SAWE软件结构计算讲义

PKPM结构软件

学习研讨会

新规范版本合理选择计算程序PMCAD软件：主要用于建模，但其第八项可作砖混结构和底部框架－抗震墙结构中砖混部分的抗震分析计算。PK软件：适用于二维框架、排架结构计算，尤其适用于带重型吊车的工业厂房设计。TAT软件：采用薄壁杆件原理的空间分析软件，适用于一般多高层建筑设计。SATWE软件：基于壳元理论的空间有限元分析软件，适用于复杂多高层建筑设计。PMSAP软件：核心是通用有限元程序，适用于任意空间结构及复杂多高层建筑设计。SATWE软件计算结果分析结构总体性能控制总论位移比和层间位移比周期比层间刚度比层间受剪承载力之比刚重比剪重比一、位移比和层间位移比

（输出结果参见WDISP.OUT）

位移比控制的意义位移比的大小反映了结构的扭转效应，同周期比的概念一样都是为了控制建筑的扭转效应提出的控制参数。

规范条文规范条文：

新高规4.3.5条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及《高规》第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。在文件WDISP.OUT中,主要由以下几个参数来控制位移比和层间位移比：Ratio-(X),Ratio-(Y):最大位移与层平均位移的比值Ratio-Dx,Ratio-Dy: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最大位移：

墙顶、柱顶节点的最大位移

平均位移：

墙顶、柱顶节点的最大位移与最小位移

之和除2

最大层间位移：墙、柱层间位移的最大值

平均层间位移：墙、柱层间位移的最大值与最小值之和除2

按照规范要求的定义，位移比表示为“最大位移/平均位移”，而平均位移表示为“（最大位移+最小位移）/2”，其中的关键是“最小位移”，当楼层中产生0位移节点，则最小位移一定为0，从而造成平均位移为最大位移的一半，位移比为2。则失去了位移比这个结构特征参数的参考意义，所以计算位移比时，如果楼层中产生“弹性节点”，应选择“强制刚性楼板假定”。

层间位移角限值《高规》第4.6.3条规定，按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比△u/h宜符合以下规定：1、高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比△u/h不宜大于表4.6.3的限值：结构类型△u/h限值框架1/550框－剪、框－筒、板柱－剪力墙1/800筒中筒、剪力墙1/1000框支层1/10002、高度等于或大于250米的高层建筑，其楼层层间最大位移之比△u/h不宜大于1/500；

3、高度在150～250米之间的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比△u/h的限值按本条第1款和第2款的限值线性插入取用。

注：楼层层间最大位移△u以楼层最大的水平位移差计算，不扣除整体弯曲变形。抗震设计时，本条规定的楼层位移计算不考虑偶然偏心的影响。

计算方法及程序实现

位移比的限值是根据“刚性楼板假定”的条件下确定的，其平均位移的计算方法，也基于“刚性楼板假定”。程序中对每一层都计算并输出最大水平位移、最大层间位移角、平均水平位移、平均层间位移角及相应的比值，用户可以一目了然地判断是否满足规范。注意事项：复杂结构的位移控制

复杂结构，如坡屋顶层、体育馆、看台、工业建筑等，这些结构或者柱、墙不在同一标高，或者本层根本没有楼板，此时如果采用“强制刚性楼板假定”，结构分析严重失真，位移比也没有意义。所以这类结构可以通过位移的“详细输出”或观察结构的变形示意图，来考察结构的扭转效应。

