力的提高作用。新规范版本只考虑界面不小于240mm×240mm且间距不大于4m的中部构造柱(不考虑端部构造柱)对抗剪承载力的贡献。新规范版抗剪公式中,不但计入了构造柱混凝土的抗剪作用,还计入了构造柱配筋所起的抗剪作用。几点说明砂浆和块体强度等级可以输入任意值,程序按线性差值的方法求出砌体的抗压强度设计值和抗剪强度设计值。砂浆强度等级大于M10时砌体抗剪承载力与砂浆强度等级等于M10时一样。沿砌体灰缝截面破坏时,砌体的抗剪强度设计值与块体强度等级无关注意重点程序对构造柱面积和构造柱钢筋面积设了上限当横墙的所有中部构造柱面积之和与横墙面积之比大于0.15时,取0.15;当纵墙的所有中部构造柱面积之和与总墙面积之比大于0.25时,取0.25;当中部构造柱的钢筋面积与构造柱面积之比大于1.4%时,取1.4%。抗剪验算中大片墙满足要求,而大片墙中的个别墙段不满足要求的原因由于各墙段剪应力分布不均匀或构造柱设置不合理造成的解决办法:通过改变洞口位置、改变洞口高度来改变墙段高宽比,从而改变墙段的刚度和剪力;在不满足要求的墙段中部设置构造柱或加大已有构造柱截面、提高已有构造柱钢筋混凝土等级、增加已有构造柱钢筋面积竖向导荷和墙体受压承载力验算托墙梁上的荷载托墙梁承担的荷载包括托墙梁所在层楼面荷载ω1、托墙梁上各层墙体总重及导算到这些墙上的荷载ω2托墙梁按框架梁设计时,ω2可以进行折减:(1)托墙梁上墙体在过渡层无洞口或有一个洞口,ω2乘以折减系数0.5~1.0;(2)托墙梁上墙体在过渡层有两个或多个洞口,ω2不折减。墙体受压承载力验算墙段轴力设计值取以下两种组合的较大值:1.2恒+1.4活1.35恒+0.98活通常情况下第二组的轴力比第一组的大注意重点 PMCAD是按轴心受压计算墙体受压承载力的,为考虑轴力偏心距的影响(取е=0)。对于需按单向或双向偏心受压计算的墙体,用户应按《砌体规范》自行进行补充验算底部框架-抗震墙房屋基本原理把房屋在底框顶层楼板处水平切开,将上部砌体和底部框架-抗震墙分开考虑分析计算上部砌体结构的计算与把整体房屋视作砌体房屋相同底部框架-抗震墙结构计算时,将上部砌体的外荷载和结构自重作用在底框顶部,不考虑上部砌体的刚度贡献底框结构的荷载竖向荷载=恒荷载(墙体、构造柱自重及楼面恒载)+活荷载(楼面活荷载)地震作用:(1)水平地震作用,上部各层水平地震作用之和;(2)倾覆弯矩,作用于上部砌体楼层的水平地震作用平移到底框顶层楼板处后,产生作用于底框顶层楼板处的倾覆弯矩。风荷载:水平风荷载及倾覆弯矩与地震作用相同底框-抗震墙结构倾覆弯矩分配由地震作用和风荷载产生倾覆弯矩转化为作用于柱顶的附加轴力及作用于墙顶的附加轴力和附加弯矩假定上部砌体为刚体,底层及底部二层框架-抗震墙结构楼板竖向变形符合平截面假定,则底层框架-抗震墙结构可视为一悬臂梁,底部二层框架-抗震墙结构可视为一变截面悬臂梁底框计算地震作用SATWE计算步骤计算各工况荷载内力调整墙、柱地震剪力,使其满足以下两个条件:1)底框的纵向和横向地镇剪力全部由该方向的抗震墙承担2)底框柱承担的地震剪力按各抗侧力构件有效侧向刚度比例分配确定;有效侧向刚度的取值,框架不折减,混凝土墙乘以折减系数0.3,砌体墙乘以折减系数0.2;内力组合与配筋框支墙梁设计框支墙梁:由框架梁和支撑在梁上的计算高度范围内的砌体墙所组成的组合结构墙梁顶面的荷载设计值,取托梁以上各层墙体自重,以及墙梁顶面以上各层楼板的恒荷载和活荷载。墙梁设计方法:1)全部荷载法,托梁承托全部墙体自重及楼面荷载,墙梁顶面的荷载设计值不折减2)部分荷载法,对墙梁顶面荷载设计值折减,托梁承托部分墙体自重及楼面荷载,折减系数不宜小于0.63)规范算法,考虑墙梁组合作用,对墙梁顶面荷载设计值产生的托梁弯矩和支座剪力进行折减(托梁顶面的荷载设计值不折减)注意重点砖混底框房屋的砌体墙厚不应小于240mm,其层数和高度及底框部分抗震横墙的最大间距与地震烈度有关砖混底框结构的抗震墙数量有纵横两个方向的层间刚度比决定地震烈度为6、7、能够采用7.5度且总层数不超过5层的底层框架-抗震墙房屋,允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙,其余情况应采用钢筋混凝土抗震墙;底部两层框架-抗震墙房屋不允许设置砌体抗震墙底部框架-抗震墙房屋的抗震墙布置应满足的要求上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐底框部分纵横两个方向的抗震墙应均匀对称分布或基本均匀对称布置关于底框的风荷载程序在计算底框风荷载时没有考虑风振的影响,取风振系数βz=1SATWE模块目前不能直接计算风荷载,需要设计人员在特殊风荷载定义中人为输入;使用TAT模块可以计算底框风荷载内力底框风荷载的风荷参数由PMCAD确定,TAT读取PMCAD里面的风荷参数TAT模块计算底框风荷载内力时考虑了上部风荷载对底框施加的倾覆弯矩,并将倾覆弯矩转化为作用于墙、柱顶部的竖向荷载关于侧移刚度PMCAD计算楼层侧移刚度的基本假定:(1)楼板为刚体,在平面内只平动不转动,在平面外不弯曲;(2)计算某层侧移刚度时,地板设为固定端,顶板为滚动支座;(3)计算框架柱侧移刚度只考虑弯曲变形,计算混凝土抗震墙和砌体抗震墙侧移刚度同时考虑弯曲变形和剪切变形PMCAD目前版本对待洞口混凝土抗震墙均按小洞口混凝土抗震墙处理,对大洞口混凝土抗震墙,用户应在结构建模时将墙段作为独立墙体输入。混凝土抗震墙高宽比的要求底层框架-抗震墙房屋的底层钢筋混凝土抗震墙,宜开设洞口形成若干墙段,各墙段的高宽比不宜小于2;对不便开设洞口的带边框低矮墙,应在墙中设置竖缝使墙体分成两个或三个高宽比大于1.5的墙板单元底层钢筋混凝土抗震墙通过设竖缝分成若干墙段,结构建模时各墙段应作为独立墙体分别输入剪力墙超筋的处理办法砼剪力墙超筋的原因是剪力墙设置过少底框结构底部剪力墙的数量由构造要求和层间刚度比控制。