PKPM計算結(jié)果分析及注意的問題-講義

1、第一節(jié) 結(jié)構(gòu)整體性能控制I、軸壓比一、規(guī)范要求軸壓比：柱 （ 墻）軸壓比 N/（fcA） 指柱（ 墻 ） 軸壓力設(shè)計值與柱 （ 墻） 的全截 面面積和混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值乘積之比。 它是影響墻柱抗震性能的主要因 素之一，為了使柱墻具有很好的延性和耗能能力， 規(guī)范采取的措施之一就是限制 軸壓比。規(guī)范對墻肢和柱均有相應(yīng)限值要求，見 10 版高規(guī) 6.4.2 和 7.2.13?？拐鹪O(shè)計時，鋼筋混凝土柱軸壓比不宜超過表 6.3.6 的規(guī)定；對于類場地 上較高的高層建筑，其軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小。二、電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點 : 混凝土構(gòu)件配筋、鋼構(gòu)件驗算輸出文件（ WPJ*.OUT ） Uc - 軸

2、壓比 （N/Afc）1. 抗震等級越高的建筑結(jié)構(gòu)，其延性要求也越高，因此對軸壓比的限制也越 嚴(yán)格。對于框支柱、一字形剪力墻等情況而言，則要求更嚴(yán)格?？拐鸬燃壍突蚍?抗震時可適當(dāng)放松， 但任何情況下不得小于 1.05。2. 限制墻柱的軸壓比，通常取底截面 （最大軸力處 ）進(jìn)行驗算，若截面尺寸或 混凝土強度等級變化時 ,還驗算該位置的軸壓比。 SATWE 驗算結(jié)果，當(dāng)計算結(jié)果 與規(guī)范不符時，軸壓比數(shù)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(shè)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

3、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(fù)雜的墻肢來說 ,計算受壓區(qū)高度非常困難 ,故作以 上簡化計算。4. 試驗證明，混凝土強度等級，箍筋配置的形式與數(shù)量，均與柱的軸壓比有 密切的關(guān)系，因此，規(guī)范針對情況的不同， 對柱的軸壓比限值作了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整 （抗 規(guī) 6.3.6 條注）。5. 當(dāng)墻肢的軸壓比雖未超過上表中限值，但又?jǐn)?shù)值較大時，可在墻肢邊緣應(yīng) 力較大的部位設(shè)置邊緣構(gòu)件， 以提高墻肢端部混凝土極限壓應(yīng)變， 改善剪力墻的 延性。當(dāng)為一級抗震 （9 度）時的墻肢軸壓比大于 0.3,一級 （8 度）大于 0.2,二級大于 0.1 時,應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件 ,

4、否則可設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件 ,程序?qū)Φ撞考訌姴课患捌?上一層所有墻肢端部均按約束邊緣構(gòu)件考慮。三、軸壓比不滿足簡便的調(diào)整方法：1. 程序調(diào)整： SATWE 程序不能實現(xiàn)。2. 人工調(diào)整：增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強度。II 、位移和位移比一、位移和位移比控制 位移比控制是層扭轉(zhuǎn)效應(yīng)控制，限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，避免產(chǎn) 生過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)； 位移角控制室整體平動剛度 控制。1規(guī)范條文及程序處理即要求：Ratio-(X)= Max-(X)/ Ave-(X) Ratio-Dx= Max-Dx/ Ave-Dx最好 <1.2 不能超過 1.5最好 <1.2

5、 不能超過 1.5樓層的層間位移角就是樓層層間最大位移與層高的比值， 抗震規(guī)范5.5.1 條及高規(guī) 3.7.3 條規(guī)定不同結(jié)構(gòu)的彈性層間位移角限值，按下表采 用結(jié)構(gòu)類型層間位移角鋼筋混泥土框架1/550鋼筋混泥土框架 -抗震墻、板柱 -抗震墻、框架 -核心筒1/800鋼筋混泥土抗震墻、筒中筒1/1000鋼筋混凝土框支層1/1000多、高層鋼結(jié)構(gòu)1/300程序在 WDISP.OUT 中輸出樓層的最大層間位移角Y 方向相同對于位移比，高規(guī) 3.4.5 條規(guī)定：在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移角， A 、B 級高度高層建筑均不宜大于該 樓層平均值的 1.2倍；且

6、A 級高度高層建筑不應(yīng)大于該樓層平均值的 1.5倍， B 級高度高層建筑、 混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑， 不應(yīng)大于該樓層平均值的 1.4 倍。程序中對每一層都計算輸出最大水平位移、 最大層間位移角、平均水平位移、 平均層間位移角及相應(yīng)的比值，用戶可以一目了然地判斷是否滿足規(guī)范要求。2最大位移和平均位移計算 最大位移：本層墻頂、柱頂節(jié)點的最大水平位移； 平均位移：本層墻頂、柱頂節(jié)點的最大水平位移與最小水平位移之和的一半； 最大層間位移：本層墻、柱水平層間位移的最大值； 平均層間位移：本層墻、柱水平層間位移的最大值與最小值之和的一半。 計算位移時某些情況的說明：當(dāng)本樓層沒有柱和墻， 而僅布置有

