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PKPM参数设置和计算结果文本分析详解


PKPM参数设置和计算结果文本分析详解 1

本文比较长长耐心看完。

前处理注意事项
1、按构件原型输入:按柱、异形柱、梁、墙(含开洞)构件原型输入,没有楼板的房间要开洞,不要把TAT薄壁柱理论对结的简化带入。
2、轴网输入:删除各层无用的网点,利用偏心布置构件功能,消除短梁、短墙、柱内多节点。PMcad的数据检查要通过。SATWE数据报告提示的问题要消除。
3、柱、梁截面形式及材料:附录A中的15种截面类型,程序可计算自重。范例外的自重需用户输入。
4、板―柱结构输入:柱网需输入截面为100X100的虚梁。
5、厚板转换层输入:柱网需输入截面为100X100的虚梁。层高以板厚的1/2划分。
6、错层结构输入:
A、框架错层:在PM中调整梁端高,含斜梁。
B、剪力墙错层:由于PM以楼板划分层,可在错层中局部布板。
C、多塔层高不同:把形成的塔虚层中楼板去掉。

关于整理SATWE设计参数便览的说明
设计参数的合理确定至关重要,以便览的方式整理其目的是在SATWE的操作中,可据本便览比较快的定下来。SATWE的设计参数,用户手册有一些说明,但分散在多处且过于简单,很不好用。虽然网上也有许多帖子,但总觉得系统性、实用性有些不足。

SATWE前处理——PM生成SATWE数据菜单共13项,重点是1、2两项。
由于水平有限在整理中肯定会出现不足和错误,欢迎斧正。

SATWE参数便览之总信息
1、水水平力与整体坐标夹角(度):采用隐含值0,经第一次计算后,当有绝对值大于15度时,填入计算值重算。
2、混凝土容重:隐含值25。构件自重计算梁板、梁柱重叠部分都未扣除,框架结构可行,剪 力墙、板柱结构偏小,一般去26、27。
3、钢材容重:隐含值78,可行。
4、裙房层数:指地上的周边都有的群房。当主体一面或多面无裙房时,风荷载需个案处理。
5、转换层所在层号:按自然层号填输,含地下室的层数。
6、地下室层数:按地下层数填输,当一面或多面临空时,填土侧压力需个案处理。
7、墙元细分控制最大控制长度: 墙元长度太大则计算精度无法保证,可采用隐含值。
8、对所有楼层采用刚性楼板假定:位移计算时,不论是否开大洞或不规则,必须是刚性板假定。内力计算时,则在任何情况下均不能设为刚性板。
9、墙元侧向节点信息:一般工程选“出口”,剪力墙数量多的高层结构宜选“内部”。选“内部”时,计算精度会有一点点降低,但速度要快很多。
10、结构材料信息:共5个选项:钢筋砼结构;钢与砼混合结构;有填充墙钢结构;无填充墙钢结构;砌体结构。按含义选取,砌体结构用于底框结构。
11、结构体系:按结构布置的实际状况确定。共分:框架结构、框剪结构、框筒结构、筒中筒结构、板柱剪力墙结构、剪力墙结构、短肢剪力墙结构、复杂高层结构、砖混底框结构、共9种类型。确定结构类型即确定与其对应的有关设计参数。
12、恒、活载计算信息:“不计算恒、活荷载”即计算竖向力。“一次性加载”可用于多层。“模拟施工荷载1” 用于高层结构计算,“模拟2”仅用于高层基础计算。
13、地震作用计算信息:共3个选项:不计算地震作用,很少出现;计算水平地震作用,用于6-8度区;计算水平和竖向地震作用,用于九度区。

SATWE参数便览之风荷载信息
1、地面粗糙度类别:分为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。见《荷规》7.2.1条。
2、基本风压::风荷载基本值的重现期为50年一遇,《高规》3.2.2条规定:对于B级高度的高层建筑或特别重要的高层建筑,应采用100年一遇的风压值。
3、结构基本周期(秒):用《荷规》附录E的经验公计算初始值即:框架结构T=(0.08-1.00)N;框剪结构、框筒结构T=(0.06-0.08)N;剪力墙结构、筒中筒结构T=(0.05-0.06)N。其中N为结构层。经运算后填输计算值重算。
4、体型系数:指的是含高度变化等因素的综合系数,应据《荷规》7节、《高规》3.2条确定。体型系数分段最多为3。
5、设缝多塔背风面体型系数:还没有分段功能。
6、超出上述范围的风荷载,可用程序的自定义功能。

