SATWE2005高层程序应用指南讲稿.ppt

1、新版PKPM代码计算软件TAT、SATWE和PMSAP应用指南黄继峰，目录1。扭转联轴器2。双向地震扭转效应。意外偏心4。垂直地震作用。有效质量因子：涉及的模态数量是否足够？6.振动模式的横向和扭转振动分量-确定振动模式是扭转的还是平移的？7.多向水平地震作用。最小地震剪切力调整9。竖向不规则结构地震作用效应的调整10.0.2Q0调整11。地震作用下框架柱的内力调整。设计内力调整(强柱弱梁、强剪弱弯)13。排量比控制，层间排量比控制14。周期性比率控制。层刚度比控制16。框剪结构中框架的倾覆力矩计算重力二阶效应18。上部结构刚度传递到基础19。弹性时程分析和地震波选择。整体稳定性检查计算。高层

2、转换结构刚度比验算，22。短肢剪力墙结构设计。转移楼层结构24。对柱墙活载折减系数的认识。梁26活荷载减少的正确应用。梁弯矩放大系数的合理使用。框架剪力墙结构设计。剪力墙结构设计。总刚性计算模型不够的主要原因30。如何定义弹性地板？根据新的扭转耦合规范3.3.4-1，对于质量和刚度不对称和不均匀的结构以及高度超过100米的高层建筑，应采用考虑扭转耦合振动影响的振型分解反应谱法。TAT、SATWE和PMSAP都具有考虑扭转耦合的功能。答：TAT、SATWE将此功能作为用户选项，由用户决定是否考虑。b)在pmsap计算中，总是考虑扭转耦合。c)解耦计算仅适用于平面结构和可以解耦成平面结构的简单空间

3、结构，这可能会导致复杂空间结构的错误结果。d)耦合计算适用于任何结构，并且总是正确的。e)耦合计算的结果不一定比非耦合计算的结果大(保守)，它们之间没有必然的关系。f)建议应始终选择耦合计算，没有任何问题。2.双向地震作用规范的规定：新抗震规范第5.1.1条规定，质量和刚度分布明显不对称的结构应考虑扭转效应。具体操作原则：楼层位移比或层间位移比超过1.2，考虑双向地震程序的实现：现在我们考虑某个地震响应参数S，其在X和Y地震下的响应分别为SX和SY，所以在考虑双向地震扭转效应后，这意味着X和Y地震有不同程度的放大。当考虑双向地震时，内力组合不变。作为用户选项，该功能由用户考虑。对于柱的弯矩和剪

4、力，处理方法略有不同。例如：设某一方向的柱截面弯矩或剪力：地震作用下x值SX，地震作用下y值SY，考虑双向地震后的变化，考虑双向地震对楼层位移和层间位移输出的影响：TAT输出考虑双向地震作用的地震位移；卫星地球同步轨道飞行器暂时没有输出位移的双向地震效应；考虑到双向地震对内力的影响：TAT和Satwe直接用双向地震效应代替了原来的单向X和Y地震效应，这种效应反映在内力文件NL*中。OUT(TAT)和WNL*。输出(SATWE)。在原有的单向地震条件EX，EY的基础上，PMSAP增加了两个新的条件EXY，EYX对应双向地震。当输出该文件时，单向地震(EX，EY)和双向地震(EXY，EYX)的内力

5、同时输出。考虑双向地震对钢筋的影响；一般平均增加5%-8%；单个成员的最大增加量约为一次。考虑加固具体操作原则：1)检查结构位移比时应始终考虑意外偏心率2)设计结构构件时， 2-1)如果位移比超过1.2，应考虑双向地震，意外偏心率不应考虑2-2)如果位移比小于1.2，不应考虑双向地震，应考虑意外偏心程序：理论上，所有楼层的质心在不同方向都可能意外偏心。从最不利的角度来看，我们在程序中只考虑了以下四种偏心模式：A) X向地震，其中所有楼层的质心沿Y轴正偏移5%，记录为EXP B) X向地震，所有楼层沿Y轴负偏移5%，记录为EXM C) Y向地震，称为EYP D) Y向地震，所有楼层的质心沿X轴负