7、支撐時， 位移的計算取支撐的兩端節(jié)點的 水平位移。位移角的計算取支撐的兩端節(jié)點的水平位移差與豎向高差之比值。對于包含越層柱的結(jié)構(gòu)， 位移的計算也是取柱的兩端節(jié)點的水平位移， 由于 柱兩端節(jié)點超出本層高度范圍， 由此可能導(dǎo)致計算的最大位移偏大， 從數(shù)值上看 位移比可能不能滿足規(guī)范要求，用戶應(yīng)酌情處理。3 位移、位移比控制原則（1）根據(jù)高規(guī) 3.4.5條，高層建筑驗算 位移比時需要考慮偶然偏心 的影 響，但驗算層間位移角 則不需要考慮偶然偏心 。對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，根據(jù)抗震規(guī)范 5.1.1條，在進(jìn)行位移，位移比驗算時需要考慮雙向地震作用。（2）驗算位移比應(yīng)選擇 強制剛性樓板假定 ，按照規(guī)范要求的定義，位

8、移比 表示為“最大位移 /平均位移”，而平均位移表示為“ （最大位移 +最小位移） /2” 所以應(yīng)選擇“強制剛性樓板假定” 來計算。但當(dāng)凸凹不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)時， 應(yīng)采用符合樓板平面內(nèi)實際剛度變化的計算模型， 當(dāng)平面不對稱時尚應(yīng)計及扭轉(zhuǎn) 影響。（3）最大層間位移、位移比是在剛性樓板假設(shè)下的控制參數(shù)。構(gòu)件設(shè)計與 位移信息不是在同一條件下的結(jié)果 （即構(gòu)件設(shè)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(shè)下獲得 ），故可先采用剛性樓板算出位移，而后采用彈 性樓板進(jìn)行構(gòu)件分析。（4）因為高層建筑在水平力作用下 ,幾乎都會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn) ,故樓層最大位移一般 都發(fā)生在結(jié)構(gòu)單元的邊角部位。（5）抗震

9、規(guī)范 3.4.4 條規(guī)定，凹凸不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)時，應(yīng)采用 符合樓板平面內(nèi)實際剛度變化的計算模型，當(dāng)平面不對稱時尚應(yīng)計及扭轉(zhuǎn)影響。 根據(jù)高規(guī) 5.1.5 條，進(jìn)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，相應(yīng)地設(shè)計時應(yīng)采取必要措施保證樓板平面內(nèi)的整體剛度。二、結(jié)構(gòu)位移、位移比驗算的適用范圍位移比驗算也應(yīng)勾選剛性樓板假定， 但是對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)， 如坡屋頂層、 體育 館、看臺、工業(yè)建筑等， 這些結(jié)構(gòu)或者柱、 墻不在同一標(biāo)高， 或者本層沒有樓板， 此時如果采用“強制剛性樓板假定” ，結(jié)構(gòu)分析可能失真，位移比也不一定有意 義。所以這類結(jié)構(gòu)可以通過位移的“詳細(xì)輸出”或者觀察結(jié)構(gòu)的

10、變形示意圖，來 考察結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。對于錯層結(jié)構(gòu)或者帶有夾層的結(jié)構(gòu)， 這類結(jié)構(gòu)總是伴有大量的越層柱， 當(dāng)選擇“強制剛性樓板假定”后，越層柱將受到樓層的約束，如果越層柱很多，計算 也可能失真。三、位移比不滿足時的調(diào)整方法：1. 程序調(diào)整： SATWE 程序不能實現(xiàn)。2. 人工調(diào)整：只能通過人工調(diào)整改變結(jié)構(gòu)平面布置，減小結(jié)構(gòu)剛心與形心的 偏心距；可利用程序的節(jié)點搜索功能在 SATWE 的“分析結(jié)果圖形和文本顯示 ”中 的“各層配筋構(gòu)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(yīng)的墻、 柱等構(gòu)件的剛度；也可找出位移最小的節(jié)點削弱其剛度；直到位移比滿足要求。III 、周期比一、高規(guī)對周期比的控

11、制要求高規(guī) 3.4.5 條規(guī)定：結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期 Tt 與平動為主的第一 自振周期 T1之比，A 級高度高層建筑不應(yīng)大于 0.9，B 級高度高層建筑、超過 A 級高度的混合結(jié)構(gòu)及本規(guī)程第 10 章所指復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于 0.85。二、周期比驗算 驗算周期比的目的主要是為了控制結(jié)構(gòu)在罕遇大震下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。1. 程序計算出每個振型的側(cè)振成分和扭振成分， 通過平動系數(shù)和扭轉(zhuǎn)系數(shù)可 以明確地區(qū)分振型的特征，根據(jù)各振型的平動系數(shù)大于 0.5 ，還是扭轉(zhuǎn)系數(shù)大于 0.5 ，區(qū)分出各振型是扭轉(zhuǎn)振型還是平動振型 。2. 周期最長的扭振振型對應(yīng)的就是第一扭轉(zhuǎn)周期 Tt，周期最長的側(cè)振振型對 應(yīng)的就是

