Pkpm软件的初级应用.ppt

pkpm软件的初级应用,同济大学土木工程学院 主讲：余江滔,专业实践,本章共计8课时,pkpm 软件的初级应用,轴线输入牛车和火箭,错层和非水平构件,2,荷载的判断与输入,satwe的计算参数,4,satwe计算结果阅读,仅以此课件献给大老婆,pkpm与gf,异： 1. pkpm会陪你一辈子，女朋友。 2. pkpm一天可能陪你8个小时以上，老婆。 同： 1. 初次见面亲和，相见恨晚； 2. 相处日长，百般不是，处处麻烦，错误百出； 3. 半小时就能熟悉，相处二十年也不能完全了解。,pkpm的几个小毛病,如果你的文件目录很长：f:examples for lecturepractice of specialityapplication of pkpmmain model 很可能在进行“结构计算”时，出错。 如果你的文件目录很长且夹带中文： f:examples for lecturepractice of specialityapplication of pkpm主楼 则可能连pm的模型输入都有问题。,pkpm的几个小毛病,如果你输入jccad模型每次都会丢失，原因很可能是你用的db软件，且这个版本 软件需要把系统时间改到某个很早的时间点之前。 如果你在计算中一再莫名其妙地出错，可能是由于你在db软件中选择不计算地震作用。,轴线输入牛车还是火箭,轴线输入的几种方式： 最原始的建模：两点直线，平行直线，圆弧 规则的房屋：正交轴网，圆弧轴网； 细部修改：平移，平移复制，剪切，延伸，删除，“网点编辑”； 复杂的房屋轴线：采用”建筑图的轴线转换”,牛车,轴线输入牛车还是火箭,火箭,学生回答:轴线的自动导入,轴线输入牛车还是火箭,找开“建筑图”； 分离出“轴线层”，建立新的图层”pkpm_axis”； 将“轴线”转换至图层”pkpm_axis”上； 打开“工具”之“加载应用程序”，加载“c:pkpmcfgtchdwg2000.arx”; cad菜单项之“转换”之“仅转换为建筑模型数据”,火箭,轴线输入牛车还是火箭,建议使用“轴线命名”功能； 过小的节点间距会带来一些“数据检测”和计算的问题，原则是在不明显影响计算结果的基础上尽量合并，但慎用“节点对齐”和“清理网点” 首层建模的网点会在jccad中采用，应注意的是尽量保留合适的网线，甚至要增设网线（以便地梁筏板布置），去除干扰网线（影响有限元网格划分）,几点注意,不等高构件的输入,学生回答,错层和非水平构件,错层结构是指在建筑中同层楼板不在同一高度，并且高差大于梁高（或大于500mm）的结构类型。错层结构由于楼板不连续，会引起构件内力分配及地震作用沿层高分布的复杂化，错层部位还容易形成不利于抗震的短柱和矮墙，属于复杂多高层结构，因此错层结构在建模、计算、出图等各个设计环节上都有其特殊性，比平层结构的设计要困难得多。下面结合pkpm软件，谈谈错层结构设计分析中应注意的问题。,错层和非水平构件,高差小于梁高（或小于500mm）的结构类型 可以按照通常的方式进行模型输入，仅在pm第2项中“结构楼面布置信息”中设置“楼板错层”处理。,错层和非水平构件,高差大于梁高（或大于500mm）的结构,错层和非水平构件,1. 增加标准层方式 (推荐) 该方式适用于很多楼层大量房间错层的情况。如果仍然使用修改梁标高的方式，虽然可行，但手工计算错层标高繁冗易出错，修改的工作量太大。在pmcad模型输入时，结构层的划分原则是以楼板为界，通过增加标准层，将错层部分的楼板人为地分开，实现相同楼层梁板标高不同的目的。,三板斧系列,错层和非水平构件,1,3,2,5,4,共5个标准层,错层和非水平构件,2. 错层斜梁 (对构件单击鼠标右键) 该方式适用于仅有个别楼层的个别房间错层的情况。pmcad提供了【错层斜梁】及单击鼠标右键的快捷构件修改方式，来指定或修改梁两端的标高，使部分房间周边的梁与同楼层其他梁标高不同。根据pkpm软件自动生成楼板，且楼板标高总与周边梁标高对齐的规律，使得这部分房间楼板标高也与该楼层其他楼板标高不同，从而实现了错层设计。（本法适用于非顶层梁）,三板斧系列,模型“错层斜梁”左侧第一层,错层和非水平构件,3. 【上节点高】该方式适用于柱的最上层结点。,三板斧系列,该方式适用于柱、墙的最高结点，如坡屋面的斜梁或坡形墙坡的个别房间错层的情况。 其优点是：节点高度改变更符合实际情况。改变节点高度后，不会出现悬臂柱的情况。 其缺点是：处理数据复杂（satwe的构件输入其实是基于分层原则的，虽然其计算分析模型不是这样）。另外，对于中间层,3d模型比较惊人（实际上并非如此）。因此，错层高差不是很大的节点，则建议采用第二种方法。,错层和非水平构件,三板斧系列,三板斧系列,对于中间层的错层高差不是很大的节点，则建议采用第二种方法。,三板斧系列,对于中间层的错层高差不是很大的节点，则建议采用第二种方法。,轴线输入牛车还是火箭,火箭,学生回答:error finding,杆件单元的简化,基于以上特点，为了提高计算效率，satwe 将实体简化成为了三维杆件。 特点：截面高、宽尺寸与长度相比一般不大于1/8,etabs的单元特性,三维梁柱公式,刚度矩阵,黑客帝国,黑客帝国,荷载的输入和判断,1. 