追赶法-实验三.doc

第4章 PKPM系列程序应用4.2 梁柱设计多层框架结构梁柱配筋量的计算在SATWE-8阶段完成、施工图的绘制通过应用软件CAD实现。4.2.1 配筋量的程序计算4.2.1.1 几何数据输入和竖向荷载输入梁柱配筋量程序计算需要的几何数据输入和竖向荷载输入在PMCAD阶段完成，操作方法同4.1.1所述，但以下几个方面需要注意：注意一：在“建筑建模与荷载输入”主菜单中（1）关于梁柱的布置 梁柱等构件的布置，要考虑偏轴（或偏心）的影响。 框架梁柱的截面尺寸与定位，应与施工图相符合。 楼面次梁（或屋面次梁）的截面尺寸与定位，由于仅仅影响到局部楼面（或屋面）的结构布置，和施工图的相符性可以适当放宽，因此计算建模中多布置一根次梁、或少布置一根次梁，设计者不需要太在意，详图4.2.1所示。图4.2.1 某楼层平面计算简图（2）关于“主梁”与“次梁”的输入问题 框架梁必须按照“主梁”输入。 一般楼面次梁（或屋面次梁）既可以按照“主梁”输入，也可以按照“次梁”输入。两种输入方法的区别如下：区别一：按照“次梁”输入时，梁端部与支承主梁之间为“铰接连接”；按照“主梁”输入时，梁端部与支承主梁之间为“固接连接”。实际情况：梁端部与支承主梁之间既不是完全的铰接连接，也不是完全的固定连接，而是界于两者之间。区别二：按照“主梁”输入，SAWTE程序进行分析计算时，考虑主次梁之间的相互作用影响，主次梁上都可能存在扭矩作用。区别三：当按照“次梁”输入时，次梁的配筋在SATWE-8阶段必须另行计算。工程设计中，为减少工作量，“次梁”常常按照“主梁”输入，必要时设计者要实现“次梁”输入的计算效果，可以通过“特殊梁柱定义”菜单，定义其端部为“铰接连接”。图4.2.1中，64#梁、65#梁、66#梁、67#梁、68#梁、69梁#、70#梁、71#梁均为楼层“次梁”，程序计算时按照楼层“主梁”输入，为了实现与“次梁” 梁端铰接连接的计算效果，在“特殊梁柱定义”菜单中把梁端节点定义为“铰接连接”。 无论按照何种形式输入楼面次梁（或屋面次梁），程序中均按照以下约定进行计算分析：约定一：次梁不进行负弯矩调幅。约定二：次梁配筋时最小配筋率不受抗震等级控制，即最小配筋率按照非抗震情况取用。（3）关于“层间梁”的设置当框架柱与框架柱之间、在楼层与楼层之间存在联系梁时，该梁如需要进入整体计算，则按照“层间梁”输入，“层间梁”可与楼层梁重叠布置。当“层间梁”为门窗洞口顶拉通设置的过梁（或雨蓬梁）时，“层间梁”上输入的荷载仅为作用在梁上的恒荷载（如隔墙、雨蓬等荷重）。图4.2.1中，75#梁（图中虚线所示）为“层间梁”。明确：当楼梯间框架梁在楼层平面处拉不通时，楼梯间休息平台框架梁，不适合作为“层间梁”输入，这时楼梯间休息平台梁可作为楼层主梁输入，通过“特殊梁柱定义”菜单定义梁端为“铰接连接”，来考虑它与其它楼层梁之间的不连续性。实际配筋时，考虑梁柱固接因素，对支座处的钢筋给予适当的放大、或与跨中钢筋配置相同。图4.2.1中，52#梁为楼梯间休息平台框架梁、60#梁为楼梯间休息平台梁，建模时均按照楼层主梁输入，梁端节点定义为“铰接连接”。（4）关于作用在主梁上的荷载作用在主梁上的荷载按照建筑布置图、根据实际情况确定。由板面和次梁传来的荷载程序会自动导算，其它恒荷载主要由填充墙、栏杆、阳台、檐沟（或女儿墙）等引起，其它活载主要由设备荷载（如电梯机房支承钢梁产生的荷载、自动扶梯支承端压力等，详3.6.7所述）等引起，梁柱荷载平面布置形式，详图4.2.2所示。（5）关于作用在框架柱上的荷载作用在框架柱上的荷载按照建筑布置图、根据实际情况确定，由支承梁传来的荷载程序会自动导算。（6）关于“设计参数”选择设计参数：“总信息” 结构体系：框架结构。 结构主材：钢筋混凝土。 结构的重要性系数：根据结构的安全等级、或设计使用年限确定，分别取1.1、1.0、0.9，详3.2.4.1所述。 地下室层数、与基础相连的最大楼层号：根据结构的实际情况确定，无地下室时，“地下室层数”取“0”，“与基础相连的最大楼层号”为“1”。 梁钢筋的混凝土保护层厚度、柱钢筋的混凝土保护层厚度：一类环境中的普通混凝土，梁钢筋的混凝土保护层厚度为25mm、柱钢筋的混凝土保护层厚度为30mm，其他环境中图4.2.2 某楼层梁柱荷载平面示意图的混凝土保护层厚度详3.3.1.1所述。 框架梁端负弯矩调幅系数：通常取0.81.0。对框架梁端支座负弯矩进行调幅，一方面是为了减少梁端支座处钢筋数量，方便施工，另一方面是为了实现“延性框架”的设计理念，详3.2.4.5所述。设计参数：“材料信息” 混凝土容重：钢筋混凝土的容重为25kN/m3，考虑到程序计算构件自重时没有另加粉刷层等装修附加荷重，通常取值2628kN/m3。 梁箍筋类别、柱箍筋类别：级钢筋或级钢筋，为方便施工，通常采用级钢筋，详2.3.2所述。设计参数：“地震信息” 地震烈度、设计地震分组、设计基本地震加速度：根据建筑物所在位置，按照抗震规范附录A给出的“我国主要城镇抗震设防烈度表”查用，详3.1.5.1所述。 场地类别：场地对地震波具有过滤特性和选择放大的作用，建筑场地根据覆盖土层厚度、土层的等效剪切波速的不同，划分为四大类，按照抗震规范4.1.6查用，详表4.2.1所述。