SATWE参数便览之地震信息
1、结构规则性信息:结构平面规则性判断见《抗规》表3.4.2-1、《高规》4.3节。结构竖象规则性判断见《抗规》表3.4.2-2、《高规》4.4节。
2、设计地震分组:见《抗规》附录A。
3、设防烈度:见《抗规》附录A。按《抗规》3.1.3条调整。
4、场地类别:共分4类。见《抗规》4.1节。
5、框架抗震等级:见《抗规》表6.1.2。
6、剪力墙抗震等级:见《抗规》表6.1.2。
7、考虑偶然偏心:见《高规》3.3.3条。计算单向地震时考虑。
8、考虑双向地震作用:《抗规》5.1.1条。一般情况选用。
9、计算振型个数:一般应大于9,不超过层数X3,以参与质量系数是否达到0.9为准。
10、活载质量折减系数:见《抗规》表5.1.3。
11、周期折减系数:《高规》第3.3.17条有具体规定:当非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ΨT可按下列规定取值:框架结构g 0.6~0.7; 框架―剪力墙结构g 0.7~0.8;剪力墙结构g 0.9~1.0; 短肢剪力墙结构(补充) 0.8~0.9。
12、结构的阻尼比:钢筋混凝土结构:0.05; 小于12层纲结构:0.03;大于12层纲结构:0.035。
13、特征周期:见《抗规》5.1.4条。特征周期值见《抗规》表5.1.4-2。附加周期值见《抗规》表5.2.7。
14、多遇地震最大影响系数:见《抗规》表5.1.4-1。《高规》表3.3.7-1。
15、罕遇地震最大影响系数:见《抗规》表5.1.4-1。《高规》表3.3.7-1。
16、斜交抗侧力构件方向附加地震数及相应角度:见《抗规》5.1.1

建议PKPM应明确此处的填的抗震等级是”计算地震作用“用的抗震等级,而非要采用的“抗震构造措施”的抗震等级。

SATWE参数便览之活载信息
1、柱、墙设计活荷载:民用建筑勾选折减。非民用建筑另议。
2、传给基础的活荷载:民用建筑勾选折减。非民用建筑另议。
3、梁活载不利布置最高层号:按自然层号填入。
4、柱、墙、基础活荷载折减系数:《荷规》表4.1.2。

SATWE参数便览之调整信息
1、梁端负弯矩调整系数:隐含值0.85。可采用,也可修改。
2、梁设计弯矩放大系数:不与活载不利布置同时定义。
3、梁扭矩折减系数:隐含值0.4。可采用,也可修改。
4、连梁刚度折减系数:隐含值0.7。可采用,也可修改。
5、中梁刚度放大系数:一般取2。
6、剪力墙加强区起算层号:无地下室填1,有地下室向地下延伸一层。
7、调整与框支柱相连的梁内力:有时勾选。《高规》10.2.7条。
8、按抗震规范(5.2.5)调整各楼层的地震内力:指楼层最小地震剪力,应勾选。《抗规》5.2.5条。,
9、九度结构及一级框架结构梁柱配筋超配系数:隐含值1.15。可采用。
10、指定薄弱层个数及层号:事先难以确定,可经运算后确定。
11、地震作用调整:
11-1、全楼地震作用放大系数:找不到规范依据,可配质量参与系数使用。
11-2、0.2Qo调整起、止层号:按自然层的起、止层号填入。
11-3、顶塔楼地震作用放大起始层号及系数:按顶塔楼的起始层自然层号填入。系数一般取3。

SATWE参数便览之设计信息
1、考虑“p-△”:可暂不勾选,经计算确定。
2、梁柱重叠部分简化位刚域:一般不简化,梁、柱截面特别大的节点可勾选。
3、按高规或高钢规进行构件设计:符合高层条件的建筑应勾选,多层建筑不勾选。
4、钢柱计算长度系数按有侧移计算:勾选按有侧移计算,否则按无侧移计算。判断见《钢规》5.3.3条
5、混凝土柱的计算长度系数计算执行《混规》7.3.11-3条:当水平荷在产生的弯矩大于75%勾选。
6、结构重要性系数:按《混规》3.2.2条确定。
7、梁保护层厚度:按《混规》9.2节慎重确定。
8、柱保护层厚度:按《混规》9.2节慎重确定。
9、钢构件截面净毛面积比:0.85偏小,可据节点连接方式、螺孔多少适当加大。
10、柱配筋计算原则:由X、Y轴的弯矩比例确定,选双偏压比较稳妥。

SATWE参数便览之配筋信息
1、梁主筋强度:据《混规》表4.2.3-1选用。
2、 柱主筋强度:据《混规》表4.2.3-1选用。
3、 墙主筋强度:据《混规》表4.2.3-1选用。
4、 梁箍筋强度及间距:抗震设防工程填加密区间距可用100,非抗震设防工程按构造规定填可用200。
5、 柱箍筋强度及间距:抗震设防工程填加密区间距可用100,非抗震设防工程按构造规定填可用200。
6、墙分布筋强度:据《混规》表4.2.3-1选用。
7、墙边缘构件箍筋强度:据《混规》表4.2.3-1选用。
8、墙水平分布筋间距:非、一、二、三级抗震300,框支墙200,见《混规》10.5.10条、《抗规》6.4.3条。
9、墙竖向分布筋配筋率:非抗震工程见《混规》10.5.10条,抗震工程见《抗规》6.4.3条,高层特一级抗震见《高规》4.9.2条。

SATWE参数便览之调整信息
11、地震作用调整:
11-3、顶塔楼地震作用放大起始层号及系数:按顶塔楼的起始层自然层号填入。系数一般取3”

