SATWE軟件計算結果分析10個比值及調整方法

1/18作要移比在 中輸樓層位基本概念：位移比包含兩項內(nèi)容(1)樓層豎向構件的最大水平位移與平均水平位移的比值；(2)樓層豎向構件的最大層間位移與平均層間位移的比值；計算位移比僅考慮墻頂，柱頂?shù)蓉Q向構件上節(jié)點的最大位移，不考慮其他節(jié)點的位移。下扭轉效應較大，位移比是控制結構整體抗扭特性和平面不規(guī)則性的重要指標。A級高度鋼筋混凝土乙類和丙類高層建筑最大適用高度BB級高度鋼筋混凝土乙類和丙類高層建筑最大適用高度結構體系非抗震設計抗震設防烈度g0.20g1201005540Ratio(X)和Radio(Y)。其中，Ratio(X)=Max(X)/Ave(X)滿足，簡便的調整方法：剪力墻剪力墻中筒板柱-剪力墻g不應采用0000002)人工調整：只能人工調整改變結構平面布置，使結構規(guī)則，剛度均勻，減小結構剛心與層配筋構件編號簡圖”中快速找到位移最大的節(jié)點，加強該節(jié)點對應的墻、柱等構件剛度；也可以找出位移最小的節(jié)點削弱其剛度；直到位移比滿足要求。(1)新高規(guī)5.1.5規(guī)定，進行高層建筑內(nèi)力與位移計算時，可假定樓板在其自身平面內(nèi)為無限剛性，如果在結構模型中設定了彈性板或樓板開大洞，應計算兩次，第一次抗震計算時選擇satwe→分析與設計參數(shù)補充定義→總信息→對所有樓層強制采用剛性樓板假定，(2)但需注意的是，對于復雜結構，如不規(guī)則的坡屋頂、體育館看臺、工業(yè)廠房、錯層和重失真，所以，一般這些結構都不強行進行位移比控制。(3)高層建筑位移比計算應考慮偶然偏心的影響，多層建筑可以不考慮。(4)位移比是判斷結構規(guī)則性的重要依據(jù)，對是否考慮雙向地震有重要參考作用。(5)當樓層的最大層間位移角不大于新高規(guī)第3．7．3條規(guī)定的限值的40％時，該樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移與該樓層平均值的比值可適當放松，但不應大于1.6。(6)若位移比超過1.2，則需要在總信息參數(shù)設置中考慮雙向地震作用；(7)因為高層建筑在水平力作用下，幾乎都會產(chǎn)生扭轉，故樓層最大位移一般都發(fā)生在結構單元的邊角部位。二、層間最大位移與層高之比(層間位移角)結構體結構體系框架筒中筒、剪力墻除框架結構外的轉換層(1)層間位移比：即樓層豎向構件的最大層間位移角與平均層間位移角的比值。層間位移角：墻、柱層間位移與層高的比值。最大層間位移角：墻、柱層間位移角的最大值。平均層間位移角：墻、柱層間位移角的最大值與最小值之和除2。控制目的:層間位移加以控制，主要目的有以下幾點：1．保證主體結構基本處于彈性受力狀態(tài),避免混凝土墻柱出現(xiàn)裂縫,控制樓面梁板的裂縫2．保證填充墻,隔墻,幕墻等非結構構件的完好,避免產(chǎn)生明顯的損壞。結構位移輸出文件(WDISP.OUT)電算結果的判別與調整要點:間位移角則不需要考慮偶然偏心；2．最大層間位移是在剛性樓板假設下的控制參數(shù)。構件設計與位移信息不是在同一條件下的結果(即構件設計可以采用彈性樓板計算，而位移計算必須在剛性樓板假設下獲得)，故3．因為高層建筑在水平力作用下,幾乎都會產(chǎn)生扭轉,故樓層最大位移一般都發(fā)生在結構單部位。三、周期比控制新高規(guī)的3.4.5條規(guī)定，結構扭轉為主的第一自振周期T與平動為主的第一自振周期T之tl中沒有明確提出該概念，所以多層時該控制指標可以適當放松，但一般不大于1.0。)：1宜考慮平扭耦聯(lián)計算結構的扭轉效應，振型數(shù)不應小于15，對多塔樓結構的振型數(shù)不應小于塔樓數(shù)的9倍，且計算振型數(shù)應使各振型參與質量之和不小于總質量的90％；2應采用彈性時程分析法進行補充計算；3宜采用彈塑性靜力或彈塑性動力分析方法補充計算。周期比:即結構扭轉為主的第一自振周期(也稱第一扭振周期)Tt與平動為主的第一自振周的不利影響，使結構的抗扭剛度不能太弱。因為當兩者接近時,由于振動藕連的影響,結構的扭轉效應將明顯增大。(1)計算結果詳周期、地震力與振型輸出文件(WZQ.OUT)，因satwe電算結果中并未直接給出周期比，故對于通常的規(guī)則單塔樓結構，需人工按如下步驟驗算周期比。(2)根據(jù)各振型的兩個平動系數(shù)和一個扭轉系數(shù)(三者之和等于1)判別各振型分別是扭轉為主的振型(也稱扭轉振型)還是平動為主的振型(也稱平動振型)。