程序自动计算 受力构件：梁、柱、墙体、受力杆件、(楼板) 2. 手工输入 楼、屋面板 特殊功能房间，如楼梯间 非受力构件：粉刷层、填充墙体 附加荷载,荷载从哪里来,荷载的输入和判断,楼板荷载全靠手工输入，现在有了自动计算的功能。,虽然程序能自动计算，但仍然需要输入楼板的装饰面荷载，因此，大多数情况下，结构设计人员还是保持手工输入的习惯。,楼板荷载,荷载的输入和判断,楼板的三种荷载导算方式,楼板荷载,异形板导荷,双向板导荷,单向板导荷,楼面恒载为5.0kn/m2 框架梁截面250500mm,荷载的输入和判断,楼板荷载全靠手工输入，现在有了自动计算的功能。,异形板荷载的异算原则为板面总荷载按板边沿梁的长度平均分配。,楼板荷载,梁自重：0.25*0.5*25=3.1kn/m2,阴影部分面积:45m2 阴影上的梁周长：33.7m 梁上线荷载：45*5/33.7=6.7kn/m2,3*5=15kn/m2,2.9+6.7=9.6kn/m2,楼面恒载为5.0kn/m2 框架梁截面250500mm,荷载的输入和判断,墙体荷载,墙体荷载输入的三点注意： 1.墙体材料的选择（湿容重） 2.层高、墙高及梁高之间的关系 3.窗洞的折减,荷载的输入和判断,墙体荷载,荷载的输入和判断,荷载的校核,pm模块,satwe模块,框架梁荷载图的含义,恒载简图,活载简图,荷载的输入和判断,梁上荷载,荷载的输入和判断,计算机自动导算的得与失,程序自动计算梁柱仅包括其净截面，即图中的3.1kn/m,梁板结构荷载,(0.25+2*0.4)*0.02*20=0.42kn/m,0.25*0.5*25=3.1kn/m,0.1*0.25*25= 0.625kn/m,板厚100mm，梁尺寸250500mm，粉刷层厚度为20mm,程序不会自动计入粉刷层，即图中的0.42kn/m，这就是25*(3.1+0.42)/3.1= 28.4kn/m3的来历,程序多算了梁、板重叠部分（黄色），即图中的0.625kn/m，这一误差嘛,荷载的输入和判断,计算机自动导算的得与失,程序自动计算梁柱仅包括其净截面，即图中的18.75kn/m。程序不会自动计入粉刷层，即图中的2.4kn/m，25*(18.75+2.4)/18.75=28.2kn/m3。程序多算了梁、板重叠部分，即图中的0.75kn/m，如考虑这一因素，正确的混凝土容重应为27.2kn/m3。,墙板结构荷载,板厚120mm，承重墙尺寸2503000mm，粉刷层厚度为20mm,2*3*0.02*20= 2.4kn/m,0.25*3*25=18.75kn/m,0.12*0.25*25= 0.75kn/m,satwe的计算参数,参数确定,必经步骤,常用步骤,少用步骤,少用步骤,常用步骤,少用步骤,必经步骤,satwe的计算参数,参数确定,少用步骤,少用步骤,少用步骤,常用步骤,少用步骤,satwe的计算参数,参数确定,以后的部分包括一些pkpm计算结果的举例，数据源自“附件模型”,satwe的计算参数,参数确定-1,1. 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最不利方向角，在wzq.out中输出。可把这个角度作为水平力（风、震）作用的方向角重新进行计算。,建筑抗震设计规范 5.1.1、各类建筑结构的地震作用，应符合下列规定： 有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于15度时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。,依据,satwe的计算参数,参数确定-1,见前文,总信息中增加裙房层数的参数，是为了0.2q0的调整对于立面有变化的高层，程序给出0.2q0调整可能偏大，可人工干预调整,总信息中增加“裙房层数”的参数，“建筑抗震设计规范 ” gb 50011-2001，第6.1.3.2条，裙房与主楼相连。,satwe的计算参数,参数确定-1,总信息中增加“转换层所在层号”的参数，“高层建筑混凝土结构技术规程”，第10.2.124等规定了构件的抗震等级提高，计算内力的放大及构造措施等,按实际情况。该指定只为程序决定底部加强部位及转换层上下刚度比的计算和内力调整提供信息，同时，当转换层号大于等于三层时，程序自动对落地剪力墙、框支柱抗震等级增加一级，对转换层梁、柱及该层的弹性板定义仍要人工指定。（层号为计算层号）,satwe的计算参数,参数确定-1,见satwe的说明书,1. 程序据此决定底部加强区范围和内力调整，“建筑抗震设计规范 ” gb 50011-2001，第6.1.10条， 2. 程序据此决定风荷载起算层数；,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。下页（两次计算）,见satwe的说明书,需要试算一次的地方之一,satwe的计算参数,参数确定-1,“刚性楼板假定”是由程序自动判断结构的楼板情况，当该房间布置楼板后，且没有对该房间定义为“弹性楼板”，则程序自动按“刚性楼板假定”分析；“强制性刚性楼板”是新规范设计“位移比”的需要，楼层中的房间可能是“刚性板”、“弹性板”、“板厚为0”等这三种情况，这样在计算楼层平均位移时，只有把楼层中的所有房间均按“强制刚性楼板”计算，平均位移才能计算准确，则位移比也能计算合理；“强制刚性楼板”仅用于位移比的计算，构件设计则不应选择“强制刚性楼板” ，因次需要进行两次计算。