1.根据《抗规》第5.2.4条,当采用底部剪力法时,突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应,宜乘以增大系数3,……;采用振型分解法时,突出屋面部分可作为一个质点;……
2.根据李国胜先生编著的《多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例》第2.16条:在高层建筑顶部,当有突出屋面的楼电梯间、水箱间等高度较小的小塔楼时,如果采用振型分解反应谱法,并取3个振型时,小塔楼的水平地震作用宜乘以放大系数1.5;当采用9~15个振型时,求得的地震作用不再放大。

补充:
“SATWE参数便览之调整信息
11、地震作用调整:
11-3、顶塔楼地震作用放大起始层号及系数:按顶塔楼的起始层自然层号填入。系数一般取3”
1.根据《抗规》第5.2.4条,当采用底部剪力法时,突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应,宜乘以增大系数3,……;采用振型分解法时,突出屋面部分可作为一个质点;……
2.根据李国胜先生编著的《多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例》第2.16条:
(1).在高层建筑顶部,当有突出屋面的楼电梯间、水箱间等高度较小的小塔楼时,如果采用振型分解反应谱法,并取3个振型时,小塔楼的水平地震作用宜乘以放大系数1.5;当采用9~15个振型时,求得的地震作用不再放大。
(2).广播、通讯、电力调度等建筑物,由于天线高度以及其他功能要求,常常在主体建筑物的顶部再建一个细高的塔楼,塔高常超过主体建筑高度的1/4以上,甚至超过建筑物的高度,塔的层数较多,刚度较小。塔楼的高振型影响很大,其地震作用比按底部剪力法的计算结果大很多,远远不止3倍,有的甚至大8~10倍。因此,一般情况下塔与建筑物应采用振型分解反应谱法(≥15个振型)或时程分析法进行分析,求出其水平地震作用。

SATWE参数便览之荷载组合
1、恒荷载分项系数:可变(活)荷载效应控制取1.20;永久(恒)荷载效应控制取1.35。《荷规》3.2.5条。
2、活荷载分项系数:可变(活)荷载效应控制取1.40-1.30;永久(恒)荷载效应控制取0.98。《荷规》3.2.5条。
3、活荷载组合值系数:民用建筑多数0.7,《荷规》表4.1.1。民用建筑见《荷规》附录C。
4、活荷载重力代表值系数:0.5,《抗规》5.1.3、表5.1.3。
5、风荷载分项系数:1.4《荷规》3.2.5条。
6、风荷载组合值系数:0.6《荷规》7.1.4条。
7、水平地震作用分项系数:1.3《抗规》5.4.1条表5.4.1。
8、竖向地震作用分项系数:0.4《抗规》5.4.1条表5.4.1。
9、温度荷载分项系数:待议。
10、吊车荷载分项系数:1.4《荷规》3.2.5条。
11、特殊风荷载分项系数:1.4《荷规》3.2.5条。
12、自定义组合及工况:按提示操作。
13、另有积灰、雪荷载未纳入,应据《荷规》另行处理,荷载组合是由程序自动完成,注意校核。

SATWE参数便览之地下室信息
1、回填土对地下室约束相对刚度比:改版前一般填3运算,填5为完全约束。新版填-m(地下室层数)为完全约束。
2、外墙分布筋保护层厚度:按《混规》9.2节慎重确定。
3、地下室外墙侧土、水压力参数:
3-1、回填土容重:18可行。
3-2、室外地坪标高:据建筑设设计确定。
3-3、回填土侧压力系数:据地质报告,经计算确定。一般情况为0.3-0.4。
3-4、地下水位标高:据地质报告确定。
3-5、室外地面附加荷载:据地面功能确定。
4、人防设计信息:
4-1、人防设计等级:据人防部门的意见确定。
4-2、人防地下室层数:据人防部门的意见确定。
4-3、顶板人防等效荷载:按《防规》确定,并可在菜单10里修改。
4-4、外墙人防等效荷载:按《防规》确定,并可在菜单10里修改。
5、新版不允许活载为0,底板也有人防等效荷载及邻空墙的土压力需另案处理。

SATWE参数便览之砌体结构
1、砌块种类:分烧结砖、蒸压砖、砌块三种。《砌规》3.1节。
2、砌块墙体容重:22是烧结砖的容重(含双饰面),其它种类应换算。
3、构造拄刚度折减系数:应是构造柱与砌体弹性模量的比值,一般可取0.3。
4、底部框架层数:填建模时的层数。
5、底框结构空间分析方法:抗震设防工程选PM菜单8,非抗震设防工程选可选有限元整体法。
6、材料强度变化起始层号:填自然层号。
7、第一种弹性模量:《砌规》3.2.5节。
8、第一种抗压强度:《砌规》表3.2.1-1。《砌规》表3.2.1-2。《砌规》表3.2.1-3。《砌规》表3.2.1-5。
9、第一种砂浆强度等级:M7.5、M5、M2.5、M0选其一。
10、第二种弹性模量:《砌规》3.2.5节。
11、第二种抗压强度:《砌规》表3.2.1-1。《砌规》表3.2.1-2。《砌规》表3.2.1-3。《砌规》表3.2.1-5。
12、第二种砂浆强度等级:M7.5、M5、M2.5、M0选其一。
13、配筋砌块砌体结构:采用时勾选。

