SATWE参数 中国建筑科学研究院 建研科技股份有限公司设计软件事业部 上海凯创建筑科技有限公司 (PKPMCAD工程部上海分部) 2013.6 一、总信息 最不利方向 水平力和整体坐标夹角(度) 最不利地震作用方向示意 45° 此参数暂填0度。 通过结构计算之后, 在WZQ.OUT文件中查 看最大地震力方向角 若>15度,则将数值 回填到此参数框中 若<15度,则不改变 WZQ.OUT 混凝土容重、钢材容重 混凝土按25kN/m3, 钢材可按78kN/m3。 一般民用建筑可填写为26~27kN/m3。 裙房层数 只作为多塔楼结构的底部加强部位的判断因素 转换层所在层号 转换层所在层号:按实际所在楼层填写。 ?抗震规范3.4.3条规定:竖向不规则的建筑结构,其薄弱层 的地震剪力应乘以1.15的增大系数; ?新高规5.1.14条规定:楼层侧向刚度小于上层的70%或其 上三层平均值的80%时,该楼层地震剪力应乘1.15增大系数; ?新抗震规范3.4.3条规定,竖向不规则的建筑结构,竖向抗 侧力构件不连续时,该构件传递给水平转换构件的地震内 力应乘以1.25-1.5的增大系数。 只要有转换层,就必须人工输入“转换层所在层号”,以准确 实现水平转换构件的地震内力放大。 嵌固端所在层号、地下室层数 嵌固端所在层号:地下室层数+1 地下室层数:按实际工程填写 地下室对风荷载计算的影响 墙元细分最大控制长度 一般取1 “内存不足”提示 对所有楼层强制采用刚性楼板假定 仅用于位移比计算和判断振型数是否足够 构件设计则不应选择“强制刚性楼板” *因此需要进行两次计算 地下室强制采用刚性楼板假定 V1.2版 v1.3版 包含了地下室 地下室的计算模型完全由用户控制 墙梁跨中节点作为刚性板楼板从节点 程序默认勾选=旧版的算法 如不勾选,则认为墙梁跨中结点为弹性节点,其水平面内 位移不受刚性板约束,即类似于框架梁的算法,此时墙梁 剪力一般比勾选时小,但相应结构整体刚度变小、周期加 长,侧移加大点 弹性板与梁变形协调 主要用于温度作用计算和斜板 平面简图对比 非协调模型 协调模型 弹性板与梁变形协调 ?勾选后,程序在进行弹性板划分时自动实现 梁、板边界变形协调,计算结果符合实际受力 ?程序默认不勾选,以便于与旧版程序对比结 果 计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘 ?勾选后,墙的无效翼缘部分内力计入框架部分, 这使结构中框架、短肢墙、普通墙倾覆力矩结果更 为合理 ?程序默认不勾选,以便于与旧版程序对比结果 墙的有效翼缘定义见《砼规》9.4.3条及《抗规》 6.2.13条文说明。 恒活荷载计算信息 “不计算竖向力” 作用主要用于对水平荷载效应的观察和对比等 “一次性加载计算” 主要用于多层结构,并且最适合多层结构 “模拟施工方法1加载” 考虑分层加载、逐层找平因素影响的算法,采用整体 刚度分层加载模型 “模拟施工方法2加载” 采用这种方法计算出的传给基础的力比较均匀合理, 可以避免墙的轴力远远大于柱的轴力的不合理情况 “模拟施工方法3加载” 高层首选 用分层刚度取代整体刚度,更符合工程实际 (注意:对于有吊车的结构,必须用一次性加载,因为吊车对 上部结构有影响,也就是对有上传荷载的结构要用一次性加载) 建议 ?一般对多、高层建筑首选{模拟施工3} ?对钢结构或大型体育场馆类(指没有严格的标 准楼层概念)结构应选{一次性加载} ?当有吊车荷载时,不应选用{模拟施工 3} ?不同的模拟施工方法,对柱、墙的轴压比计算 影响也很大。建议采用PMCAD中“竖向导荷”的结 果进行复核。 ?