表4.2.1 不同类别建筑场地覆盖土层厚度（m）等效剪切波速（m/s）场地类别类类类Vse5000500Vse25055250Vse140335050Vse1403315158080场地类别越高，其上的建筑物受到的地震作用越大、震害越大，结构设计时建筑场地类别由地质勘探单位提供，设计人员可直接根据地质勘探报告查用。程序中场地类别参数可取0、1、2、3、4，分别代表上海地区、和全国的类、类、类、类建筑场地。 明确：非抗震区，没有建筑场地类别的概念。 框架抗震等级：框架抗震等级根据抗震设防烈度、房屋高度，按照抗震规范6.1.2查用，详3.5.1所述。程序中框架抗震等级参数可取0、1、2、3、4、5，分别代表框架抗震等级为特一级、一级、二级、三级、四级，“5”表示不考虑抗震构造要求、或非抗震设计。 计算振型个数：对一块刚性楼板有3个振型、对一个弹性节点有2个振型。结构的总地震作用反应以低阶振型反应为主，高阶振型对结构总地震作用反应的贡献较小，故求结构总地震作用反应时，不需要取结构全部振型的地震作用反应进行组合。通常结构的计算振型个数取3n，n可按下述方法确定：一般情况下取结构前23阶振型的地震作用反应进行组合，但不多于结构的计算楼层数；当结构基本周期T11.5s时或建筑高宽比大于5时，可适当增加振型的组合数。对于刚度不均匀的复杂结构，如多塔结构，在考虑扭转耦连作用效应计算时，很难确定应该取多少个振型计算其地震作用比较合适。若计算振型数给少了，有些地震作用计算不出来，结构的抗震设计偏于不安全；而计算振型数取得太多，计算量就增加很多，影响计算效率。有效质量系数：SATWE软件引进了振型有效质量系数概念，根据用户给定的计算振型数，计算出X方向和Y方向的振型有效质量Cmass-x和Cmass-y，通过Cmass-x和Cmass-y的大小来判断所给定的振型数是否已经足够。参与振型数越多，有效质量系数越大。Cmass-x和Cmass-y数值的大小在分析结果“周期、振型、地震力”文本文件中输出，Cmass-x和Cmass-y越大，表明对计算地震作用有贡献的质量越多，未计算出来的地震作用越少。从理论上讲，Cmass-x和Cmass-y应达到100%时才不至于丢失地震作用效应，但实际计算中无法达到100%的理论值。计算经验表明，若Cmass-x或Cmass-y大于等于90%，基底剪力误差一般小于5%，认为选择的振型数足够。因此若Cmass-x或Cmass-y小于90%，则说明用户取用的计算振型数不够，应增加计算振型数。 周期折减系数：框架填充墙等非结构构件的存在，一方面使结构的抗侧刚度增加，水平位移减少；另一方面也使结构的自振周期缩短，受到的地震作用增加，震害加重。由于非结构构件不形成结构的刚度，在结构的自振周期计算时不考虑，因此通过周期折减的办法来近似地考虑非结构构件对整个结构抗震性能的影响。周期折减系数不改变结构的自振周期，只改变地震作用的影响系数，周期折减系数取值大小与非结构构件在结构中的分布情况（数量多少、材质情况）有关。当框架结构的填充墙较多时，取0.60.7；较少时，则取0.80.9。设计参数：“风荷载信息” 修正后的基本风压：基本风压根据建筑物的使用年限和所处地理位置，按照荷载规范7.1取值，详3.1.3所述。修正后的基本风压=修正系数基本风压值特别重要的建筑物、或对风压作用比较敏感的建筑物，修正系数取1.1；一般建筑物，修正系数取1。 地面粗糙度类别根据建筑物所在地地表的粗糙程度不同，按照荷载规范7.2要求确定为A类、B类、C类、D类，详3.1.3所述。建筑物所在地地表面越光滑，风荷载作用效应越大。 体型系数：与建筑物的体型有关，按照荷载规范7.3要求取值，详3.1.3所述。矩形建筑，风荷载体型系数为1.3；其它形状建筑物（圆和椭圆形平面、正多边形和三角形平面以及十字形、T形等平面）的风荷载体型系数可通过“辅助计算”菜单选择；特殊情况下的建筑物，风荷载体型系数可通过风洞试验得到。当建筑物沿着高度方向立面外形状发生显著变化时（如由原来的矩形转变为圆形或三角形等），体型系数也随之改变，设计者需要输入“体型分段数”以及每段的“体型系数”值，注意程序内定体型系数最多可分三段取值。注意二：在“结构楼面布置信息”主菜单中选择需要的“结构标准层号”，如在“建筑建模与荷载输入”主菜单中输入了“次梁”和“层间梁”，则可以在这里查看这些梁输入位置的正确性，如检查发现输入信息有误，可回前菜单进行修改调整。注意三：在“楼面荷载传导计算”主菜单中 关于次梁荷载选择需要的楼层号，如在“建筑建模与荷载输入”主菜单中输入了“次梁”，则通过“次梁荷载”菜单，输入作用在次梁上的恒荷载标准值和活荷载标准值。 关于荷载导算选择“生成各层荷载传到基础的数据”菜单，点取“考虑活载折减”，根据荷载规范4.1.2要求，设置折减系数，详3.1.2.1所述。选择“活载折减”，考虑了整个建筑物上所有活荷载同时作用的机率问题，符合实际工作情况，是合理的；选择活荷载“不折减”是偏安全的。