2010版SATWE计算参数

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控制结构平面不规则性的重要指标。以避免产 生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。此 数值可以在SATWE 位移输出文件 WDISP.OUT 中查 看。 1.位移比: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:楼层竖向构件的最大层间位移角与 平均位移角的比值。
(2)位移比(层间位移比)
《抗规》5.1.1条和《高规》4.3.2条规定, “一般情况
下,应允许在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震 作用并进行抗震验算”。如果地震沿着不同方向作用,结 构地震反应的大小一般也不相同,那么必然存在某个角度 使得结构地震反应最为剧烈,这个方向就称为“最不利地
震作用方向”。
Fra Baidu bibliotek
一、总信息
1、水平力与整体坐标的夹角
上述几个参数的调整涉及构件截面、 刚度及平面位置的改变,在调整过程中 可能相互关联,应注意不要顾此失彼。
调整方法针对的是一般的高层结构,
对于复杂的高层结构还需要更多的经验
和专业知识才能解决问题。
一、总信息
1、水平力与整体坐标的夹角
SATWE生成数据后对PMCAD中的模型旋转相应的角度,
风力及地震力方向仍然按照屏幕中水平与竖直轴方向作用,
就没有“修正后”,其实都直接变成了基本风压。
2)地面粗糙度
3)风荷载体型系数
3、结构整体合理性的控制参数
整体结构的科学性和合理性是新规范特别 强调内容。新规范用于控制结构整体性的主 要指标主要有: 1. 周期比 2. 位移比 3. 刚度比 4. 刚重比 5、剪重比 6、轴压比 7、层间受剪承载力比
1、程序调整:
在SATWE的“调整信息”中勾选“按抗震规范5.2.5 调整各楼层地震内力”后,SATWE按抗规自动将楼 层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上重力荷载 代表值之和,用以调整该楼层地震剪力,以满足剪 重比要求。 2、人工调整:如果还需人工干预,可按下列三种情 况进行调整:
1)当地震剪力偏小而层间侧移角又偏大时,说明结 构过柔,宜适当加大墙、柱截面,提高刚度。 2)当地震剪力偏大而层间侧移角又偏小时,说明结 构过刚,宜适当减小墙、柱截面,降低刚度以取得合 适的经济技术指标。 3)当地震剪力偏小而层间侧移角又恰当时,可在 SATWE的“调整信息”中的“全楼地震作用放大系数 ”中输入大于1的系数增大地震作用,以满足剪重比 要求。
(1) 周期比
周期比是控制结构扭转效应的重要指标。 主要为限制结构的抗扭刚度不能太弱,使结构具有必 要的抗扭刚度,减小扭转对结构产生的不利影响。 应对措施: • (1)增加结构周边构件的刚度,降低结构中间构 件的刚度,以增大结构的整体抗扭刚度。 • (2)调整设计方案使得构件的平面布局更合理。
(2)位移比(层间位移比)
1、水平力与整体坐标的夹角
一般并不建议用户修改该参数,原因有三:①考虑该角度
后,输出结果的整个图形会旋转一个角度,会给识图带来
不便;②构件的配筋应按“考虑该角度”和“不考虑该角 度”两次的计算结果做包络设计;③旋转后的方向并不一 定是用户所希望的风荷载作用方向。综上所述,建议用户 将“最不利地震作用方向角”填到“斜交抗侧力构件夹角” 栏,这样程序可以自动按最不利工况进行包络设计。
此时迎风面宽度可能发生变化,地震作用方向角发生变化, 即该角度的设置会使水平荷载发生变化,通常用于多翼斜 交结构的计算,以获得结构每翼的最大内力。 模型旋转后,周期、每个振型平动及扭转比例不会发 生变化,但x与y方向平动系数一般会发生变化。
一、总信息
1、水平力与整体坐标的夹角
该参数为地震力、风荷载作用方向与结构整体坐标的夹角。
应对措施:
(5)剪重比
称剪力系数,对应于水平地震作用标准值的楼层剪力 与重力荷载代表值的比值。主要为限制各楼层的最小 水平地震剪力,确保周期较长的结构的安全。 这个要求如同最小配筋率的要求,算出来的水平 地震剪力如果达不到规范的最低要求,就要人为提高 ,并按这个最低要求完成后续的计算。