SATWE参数便览之特殊构件定义
一、特殊梁:
1、不调幅梁:指配筋计算不作弯矩调幅的梁。用于裂缝有特别要求的梁,程序有隐含定义,亮青色显示。
2、连梁:指与剪力墙平行或交角不大于25度连接的梁。其刚度应近行折减。程序有隐含定义,亮黄色显示。
3、转换梁:指框支转换梁和托柱梁。程序没有隐含定义,需用户自定义。亮白色显示。
4、铰接梁:程序考虑了一端、两端饺接。程序没有隐含定义,需用户自分端定义。以红色小圆点显示。
5、滑动支座梁:程序考虑了一端为滑动支座。程序没有隐含定义,需用户自定义。以白色小圆点显示。
6、门式钢梁:程序没有隐含定义,需用户自定义。梁长的1/3暗白色显示。
7、耗能梁:程序没有隐含定义,需用户自定义。梁长的1/3亮绿色显示。
8、组合梁:在下级菜单里定义,信息记录在“ZHL.SAT”文件里,取消定义可删除该文件,也可查询修改。
9、刚性梁:点取菜单,在对话框里选择截面类型,双击1/0的1即完成定义。用于柱内节点连接。
二、特殊柱:
1、上、下、两端饺接柱:程序考虑了柱一端、两端为饺接的情况,户自定义后,上端饺接柱亮白色显示。下端饺接柱暗白色显示。两端饺接柱亮青色显示。
2、角柱:指位于阳角X、Y向只有单面拉接的柱,程序没有隐含定义,户自定义后显示“JZ”,再点击取消定义。
3、框支柱:指其框支梁上有混凝土墙连接的框支柱,用户自定义,方法同角柱。
4、门式钢柱:指按《门规》设计的柱,用户自定义,方法同角柱。
三、特殊支撑:
1、铰接支撑:程序考虑了支撑一端、两端为饺接的情况,定义方法同铰接梁。亮黄色显示,饺端以红色小圆点显示。
2、人/V支撑:点取定义后,其一半长度亮青色显示。
3、十/斜支撑:点取定义后,其一半长度亮红色显示。
四、弹性板:按房间单元定义,点取定义后显示一个圆环,圆环内数字示板厚。洞口占房间的一半时,应定义为弹性板。
弹性板分三种:
1、弹性板6:由程序据实计算板平面内、外刚度的板。
2、弹性板3:假定板平内无限刚。由程序据实计算板平面外刚度的板。
3、弹性膜:由程序据实计算板平面内刚度,平面外刚为0的板。
五、临空墙:有人防地下室时定义,红色宽线显示。
六、吊车荷载:输入吊车荷载相关参数和吊车布置。按菜单要求执行。吊车梁红色宽线显示。

SATWE参数便览之计算控制参数
1、刚心座标、层刚度比计算:必需勾选。
2、形成总刚并分解:必需勾选。
3、结构地震作用计算:有抗震设防工程勾选。
4、结构位移计算:必需勾选。
5、全楼构件内力计算:必需勾选。
6、吊车荷载计算:有吊车工程勾选。
7、生成传给基础的刚度:必需勾选。
8、构件配筋及验算:必需勾选。
8-1、配筋起始层:按需填入。
8-2、配筋终止层:按需填入。
9、层刚度比计算:
9-1、剪切刚度:配合刚性楼板选用。《高规》确定的方法。
9-2、剪弯刚度:配合弹性楼板、错层结构选用。有限元施加单位力法。
9-3、地震剪力与地震层间位移的比:有抗震设防工程选用。《抗规》确定的方法。
10、地震作用分析方法:
10-1、侧刚分析方法:配合刚性楼板选用。
10-2、总刚分析方法:配合弹性楼板、错层结构选用。
11、线性方程组解法:
11-1、VSS向量稀疏求解器:速度快优先选用。
11-1、LDLT三角分解:原项保留。
12、位移输出方法:
12-1、简化输出:侧刚分析方法,仅输出最楼层大位移,总刚分析方法,仅输出周期、地震力,按需选用。
12-2、详细输出:还输出各节点位移,按需选用。

PKPM菜单5(绘制结构平面图)楼板配筋参数:
1、支座受力钢筋最小直径:隐含值8,可选用。
2、板分布筋的最大间距: 隐含值250,和板厚有关。《混规》10.1.8条。
3、双向板计算方法:弹性算法适用于允许裂缝宽度要求较严格的建筑,框架梁端负弯矩有调幅系数的建筑应选塑性算法。
4、边缘梁、墙算法:应选按简支计算,以消除梁、墙的扭矩。
5、有错层搂板算法:应选按简支计算。
7、是否根据允许裂缝挠度自动选筋:当前软件有的版本还有不足,慎重选用。标准见《混规》3.3.2条、《混规》3.3.4条。
8、允许裂缝宽度::隐含值0.3,《混规》3.3.4条。
9、支座负筋长度取整按:隐含值10可选用。
10、钢筋级别:共5个选项,据需要选取。
11、钢筋放大调整系数:一般不需放大。
12、钢筋强度设计值:可用隐含值。
13、使用矩形;连续板跨中弯矩算法:双向板计算方法选弹性算法时选用。
14、嵌固与砌体墙的板角,上部筋应按《混规》10.1.7-2条的规定配置。
15、注意按《混规》10.1.9条的规定配置温度收缩筋。