对于错层结构或带有夹层的结构，这类结构总是伴有大量的越层柱，当选择“强制刚性楼板假定”后，越层柱将受到楼层的约束，如果越层柱很多，计算失真。

总之，结构位移特征的计算模型之合理性，应根据结构的实际出发，对复杂结构应采用多种手段。

二、盾周期泥比（输直出结缴果参粘见WZ展Q.田OU贯T）周期跪比控霸制的悬意义周期比比控良制什店么？如同界位移佩比的监控制低一样雁，周老期比浓侧重勾控制越的是侧向怀刚度代与扭裙转刚球度之疲间的市一种纪相对昂关系，而巴非其录绝对敬大小帮，它区的目绝的是嚼使抗公侧力济构件愚的平港面布洪置更溜有效纲、更旬合理骡，使挺结构煎不致横于出统现过也大（活相对财于侧烤移）馋的扭艘转效筛应。肢一句匀话，哄周期幅比控马制不拐是在开要求材结构谁足够打结实围，而租是在要求酸结构档承载形布局够的合秃理性。周期跳比不跃满足够要求予，如南何调每整？一旦丈出现播周期络比不痒满足臭要求绩的情饱况，柳一般串只能榜通过避调整待平面禁布置喂来改展善这腰一状痰况，肆这种诱改变搬一般粉是整凶体性难的，抬局部间的小奔调整腔往往否收效前甚微哭。周鄙期比呼不满警足要扑求，午说明改结构压的扭耻转刚利度相趟对于构侧移哭刚度形较小丧，总幸的调斑整原校则是加强雪结构秀外圈厦刚度买，削内弱结蛮构内海筒刚衰度。规范卖条文规范懂条文浴：新高墨规的句4.袜3.设5条标规定馒，结塘构扭转桂为主的第一浓周期抱Tt与平动箭为主的第一章周期疤T1之比赞，A洗级高惠度高挪层建搭筑不轻应大屡于0.法9；B蚁级高近度高回层建刚筑、滥混合贡结构悦高层厨建筑霜及复它杂高旺层建浸筑不彼应大欠于0吃.8虏5。对于越通常咏的规削则单但塔楼岔结构拉，如笛下验晕算周捐期比质:1）根据晃各振舍型的垂平动热系数港大于鼻0.拍5，鸡还是卸扭转略系数碰大验于胜0.撕5，挡区分厨出各屠振型度是扭泛转振泳型还菠是平林动振拨型。2）通常峰周期第最长霞的扭转毒振型对应漆的就匙是第议一扭哗转周剪期Tt，周粉期最讨长的平动尸振型对应断的就场是第器一平泼动后周热期T1州。3）对照恢“结搬构整结体空要间振午动简蔬图”术，考宜察第奴一扭脱转/守平动侮周期椅是否纸引起斥整体悔振动门，如录果仅全是局浙部振膝动，未不是乞第舟一扭信转/灿平动身周期福。再填考察沃下一自个次榨长周灿期。4）考察慢第一展平动择周期桑的基挂底剪闪力比调是否草为最坊大。5）计算蠢Tt玻/T剩1，也看是渡否超稠过0胁.9耐(晕0.绸85汉)。多塔鞋结构简周期虏比：对于蠢多塔暮楼结为构，谦不能填直接堡按上宅面的膀方法督验算魔，而应该尺将多怕塔结子构切搞分成驴多个得单塔，按克多个洁单塔奴结构荣分别尿计算晋。计算结方法状及程诞序实辅现程序弹计算曾出每新个振链型的捐侧振饭成份刷和扭污振成欧份，姐通过请平动跟系数为和扭圈转系领数可送以明转确地谅区分我振型萍的特惊征。周期款最长裂的扭凉振振百型对振应的舟就是悦第一情扭振袭周期慌Tt月，周扇期最美长的逆侧振知振型贿对应始的就弱是第竹一侧听振周叶期T堆1（帐注意桶：在丽某些屈情况决下，已还要慢结合予主振列型信晴息来舟进行丧判断夸）。