注意四：在“平面荷载显示校核”主菜单中选择需要的楼层号，进入“荷载选择”菜单，选择“主梁荷载”、“X向柱荷载”、“Y向柱荷载”中的“恒载”、“活载”，得到交互输入的作用在楼面梁柱上的荷载平面布置图，图形名为CHKPM.T，详图4.2.2所示。4.2.1.2 SATWE数据生成选择SAT-8，进入“接PM生成SATWE数据”主菜单。第一步：选择“补充输入及SATWE数据生成”菜单，进入“分析与设计参数补充定义”菜单，完成下列参数的确认：（1）在“总信息”中 水平力与整体坐标夹角：当水平力由风荷载、或地震作用引起时，“水平力与整体坐标之间的夹角”取“0”。 结构材料、结构体系、混凝土容重、地下室层数等：同前述。 对所有楼层强制采用刚性楼板假定：需要采用“弹性楼板”进行分析的结构，不能选择此采单。关于“刚性楼板”：“刚性楼板假定”是建筑结构工程领域的一个特殊概念，其含义是假定楼板平面内刚度为无限大，平面外刚度为零。“刚性楼板假定”的分析效率高，但仅适用于楼板形状比较规则的普通结构。关于“弹性楼板”：对于复杂楼板形状的结构工程，如楼板有效宽度较窄的环形楼面、或其它有大开洞楼面、有狭长外伸段楼面、局部变窄产生薄弱连接的楼面、连体结构的狭长连接体楼面等，楼板内刚度有较大削弱且不均匀，楼板的平面内变形会使楼层内抗侧刚度较小构件的位移和内力加大；或特殊楼板体系，如板柱体系、厚板转换结构体系等，应采用“弹性楼板”进行分析计算。 恒荷载、活荷载计算信息：根据建筑物高度和施工方法的不同，“恒活荷载计算信息”共有以下五种形式，设计人员可以酎情选择合适的计算方法。方法一：选择“不计算竖向荷载”，程序不计算所有竖向荷载。方法二：选择“一次性加载”，程序自动序按一次加载方式（一次性形成结构刚度，恒荷载和活荷载一次性加载）计算竖向荷载作用下的结构内力和变形，不考虑施工中的找平过程。对于高层建筑竖向刚度有差异的结构，计算结果与实际受力会有较大的差异。原因分析：由于一次性加载造成柱、墙的轴向变形过大，层数较多时顶部几层的中间支座将出现较大沉降量，与其相连梁的支座会出现正弯矩或负弯矩减小，与实际的受力情况有误差，所以对于高层建筑竖向刚度有差异的结构，计算结果与实际受力会有较大的差异，一般结构应考虑模拟施工过程。方法三：选择“模拟施工加载1”，程序自动按照模拟施工加载1（一次性形成结构刚度，恒荷载分层加载，活荷载一次性加载）计算竖向荷载作用下的结构内力和变形，避免一次性加载带来的轴向变形过大的计算误差。方法四：选择“模拟施工加载2”，程序自动按照模拟施工加载2计算竖向荷载作用下的结构内力和变形，即在分析过程中将竖向构件（柱、墙）的轴向刚度人为放大十倍，以削弱竖向荷载按刚度的重分配，这样做将使得柱（或墙）上分得的轴力比较均匀，传给基础的荷载更为合理。方法五：选择“模拟施工加载3”，程序自动按照模拟施工加载3（分层形成结构刚度，恒荷载分层加载，活荷载一次性加载）求竖向荷载作用下的结构内力和变形。综合：“模拟施工加载3”与工程实际施工情况比较吻合，但计算费时，通常选用“模拟施工加载1”的形式来计算竖向荷载作用下的结构内力和变形。 风荷载计算信息：是否计算风荷载作用，根据建筑物的受风情况确定。选择“不计算风荷载”：程序不计算风荷载作用。选择“计算风荷载”：程序自动计算X、Y两个方向的风荷载作用。一般建筑物，选择“计算风荷载”。 地震作用计算信息：是否计算水平地震作用、是否计算竖向地震作用，根据抗震规范5.1.1和5.1.2要求执行，详3.1.5.1所述。选择“不计算地震作用”：程序不计算地震作用。选择“计算水平地震作用”：程序自动计算指定方向、及与其垂直方向的水平地震作用。选择“计算水平和竖向地震作用”：程序自动计算指定方向、及与其垂直方向的水平地震作用和竖向地震作用。（2）在“设计信息”中 考虑P-效应“P-效应”又称重力二阶效应，主要考虑水平荷载作用产生的水平位移对结构内力和位移产生的不利影响。高层规程5.4.1明确规定，对于框架结构当符合公式（4.2-1）要求时，必须考虑“P-效应”。Di第i楼层的等效侧向刚度，可取该楼层剪力与层间位移的比值；Gi、Gj分别为第i楼层、第j楼层的重力荷载设计值；hi第i楼层的层高；n结构计算总层数。多层建筑竖向高度小、水平荷载小，由水平荷载产生的水平位移也小，存在“P-效应”，但对结构的内力和位移产生的影响较小，因此设计人员可以选择考虑“P-效应”，也可以选择不考虑“P-效应”，两者计算结果相差很小。 结构的重要性系数：同前述。 柱重叠部分简化为刚域“梁柱重叠部分简化为刚域”可以理解为“考虑柱宽对梁内力的影响”，程序计算时柱按照中心线取计算简图，因此框架梁在支座处所得的内力（弯矩、剪力、扭矩等）为柱中心线位置处的内力，比柱边控制截面（梁端可能产生破坏的截面）上的内力要小一些，详3.2.6所述。框架柱截面尺寸越大、作用在框架梁上的荷载越大，柱中心线位置的内力与柱边控制截面上的内力差距就越大，因此原则上讲，考虑“梁柱重叠部分简化为刚域”是合理的，不考虑考虑“梁柱重叠部分简化为刚域”是浪费的、偏安全的。实际过程中通常当柱截面尺寸较小时（600mm），不考虑“梁柱重叠部分简化为刚域”；当柱截面尺寸较大时（600mm），考虑“梁柱重叠部分简化为刚域”。 