武汉和创建筑工程设计事务所结构统一技术措施-SATWE参数设置

武汉和创建筑工程设计事务所结构统一技术措施——SATWE参数设置（HC/JG001）版本/版码（A/0）-１-2007年12月目录一、SATWE前处理——接PMCAD生成SATWE数据1、总信息2、风荷载信息3、地震信息4、活荷信息5、调整信息6、设计信息7、配筋信息8、地下室信息9、特殊构件补充定义10、特殊构件补充定义11、特殊柱12、弹性板13、刚性楼板号14、抗震等级15、材料强度、刚性梁：16、换层显示，多塔定义二、生成SATWE数据文件及数据检查三、结构整体分析与构件内力配筋计算四、事务所对PKPM的归档要求编写：吴海胜校对：张胜潭审核：阚明武汉和创建筑工程设计事务所结构统一技术措施——SATWE参数设置（HC/JG001）版本/版码（A/0）-２-2007年12月一、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昀不利方向角，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，以体现昀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。“水平力与整体座标夹角”与“地震信息”栏中“斜交抗侧力构件附加地震角度”的区别是：“水平力”不仅改变地震力而且同时改变风荷载的作用方向；而“斜交抗侧力”仅改变地震力方向，是按《抗规》5.1.1条2款执行的。对于计算结果，“水平力”需用户根据输入的角度不同分两个计算工程目录，人为去比较两个不同的结果，取不利情况进行配筋设计等；而“斜交抗侧力”程序可自动考虑每一方向地震作用下构件内力的组合，可直接用于配筋设计，不需要人为判断。详见2006年《PKPM新天地》2期中“关于SATWE参数输入中两个角度的计算”一文。混凝土容重：对框架结构取26，对剪力墙结构取27kN/m2主要是考虑梁、柱、墙上粉刷引起的荷载；在PKPM计算自重时不扣除梁柱重叠部分，一般框架结构可认为此部分荷载与粉刷荷载抵消。钢材容重：78kN/m2裙房层数：如果有裙房，必须在此处指明裙房层数，以便进行内力调整；无裙房时填0。裙房层数应包括地下室层数。程序设置了‘裙房层数’参数，作为多塔楼结构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。对于这些部位设计人应在施工图中特别加强。《抗规》6.1.3条2款及《高规》4.8.6条规定，“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”。程序中此项参数作用暂时没有反映，实际工程设计中可参考《高规》10.6.4条，将裙房顶部上、下各一层框架柱（含剪力墙端柱）箍筋全高加密，适当提高纵筋配筋率，予以构造加强。及湖北省文件————转换层所在层号：按实际情况。如果有转换层，必须在此处指明其层号；无转换层时填0。转换层所在的层号不管是否有地下室应从底层往上数的层数。当结构设有转换层时，即存在竖向不规则，故转换层内力由程序根据《抗规》3.4.3条2款、《高规》3.3.13及5.1.14条进行调整。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。但是只要有转换层，就必须人工输入“转换层所在层号”，以准确实现水平转换构件的地震内力放大；对转换构件及其抗震等级应在SATWE特殊构件定义中加以补充定义。地下室层数：该参数是为导算风荷载和自动形成嵌固约束信息服务的。无地下室时填0。程序据此信息决定底部加强区范围和内力调整；当地下室局部层数不同时，以主楼地下室层数输入;地下室一般与上部共同作用分析；地下室刚度大于上部层刚度的2倍，可不采用共同分析；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;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。武汉和创建筑工程设计事务所结构统一技术措施——SATWE参数设置（HC/JG001）版本/版码（A/0）-３-2007年12月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，对于一般工程，可取隐含值，对于框剪、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。2006年《PKPM新天地》1期咨询台指明，“只有位移比验算需要按‘刚性板假定’计算；其它的比值（如位移角、周期比等）计算没有那么严格，只要有能力判断结构的整体振动和局部振动即可”。建议在进行结构的整体参数控制（如六个比值的计算）时选[是]，并应在设计时采取必要措施保证楼板平面内的整体刚度（依据见《高规》5.1.5条）；当楼板凹凸不规则、开大洞、不连续时，应按“楼板弹性膜假定”再计算一次，并按“弹性膜假定”的内力计算结果进行配筋，即计算构件内力与配筋时选[否]。选中该项后，“特殊构件补充定义”中定义的弹性楼板将不起作用。在局部错层结构中（局部错层一般指错层高差在0.5m以内的错层），应选中此项。SATWE中把弹性板分为：弹性板6、弹性板3及弹性膜三种。对框架结构、剪力墙结构、框－剪结构、框架－核心筒结构等结构的复杂形状的楼板，不应采用弹性楼板6或弹性楼板3，而只能采用弹性膜。因为弹性楼板6是采用壳单元真实地计算楼板的面内刚度和面外刚度，是针对板柱结构和板柱剪力墙结构提出的；采用弹性楼板6会使梁的配筋偏少，不安全。弹性楼板3则是假定楼板平面内无限刚，平面外刚度按楼板的真实情况用中厚板弯曲单元计算，是针对带厚板转换层结构的转换厚板提出的。