SATWE软件计算结果分析(整理版)

SATWE软件计算结果分析

一、位移比、层间位移比控制

规范条文：

高规的3.4.5条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角，A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑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复杂高层建筑，不应大于该楼层平均值的1.4倍。

高规3.7.3条规定，高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层间之比（即最大层间位移角）Δu/h应满足以下要求：

结构休系Δu/h限值

框架 1/550

框架-剪力墙，框架-核心筒，板柱-剪力墙 1/800

筒中筒，剪力墙 1/1000

除框架结构外的转换层 1/1000

名词释义：

（1）位移比：即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。

（2）层间位移比：即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。

其中：

最大水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移。

平均水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。

层间位移角：墙、柱层间位移与层高的比值。

最大层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值。

平均层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。

控制目的:

高层建筑层数多，高度大，为了保证高层建筑结构具有必要的刚度，应对其最大位移和层间位移加以控制，主要目的有以下几点：

1．保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙柱出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量,宽度。2．保证填充墙,隔墙,幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显的损坏。

3．控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。

结构位移输出文件（WDISP.OUT）

Max-(X)、Max-(Y)----最大X、Y向位移。（mm）

Ave-(X)、Ave-(Y)----X、Y平均位移。（mm）

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)---- X、Y向最大位移与平均位移的比值。

Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移的比值

即要求：

Ratio-(X)= Max-(X)/ Ave-(X) 最好<1.2 不能超过1.5

Ratio-Dx= Max-Dx/ Ave-Dx 最好<1.2 不能超过1.5

Y方向相同

电算结果的判别与调整要点:

1.若位移比（层间位移比）超过1.2，则需要在总信息参数设置中考虑双向地震作用；

2．验算位移比需要考虑偶然偏心作用，验算层间位移角则不需要考虑偶然偏心；

3．验算位移比应选择强制刚性楼板假定，但当凸凹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

4．最大层间位移、位移比是在刚性楼板假设下的控制参数。构件设计与位移信息不是在同一条件下的结果（即构件设计可以采用弹性楼板计算，而位移计算必须在刚性楼板假设下获得），故可先采用刚性楼板算出位移，而后采用弹性楼板进行构件分析。

5．因为高层建筑在水平力作用下,几乎都会产生扭转,故楼层最大位移一般都发生在结构单元的边角部位。

二、周期比控制

规范条文：

新高规的3.4.5条规定，结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1 之比，A级高度高层建筑不应大于0.9；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。(抗归中没有明确提出该概念，所以多层时该控制指标可以适当放松，但一般不大于1.0。)

名词释义：

周期比:即结构扭转为主的第一自振周期（也称第一扭振周期）Tt与平动为主的第一自振周期（也称第一侧振周期）T1的比值。周期比主要控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响，使结构的抗扭刚度不能太弱。因为当两者接近时,由于振动藕连的影响,结构的扭转效应将明显增大。

对于通常的规则单塔楼结构，如下验算周期比:

1）根据各振型的平动系数大于0.5，还是扭转系数大于0.5，区分出各振型是扭转振型还是平动振型

2）通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt，周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T1

3）对照“结构整体空间振动简图”，考察第一扭转/平动周期是否引起整体振动，如果仅是局部振动，不是第一扭转/平动周期。再考察下一个次长周期。

4）考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大

5）计算Tt/T1，看是否超过0.9 (0.85)

多塔结构周期比：

对于多塔楼结构，不能直接按上面的方法验算，而应该将多塔结构切分成多个单塔，按多个单塔结构分别计算。

周期、地震力与振型输出文件（WZQ.OUT）

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

振型号周期转角平动系数 (X+Y) 扭转系数

1 0.6306 110.18 0.99 ( 0.12+0.88 ) 0.01

2 0.6144 21.19 0.95 ( 0.82+0.12 ) 0.05

3 0.4248 2.39 0.06 ( 0.06+0.00 ) 0.94

4 0.1876 174.52 0.96 ( 0.95+0.01 ) 0.04

5 0.1718 85.00 1.00 ( 0.01+0.99 ) 0.00

6 0.1355 5.03 0.05 ( 0.05+0.00 ) 0.95

7 0.0994 177.15 0.97 ( 0.97+0.00 ) 0.03

8 0.0849 87.63 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.00

9 0.0752 12.73 0.03 ( 0.03+0.00 ) 0.97

X 方向的有效质量系数: 97.72%

Y 方向的有效质量系数: 96.71%

即要求：

0.4248/0.6306=0.67 <0.9

97.72% 96.71% >90% 说明无需再增加振型计算

电算结果的判别与调整要点:

1.对于刚度均匀的结构，在考虑扭转耦连计算时，一般来说前两个或几个振型为其主振型，但对于刚度不均匀的复杂结构，上述规律不一定存在。总之在高层结构设计中，使得扭转振型不应靠前，以减小震害。SATWE程序中给出了各振型对基底剪力贡献比例的计算功能,通过参数Ratio(振型的基底剪力占总基底剪力的百分比)可以判断出那个振型是X方向或Y方向的主振型，并可查看以及每个振型对基底剪力的贡献大小。

2.振型分解反应谱法分析计算周期，地震力时，还应注意两个问题，即计算模型的选择与振型数的确定。一般来说，当全楼作刚性楼板假定后，计算时宜选择“侧刚模型”进行计算。而当结构定义有弹性楼板时则应选择“总刚模型”进行计算较为合理。至于振型数的确定，应按上述[高规]5.1.13条（高层建筑结构计算振型数不应小于9,抗震计算时,宜考虑平扭藕连计算结构的扭转效应,振型数不小于15,对于多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%）执行，振型数是否足够，应以计算振型数使振型参与质量不小于总质量的90%作为唯一的条件进行判别。([耦联]取3的倍数，且≤3倍层数，[非耦联]取≤层数，直到参与计算振型的[有效质量系数]≥90％)

3.如同位移比的控制一样，周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不致于出现过大（相对于侧移）的扭转效应。即周期比控制不是在要求结构足够结实，而是在要求结构承载布局的合理性。考虑周期比限制以后，以前看来规整的结构平面，从新规范的角度来看，可能成为“平面不规则结构”。一旦出现周期比不满足要求的情况，一般只能通过调整平面布置来改善这一状况，这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。周期比不满足要求，说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，总的调整原则是要加强外圈结构刚度、增设抗震墙、增加外围连梁的高度、削弱内筒的刚度。

4.扭转周期控制及调整难度较大，要查出问题关键所在，采取相应措施，才能有效解决问题。

a)扭转周期大小与刚心和形心的偏心距大小无关，只与楼层抗扭刚度有关；