12、第一側(cè)振周期 T1（注意：在某些情況下，還要結(jié)合主振型信息來進(jìn)行 判斷）。3. 對照 “結(jié)構(gòu)整體空間振動簡圖 ”，考察第一扭轉(zhuǎn) /平動周期是否引起整體振 動，如果僅是局部振動，不是第一扭轉(zhuǎn) /平動周期。再考察下一個次長周期。4. 考察第一平動周期的基底剪力比是否為最大 。5. 計算 Tt/T1，看是否超過 0.9 （0.85） 周期比側(cè)重控制的是側(cè)向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度之間的一種對應(yīng)關(guān)系， 而不是絕對 大小。目的是使抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置更有效、 更合理， 使結(jié)構(gòu)不至于出現(xiàn)過大 （相對于側(cè)移）的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。周期、地震力與振型輸出文件（ WZQ.OUT ）即要求：Tt/T1=0.1579/0.3203=0

13、.49<0.9三、周期比驗算的注意事項進(jìn)行周期比驗算應(yīng)選擇 剛性樓板假定 。（1）多塔樓結(jié)構(gòu)不能直接按整體模型進(jìn)行周期比驗算，而必 須按各塔樓分開的模型分別計算周期比與驗算；（2）當(dāng)高層建筑樓層開洞較復(fù)雜，或為錯層結(jié)構(gòu)時，結(jié)構(gòu)往 往會產(chǎn)生局部振動，此時要注意過濾掉局部振動產(chǎn)生的周期；（3）對于體育館、空曠結(jié)構(gòu)和特殊的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)，若沒有 特殊要求的，一般不需要控制周期比；（4）多層建筑結(jié)構(gòu)不需要控制周期比。四、周期比不滿足時的調(diào)整 周期比反映結(jié)構(gòu)整體的扭轉(zhuǎn)剛度與平動剛度的某種比例關(guān)系。 當(dāng)周期比 不滿足規(guī)范要求時，不要急于加大剪力墻截面或其他構(gòu)件截面，要查出關(guān)鍵 所在，采取相應(yīng)的措施，才

14、能有效地解決問題。一般來說，周期比不滿足要求，說明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對于側(cè)移剛度較 小，調(diào)整原則是加強結(jié)構(gòu)外圍剛度，或者削弱內(nèi)部剛度。參考一些工程設(shè)計 中的經(jīng)驗，扭轉(zhuǎn)周期大小與剛心與形心的偏心距大小有關(guān)，與全樓平均扭轉(zhuǎn) 剛度關(guān)系大；剪力墻全部按主軸正交布置時，較易滿足；周邊墻與核心筒墻 成斜交布置時較難滿足；當(dāng)不滿足扭轉(zhuǎn)周期限制且層位移角控制潛力較大 時，宜減小結(jié)構(gòu)上部豎向構(gòu)件剛度， 增大平動周期； 當(dāng)不滿足扭轉(zhuǎn)周期限制， 且層位移角控制潛力不大時， 應(yīng)檢查是否存在扭轉(zhuǎn)剛度特別小的層， 若存在， 則應(yīng)加強該層的抗扭剛度；當(dāng)上述措施均無效時，可以考慮在結(jié)構(gòu)邊緣加斜 撐；豎向構(gòu)件斷面及布置的改變，同

15、時影響平動剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，應(yīng)控制改 變向有利于周期比方向發(fā)展；加強周邊豎向構(gòu)件，減弱中間豎向構(gòu)件，對改變周期比有利；當(dāng)周期比和規(guī)范要求相差不多時，可適當(dāng)加大周邊梁的剛度，等等IV 、剪重比一、剪重比的控制抗震規(guī)范第 5.2.5條，高規(guī)第 4.3.12條明確要求了樓層剪重比不應(yīng)小 于剪力系數(shù) ，而 與結(jié)構(gòu)的基本周期及地震烈度有關(guān)，其值按下表采用。樓層最小剪力系數(shù) 類別6度7度8度9度扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期小于 3.5s 的結(jié)構(gòu)0.0080.016（0.024）0.032（0.048）0.064基本周期大于 5s 的結(jié)構(gòu)0.0060.012（0.018）0.024（0.036）0.048注： 1、