二次计算: 见附件中网友的详细说明,satwe的计算参数,参数确定-1,1. 按相关规定计算风、震荷载； 2. 砌体结构：按砼结构有关规定规范计算地震力和风荷载，并对砌块墙进行抗震验算； 3. 底框结构应选择“砌体结构”。,1. 短肢剪力墙结构； 2. 复杂高层结构； 3. 板柱剪力墙结构,satwe的计算参数,短肢剪力墙的特殊规定 定义：墙肢截面高度与厚度之比为58，截面厚度不小于200mm 最大适用高度应比一般剪力墙结构的规定值适当降低，且不应大于100m（7度抗震）和60m（8度抗震），不应适用于b级高度和9度抗震的a级高度； 短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜大于总力矩的50 ； 抗震等级应比一般剪力墙提高一级采用； 抗震设计时，除底部加强部位外（剪力墙底部加强部位的剪力增大系数为：一级1.6，二级1.4，三级1.2，见高规7.2.10条），对其他各层的短肢剪力墙应进行剪力再增大。增大系数：一级1.4，二级1.2。 对普通剪力墙只限制加强部位的轴压比（一级0.5（9度0.4）、二级0.6），而对短肢剪力墙则限制所有部位（加强区与非加强区）的轴压比（一级0.5、二级0.6、三级0.7）。 7、8度抗震时，宜设置翼缘，且一字形短肢墙（轴压比限值再降0.1，平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁。,参数确定-1,satwe的计算参数,“短肢剪力墙较多”的判别 所谓“短肢剪力墙较多”没有定量的界限，但从概念上说，可以从承受竖向荷载的能力、结构底部的倾覆力矩及结构的均匀对称性三方面综合确定，当符合下列条件之一时，可判定为“短肢剪力墙较多”。 （1）短肢剪力墙的截面面积占剪力墙总截面面积50%以上； （2）短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩达到结构总倾覆力矩的40%50%时； （3）短肢剪力墙承受荷载的面积较大，达到楼层面积的40%50%以上（较高的建筑允许的面积应取更小的数量）； （4）短肢剪力墙的布置比较集中，集中在平面的一边或建筑的周边。也就是说，当短肢剪力墙出现破坏后，楼层有可能倒塌。 当在剪力墙结构中设置少量的短肢剪力墙时，并不影响对原结构体系的判别，其结构仍可确定为剪力墙结构，可不采取规范对短肢剪力墙较多时相应的结构加强措施；,引自朱炳寅的“对剪力墙及相关结构体系的认识与把握”,（当前设计问题，四川经验）,参数确定-1,satwe的计算参数,“短肢剪力墙较多”的判别,参数确定-1,取自“课程举例主模型”中“主楼”的wv02qout 文件,satwe的计算参数,参数确定-1,复杂高层建筑结构的特殊规定 复杂高层建筑结构包括带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等。 1、限定的抗震等级； 2、限定的高度； 3、限定的材料等级； 4、限定的构造措施； 5、限定的计算方法；,引自“高层建筑混凝土结构技术规程”,satwe的计算参数,参数确定-1,板柱剪力墙结构的特殊规定 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方法计算或近似将柱上板带等效为扁梁计算。因此板柱体系要定义弹性楼板. 6.6.2 房屋的周边和楼、电梯洞口周边应采用有梁框架。 6.6.3 8度时宜采用有托板或柱帽的板柱节点，托板或柱帽根部的厚度(包括板厚)不宜小于柱纵筋直径的16倍。托板或柱帽的边长不宜小于4倍板厚及柱截面相应边长之和。 6.6.4 房屋的屋盖和地下一层顶板，宜采用梁板结构。 6.6.5 板柱-抗震墙结构的抗震墙，应承担结构的全部地震作用，各层板柱部分应满足计算要求，并应能承担不少于各层全部地震作用的20%。 一般的框架-抗震墙中的墙的抗震等级比柱高，而gb50011规范表6.1.2，8度时板柱-抗震墙结构中柱的抗震等级却比抗震墙的抗震等级高，为什么,引自“建筑抗震设计规范 ” gb 50011-2001,satwe的计算参数,参数确定-1,在竖向恒载作用下，结构变形基本上是在施工过程中逐层形成的。在施工过程中，由于从下往上依次施工和逐层找平的原因：某一层的恒载仅对该层及其以下各层的变形和内力有影响，而不影响该层以上各层，也不受上面各层刚度影响。(以下数页源自李云贵教授的讲座),satwe的计算参数,施工加载过程,satwe的计算参数,恒载作用下结构变形形成示意图,施工荷载的影响是各层荷载作用的迭加,荷载的影响是已经建成的整体影响,satwe的计算参数,假设1：荷载施加时上部已经形成刚度(楼层),假设2：每层的变形是上部所有荷载一次施加之和,一次性加载,satwe的计算参数,参数确定-1,模拟施工加载 1,考虑了从下往上依次施工和逐层找平因素的影响； 未考虑结构地基的不均匀沉降； 若结构地基无不均匀沉降，模拟施工加载1能较准确地反映结构的实际受力状态； 若结构地基有不均匀沉降，上述分析结果会存在一定的误差，尤其对于框剪结构，外围框架柱受力偏小,剪力墙密集处轴力偏大。