结果文本显示的分析与讨论PKPM应用常见50问上部结构

1、2.结果文本显示的分析与讨论SATWE数据的前期处理完毕，进行数据检查，最后内力配筋计算。下面是结果文本显示的分析与讨论。一）WMASS.OUT1）各楼层的单位面积质量分布(单位:kg/m*2，在这里只截取部分楼层)层号 塔号 单位面积质量 gi 质量比 max(gi/gi-1,gi/gi+1) 1 1 2024.96 1.45 2 1 1271.84 1.00 3 1 1271.84 1.00 4 1 1271.84 1.12 5 1 1136.72 1.12质量比：该功能主要用于判断结构的竖向规则性。在抗规条的条文说明中叙述:对竖向不规则尚有相邻楼层质量比大于150%（即1.5）。如果不满

2、足，则应按照薄弱层进行处理。（广东高规）= 2）各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息（在这里只截取部分楼层） Floor No : 层号 Tower No : 塔号 Xstif，Ystif : 刚心的 X，Y 坐标值 Alf : 层刚性主轴的方向 Xmass，Ymass : 质心的 X，Y 坐标值 Gmass : 总质量 Eex，Eey : X，Y 方向的偏心率 Ratx，Raty : X，Y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值 Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值 或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者 RJX，RJ

3、Y，RJZ: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度-Floor No. 2 Tower No. 1 Xstif= 68.5529(m) Ystif= 9.7688(m) Alf = 0.0000(Degree) Xmass= 68.5344(m) Ymass= 11.4498(m) Gmass= 1673.0913(t) Eex = 0.0008 Eey = 0.0813 Ratx = 0.0149 Raty = 0.0274 Ratx1= 2.2691 Raty1= 2.1966 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 3.7402E+06(kN/m) RJY = 3.7614E+

4、06(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) - Floor No. 7 Tower No. 1 Xstif= 68.5551(m) Ystif= 7.3447(m) Alf = 0.0000(Degree) Xmass= 68.4735(m) Ymass= 8.4520(m) Gmass= 820.8348(t) Eex = 0.0032 Eey = 0.0581 Ratx = 0.8753 Raty = 0.9051 Ratx1= 1.4044 Raty1= 1.4107 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 1.8913E+06(kN/m) RJY = 2.4

5、658E+06(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m) -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。本工程见上面Ratx，Raty；Ratx1，Raty1。高规的条规定，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%；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。竖向刚度不规则结构的程序处理：高规条规定，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；

6、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）。3）构整体稳定验算结果 X向刚重比 EJd/GH*2= 7.59 Y向刚重比 EJd/GH*2= 8.82 该结构刚重比EJd/GH*2大于1.4,能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算 该结构刚重比EJd/GH*2大于2.7,可以不考虑重力二阶效应刚重比：主要为控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆，要求见高规5.4条。高层建筑结构考虑重力二阶效应对结构影响见高规5.4.2条。重力二阶效应概念：一般称为P

7、-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。高层建筑结构在水平荷载作用下将产生侧移，由于侧移而引起竖向荷载的偏心又使结构产生附加内力，这个附加内力反过来又又使结构的侧移进一步加大。 *二）WZQ.OUT（周期、地震力与振型输出文件）考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭转系数（在这里只截取部分） 振型号 周 期 转 角 平动系数 (X+Y) 扭转系数 1 1.6104 179.27 1.00 ( 1.00+0

8、.00 ) 0.00 2 1.4755 89.29 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.00 3 1.2225 4.89 0.00 ( 0.00+0.00 ) 1.00 4 0.4983 178.95 0.99 ( 0.99+0.00 ) 0.01 5 0.4708 89.01 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.001）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。高层规程第条，要求：结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9。一般情况下保证第一周期是以平动为主的周期，扭转周期出现在第三周期以后。扭转为主的周期最

9、好是越晚出现越好。设计软件通常不直接给出结构的周期比，需要工程人员根据计算书中周期值自行判定第一扭转(平动)周期。以下提供比较实用周期比计算方法：a)扭转周期与平动周期的判断：从计算书中找出所有扭转系数大于0.5的扭转周期，按周期值从大到小排列。同理，将所有平动系数大于0.5的平动周期按其值从大到小排列；b)第一周期的判断：从队列中选出数值最大的扭转(平动)周期，查看软件的“结构整体空间振动简图”，看该周期值所对应振型的空间振动是否为整体振动，如果其仅仅引起局部振动，则不能作为第一扭转(平动)周期，要从队列中取出下一个周期进行考察，依此类推，直到选出不仅周期值较大而且其对应的振型为结构整体振动