梁混凝土保护层厚度、柱混凝土保护层厚度：同前述。 柱的计算长度系数：选择按照混凝土规范7.3.11-3执行，否则按照混凝土规范7.3.11-2执行，详3.4.2.1所述。图4.2.7为某楼层底层柱长度系数示意图，建模计算时，柱的计算长度系数选择“按照混凝土规范7.3.11-3执行”。 柱配筋计算原则：选择“按单偏压计算”，需在后面SATWE后处理中执行“柱双偏压验算”，故通常选择“按双偏压计算”。需要说明的是，选择不同的计算方法，输出的计算结果含义有所不同，详后述。（3）在“风荷载信息”中 修正后的基本风压、地面粗糙度类别、体型系数：同前述。当建筑物设置变形缝后，建筑物按照多塔结构进行整体计算分析时，需要输入“设缝多塔背风面体型系数”，通常取“0.5”。 结构基本周期：这里的“结构基本周期”用于计算风振系数z，填缺省值表示结构基本周期由程序内定的经验公式计算得到，如果设计者已经知道结构的计算周期，可以直接填入已知的计算周期，使风荷载的计算更加准确。多层建筑，建筑物高度小，风振影响小，风振系数近似取“”，因此填缺省值就可以。（4）在“荷载组合”中荷载组合的形式，按照荷载规范3.2要求进行，详3.2.4所述，各选项系数可直接采用默认值，程序已自动考虑（1.35恒载 + 0.71.4活载）的组合。如果需要，可以采用“自定义组合及工况”。 恒荷载分项系数：1.2 活荷载分项系数：一般为1.4，对标准值大于4kN/m2的工业厂房，楼面结构的活荷载分项系数取1.3。当同一工程中既有“1.4”的活荷载分项系数，又有“1.3”的活荷载分项系数时，设计者可以酎情考虑，或偏安全取“1.4”。 风荷载分项系数：1.4 活荷载组合值系数：0.7 风荷载组合值系数：0.6 活荷载重力荷载代表值系数：抗震规范5.1.3明确，计算重力荷载代表值时活荷载的组合值系数，一般为0.5；当楼面（或屋面）活荷载按实际情况取用时，取1.0；对藏书库、档案库、库房等楼面使用活荷载变化机率比较小的房间，取0.8，详表3.1.20。当同一工程中既有“0.5”的活荷载重力荷载代表值系数，又有“0.8”或“1.0”的活荷载重力荷载代表值系数时，设计者可以酎情考虑，或直接取“0.5”，由此引起的地震效应计算偏差为设计所能允许。 水平地震作用分项系数：1.3 竖向地震作用分项系数：0.5（5）在“活载信息”中 “墙、柱设计时活荷载”、“传给基础的活荷载”：折减问题同前述。 梁活荷载不利布置：楼面梁（或屋面梁）受到活荷载的直接作用，所有楼层（或屋面）必须考虑活荷载的最不利布置对内力产生的不利影响。（6）在“地震信息”中 设防烈度、设计地震分组、设计基本地震加速度、场地类别、框架抗震等级、计算振型个数、周期折减系数：同前述。 活荷载质量折减系数：与“活荷载重力荷载代表值系数”含义相同，取值同前述。 结构的规则性：“规则结构”是相对的，“不规则结构”是绝对的，计算时通常选择“不规则结构”，原因分析如下：“结构的规则性”是针对地震作用计算而言的，当建筑结构的刚度中心与重力荷载中心不重合时，建筑物在水平荷载作用下会产生扭转作用效应，因此抗震规范3.4.2明确规定：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，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力发生突变。当存在表4.2.2所列举的平面不规则结构类型、或表4.2.3所列举的竖向不规则结构类型时，应按下列要求进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。表4.2.2 平面不规则的结构类型不规则类型定 义扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍。凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应方向投影尺寸的30%。楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如楼板的有效宽度小于该层楼板典型宽度的50%、或开洞面积大于该层楼面面积的30%、或较大的楼层错层等。表4.2.3 竖向不规则的结构类型不规则类型定 义侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一楼层的70%；或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平方向尺寸大于相邻下一楼层的25%。竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑等）的内力由水平转换构件（梁、桁架等）向下传递。楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%。情形一：对于“平面不规则而竖向规则的建筑结构”，应采用空间结构计算模型，并符合下列要求：扭转不规则时，应计及扭转影响，且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍。凹凸不规则、或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型，当平面不对称时尚应计及扭转影响。情形二：对于“平面规则而竖向不规则的建筑结构”，应采用空间结构计算模型，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数，进行弹塑性变形分析，并满足下列要求：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1.251.5的增大系数。楼层承载力突变时，薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%。情形三：对于“平面不规则、且竖向不规则的建筑结构”，应同时符合上述要求。 考虑偶然偏心由于施工、使用或地震地面运动的扭转分量等因素所引起的偶然偏心的不利影响，对平面规则的多层建筑结构，采用增大边榀结构地震内力的简化方法来考虑；对平面规则的高层建筑结构，直接取各层质量偶然偏心为0.05Li来计算单向水平地震作用（详高层规程3.3.3条文说明）。选择“考虑偶然偏心”，程序将自动增加计算4个地震工况，分别是质心沿Y正、负向偏移5%的X向地震作用和质心沿X正、负向偏移5%的Y向地震作用。当采用底部剪力法计算地震作用时，应考虑质量偶然偏心的不利影响；当计算双向地震作用时，可不考虑质量偶然偏心的影响。 考虑双向地震作用建筑物受到地震作用，既会产生X方向的振动、也会产生Y方向的振动，如果质量中心与刚度中心不重合的话，还将产生扭转振动，因此抗震规范5.1.1明确，质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平地震作用下的扭转作用效应，采用耦连计算。工程设计中，通常选择“考虑双向地震作用”。 结构的阻尼比结构的阻尼比与主体结构的材料有关，一般钢筋混凝土结构的阻尼比为0.05。 特征周期：根据场地类别、抗震等级和设计地震分组（或震中距）等因素确定，按照抗震规范5.1.4取值，详3.1.5.2所述。 多遇地震影响系数、罕遇地震影响系数：按照抗震规范5.1.4取值，如设防烈度为6度，多遇地震影响系数为0.04；设防烈度为7度，罕遇地震影响系数为0.50，详3.1.14所述。 斜交抗侧力构件方向附加地震数：程序可允许最多附加5组多方向的地震作用，因此附加地震数为05。抗震规范5.1.1明确：有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于150时，才考虑斜交抗侧力构件方向的地震作用效应。 相应角度：斜交抗侧力构件与X轴正方向之间的夹角，逆时针方向为正。（7）在“调整信息”中 梁端部负弯矩调幅系数：同前述。 梁设计弯矩放大系数：通过此参数可以调整梁的设计弯矩值（正、负弯矩值均增大），提高梁的安全储备。通常梁设计弯矩放大系数1，由设计人员把握。有时考虑施工时平接梁引起的h0降低作用，梁设计弯矩放大系数取1.05。 梁扭矩折减系数梁板整体浇注，板的存在在一定程度上阻止了梁侧向扭转变形的发生和发展，提高了梁的抗扭承载能力，但楼板究竟对梁的扭转有多大的约束作用、哪些因素对梁扭转有影响等问题还没有完全定量化。工程设计中为简化计算，通过折减作用在梁上扭矩数值的方法，来考虑楼板对梁抗扭能力的提高作用，梁扭矩折减系数为0.41.0，通常取0.4。注意：当梁不与刚性楼板相连、或为弧形梁时，不能考虑楼板对梁抗扭的有利影响，梁扭矩折减系数应取“1”。因此当结构中局部没有楼板、或有弧形梁时，设计者要计算两遍，第一遍考虑扭矩的折减，梁扭矩折减系数为0.41.0，计算结果对有楼板的直梁适用；第二遍不考虑扭矩的折减，计算结果对没有楼板的梁和弧梁适用。 中梁刚度增大系数程序中框架梁是按照矩形截面尺寸输入并计算其刚度的，梁板整体浇注，在一定程度上提高了梁的抗弯刚度，详3.2.3.1所述。“中梁”是指二侧均与楼板相连的梁，通常取中梁刚度增大系数BK=1.02.0；“边梁”是指仅一侧与楼板相连的梁，通常取边梁刚度增大系数为（1+BK）/2。注意：当梁不与刚性楼板相连时，不能考虑楼板的有利影响，“中梁刚度增大系数”为“1”。 各楼层地震作用计算按照抗震规范5.2.5要求，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震作用的剪重比不应小于规范给出的最小地震剪力系数，详表3.1.24要求，因此选择“按抗震规范（5.2.5）调整各楼层地震内力”以满足楼层最小水平地震作用剪力的设计要求。 全楼地震作用放大系数通过此参数可放大地震作用效应，提高结构的抗震安全度，通常取1.01.5，由设计人员把握。 9度结构及一级框架结构梁柱钢筋超配系数抗震规范6.2明确，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，框架梁端部的剪力、柱端部的弯矩和剪力调整应按照实配钢筋和材料强度标准值来计算，超配系数由设计人员把握，通常取1.15。 