,satwe的计算参数,假设：荷载施加时上部已经形成刚度(楼层),模拟施工加载1的计算简图,逐层加载，逐层找平,satwe 的计算参数,参数确定-1,模拟施工加载 2,在模拟施工加载1的基础上，近似考虑基础不均匀沉降： （1）假定基础的刚度是均匀的； （2）竖向构件轴向刚度放大10倍，间接减小竖向变形差。 “模拟施工加载2”在理论上并不严密，是一种经验上的处理方法，但这种经验上的处理，会使地基有不均匀沉降的结构的分析结果更合理，能更好地反映这类结构的实际受力状态。,何解？柱刚10，剪力墙刚100，相同轴力下变形分别为10，1，变形差为9. 现放大刚度10倍，则柱100，剪力力墙1000，变形分别为1和0.1，差为0.9,satwe 的计算参数,参数确定-1,模拟施工加载 2,条件：框架剪力墙结构，沉降量较大的基础，如摩擦桩基。 值得注意的是“模拟施工加载2”不能用来算上部结构。,satwe的计算参数,施工加载过程,satwe 的计算参数,参数确定-1,模拟施工加载 1,模拟施工加载 2,“模拟施工加载2“在一定程度上考虑了基础的不均匀沉降。这样，基础的受力更均匀。对于框剪结构而言，外围框架柱受力有所增大，剪力墙核心筒受力略有减小。,satwe 的计算参数,参数确定-1,模拟施工加载 3,模拟施工加载3是建科院在pkpm软件中增加的一种加载方式。以前的模拟施工1、2都是考虑了上层刚度对以下各层变形的影响，与实际施工过程存在一定的差异，模拟施工3是模拟施工过程，分层计算刚度，分层施加竖向荷载，不考虑以上层的影响。模拟施工3更符合实际情况，计算配筋似乎也更大了。,satwe的计算参数,恒载作用下结构变形形成示意图,施工荷载的影响是各层荷载作用的迭加,荷载的影响是已经建成的整体影响,satwe的计算参数,分别进行计算,模拟施工加载 3,模拟施工加载 1,satwe 的计算参数,参数确定-2,结合结构的体型，根据规范规定的风荷载体型系数(建筑结构荷载规范 gb 50009-2001) 输入； 建议按实际情况分段输入； 程序会自动考虑最高层号，输小了都不行。,紧密相连的设缝房屋，见后文,根据工程当地具体情况,satwe 的计算参数,参数确定-2,汶川地震后成都某建筑顶的伸缩缝损坏,satwe 的计算参数,参数确定-2,可先取0.08层数初算，然后在“周期、地震力与振型输出文件”即wzq.out中查找。,根据”建筑结构荷载规范”gb 500092001,取50年一遇，高60m及对风敏感的结构取100年一遇。,需要试算一次的地方之一,satwe的计算参数,参数确定-3,参见“建筑抗震设计规范 ” gb 50011-2001. 框剪结构，基本振型下，框架部分承受的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩的50%, 框架部分的抗震等级应按框架结构确定。,satwe的计算参数,参数确定-3,附件“主楼”模型wv02q.out，大多楼层框架部分承受的地震倾覆力矩大于总倾覆力矩的50%, ，故按模型虽然是框剪结构，但框架柱却按框架结构来定震级.,柱倾覆弯矩 墙倾覆弯矩 柱倾覆弯矩百分比 7层 x向地震: 397.4 0.0 100.00% 7层 y向地震: 407.2 0.0 100.00% 6层 x向地震: 3491.7 1187.1 74.63% 6层 y向地震: 3485.1 1379.0 71.65% 5层 x向地震: 5238.2 3582.3 59.39% 5层 y向地震: 5215.4 3734.0 58.28% 4层 x向地震: 6126.5 5245.6 53.87% 4层 y向地震: 6115.8 5348.1 53.35% 3层 x向地震: 8884.5 6808.5 56.61% 3层 y向地震: 8880.1 6876.1 56.36% 2层 x向地震: 12678.8 10170.0 55.49% 2层 y向地震: 12630.0 10228.8 55.25% 1层 x向地震: 16102.4 15467.2 51.01% 1层 y向地震: 16083.7 15479.5 50.96%,satwe的计算参数,参数确定-3,satwe的计算参数,参数确定-2,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%。 考虑了偶然偏心地震后，就在原有的未偏心的地震基础上，新增加了四个地震工况+5%x、-5%x、+5%y、-5%y，在内力组合时，地震组合数将增加到原来的三倍.,satwe的计算参数,参数确定-3,建筑抗震设计规范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。计算双向地震作用时，建议不考虑质量偶然偏心的影响。