墙体越宽,需要的墙体数量越少;墙体越少,就越容易出现超筋底部剪力墙应开设洞口形成高宽比不小于2的墙段,不宜开设洞口的应设竖缝将墙体分成高宽比大于1.5的墙板单元在满足剪力墙高宽比的前提下,通过调整剪力墙的数量,使层间刚度比落在许可范围内,以避免剪力墙超筋关于分析软件SATWE、PK软件可适用于同时设置钢筋混凝土抗震墙和砌体墙的底框-抗震墙结构,TAT软件仅适用于设置钢筋混凝土抗震墙的底框结构用户应优先适用SATWE、TAT模块,对底框结构作空间分析“按经验考虑墙梁上部作用荷载折减”由于墙梁的反拱作用,使得一部分荷载直接传给了竖向构件,从而使墙梁的荷载降低若选择此项,则程序对所有的托墙梁均折减,而不判断该梁是否为墙梁“按规范墙梁方法确定托梁上部荷载”若选择此项,则程序自动判断托墙梁是否为墙梁,若是墙梁则自动按照规范要求计算梁上荷载,若不是墙梁则按照均布荷载的方法加到托墙梁上若两项同时选取,则程序对于墙梁执行“按规范墙梁方法确定托梁上部荷载”,对于非墙梁则执行“按经验考虑墙梁上部作用荷载折减”砖混底框不计算地震力时的设计目前的PMCAD软件不能计算非抗震的砖混底框结构设计时可按如下方法处理:1、可按6度设防计算,砖混抗震验算结果可不看2、砖混抗震验算完成后执行SATWE软件进行底框部分内力的计算砖混底框不计算地震力时设计处理方法的基本原理一般来说,砖混底框结构按6度设防计算时地震力并非控制工况对于构件的弯矩值基本上都是恒+活载控制剪力值,有可能某些断面由地震力控制,但该剪力值的大小与恒+活作用下的剪力值相差也不会很大。直接用该值设计首先肯定偏安全,其次误差很小如果个别构件出现其弯矩值均由地震力控制,这种情况一般出现在结构的外围构件中,涉及人员或者直接采用改值进行设计,误差不大,或者作为个案单独处理砖混底框结构刚度比的计算与调整

方法的探讨规范要求:《建筑抗震设计规范》第7.1.8条第3款明确规定:底部框架-抗震墙房屋的纵横两个方向,第二层与底层侧向刚度的比值,6、7度是不用大于2.5,8度是不应大于2.0,且均不应小于1.0第4款明确规定:底部两层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向,底部与底部第二层侧向刚度应接近,第三层与底部第二层侧向刚度的比值,6、7度时不应大于2.0,8度时不应大于1.5,且均不应小于1.0砖混底框结构刚度比的计算与调整

方法的探讨从规范可以看出:由于过渡层为砖房结构,受力复杂,若作为薄弱层,则结构位移反应不均匀,弹塑性变形集中,从而对抗震不利设计的目标是充分发挥底部结构的延性,提高其在地震力作用下的抗变形和耗能能力PMCAD对砼墙体刚度的计算对无洞口墙体的计算:1、如果墙体的高宽比M<1.0,则只计算剪切刚度KCW=ECAW/3Hj2、如果墙体的高宽比M>1.0,则需计算剪弯刚度KCW=1/(3Hj/ECAW+Hj3/12ECIW)对小洞口墙体的计算:1、小洞口墙体的判断标准α=(bhhh/lwHj)1/2≤0.42、目前的PMCAD软件,对于砖混底框结构只允许开设小洞口剪力墙。对于α≥0.6或洞口高度大于等于0.8的大洞口剪力墙,则只能分片输入3、PMCAD软件根据开洞率按照《抗震规范》表7.2.3成一腔段洞口影响系数计算小洞口剪力墙的刚度工程算例本工程为一层底部框架剪力墙,上部为5层砖房结构,首层层高3.9米,其余各层层高2.9米,底层砼墙后为200mm,其余各层墙厚为240mm,地震设防烈度为7度,地震基本加速度为墙体不开洞,X、Y向的侧移刚度比分别为:K0=0.71<1.0,K90=0.45<1.0,均不满足要求调整过程以Y向为例,墙体开设2400×1200mm小洞口,经计算,α=0.39<0.4,符合小洞口的要求。计算后,Y想的侧移刚度比K90=0.46<1.0,还是不满足要求墙体开设竖缝:1、墙体不开设竖缝的刚度计算:墙体的高宽比M=0.81<0.1,因此只计算剪切刚度KCW=82.05EC2、墙体设竖缝的刚度计算:墙体开设竖缝的计算开设竖缝如图所示墙段1的高宽比M1=3900/1500=2.6>1.0,需要计算剪弯刚度KCW=7.88EC;墙段2的剪弯刚度KCW=7.88EC;墙段3的高宽比M3=3900/1400=2.78>1.0,需要计算剪弯刚度KCW=6.7EC。墙体设竖缝后的总刚度为ΣKCW=(7.88+7.88+6.7)EC=22.46EC墙体设竖缝后的总刚度与不设竖缝的总刚度之比为22.46/82.05=0.27设竖缝后的Y向侧移刚度比为K90=1.13,满足规范要求设竖缝的剪力墙墙体的构造要求竖缝两侧应设置暗柱剪力墙的竖缝应开到梁底,将剪力墙分成高宽比大于1.5,但也不宜大于2.5的若干个墙板单元对带边框的低矮钢筋混凝土墙的边框柱的配筋不应小于无钢筋混凝土抗震墙的框架柱的配筋和箍筋要求带边框的低矮钢筋混凝土墙的边框梁,应在竖缝的两侧1.5倍梁高的范围内箍筋加密,其箍筋间距不应大于100mm竖缝的宽度可与墙厚相等,竖缝处可用预制钢筋砼块填入,并做好防水底部两层框架结构的处理底部框架-剪力墙部分为两层的砖混结构,可以通过开设洞口的方式形成高宽比大于2的若干墙段结构建模、复杂体型砌体房屋力学模型注意重点由于计算结构自重时没有从墙体体积中扣除掉圈梁所占体积,也没有计入圈梁重量,所以输入与不输入圈梁对结构计算没有影响带裙房的大底盘砌体房屋的砌体部分和裙房之间的高差一般都大于6m,应设置防振缝将底部裙房和砌体房屋分离,对砌体房屋和裙房单独计算注意重点多塔砌体房屋的各塔和底盘之间的高差一般都大于6m,应设防震缝将各塔和底盘分离,对各塔和底盘单独计算带阁楼的坡屋顶砌体房屋计算时应用平屋顶代替坡屋顶,顶层层高取该层山墙的平均高度。