如果选择“模 3+VSS求解器”,可能会出现计 算到“VSS回代求解”时程序死机,表明结构较为 复杂,此时应选择模1进行计算。该情况多存在于 多塔结构、斜屋面或开洞较多的结构中。 施工次序指定 ? 采用模3计算时,为适应某些复杂结构,可以对楼 层组装的各自然层分别指定施工次序号。 ? 程序隐含指定每一个自然层是一次施工(简称为 逐层施工),用户可通过施工次序定义指定连续 若干层为一次施工(简称为多层施工)。 ? 对一些传力复杂的结构(转换层结构、下层荷载 由上层构件传递的结构形式、巨型结构等),应 采用多层施工的施工次序。 ? 广义层的结构模型,应考虑楼层的连接关系来指 定施工次序。 计算水平风荷载和特殊风荷载 水平风荷载和特殊风荷载两者一般不同时选择, 风荷载与特殊风荷载作为两个独立的工况,同时 选择时相当于计算了两次风荷载。 地震作用计算信息 需要注意的是当选择不计算地震作用时,地震菜 单的相应的抗震等级还是要填上,其余项会变灰 二、风荷载信息 地面粗糙度类别 根据《荷规》8.2.1条进行选 择,程序按用户输入的地面 粗糙度类别确定风压高度变 化系数。其中的 D类(密集高层市区)应慎用。 修正后的基本风压 指考虑地点和环境的影响(如沿海 地区和强风地带等),在规范规定 的基础上要把基本风压放大 1.1或 1.2倍。又如《门规》中规定,基 本风压按《荷载规范》的规定值乘 以1.05采用。 根据GB50009中取基本风压值(50年一遇) 结构基本周期 缺省值由经验公式确定 此数值通过结构计算之后,在 WZQ.OUT文件中可得到精确值 回填到此参数中 承载力设计时风载效应放大系数 一般情况下,对于房屋高度大于 60m的高层建 筑,承载力设计时风载计算可填入此项 用于舒适度验算的风压、阻尼比 ?《高规》第3.7.6条,对高度超过150m的高层砼 结构应考虑。 ?程序根据《新高钢规》第6.5.1-4条,对风振舒 适度进行验算,结果在WMASS.OUT中输出。 ?阻尼比对于砼结构取0.02,对混合结构可取 0.01~0.02。验算风载取重现期为10年风压值,详 《荷规》表E.5。 横风向风振、扭转风振计算 校核 提供校核选项,就是通过一系列的计算 计算出该结构是否满足规范中计算横扭风振的公式 体型分段数 程序限定体型系数最多可分三段取值。 ?若建筑物立面体型无变化时填 1。 ?体形分段数应只考虑上部结构, ?程序会自动扣除地下室部分的风载。 三、地震信息 地震信息 设计地震分组;设防烈度;场地类 别;混凝土框架、剪力墙、钢框架 抗震等级;抗震构造措施的抗震等 级。 按实际信息填写 中震(或大震)设计 “弹性设计”和“不屈服设计”,依据见《高规》第3.11节 ①对于中(大)震弹性 ?地震影响系数最大值 αmax按中震(2.8 倍小震)或大震 (4.5~6 倍小震)取值 ?取消组合内力调整(取消强柱弱梁、强剪弱弯调整) ?不考虑风载 程序使用时,需要用户勾选此项,并按中震或大震 输入αmax。 自定义地震影响系数曲线 自定义地震影响系数曲线 程序提供了默认的地震影响系数曲线,同时提供 了自定义形式的曲线,该曲线是通过离散点的方 式定义,计算时对于每个周期值都按照线性插值 的方式确定影响系数,因此曲线的定义应保证其 连续性。 斜交抗侧力构件方向附加地震数 ?有斜交抗侧力构件的 结构,当相交角度大于 15度 ?或者WZQ.OUT地震作 用最大方向>15(度) 需要添加时最大附加5个、角度用逗号或空格隔开 考虑双向地震作用 规范条文:新抗震规范5.1.1条规定,质量和刚度分布 明显不对称的结构,应计入双向地震作用下的扭转影 响。 具体操作原则:楼层位移比或者层间位移比超过1.2, 考虑双向地震。 