,satwe的计算参数,参数确定-2,高层定义：“本规程适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m” (引自“高层建筑混凝土结构技术规程” jgj 3-2002 )； 偶然因素主要是指由于施工、使用等因素所引起的质量偶然偏心或地震地面运动的扭转分量的不利影响。 程序简化处理“质量的偶然偏心” ； satwe程序没有执行抗震规范的“边榀放大效应”，所以多层结构也应通过“质量偶然偏心”来实现边榀的内力放大。,satwe的计算参数,参数确定-2,判断原则： 质量与刚度分布规则时，“考虑偶然偏心”； 质量与刚度分布不规则时，“考虑双向地震”； 何为不规则: 不规则结构, 满足抗震规范对结构不规则判断条件2条以上（参见抗震规范3.4.2条）,且结构的位移比接近限值（参见高规4.3.5条），此时应选择“双向地震组合”。一般而言，a级高度高层建筑大于1.4，b级高度高层建筑大于1.3时，可认为质量和刚度分布不对称、不均匀.,偶然偏心还是双向地震,satwe的计算参数,参数确定-2,1.根据高规和抗规的要求，质量偶然偏心和双向地震作用组合不叠加。但对于不规则的结构，建议在satwe中同时打开这两项开关，按规范要求分别计算，并取不利结果。 2.第一次计算要求：“刚性楼板假定”，“考虑偶然偏心影响”,两点注意事项,satwe 的计算参数,参数确定-3,斜交抗侧力构件方向附加地震数，相应角度：可允许最多5组多方向地震。附加地震数在0-5之间取值。相应角度填入各角度值。该角度是与x轴正方向的夹角，逆时针方向为正。,三维计算的振型个数，以保证有效质量系数大于90%为准。 当有效质量超过95%，计算结果一般差别极小，过多的增加振型个数并无意义。而一些非三维模块(pk)和三维以楼层为计算模型的模块会因为振型数取得过多而报错。,地震中填充墙的作用,wilson e.l教授的振型有效质量系数的概念,需要试算一次的地方之一,satwe的计算参数,参数确定-3,汶川地震中崇川某一框架的窗间墙和内填充墙在地震后的交叉裂缝。,框架结构可取0.6-0.7； 框架剪力墙结构可取0.7-0.8； 剪力墙结构取0.9-1.0。,satwe 的计算参数,参数确定-3,satwe参数中增加“斜交抗侧力构件附加地震角度”与填写“水平与整体坐标夹角”计算结果有何区别： 水平力与整体坐标夹角不仅改变地震力而且改变风荷载的作用方向，而斜交抗侧力构件附加地震角度仅改变地震力方向。,satwe 的计算参数,荷载折减,学生回答,satwe 的计算参数,参数确定-4,必须指出的是：右侧的折减系数仅用于“建筑结构荷载规范” gb 50009-2001中表4.1.1的第1(1)项，其它情况还应根据规范另行规定。（学生回答2）,pkpm的0309版本，设计参数梁设计弯矩放大系数，当选择考虑活载不利布置时不起作用。0312版本以后改为起作用。因此，考虑“梁活荷不利布置”将会同“梁设计弯矩放大系数”叠加考虑，造成计算内力增加较多。因此，宜慎重考虑此项。填“0”则表示不考虑活荷载不利布置的影响。,对于非框架梁来说，这一算法是建立在主梁支座不变形的基础上。试验证明，连续梁往往是满跨内力更大,荷载折减 （学生回答）,satwe 的计算参数,某些工业建筑的活荷载如左图。 同一个模型要输入三种不同的活荷载： 1. 板 2. 次梁 3. 主梁、柱墙、基础,satwe 的计算参数,参数确定-5,竖向荷载作用下，考虑混凝土的塑性变形内力重分布，适当减小支座负弯矩，而增大跨中正弯矩，调幅一般在0.81.0之间。,高规5.2.4条高层建筑结构楼面梁受扭计算中应考虑楼盖对梁的约束作用。计算未考虑楼盖对梁扭转的约束作用时，可对梁的计算扭矩乘以折减系数予以折减。梁扭矩折减系数应根据梁周围楼盖情况确定。(扭转超筋来自于次梁对主梁的弯矩） 梁扭矩折减系数一般取 0.401.0现浇楼板（刚性假定）；弹性楼板(非 刚性假定）或预制板则取1.0。,另类解决方法：边梁的次梁铰接,需要试算一次的地方之一,satwe 的计算参数,参数确定-5,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。连梁内力由风载控制时，刚度不宜折减.,梁刚度增大系数bk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。楼板较厚而梁截面相对不大的结构可取大值2.0，弹性板3、6和装配式楼盖则不应放大。,satwe 的计算参数,参数确定-5,薄弱层 1、习惯上把在强烈地震下率先屈服、并由于塑性内力重分布形成塑性变形集中的楼层称为“薄弱层”.根据我国现行抗震设计规范罕遇地震作用下剪切型结构的倒塌验算即是薄弱层的变形验算。 2、pkpm中的薄弱层是指:楼层抗侧刚度小于其上一层的70%.楼层抗侧刚度小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%.结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的80%。 3. 美国ubc(1997)的规定中，对竖向不规则尚有相邻楼层质量比大于150%或竖向抗侧力构件在平面内收进的尺寸大于构件的长度(如棋盘式布置)等。最新版的程序在wmass.out文件中输出了相邻楼层质量比，但没有做薄弱层的判断，需要设计人员人为指定。