设置变形缝砖混房屋的计算对于中间带变形缝的砖混结构,设计时应该分别计算按《建筑抗震设计规范》规定砖混结构按底部剪力法计算地震力,底部剪力法计算地震力的基本假定是结构整体布置均匀对称、楼板连续,而中间带变形缝的砖混结构显然不符合这个基本假定,所以应分别计算有错层砌体房屋的计算楼板高差小于0.5m,结构建模时通过将各层较低楼板提升到较高楼板处,把错层房屋转化成无错层房屋楼板高差大于等于0.5m,在错层处应设防震缝,对缝两侧结构单独计算地基不在同一标高(建在斜坡上)的砌体房屋对此类结构可有两种近似方法选择(1)保守起见,房屋嵌固端取在地基最低标高处,水平地震作用按地基最低处计算(2)房屋嵌固端分别取在地基最低标高处和地基最高标高处,水平地震作用计算两次,墙体抗震抗剪承载力验算取两次计算结果的平均值带全地下室或半地下室房屋的

嵌固端的确定全地下室全地下室不按一层考虑,房屋嵌固端位于地下室顶板处半地下室(1)无窗井半地下室A)半地下室底板距室外地面距离大于半地下室净高的1/2,半地下室不按一层考虑,房屋嵌固端位于地下室顶板处B)半地下室底板距室外地面距离小于等于半地下室净高的1/2,半地下室按一层考虑,房屋嵌固端位于地下室底板处带全地下室或半地下室房屋的嵌固端的确定(2)设窗井半地下室A)有窗井而无窗井墙或窗井墙不与纵墙相连,未形成扩大基础的底盘,周围的土体不能对半地下室起约束作用,此时半地下室应按一层考虑,房屋嵌固端位于地下室底板处B)窗井墙为内横墙的延伸,形成了扩展的半地下室底盘,提高了结构的整体稳定性,此时可以认为半地下室在土体中具有较好的嵌固条件,半地下室可不按一层考虑,房屋嵌固端位于地下室顶板处基础部分地质资料的输入±0相对于绝对标高的意思±0相对于绝对标高是指大地坐标,设计人员只要根据地质资料报告给出的大地坐标直接输入即可,程序能够自动对标高进行换算。如果设计人员在±0相对于绝对标高处填0,则代表相对标高,那么设计人员在地质资料中输入的其它标高都应以相对标高为准孔口标高的填法此处与±0相对于绝对标高一样,可直接输入大地坐标,程序会根据设计人员输入的坐标值自动判断孔口高度。也可以输入相对标高,标高值由设计人员给出孔点坐标的单位是米,不是毫米荷载的输入参数的意义一层上部结构荷载作用点的标高:该参数主要是用于求出基底剪力对基础底面产生的附加弯矩作用。在填写该参数时,应输入PMCAD中确定的柱底标高,即柱根部的位置。注意:该参数只对柱下独立基础和桩承台基础有影响,对其它基础没有影响自动计算覆土重:是指自动计算基础和基础以上回填土的平均重度,主要用于独立基础和条形基础的计算,对筏板基础没有影响几个注意的问题筏板上的覆土重在“筏板荷载”中输入读取荷载时不需要将所有荷载都选上。如果都选上,则只有独基和墙下条基会在计算时考虑所有组合并选最不利进行设计,其他基础之人一种软件传下来的荷载。因此,用户应根据自己的实际工程情况,选择合适的计算方法,以满足自己的设计要求。选择的原则是:上部结构最终采用哪个软件计算内力、配筋,JCCAD就应该读取相应软件的荷载值。当前组合:屏幕上当前所显示的组合值当前组合值仅表示当前屏幕上所显示的值,并不是说基础的最终控制组合就一定是它目标组合:某一最大内力所对应的组合值,比如最大轴力或最大弯矩下作对应的组合值目标组合并不一定是最不利组合,比如说最大轴力下所对应的组合值其湾矩值有可能很小,不一定是控制工况,所以目标组合不能作为基础设计依据程序能够按照规范的要求自动识别标准组合与基本组合弹性地基梁基础弹性地基梁基础墙下是否一定要布梁一般而言,弹性地基梁基础墙下都要不良,如果没有布梁,也应该点一下“墙下布梁”菜单,这样程序将自动生成一个与墙同宽、梁高等于板厚得砼梁。如果不布梁,也应该布板带布置梁或板带的目的是:1、正确读取上部荷载;2、为筏板寻找正确的支撑点注意:1、在布置板带时,对于抽柱位置不应布置板带,否则易将板带布置在跨中位置;2、点取“墙下布梁”选项时,必须首先布置筏板弹性地基梁基础梁翼缘宽度的定义梁翼缘宽度在初次定义时要根据上部结构竖向荷载的比例关系来定。比如某工程边跨竖向荷载总值是中间跨竖向荷载总值的一半,那么在定义梁的翼缘宽度时就取边跨为1米,中间跨为在退出“基础人机交互”是程序给出提示:“预期承载力与反力之笔”,此时输入预期值,比如1.4,则程序会自动根据预期值和翼缘的宽度的比例关系,对基础宽度进行调整我们注意,弹性地基梁在退出基础人机交互式会显示9~10组荷载,这些荷载是标准值,它们的含义在程序所显示的荷载图中都有明确的说明基础的计算联合基础的计算双柱联合基础的偏心计算:程序在进行双柱联合基础的设计时,并没有考虑由于两个柱子上部荷载不一致而产生的偏心的情况。因此计算的基础底面是对称布置的。这种计算方法对于两根柱子挨得很近比如变形缝处双柱基础计算几乎没有什么影响,但对于两根柱子挨得稍微远一些的基础,则会有一定的误差。此时需要设计人员认为计算出偏心值,在“独基布置”中将改值输入进去,然后再重新点取“自动生成”选项,程序可以根据设计人员输入的偏心值重新计算联合基础双梁基础的设计,建议设计人员直接在双轴线上布置两根肋梁,然后再在梁下布置局部筏板砖混结构构造柱基础的计算砖混结构一般都作墙下条形基础,构造柱下一般不单独做独立基础。有的时候设计人员会发现JCCAD软件在构造柱下生成了独立基础。这主要是因为读取了PM恒+活所致,这种荷载组合方式没有将构造柱上的集中荷载平摊到周边的墙上设计人员可以在荷载编辑中删除构造柱上的集中荷载,并在附加荷载中在周边的墙上相应增加线荷载值。