应对措施:
(6)轴压比
指柱(墙)的轴压力设计值与柱(墙)的全截面面 积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。主要
为限制结构的轴压比,保证结构的延性要求,规范对
墙肢和柱均有相应限值要求。 轴压比不满足要求,结构的延性要求无法保证; 轴压比过小,则说明结构的经济技术指标较差,宜适 当减少相应墙、柱的截面面积。
应对措施:
SATWE 参数使用说明
丰正伟
一、SATWE参数设置原理
• SATWE ——空间结构墙元分析 这是应现代多、高层建筑发展要求专门为 多、高层建筑设计而研制的空间组合结构有限 元分析软件。 SATWE的多层版记为SAT-8,适用于8层 及8层以下的多层结构。SATWE采用空间杆单 元模拟梁、柱及支撑等杆件,用在壳元基础上 凝聚而成的墙元模拟剪力墙。
质量是周期计算的一个重要指标,质量的分布和大小
直接影响结构的振型和周期,SATWE软件不对材料的密度
和重度进行分别定义,而是按照容重换算结构的质量。
一、总信息
2、混凝土容重、钢材容重
一般框架、框剪及框架-核心筒结构可取26.0,剪力墙可
取27.0。由于程序在计算构件自重时并没有扣除梁板、梁
柱重叠部分,故结构整体分析计算时,混凝土容重没必要 取大于27.0。如果结构分析时不想考虑混凝土构件的自重 荷载(如单建式地下室,将水浮力按均布荷载施加到板面, 再利用“竖向导荷”得到柱底水浮力时),该参数可取0。
• 框架结构0.6~0.7;
• 框架-剪力墙结构0.7~0.8;
• 剪力墙结构0.9~1.0。
实际取值时可根据填充墙的数量和刚度大小来取上 限或下限。
【试验】周期调小了地震力计算结果如何?
4. 风荷载信息
• 风荷载标准值:
• 基本风压 • 场地粗糙度 • 体型系数
1)基本风压
新规范,基本风压值就不需要乘以调整系数,这里其实
较两次计算结果,取不利情况进行配筋包络设计等;而
{斜交抗侧力}程序可自动考虑每一方向地震作用下构件 内力的组合,可直接用于配筋设计,不需要人为判断。
一、总信息
1、水平力与整体坐标的夹角
一、总信息
2、混凝土容重、钢材容重
一般取默认值,也可取大一些来考虑梁、柱、墙表面
的抹灰重量,如混凝土容重取27kN/m3。
(4)刚重比
刚重比是结构刚度与重力荷载之比;
控制结构整体稳定性的重要因素。
主要控制在风荷载或水平地震的作用下,重力荷 载产生的二阶效应不致过大,避免结构的失稳倒塌。 刚重比不满足要求,说明结构的刚度相对于重力荷载 过小;但刚重比过分大,则说明结构的经济技术指标 较差,宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。
梁端弯矩调幅系数规范条文:
2. 材料选择
材料: 1)钢筋: 四种级别钢筋 2)混凝土: C20-C80
3. 地震信息
1)地震分组: 2)场地类别: 3)抗震等级: 4)振型数
5)周期折减:
1 )地震分组:
设计地震分组实际上是用来表征地震震级及震中距影响 的一个参量,实际上就是用来代替原来老规范“设计近震 和远震”。
(3)刚度比
• 刚度比是控制结构竖向不规则的重要指标。
避免结构刚度沿竖向突变,形成薄弱层。
• 新高规的4.4.3条规定:抗震设计的高层建筑结构,
其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的 70%或其上相邻的三个楼层层侧向刚度平均值的80%。
应对措施:
1、程序调整: 如果某楼层刚度比的计算结果不满足要求,SATWE自动 将该楼层定义为薄弱层,并按高规5.1.14将该楼层地震 剪力放大1.15倍。 2、结构调整,人工干预,可按以下方法调整: 1)适当降低本层层高,或适当提高上部相关楼层的层 高。 2)适当加强本层墙、柱和梁的刚度,或适当削弱上部 相关楼层墙、柱和梁的刚度。
2)场地类别(抗震规范)
用来确定场地特征周期。 根据建筑场地按有关规定对建设场地所做的分类, 用以反映不同场地条件对基岩地震震动的综合放大效应。
2)场地类别(抗震规范)
我国主要城镇的设计特征周期应根据其 所在地的设计地震分组和场地类别确定
特征周期的作用——确定地震影响系数
3)抗震等级
4) 振型数量
一、总信息
1、水平力与整体坐标的夹角
