中震不屈服、中震弹性satwe与手算对比

讨论]中震不屈服、中震弹性satwe与手算对比
性能要求的提出
1.抗震审查要求(节选)：
底部加强部位剪力墙抗剪承载力按中震弹性设计、抗弯承载力按中震不屈服设计，轴压比大于0.3的墙肢均设置约束边缘构件，剪力墙水平分布筋配筋率不应小于0.3％? 。

2.中震计算
2.1中震弹性和中震不屈服的计算准则
2.1.1中震弹性设计
a.水平地震影响系数最大值alpha_max按小震的约2.85倍取值；
b.内力调整系数取为1(强柱弱梁,强剪弱弯等)；
c.其余分项系数/组合系数均保留；
d.抗震调整系数Gama_RE取同小震，《高规》表4.7.2；
e.材料强度用设计值。

中震弹性设计取消内力调整的经验系数,保留了荷载分项系数,也就是保留了结构的安全度和可靠度,属正常设计。

2.1.2中震不屈服设计
a.水平地震影响系数最大值alpha_max按小震的约2.85倍取值；
b. 内力调整系数取为1(强柱弱梁,强剪弱弯等)；
c. 荷载分项系数取1 ，保留组合系数；
d. 抗震调整系数Gama_RE=1 ；
e.材料强度用标准值。

中震不屈服设计已经去掉所有安全度,属于承载力极限状态设计。

2.1.3水平地震影响系数最大值的取值
见下表，7度地区水平地震影响系数最大值
小震alpha_max=0.08
中震alpha_max=0.23
2.2用SATWE进行中震计算
SATWE提供中震不屈服和中震弹性计算功能。

2.2.1中震弹性参数设置
在satwe菜单1，接PM生成SATWE数据，第一项参数定义，地震信息一栏中修改“地震影响系数”与“抗震等级”，如图2.2.1.a，2.2.1b所示。

2.2.2中震不屈服参数设置
在satwe菜单1，接PM生成SATWE数据，第一项参数定义，地震信息一栏中修改“地震影响系数”与并勾选“按中震不屈服做结构设计”，如图2.2.1.c，2.2.1d所示。

图2.2.1.a
? 图2.1.1.b
图2.2.1.c
图2.1.1.d
按图示方法设置后，SATWE可以自动按照中震弹性和中震不屈服的要求（2.1.1、2.1.2节）给出相应的计算结果。

2.3 SATWE中震计算存在问题
按照以上方法设置后，对公寓部分模型进行中震弹性和中震不屈服的整体计算，发现SATWE计算结果存在问题。

2.3.1问题一：中震弹性和中震不屈服配筋计算结果不合理。

公寓模型使用SATWE进行中震弹性计算的结果，
附录A 底部加强部位中震弹性配筋计算结果
附录B 底部加强部位中震不屈服配筋计算结果
附录C 底部加强部位小震弹性配筋计算结果
我们注意到SATWE的计算结果里面中震不屈服的墙肢配筋普遍比中震弹性大，这与我们按照2.1.1、2.2.2节的概念有所违背。

2.3.2问题二：中震弹性和中震不屈服地震内力标准值结果不合理
基于2.3.1节对SATWE中震计算结果的质疑，我们查询了中震和小震的内力标准值，数据文件WNL*.OUT，并用Microsoft Excel对比了首层墙肢的内力标准值。

我们发现，SATWE的墙肢地震内力标准值存在问题。

首层墙肢内力标准值比较见：
附录D 首层墙肢SATWE小震与中震内力标准值比较（节选）
按照2.1.1、2.1.2节的概念，对于有限元模型按照规范规定的反应谱方法经弹性计算得到的构件地震内力标准值，中震与小震之比应该是为
而我们通常遇到某些构件性能设计时可能
出现小震大于中震不屈服或者中震不屈服大于中震弹性的现象，其原因主要有两个:
①按小震弹性设计时内力组合存在分项系数、组合值系数，存在内力调整系数，材料强度用设计值；而中震不屈服时内力调整系数、分项系数、组合值系数取为1、且中震弹性按材料强度标准值。

②规范的设计公式的分段表达，导致以上三种情况的适用公式，如偏压构件可能分属大偏压与小偏压乃至偏拉，从而计算结果不一定满足：
的一般规律，详见2.5.3节本工程算例。

（。

中间内容省略。

）
2.5底部加强部位墙肢性能设计
2.5.1计算步骤
本着认真、负责的态度，我们经过研究并请示院总后，决定对底部加强部位墙肢，按照超限审查要求采用规范公式复核目前SATWE的配筋结果。

以下是我们的计算步骤：
以上计算步骤使用通用程序Microsoft Excel实现。

PKPM研究所的技术支持称中震不屈服、中震弹性计算是由单独的计算模块得到的，考虑到SATWE小震计算模块被长期、广泛使用，我们取信SATWE小震弹性的计算结果，并以小震弹性内力标准值为基础按照2.1.1、2.2.2节的概念结合规范进行底部加强部位墙肢的中震弹性和中震不屈服设计。

附录E 首层墙肢编号图（SATWE自动生成）
附录F 首层墙肢内力标准值（SATWE数据文件WNL4.OUT节选）
2.5.2计算使用规范条文
仅给出在《混凝土结构设计规范》GB50010-2002（简称《混规》）的条文编号，《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002（简称《高规》）以及《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（简称《抗规》）中相同公式所在条文出处不再重复。

2.5.
3.a.2 Mathcad计算验证part2.基本参数部分
part4.非抗震内力组合
part5.非抗震计算（组合1）受剪截面验算
水平分布钢筋计算
正截面承载力验算——大偏压
part7.抗震内力组合（节选）
part8.抗震计算（组合2）受剪截面验算
水平分布钢筋计算
正截面承载力验算——大偏压
2.5.
3.b短墙肢情况
2.5.
3.b.1 Excel计算书节选part2.基本参数部分
part3.内力标准值
part4.非抗震内力组合
part5.非抗震计算（组合1）
（微软抽风，图片拷贝不全了）part6.轴压比验算
part7.抗震内力组合（节选）
part8.抗震计算（组合2）
part9.计算结果汇总
2.5.
3.b.2 Mathcad计算验证抗震内力组合（节选）
正截面承载力验算——小偏压
正截面承载力验算——偏拉
附录G 长墙肢完整计算书（墙肢长/墙厚≥3）
附录H 短墙肢完整计算书（墙肢长/墙厚<3）
计算结果统计
我们将以上计算结果进行了统计，图2.5.4.a为首层墙肢按小震弹性、中震不屈服、中震弹性三种情况得到的配筋与构造配筋的比值，图2.5.4.b为首层墙肢按小震弹性、中震不屈服、中震弹性三种情况得到的配筋与小震弹性配筋的比值。

从图示结果我们可以得出本工程首层墙肢配筋在性能目标要求下的初步规律：
①在绝大多数情况下，中震弹性要求对构件配筋起控制作用；
②按中震不屈服要求得到的构件配筋，与小震弹性差别不大，可能出现小于小震弹性的情况；
③水平分布钢筋，小震弹性要求下的配筋可能起控制作用（90号长墙肢，小震弹性剪力设计值大于中震弹性）
④对于本工程，首层墙肢配筋大部分墙肢按照分布钢筋配筋率0.3％，端部纵筋配筋率1.2％即可满足超限审查提出的性能目标要求。

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