PKPM参数设置和计算结果文本分析详解 2

PKPM参数设置和文本分析详解补充

1.风荷载

风压标准值计算公式为:Wkgzμzμsw0 。其中:βz=1+ξυφz/μz在新规范中,基本风压Wo略有提高,而建筑的风压高度变化系数μE、脉动增大系数ξ、脉动影响系数υ都存在减小的情况。所以,按新规范计算的风压标准值可能比89规范大,也可能比89规范小。具体的变化包括下面几条:

1)、基本风压::新的荷载规范将风荷载基本值的重现期由原来的30年一遇改为50年一遇: 新高规3.2.2条规定:对于B级高度的高层建筑或特别重要的高层建筑,应按100年一遇的风压值采用。
2)、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。
3)、风压高度变化系数:A、B、C类对应的风压高度变化系数略有调整。新增加的D类对应的风压高度变化系数最小,比C类小20%到50%
4)、脉动增大系数:A、B、C类对应的脉动增大系数略有调整。新增加的D类对应脉动增大系数比89规范小,约小5%到10%。与结构的材料和形式有关。
5)、脉动影晌系数:在89高规中,脉动影响系数仅与地面粗糙度类别有关,对应A、B、C类的脉动影响系数分别为,0.48、0.53和0.63。在新规范中,脉动影响系数不仅与地面粗糙度类别有关,而且还与建筑的高宽比和总高度有关,其数值都小于89高规。如C类、高度为5Om、高宽比为3的建筑,υ=0.46,比89高规小28%,若为D类,则小37%。
6)、结构的基本周期:脉动增大系数ξ与结构的基本周期有关(WoT12)。结构的基本周期可采用结构力学方法计算,对于比较规则的结构,也可以采用近似方法计算:框架结构T=(0.08-1.00)N:框剪结构、框筒结构T=(0.06-0.08)N:剪力墙结构、筒中筒结构T=(0.05-0.06)N。其中N为结构层数。

2.地震作用
1)、抗震设防烈度::新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3.2.2)。
2)、设计地震分组:新规范把直接影响建筑的设计特征周期Tg的设计近震、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。
3)、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。
4)、地震影响系数曲线:新规范5.1.5条,设计反应谱范围由原来的3s延伸到6s,分上升段、平台段、指数下降段和倾斜下降段四个区段。在5Tg以内与89规范相同,从5Tg起改为倾斜下降段,斜率为0.02。对于阻尼比ζ不等于0.05的结构,设计反应谱在阻尼比ζ等于0.05的基础上调整。
5)、扭转耦连:新高规3.3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稿连振动影响的振型分解反应谱法。
6)、双向地震作用:新抗震规范5.1.1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。
7)、偶然偏心:新高规3.3.3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%。
8)、竖向地震作用:新规范5.3.1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(5.3.1-1)和〈5.3.14〉计算,并宜乘以1.5的放大系数。相当于重力荷载代表值的33.4%:新规范5.3.3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10.2.3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。

3.地震作用调整
1)、最小地震剪力调整::新规范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
2)、0.2Q0调整:新规范6.2.13条规定,侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框一剪结构,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。
3)、边榀地震作用效应调整:新规范5.2.3条规定,规则结构不进行扭转祸连计算时,平行于地震作用方向的两个边桶,其地震作用效应应乘增大系数。一般情况下,短边可按1.15采用,长边可按1.05采用:当扭转刚度较小时,宜按不小于1.3采用。软件未执行这一条。
4)、竖向不规则结构地震作用效应调整:新规范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%或其正二层平均值的80%时,该楼层地震剪力应乘1.15增大系数;新规范3.4.3条规定,坚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1.25-1.5的增大系数。
5)、转换梁地震作用下的内力调整:新高规10.2.23条规定,转换梁在特一级和一、二级抗震设计时,其地震作用下的内力分别放大1.8、1.5、1.25倍。
6)、框支柱地震作用下的内力调整: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1一2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1一2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3。她框支柱剪力调整后,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。

4.作用效应组合
1)、作用效应组合基本公式非抗震设计时由可变荷载控制的组合zs=γGSGK+γJQJZ的iYQiSω非抗震设计时由永久荷载控制的组合zs=γGSGK+立的hSQik抗震设计时的组合
2)、恒荷载作用的分项系数:当其对结构不利时,对于可变荷载效应控制的组合,应取1.2,对于永久荷载效应控制的组合,应取l.35:当其对结构不利时,一般应取1.0。
3)、可变荷载作用的分项系数和组合值系数:一般应取l.4;对于标准值大于4.OKN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载应取1.3;楼面活荷载的组合值系数见荷载规范表4.1.1,取值范围在0.7-0.9之间;风荷载的组合值系数为0.6;与地震作用效应组合时风荷载的组合系数为0.2。
4)、地震作用的分项系数:一般应取1.3:当同时考虑水平、竖向地震作用时,应取0.5。
5)、重力荷载代表值:新抗震规范5.1.3条规定,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。各可变荷载组合值系数,应按表5.1.3采用。(与荷载规范表4.1.1不同〉