也可以在“荷载输入”中点取“无基础柱”,由程序自动将集中力分配到周边墙上,或者设计人员也可以直接读取砖混荷载,因为砖混荷载自动将构造柱上的集中荷载平摊到周边的墙上了浅基础的最小配筋率浅基础如墙下条基等在对基础地板配筋时是否该考虑最小配筋率,目前工程界还有争议。《基础设计规范》中没有规定柱下独立基础底板的最小配筋率,而《混凝土规范》对于混凝土结构均有最小配筋率的要求。目前JCCAD软件对于独立基础和墙下条形基础缺省情况下没有按PMIN计算,但有此参数设定,设计人员可以根据需要自行调整“筏板重心校核”中的荷载值与“基础人机交互”退出时显示的值不一样的原因原因有二:对于梁式筏板基础,由于有些轴线上没有布置梁或板带,造成荷载倒算的时候没有分配到梁或板带上,从而使两种方式所产生的重心校核值不一致“筏板重心校核”中的荷载没有考虑地下水的影响,而“基础人机交互”退出时显示的值考虑了地下水的影响带裙房的主体结构筏板重心的计算对于带裙房的主体结构,“筏板重心校核”主体应该与裙房分开计算,而且主要是验算主体结构的重心校核弹性地基梁结构5种计算模式的选择按普通弹性地基梁计算这种计算方法不考虑上部结构的刚度影响,绝大多数工程基本上可以采用此种方法,只有当用该方法基础设计不下来时才考虑其他方法的影响按考虑等代上部结构刚度影响的弹性地基梁该方法实际上是要求设计人员人为规定上部结构的刚度是地基梁刚度的几倍。改值的大小直接关系到基础发生整体弯曲的程度。而上部结构刚度到底是地基梁刚度的几倍并不好确定。因此,只有当上部结构的刚度较大、荷载分布不均匀,并且在按普通弹性地基梁方法计算不下来时方可采用,一般情况下可不选用它按上部结构是刚性的弹性地基梁计算此种计算模式与上面的计算模式计算原理实际上是一样的,只不过此种模式自动去上部结构刚度为地基梁刚度的200倍,采用此种模式计算出来的基础几乎没有整体弯矩。计算模式类似于传统的倒楼盖法该模式主要用于上部结构刚度足够大时,比如高层框支转换层结构、纯剪力墙结构等按SATWE或TAT的上部刚度进行弹性地基梁计算从理论上讲,这种方法最理想。因为它考虑的上部结构的刚度最真实,但这也只对纯框架结构而言。对于带剪力墙结构,由于剪力墙的刚度凝聚有时会明显的出现异常,尤其是采用薄壁柱理论的TAT软件,其刚度只能凝聚到离形心最近的节点上,因此传到基础的刚度就有可能异常。所以此种计算模式一般不适用于带剪力墙结构另外,设计人员在采用《JCCAD用户手册及技术条件》附录C中推荐的基床反力系数K时,改值已经包含上部的刚度了,所以没有必要再考虑一次按普通梁单元刚度的倒楼盖方式计算此模式是传统的倒楼盖模型,地基梁的内力计算考虑的剪切变形。该计算结果明显不同于上述四种计算模式,因此没有特殊要求不推荐使用桩筏筏板有限元计算筏板基础时,倒楼盖模型和弹性地基梁模型计算结果差异很大的原因这主要是因为两者的性质截然不同弹性地基梁办模型采用的是文克尔假定,地基梁内力的大小受地基土弹簧刚度的影响,而倒楼盖模型中的梁只是普通砼梁,其内力的大小只与筏板传递给它的荷载有关,而与地基土弹簧刚度无关由于模型的不同,实际上梁受到的反力也不同,弹性地基梁板模型支座反力大,跨中反而小。而倒楼盖模型中的反力只是均布荷载弹性地基梁板模型考虑了整体弯曲变形的影响,而倒楼盖模型的底板只是一块刚性板,不受整体弯曲变形的影响由于倒楼盖模型的底板只是一块刚性板,因此各点的反力均相同,由此计算得到的梁端剪力无法与柱子的荷载相平衡,而弹性地基梁模型计算出来的梁端剪力与柱子的荷载是相平衡的同一个梁式筏板基础采用梁元法计算和采用板元法计算结果相差较大的原因主要是两种计算模型的假定不同梁元法计算梁式筏板基础时,地基梁的计算是按照带翼缘的T型梁计算的,两翼缘宽度确定的原则是按各房间面积除以周长,将其加到梁一侧,另一侧再由那边相应的房间确定,最后两侧宽度叠加得到梁的总翼缘宽度板元法计算梁式筏板基础时,地基梁的计算仅按照矩形梁计算,没有按照T形梁计算梁元法计算筏板时,板仅仅是按四边嵌固的楼盖方式计算它的内力和配筋,不考虑板与梁整体弯曲的作用板元法计算筏板时,采用有限元的方法对楼板进行内力计算,能够考虑板与梁整体弯曲作用的影响因此设计人员应根据工程实际情况,选择合适的计算方法以满足设计要求基础沉降计算出现计算值为0的情况主要原因是基础埋置太深,基底附加应力为0,甚至会出现负值基床反力系数K值的计算K的物理意义是单位面积地表面上引起单位下沉所需施加的力K值的计算方法1、静载实验法K=(P2-P1)/(S2-S1)其中,P2,P1—分别为基地的接触压力和土自重压力S2,S1—分别为相应于P2、P1的稳定沉降量2、经验值法JCCAD说明书附录二中建议的K值砼结构部分剪切、剪弯、地震力与层间位移比三种刚度比的计算与选择地震力与地震层间位移比的理解与应用《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条均规定:其楼层侧向刚度不宜小于上部相邻楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%此参数可用于执行以上三条款刚度比的计算,也可用于判断地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端注意:当用户采用此种方法判断地下室的顶板能否作为上部结构的嵌固端时,应在SATWE软件的“地下室信息”中,将“回填土对地下室约束刚度比”里的值填0剪切刚度的理解与应用《高规》及《抗震规范》里面对剪切刚度比都有要求,SATWE执行的是《抗震规范》第6.1.14条的规定:当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之不易小于比2。此参数可用于执行以上两规范里面规定的工程的刚度比的计算剪弯刚度的理解与应用《高规》第E.0.1条规定:底部大空间大于一层时,其转换层上部与下部结构等效侧向刚度比γe按公式γe=Δ1H2/Δ2H1计算。