考虑双向地震作用 程序处理方式:对X和Y地震作用的反应分别计为 SX和SY,则双向地震扭转效应组合如下式: Sx ? S 2 x ? (0.85S y )2 Sy ? S 2 y ? (0.85Sx )2 框架柱的不同处理:框架柱在双向地震组合时, 不组合轴向力,这样柱配筋偏大,提高了柱的安 全度。 考虑偶然偏心 新高规3.3.3条规定 计算地震作用时,应考虑偶然偏心的影响 验算结构位移比时,总是要考虑偶然偏心 附加偏心距可取与地震作用方向垂直的建筑物边长的5% 我们在程序中只考虑下列四种偏心方式: A) X向地震,所有楼层的质心沿Y轴正向偏移5%,记作EXP B) X向地震,所有楼层的质心沿Y轴负向偏移5%,记作EXM C) Y向地震,所有楼层的质心沿X轴正向偏移5%,记作EYP D) Y向地震,所有楼层的质心沿X轴负向偏移5%,记作EYM 简言之,地震组合数将增加到原来的三倍 注意 现在程序可以同时考虑偶然偏心和双向地震的作用 并且最后的结果两者取最不利结果 计算振型个数 振型数不应小于15 对多塔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% 周期折减系数 为了考虑框架结构和框架剪力墙结构的填充墙刚度对 计算周期的影响 民用框架0.6-0.7 工业框架:0.7-0.8 框架:0.8-0.9 剪力墙:0.9-1.0 结构的阻尼比(%) 用于地震作用计算的阻尼比 一般混凝土结构取0.05、钢结构取0.02、 混合结构在二者之间取值。 按主振型确定地震效应符号 地震作用效应 mm ? ? SEk ? ? jk S j Sk j?1 k ?1 其中 S j , Sk 分别为j,k振型地震作用标准值的效应 梁的剪力图 原有方式各内力分量独立 确定符号,可能的错误 按主振型确定符号时 用于12层以下框架薄弱层验算的αmax: 本参数即旧版程序的“罕遇地震影响系数最大值” ,仅用于12层以下规则砼框架结构的薄弱层验算。 根据《上海抗震设计规程》中第5.1.4条,“上海地 区的罕遇地震影响系数最大值取0.45”。 四、活荷载 柱、墙设计时活折减 全楼活荷载进行折减 注意,在PMCAD的<③楼面荷载传导计算>中也有“荷载折减” 选项。 若两处都选折减,则荷载折减系数会累加,即在PMCAD中折减 过的荷载将在SATWE中再次折减,使结构不安全。 传给基础的活荷载 注意:《荷规》中活载折减仅适 用于民用建筑,对工业建筑则不 应折减。 梁活荷载不利布置 梁活荷不利布置最高层号 为0时,表示不考虑活荷不利布置 为N时,表示从1到N层都考虑 一般情况下填0 考虑结构使用年限的活载调整系数 该参数取值见《高规》5.6.1条; 使用年限为50年时取1,100年时取1.1。在荷载 效应组合时活载组合系数将乘上考虑使用年限的 调整系数 五、调整信息 梁端负弯矩调幅系数 一般取0.85 注意:此项调整只针对竖向荷载, 对水平荷载不起作用 梁活荷载内力放大系数 通过调整梁的设计弯矩 提高其安全储备 注意: 1、对正负设计弯矩均增大 2、对于已经考虑活荷不利布置的楼层SATWE将使此项不起作用 梁扭矩折减系数 折减系数可在0.4-1.0范围内取值 注意: 若考虑楼板的弹性变形,梁的扭矩不应折减 托墙梁刚度放大系数 用户只需指定托墙梁刚度放大系数,托墙梁段的 搜索由软件自动完成 建议一般取默认值100。目前对刚性杆上托墙还 不能进行该项识别 实配钢筋超配系数 对于 9 度设防烈度的各类框架及一级抗震等级的框架结构, 框架梁和连梁端部剪力、框架柱端部弯距、剪力调整应按实 配钢筋和材料强度标准值来计算。在出施工图前,程序也不 知道实配钢筋具体是多少,因此 需要设计人员根据经验输入 超配系数,程序根据该值自动调整配筋面积。 