16、基本周期介于 3.5s和 5.0s之間的結(jié)構(gòu)，應(yīng)允許線性插入取值；2、7、8度時括號內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計基本地震加速度為 0.15g和 0.30g的 地區(qū)。剪重比是抗震設(shè)計中非常重要的參數(shù)。 規(guī)范之所以規(guī)定剪重比， 主要是因為 長周期作用下，地震影響下降較快， 由此計算出來的水平地震作用下的結(jié)構(gòu)效應(yīng) 可能太小。 而對于長周期結(jié)構(gòu)， 地震動態(tài)作用下的地面加速度和位移可能對結(jié)構(gòu) 具有更大的破壞作用，但采用振型分解法時無法對此作用做出準(zhǔn)確計算。因此， 處于安全考慮，規(guī)范規(guī)定了個樓層水平地震剪力的最小值的要求。在 SATWE 的結(jié)果文件 WZQ.OUT 文件中，給出了各層剪重比的計算結(jié)果和 相應(yīng)的調(diào)整信

17、息。二、剪重比控制的基本條件 有效質(zhì)量系數(shù)當(dāng)有效質(zhì)量系數(shù)大于 0.8 時，基底剪力誤差一般小于 5%。在這個意義上稱 有效質(zhì)量系數(shù)大于 0.8 的情形為振型數(shù)足夠，否則稱振型數(shù)不夠。 高規(guī) 5.1.13 條規(guī)定對 B 級高度高層建筑結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)有效質(zhì)量系數(shù) 不小于 0.9，程序可以自動計算該參數(shù)并輸出。當(dāng)剪重比不滿足規(guī)范要求時， 除地下室不受最小剪重比控制外， 其他樓層程 序?qū)⒆詣诱{(diào)整地震作用。剪重比調(diào)整系數(shù)將直接乘在該層構(gòu)件的地震內(nèi)力上。 SATWE 程序中是按照規(guī)范調(diào)整， 不能人工控制， 具體的調(diào)整系數(shù)可在 WZQ.OUT 中查詢。三、剪重比不滿足時的調(diào)整 剪重比不滿足

18、時可按以下兩種方法調(diào)整：1. 程序調(diào)整在 SATWE 的“調(diào)整信息”中勾選“按抗規(guī) 5.2.5 調(diào)整各樓層地震內(nèi)力”后， SATWE 按抗震規(guī)范 5.2.5條自動將樓層最小剪力系數(shù)直接乘以該層以及上重 力荷載代表值之和，用以調(diào)整該樓層地震剪力，以滿足剪重比要求。2. 人工調(diào)整 如果還需要人工干預(yù)，可按下列兩種情況進(jìn)行調(diào)整：（1）當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g角又偏大時，說明結(jié)構(gòu)過柔，宜適當(dāng)加大墻、 柱截面，提高剛度；（2）當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ蠖鴮娱g角又偏小時，說明結(jié)構(gòu)過剛，宜適當(dāng)減小墻、 柱截面，降低剛度以取得合適的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。（3）當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角又恰當(dāng)時，可在 SATWE 的“調(diào)整信息 中的“

19、全樓地震作用放大系數(shù) ”中輸入大于 1 的系數(shù)增大地震作用， 以滿足剪重比 要求。V、層剛度比一、為什么要計算剛度比 剛度比的計算是用來確定結(jié)構(gòu)中的薄弱層（控制結(jié)構(gòu)豎向布置不規(guī)則） ，或 用于判斷地下室結(jié)構(gòu)剛度是否滿足嵌固要求?？拐鹨?guī)范附錄 E2.1 規(guī)定：筒體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層上下層的側(cè)向剛度比不宜大 于 2 ?？拐鹨?guī)范 3.4.3條表 3.4.3-2 規(guī)定：側(cè)向（豎向）剛度不規(guī)則：該層的側(cè) 向剛度小于相鄰上一層的 70%，或小于其上相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值的 80%。高規(guī) 3.5.2 條規(guī)定：抗震設(shè)計時，高層建筑相鄰樓層的側(cè)向剛度變化應(yīng) 符合下列規(guī)定：1.對框架結(jié)構(gòu)， 樓層與其相鄰上層的側(cè)向剛度

20、比 1可以按式（3.5.2-1）計算， 且本層與相鄰上層的比值不宜小于 0.7，與相鄰上部三層剛度平均值不宜小于 0.8.對于框架剪力墻、板柱剪力墻、剪力墻、框架核心筒、筒中筒結(jié)構(gòu)， 樓層與其相鄰上層的側(cè)向剛度比 2 可按式（3.5.2-2）計算，且本層與相鄰上層的 比值不宜小于 0.9；當(dāng)本層層高大于相鄰上層層高的 1.5 倍時，該比值不宜小于 1.1；對結(jié)構(gòu)底部嵌固層，該比值不宜小于 1.5。2.抗震規(guī)范 6.1.14-2 地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位時，結(jié)構(gòu)地上一 層的側(cè)向剛度，不宜大于相關(guān)范圍地下一層側(cè)向剛度的 0.5 倍。高規(guī) 5.3.7 條 規(guī)定：高層建筑結(jié)構(gòu)整體計算中， 當(dāng)?shù)叵?/p>