指定的薄弱层个数、各薄弱层层号震害经验表明，如果建筑结构中存在“薄弱层”或“薄弱部位”，在强烈地震作用下，由于结构薄弱部位产生了弹塑性变形，结构构件会产生严重破坏甚至使整个结构倒塌。因此对建筑结构的“薄弱层”进行弹塑性变形验算，是为了满足抗震设计第二阶段设计的需要，保证“大震不倒”。在“薄弱层”或“薄弱部位”，结构刚度相对较小、变形较大，其承载力本身能满足设计地震作用下抗震承载力的计算要求，却比相邻楼层或部位要薄弱得多。因此抗震规范3.4.3明确，建筑结构应采用空间结构计算模型，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数，进行弹塑性变形分析时，须满足一系列的限值要求。“薄弱层”位置的确定：“薄弱层”存在于竖向不规则的建筑结构中，竖向不规则的建筑结构形式详表4.2.3所述。很明显，根据结构布置图能够直接判断的“薄弱层”位置，只有“竖向抗侧力构件不连续”一种形式，另外两种形式“侧向刚度不规则”、“楼层承载力突变”引起的“薄弱层”位置，均需要经过计算才能确定。对于多层框架结构，“薄弱层”通常在底层。SATWE程序中，对于12层以下的混凝土矩形柱框架结构，当计算完各层配筋之后，会自动搜索“薄弱层”位置，并对“薄弱层”进行验算，在文本文件中输出“薄弱层验算结果”，如楼层的屈服系数等，对于屈服系数小于0.5的楼层，还输出多遇地震作用下的弹性楼层位移、罕遇地震作用下的塑性层间位移和位移角。设计者可以根据输出结果与限值差异的大小，判断“薄弱层”的位置，调整结构布置。（8）在“配筋信息”中 梁主筋强度、柱主筋强度：级钢筋强度为300N/mm2；级钢筋强度为360N/mm2。通常采用级钢筋，详2.3.2所述。 梁箍筋强度、柱箍筋强度：级钢筋强度为210N/mm2；级钢筋强度为300N/mm2。通常采用级钢筋，详2.3.2所述。 梁箍筋间距、柱箍筋间距选择“200”，则计算出来的箍筋用量配置在间距200mm范围内；选择“100”，则计算出来的箍筋用量配置在间距100mm范围内。当选择“100”计算时，如梁柱箍筋配置的实际间距为200mm，则计算结果（箍筋面积）需要调整，通常近似放大2倍。抗震设计框架结构，输入加密区箍筋间距，通常为100mm。第二步：进入“特殊构件补充定义”菜单，完成补充定义角柱、铰接柱、不调幅梁、连梁、铰接梁和弹性楼板单元选择需要的“结构标准层号”，结合工程具体情况，调整有关梁、柱、板的布置信息。工程中需要补充定义角柱、铰接柱、不调幅梁、铰接梁、弹性楼板单元时，可执行本项菜单，否则可跳过这项菜单。（1）特殊梁 不调幅梁当总信息中输入了“框架梁端负弯矩调幅系数”后，结构中所有的框架梁（与框架柱相连的梁）都将进行负弯矩调幅，如设计不需要对某些框架梁的梁端负弯矩进行调幅，则可以在“不调幅梁”菜单下进行选择定义。 一端铰接梁、二端铰接梁在“建筑建模和荷载输入”主菜单中，按照“主梁”输入的楼面梁（或屋面梁），梁端均为“固接连接”，如设计需要对某些梁（如按照“主梁”输入的“次梁”等）的端部改“固接连接”为“铰接连接”，则可以在“一端铰接梁”、“二端铰接梁”菜单下进行选择定义。图4.2.1中，52#梁、60#梁、64#梁、67#梁、68#梁、71#梁均为“二端铰接梁”，59#梁、61#梁、62#梁、63#梁、65#梁、66#梁、69梁#、70#梁均为“一端铰接梁”。（2）特殊柱 上端铰接柱、下端铰接柱、二端铰接柱在“建筑建模与荷载输入”主菜单中，输入的柱与楼面梁（或屋面梁）之间的端部连接均为刚性连接，如设计需要对某些柱（如建筑物顶层因大空间需要采用钢网架结构，柱端部与网架的连接应定义为“铰接连接”等）的端部改刚性连接为“铰接连接”，则可以在“上端铰接柱”、“下端铰接柱”、“二端铰接柱”菜单下进行选择定义。 角柱“角柱”为典型的双向压弯构件，受力极为不利。抗震规范6.2.6明确，一、二、三级框架的角柱配筋计算时，经调整后的组合弯矩设计值、剪力设计值尚应乘以不小于1.10的增大系数，因此设计人员要根据结构平面布置对“角柱”进行定义。（3）弹性楼板前述，对于复杂楼板形状的结构工程，应采用“弹性楼板”假定进行计算，程序提供二种形式“弹性楼板”的计算方法：“弹性楼板6”和“弹性楼板3”。“弹性楼板6”：真实地计算了楼板平面内刚度和平面外刚度，采用“弹性楼板6”假定后，部分竖向楼面荷载将通过楼板的平面外刚度直接传递给竖向构件，导致梁的弯矩减小，而过去所有关于梁的工程经验都是与“刚性楼板假定”前提下配筋安全储备相对应的，因此除板柱结构和板柱抗震墙结构外，建议不要轻易采用“弹性楼板6”。“弹性楼板3”：假定楼板平面内无限刚，仅真实地计算楼板平面外刚度。适用于厚板转换结构，当板柱结构中板面内刚度足够大时，也可采用“弹性楼板3”计算。第三步：其它参数的定义（1）关于“温度荷载定义”温度应力的计算是一个比较复杂的问题，温度的变化对于结构的反应也是很复杂的。首先：温度的变化有“梯度”问题，即构件表面到内部的温度变化很大，这与构件均匀受温、均匀膨胀、均匀收缩不同，因此计算结果不能完全表示结构的真实受力情况。第二：温差的变化是有时效的，因为从冬季到夏季，结构的温差变化是一个很长的过程，而不是在很短的时间内完成的，因此结构的实际温度应力与计算时不完全相同。