γe已接近于1,非抗震设计时γe不应大于2,抗震设计时γe不应大于1.3《高规》第E.0.2条中还规定:当转换层设置在3层及3层以上时,其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60%。注意,此项规定用地震力与地震层间位移比的方法确定SATWE软件采用的计算方法是《高规》侧移刚度的简化计算方法此方法可用于执行《高规》第E.0.1条规定的工程的刚度比的计算三种刚度比计算方法的比较按不同的方法计算刚度比,其薄弱层的判断结果是不同的当转换层设在3层及3层以上时,《高规》还规定其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60%,这一项SATWE软件并没为直接输出结果,需要设计人员根据程序输出的每一层的刚度单独计算地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端的判断,不同的方法所得出来的结果不同SATWE软件计算剪弯刚度时,H1的取值范围包括地下室的刚度,H2则取等于小于H1的高度。这对于希望将H1的值取自0.0以上的设计人员来说,或者将地下室去掉,重新计算剪弯刚度,或者根据程序输出的剪弯刚度,认为计算刚度比三种刚度比性质的探讨地震力与地震层间位移比:是一种与外力有关的计算方法。规范中规定的Δui不仅包括了地震力产生的位移,还包括了用于该楼层的倾覆弯矩Mi产生的位移和由于下一层的楼层转动而引起的本层刚体转动位移剪切刚度:此计算方法主要是剪切面积与相应层高的比,其大小跟结构竖向构建的剪切面积和层高密切相关。但剪切刚度没有考虑剪力墙洞口高度变化时所产生的影响剪弯刚度:实际上是单位力作用下的层间位移角,其刚度比也就是层间位移角之比。它能同时考虑剪切变形和弯曲变形的影响,但没有考虑上下层对本层的影响三种刚度的性质完全不同,它们之间没有什么必然的联系,正因为如此,规范赋予了他们不同的使用范围短肢剪力墙结构的计算短肢剪力墙结构中底部倾覆力矩的计算《高规》第7.1.2条和2款规定:抗震设计时,筒体和一般剪力墙承受的第一震型底部地震倾覆力矩不易小于结构总底部地震倾覆力矩的50%TAT软件对短肢剪力墙按双向判断,旧版的SATWE软件按单向判断,新版的SATWE按双向判断带框支结构短肢剪力墙结构的计算结构体系的选择:是按复杂高层结构还是短肢剪力墙结构?规范对两种结构体系在抗震等级、剪力墙轴压比、内力计算、配筋率、底部加强部位的高度等方面的要求均有不同工程算例某高层为带短肢剪力墙的框支结构,共31层(包括一层地下室)。该工程的第6层(地下室为第一层)为框支转换层,转换层以上为短肢剪力墙结构。地震烈度7度(设计基本地震加速度为0.15g),框支框架的抗震等级为一级,剪力墙抗震等级为二级。两种体系结构的计算结构如表所示“短肢剪力墙”结构体系计算分析结果“复杂高层”结构体系计算分析结果计算结果分析抗震等级:从上两表可以看出,不同的结构体系,短肢剪力墙和普通剪力墙其抗震等级是不同的内里分析:由表中可以看出,这两种体系的内力分析非常复杂,即使是同一片墙在不同的结构体系控制工况下其结果也不一样。按“复杂高层”计算的“普剪墙3”的“M1”值,远远大于按“短肢剪力墙”计算的“普剪墙3”的“M1”值。这主要是因为SATWE软件在进行工况组合时,当发现所有工况组合计算的配筋面积均小于构造配筋面积时,程序仅按第一种工况组合输出内力和工况号(即恒配筋率:只有定义了“短肢剪力墙”结构,SATWE程序才对自动判断的短肢剪力墙其截面的全部纵筋的配筋率,底部加强部位不宜小于1.2%,其他部位不宜小于1.0%,而“复杂高层”却无此功能构造边缘构件输出体积配箍率:根据《高规》7.2.17条规定:抗震设计时,对于复杂高层建筑结构、混合结构、框架-剪力墙结构、筒体结构以及B级高度的剪力墙结构中的剪力墙,其构造边缘构件的配箍特征值λv不宜小于1.0。由于程序没有判断A级高度和B级高度的功能,所以程序不论约束边缘构件还是构造边缘构件,均统一输出体积配箍率其他注意事项设计人员在“特殊构件补充定义”里的【抗震等级】中定义了抗震等级后,程序将按设计人员定义的抗震等级进行设计,不再自动提高对于非框支框架,可以按规范规定将地下一层以下的竖向构件的抗震等级定义为三级或四级结构,其抗震等级均需设计人员人为定义,程序不能自动判断《高规》第10.2.13条的各项规定,程序目前没有执行总结通过以上分析可以看出,对于带框支结构短肢剪力墙的计算,由于两种结构体系的侧重点不同,单纯的采用任何一种结构体系计算都可能产生安全隐患。设计人员因根据工程的具体情况,分别采用这两种结构体系进行设计,并取最不利的结果作为设计依据多塔结构的计算带变形缝结构的计算带变形缝结构的特点:通过变形缝将结构分成几块独立的结构若忽略基础变形的影响,各单元之间完全独立缝隙面不是迎风面带变形缝结构的计算方法整体计算方法:在SATWE软件中将结构定义为多塔结构所给的震型数要足够多,以保证有效质量系数大于90%定义为多塔后,对于老版本软件,程序将每一个缝隙面都计算迎风面,因此风荷载计算偏大;新版本增加了一项新功能,既可以人为定义遮挡面,从而有效解决了这一问题周期比计算有待商讨带变形缝结构的计算方法分开计算方法旧版本软件除风荷载计算有些偏大外,其余结果都没有问题,新版软件定义了遮挡面后,风荷载计算也没有问题了一般而言,对于基础连在一起的带变形缝结构,由于基础对上部结构整体的协调能力有限,所以建议采用分开计算大底盘多塔结构的计算结构特点:各塔楼拥有独立的迎风面各塔楼之间的变形没有直接的影响,但都通过大底盘间接影响其他塔楼塔楼与刚性板之间没有一一对应的关系,一个塔楼可能只有一块刚性板,也可能有几块刚性板大底盘顶板应有足够的刚度以协调各塔楼之间的内力、变形和位移计算方法在SATWE软件中将结构定义为多塔结构位移比、大底盘以上的各塔楼的刚度比均正确周期比、转换部位的刚度比计算有待商讨大底盘多塔结构刚度比的计算方法大底盘多塔结构在大底盘与各主体之间的刚度比如何计算,规范并没有说明,但也不是没有要求。