21、室頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位時， 地下 一層與首層側(cè)向剛度比不宜小于 2。高規(guī) 10.2.3 條規(guī)定：轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度變化應(yīng)符合 本規(guī)程附錄 E 的規(guī)定：E.0.1當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)在 1、2 層時可近似采用轉(zhuǎn)換層與其相鄰上層結(jié)構(gòu)等效剪切 剛度比 e1 表示轉(zhuǎn)換上、下層結(jié)構(gòu)剛度的變化， e1宜接近 1，非抗震設(shè)計時 e1 不應(yīng)小于 0.4，抗震設(shè)計時 e1 不應(yīng)小于 0.5。E.0.2 當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在第二層以上時，按高規(guī)式（ 3.5.2-1）計算的轉(zhuǎn)換 層與其相鄰上層的側(cè)向剛度比不應(yīng)小于 0.6。E.0.3 當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在第二層以上時，尚宜按公式（ E.0.3）計算，轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)與上

22、部結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比 e2。e2宜接近 1，非抗震設(shè)計時 e2 不應(yīng)小 于 0.5，抗震設(shè)計時 e2 不應(yīng)小于 0.8。3. 側(cè)向剛度變化、承載力變化、 豎向抗側(cè)力構(gòu)件連續(xù)性不符合高規(guī)第 3.5.2、 3.5.3、3.5.4條要求的樓層，其對應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的剪力應(yīng)按 3.5.8乘以 1.25 的增大系數(shù)（抗規(guī) 3.4.4-2 增大系數(shù)為 1.15）。二、層剛度的三種計算方法1.剪切剛度：是按照抗震規(guī)范 （2008年版） 6.1.14 條文說明中給出的計 算方法計算的2.剪彎剛度：是按有限元方法，通過加單位力來計算的3. 地震剪力與地震層間位移比方法是抗震規(guī)范 3.4.3 條文說明中給出的

23、。 由于計算理論不同，三種方法可能給出差別比較大的剛度比結(jié)果， 根據(jù) 2010 版規(guī)范， SATWE 對層剛度比計算的三種方法進(jìn)行了調(diào)整，取消用戶選項功能， 在計算地震作用下， 始終采用第三種方法進(jìn)行薄弱層判斷， 并始終給出剪切剛度 的計算結(jié)果，當(dāng)結(jié)構(gòu)中存在轉(zhuǎn)換層時， 根據(jù)轉(zhuǎn)換層所在層號， 當(dāng) 2層以下轉(zhuǎn)換時 采用剪切剛度計算轉(zhuǎn)換層上下的等效剛度比， 對于 3 層以上高位轉(zhuǎn)換則自動進(jìn)行 剪彎剛度計算，并采用剪彎剛度計算等效剛度比。三、電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點：1.規(guī)范對結(jié)構(gòu)層剛度比和位移比的控制一樣， 也要求在剛性樓板假定 條件下 計算。對于有彈性板或板厚為零的工程， 應(yīng)計算兩次， 在剛性樓板

24、假定條件下計 算層剛度比并找出薄弱層，然后在真實條件下完成其它結(jié)構(gòu)計算。2.層剛比計算及薄弱層地震剪力放大系數(shù)的結(jié)果詳建筑結(jié)構(gòu)的總信息WMASS.OUT 。一般來說，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度應(yīng)該是沿高度均勻或沿高度逐漸減 少，但對于框支層或抽空墻柱的中間樓層通常表現(xiàn)為薄弱層， 由于薄弱層容易遭 受嚴(yán)重震害，故程序根據(jù)剛度比的計算結(jié)果或?qū)娱g剪力的大小自動判定薄弱層， 并乘以放大系數(shù)， 以保證結(jié)構(gòu)安全。 當(dāng)然，薄弱層也可在調(diào)整信息中通過人工強 制指定。3. 對于上述三種計算層剛度的方法，我們應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇：對于底 部大空間為一層時或多層建筑及磚混結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇 “剪切剛度 ”；對于底部大空間為 多層時或

25、有支撐的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇 “剪彎剛度 ”；而對于通常工程來說， 則可選用第 三種規(guī)范建議方法，此法也是 SATWE 程序的默認(rèn)方法。四、剛度比不滿足時的調(diào)整方法：1.程序調(diào)整：如果某樓層剛度比的計算結(jié)果不滿足要求， SATWE 自動將該 樓層定義為薄弱層，并按 10版高規(guī) 3.5.8將該樓層地震剪力放大 1.25倍。2.人工調(diào)整：如果還需人工干預(yù)，可適當(dāng)降低本層層高和加強本層墻、柱或梁的剛度，適當(dāng)提高上部相關(guān)樓層的層高和削弱上部相關(guān)樓層墻、 柱或梁的剛度。VI 、樓層受剪承載力比一、為什么要計算樓層受剪承載力 樓層的實際承載力（而非承載力設(shè)計值）是判斷薄弱層的依據(jù)之一， 抗震 規(guī)范 3.4.3、3