10、的值，即为第一扭转(平动)周期；c)周期比计算：将第一扭转周期值除以第一平动局期值即可。用上述方法，本工程第一自振周期T1为16104，扭转为主的第一自振周期Tt为1.2225；Tt/ T1=0.76。满足要求。如果出现不能满足要求的情况，一般通过调整平面布置来改善。总的调整原则是加强结构外围墙、柱或梁的刚度，适当削弱结构中间墙、柱的刚度。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。本工程见表1。3）参与振动质量比：即有效质量系数。高规要求有效质量系数不应小于90%。本工程见表1。表1 剪重比有效质量系数X方向Y方向X方向Y方向2.50%2.70%96.0

11、1%96.98% 三）WDISP.OUT（SATWE 位移输出文件）Floor : 层号 Tower : 塔号 Jmax : 最大位移对应的节点号 JmaxD : 最大层间位移对应的节点号 Max-(Z) : 节点的最大竖向位移 h : 层高 Max-(X)，Max-(Y) : X,Y方向的节点最大位移 Ave-(X)，Ave-(Y) : X,Y方向的层平均位移 Max-Dx ，Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移 Ave-Dx ，Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移 Ratio-(X),Ratio-(Y): 最大位移与层平均位移的比值 Ratio-Dx,Ratio-Dy

12、 : 最大层间位移与平均层间位移的比值 Max-Dx/h，Max-Dy/h : X,Y方向的最大层间位移角 DxR/Dx,DyR/Dy : X,Y方向的有害位移角占总位移角的百分比例 Ratio_AX,Ratio_AY : 本层位移角与上层位移角的1.3倍及上三层平均位移角的1.2倍的比值的大者 X-Disp，Y-Disp，Z-Disp:节点X,Y,Z方向的位移 = 工况 1 = X 方向地震力作用下的楼层最大位移（在这里只截取部分）  Floor Tower Jmax Max-(X) Ave-(X) Ratio-(X) h JmaxD Max-Dx Ave-Dx Ratio-Dx

13、Max-Dx/h DxR/Dx Ratio_AX 7 1 1222 12.01 11.99 1.00 2900. 1222 1.98 1.95 1.02 1/1465. 8.1% 0.81 6 1 1022 10.08 10.08 1.00 2900. 1028 1.82 1.79 1.02 1/1595. 9.4% 0.75 5 1 805 8.33 8.31 1.00 5000. 128 0.02 0.02 1.00 1/9999. 99.9% 0.01 X方向最大值层间位移角: 1/1407. 位移比：取楼层最大杆件位移与平均杆件位移比值。本工程见表2。位移比是控制结构的扭转效应的参数。

14、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条高规条规定。注意： 1)验算位移比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表2  最大值层间位移角最大层间位移与平均层间位移的比值最大位移与层平均位移的比值 X方向Y方向X方向Y方向X方向Y方向地震作用1/14071/16741.061.021.011.02偶然偏心地震作用1/13871/14161.071.201.031.20风荷载作用1/73571/32241.051.011.011.01由上述，可以看出本工程是满足规范要求的。如果出现

15、不满足的情况，只能通过人工调整改变结构平面布置，减小结构刚心与形心的偏心距；四）框架柱地震倾覆弯矩百分比（在这里只截取部分） 柱倾覆弯矩 墙倾覆弯矩 柱倾覆弯矩百分比 19层 X向地震: 4426.7 3569.7 55.36% 19层 Y向地震: 3511.1 3716.1 48.58% 18层 X向地震: 6210.2 5887.9 51.33% 18层 Y向地震: 5364.0 6385.9 45.65% 17层 X向地震: 8123.2 8874.4 50.79% 17层 Y向地震: 7417.7 9832.7 46.00% 16层 X向地震: 10142.8 12418.6 44.9

16、6% 16层 Y向地震: 9648.2 13986.0 40.82% 3层 X向地震: 52454.4 111862.0 31.92% 3层 Y向地震: 63317.6 122711.1 34.04% 2层 X向地震: 56306.3 129418.3 30.32% 2层 Y向地震: 69229.8 139992.4 33.09% 1层 X向地震: 57052.7 144830.0 28.26% 1层 Y向地震: 70984.2 156564.8 31.20%*倾覆力距比高规条、抗震规范第条规定，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

17、%，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。这里基本振型一般指每个主轴方向以平动为主的第一振型。在实际工作中我们会遇到上述条文是否指每层都要满足，还是底部几层满足的疑问？本人咨询了一些专家，意见是只要底部大多层数满足即可按框剪结构来确定结构的抗震等级。本工程也是上部三层不满足。SATWE结果判断之WMASS.OUT：1、检查相应的输入信息：包括总信息、风荷载信息、地震信息、活荷载信息、调整信息、配筋信息、设计信息、荷载组合信息等输入信息。2、各层的质量、质心坐标信息：含楼层质量、质心坐标的信息，判断结构的质量分布是否均匀，与实际情况是否一致，根据结构的总质量初步判断