因此在多层建筑结构设计中，对“温度应力”通常不做定量的理论计算，而是通过设置伸缩缝、施工后浇带以及一系列的构造措施，来减少建筑物各部分之间可能产生的温差内力、增加结构或构件抵抗不均匀变形差的能力。一般结构，不执行此采单。（2）关于“弹性支座/支座位移定义”在软土、填土以及各种不均匀地基上建造建筑物，或者地基虽然相对均匀，但是上部荷载差异过大，建筑物体型复杂、刚度差别悬殊时，都会引起地基变形，造成建筑物下沉、水平位移和转动。近似定量地分析地基变形作用的影响，可以通过运行“支座指定刚度或位移”菜单实现，必须明确的是，“支座指定刚度或位移”作为恒荷载工况的一部分，产生的内力与恒荷载产生的内力相叠加。实际工程中存在上述工况，但由于影响“支座指定刚度或位移”的因素较多、计算相当繁复，因此常常以定性的“概念设计”为主而很少做定量的理论分析计算，如通过设置沉降缝、施工后浇带以及采取一系列的“抗、放、调”等构造措施，来减少建筑物各部分之间的不均匀沉降差、增加结构或构件抵抗不均匀沉降差的能力。一般结构，不执行此采单。（3）关于“特殊风荷载定义”对于空旷结构，需要考虑风荷载对大跨度结构产生的正、负风压作用。程序考虑节点及梁上作用的风荷载，并把它作为一个独立的荷载工况与恒荷载、活荷载、地震作用进行组合。一般结构，不需要执行此采单。（4）关于“多塔结构补充定义”对于多塔结构、设缝结构（伸缩缝、沉降缝、抗震缝），常按照多塔进行“整体计算”。只有一个塔的结构，不需要执行此采单。关于“多塔结构、设缝结构”计算模型选择问题的分析：“多塔结构”：多塔结构具有两个突出特点，其一是每个塔楼都有独立的迎风面，在计算风荷载时，不考虑各塔楼的相互影响；其二是每个塔楼都有独立的变形，各塔楼的变形与塔楼本身因素、与底盘的连接关系和底盘的受力特性等多种因素有关，各塔楼之间没有直接影响，但都通过底盘间接影响其它塔楼。“设缝结构”：仅上部结构而言，缝将上部结构划分成几个较为规则的抗侧力结构单元，各结构单元之间完全分开，所以各结构单元有独立的变形，若忽略基础变形的影响，各单元之间相对独立。由于缝的宽度不大，缝隙面不是迎风面。对于“多塔结构、设缝结构”，通常采用的计算模型有两种，其一是将各结构单元离散开，分别计算，称之为“离散模型”；其二是把各结构单元综合在一起，通过“多塔定义”，作为一个结构整体参加计算，称之为“整体模型”。采用“离散模型”计算，在绘制平面施工图时，不便于整个楼层绘制；在传递基础设计荷载时，不能同时传递整个上部结构的荷载。采用“整体模型”计算，在绘制平面施工图、梁柱施工图、以及传递基础设计荷载时都比较方便。对于高层建筑结构，由于高层规程4.3.5明确，必须验算结构的周期比、位移比等参数，因此通常先采用“离散模型”进行单体计算，满足周期比、位移比等要求后，再用“整体模型”进行整体计算，以方便施工图的绘制、基础设计荷载的取得。（5）关于“修改构件计算长度系数”执行“生成SATWE文件及数据检查”菜单后，程序自动导算出构件的计算长度系数，详图4.2.7所示（选择按照混凝土规范7.3.11-3计算受压构件的计算长度系数），如果设计需要修改部分柱的计算长度系数，可在此菜单下进行。（6）关于“风荷载查询/修改说明”执行“生成SATWE文件及数据检查”菜单后，程序自动导算出风荷载作用于结构上的数值（注意：此处的风荷载不包括前处理中的特殊风荷载），如果设计需要查询、或修改部分风荷载数值，可在此菜单下进行。第二步：进入“生成SATWE文件及数据检查”菜单这是必须执行的菜单，只有在“几何数据检查结果”、“竖向荷载数据检查结果”、“风荷载数据检查结果”完全正确的情况下，才能进入下一阶段“结构内力与配筋计算”。如果检查结果提示有错误，可以通过“查看数检报告文件”，分析错误的性质，进行修正，并重新运行此菜单，直到满足要求为止。通常错误信息分两类，一类为致命性错误，在屏幕上用红色汉字提示，在数检报告中以Error为题头，对于这类错误信息，用户必须修改，否则程序无法继续运行，或者即使能够运行，其运行结果也是错误的；另一类为警告性错误（如两个节点之间的距离0.3m等），在屏幕上用黄色汉字提示，在数检报告中以Warn为题头，对于这类错误信息，用户尽可能修改或做一些近似简化，若工程实际确实如此，也可不改，不影响程序的正常运行。10、选择“图形检查”，进入“各层平面简图“菜单逐层显示前面输入的结构构件尺寸、混凝土强度等级及构件编号等信息，得到各楼面平面结构布置简图，图形名为WIND*.T，详图4.2.1所示。4.2.1.3 结构内力与配筋计算进入“结构内力与配筋计算”主菜单，确定SATWE计算控制参数。（1）关于“刚心坐标、层刚度比的计算”选择此项，通过计算可得到各层的刚度、刚心坐标以及各层的刚度比，程序提供三类楼层刚度的计算方法：剪切刚度、剪弯刚度、地震剪力与地震层间位移的比。剪切刚度：按照高层规程给出的方法进行计算，适合底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构，若结构有支撑时，该方法不适用。