26、.4.4條與高規(guī) 3.5.3條指出“ A 級高度高層建筑的樓層抗側(cè)力 結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力不宜小于其相鄰上一層受剪承載力的80，不應(yīng)小于其相鄰上一層受剪承載力的 65； B 級高度高層建筑的樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受 剪承載力不應(yīng)小于其相鄰上一層受剪承載力的 75”。3.5.8 條“側(cè)向剛度變化、 承載力變化、豎向抗側(cè)力構(gòu)件連續(xù)性不符合本規(guī)程第3.5.2、3.5.3、3.5.4 條要求的樓層，其對應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的剪力應(yīng)乘以 1.25 的增大系數(shù)”（抗規(guī)1.15）， 使薄弱層適當(dāng)加強， 使其既有足夠的變形能力， 又不使薄弱層位置發(fā)生轉(zhuǎn)移， 是 提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。樓層受剪承載力及承載

27、力比值在 SATWE 的計算結(jié)果文本文件的 “結(jié)構(gòu)設(shè)計 總信息（ WMASS.OUT ）”文件中輸出。當(dāng) Ratio Bu：x（y）小于 0.8 時， X（Y）向承載力不滿足規(guī)范要求，應(yīng)在 SATWE 前處理的“分析與設(shè)計參數(shù)補充定義”的調(diào)整信息選項卡中人工指定薄 弱層（可指定多個薄弱層） 。二、樓層受剪承載力計算應(yīng)注意的問題 在鋼柱的受剪承載力計算中， 軟件是取用采用的極限強度來計算各種截面形 式構(gòu)件的上下兩端的全塑性抵抗彎矩，然后計算其受剪承載力。由于越層柱有兩種建模方式（分層分段輸入與柱底標(biāo)高輸入） ，在統(tǒng)計樓層 豎向構(gòu)件總數(shù)時是有區(qū)別的。 以柱底標(biāo)高輸入的越層柱只屬于一個標(biāo)準(zhǔn)層， 而分

28、 段輸入的越層柱屬于多個標(biāo)準(zhǔn)層， 所以兩種建模方式得出的樓層受剪承載力比值 是不同的，可以在 SATWE 計算書輸出的每根柱的受剪承載力中，靈活采用此結(jié) 果進(jìn)行手工補充計算。對于在建模時按斜桿輸入的構(gòu)件， 考慮到其對樓層受剪承載力影響很大， 按 照其與 Z 軸的夾角大小，采用了三種方式來考慮其受剪承載力貢獻(xiàn)，即按住考 慮、按斜桿考慮和不考慮其貢獻(xiàn)。詳細(xì)計算規(guī)則如下：1混凝土（含鋼管 /型鋼混凝土）構(gòu)件，當(dāng)其與 Z 軸夾角小于 20°時， 按上文中普通柱的方式計算其受剪承載力；大于 20°且小于 70°時，按斜桿 計算受剪承載力，此時只考慮混凝土截面內(nèi)的鋼筋、型鋼或

29、鋼管的受拉承載力， 再向平面相應(yīng)方向（ x或 y）投影；大于 70°時，此時其受力性能與梁類似，不考慮其受剪承載力貢獻(xiàn)。2鋼構(gòu)件，當(dāng)其與 Z 軸的夾角小于 20°時，按上文中的鋼柱的計算方法 計算受剪承載力；大于 20°且小于 70°時，按照斜桿計算受剪承載力，此時 歐拉臨界力起控制作用，所以取歐拉臨界力向平面相應(yīng)方向（ x 或 y）投影，且 考慮拉壓的成對作用，承載力再減半；大于70°時，與混凝構(gòu)件處理方式相同。還需要注意的是， 在統(tǒng)計樓層指標(biāo)的時候， 程序是根據(jù)斜桿建模時所在的樓 層進(jìn)行統(tǒng)計的（與上文中柱底標(biāo)高輸入越層柱的處理方式相同） ，

30、也就是躍層斜 桿職能統(tǒng)計到某一樓層的受剪承載力中取， 而不是其跨越的所有樓層。 對于樓層 斜梁、層間梁不論與 Z 軸夾角多少都不考慮其受剪承載力貢獻(xiàn)。3以上樓層受剪承載力的簡化計算，只與豎向構(gòu)件的尺寸、配筋有關(guān)，與 它們的連接關(guān)系無關(guān)。 同時由于 SATWE 軟件在施工圖設(shè)計之前無法得到實際鋼 筋面積，所以承載力計算時采用計算面積配筋乘以超配筋系數(shù)來近似實際配筋面 積。但在抗震鑒定加固設(shè)計軟件 JDJG 里，用戶可以輸入每根梁、 柱的實配鋼筋， 軟件按實配鋼筋計算構(gòu)件的實際受剪承載力。三、層間受剪承載力比不滿足時的調(diào)整方法1程序調(diào)整： 軟件在完成構(gòu)件的配筋計算后自動計算樓層的受剪承載力和 承載

