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1、2005新版PKPM结构软件专题 研讨会,砼结构部分,PKPM新规范软件特点,1、计算参数增加，部分原有参数含义改变 2、计算难度和运算量增大，必须看计算书 3、墙、梁、板、柱配筋量不同程度增加,地震计算剪重比新旧规范比较,3层圆弧框架 13.01% 7层框架 11.59% 17层框支 8.43% 18层框剪 10.45% 21层框筒 8.26% 28层框筒 5.49% 31层框支 10.77% 35层框支 3.79% 36层剪力墙 6.06% 平均增加 8.65%,地震最大层间平均位移新旧规范比较,3层圆弧框架 13.04% 7层框架 11.66% 17层框支 10.74% 18层框剪 13
2、.60% 21层框筒 13.58% 28层框筒 10.81% 31层框支 13.33% 35层框支 10.75% 36层剪力墙 11.11% 平均增加 12.35 %,梁腰筋从79公斤增加到258公斤，使总用钢量增加9%（2156公斤）,新旧规范地震作用弯矩图(8度设防),梁计算配筋新旧规范比较 主筋 箍筋,7层框架 4.6% 17.7% 17层框支 7.5% 2.2% 18层框剪 14.8% 21层框筒 16.5% 14.8% 28层框筒 10.3% 3.4% 31层框支 8.7% 35层框支 7.3% 36层剪力墙 6.0% 10.5% 平均： 9.46 %,柱计算配筋新旧规范比较 主筋
3、箍筋,7层框架 27.5% 25.2% 17层框支 4.5% 2.0% 18层框剪 22.4% 7.4% 21层框筒 0.70% 2.9% 28层框筒 6.5% 7.8% 31层框支 6.3% 1.2% 35层框支 5.5% 7.6% 平均： 10.49 % 7.7%,新旧规范楼板配筋钢筋量比较（一、二级钢筋）,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
4、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比不易小于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e按公式e=1H2/2H1计算。e已接近于
5、1，非抗震设计时e不应大于2，抗震设计时e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
6、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，人为计算刚度比,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ui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件的剪切面积和层高密切相关。但剪切刚度没有考虑剪
7、力墙洞口高度变化时所产生的影响 剪弯刚度：实际上就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
8、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 内力分析：由表中可
9、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+活）；只有当发现控制工况组合计算的配筋面积大于构造配筋面积时，才按最大控制工况组合输出内力和工况号,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
10、“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v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
11、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
12、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，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,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,带变形缝结构的计算方法,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
13、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间剪切刚度比时，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
14、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,梁1 梁1 梁2
15、 梁2 柱 柱,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前处理的“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
16、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34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,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
17、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.
18、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 当梁的一端与柱刚接、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
19、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
20、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 将头两步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,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，从而使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
21、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 连梁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
22、 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,弹性楼板的计算和选择,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）
23、 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,弹性楼板的选择与判断,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
24、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1.32.0。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
25、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100mm100mm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
26、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
27、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,结果分析,由于弹性板6模式考虑了楼板的平面外刚度，因此，
28、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
29、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
30、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0.2g，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。,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
31、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,斜屋面结构的计算,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
32、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
33、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
34、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。,从柱伸出的悬挑梁,从主梁伸出的悬挑梁,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
35、。一层地下室，地上共23层，层高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.
