PKPM2010SATWE计算结果分析

周期比的调整
目的： 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。 调整原则： 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。
SATWE - 楼层刚度比控制
• 《高规》3.5.2 “抗震设计时，高层建筑的侧向刚度变化应 符合下列规定:” “1 对框架结构……”
Max-(X)，Max-(Y) : X,Y方向的节点最大位移 Ave-(X)，Ave-(Y) : X,Y方向的层平均位移 Max-Dx ，Max-Dy Ave-Dx ，Ave-Dy : X,Y方向的最大层间位移 : X,Y方向的平均层间位移
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 即要求： Ratio-(X)= Max-(X)/ Ave-(X) Ratio-Dx= Max-Dx/ Ave-Dx Y方向相同 最好<1.2 最好<1.2 不能超过1.5 不能超过1.5
周期、地震力注意问题
计算模型的选择与振型数的确定: 2.振型数的确定：高规5.1.13条（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%），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。
• 框剪结构、 短肢墙较多 的剪力墙结 构、转换层 以下楼层框 支框架按规 定水平力计 算倾覆弯矩 。
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统计结果输出的相关修改
地震作用位移结果取消位移比的输出
统计结果输出的相关修改
规定水平力作用位移结果取消位移角的输出
02规范和规定水平力计算位移比差异
对于比较规则的结构，新《抗规》采用规定水平 力计算的扭转位移比与02规范相比差别不大，一 般在5％以内。例如某剪力墙结构，结构三维轴测 图如图所示
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：
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）
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。
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。
SATWE-位移比
• SATWE输出2套位移指标。位移比指标看规定水平 力项计算结果，其他位移指标看CQC计算结果。
SATWE-规定水平力
层刚比计算及薄弱层（WMASS.OUT）
各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息 Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70% 的比值，或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者 …… 即要求： Ratx1、Raty1 不小于规范规定值。
电算结果的判别与调整要点
楼层刚度比软件实施
• 软件只提供“地震剪力与地震层间位移的比”的选项 • 软件默认同时计算“剪切刚度”和“地震剪力与地震层间 位移的比”，并以后者判断薄弱层
• 在1、2层转换时按“剪切刚度”计算等效刚度比，在3 层以上转换时按“剪弯刚度”计算等效刚度比
• 新高规修改了原附录E公式（倒数），条文略有修改。 E.0.1非抗震时不应小于0.4，E.0.2抗震设计时不应小于 0.8
• 对于非框架结构的薄弱判断
薄弱层判断规则的修改
2011年版本，软件两本规范同时执行，并从严控制；
2012年版本，由用户选择判断标准
SATWE
PMSAP
选择“按抗规和高规从严判断”时
选择“仅按高规判断”时
控制目的
刚度比指结构竖向不同楼层的侧向刚度的比值（也 称层刚度比），该值主要为了控制高层结构的竖向 规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层。
1a
Vi / i Vi 1 / i 1
“2 对框架-剪力墙、板柱剪力墙、剪力墙、框架-核心筒、筒 中筒结构……”
(Vi / i )h i 2 (Vi 1 / i 1 )h i 1
SATWE - 楼层刚度比控制
• 上述条文对侧向刚度均采用地震力比地震位移的算法。 • 对非框架结构的刚度计算考虑了层高的因素。 • 对非框架的比值提出了更细化的要求：“本层与相邻上层 的比值不宜小于0.9；当本层层高大于相邻上层层高的1.5 倍时，该比值不宜小于1.1；对结构底部嵌固层，该比值 不宜小于1.5”
SATWE - 楼层刚度比控制
• 抗规的刚度比控制无变化，仍然要求本层刚度不小于上层 刚度的70%及上三层刚度平均值的80%； • 对于框架结构的刚度比控制，高规与抗规一致；
• 对于非框架结构，高规采用“引入层高修正的单层刚度比 ”控制，不再要求本层刚度与上三层刚度平均值的比值。 据初步估算，高规的控制通常要比抗规松一些；
a L, z 2.8 gI10 wR H B S FL C sm L1 ( z ) m 4( 1 a1 )
风振舒适度验算-SATWE
风振舒适度验算-PMSAP
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
扭转系数
0.01 0.05
3
4 5
0.4248
0.1876 0.1718
2.39
174.52 85.00
0.06 ( 0.06+0.00 )
0.96 ( 0.95+0.01 ) 1.00 ( 0.01+0.99 )
0.94
0.04 0.00
6
0.1355
5.03
0.05 ( 0.05+0.00 )
97.72%
0.95
96.71%
X 方向的有效质量系数:
Y 方向的有效质量系数:
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
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
振型号
1 2
周期
0.6306 0.6144
转角
110.18 21.19
平动系数 (X+Y)
0.99 ( 0.12+0.88 ) 0.95 ( 0.82+0.12 )
SATWE-风振舒适度验算
• 《高规》3.7.6房屋高度不小于150m的高层混凝土建 筑结构应满足风振舒适度要求，结构顶点的加速度可 按《高钢规》计算。 • 《荷载规范》J.1顺风向风振加速度
a D, z 2 gI10 wR s z Bz a B m
• 《荷载规范》J.2横风向风振加速度
沿高度逐渐减少，由于薄弱层容易遭受严重震害
，故程序根据刚度比的计算结果或层间剪力的大
小自动判定薄弱层，并乘以放大系数，以保证结
构安全。当然，薄弱层也可在调整信息中通过人
工强制指定。
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
02规范计算位移比vs10版采用规定水平力计算位移比的结果
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： 结构体系 框架 框架-剪力墙，框架-核心筒，板柱-剪力墙 筒中筒，剪力墙 除框架结构外的转换层 Δu/h限值 1/550 1/800 1/1000 1/1000
规则单塔楼结构验算周期比
1）根据各振型平动系数、扭转系数大于0.5区分 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”
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)
1. 规范对结构层刚度比和位移比的控制一样，也要 求在刚性楼板假定条件下计算。对于有弹性板或
板厚为零的工程，应计算两次，在刚性楼板假定
条件下计算层刚度比并找出薄弱层，然后在真实
条件下完成其它结构计算。
层刚度比的控制
2. 层刚比计算及薄弱层地震剪力放大系数的结果。 一般来说，结构的抗侧刚度应该是沿高度均匀或
PKPM2010新规范版本 SATWE计算结果分析
周期比控制
规范条文： 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。
控制目的
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。
各振型下基底剪力,可查看以及每个振型对基底剪力的贡献大小。
各振型作用下 Y 方向的基底剪力 振型号 剪力(kN)
1
2 3
8473.66
13374.28 123.33
4
560.45
周期、地震力注意问题
计算模型的选择与振型数的确定: 1.计算模型的选择: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。