6、偏移5%，称为EYM。在考虑了偶然偏心地震后，在原x和y地震的基础上，新增加了EXp、EXM、EYp和EYM四个地震条件。在内力组合中，任何与ex的组合将分别被EXP和eym所取代，任何与EY的组合将被EYP和EYM所取代，这将增加到三个组合。简而言之，地震组合的数量将增加两倍。使用要点：1)该功能配有一个选项开关，当考虑到意外偏心时可以打开。2) 5%的质心偏移值是固定的，并按照规范取值；PMSAP的偏移值在X和Y方向可以不同，由用户输入。意外偏心对位移输出的影响：Satwe、TAT和PMSAP均输出了结构在EXM、EYP和EYM四次意外偏心地震作用下的楼层位移、层间位移和位移比；位移比应采

7、用偶然偏心地震结果。偶然偏心地震结果对于检查层间位移角是不必要的。Satwe:w显示。out at : at-4。outpmsap:简单摘要文件(项目名称TB。RPT)详细摘要文件(项目名称TB。4)意外偏心地震作用下构件的内力输出：构件增加了5% x向偏心地震效应和5% y向偏心地震效应的计算，可通过文本文件或图形文件查看构件内力文本文件中的四组偶然偏心地震工况标注如下：A) X向地震，各楼层质心沿Y轴正移5%，工况记录为EXP(PMSAP)、5%(TAT)和X向左偏心(Satwe)；B) X向地震，各楼层质心沿y轴负向偏移5%，工况记录为：EXM(PMSAP)、-5%(TAT)和X向右偏心

8、(SATwe)；c)y方向地震，各楼层质心沿x轴正偏移5%，工况记录为：EYP(PMSAP)、5%(TAT)和y方向左偏心(satwe)；D)Y向地震，各楼层质心沿X轴负偏移5%，工况记录为：EYM(PMSAP)，-5%(TAT)，Y向右偏心(Satwe)；示例：意外偏心对构件内力的影响构件标准内力的比较(FRAM1第8层)梁承载弯矩比1.16(2) 1.01(24) AVER=1.06梁剪力比1.16(2) 1.01(24) AVER=1.06柱剪力比1.17(23) 1.01(6) AVER=1.06柱剪力比1.17(24)1.01(2)AVER=1.01。 AVER=1.07柱底弯矩My

9、比值1.07 AVER=1.06柱顶弯矩Mx比值1.17(24) 1.01(2) AVER=1.07柱顶弯矩My比值1.17(24) 1.01(2) AVER=1.07，意外偏心对柱、梁配筋的影响(平均值)， 15层框架剪力11.9% 2.3% 13层框架剪力(PJ2) 0.4% 1.7% 33层框架支撑0.8% 8层框架7.7% 3.9% 21层框架剪力0.9% 1.2% 19层框架剪力1.3% 1.2% 18层框架剪力0.7% 3.0%平均增加3.82%意外偏心对最大位移比(最大/平均)的影响不考虑增加。 15层框架剪力墙1.20 1.31 8.11% 13层框架剪力墙(PJ2) 1.82

10、 1.95 6.99% 33层框架支撑1.05 1.5 30.32% 8层框架1.76 2.39 26.22% 19层框架剪力1.57 1.75 10.04% 18层框架剪力1.43 2.03 29.16%，平均增加18.44% 4.新的抗震规范5.3。对于9度的高层建筑，地震作用的竖向特征值应按公式(5.3.1-1)和(5.3.1-2)计算，并乘以1.5的放大系数。相当于重力荷载代表值的23.4%；新抗震规范第5.3.3条规定，长悬臂和其他大跨度结构的竖向地震作用标准值分别为8度、8.5度(0.3g)和9度重力荷载代表值的10%、15%和20%；新高层建筑规范第10.2.6条规定，带转换层的