胜知道胶了T科t和是T1泊，即倚可验疯证其沃比值血是否撞满足缓规范吴。文件理WZ趴Q.窗OU教T：草结构孙振动狠特性周期贝、地亚震力海与振似型输煎出文芽件(侧刚赌分析芽方法)振型嘴号使周景期别转哀角祥平合动系奖数古(X岸+Y助)场扭转拥系数1廊0.挖46禁65日12据8.浙67虾0.酬25厚(源0尚.1亮0+推0.位15然)颂0.恭752革0.兵43上51蒙1嫁9.友25抹0挽.9谜5艘(校0.唱85队+0壤.1抖1什)班0涂.0牌53技0.友42研62号10歪4.帽29猴0.赞89名(醒0后.0国5+懂0.泡84歉)修0.突114怖0.腊16福31吉11把9.鉴98而0.拨83圣(翠0馅.2烧1+赤0.那62波)欺0.韵175链0.纱16厅08异2伍7.进03易0倒.9也8告(纠0.劝78倚+0泳.2唇0禽)花0沙.0告26傲0.锈14臭94章5握4.旱48华0妹.0佩0似(叛0.吃00朋+0云.0磨0爷)岸1询.0伸0地震烟作用龙最大职的方灰向暮=搁4.痒73歌7卫(度芹)考虑稍扭转膀耦联敞时的乎振动蛛周期腿(秒械)、违X,公Y虎方向奇的平婚动系罢数、贞扭转蝴系数振型厚号帜周耀期货转妨角功平真动系滋数投(X排+Y秩)嗽扭转搜系数1桌1.替57搬42画8草3.饮44性0.预06医(划0辰.0榨0+雅0.供06锁)剃0.朴942罗1.傍45发24项9鸣0.迟89颂0.煤94叛(董0桂.0汪0+股0.掀94轧)先0.嚷063目1.呢26躺65因0.识45刘1.裙00孕(浩1辅.0自0+造0.马00赴)划0.韵004逝0.雕53诸02己9膨0.盛56闻0.腐03动(工0反.0座0+绒0.奏03疑)吓0.搞975碍0.毛40城25场10疾3.刮18是0.偏97矿(观0水.0阀5+垫0.迅92介)管0.乌036望0.走37墨48傲1器4.胖35后1.博00独(运0廊.9打4+梯0.腐05勾)公0.殃007妥0.矮36戏31壳13烧8.柴63谜0.窜50众(各0疾.2娘9+啊0.涂21认)病0.爽508池0.盏30小82婶9帝3.示37做0.仙05牛(移0医.0香0+袍0.胖05卖)麦0.目959竞0.储21失26般9狠2.座74隔0.减06躺(请0睛.0失0+锋0.沃06肿)庸0.任94第一物振型根为扭卡转考虑考周期寻比限速制以涉后，耍以前眠看来雀规整洞的结威构平军面，烤从新规狱范的江角度矮来看笋，可直能成帮为“同平面长不规座则结诸构”文件洪WZ成Q.闹OU摘T锁：判肌断主晃振型各振沿型作床用下舞X占方愈向的未基底趁剪力进及占兄总基炸底剪保力的家比例振型映号覆剪座力(罩kN印)唱比型例(选%)1班30车2.贸11怪9多.2沃3226炮85描.8蜘582碰.0教33围17访1.猎61栏5先.2每44嘴2别8.枝19溜0蒙.8英65瓜8骗6.争25哲2蚀.6名36雀0使.1惩3尸0.飘00显然移的主让振型三、窗层间威刚度兔比（输到出结迁果参腔见WM则AS击S.险OU革T）层间扒刚度其比控弃制的肯意义新规废范要项求结休构各历层之茶间的意刚度健比，细并根研据刚传度比按对地梢震力沈进行苍放大田。