14第十八讲satwe计算参数设置

1、水平力与整体坐标的夹角SATWE生成数据后对PMCAD中的模型旋转相应的角度，风力及 力方向仍然按照屏幕中水平与竖直轴方向作用，此时迎风面宽度可能发生变化， 作用方向角发生变化，即该角度的设置会使水平荷载发生变化，通常用于多翼斜交结构的计算，以获得结构每翼的最大内力。模型旋转后，周期、每个振型平动及扭转比例不会发生变化，但x与y方向平动系数一般会发生变化。一、总信息2、混凝土容重、钢材容重一般取默认值，也可取大一些来考虑梁、柱、墙表面的抹灰重量，如混凝土容重取27kN/m3。一、总信息3、裙房层数高规4.8.6条。目前加强为主。中弱化该概念，设计中人工一、总信息4、转换层所在层号确定结构底部加强区位置，进一步确定剪力墙边缘构件的配筋。《高规》10.2.4条。输入转换层号，程序可自动判断加强区层数。根据《高规》附录E的规定，转换层在1层时，其上下层要满足剪切刚度比的要求；转换层在2层及以上时，要满足剪弯刚度比的要求。输入转换层号，并在计算中选择相应的楼层刚度算法， 会输出转换层上下楼层的刚度比。一、总信息5、墙元细分最大控制长度剪力墙在计算前要进行网格划分以形成单元，该单元大小直接影响计算精度。默认2m，即划分的墙元最大边长为2m，该划分专指墙的宽度方向（H），在竖向（层高方向）自动划分为3段。对于转换梁上托墙，由于梁与墙通过节点相连，该节点即为墙划分时形成的每个墙单元的端点，为了提高转换梁的计算精度，可以将该长度设置为0.5—1.5m之间。如果结构中有转换梁托墙，但没有选择“复杂结构”，托墙划分单元后仍然会打断转换梁。一、总信息6、对所有楼层强制采用刚性楼板假定位移比计算时选择该项层刚度比计算，严格来说要采用刚性板假定。对于有弹性楼板或板厚为0的工程，可计算两次，第一次选择强制刚性楼板假定，确定薄弱层。第二次将薄弱层号填入，按真实情况计算内力及配筋。一、总信息7、墙元侧向节点信息SATWE在自动划分单元时，保证上下层之间剪力墙的单元节点必须对应相连，对墙元两侧的中间节点，可选择是否连接。若选“

出口”，则把墙元左右两侧边上的中间节点均作为出口节点，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“

”

，

则把墙元左右两侧边上的中间节点作为

节点而被凝聚掉，这时，带洞口的墙元两侧边中部的节点为变形不协调点，是对剪力墙的一种简化模拟，其精度略逊于前者，但效率较高。一、总信息7、墙元侧向节点信息一、总信息节点出口节点8、墙梁转换为框架梁的控制跨高比一、总信息一、总信息9、结构材料信息不同材料的阻尼比不同，进而影响到风及 作用的计算，此处选择只影响到风力的计算。10、结构体系选用不同体系，按照不同体系进行构造或内力调整放大。如选择框架结构、框剪结构，则两者对柱的轴压比限值不同，但0.2Q0调整与结构体系无关。选择复杂

结构，程序按高规，对三层及以上转换的墙及框支柱的抗震等级自动提高一级。11、恒活荷载计算信息及模拟施工次序定义一、总信息12、结构所在地区一、总信息12、结构所在地区—选择

时程序处理：1、等效尺寸2、单位面积质量分布，想邻楼层质量比大于1.5则为竖向不规则。3、偶然偏心4、输出有害位移角，用于放宽弯曲变形为主的层间位移角限值。一、总信息12、结构所在地区—选择

时程序处理：5、短肢剪力墙，

定义4-8为短肢；当厚度大于

层高1/15，且大于300mm，即使大于4也不为短肢。短肢 积大于50%时才是短肢墙结构。程序按上述判断短肢剪力墙。6、用层间位移角来判断侧向刚度是否规则，选择，则程序自动判断是否是薄弱层。7、柱子剪力系数二、风荷载信息1、修正后的基本风压2、结构基本周期用于计算风振系数。风振系数β中的的脉动增大系数ξ

与周期有关。当结构基本自振周期大于0.25s，以及对于高度超过

30m且高宽比大于1.5的高柔房屋，设计中应考虑风振影响。如不考虑，输入小于0.25的值。二、风荷载信息2、结构基本周期框架结构：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。也可采用结构分析得到的结构第1平动周期或荷载规范的附录经验公式1、结构规则性信息目前不起作用该项2、偶然偏心和双向作用的勾选包括单向