11、高层建筑结构的8度抗震设计应考虑竖向地震影响。实施：应用垂直地震1。设置垂直地震的计算开关，让用户决定是否考虑垂直地震作用。2.加入竖向地震作用系数，程序自动取代码中指定的值，允许用户修改该值，从而自行决定总的竖向地震作用。SATWE是根据规格预设的。3.当上部结构楼层相对于下部楼层伸出时，用户应设置并计算垂直地震作用。4.仅计算转换构件的垂直地震作用是不可能的。根据用户的需要，竖向地震作用可以作为一个整体来考虑。5.单独计算连接结构的连接体的竖向地震作用是不可能的。根据用户的需要，竖向地震作用可以作为一个整体来考虑。5有效质量系数：振动模式的数量是否足够？概念来源：WILSON E.L .教

12、授曾提出用模态有效质量系数来判断参与模态的数量是否足够，并将其应用于ETABS程序中。他的方法基于刚性楼板的假设，这不适用于一般结构。方法的发展：许多结构由于其复杂性需要考虑楼板的弹性变形，因此需要一种更通用的方法，这种方法不仅适用于刚性楼板，也适用于弹性楼板。为此，我们从结构变形能的角度研究了这一问题，并提出了一种计算各地震方向有效质量系数的通用方法。这种新冰毒规范：高规范(5.1.13)规定，B级高度的高层建筑和复杂高层建筑的有效质量系数不小于0.9；根据规定(5.2.2)，建议有效质量系数可为0.9:程序自动计算此参数并输出。TAT在“TAT-4”中输出。“输出”文件；SATWE在“WZ

13、Q”中输出。“输出”文件；PMSAP在详细摘要“项目名称”中输出。ABS”文件。重要概念：一个结构的自然模态总数所涉及模态数量的上限。1)只有当这个概念被清楚地理解时，在选择模式的数量时才不会出错。2)如何判断结构的固有模态总数：离散结构的模态总数是有限的，模态总数等于独立质量的总数。通过判断结构的独立质量，可以知道结构固有模态的总数。具体来说，每个刚性地板有三个独立的质量MX，MY和JZ。每个弹性节点有两个独立的质量MX，my；根据这两项，可以计算出结构独立质量的总数，从而可以知道结构固有振动模态的总数。3)如果结构的固有振动模态总数为纳米，则参与振动模态的数量最多只能为纳米，选择大于纳米的

14、参与振动模态数量是错误的，因为结构不多。4)参与模态数与有效质量系数的关系：4-1)参与模态越多，有效质量系数越大；4-2)当参与模式数为0时，有效质量系数为0.4-3)当参与模式数为nm时，有效质量系数为1.05)如何确定参与模式数NP？5-1)参与模式号NP在1-NM之间的选择。5-2)NP应足够大，以使有效质量系数大于0.9。6)在某些结构中，需要更多的振动模式来精确计算地震作用，因此应特别注意有效质量系数是否超过0.9。与以下结构相比：8层钢框架中存在大量的跨层柱和弹性节点，往往需要大量的振型才能使有效质量系数满足要求。原因：振型整体性差，局部振动明显。计算8层结构30个振型的有效质量

15、系数仍然是不够的。计算60种振动模式的有效质量系数就足够了。6种振动模式的横向和扭转振动分量-判断振动模式是扭转的还是平移的。概念：振动模式的反应能可分为平移能和旋转能，它们各自占总能量的比例称为横向振动分量和扭转振动分量。ETABS程序中的振型方向因子概念可供参考。如果某一模态的横向振动分量大于50%，我们称之为横向振动模态，而如果某一模态的扭转振动分量大于50%，我们称之为扭转振动模态。功能：1)。通过振动模态分量的输出，用户可以方便地了解每个振动模态的行为；2)同时，也可作为判断结构第一扭转周期和第一横向振动周期的依据；7.多向水平地震作用。规范规定：抗震规范第5.1.1条规定，当交角大于15度时，每个抗侧力构件的水平地震作用应分别计算。程序实现：对于