31、力之比，由設(shè)計人員查看結(jié)構(gòu)設(shè)計信息（ WMASS.OUT ），自行判定是否存 在承載力突變引起的薄弱層， 如果有薄弱層則需要在參數(shù)設(shè)置 人工指定薄弱層號 （允許指定多個薄弱層）重新計算，程序?qū)凑找?guī)定調(diào)整薄弱層的地震剪力。2人工調(diào)整：如果還需人工干預(yù)，可適當(dāng)提高本層構(gòu)件強度（如增大配筋、 提高混凝土強度或加大截面）以提高本層墻、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的承載力，或適當(dāng)降 低上部相關(guān)樓層墻、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的承載力。如果結(jié)構(gòu)豎向較規(guī)則，第一次試算 時可只建一個結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層，待結(jié)構(gòu)的周期比、位移比、剪重比、剛度比等滿足之后 再添加其它標(biāo)準(zhǔn)層，這樣可以減少建模過程中的重復(fù)修改，加快建模速度。VII 、剛重比結(jié)構(gòu)穩(wěn)

32、定和重力二階效應(yīng)計算一、高層建筑的穩(wěn)定性驗算 重力二階效應(yīng)，在建筑結(jié)構(gòu)分析中指的是重力荷載在水平作用位移效應(yīng)上引 起的二階效應(yīng)。 當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生水平位移時， 豎向荷載就會出現(xiàn)垂直于變形后的結(jié)構(gòu) 豎向軸線的分量， 這個分量將加大水平位移量， 同時也會加大相應(yīng)的內(nèi)力。 當(dāng)結(jié) 構(gòu)側(cè)移越來越大時， 重力產(chǎn)生的重力二階效應(yīng)將越來越大， 從而降低構(gòu)件性能直 至最終失穩(wěn)。結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度與重力荷載設(shè)計值之比稱為剛重比， 它是影響重力二階效應(yīng) 的主要參數(shù) , 且重力二階效應(yīng)隨著結(jié)構(gòu)剛重比的降低呈雙曲線關(guān)系增加。 高層建 筑在風(fēng)荷載或水平地震作用下 ,若重力二階效應(yīng)過大則會引起結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌， 故控制好結(jié)構(gòu)的剛重比，

33、 則可以控制結(jié)構(gòu)不失去穩(wěn)定。 主要為控制結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性， 避免結(jié)構(gòu)在風(fēng)載或地震力的作用下整體失穩(wěn)，見高規(guī) 5.4.1和 5.4.4。剛重比 不滿足要求，說明結(jié)構(gòu)的剛度相對于重力荷載過?。?但剛重比過大， 則說明結(jié)構(gòu) 的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差，宜適當(dāng)減少墻、柱等豎向構(gòu)件的截面面積。高規(guī)第 5.4.4 條規(guī)定：高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性應(yīng)符合下列規(guī)定：1. 剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)，筒體結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下式要求：n2. 框架結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下式要求結(jié)構(gòu)剛重比是影響重力 P效應(yīng)的主要參數(shù)。如果結(jié)構(gòu)的剛重比滿足高 規(guī) 5.4.4 條規(guī)定，則重力 P 效應(yīng)可控制在 20%之內(nèi)，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定具有適宜 的安全儲備。若結(jié)構(gòu)的剛重比進(jìn)一

34、步減小，則重力 P效應(yīng)將會呈非線性關(guān)系 急劇增長，直至引起結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)。當(dāng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平力較小， 如計算的樓層剪重比 （樓層剪力與其上各層重力 荷載代表值之和的比值）小于 0.02 時，結(jié)構(gòu)剛度雖能滿足水平位移限值要求， 但往往不能滿足本條規(guī)定的穩(wěn)定要求。SATWE、TAT、PMSAP 等軟件都是按照規(guī)范的方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性驗算， 并在總信息文本中輸出，如 SATWE 在 WMASS.OUT 中輸出。當(dāng)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗算不滿足高規(guī) 5.4.4 條，或通過考慮 P后不能滿足 整體穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)， 必須調(diào)整結(jié)構(gòu)布置， 應(yīng)調(diào)整并增大結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度 （一般是有 高寬比很大的結(jié)構(gòu)才有可能發(fā)生） 。二、重力