墙元侧向节点信息：剪力墙少时取[出口]；剪力墙多时取[内部]。[出口]精度高于[内部]，但非常耗时。一般取[内部节点]即可。计算理论见《SATWE用户手册》11页中9）条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。墙梁转框架梁的控制跨高比（0为不转换）本参数是指剪力墙洞口连梁自动转为框架梁时的控制跨高比。本参数仅在SATWE中用，而在SAT-8中没有。程序对建模时输入的剪力墙洞口进行自动判断，对于跨高比大于该值的墙梁自动转换为框架梁，并采用梁元进行分析；否则仍按墙元(即连梁)分析。如果输入0则不进行转换。该参数的目的主要是方便用户建模输入，可直接按照剪力墙洞口输入，无需手工转换为“墙+框架梁”。目前程序自动判断仅局限于规则对齐的洞口，而对于上下层洞口不对齐、墙厚变化等特殊情况不进行转换。用户可通过平面图查看转换后的结果。建议按下列方式处理：对跨高比大于5的，连梁框架梁输入；对于跨高比小于2.5的，连梁按洞口输入；对于跨高比在2.5~5之间，如按洞口输入，应细化单元划分。结构材料信息：按实际情况。一般按主体结构材料填写。需要注意的是，如果结构材料信息选“砌体结构”，则[结构体系]中的参数已失效。“有填充墙钢结构”和“无填充墙钢结构”之分是为了计算风荷载中的脉动系数ξ。在荷载规范中，结构的脉动系数可以通过两个渠道得到：一是查《荷规》表7.4.3；二是根据《荷规》164页7.4.2-2式计算。需要注意的一点是，《荷规》表7.4.3中的“钢结构”是指“无填充墙钢结构”。注：对于多、高层钢筋混凝土结构和钢结构，采用振型分解法计算地震作用，地震影响系数由地震烈度、场地类别、设计地震分组等参数确定；对于砌体结构，采用底部剪力法计算地震作用，地震影响系数取昀大值αmax，而αmax仅与地震烈度有关，与场地类别、设计地震分组无关。所以当地震烈度确定后，在交互式输入中输入的场地类别、设计地震分组参数在砌体结构抗震设计中不起作用。武汉和创建筑工程设计事务所结构统一技术措施——SATWE参数设置（HC/JG001）版本/版码（A/0）-４-2007年12月结构体系：按实际情况。一般按主体结构计算假定体系填写，程序会按对应规范中相应的调整系数来进行构件的内力计算。结构体系分为框架、框剪、框筒、筒中筒、剪力墙、短肢剪力墙、复杂高层、板柱剪力墙、异形柱框架结构和异形柱框剪结构等。当结构体系设定为“短肢剪力墙结构”后，程序自动将其中的短肢墙构件（即墙肢高厚比为5~8的剪力墙）用提高后的抗震等级进行短肢墙构件的轴压比控制和剪力设计值放大。2002版的PKPM程序对短肢墙的认定：SATWE及PMSAP均为单向认定（对于有长肢翼缘的短墙肢还认为是短肢墙）；TAT则为双向认定。2005版PKPM程序对短肢墙均改为双向认定，但墙长仍按节点间距计算，故布墙时建议节点间距按8.5墙厚考虑为宜。另外2005版SATWE在定义“短肢剪力墙结构”后，在“混凝土构件配筋简图”中短肢墙构件有白色描边显示。短肢剪力墙的底部倾覆力矩的查看：首先要在SATWE总信息中将结构体系设为“短肢剪力墙结构”，经计算后可在WV02Q.OUT文件中查看。另外需注意的一点是，《高规》7.1.2条3款提到“短肢剪力墙结构的抗震等级要提高一级”，并非所有的短肢墙均需提高一级。只有当结构体系选为“短肢剪力墙结构”后，SATWE程序才自动提高相应构件的抗震等级。当结构体系选为“复杂高层结构”时，程序对结构中剪力墙按《高规》中“复杂高层结构”的相应参数设计。对框支剪力墙结构，不仅要选“复杂高层结构”体系，还要在“调整信息”中指出转换层所在层号。在结构整体计算时，带转换层的高层建筑结构应定义为“复杂高层结构”，并满足①在“转换构件定义”中将托墙（或柱）梁定义为“转换梁”，与转换梁相连的柱则定义为“框支柱”；②在“转换层所在层号”项内填入转换层所在的结构自然层号，若有地下室则包括地下室层号在内。当结构体系选为异型柱框架结构或异型柱框剪结构后，程序按《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ149-2006)进行计算。恒活荷载计算信息：一般的多、高层建筑选[模拟施工加载3]；对于框剪结构，在进行上部结构计算时采用“模拟施工方法3”；在进行基础计算时采用“模拟施工方法2”。如有对于长悬臂结构或竖吊构件（如吊柱），必须选择“一次性加载。模拟施工概念：高层建筑结构当竖向恒载一次加上时，其上部的竖向位移往往偏大，为了协调如此大的竖向位移，有时会出现拉柱或梁端没有负弯矩的情况。而在实际施工中，竖向恒载是一层一层作用的，并在施工中逐层找平，下层的变形对上层基本上不产生影响，也不影响上面各层。结构的竖向变形在建造到上部时已经完成得差不多了，因此不会产生一次性加荷所产生的异常现象。程序对竖向恒载作用专门做了处理，可以考虑并模拟施工加荷的这种因素。模拟施工1，它就是上面说的考虑分层加载、逐层找平因素影响的算法。模拟施工2，它的含义是：将竖向杆件的刚度放大10倍后再做施工模拟1，仅用于计算基础时选用。模拟施工3，分层计算各层刚度后，再分层施加竖向荷载，而使其计算结果更符合工程实际。对框筒结构采用算法2时，计算出的传给基础的力较为均刀合理，可以避免墙轴力远大于柱轴力的不合理情形。由于竖向构件的刚度放大，将使得水平梁的两端竖向位移差减小，从而其剪力减小，这样就削弱了楼面荷载因刚度不均而导致的重分配，使荷载分配更接近于手算结果。这是竖向力计算控制参数，详见《SATWE用户手册》125页7.1.1条及164页8.1.6条。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”。依据详见《抗规》5.1.1条及《高规》3.3.1条关于竖向地震作用