SATWE软件仅仅输出了1号塔的主体与大底盘相比较的结果,其它塔与大底盘相比的结果则用“*”予以表示整体计算:根据《建筑抗震设计手册》要求在计算大底盘多塔结构的地下室楼层渐剪切刚度比时,大地盘地下室的整体刚度与所有塔楼的总体刚度比不应小于2,每栋塔楼范围内的地下室剪切刚度与相邻上部塔楼的剪切刚度比不应小于1.5分开计算:《上海规程》条文中有建议的方法;在各塔楼周边引45度线,45度线范围内的竖向构件作为上部结构共同作用的构件总刚计算模型不过的主要原因多塔定义不对同一构件同时属于两个塔某些构件不在塔内定义为空塔悬空构件用户输入斜梁、层间梁或不与楼面等高的梁时,如果不仔细检查,可能出现梁在两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节点处有柱时,与同一柱相连的梁,如果标高差小于500mm时,标高较低的节点会被合并到较高的节点处,大于500mm则不会合并,但最多只允许3种不同的标高铰接构件定义不对设计人员在定义铰接构件时,是结构成为可变体系,尤其是与同一节点相连的各个杆件,不能都定义为铰接,程序不允许这样的节点钢支撑在SATWE中是默认为两端铰接的。对于越层钢支撑,用户常常忽略这一点,同样造成与同一节点相连的杆件(这里为上下层的两端支撑)均为铰接的情况,为避免这种情况,用户应在SATWE前矗立的“特殊构件补充定义”中将越层支撑设为两端固接错层结构的计算错层结构的输入当错层高度不大于框架梁的截面高度时,可以归并为同一楼层参加计算,楼层标高取两部分楼面标高的平均值。当错层高度大于框架梁截面高度时,各部分楼板应作为独立楼层参加整体计算。错层洞口的输入,只能输入小洞口错层结构的计算在错层处设变形缝在错层处设剪力墙核心筒(可利用楼梯间实现)应该每隔3~4层设一个贯通层,贯通层楼板厚度不小于150mm,宜双层双向配筋。SATWE计算时各参数宜取大值,以增加结构整体安全储备SATWE软件在计算错层结构时,会在越层柱和墙处施加水平力。由于在越层处水平力的存在,使越层构件上下端的配筋不一样,设计人员在出施工图的时候可以取二者的大值砼柱计算长度系数的计算规范要求:《混凝土结构设计规范》第7.3.11条第2款及第3款对柱的计算长度系数都有规定工程算例:某工程为十层框架结构,首层层高2m,第二层层高4.5m柱1、柱2、柱3按照表7.3.11-2直接取值的计算长度系数柱1、柱2、柱3按公式(7.3.11-1)和(7.3.11-2)计算的

计算长度系数结果分析一表中Cx、Cy的计算过程:以柱1为例,Cx=(2+4.5)/2=3.25;Cy=(2+4.5)/2=3.25二表中Cx、Cy的计算过程是根据公式(7.3.11-1)及(7.3.11-2)计算得出的注意事项采用公式(7.3.11-1)及(7.3.11-2)计算柱的计算长度系数时,程序采用以下原则计算梁、柱构件的刚度:没有按规范要求判断水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75%以上这个条件对于混凝土梁,程序采用梁的刚度放大系数恒为2.0;对于钢梁,则采用设计人员输入的梁刚度放大系数程序对于另一端不与柱(墙)相连的梁按远端梁铰接处理当梁的两端与柱铰接时,不考虑梁的刚度当梁的一端与柱港街、另一端铰接时,对于砼柱,梁的刚度折减50%,并不受有无侧移的限制;对于钢梁,有侧移时折减50%,无侧移时不折减当柱一端铰接时,则相应端梁与柱的刚度比取1.0斜柱(支撑)刚度不考虑在约束刚度比的计算中单向墙托柱、柱托单向墙,面内按嵌固端计算,刚度比取10,面外按实际情况计算双向墙托柱、柱托双向墙,双向刚度比均取10(柱端已定义为铰接的不在此列)注意事项斜柱(支撑)的计算长度系数取1.0地下室的越层柱,程序不能自动搜索,而按层逐段计算柱的计算长度系数所有边框柱,其计算长度系数内定为0.75对于砼柱,其计算长度系数上限为2.5,钢柱计算长度系数上限为6.0程序只执行现浇楼盖的计算长度系数,没有执行装配式楼盖的计算长度系数目前的SATWE软件对于吊车或无吊车的排架结构的柱的计算长度系数仍按框架结构执行对于SATWE软件,设计人员修改柱计算长度系数后,不要再进行“形成SATWE数据”和“数据检查”等操作,而应该直接计算,否则程序仍按照原来的计算长度系数进行计算如何判断“水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75%以上”设个条件由于目前的SATWE软件没有直接判断“水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75%以上”这个条件的功能,因此需要设计人员自己进行判断,具体判断过程如下:在新版的SATWE软件中首先按照不执行《砼规范》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点取SATWE软件“总信息”中“恒活信息”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将头两部计算得到的弯矩设计值相比看是否满足《砼规范》7.3.11-3条中的条件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梁上架柱结构的荷载导算如果梁的刚度太小,节点处会产生较大位移,从而是内力转移到其他的竖向构件中,造成梁柱内力重分布,柱底内力会因此减小。