5.设计内力调整
1)、梁设计剪力调整:抗震规范第6.2.4条和高规第6.2.5、7.2.21条规定,抗震设计时,特一、一、二、三级的框架梁和抗震墙中跨高比大于2.5的连梁,其梁端截面组合的设计剪力值应调整。
2)、柱设计内力调整:为了体现抗震设计中强柱弱梁概念设计的要求,抗震规范第6.2.2、6.2.3、6.2.6、6.2.10条和高规第4.9.2条规定抗震设计时,特一、一、二、三级的框架柱、框架结构的底层柱下端截面、角柱、框支柱的组合设计内力值应调整。
3)、剪力墙设计内力调整:高规第7.2.10、10.2.14、4.9.2条规定,抗震设计时,特一、一、二、三级的剪力墙底部加强区和非加强区截面组合的设计内力值应调整。

6.结构整体性能控制
1)、位移控制:新高规的4.3.5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1.3倍。
2)、周期控制:新高规的4.3.5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0.850
3)、层刚度比控制:新抗震规范附录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;新高规的4.4.3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%;新高规的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:新高规的10.2.6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D的规定。
D.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
D.0.2:底部为2-5层大空间的部分框支剪力墙结构,其转换层下部框架一剪力墙结构的等效侧向刚度与相同或相近高度的上部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。
4)、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:Ki=Vi /A Iji
新规范软件中提供前两种算法。
5)、框剪结构中框架承担的倾覆力矩计算;新抗震规范第6.1.3条、高规8.1.3条规定,框架一剪力墙结构,在基本振型地震作用下,若框架部分承担的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定,柱轴压比限值宜按框架结构采用。抗震规范第6.1.3条的条文说明给出了框架部分承担的倾覆力矩的计算方法zMC=ZZVjh

7.结构构件设计计算
1)、柱轴压比计算:新抗震规范6.3.7条、高规的6.4.2条和混凝土规范的11.4.16条,都规定了柱轴压比的限值,并规定建造于IV类场地且较高的高层建筑柱轴压比限值应适当降低。柱轴压比指柱考虑地震作用组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比:可不进行地震计算的结构,取无地震作用组合的轴压力设计值:
2)、剪力墙轴压比计算:新抗震规范6.4.6条、高规的7.2.14条和混凝土规范的11.7.13条,都规定了剪力墙轴压比的限值。目前新规范程序给出各个墙肢的轴压比。
3)、剪力墙强区:底部加新抗震规范和新高规对剪力墙结构底部加强部位的定义略有不同, 分别定义如下:
新抗震规范6.1.10条规定,部分框支抗震墙结构的抗震墙,其底部加强部位的高度,可取框支层加上框支层以上两层的高度及落地抗震墙总高度的l/8二者的较大值,且不大于15m,其它结构的抗震墙,其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部二层高度二者的较大值,且不大于15m。
新高规的7.1.9条规定,一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的l/8和底部二层高度二者的较大值,当剪力墙高度超过150m时,其底部加强部位的范围可取墙肢总高度的1/10。新高规的10.2.5条规定,带转换层的高层建筑结构,剪力墙结构底部加强部位可取框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的1/8二者的较大值。
4)、剪力墙的约束边缘构件和构造边缘构件:
新高规的7.2.15条规定,抗震设计时,一、二级剪力墙结构底部加强部位及以上一层的墙肢设置约束边缘构件,一、二级剪力墙的其它部位以及三、四级和非抗震设计的剪力墙墙肢均应设置构造边缘构件。
5)、梁、柱、支撑、墙配筋计算:
基本构件的设计公式都有不同程度改变。