、考虑偶然偏心的单向

和双向地震。其中双向 作用的计算是将单向 效应平方和开方，其整个计算过程与质量偏心无关系。计算

将以上

计算一次完成。对于

建筑，偶然偏心总是要勾选的；如果判断为质量和刚度明显不对称、不均匀的，则两者要一起勾选计算。对规范的误解：偶然偏心只在计算位移比时考虑。3、振型数的选取以WZQ.OUT文件中有效质量系数达到90%为准。每块刚性楼板有三个动力度，若某层既有刚性板块，又存在独立于刚性板块以外的弹性节点，如弹性膜、楼板开洞、越层的情况，每个弹性节点有2个动力度，假设有5个弹性节点，则该层共有3+5×2=13个动力自由度，即该层最多设置13个振型。4、活荷载质量折减系数用于计算结构的周期、振型，对方程中的m质量矩阵产生影响，进而对结构的周期、振型、

力都产生影响。由规范中活荷载的重力荷载代表值组合系数而来，两者一般取一致的值。mu

ku

0对于如

馆同时又有 的结构，不同楼层应取不同的折减系数，目前程序还不能实现。5、周期折减系数为了充分考虑框架结构和框剪结构的填充墙刚度对计算周期的影响。对于框架结构若砖墙较多，可取0.6-0.7；较少可取0.7-0.8；对于框架-剪力墙结构可取0.8-0.9；纯剪力墙结构可不折减。折减是在结构动力分析的周期基础上直接折减，各个周期对应的反应谱影响系数左移， 力一般会增大。WZQ.OUT中输出的各振型周期是未考虑周期折减的，即不随着周期折减系数而变化。程序未输出折减后的周期。6、结构阻尼比各振型求出对应的影响系数后，求反应力时用到。目前需要人工修改，如钢结构改为2%，钢和混凝土混合结构改为4%。7、罕遇

影响系数最大值对12层以下规则混凝土框架，进行规范中的简化薄弱层弹塑性位移角验算。详见高规5.5条。该系数仅用于该计算，一般不需要修改。8、设防烈度和抗震等级2001年抗震规范9. 抗震措施seismic

fortificationmeasures除 作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施。10.

抗震构造措施details

of

seismic

design根据抗震概念设计原则，一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。8、设防烈度和抗震等级2001年抗震规范3.3.2条：建筑场地为I类时，甲、乙类建筑应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施；丙类建筑应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施，但抗震设防烈度为6度时仍应按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。8、设防烈度和抗震等级高规4.8.2条：丙类建筑：应符合本地区抗震设防烈度的要求。当建筑场地为Ⅰ类时，除6度外，应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施。目前程序只能指定一个抗震等级进行抗震措施（包括抗震构造措施）的计算。9、中震大震不屈服设计主要内容：1、调整

影响系数最大值αmax

按中震（2.8倍小震）或大震取值。2、取消组合内力调整（强柱弱梁，强剪弱弯）。3、荷载作用分项系数取1.0（组合值系数不变）。4、材料强度取标准值。5、抗震承载力调整系数γ

re

取1.0。9、中震大震不屈服设计作：1、

“

多遇

影响系数最大值”

按中震或大震输入，注意不要改动“

罕遇

影响系数最大值”2、选中“按中震不屈服或大震不屈服做结构设计”3、抗震等级、材料强度、荷载分项系数等其他都不需要人为更改，程序自动取值。4、材料强度由SATWE配筋信息中输入的设计值除以分项系数得到。9、中震大震不屈服设计10、中震大震弹性设计主要内容：1、调整

影响系数最大值αmax 按中震(2.8倍小震)

取值。2、取消组合内力调整（强柱弱梁，强剪弱弯）。作：1、

“ 多遇

影响系数最大值” 按中震或大震输入2、构件抗震等级指定为4级。10、中震大震弹性设计11、斜交抗侧力构件附加

数抗震规范5.1.1条规定,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作用。可以根据需要指定多对

作用方向，程序对每一对方向进行反应谱分析，计算相应的构件内力。在构件设计阶段，也将考虑每一方向作用下构件内力的组合，保证结构设计的安全。与水平力与整体坐标夹角不同，不改变结构方向，只改变力方向。如想计算30度和120度方向，则输入30度即可，不必再输入120度。11、斜交抗侧力构件附加