杜新侄规范绿对结良构的晃层刚替度有河明确战的要晓求，底在判诉断楼会层是镰否为溪薄弱繁层、尺地下写室是烫否能康作为挠嵌固止端、书转换命层刚透度是终否满悔足要酷求等恢等，沟都要槽求有啦层刚元度作包为依属据，陷直观油的来摩说,嗽层刚卸度比岭的概鞭念用慰来体怠现结狼构整伟体的猪上下脂匀称炸度.规范杀条文1）诱抗震们规范名附录衣E2荣.1遗规定完，筒醒体结鹅构转慨换层旬上下机层的粱侧向桨刚度双比拆不宜量大于睡2；2）曲高规扮的4辫.4晴.2下条规虹定，得抗震锯设计信的高百层建怪筑结急构，其楼泰层侧亚向刚轿度不营宜小猪于相破临上艇部楼估层侧烂向刚么度的辰70斩%或娃其上秤相临螺三层横侧向摸刚度闭平均供值的创80扇%；3）独高规乘的5寺.3毛.7卫条规阿定，先高层恶建筑竖结构厚计算兔中，当地荷下室基的顶叶板作盒为上席部结单构嵌体固端蜓时，矮地下现室结吐构的酷楼层堂侧向被刚度还不应吩小于鱼相邻红上部颈结构口楼层吵侧向托刚度狮的2锐倍；4）肠高规耀的1惩0.攻2.带3条窑规定紫，底搁部大映空间已剪力冻墙结印构，妻转换勤层上涝部结革构与舰下部湖结构非的侧近向刚墙度，晋应符薯合高浓规附得录E夕的规湖定：稿E全.0示.1喊)跌底部皮大空铲间为托一层粒的部豪分框愿支剪衔力墙曲结构未，可鲁近似谋采用断转换寸层上季、下荒层结昌构等思效刚舞度比懒γ表条示转这换层孙上、邻下层基结构支刚度灿的变香化，垮非抗磁震设尊计时钻γ不泼应大抢于3界，抗澡震设留计时商不应静大于奖2。匙E辽.0纪.2戏)叹底部猾大空杆间层派数大具于一绕层时蚁，其咳转换旱层上叮部框类架-姿剪力榴墙结挣构的终与底笛部大烧空间参层相灿同或报相近极高度抛的部奋分的叛等效迷侧向肥刚度焦与转倾换层捕下部波的框应架-仰剪力卡墙结颤构的羊等效想侧向暑刚度惭比γ毕e宜蜂接近括1，到非抗乖震设苗计时萝不应影大于巧2，宇抗震忍设计迅时不碍应大系于然1.辩3。上述屠所有数这些努刚度套比的鼻控制填，都嗽涉及去到楼般层刚劝度的栋计算方法董，目翠前看脂来，咐有三盈种方烟案可队供选欧择：高规刊附录芽E.缩慧0.桶1建梳议的持方法恨——横剪切出刚度预Ki=蕉GiAi/葬hi高规涌附录扮E.乔0.汪2建丸议的浓方法棒——旅剪弯商刚度垒Ki=梳Vi/轿Δi抗震滩规范奖的3江.4相.2案和3涛.4蒸.3超条文仁说明匹中建键议方册法竹Ki=认Vi/电Δui新规丽范软志件全幻玉部提残供这赖三种舱算法调,用锡户可最以根吹据需界要。具体瓣选择苹，通钓常选肃择第三否种算法务。四、蚂层间姥受剪白承载咱力之诱比（输自出结讨果参漆见WM担AS默S.运OU驰T）层间认受剪扑承载五力之轨比控叠制的牙意义避免局薄弱木层的过轻易笨出现供,若樱不可绘避免采要采激取相间应措售施予唇以加分强。规范仇条文新高谅规的引4.疲4.探3条言和5掘.1怠.1耳4条丧规定回，A雹级高弹度高拥层建稀筑的画楼层灶层间捎抗侧捉力结塌构的目受剪招承载谱力不宜小于规其上领一层侧受剪麦承载饭力的80森％，不应小于浓其上摊一层封受剪伙承载羊力的65浊％；B把级高再度…垦…不词应小谱于…霸…7遭5％杯。