设计参数的合理选取(1—8)
1、抗震等级的确定:
钢筋混凝土房屋应根烈度、结构类型和房屋高度的不同分别按〈抗规〉6.1.2条或〈高规〉4.8条确定本工程的抗震等级。但需注意以下几点:
(1)上述抗震等级是“丙”类建筑,如果是“甲”、“乙”、“丁”类建筑则需按规范要求对抗震等级进行调整。
(2)接近或等于分界高度时,应结合房屋不规则程度及场地、地基条件慎重确定抗震等级。
(3)当转换层〉=3及以上时,其框支柱、剪力墙底部加强部的抗震墙等级宜按〈抗规〉6.1.2条或〈高规〉4.8条查的抗震等级提高一级采用,已为特一级时可不调整。
(4)短肢剪力墙结构的抗震等级也应按〈抗规〉6.1.2条或〈高规〉4.8条查的抗震等级提高一级采用。。但注意对多层短肢剪力墙结构可不提高。
(5)注意:钢结构、砌体结没有抗震等级。计算时可选“5”,不考虑抗震构造措施。
2、振型组合数的选取:
在计算地震力时,振型个数的选取应是振型参与质量要达到总质量90%以上所需要振型数。但要注意以下几点:
(1)振型个数不能超过结构固有的振型总数,因一个楼层最多只有三个有效动力自由度,所以一个楼层也就最多可选3个振型。如果所选振型个数多于结构固有的振型总数,则会造成地震力计算异常。
(2)对于进行耦联计算的结构,所选振型数应大于9个,多塔结构应更多些,但要注意应是3的倍数。
(3)对于一个结构所选振型的多少,还必需满足有效质量系列化大于90%。在WDISP.OUT文件里查看。
3、主振型的判断;
(1)对于刚度均匀的结构,在考虑扭转耦联计算时,一般来说前两个或前几个振型为其主振型。
(2)对于刚度不均匀的付杂结构,上述规律不一定存在,此时应注意查看SATWE文本文件“周期、振型、地震力”WZQ.OUT。程序输出结果中,给出了输出各振型的基底剪力总值,据此信息可以判断出那个振型是X向或Y向的主振型,同时可以了解没个振型对基底剪力的贡献大小。
4、地震力、风力的作用方向:
结构的参考坐标系建立以后,所求的地震力、风力总是沿着坐标系的方向作用。但设计者注意以下几种情况:
(1)设计应注意查看SATWE文本文件“周期、振型、地震力”WZQ.OUT。输出结果中给出了地震作用的最大方向是否与设计假定一致,对于大于150度时,应将此方向输入重新计算。
(2)对于有有斜交抗侧力构件的结构,当大等于150度时,应分别计算各抗力构件方向的水平地震力。此处所指交角是指与设计输入时,所选择坐标系间的夹角。
(3)对于主体结构中存在有斜向放置的梁、柱时,也要分别计算各抗力构件方向的水平地震力。
5、周期折减系数:
高规3.3.17条规定:当非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0.6―0.7;
框架―剪力墙结构0.7―0.8;
剪力墙结构0.9―1.0;
短肢剪力墙结构0.8―0.9。
(2)请大家注意:周期折减是强制性条文,但减多少则不是强制性条文,这就要求在折减时慎重考虑,既不能太多,也不能太少,因为折减不仅影响结构内力,同时还影响结构的位移。
6、活荷载质量调整系数:
该参数即为荷载组合系数。可按《抗规》5.1.3条取值。注意该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,
7、关于柱长计算系数
《混规》7.3.11条规定了三种情况下柱计算长度的选取,设计者应根据实际情况区别对待。
程序默认是7.3.11-2情况。
8、关于阻尼比:
不同的结构有不同的阻尼比,设计者应区别对待:
钢筋混凝土结构:0.05
小于12层纲结构:0.03
大于12层纲结构:0.035

关于梁的几个调整系数
(1)刚度调整系数Bk:梁的刚度调整,主要是考虑现浇楼板对梁的刚度贡献,楼板与梁按T形共同工作。而程序是按矩形取,所以可以考虑梁的刚度放大。一般可取1.5―2.0,但对预制楼板、板柱结构的等代梁取1.0,注意刚度调整系数对连梁不起作用。
(2)梁端负弯矩调整系数:框架梁在竖向荷载作用下梁端负弯矩调整系数,是考虑梁的塑性内力重分布。通过调整使梁端负弯矩减小,跨中正弯矩加大(程序自动加)。梁端负弯矩调整系数一般取0..85。
注意:1:程序隐含钢梁为不调幅梁。2:不要将梁跨中弯矩放大系数与其混淆。
(3)梁弯矩放大系数Bm:当不计算活载或不考虑活载不利布置时,可通过此参数调正梁在恒、活载作用下的跨中正弯矩,一般取1.1―1.2。在选用时注意:如果活载考虑不利布置时则此系数取1.0。
(4)连梁刚度折减系数BLz:主要是指那些与剪力墙一端或两端平行连接的梁,由于梁两端往往变位差很大,剪力就会很大,所以很可能出现超筋。这就要求连梁在进入塑性状态后,允许其卸载给剪力墙,而剪力墙的承载力往往较大,因此这样的内力重分布是可以的。一般取0.55―0.7。
注意:如连梁的跨高比大于等于5时,建议按梁输入,因此时梁往往是受弯为主,刚度不应折减。
(5)梁扭矩折减系数Tb:是针对新规范的梁抗扭设计而设的,由于目前梁在整体结构中的扭转问题研究的还不多,楼板对梁平面外究竟有多大约束作用,还不十分清楚,所以程序给出的范围较大0.4―1.0,建议取0.4。
注意:程序规定对于不与刚性楼板相连的梁及弧梁不起作用。

关于楼层刚计算方法的选取:
程序给出了三种计算方法,三种计算方法可能给出差别较大的刚度比,所以设计应根据工程的实际情况做出正确选择,可按下列原则选取:
(1)剪切刚度:即《高规》附录E.0.1建议的方法。对于底层大空间层数为—层时,可近似采用转换层上、下结构的等效剪切刚度比表示转换层上、下结构的刚度变化。此时可近似只考虑剪切变形的影响,适用于多层(砌体、底框),不带转换层的剪力墙结构也宜选用此项。
(2)剪弯刚度:即《高规》附录E.0.2建议的方法(是按有限元法,通过加单位力计算的)。对于底层大空间层数大于—层时,可近似采用转换层上、下结构的等效剪切刚度比表示转换层上、下层的刚度变化,此时同时考虑结构剪切变形和弯曲变形的影响,适用于带斜撑的钢结构、不带转换层的框架–剪力墙结构也宜选用此项。
(3)地震剪力与地震层间位移比值:即《抗规》建议的方法。,适用于其它多层结构。
注意:
1:上述三种方法计算刚度的含义是不同的,差异较大。如果仅有一个标准层的简单框架结构,按方法1、2计算各层的刚度都相同,按方法3计算各层的刚度不相同。
2:对于高位转换层(8度三层、7度五层以上),建议人工按《高规》附录E.0.2分别建两个模型计算。