数附加 内力标准值的查看11、斜交抗侧力构件附加

数最不利作用方向示意11、斜交抗侧力构件附加

数08版光盘新增提示信息12、自定义影响系数曲线1、柱、墙、基础活荷折减四、活荷信息四、活荷信息1、柱、墙、基础活荷折减墙、柱活荷载的折减实现：SATWE接力PMCAD的模型及荷载，按照该活载进行内力计算。在内力组合时，活荷载工况乘以折减系数。选择该项折减，WMASS.OUT总信息中活荷载质量不发生变化。传给基础的活荷载折减只针对SATWE“底层柱、墙最大组合内力简图”，在设计基础时，还要在基础程序中重新输入折减系数。四、活荷信息1、柱、墙、基础活荷折减活荷载折减是比较复杂的问题，梁和柱墙的折减不一样，如果要完全依据荷载规范进行，则梁在活载下的内力要计算一次，而柱在活载下的内力要另外计算一次。柱、墙的活荷载折减有时需要按每一自然层设置不同的折减系数，目前程序还不能实现。目前

采用两次折减叠加的方式，如果PMCAD中选择了梁的折减，SATWE中又选择了柱、墙折减，则两者连乘，可能会造成活荷过小，一般建议只选择其中一个折减。如果选择了梁折减，则后续计算都按照折减后的来进行，即该折减对结构的周期、振型、

力都会产生影响。四、活荷信息2、梁活荷不利布置最

号高规5.1.8条， 建筑结构内力计算中，当楼面活荷载大于4kN/m2时，应考虑楼面活荷载不利布置引起的梁弯矩的增大。若定义为0,表示不考虑梁活荷不利布置作用;若填一个大于零的数N,则表示从1-N各层考虑梁活荷载的不利布置,而N+1层以上则不考虑活荷不利布置；若N等于结构的层数,则表示对全楼所有层都考虑活荷的不利布置。1、梁端弯矩调幅系数调幅原因：1、支座率先形成塑性铰，形成内力重分布2、支座处钢筋过多，施工恒载和活载都进行弯矩调幅，调幅后参与内力组合。现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.8—0.9装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.7-0.81、梁端弯矩调幅系数2、梁活荷内力放大系数原来叫梁弯矩增大系数，且与活荷不利布置无关。现改为活荷内力放大系数，只对没有考虑活荷不利布置的楼层梁起作用，或者说如果没有考虑梁的活荷不利布置，可以在该处输入一个放大系数来近似考虑，梁正、负弯矩同时予以放大。高规5.1.8条文说明：可将未考虑活荷载不利分布计算的框架梁弯矩乘以放大系数予以近似考虑，该放大系数通常可取为1.1—1.3。3、梁扭矩折减系数当未考虑楼盖对梁扭转的约束作用时，梁的扭矩过大，与实际不符，配筋

。可根据具体情况（边梁、中梁、有无次梁支撑），由设计确定折减系数，不宜小于0.4。当考虑了楼板的面外刚度，如设置了弹性板6和弹性板3，则梁扭矩应不折减或少折减。4、中梁刚度放大系数高规5.2.2条，在结构内力与位移计算中，现浇楼面和装配整体式楼面中梁的刚度可考虑翼缘的作用予以增

大。楼面梁刚度增大系数可根据翼缘情况取为1.3—2.0。计算中应考虑该系数以模拟结构的真实情况。对于无现浇面层的装配式结构，可不考虑楼面翼缘的作用。当结构整体计算模型中考虑了现浇楼板的面外刚度时，梁计算中不应再考虑额外的刚度增大。即当 中定义了弹性板6和弹性板3时，自动对周边梁取为1.0。4、中梁刚度放大系数设置了放大系数后，结构的周期、 力都会发生变化。对于规则框架梁，由于梁柱刚度比增大，梁端弯矩可能变小，进而跨中弯矩会增大。一般情况下，现浇楼板作为梁的有效翼缘，仅在结构整体计算时（内力、周期）和在正常使用极限状态（挠度、裂缝）时考虑，在承载能力极限状态（配筋）时往往不予考虑，而作为结构的安全储备。目前PKPM就是按照矩形梁进行配筋计算。5、连梁刚度折减系数两端都与剪力墙相连的梁称为连梁。多 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。剪力墙洞口上方的墙（连梁）也采用此参数进行刚度折减。注意：该折减对所有工况下的刚度都予以折减，即恒、活、风同时考虑折减，因为如果连梁开裂，此时结构上的各种荷载（恒、活等）也将随着发生内力的变化或转移，这种处理对控制配筋是 参与的内力组合是正确的。5、连梁刚度折减系数高规5.2.1条文说明：对框架-剪力墙结构中一端与柱连接、一端与墙连接的梁及剪力墙结构的某些连梁，如果跨高比较大、重力作用效应比水平或水平 作用效应更为明显，此时应慎重考虑梁刚度折减问题，必要时可不进行梁刚度折减，以控制正常使用阶段梁裂缝的发生和发展。可在SATWE特殊构件补充定义中将“