计算介方法傍及程致序实急现1）层间脏受剪卷承载仆力的味计算腔与砼固强度刃、实旷配钢颜筋面扯积等赛因素茶有关满，在充用S势AT御WE岩软件揉接P朗K出帽施工同图之农前，舒实配吸钢筋笨面积脚是不梁知道妄的，余因此府SA鞋TW炭E程王序以盯计算字配筋异面积显代替华实配虚钢筋始面积2）目前港的S坝AT下WE貌软件继在《做结构索设计尿信息动》（W眨MA龙SS艰.O解UT低）文件滑中输出刻了相建邻层茂层间葵受剪振承载肆力之持比的麦比值，该谨比值旦是否楚满足脂规范旱要求少需要泄设计梁人员钳人为蚀判断脾。五、卖刚重鸦比（输脾出结陶果参它见WM辨AS汇S.龄OU胳T）刚重碎比控会制的坡意义对结阁构稳飘定性垂的控邀制,弯避免缺建筑球在地腿震时票发生连倾覆牺.锋。当高追层、帽超高姐层建朵筑高樱宽比项较大写，水宅平风迎、地爱震作疤用较交大，正地基召刚度赞较弱偏时，唐结构渔整体帜倾覆听验算丈很重微要，坟它直杯接关辅系到量结构燃安全析度的躺控制要。规范疗条文结构被刚重战比大病于1美.4题,能关够通篇过《哄高规抛》(而5.颂4.周4)舒的整值体稳隐定验湾算；别该结终构刚头重比碌大于渡2.愧7,棍可以枣不考茂虑重点力二迁阶效仍应《搞高规乱》（5纵.4找.1举）。计算吉方法拖及程搭序实择现重力壁二阶盘效应扭即P钱-Δ泰效应竹包含笛两部宰分优：（1察）由棵构件龟挠曲赖引起掉的附撤加重跑力效成应；（2叹）由徒水平辟荷载溜产生鱼侧移组，重渣力荷辩载由肿于侧搂移引跟起的鼠附加锋效应混。一般豆只考进虑第孕（2签）种颠，第雀（1秘）种大对结五构影沉响很竿小当结屿构侧天移越放来越旦大时斩，重矮力产疗生的外福角冤效应（P欢-Δ臭效应糊）将绞越来磨越大穴，从蜜而降转低构利件性余能直欲至最押终失氏稳。对于昨多层雪结构迟P警-Δ片效应山影响患很小俱。袭对执于大族多数睬高层潜结构解，惰P-解Δ效丈应影撇响将缘瑞在5学%～饰10否%之号间。匪对于照超高亡层结脚构，史P泽-Δ童效应岁影响厅将在育10椅%以续上。奇所以擦在分僻析超昼高层收结构奶时，农应该教考虑替P估-Δ杆效应扫影响抵。(限P-聪Δ效驼应对袜高层赵建筑豆结构授的影还响规候律:凑中间刑大两区端小这)。颂框远架为输剪切融型变铜形，星按每汗层的百刚重段比验叠算结片构的帖整体流稳定阿。妈剪险力墙抹为弯纷曲型粉变形躲，按泄整体涨的刚厘重比剂验算咳结构桥的整似体稳包定。注意饿事项1、结构爸的整稀体稳锁定的绑调整当结扫构整遣体稳铲定验消算符扎合高秀规5驴.4升.4正条，洁或通克过考近虑P归-Δ做效应御提高颈了结蚂构的隶承载辆力后废，对玩于不办满足矿整体目稳定感的结悦构，奴必须咐调整础结构拿布置妈，减享少结须构的泳高宽但比，遮提高甩结构谨的整忠体刚逮度（仇只有趋高宽把比很叉大的范结构爪才有孔可能和发生约）。蔑对锋一些困特殊韵的工灯业建拳筑物打，在浑没有浆特殊棕要求购的情吐况下飘，也挪应满垮足整苹体稳温定的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