剪弯刚度：按照有限元方法进行计算，使层刚心产生单位位移时所需要的水平力即为该层的剪弯刚度。对底部大空间多于一层的部分框支剪力墙结构，可选择“剪弯刚度”方法计算楼层刚度。抗震规范建议，一般结构采用“地震剪力与地震层间位移的比”方法计算楼层刚度。（2）关于“形成总刚并分解”选择此项，通过计算可得到结构的总刚度。（3）关于“结构地震作用计算”选择此项，通过计算可得到结构受到的地震作用，程序提供二类地震作用的计算方法：“侧刚分析方法”和“总刚分析方法”。侧刚分析方法：按侧刚模型进行结构振动分析，计算结构受到的地震作用。“侧刚模型”是一种采用刚性楼板假定的简化刚度矩阵模型，即把房屋理想化为空间梁、柱和墙组合成的集合体，并在平面内无限刚的楼板上互相连接在一起。不管用户在建模中有无弹性楼板、刚性楼板或越层大空间，对于无塔结构，侧刚模型假定每层为一块刚性楼板；对于多塔结构，则假定为一塔一层为一块刚性楼板。每块刚性楼板的动力自由度具有两个独立的水平平动自由度和一个独立的转动自由度。“侧刚模型”进行振动分析时，结构动力自由度相对较少，计算耗时少。总刚分析方法：指按“总刚模型”进行结构的振动分析，计算结构受到的地震作用。“总刚模型”是一种真实的结构模型转化成的刚度矩阵模型，假定每层非刚性楼板上的每个节点（有构件相连）的动力自由度有两个独立的水平平动自由度，可以接受弹性楼板的约束，也可以完全独立不与任何楼板相连；而在刚性楼板上的所有节点，有两个独立的水平平动自由度和一个独立的转动自由度。“总刚模型”进行振动分析时，能真实模拟具有弹性楼板、大开洞的错层、连体、空旷的工业厂房、体育馆等结构，可以正确求得结构每层每个构件的空间自振形态，但自由度数相对较多，计算耗时，且多储存。当需要考虑楼板的弹性变形时，应按照“总刚模型”进行结构的振动分析。（4）关于“结构位移计算”选择此项，通过计算可得到结构在各楼层处的水平位移值，程序提供二类结构位移值的输出方式：简化输出、详细输出，设计人员可以根据需要选择其中一项。简化输出：在WDISPOUT输出文件中，仅输出各工况下结构的楼层最大位移值，按总刚模型进行结构的振动分析时，在WZQOUT文件中输出周期、地震作用，不输出各振型信息。详细输出：在WDISPOUT文件中，还输出各工况下每个节点的位移，在WZQOUT文件中还输出各振型下每个节点的位移。（5）关于“全楼构件内力计算”选择此项，通过计算可得到全楼各构件的内力，为构件配筋提供依据。（6）关于“构件配筋设计及验算”选择此项，选择设计与验算的楼层，并对其进行构件截面设计和验算。程序自动按现行规范进行荷载组合、内力调整，然后计算钢筋混凝土构件的配筋；同时对于12层以下的混凝土矩形柱框架结构，自动进行薄弱层验算。（7）关于“生成传给基础的刚度”选择此项，通过计算可得到与基础设计有关的刚度值，程序提供二类线性刚度计算方法：VSS稀疏向量求解器法、LDLT三角分解法，两者的区别在于计算速度不一样，通常选择“VSS稀疏向量求解器法”，其计算速度相对快一些。（8）关于“次梁内力与配筋计算”执行此主菜单，程序将在PMCAD阶段输入的次梁按连续梁力学模型进行内力分析，并进行截面配筋计算。当次梁按照主梁输入或无次梁输入时，不需要执行此采单。4.2.1.4 结果图形分析进入“分析结果图形和文本显示”，选择“图形文件输出”主菜单。（1）各层配筋构件编号简图标注各层梁、柱的编号，并以图形方式显示结构本层的刚度中心坐标（双同心圆）和质量中心坐标（带十字线的圆环），图形名为WPJW*.T，详图4.2.3所示。刚心坐标、质心坐标也可以直接查计算结果输出文本文件“结构设计信息”得到。图4.2.3 某楼层构件编号简图质心（或重心）：等效地震荷载的作用点或惯性力的合力作用点，与质量分布有关。一个楼层，有一个质心（或重心），各楼层的质心（或重心）可以不在同一轴线上；一个建筑物，有一个质心（或重心）。建筑物的质心（或重心）位置越高，“P-效应”越严重，稳定性越差。结构设计时，尽量使建筑物各层的质心（或重心）在同一轴线上；基础中心尽可能与整个建筑物的质心（或重心）相重合，减少偏心影响，减少基础的不均匀沉降量。刚心：在近似计算中是指各抗侧力结构抗侧刚度的中心，与抗侧力构件的分布有关。一个楼层，有一个刚心，各楼层的刚心可以不在同一轴线上；一个建筑物，有一个刚心。结构设计时，尽量使建筑物各层的质心（或重心）与刚心相重合，减少水平荷载作用下的扭转作用效应。（2）混凝土构件配筋及钢构件验算简图标注各搂层梁、柱配筋量，以图形方式显示配筋结果，图形名为WPJ*.T，详图4.2.4所示。 混凝土矩形柱配筋说明，详图4.2.5a所示：Uc轴压比，满足抗震规范6.3.7要求，详表2.4.5；As-corner一根角筋的面积，采用双偏压计算时，角筋面积不应小于此值，采用单偏压计算时，角筋面积可不受此值限制；图4.2.5a 矩形柱配筋示意图 图4.2.5b 异形柱配筋示意图一图4.2.4 某楼层梁柱构件配筋简图（单位cm2）Asx、Asy柱X方向边和Y方向边的单边配筋面积，包括角筋；柱全截面的配筋面积As=2(Asx+Asy)4As-corner；Asv表示在Sc范围内的箍筋面积，取柱斜截面抗剪箍筋和节点核心区抗剪箍