连梁”

属性取消。6、剪力墙加强区起算层号该参数只对

室起作用若 室抗震等级降到3级，可

加强区。

3层地下室，该处填1，则三层都是加强区，如填3，则只有负1层作为加强区。7、调整与框支柱相连的梁内力高规10.2.7条，对框支柱剪力调整后，与框剪结构类似，对于框支柱相连的梁也进行弯矩、剪力的调整，但该调整系数往往很大，梁难以配筋，所以给出控制开关。

PMSAP目前默认不调。8、托墙梁刚度放大系数对于转换托墙结构，计算模型的情况是，剪力墙的下边缘与转换梁的通过几个节点变形协调，转换梁的上表面在荷载作用下将会与剪力墙脱开，失去本应存在的变形协调性。可以理解为计算模型的刚度较实际偏柔。“

托

墙梁”

特

指转换梁与剪力墙“

墙柱”

部分直接相接、共同工作的部分，例如转换梁上托开门洞或开窗洞的剪力墙，对洞口下的梁段，程序不看作“托

墙梁”

，

不作刚度放大。托墙梁的搜索由

自动完成。目前对刚性杆上托墙还不能进行该项识别。8、托墙梁刚度放大系数托墙梁刚度放大系数一般可取为100左右。当考虑托墙梁刚度放大时，转换层附近的超筋情况（若有）通常可以缓解。为了使设计保持一定的安全度，也可以不考虑或少考虑托墙梁刚度放大。洞口下的转换梁段不作刚度放大9、九度及一级框架结构梁柱钢筋超配系数根据混凝土规范、高规、抗震规范：对于9度设防烈度的各类框架结构（即梁柱体系）和一级抗震等级的框架（6-9度）

,框架梁和连梁端部剪力、框架柱端部弯矩、剪力调整应按实配钢筋和材料强度标准值来计算。程序要求输入超配系数(框架梁端受拉钢筋实配面积与计算面积的比值）。抗震规范6.2.2条文说明。程序根据用户输入的超配系数，并取钢筋超强系数（材料强度标准值与设计值的比值）为1.1（330/300Mpa=1.1)。9、九度及一级框架结构梁柱钢筋超配系数如某一级抗震框架柱，按照式6.2.1-1弯矩增大系数应取1.4。按照式6.2.1-2，设超配系数为1.15，得到：

Mc

1.2

Mbua

1.2

1.11.15

Mb

1.518

Mb9、九度及一级框架结构梁柱钢筋超配系数因为1.518>1.4, 将1.518作为最终柱子的弯矩增大系数。手工复核实配钢筋承载力时，柱端设计弯矩可在WPJ.OUT中查看。SATWE结构体系选择框架结构或烈度填9度时执行上述计算。c

M10、全楼放大系数是力调整系数，可通过此参数来放大地震力，提高结构的抗震安全度，其经验取值范围是1.0-1.5。此项调整对位移、剪重比、内力计算有影响而对周期计算没有影响。在SATWE中主要有以下三个应用：10、全楼

放大系数1、弥补吊车质量引起的

作用吊车荷载的三维计算中，吊车桥架重和吊重产生的竖向荷载，与恒载和活载不同，

目前不能识别并将其质量带入到致计算

力偏小，可在全楼作用计算中。导放大系数中对计算时可以考虑桥架其进行近似放大来考虑。二维PK排架计算，质量和吊重。10、全楼

放大系数2、弹性时程分析不满足要求时，可以使用目前SATWE没有根据时程分析结果自动反算配筋的功能。可以通过该参数对振型分解的力进行放大。10、全楼

放大系数3、6度地区剪重比不满足要求时，通过放大来实现。规范中对6度地区的剪重比没有给出最小 剪力系数，如若认为6度地区的剪重比过小，除调整结构方案外，也可通过输入全楼放大系数对 力进行放大。10、全楼