柱的内力会随梁截面增大而上升托柱梁的截面不能太小,应尽量增大剪力墙连梁的两种刚度模型连梁的计算模型在SATWE软件中,剪力墙连梁刚度的计算有两种模型,一种是杆元模型,即连梁按照普通梁的方式输入;另一种是壳元模型,即连梁以洞口的方式形成。连梁的计算常常由于单元的划分不细造成计算分析的失误。连梁的计算分析应按跨高比进行分类跨高比>5,按普通梁进行输入分析跨高比<2.5,按壳元(洞口)的方式形成2.5<跨高比<5,视具体情况酌情处理连良形成方式的不同对结构的整体刚度、周期、位移以及连梁的内力计算都会产生影响板带截面法计算板柱剪力墙结构体系板柱剪力墙结构体系的计算方法等代框架法有限元法有限元法计算的问题局部应力的大小与有限元划分的大小密切相关,不便于设计人员掌握用SATWE软件的“复杂楼板有限元分析”子菜单分析板柱剪力墙结构,其内力和配筋是以点值或极值的方式输出的。“点值”方式不利于确定配筋范围,“极值”方式又未免配筋太大,造成浪费板带截面法的特点首先采用有限元法进行内力和配筋设计根据设计人员已定义的骨架线(即相邻支座的连线,骨架线上有梁(包括虚梁)或剪力墙)划分板带既能保证计算精度,又具备方便的后处理功能目前的板带截面法,楼板荷载计算比较大弹性楼板的选择与判断楼板局部开大洞(见例题)板柱体系或板柱-抗震墙体系(见例题)《高规》第5.3.3条规定:对于平板无梁楼盖,在计算中应考虑板的平面外刚度的影响,其平面外刚度可按有限元的方法计算或近似将柱上板带等效为扁梁计算根据《高规》的此项规定,板柱体系要考虑楼板的平面外刚度,因此板柱体系要定义弹性楼板框支转换结构研究表明,对于框支转换结构,转换梁不仅会产生弯矩和剪力,而且还会产生较大的轴力,这个轴力不能忽略。在SATWE软件中,只有定义了弹性楼板才能产生转换梁的轴力。因此,对于框支转换结构必须整层定义弹性楼板厚板转换结构对于厚板转换结构,由于其厚板的面内刚度很大,可以认为是平面内无限刚,其平面内的刚度是这类结构传力的关键。因此,此类结构的厚板转换层应定义为弹性楼板多塔连体结构(见图例)四种计算模式的意义和适用范围刚性板定义:在楼板平面内刚度无限大,平面外刚度为零梁刚度放大系数:《高规》第5.2.2条规定,在结构内力与位移计算中,现浇楼面和装配整体式楼面中的刚度可考虑翼缘的作用予以放大,楼面梁刚度增大系数可根据翼缘情况取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此假定适用于楼板形状较规则的结构弹性板6定义:采用壳单元真实的计算楼板的面内刚度和面外刚度采用此假定会使部分竖向楼面荷载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,相应配筋减小此假定适用于板柱结构或板柱—抗震墙结构弹性板3假定平面内无限刚而面外刚度是真实的,采用中厚板弯曲单元来计算楼板平面外刚度针对厚板转换层结构的转换厚板提出的,也适用于板厚较大的板柱结构或板柱—抗震墙结构建模时在PM中要布置100mm×100mm的虚梁,在SATWE中定义“弹性板3”。虚梁是一种无刚度、无自重的梁,不参与结构计算布置虚梁的作用:为SATWE软件或PMSAP软件提供板的边界条件传递上部结构的竖向荷载为弹性楼板单元的划分提供必要条件层高输入时将厚板的板厚均分给与其相邻的上下两层,厚板下层层高为该层净空加厚板的一半厚度。弹性膜定义:采用平面应力膜单元真实的计算楼板平面内刚度,同时忽略楼板的平面外刚度。适用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建模时真实的输入楼板的厚度,对于没有楼板的房间应定义板厚为零或定义全房间洞。弹性楼板可以定义在整层楼板上,也可以仅在需要的局部区域上。工程实例某工程为框支剪力墙结构,共30层,带一层地下室,地面以上第4层为框支转换层,地震设防烈度8度,地震基本加速度为0.2g,场地类别为三类场地土,中梁刚度放大系数取0.2,边梁刚度放大系数取1.5,转换层楼板厚度为180mm,结构体系按复杂高层计算,并考虑偶然偏心的影响。计算结果将转换层楼板分别采用弹性板6、弹性膜和刚性板假定进行计算,该结构的周期、转换层处层间位移角和转换梁1的内力和配筋计算结果分别如表所示周期计算表转换层处层间位移角计算表转换梁1的内力和配筋计算表结果分析本工程刚性板假定下结构的刚度大于弹性板6假定下结构的刚度弹性膜假定下其结构的刚度最小,结构的位移和周期均最大通过对表3的分析可以看出,三种计算模式下梁的负端弯矩和跨中弯矩相差并不大,但采用弹性板6和弹性膜假定下梁的跨中纵向钢筋的配筋面积明显大于采用刚性板假定下梁的配筋面积。这主要是由于框支梁按照拉弯构件设计造成的。在表3中,采用弹性板6和弹性膜计算模式时,框支梁会产生较大的轴力,而采用刚性板假定时,框支梁的轴力为0由于弹性板6模式考虑了楼板的平面外刚度,因此,框支梁计算的安全储备降低,从表3中可以看出,采用弹性膜假定计算出来的框支梁1的弯矩、剪力和轴力均大于采用弹性板6假定下的计算结果。在本工程中,这两种模式的计算结果虽然不大,但这两种计算结果的差异与楼板厚度有关,板厚越大,计算结果的差异也越大斜屋面结构的建模与计算斜屋面结构的建模通过设置“梁两端标高”或“上节点高”等方式形成屋面斜板在PMCAD建模时,屋面斜梁不能直接落在下层柱的柱顶上,斜梁下应布置100mm高的短柱(如下图),此短柱只传荷载和内力,没有设计意义当采用TAT、SATWE软件计算时,顶部倾斜的剪力墙程序不能计算(如下图),PMSAP可以计算,但要在“复杂结构空间建模”中将其定义为弹性板6坡梁上下层连接由于PM程序本身问题,坡梁布置不能直接布置在下层节点上解决办法:1)在端部加100mm高短柱2)用Spascad不受影响节点抬高由于做坡屋顶造成墙节点抬高形成不规则砼墙。