连梁刚度折减系数 为防止连梁开裂过大 该系数一般不宜小于0.55 一般工程取0.7 中梁刚度增大系数 《砼规范》5.2.4: 对现浇楼盖和装配整 体式楼盖,宜考虑楼板作为翼缘对梁刚 度和承载力的影响。 程序自动搜索中梁和边梁,两侧均与刚性楼板相连的中梁的刚度 放大系数为BK,只有一侧与刚性楼板相连的中梁或边梁的刚度放 大系数为1.0+(BK-1)/2,其它情况的梁刚度不放大。 砼矩形梁转T形 新版本在原有梁刚度放大系数的基础上增加选项 同时梁刚度放大系数和梁扭矩折减系数应取1 初始模型 转T形梁后平面简图 矩形梁配筋 T形梁配筋 全楼地震力放大系数 可通过此参数来放大地震力, 提高结构的抗震安全度,其经 验取值范围是1.0-1.5。 注意:此项调整对位移、剪重比、内力计算有影响 而对周期计算没有影响。 按抗震规范第5.2.5条调整各楼层地震力 ?强弱轴方向 ?动位移比例 强轴弱轴 ? 强轴对应 短周期方向 ? 弱轴对应 长周期方向 动位移比例 根据第一周期在反应谱曲线的位置 ? 加速度控制段 系数填:0 ? 速度控制段 系数填:0-1 ? 位移控制段 系数填:1 动位移比例填0,程序对全楼各层采用统一的地震剪力放大系数; 动位移比例填1,程序对全楼各层剪力系数采用相同的增量; 动位移在0-1之间,顶部的增加值取前2中情况的均值,中间各层的调整系数按 线性分布 薄弱层调整 程序能够按照刚度比自动判断薄弱层 薄弱层调整 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 0.2V0调整 规范条文:抗震规范6.2.13条规定, 侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框 —剪结构,任一层框架部分的地震 剪力,不应小于结构底部总地震剪 力的20%和按框—剪结构分析的框架 部分各楼层地震剪力中最大值1.5倍 二者的较小值。 控制上限值填为负值,则不受上限控制。 0.2Voy/ Vcy= 499.33 / 239.637=2.084 自定义调整系数的方法 六、设计信息 结构重要性系数 该参数用于非抗震组合的构件承载力验算,详见 《砼规》式(3.2.3-1)。当结构安全等级为二级 或设计使用年限为50年时,应取1.0。 建议一般取默认值1.0。 梁、柱保护层厚度 实际工程必须先确定构件所处环境类别,然后根据 《砼规》8.2.1条填入正确的保护层厚度。构件所 属的环境类别见《砼规》表3.5.2。 新砼规范调整了保护层厚度的定义,设计时应格外 注意。 钢构件截面净毛面积比 该参数是用来描述钢截面被开洞(如螺栓孔等) 后的削弱情况。该值仅影响强度计算,不影响应 力计算。 ?建议当构件连接全为焊接时取1.0 ?为螺栓连接时取0.85。 考虑P- 效应 程序实现: 计算竖向荷载引起的整个结构的几何刚度,以此 修改原有结构总刚,从而实现P-Δ效应的计算。 既适用于采用刚性楼板假定的结构,也适用于存 在独立弹性节点的结构。 按高规或高钢规进行构件设计 ? 勾选后,程序按《高规》或《高钢规》进行组合 验算; ? 否则按《抗规》或《钢规》进行组合验算。 框架梁端配筋考虑受压钢筋 《砼规范》11.3.1 梁正截面受 弯承载力计 算中,计入纵向受压钢筋的梁端混凝土 受压区高度应符合一级 x ≤0.25h0,二、 三级 x≤0.35h0,不满足时会给出超筋提 示。验算时,考虑 应满足《砼规范》 11.3.6 条的要求,程序自动取梁上部配筋 的 50%(一级) 或 30%(二、三级)作 为受压钢筋计算。 