36、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
37、.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：1.48 最大值层间位移角：1/1250 由上述结果可看出，由于设置了拉梁和连接板，使结构的整体性有所提高，抗扭能力得到了一定的改善，结构的周期比和位移比均有所降低，但仍不满足要求,经过分析得知，一方面，必须进一步提高结构的抗扭能力已控制周期比；另一方面，结构的最大位移值出现在角窗部位，因此，控制最大位移值就成为改善位移比的关键 为此，对本工程采取如下措施：
38、尽量加大周边砼构件的刚度。具体做法是将结构外围剪力墙厚增加到300mm以提高抗扭能力 将角窗处的折梁按反梁设计，其断面尺寸由原来的200*310mm改为350*1000mm，从而控制其最大位移 将外墙洞口高度由2490mm降为2000mm，以增大周边构件连梁的刚度 加大结构内部剪力墙洞口的宽度和高度，以降低结构内部的刚度,经过上述调整后，计算结果如下： 结构周期： T1=1.0250s，平动系数：1.00(X)，扭转系数：0.00；T2=0.9963s，平动系数：1.00(Y)，扭转系数：0.00；T3=0.8820s，平动系数：0.00，扭转系数：1.00 周期比：T3/T1=0.86，T3
39、/T2=0.88 最大层间位移比：1.29 最大值层间位移角：1/1566 通过以上调整后，可以看出结构的整体抗扭能力得到了很大的提高，周期比和位移比都能满足规范要求，设计合理 对于角窗结构，宜在角窗处的楼板内设置暗梁等措施以提高结构端部的整体性,用SATWE软件计算井字梁结构 计算结果与查表法相差很大的原因,计算假定不同 查表法假定两端无论是固接还是铰接，均没有竖向位移 SATWE软件采用空间交叉梁系计算井字梁结构，梁端位移的大小取决于结构的刚度 正是由于计算假定的不同，采用SATWE软件计算，当梁端为主框架时，由于框架梁刚度较小，位移较大，从而使内力按照节点位移进行分配，则其计算结果与查表
40、法相差较大；当梁端为剪力墙等竖向刚度较大的构件时，该节点的竖向位移很小，基本为0，则其计算结果与查表法相近,砖混结构井字梁楼盖的计算,目前的SATWE和TAT软件都不能计算砖墙，因此对于这种结构形式只能进行简化计算。由上述分析可知，井字梁内力的大小与梁端构件的相对竖向刚度有关。这种结构形式梁端一般均为铰接在砖墙上。我们在简化时可以将砖墙简化为砼墙，但要注意相对竖向刚度的正确性。比如某结构井字梁周边砖墙墙厚有370或240，则在将砖墙简化为砼墙时也应在相应位置布置墙厚为370或240的砼剪力墙,建模问题,柱截面内有两根梁的问题,在梁节点间布置刚性梁 程序自动处理刚性梁，出图时删掉即可,一柱抬两柱
41、问题,在两个节点之间加刚性梁，由程序来自动完成 类似结构像牛腿等，可以按此处理，人为加上一根短梁，然后在程序中指定为刚性梁。,一梁抬两墙问题,沿梁轴线全长均匀布置间距12米的刚性梁，再在轴线上布置墙。,柱,墙,墙轴线,梁轴线,梁,刚性梁,避免短梁的方法,可以采取短梁加宽或者加腋,也可在此处增加刚性梁,此处会产生很大的扭矩，对梁受力非常不利,计算模型,越层柱的计算模型,由于越层柱在楼层的越层点位置不受楼板的约束。 计算时应采用TAT，尽量不要采用SATWE。TAT采用整体分析的方法，侧重于整个杆件；SATWE以层为单位，在每层层高处均产生质点。,梁活荷载折减,梁活荷载的折减是对其上所施加的外力的
42、折减，由于传力问题会影响柱的内力计算。因此，作梁活载折减以后，就不要再对柱、墙的荷载进行折减了。,梁设计弯矩放大系数,此系数主要是考虑由于梁的内力重分布造成设计弯矩与实际不相符，而人为增大梁的设计弯矩。此增大系数会同时增大梁的正负弯矩，所以不要设得过大，也不要与“考虑活荷载不利布置”同时使用。,加密区箍筋,柱的非加密区箍筋往往与加密区箍筋设置相同，是因为柱的设计配箍往往小于构造配箍，柱的加密区的配箍往往都是构造配箍。 梁的剪力会随梁全长发生变化，所以梁的配箍是由剪力决定的。,偏心问题,梁柱偏心,程序自动在交界处加刚域 上下柱偏心，程序自动加刚域,柱,梁,梁抬柱的偏心问题,梁抬柱产生的梁扭矩并不