水平力与整体坐标夹角}与【地震信息】栏中{斜交抗侧
力构件附加地震角度}的区别是:{水平力}不仅改变地
震力而且同时改变风荷载的作用方向;而{斜交抗侧力} 仅改变地震力方向(增加一组或多组地震组合),是按 《抗规》5.1.1条2款执行的。对于计算结果,{水平力} 需用户根据输入的角度不同分两个计算工程目录,人为比
这个角度与结构的刚度与质量及其位置有关,对结构可能
会造成最不利的影响,在这个方向地震作用下,结构的变
形及部分结构构件内力可能会达到最大。 当用户输入一个非 0角度(比如 25度)后,结构沿顺时 针方向旋转相应角度(即25度),但地震力、风荷载仍沿 屏幕的X向和 Y向作用,竖向荷载不受影响
一、总信息
增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混 凝土强度。
(7)层间受剪承载力比
主要为限制结构竖向布置的不规则性,避免楼层抗侧 力结构的受剪承载能力沿竖向突变,形成薄弱层,对
于形成的薄弱层应按高规5.1.14予以加强。
应对措施:
1、程序调整:在SATWE的“调整信息”中的“指定 薄弱层个数”中填入该楼层层号,将该楼层强制定 义为薄弱层,SATWE按高规5.1.14将该楼层地震剪力 放大1.15倍 。
一、总信息
2、混凝土容重、钢材容重
如果用户在PM“荷载定义”中勾选“自动计算现浇板自
重”,则楼板自重也按 PM中输入的混凝土容重计算。楼
(屋)面板板面的建筑装修荷载和板底吊顶或吊挂荷载可 以在结构整体计算时通过楼面均布恒载输入。钢材容重 (kN/m3):Gs = 78.5一般情况下,钢材容重取 78.5。
最好为3的倍数复杂、多塔、 平面不规则的就要
多选。 查看有效质量系数是否大于0.9,不超过结构 层数的3倍。尝试计算不同数量的振型,对比输出 的地震力结果有何差异?
5)周期折减系数ψT
周期折减的目的是为了充分考虑非承重填充砖墙刚 度对结构自振周期的影响。因为周期小的结构,其 刚度较大,相应吸收的地震力也较大。若不做周期 折减,则结构偏于不安全。 当非承重墙体为实心砖墙时,ψ T可按下列规定取值:
2、人工调整:可适当提高本层构件强度(如增大柱 箍筋和墙水平分布筋、提高混凝土强度或加大截面 )以提高本层墙、柱等抗侧力构件的抗剪承载力, 或适当降低上部相关楼层墙、柱等抗侧力构件的抗 剪承载力。 如果结构竖向较规则,第一次试算时可只建一 个结构标准层,待结构的周期比、位移比、剪重比 、刚度比等满足之后再添加其它标准层;这样可以 减少建模过程中的重复修改,加快建模速度。
1、楼层组装——设计参数
• 重要性系数:
《建筑结构可靠度设计统一标准》( GB 50068-2001)规定:对安全等级 分别为一、二、三级或设计使用年限 分别为100年及以上、50、5年时,重 要性系数分别不应小于1.1、1.0、0.9
。 • 保护层厚度 • 梁端弯矩调幅系数:
基于塑性铰原理,塑性铰的 的出现导致了连续梁的内力重 分布,负弯矩的弯矩保持不变 ,而跨中弯矩增大,最终跨中 也达到极限承载力而破坏!一 般控制在25%以内。
《高规》4.3.5 结构平面布置应减少扭转的影响。在 考虑偶然偏心影响的地震作用下,楼层竖向构件的最 大水平位移和层间位移。
3.位移角:楼层竖向构件层间位移与层高只比。 《高规》4.6.3对最大层间位移角也有明确的规定,从 1/550、1/800、1/1000不同结构体系限制不同。)
应对措施:
1)由于位移比是在刚性楼板假定下计算的,最大 位移比往往出现在结构的四角部位;因此应注意调 整结构外围对应位置抗侧力构件的刚度。 2)搜索SATWE“分析结果图形和文本显示”中的“ 各层配筋构件编号简图”中快速找到位移最大的节 点,加强该节点对应的墙、柱等构件的刚度;也可 找出位移最小的节点削弱其刚度;直到位移比满足 要求。
顾名思义为结构构件震动的外型曲线。结构的振 型与其自由度数量一致。 一个结构的反应,是其各个振型反应的组合 ,但各振型的参与系数(即贡献)是不同的,一 般来说,低振型的贡献大,高振型贡献小。
4) 振型数量
问:到底去多少个振型合适? 振型数应至少取3,为了使得每阶振型都尽可能的 得到两个平动振型和一个扭转振型,所以振型数
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