一般情況下，復雜的結構還應結合主振型信息來進行判斷； (3)通常周期最長的扭轉振型對應的就是第一扭轉周期T，周期最長的平動振型對t應的就是第一平動周期T1(4)對照“結構整體空間振動簡圖”，考察第一扭轉/平動周期是否引起整體振動，局部振動不能當做第一扭轉/平動周期。需考察下一個次長周期。(5)考察第一平動周期的基底剪力比是否為最大TT)t1多塔結構周期比：體育場館、空曠結構和特殊的工業(yè)建筑，沒有特殊要求的，一般不需要控制周期比。體育場館、空曠結構和特殊的工業(yè)建筑，沒有特殊要求的，一般不需要控制周期比。周期、地震力與振型輸出文件(WZQ.OUT)考慮扭轉耦聯(lián)時的振動周期(秒)、X,Y方向的平動系數(shù)、扭轉系數(shù)振型號周期轉系數(shù)1)2)3)4)5)6)7)8)9).630610.614454248.187640.17180.1355.099430.084900.0752平動系數(shù)(X+Y)9.00.63扭65X方向的有效質量系數(shù):97.72%Y方向的有效質量系數(shù):96.71%0.4248/0.6306=0.6797.72%96.71%<0.9說明無需再增加振型計算(高規(guī)5.1.13，計算振型數(shù)應使各振型參與質量之和不小于總質量的90％)2)人工調整：只能人工調整改變結構平面布置，提高結構規(guī)扭轉剛度；總的調整原則是加強結構外圍墻、柱或梁的剛度，適當削弱結構中間墻、柱的剛度。電算結果的判別與調整要點:能,通過參數(shù)Ratio(振型的基底剪力占總基底剪力的百分比)可以判斷出那個振型是X方向確定，應按上述[高規(guī)]5.1.13條(B級高度的高層建筑結構和本規(guī)程第10章規(guī)定的復雜高總質量的90％)執(zhí)行，振型數(shù)是否足夠，應以計算振型數(shù)使振型參與質量不小于總質量的到參與計算振型的[有效質量系數(shù)]≥90％)3.如同位移比的控制一樣，周期比側重控制的是側向剛度與扭轉剛度之間的一種相對求結構承載布局的合理求結構承載布局的合理性。考慮周期比限制以后，以前看來規(guī)整的結構平面，從新規(guī)范的角期比不滿足要求，說明結構的扭轉剛度相對于側移剛度較小，總的調整原則是要加強外圈結構剛度、增設抗震墻、增加外圍連梁的高度、削弱內(nèi)筒的剛度。a)扭轉周期大小與剛心和形心的偏心距大小無關，只與樓層抗扭剛度有關；b滿足；平動周期；心筒平面尺度與結構總高度之比偏小，應加大核心筒平面尺寸或加大核心筒外墻厚，增大核加大中部剪力墻的剛度措施來調整結構的抗扭剛度。we對所有樓層強制采用剛性樓板假定)，按規(guī)范要求的條件計算周期比，第二次應在周期比滿層建筑結構，不宜考慮周期比控制。(1)結構抗側力構件的布局均勻對稱。(2)增加結構周邊剛度：a.增大周邊柱、剪力墻的截面或數(shù)量。b.增大周邊梁的高度，樓板的厚度。c.在樓板外伸段凹槽處設置連接梁或連接板。e.減小周邊剪力墻洞口。(6)降低結構中部的剛度：a.結構中部剪力墻上開洞；b.中部核心筒開結構洞再填充。規(guī)范條文：1．抗震規(guī)范附錄E.2.1規(guī)定，筒體結構轉換層上下的結構質量中心宜接近重合(不包括裙房)，轉換層上下層的側向剛度比不宜大于2。1鄰上層的比值不宜小于0.7，與相鄰上部三層剛度平均值的比值不宜小于0.8。3．高規(guī)的5.3.7條規(guī)定，高層建筑結構整體計算中，當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y構嵌固部位與首層側向剛度比不宜小于2。γ表示轉換層上、下層結構剛度的變化，γ宜接近1，非抗震設計時γ不應小于0.4，e1e1e1抗震設計時γ不應小于0.5。e1E換層下部結構與上部結構的等效側向剛度比γ。γ宜接近1，非抗震設計時γ不應小e2e2e2于0.5，抗震設計時γ不應小于0.8。e2剛度比指結構豎向不同樓層的側向剛度的比值(也稱層剛度比)，該值主要為了控制高層層結構的豎向規(guī)則性，以免豎向剛度突變，形成薄弱層。對于地下室結構頂板能否作為嵌規(guī)]與[高規(guī)]提供有三種方法計算層剛度，即剪切剛度(Ki=GiAi/hi)<高規(guī)附錄E.0.1>、剪彎剛度(Ki=Vi/Δi)<高規(guī)附錄E.0.3>、地震剪力與地震層間位移的比值(Ki=Vi/Δui)(Ki=Fi/Δi，satwe實際計算方式)。<3.4.3條文說明和高規(guī)4.3.5中建議的計算方法>。