43、大，由此产生的对梁的扭矩都转化为柱的附加弯矩。,刚性梁与刚域的区别,刚性梁是一个具体的杆件，它可以独立位移，但不会产生变形 刚域是一个组合的概念，是一个由各个杆件构成的组合。它的存在必须依附于具体构件。不存在位移和变形等问题。,计算中的几个问题,为什么SATWE软件在调整0.2Q0系数时要默认最大值为2.0？如果想突破最大默认值该怎么办？,SATWE软件在调整0.2Q0系数是将最大值默认为2.0主要是为了避免出现各层地震力都一样的情况，从而使计算结果失败。此外，如果不控制最大值，也可能是某些层的构件内力过大而无法设计 如果设计人员想突破该默认值的限制，可以直接建立0.2Q0文件（文件名为SAT
44、INPUT.02q），程序会自动读取设计人员输入的调整系数,为什么有时候弹性楼板下的位移值小于刚性楼板下的位移值？,产生这种情况的原因是由于设计人员定义了弹性楼板6。当某结构的变形由面外变形控制时，由于定义了弹性楼板6，其面外刚度大于刚性板的面外刚度，则位移就减小。当某结构的变形由面内变形控制时，弹性板6的面内刚度小于刚性板的面内刚度，则位移就增大,砼柱的单、双偏压计算的选取,从理论上讲，所有的砼柱的受力状态都是双偏压。但规范并没有要求所有的砼柱都按双偏压计算，是否按双偏压计算应根据规范决定，比如角柱 目前的SATWE软件提供了两种方式计算双偏压。一种是在“设计信息”里面按双偏压计算，这种方法
45、计算出来的值多解，而且计算结果偏大；另一种是设计人员先按单偏压计算，然后再在“分析结果图形和文本显示”中暗双偏压验算。这种方法计算出来的结果是唯一的，而且结果也不大。 一般来说，结构能够通过双偏压验算也就可以了,砼剪力墙暗柱为什么会超筋？,剪力墙暗柱超筋，这种情况主要是因为剪力墙暗柱配筋面积超过了最大配筋率4%引起的。而实际上规范并没有规定剪力墙边缘构件的最大配筋率，这个4%是程序自己制定的，目的在于提示目前剪力墙边缘构件的配筋较大，希望引起注意，设计人员可以不去管它,建立墙边缘构件配筋面积太大怎么办？,目前的SATWE软件在计算剪力墙配筋时是针对每一个直墙段进行的，当直墙段重合时，程序取各段
46、墙肢端部配筋之和，从而使剪力墙边缘构件配筋过大 调整的方法： 调整剪力墙砼标号 提高砼标号并不一定能使剪力墙边缘构件配筋面积降低，有时反而会使配筋面积升高，产生这种情况的主要原因是虽然随着砼标号的提高，砼的抗压强度设计值增大，但砼弹性模量增大，结构的刚度增加，地震力也随着增大。当地震力增大的幅度低于砼抗压强度设计值增大的幅度时，墙体的配筋面积就会增加。因此，在设计中当发现提高砼标号后墙体的配筋面积增大，就应考虑采用降低砼标号的方法来降低墙体的配筋面积,提高剪力墙主筋钢筋级别 提高墙体分布筋的配筋率 根据剪力墙抗弯承载力的计算公式：M分布+M端部M设计，在设计中一般都是通过制定剪力墙分布筋的最小
47、配筋率，反算出剪力墙分布筋所在区域的抗弯设计承载力，从而在计算出剪力墙端部的配筋面积。因此，我们可以通过提高墙体分布筋的配筋率来达到降低剪力墙端部配筋面积的目的。,考虑钢筋共用而对配筋面积进行折减 由于目前的SATWE软件在计算剪力墙配筋面积时偏大，因此可以对该配筋面积进行折减，但折减多少不易掌握 调整剪力墙边缘构件阴影区的面积 规范规定剪力墙边缘构件阴影区的长度最小为300mm。有些设计人员在设计中将阴影区的长度加长以达到降低阴影区的配筋率的目的。这里需要指出的是，这样处理时偏不安全的。阴影区的加长有可能是剪力墙计算的有效高度减小，从而使配筋增加。因此，如果加大阴影区长度，则以相应加大剪力墙
48、配筋面积,SATWE和TAT软件中“底层柱墙最大组合内力”里的值是设计值还是标准值？可否作为基础设计依据？,SATWE和TAT软件中“底层柱墙最大组合内力”里的值是设计值，不可以作为基础设计依据 这主要是因为虽然某种内力是最大值，但由此产生的其它内力有可能很小。比如说最大轴力所对应的弯矩和剪力值有可能很小，有这种组合所计算出来的基础并不一定是最不利组合计算出来的。而次大轴力所对应的弯矩和剪力值有可能很大，有这种组合所计算出来的基础有可能是最不利组合计算出来的,地震加速度不是规范中规定的值可以在SATWE程序中手动输入既可，程序会用差值的方法做计算 梁柱重叠部分要看柱的截面形式，对于异型柱应简化成刚域，对于矩形柱应不简化 结构的基本周期先按程序默认值计算，待计算完后将第一平动周期填入即可,砼结构部分研讨到此结束 谢谢大家,济南旗云科技发展有限公司 张少宾 13964168229 0531-8595 3455 PKPM专业服务机构,