35、二階效應(yīng)計算高規(guī) 5.4.1 條規(guī)定：當(dāng)高層建筑滿足下列規(guī)定時，彈性計算分析時可不 考慮重力二階效應(yīng)的不利影響。1.剪力墻、框架 -剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)2.框架結(jié)構(gòu)高規(guī)第 5.4.2 條規(guī)定 :高層建筑如果不滿足 5.4.1 條的規(guī)定時，應(yīng)考慮重 力二階效應(yīng)對水平力作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的不利影響。高規(guī)第 5.4.3 條規(guī)定：高層建筑結(jié)構(gòu)重力二階效應(yīng)，可采用彈性方法進(jìn) 行計算啊，也可以采用對未考慮重力二階效應(yīng)的計算結(jié)果乘以增大系數(shù)的方法近 似考慮。結(jié)構(gòu)滿足高規(guī) 5.4.1 條時，彈性分析的二階效應(yīng)對結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移的增 量一般能控制在 5%左右；考慮實際剛度折減 50%時，結(jié)構(gòu)內(nèi)力增量控制在 10%

36、以內(nèi)，重力二階效應(yīng)的影響相對較小，可忽略不計。對于大多數(shù)高層結(jié)構(gòu)，P效應(yīng)將在 5%10%之間，對于超高層結(jié)構(gòu)， P 效應(yīng)將在 10%以上，并隨著 結(jié)構(gòu)剛重比的降低， 重力二階效應(yīng)的不利影響呈非線性增長。 所以在分析超高層結(jié)構(gòu)時，應(yīng)該考慮 P效應(yīng)影響。在 SATWE、TAT、PMSAP 等軟件中提供了計算 P 效應(yīng)的開關(guān)，用戶可 根據(jù)需要選擇是否考慮 P效應(yīng)。具體實現(xiàn)時，軟件都采用高規(guī) 5.4.3 條中 的“彈性方法”進(jìn)行 P效應(yīng)的近似計算。我們首先計算豎向荷載引起的整個 結(jié)構(gòu)的幾何剛度，以此修改原有結(jié)構(gòu)總剛，從而實現(xiàn) P 效應(yīng)的近似計算。這 種 P效應(yīng)的實現(xiàn)方法具有一般性，它既適用于采用剛性樓

37、板假定的結(jié)構(gòu)，也 適用于存在獨立彈性節(jié)點的結(jié)構(gòu)，沒有人為的限制。三、剛重比不滿足時的調(diào)整方法：1）程序調(diào)整： SATWE 程序不能實現(xiàn)。加強墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。2）人工調(diào)整： 只能通過人工調(diào)整改變結(jié)構(gòu)布置，VIII 、抗傾覆力矩與傾覆力矩之比 結(jié)構(gòu)整體抗傾覆驗算一、 規(guī)范要求高規(guī)第 12.1.7 條，“在重力荷載與水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值或重力荷載代表值與 多遇水平地震標(biāo)準(zhǔn)值共同作用下， 高寬比大于 4 的高層建筑，基礎(chǔ)底面不宜出現(xiàn) 零應(yīng)力區(qū)；高寬比不大于 4 的高層建筑，基礎(chǔ)底面與地基之間零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng) 超過基礎(chǔ)底面面積的 15%。計算時，質(zhì)量偏心較大的裙樓和主樓可分開考慮。 ”當(dāng)高層、超高層建

38、筑高寬比較大， 水平風(fēng)、地震作用較大， 地基剛度較弱時， 結(jié)構(gòu)整體傾覆驗算很重要，它直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全度得控制。二、程序的結(jié)構(gòu)整體抗傾覆驗算方法。設(shè) M ov傾覆力矩標(biāo)準(zhǔn)值Mr抗傾覆力矩標(biāo)準(zhǔn)值對于高寬比大于 4 的高層建筑，需要滿足 M R/M ov3.0才能保證底面不出現(xiàn) 零應(yīng)力區(qū)，高寬比不大于 4 的高層建筑，需要滿足 M R/M ov2.308，零應(yīng)力區(qū)面 積就不會超過基礎(chǔ)地面面積的 15%。同理，對于其他規(guī)范的要求同樣也可以按照 此表求得相應(yīng)的抗傾覆安全度限值。三、抗傾覆驗算應(yīng)用在計算的結(jié)果文件 WMASS.OUT 中給出了水平力作用下的抗傾覆力矩 Mr， 傾覆力矩 M ov，抗傾覆安全度及零應(yīng)力區(qū)比例等指標(biāo)，根據(jù)結(jié)果自行判斷是否滿 足要求。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗傾覆驗算時， 假定基礎(chǔ)及地基均具有足夠的剛度， 基底反力 呈線性分布， 需要重力荷載合力中心與基底形心基本重合 （一般要求偏心距不大 于 B/60，其中 B 基礎(chǔ)地下室底面寬度） 。當(dāng)?shù)鼗哂凶銐騽偠葧r，如基巖， Mr/Mov 要求可適當(dāng)放松；如為中軟土地基， M r/M ov 要求還應(yīng)適當(dāng)從嚴(yán)。以上僅從規(guī)范條文及軟件運用的角