剛度的正確理解應為產(chǎn)生一個單位位移所需要的力建筑結構的總信息(WMASS.OUT)===============================================================各層剛心、偏心率、相鄰層側移剛度比等計算信息Ratx1，Raty1:X，Y方向本層塔側移剛度與上一層相應塔側移剛度70%的側移剛度80%的比值中之較小者==============================================================Ratx1、Raty1>12)人工調整：如果還需人工干預，可適當降低本層層高和加強本層墻、柱或梁的剛度，適當提高上部相關樓層的層高和削弱上部相關樓層墻、柱或梁的剛度。電算結果的判別與調整要點:弱層，然后在真實條件下完成其它結構計算。2.層剛比計算及薄弱層地震剪力放大系數(shù)的結果詳見結構的總信息WMASS.OUT。一般調整信息中通過人工強制指定。為一層時或多層建筑及磚混結構應選擇“剪切剛度”；對于底部大空間為多層時或有支撐的數(shù))——層剛度比計算。承載力之比控制規(guī)范條文：層間受剪承載力比也是控制結構豎向不規(guī)則性和判斷薄弱層的重要指標。A級高度高層建筑的樓層抗側力結構的層間受剪承載力不宜小于其相鄰上一層受剪承載B級高度高層建筑的樓層抗側力結構的層間受剪承載力不應小于其相鄰上一層受剪承載抗規(guī)3.4.4-2(3)規(guī)定：平面規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑，剛度小的樓層的地震剪力應乘以不小于1.15的增大系數(shù)；樓層承載力突變時，薄弱層抗側力結構的受剪承載力不應?。簜认騽偠茸兓⒊休d力變化、豎向抗側力構件連續(xù)性不符合5.3、3.5.4條要求的樓層，其對應于地震作用標準值的剪力應乘以建筑結構的總信息(WMASS.OUT)************************************************************樓層抗剪承載力、及承載力比值*************************************************************Ratio_Bu:表示本層與上一層的承載力之比Ratio_Bu>0.8(0.75)如不符，說明本層為薄弱層，加強軟件實現(xiàn)方法:1.層間受剪承載力的計算與砼強度、實配鋼筋面積等因素有關，在用SATWE軟件接KSATWE真實的。承載力之比的比值，該比值是否滿足規(guī)范要求需要設計人員人為判斷。3.受剪承載力計算以矩形柱代替異性柱和剪力墻作近似計算，結果僅供參考。1．對于剪力墻結構,框剪結構,筒體結構穩(wěn)定性必須符合下列規(guī)定:EJ1.4H2∑Gdi2．對于框架結構穩(wěn)定性必須符合下列規(guī)定:iji名詞釋義：結構的側向剛度與重力荷載設計值之比稱為剛重比。它是控制結構整體穩(wěn)定的重要指雙曲線關系增加。高層建筑在風荷載或水平地震作用下,若重力二階效應過大則會引起結構建筑結構的總信息(WMASS.OUT)=============================================================結構整體穩(wěn)定驗算結果=============================================================X向剛重比EJd/GH2=47.79Y向剛重比EJd/GH2=41.49該結構剛重比EJd/GH2大于1.4,能夠通過高規(guī)(5.4.4)的整體穩(wěn)定驗算該結構剛重比EJd/GH2大于2.7,可以不考慮重力二階效應(見七、重力二階效應)應”，程序自動計入重力二階效應的影響。七、重力二階效應(p-Δ)：1.對于剪力墻結構,框剪結構,筒體結構:EJ≥2.7H2∑Gdi2．對于框架結構iji效應對水平力作用下結構內(nèi)力和位移的不利影響。新抗規(guī)新抗規(guī)3.6.3規(guī)定：當結構在地震作用下的重力附加彎矩大于初始彎矩的10％時，應計入重力二階效應的影響。(注：重力附加彎矩指任一樓層以上全部重力荷載與該樓層地震高的乘積。)階效應的彈性分析時，應按現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計規(guī)范》GB50017的有關規(guī)定，在每層柱頂附加假想水平力。考慮二階效應的不利影響。B的影響。