,satwe 的计算参数,参数确定-5,指定薄弱层个数及相应薄弱层层号：薄弱层的判断，可通过计算结果中的刚度比设计人通过第一次计算结果判断出薄弱层，再对此项进行填写后，再算一遍。,屋顶塔楼地震作用放大系数：satwe、tat： 平动时35振型：3，69振型时：1.5，耦联时911振型：3，1215振型时：1.5；见下页,只用于框剪结构，见下下页,抗震设计规5.2.5条，剪重比,需要试算一次的地方之一,青川某商务酒店屋顶的突出物破坏严重，接近倒塌。,现场思考： 为什么底部剪力法要求小塔楼放大系数为3，而振型反应分解谱法要求为1.5，甚至可以不要？,satwe的计算参数,参数确定-5,规范：抗震规范5.2.5、高规3.3.13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给出的楼层最小地震剪力系数值(底部剪力法采用，即第一阶振型的结果)。强制性条文。 实现：1、satwe、tat程序设有控制开关，由设计人员决定是否由程序自动调整。pmsap无开关，程序内定自动调整。 2、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，以使其满足最小剪力系数要求。但此时用户仍应知道该结构的方案可能存在缺陷的。,剪重比不满足的调整,satwe的计算参数,参数确定-5,1、程序调整：当剪重比偏小但与规范限值相差不大（如剪重比达到规范限值的80%以上）时，可按下列方法之一进行调整： 1）在satwe的“调整信息”中勾选“按抗震规范5.2.5调整各楼层地震内力”，satwe按抗规5.2.5自动将楼层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上重力荷载代表值之和，用以调整该楼层地震剪力，以满足剪重比要求。 2）在satwe的“调整信息”中的“全楼地震作用放大系数”中输入大于1的系数，增大地震作用，以满足剪重比要求。 3）在satwe的“地震信息”中的“周期折减系数”中适当减小系数，增大地震作用，以满足剪重比要求。 2、结构调整：当剪重比偏小且与规范限值相差较大时，宜调整增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度。,剪重比不满足的调整,satwe 的计算参数,0.2q的来历(现在好象是0.2v0),0.2q0调整：抗震设计规范第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。,20%*(0.08*geq)=0.016geq对于框-剪结构的框架要求较高，简单的说就是任一个楼层的框架柱要承担所有楼层重量的0.016倍，即底层最小剪重比的剪力,底部剪力法-地震影响系数7度（0.1g）0.08,satwe 的计算参数,参数确定-5,0.2q0的调整,0.2q0调整：抗震设计规范第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。,取自“课程举例主模型”中“主楼”的wv02qout 文件,剪力墙仅至第6层，故不调第7层。,satwe 的计算参数,参数确定-5,调整后的计算结果,floor coef_x coef_y vcx vcy 1 1.000 1.000 554.638 552.687 2 1.000 1.000 885.099 873.003 3 1.000 1.000 639.246 634.329 4 1.000 1.000 515.975 519.521 5 1.253 1.211 245.812 249.754 6 1.000 1.000 499.159 491.107 7 1.000 1.000 98.198 101.536 经用户修改后的调整系数 (实际采用的调整系数): 1 1.000 1.000 2 1.000 1.000 3 1.000 1.000 4 1.000 1.000 5 1.253 1.211 6 1.000 1.000 7 1.000 1.000,satwe的计算参数,参数确定-6,主要控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆。第一次计算可以不选，在对计算结果wmass.out的刚重比进行检查后，如不满足，对此项进行填 写后，再算一遍。,对于大截面的柱，可考虑梁、柱重叠部分为刚域。选择刚域，框架梁的计算弯矩（竖向荷载）会略有减少。,可按规范要求填写，程序会自动根据计算配筋率来决定是否有两排钢筋。,satwe的计算参数,参数确定-6,柱计算长度系数有两种计算方法，对于一般情况，可采用第一种方法简化方法；若水平力起控制作用，应采用第二种方法。计算结果上的不同见下页.,柱配筋时仅考虑了单排布筋方式。柱配筋计算原则: 按单偏压计算。一般按单偏压计算；按双偏压补充验算；对于单偏压，角筋仅供参考。而对于双偏压情况，实配角筋不应小于计算结果。,satwe的计算参数,参数确定-6,柱长度系数按混凝土土规范的7.3.11-3,柱长度系数按混凝土土规范的7.3.11-2,satwe的计算参数,参数确定-7,可以和pm中设定的强度不一致，配筋计算中程序也以此项为准，但如果想程序按此处要求的钢筋级配出图，则建议连同pm的设定结果一起改。