18、荷载是否重复或有遗漏。本项目高层部分的总质量应在1.0n1.2n万吨左右（n为楼层数）       3、各层构件数量、构件材料和层高：根据提供的数据检查楼层组装是否正确，各个标准层的层高、构件的混凝土强度以及楼的总高与建筑条件是否相符。      4、风荷载信息：检查风荷载作用下内外力是否平衡，需手算核对外力。      5、各楼层等效尺寸：提供了面积、形心坐标、等效尺寸、最大尺寸等相关信息，根据平面图核对模型的几何尺寸，对照

19、质心坐标把握结构的规则性。       6、各楼层的单位面积质量分布：给出了每一楼层单位面积的质量分布，由此判断每一层的质量是否正确，把握结构竖向质量分布的规则性。7、计算信息之各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息：分层给出了前面菜单中提供的形心坐标，质心坐标、楼层质量、偏心率、层刚度及刚度比等信息，依据规范相应条文判断结构的规则性，找出薄弱层。具体的根据相关规范（高规5.1.14）           1） 

20、0;Ratx和Raty应小于1.43，否则为薄弱层；           2）  Ratx1和Raty1应大于1，否则为薄弱层           3）  程序不能判断竖向构件不连续，因此在转换层需要用户指定薄弱层；           4） 

21、60;高位转换（转换层在三层或三层以上）Ratx和Raty应小于1.67；           5）  上海抗震规范地下室楼板作为嵌固端的，Ratx和Raty应小于0.67。      8、高位转换时转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比：仅限于转换层位于二层或二层以上时，选用剪弯刚度算法，结果宜接近1，不大于1.3。小心上部结构的高度宜接近下部结构高度且小于下部结构高度。    

22、;  9、抗倾覆验算结果：比值Mr/Mov3(H/B4)或比值Mr/Mov2.3(H/B4)时即满足抗倾覆要求     10、结构整体稳定验算结果：若刚重比小于1.4，结构不稳定，需增加墙、柱等抗侧力构件。若刚重比在1.42.7之间，需要考虑重力二阶效应，即需要在设计信息 “是否考虑 P-Delt 效应”勾选“是”，重新计算。     11、楼层抗剪承载力、及承载力比值：该比值小于0.8，需将相应楼层指定为薄弱层。（SATWE程序现以计算配筋面积代替实际配筋面积，结果仅做为参考。我是这样理解的。）坡屋面建

23、模对结构计算结果的影响         近年来，随着城市建设的发展，新型住宅小区的不断涌现，这些住宅小区除了注重单体户型建筑设计外，整体造型也要求非常优美。为使房屋更具个性化，很多住宅小区都喜欢选用较能突出屋面造型的斜屋面结构，坡屋面的设计和建造越来越得到广泛的应用。本文就现在建筑结构人员对斜屋面录入处理方法进行对比和分析。在现时的结构设计软件中，一般使用斜梁建模。结构设计人员在PMCAD软件中人机交互建模一般要用“改上节点高”或者“梁两端标高”方式录入坡屋面梁。由于坡屋面的系统录入比较烦琐，很多结构人员就直接利用

24、坡屋面的垂直投影平面进行简化录入计算，结果套用在坡屋面梁上。那么简化模型与真实模型之间有什么区别？本文就利用实际工程的录入坡屋面（下简称斜梁模型）与录入坡屋面的垂直投影平面（下简称平梁模型）的不同录入方法进行对比，希望能抛砖引玉，与大家共同展开讨论。某工程为框架结构小高层，共111层，总高度38.5m。抗震设防裂度为6度，地震基本加速度为0.05g，周期折减系数为0.8，考虑偶然偏心的影响，并采用总刚模型计算。为了比较两种建模方法对结构计算的影响，现分别对两种计算模型进行计算：第一种模型按坡屋面真实斜梁录入模式对结构进行计算；第二种模型按坡屋面的垂直投影面平梁录入模式对结构进行计算。两种模型录入的计算荷载和计算参数均统一取值。现使用结构人员较常使用的PKPM软件中的SATWE进行计算对比，对计算过程及结果做以下分析：1.因为在PKPM系列中TAT和SATWE软件都忽略屋面斜板而只进行屋面斜梁的计算，所以两种模型的板荷载取值都是按简化方法计算的。故平梁模型板和斜梁模型板荷载取值均应为实际坡屋面荷载的投影到平屋面上的取值。从SATWE板荷载导算到梁上线荷载的计算结果中，板荷载相同取值的情况下，平梁模型和斜梁模型导算出来的梁上线荷载的恒荷和活荷值均为相同，从中可以得到印证。2.通过对比可以看出，平梁模型与斜梁模型的周期与位移结果都接近。采用平梁模型录入对结构整体周期、位移计算结