必须检查的计算结果输出信息(1—9)

1、 轴压比:主要为控制结构的延性,规范对墙肢和柱均有相应限值要求,见抗规6.3.7和6.4.6。
2、 剪重比:主要为控制各楼层最小地震剪力,确保结构安全性,参见《高规》的表3.3.13;地震规范的表5.2.5同。程序对算出的“楼层最小地震剪力系数”如果不满足规范的要求,将给出是否调整地震剪力的选择。根据规范组的解释,如果不满足,就应调整结构方案,直到达到规范的值为止,而不能简单的调大地震力。
3、 刚度比:主要为控制结构竖向规则性,以免竖向刚度突变,形成薄弱层。
新抗震规范附录E2.1规定,转换层结构上下层的侧向刚度比不宜大于2。
新高规的4.4.3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%
新高规的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。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,有三种方案可供选择:
(1)高规附录E.0.1建议的方法–剪切刚度Ki=GiAi/Hi
(2)高规附录E.0.2建议的方法–剪弯刚度Ki=Vi /△i
(3)抗震规范3.4.2和3.4.3条文说明中建议的方法Ki=Vi/△ui
选用方法如下:
(1)对于多层(砌体、砖混底框),宜采用刚度1;
(2)对于带斜撑的钢结构和底部大空间层数>1层的结构宜采用刚度2;
(3)多数结构宜采用刚度3。(所有的结构均可用刚度3)
竖向刚度不规则结构的程序处理:
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;
新抗震规范3.4.3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1.25-1.5的增大系数。
1)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;并且允许用户强制指定薄弱层位置,对用户指定的薄弱层也采用1.15的楼层剪力增大系数(参数补充输入)
2)通过用户指定转换梁、框支柱来实现转换构件的地震内力放大。(特殊构件补充定义)
4、 位移比:取楼层最大杆件位移与平均杆件位移比值。位移比是控制结构的扭转效应的参数。主要为控制结构平面规则性,以免形成扭转,对结构产生不利影响。见抗规3.4.3条高规4.3.5条规定。
注意:1)验算位移比可以选择强制刚性楼板假定
2) 验算位移比需要考虑偶然偏心,验算层间位移角则不需要考虑偶然偏心
3)位移比超过1.2,需要考虑双向地震
构件设计与位移信息不是在同一条件下的结果(即构件设计可以采用弹性楼板计算,而位移计算必须在刚性楼板假设下获得),故可先采用刚性楼板算出位移用于送审,而后采用弹性楼板进行构件分析。
5、 周期比:主要为控制结构扭转效应,减小扭转对结构产生的不利影响,要求见高规4.3.5条。
一旦出现周期比不能满足要求的情况,一般只能通过调整平面布置来改善。这种改善一般是整体性的,局部小调整往往收效甚微。总的调整原则是要加强结构外圈,或者削弱内筒。一句话,周期比控制的不是在要结构足够结实,而是在承载力布局合理性,限制结构抗扭刚度不能太弱。
6、 刚重比:主要为控制结构的稳定性,以免结构产生滑移和倾覆。
条文:高规(5.4.2)条和混凝土规范(7.3.12)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-DELT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。
高层建筑结构稳定性对刚重比的要求见高规5.4.4条
注意:考虑P-DELT效应后,结构周期一般会变得稍长,这是符合实际情况的。
7、 参与振动质量比:即有效质量系数
例:一八层框架,有大量的越层结构和弹性结点,需许多的振型才能使有效质量系数满足要求。
计算振型数 剪重比 有效质量系数
301.650%
603.290%
原因:振型整体性差,局部振动明显。
注:要密切关注有效质量系数是否达到了要求。若不够,则地震作用计算也就失去了意义。
8、 倾覆力距比
1)短肢剪力墙结构
《高规》7.1.2条:抗震设计时筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力距不宜小于结构总底部地震倾覆力距的50%;一、二、三级短肢剪力墙轴压比不宜大于0.5、0.6、0.7,对一字形短肢剪力墙轴压比限值相应降低0.1。
2)框架-剪力墙结构
新抗震规范第6.1.3条、高规8.1.3条规定,框架-剪力墙结构,在基本振型地震作用下,若框架部分承担的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩的百分比50%,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定,柱轴压比限值宜按框架结构采用。
9、 楼层最大位移与层高比:(层间位移角限值)
1) 弹性层间位移角限值:钢筋混凝土框架为1/550,详《抗震》表5.5.1
2) 弹塑性层间位移角限值:钢筋混凝土框架为1/50,详《抗震》表5.5.5

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文章名称:《PKPM参数设置和计算结果文本分析详解》
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