一般情况下勾选 结构中框架部分轴压比限值按照纯框 架结构的规定采用 主要是针对少墙框架剪力墙结构采 用的选项详见《高规》8.1.3 条 勾选此项后,程序将一律按框架结 构的规定控制结构 中框架的轴压比 ,除轴压比外,其余设计遵循框剪 结构的规定。 当边缘构件轴压比小于抗规6.4.5条 规定时,一律设置构造边缘构件 根据《抗规》表 6.4.5-1 和《高规》表 7.2.14,当暗柱轴压比小于某值时,可以只设 构造暗柱。 注意:部分框支剪力墙结构的剪力墙不适用此 项。程序会自动判断约束边缘构件楼层(考虑 了加强层及其上下层)并按此参数来确定是否 设置约束边缘构件,并可在“特殊构件定义” 里分层、分塔交互指定。 四级剪力墙及非抗震时,此选项亦应勾选,否 则底部加强区及其上一层会按约束边缘构件给 出配筋结果。 目前SATWE程序对该选项的隐含理解为:“不 选中此项则底部加强区及以上一层均设约束边 缘构件”。 柱配筋原则 均应按单偏压计算,之后按双偏压复核 角柱、异型柱采用双偏压进行计算 梁柱刚域的独立控制 混凝土柱的计算长度系数计算执行混 凝土规范7.3.11-3条 选择此项,混凝土柱计算长度系数的计算将执行混凝土规范 7.3.11-3条 否则将仅执行混凝土规范7.3.11-2条,与旧规范相同(即底 层柱取1.0上层柱取1.25)。 一般情况不采用 除9度或沿海地区风起控制作用时采用。 柱计算长度系数按有侧移计算 此参数专用于钢柱 ?当选择“有侧移”时 程序按《钢结构设计规范》附录4.2的公式计算, ?当选择“无侧移”时 程序按《钢结构设计规范》附录4.1的公式计算 七、配筋信息 主筋强度应与PM中取相同的值,否则虽计算按此处值计算 但接力PK绘施工图时,仍按照PM中的强度等级标注 结构底部NSW层的墙竖向分布筋配筋率 《广东高规》第10.2.4条规定: 筒体底部加强部位的分布筋最小配筋率不宜小于 0.6%,筒体一般部位的分布筋最小配筋率不宜小 于0.3%。 梁抗剪配筋采用交叉斜筋时,箍筋与 对角斜筋的配筋强度比 当采用“交叉斜筋”方式时,需要用户指定“箍 筋与对角斜筋的配筋强度比”参数, 一般可取0.6~1.2,详见《砼规》第11.7.10-1条。 经计算后,程序会给出Asd面积,单位cm2。 八、荷载组合 九、地下室信息 土层水平抗力系数的比例系数M值 该参数改为:土层水平抗力系数的比 例系数mi(mN/m4)。 该参数可以按照《建筑桩基技术规范 JGJ94-2008 》表5.7.5的灌注桩项来取 值。 新老版本对M值的理解 “回填土对地下室约束相对刚度比” A. 当该参数填负值时:表示需要约束的 地下室层 数,程序对这几层地下室侧 向施加原层刚度1000倍的附加刚度,以 达到侧向完全约束的程度。 B. 当该参数填0时:表示地下室侧向没 有约束。 C. 当该参数填N(N>0)时:表示地下 室各层施加了各层原层刚度N倍附加刚 度,以实现有限的约束。 旧版本 “土层水平抗力系数的比例系数m(mN/m4)” 该参数可以参照“建筑桩基技术规范JGJ942008”的表5.7.5的灌注桩项来取值。m的取值范 围一般在2.5——100之间,在少数情况的中密、 密实的沙砾、碎石类土取值可达100-300。 新版本 回填土约束一般不宜填负值(若填写,会造成嵌固端附近楼 层剪力异常) 地下室信息各参数 ?外墙分布筋保护层厚度:根据混凝土规范确定。 ?回填土容重一般取: 18KN/M3。 ?室外地坪标高: 按照实际情况填写。 ?回填土侧压力系数:一般取 0.5。 ?地下水位标高: 按照实际情况填写。 ?室外地面附加荷载:建议一般 取 10KN/M2。 谢谢! 知识回顾 Knowledge Review 放映结束 感谢各位的批评指导! 谢 谢! 让我们共同进步