,最大的特点是：不影响配筋 计算结果，但影响配筋的显示结果。如下页例，输入100或200，结果显示相差一倍。,satwe的计算参数,参数确定-7,梁、柱箍筋输入间距为100mm,梁、柱箍筋输入间距为200mm,satwe的计算参数,参数确定-8,无特殊要求，不要删减程序默认的组合和工况。,satwe的计算参数,参数确定-9,地下室与上部共同分析时，程序，模拟约束作用。当相对刚度为0，回填土对地下室无约束。当相对刚度为负值，则为完全嵌固。,室外地面的填土或因行车等荷载造成的附加荷载,satwe 的计算参数,弯矩调幅,学生回答,satwe的计算参数,特殊构件补充,四种不可调幅的梁： 1. 简支梁； 2. 悬挑梁； 3. 钢梁； 4. 承受动荷载的混凝土梁。（见下页图）,连梁的判断： 两端同剪力墙相连； 连梁的轴线同剪力墙的夹角不大于25 连梁的输入： 连梁跨高比大干5.0，可按照普通梁输入（杆元）； 连梁跨高比小于2.5，可以洞口方式形成（壳元）； 连梁跨高比大于2.5，小于5.0时视具体情况酌情处理。 （见下页图）,见下页图,satwe的计算参数,特殊构件补充,不调幅梁,satwe的计算参数,特殊构件补充,连梁,satwe的计算参数,特殊构件补充,下页图中暗黄色为普通柱，暗紫色为框支柱，亮紫色为角柱，亮白色为上端铰接柱，暗白色为下端铰接柱，亮青色为两端铰接柱。角柱、框支柱与普通柱相比，其内力调整系数和构造要求有较大差别 。,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。,satwe的计算参数,特殊构件补充,特殊柱的定义,角柱,两端铰,上端铰,下端铰,框支柱,satwe的计算参数,特殊构件补充,7.1.2.3 抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比本规程表4.8.2规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用； 10.2.5 底部带转换层的高层建筑结构的抗震等级应符合本规程第4.8节的规定。对部分框支剪力墙结构，当转换层的位置设置在3层及3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级尚宜按本规程表4.8.2和表4.8.3的规定提高一级采用，已经为特一级时可不再提高。 10.3.3 抗震设计时，带加强层高层建筑结构应符合下列构造要求： 1 加强层及其相邻层的框架柱和核心筒剪力墙的抗震等级应提高一级采用，一级提高至特一级，若原抗震等级为特一级则不再提高；,satwe的计算参数,特殊构件补充,10.4.4 错层处框架柱的截面高度不应小于600mm，混凝土强度等级不应低于c30，抗震等级应提高一级采用，箍筋应全柱段加密。 10.4.5 错层处平面外受力的剪力墙，其截面厚度，非抗震设计时不应小于200mm，抗震设计时不应小于250mm，并均应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱；抗震等级应提高一级采用。 10.5.5 抗震设计时，连接体及与连接体相邻的结构构件的抗震等级应提高一级采用，一级提高至特一级，若原抗震等级为特一级则不再提高。,satwe的计算参数,特殊构件补充,10.2.5 底部带转换层的高层建筑结构的抗震等级应符合本规程第4.8节的规定。对部分框支剪力墙结构，当转换层的位置设置在3层及3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级尚宜按本规程表4.8.2和表4.8.3的规定提高一级采用，已经为特一级时可不再提高。 10.3.3 抗震设计时，带加强层高层建筑结构应符合下列构造要求： 1.加强层及其相邻层的框架柱和核心筒剪力墙的抗震等级应提高一级采用，一级提高至特一级，若原抗震等级为特一级则不再提高；,多用于屋面为网架或钢屋架等不易建模情况,satwe的计算参数,特殊构件补充,satwe的计算参数,特殊构件补充,satwe的计算参数,特殊构件补充,命令： 1, 6,2 7, 7,3,satwe的计算参数,以前的satwe软件，在计算带变形缝的结构时，如果设计人员将该结构以变形缝为界，定义成多塔后，则风荷载将多计算出一个迎风面。这对于由风荷载控制的结构（如沿海地区），则计算误差就比较大。为了有效地解决这个问题，satwe软件新增加了“遮挡定义”的功能。 对于一个带变形缝的结构，变形缝处的两个立面本身存在相互遮挡的关系，风荷载加不进来。这时，设计人员就可以运用“遮挡定义”功能来人为定义遮挡面。以下结合具体的工程实例，对该功能的具体应用做一些简单介绍。,特殊构件补充,satwe的计算参数,特殊构件补充,命令：1 ， 3，1,satwe 的计算参数,层刚度比计算,satwe的计算参数,剪切刚度：剪切刚度是按高规2.4.5条公式计算的，若结构有支撑时，该公式不适用。（程序的更新中这一问题似乎已经解决） 剪弯刚度：剪弯刚度是按有限元的方法计算的，使层刚心产生单位位移所需要的水平力即为该层的剪弯刚度。 