放大系数3、6度地区剪重比不满足要求时，通过放大来实现。输入全楼放大系数1.1后11、指定薄弱层号这里输入楼层竖向抗侧力构件不连续和楼层抗剪承载力过小产生的薄弱层。程序自动对其剪力乘以1.15的增大系数。上下层刚度比产生的薄弱层（包括层间剪力与层间位移的比、弯剪刚度比、剪切刚度比）由程序自动判断并进行内力放大。WMASS.OUT中给出了楼层受剪承载力的比值，但目前没有按照该比值自动进行薄弱层判断并内力放大，因为该承载力按照SATWE计算配筋乘以超配系数近似求得，而非真正实配钢筋，但可以做参考。楼层抗剪承载力的简化计算，只与竖向构件的尺寸、配筋有关，与它们的连接关系无关。12、0.2Q0调整起始层号即高规8.1.4条。该操作与选择框架还是框剪结构无关，只要设置了调整层数，

自动搜索柱剪力、墙剪力并进行调整。抗震规范钢结构部分8.2.3条-2，框架部分按计算得到的

剪力应乘以调整系数，达到不小于结构底部总地震剪力的25%和框架部分 剪力最大值1.8倍二者的较小者。结构体系选择有填充墙或无填充墙钢结构，则程序自动按照0.25Q0调整。转换层以下的楼层一般已经进行框支柱的剪力调整（根据层数及根数），不需要再进行0.2Q0的设置。12、0.2Q0调整起始层号对柱剪力及弯矩调整后，SATWE对所有梁的弯矩、剪力同时进行放大。PMSAP只对与柱子相连的梁进行放大。六、设计信息1、考虑P-Δ效应按照高规5.4.1条，如果不满足相应刚重比要求，则需要在此勾选。程序处理：计算竖向荷载引起的整个结构的几何刚度，以此修改原有结构总刚，从而实现P-Δ效应的计算。既适用于采用刚性楼板假定的结构，也适用于存在独立弹性节点的结构。考虑P-Δ效应后,结构周期一般会变得稍长，位移、内力也会发生变化，这是符合实际情况的。六、设计信息1、考虑P-Δ效应如果不考虑P-Δ效应，则在柱配筋计算时，偏心距放大系数的计算采用真实的柱计算长度系数； 如果考虑P-Δ效应，则在柱配筋计算时，偏心距放大系数的计算直接取柱计算长度系数等于1.0。1

21

l01400ei

h0

h＝1(

)

dcN0.5

f

A1

＝h2

1.15

0.01l0六、设计信息1、考虑P-Δ效应折减弹性抗弯刚度的有限元法《混凝土结构设计规范》7.3.12条规定，当采用考虑二阶效应的弹性分析方法时，宜在结构分析中对钢筋混凝土构件的弹性抗弯刚度Ec

I乘以下列折减系数：

梁取0.4，柱取0.6，对未开裂的剪力墙和 筒壁取0.7，对已开裂的剪力墙和 筒壁取0.45。在进行正截面受压承载力计算中，ei

(M

/

N

ea

)

用(M

/N

ea

)

代替。六、设计信息1、考虑P-Δ效应如按上页规定执行，相应带来新的问题：按照《建筑抗震设计规范》规定的反应谱方法计算的力随之减小，构件的内力分布规律和位移沿高度的分布规律也会发生变化，该如何考虑？《建筑抗震设计规范》规定的最小剪力系数是针对这样分析的力吗？这样分析的位移是属于弹性位移还是弹塑性位移，结构的位移该如何控制？鉴于上述原因，在目前的SATWE、TAT、PMSAP等中，都未提供折减弹性抗弯刚度的有限元法。六、设计信息2、梁、柱部分简化为刚域普通混凝土结构一般不需要执行该项，异形柱结构应执行。梁的长度为净跨距离。梁自重和截面设计按扣除刚域后的梁长计算。梁上的外荷载按梁两端节点计算。选择以后，刚度大、自重小、梁端弯矩小。3、按高规或高钢规进行构件设计事实上，

大部分的主要参数都是按照高规来执行的，如剪力墙的边缘构件、加强区高度的取值等。勾选该项，内力组合数会增加。六、设计信息3、按高规或高钢规进行构件设计多层有 工况的组合不考虑风荷载六、设计信息4、钢柱计算长度系数是否按有侧移计算此参数 于钢柱,

当选择“

有

侧移”

时,

程序按《钢结构设计规范》附录4.2的公式计算，当选择“

无

侧

移

”时，程序按《钢结构设计规范》附录4.1的公式计算。钢结构规范5.3.3条对无侧移和有侧移给出了判断方法：1、结构中无支撑布置时，柱子按有侧移取计算长度。2、结构中有支撑时（如桁架、斜杆、剪力墙等），按支撑与钢柱