新混規(guī)附錄B：在框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構及筒體結構中，當采用增大系數(shù)法近似計算結構因側移產(chǎn)生的二階效應(P—△效應)時，應對未考慮P—△效應的一階彈性分析所得的柱、墻肢端彎矩和梁端彎矩以及層間位移分別按公式(B．0．1—1)和公式(B．0．1—2)乘以增大系數(shù)ηs。s名詞釋義：側向剛度較柔的建筑物，在風荷載或水平地震作用下將產(chǎn)生較大的水平位移△，由于結構在豎向荷載P的作用下，使結構進一步增加側移值且引起結構內(nèi)部各構件產(chǎn)生附加內(nèi)力。這種使結構產(chǎn)生幾何非線性的效應，稱之為重力二階效應。操作說明：加彎矩大于水平力作用下構件彎矩的1/10時，應考慮重力二階效應。通常混凝土結構可以不考慮重力二階效應，鋼結構按抗規(guī)8.2.3-1考慮。也可以根據(jù)WMASS.OUT中提示，若顯示可以不考慮重力二階效應，則不考慮該選項。Satwe軟件采用的是等效幾何剛度的有限元法，采用這種方法考慮P—△效應影響注意：考慮二階效應后計算的位移仍應滿足新高規(guī)第3．7．3條的規(guī)定。[新抗規(guī)]5.2.5條與[高規(guī)]4.3.12條規(guī)定，抗震驗算時，結構任一樓層的水平地震剪力應符合下式要求：名詞釋義：于3.5S的結構,以及存在薄弱層的結構,剪重比若不滿足最小值要求，說明結構有可能出現(xiàn)顯的薄弱地位，出于對結構安全的考慮,規(guī)范增加了對剪重比的要求。周期、振型、地震力(WZQ.OUT)，各塔的地震剪力為V和V。xy操作說明：we層地震內(nèi)力值之和，用以調整該樓層地震剪力，以滿足剪重比要求。3)人工調整：如果還需人工干預，可按下列三種情況進行調整：電電算結果的判別與調整要點:2．對于一般高層建筑而言,結構剪重比底層為最小,頂層最大,故實際工程中,結構剪重比由底層控制,由下到上,哪層的地震剪力不夠，就放大哪層的設計地震內(nèi)力。3．各層地震內(nèi)力自動放大與否在調整信息欄設開關；如果用戶考慮自動放大，SATWE將在5．六度區(qū)剪重比可在0.7％~1％取。若剪重比過小，均為構造配筋,說明底部剪力過小，構模型，參數(shù)設置是否正確或結構布置是否太剛。6.地下室由于受回填土的約束作用，可以不考慮剪重比調整。7.對于豎向不規(guī)則結構的薄弱層的水平地震剪力應增大1.15倍，即上表中樓層最小地震規(guī)范條文：值。對Ⅳ類場地上較高的高層建筑，柱軸壓比限值應適當減小。柱軸壓比限值見下表：結構體結構體系抗震等級一級二級三級框架結構0.650.75墻結構、0.750.85筒體結構部分框支剪力墻結構0.600.70加強加強部位的墻肢軸壓比不宜超過下表的限值。剪力墻軸壓比限值一一級(9度)一級(7、8度)抗震等級(設防烈度)二級、三級軸壓比μ=N軸壓比μ=N/fA指柱地軸軸壓比限值，并宜符合下列要求：一、二、三級抗震等級剪力墻，在重力荷載代表值作用下，當墻肢底截剪力墻設置構造邊緣構件的最大軸壓比：抗震抗震等級(設防烈度)一級(9度)一級(7、8度)二級、三級軸壓比限值0.10.20.3nc震作用組合的軸向壓力設計值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設計值乘積之比值。nc剪力墻肢軸壓比指在重力荷載代表值作用下墻的軸壓力設計值與墻的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設計值乘積的比值混凝土構件配筋、鋼構件驗算輸出文件(WPJ*.OUT)Uc---軸壓比(N/Ac/fc)(程序會自動對超出規(guī)范的值用紅色標注出)便的調整方法：墻、柱混凝土強度電算結果的判別與調整要點:1．抗震等級越高的建筑結構，其延性要求也越高，因此對軸壓比的限制也越嚴格。對于框級變化時,還驗算該位置的軸壓比。SATWE驗算結果，當計算結果與規(guī)范不符時，軸壓比數(shù)值會自動以紅色字符顯示值會自動以紅色字符顯示。3．需要說明的是，對于墻肢軸壓比的計算時，規(guī)范取用重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸壓力設計值(即恒載分項系數(shù)取1.2,活載分項系數(shù)取1.4)來計算其名義軸壓比,是為了保證地震作用下的墻肢具有足夠的延性,避免受壓區(qū)過大而出現(xiàn)小偏壓的情況,而對于截面復雜的墻肢來說,計算受壓