地震剪力与地震层间位移比：抗震规范2.4.2和3.4.3条文说明中建议的方法.,计算控制参数,satwe的计算参数,（2）对于带斜撑的钢结构，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）,高规附录e.0.1建议的方法剪切刚度 ki = (cigci aci + gwi awi ) / hi 计算简单 不能考虑有支撑的情况 不能考虑剪力墙动口高度的变化 适用于多层（砌体、砖混底框）,计算控制参数,satwe的计算参数,（3）多数结构宜采用刚度3。（所有的结构均可用刚度3）,产生单位位移所需要的水平力 ki = fi / i 计算较繁琐 适用于所有情况 计算模型值得商讨 适用于带斜撑的钢结构,计算控制参数,层剪力与层间位移的比值： ki = vi / ui 计算简单 概念简单 剪力和位移的取值得商讨，未扣除刚体转角引起的位移 多数结构宜采用刚度3,计算控制参数,satwe的计算参数,satwe 的计算参数,两种地震作用分析方法,学生回答,satwe的计算参数,侧刚计算方法是一种简化计算方法，每层的每块刚性楼板只有两个独立的平动自由的和一个独立的转动自由度，“侧刚”就是依据这些独立的平动和转动自由度而形成的浓缩刚度阵。优点是分析效率高，计算速度很快。 总刚计算方法直接采用结构的总刚和与之相应的质量阵进行地震反应分析。可发现结构的刚度突变部位，连接薄弱的构件以及数据输入有误的部位等。精度高，适用范围广，不足之处是计算量大。,计算控制参数,侧刚计算方法只适用于采用楼板平面内无限刚假定的普通建筑和采用楼板分块平面内无限刚假定的多塔建筑。 总刚计算方法适用有弹性楼板或有不与楼板相连的构件时(如错层结构、空旷的工业厂房、体育馆所等),计算控制参数,联合基础的计算中要考虑上部结构刚度，则选此项,satwe的计算参数,satwe计算结果阅读,satwe计算结果阅读,刚心和质心不一致的问题 1. 造成建筑物上部在地震反应中的扭转不规则；（见抗震设计规范、高层建筑混凝土结构技术规程） 2. 造成箱形基础、及筏形基础的基础平面形心与上部结构竖向永久荷载重心的偏心。（高规第12.1.5条 ） (见下页),刚心和质心,satwe计算结果阅读,刚心和质心,satwe计算结果阅读,梁、柱、墙的配筋结果,配筋结果,必须指出的是：第2项中剪力墙的asw的参考价值有限，边缘构件的配筋应参考第3项“梁弹性挠度、柱轴压比、墙边缘构件简图”中关于边缘构件的配筋结果。,satwe计算结果阅读,混凝土梁配筋结果,钢梁配筋结果,混凝土柱配筋结果,混凝土墙柱配筋结果,混凝土墙梁配筋结果,配筋结果,satwe计算结果阅读,配筋结果,学生回答,satwe计算结果阅读,配筋结果,学生回答,satwe 的计算参数,超筋信息的辨别,学生回答,satwe计算结果阅读,柱墙荷载,底层柱、墙最大组合内力简图.该文件主要用于基础设计，给基础计算提供上部结构的各种组合内力，以满足基础设计的要求。（主要是不用jccad进行基础计算情况）,satwe计算结果阅读,柱墙荷载,vx/ vy/ n/ mx/ my,合力,一个至今未明了的问题，即下次作业,satwe计算结果阅读,文字计算结果,无条件阅读的结果文件： wmass.out wzq.out wdisp.out,有条件阅读的结果文件： wgcpj.out (超筋) satk.out (框架且薄弱层) wv02q.out (框剪结构),satwe 计算结果阅读,wmass.out,六个比值 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； 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； 3、层间刚度比：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； 4、位移比：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； 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； 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。 7. 层间质量比？,satwe 计算结果阅读,wmass.out,抗倾覆验算结果：当高层建筑高宽比超限、岩石地基上基础埋深不足等情况下必须进行抗倾覆验算时，（高规jgj3-91第4.3.2条）地震力矩取设计值，抗倾覆力矩活荷取50%，恒荷取90%，抗倾覆力矩倾覆力矩（ms/mo1.0 ）。,satwe 的计算参数,p-效应,学生回答,satwe 计算结果阅读,wmass.out,结构整体稳定验算结果: 刚重比ejd/gh2，整体稳定验算 刚重比ejd/gh2 ，重力二阶效应 “高规 jgj 3-2002 第5.4.15.4.2条” 剪切型的框架结构，当刚重比大于10时，则结构重力二阶效应可控制在20%以内，结构的稳定已经具有一定的安全储备；当刚重比大于20时，重力二阶效应对结