SATWE程序不能进行计算,可以用PMSAP软件对屋面斜板的处理TAT和SATWE软件只能计算斜梁,对斜屋面的刚度不予考虑PMSAP软件可以计算屋面斜板的刚度对整体结构的影响斜屋面结构的计算简化模型一:忽略斜屋面刚度对整体结构的影响,将屋面斜板上的荷载导到斜梁上,用TAT或SATWE计算简化模型二:将斜屋面刚度用斜支撑代替,屋面斜板上的荷载导到斜梁上,适当考虑支撑自重,用TAT、SATWE计算。斜撑的目的是为了模拟斜屋面的传力,其本身的内力计算没有意义真实建模,考虑斜屋面刚度对整体结构的影响,用PMSAP计算工程实例工程为框架结构的仿古建筑,共4层,第二层的两端和第四层的中间部分布置了较多的斜屋面,该结构斜屋面组成比较复杂,板厚为180mm,地震设防烈度为8度,地震基本加速度为0.2s,周期折减系数0.7,考虑偶然偏心的影响,并采用总纲模型计算。斜屋面结构的计算为了能够有效地体现屋面斜板对结构设计的影响,现分别采用三种计算模型对结构进行计算,第一种模型考虑斜屋面,按真实模型计算;第二种模型为忽略斜屋面,将斜屋面引起的荷载传递给斜梁,按简化模型1计算;第三种模型为将斜屋面用斜撑代替,斜屋面引起的荷载传递给斜梁,按简化模型2计算。三种模型中结构周期和位移的计算如表;单根构件的内力如下表表1三种计算模型中结构周期和位移的计算表2三种计算模型中梁1的弯矩计算表3三种计算模型中梁2的弯矩计算表4三种计算模型中柱1的弯矩(My)计算结果分析从表1可看出,屋面斜板对结构的周期和位移均有影响。采用简化模型1计算由于忽略了斜屋面的面内刚度和面外刚度,计算结果偏柔;采用简化模型2计算,由于斜撑起到了一定的楼板刚度的作用,以此其计算结果介于简化模型1和真实模型之间表2和表4主要反映的是屋面斜板对其他楼层的水平和竖向构件内力的影响。从表中可以看出,在竖向荷载作用下(如恒载),三种计算模型算出的构件内力相差很小,几乎可以认为相等;在水平荷载作用下(如地震力),简化模型1与真实模型和简化模型2计算出的构件内力有一定差别,但差别也不很大。真实模型和简化模型2计算出的构件内力则相差很小结果分析表3主要反映的是屋面斜板对屋面梁内力的影响。从中可以看出,由于屋面斜板定义了弹性板6,从而使采用简化模型计算的梁内力值明显大于采用真实模型计算的梁内力值屋面板越薄,简化模型计算越精确;斜屋面越简单,简化模型计算越精确;建议采用斜撑简化模型,此模型与实际情况比较接近,比简化模型一要精确次梁按主梁输和按次梁输的区别导荷方式相同这两种方式形成的次梁均可将楼板划分成双向或单向板,以双向或单向板的方式进行导荷空间作用不同次梁按次梁输时,输入的次梁仅仅将其上所分配的荷载传递到主梁上,此两本身的刚度不代入空间计算中,即对结构的刚度、周期、位移等均不产生影响次梁按主梁输时,输入的次梁本身的刚度参与到空间计算中,即对结构的刚度、周期、位移等均会产生影响内力计算不同次梁按次梁输时,次梁的内力按连续梁方式一次性计算完成,主梁是次梁的支座次梁按主梁输时,程序部分主次梁,所有梁均为主梁。梁的内力计算按照空间交叉梁系的方式进行分配。即根据节点的变形协调条件和各梁线刚度的大小进行计算。主梁和次梁之间没有严格的支座关系悬挑梁问题从主梁伸出的悬挑梁与从柱伸出的悬挑梁其变形协调是不同的。从主梁伸出的悬挑梁的变形会小于从柱伸出的悬挑梁。不规则结构方案调整的几种主要方法不规则结构方案的调整不规则结构的建模应注意其整体性,增强结构的整体刚度,使结构在地震荷载作用下能达到整体变形,避免出现局部变形过大或扭曲变形过大计算分析时应着重控制其周期比、位移比及刚度比等规范的限值提高结构的外围刚度,减小结构内部刚度,以增加结构抗扭能力。主要可采取如下措施:增加剪力墙之间的连梁数增大连接板的厚度尽量减少角窗将角窗上的折梁改为反梁工程实例工程为一幢高层住宅建筑,纯剪力墙结构,结构外型呈对称Y形。一层地下室,地上共23层,曾高2.8m。工程按8度抗震烈度设防,地震基本加速度为0.2g,建筑抗震等级为二级,计算中考虑偶然偏心的影响。此工程的特点:每一楼层沿Y向对称结构的角部布置了一定数量的角窗结构平面沿Y向凹进的尺寸为10.2m,Y向投影方向的总尺寸为22.3m,开口率达45%,大于相应投影方向总尺寸的30%,属于平面布置不规则结构,对结构抗震性能不利本工程在初步设计时,结构外墙取250mm厚,内墙取200mm厚。经试计算结果如下:结构周期:T1=1.4995s,平动系数:0.21(X),扭转系数:0.79;T2=1.0954s,平动系数:0.79(X),扭转系数:0.21;T3=1.0768s,平动系数:1.00(Y),扭转系数:0.00周期比:T1/T2=1.37,T1/T3=1.39最大层间位移比:1.54最大值层间位移角:1/1163通过对上述计算结果的分析可以看出:该结构不仅周期比大于规范规定的0.9的限值,而且在偶然偏心作用下的最大层间位移比也超过1.5的最高限值经过分析我们得知,之所以产生这样的结果,主要是由于结构的抗扭能力太差引起的为了有效的提高结构的抗扭能力,经与建筑协商,在该结构的深开口处每隔3层布置两道高1m的拉梁,拉梁间布置200mm厚的连接板,经过上述调整后,计算结果如下:结构周期:T1=1.3383s,平动系数:0.22(X),扭转系数:0.78;T2=1.0775s,平动系数:0.78(X),扭转系数:0.22;T3=1.0488s,平动系数:1.00(Y),扭转系数:0.00周期比:T1/T2=1.24,T1/T3=1.28最大层间位移比:

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