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1、2009年SATWE的若干改进一、柱、墙、基础活荷载按楼层折减荷载规范4.1.2条，规定了设计柱、墙、基础时的活荷按楼层的折减系数。但是在以前版本中，无论何种结构，此处所取用的计算截面上方的楼层数均按照PMCAD的楼层组装表中相应楼层上方的楼层数，即模型中最大的楼层数确定。例如，楼层组装表中一共20个楼层，则对于其中第4层，软件认为其上方有16层，所有柱、墙设计时的活荷载折减系数则按“920”一项取用。对于一般直上直下的结构形式，此折减方法正确可行，但对于一些楼层平面上下不规则的结构则存在问题。例如对于底盘、裙房部分的柱、墙截面都直接按照最高的楼层数取用折减系数是不合理的，可能造成对活荷载的折
2、减过多。对于各层的柱、墙和基础应该按照它上方实际的楼层数来确定活荷载的折减系数，对各层平面上的每根构件应该分别取值。PKPM08版本针对此功能进行了改进，增加了判断出每个柱、墙计算截面上方的楼层数的分析计算，从而可以取得正确的活荷载折减系数。本节主要介绍08版PKPM软件对活荷载按楼层折减系数的取用原则以及该功能的改进对计算结果的影响。1、判断计算截面上方楼层数的原则软件对于柱、墙、基础计算截面上方楼层数的自动判断，是利用PMCAD建模退出时的“荷载竖向导算”功能完成的，也就是说，如果要考虑柱、墙和基础的活荷载按照楼层的折减，就应该在建模退出时执行“荷载竖向导算”的选项。PMCAD的荷载竖向导
3、算是将竖向荷载从上至下层层传递的过程，上下层之间只有能够正确连接的构件才可以传递荷载。利用这一特性，则可在荷载传导的过程中得知该柱、墙上方的实际楼层数。软件中判断构件上方楼层数的原则是： 柱在上层有柱相接，则其上方楼层数累加； 柱在上层与墙端节点相接，则其上方楼层数累加； 墙在上层有墙相接，则其上方楼层数累加； 墙端节点在上层有柱相接，则其上方楼层数累加。其他几种可能出现的情况下，不进行楼层数的累加，计算截面以上楼层数按0计算： 梁式转换层结构中，若出现柱上无上层构件直接相接的情况，则柱上楼层数视为0。其他结构中只要情况类似也同此处理。 上层斜坡梁接下层柱、墙时，柱、墙上楼层数不累加，仍按0计
4、算。经过对活荷载按楼层折减方式的改进，软件对于大多数楼层平面上下有较大变化的工程，都可以准确的判断出柱、墙上方楼层数，SATWE中柱、墙的活荷折减系数取用依据更为合理，设计则更符合规范要求2、活荷载按楼层折减功能对JCCAD基础设计的影响PKPM基础设计软件JCCAD08版亦对活荷折减功能进行了改进，既保留了原先统一折减系数的处理方式，也可根据柱、墙上方的楼层数分别折减。二、适应复杂框支梁改进的08版FEQ 高层建筑混凝土结构技术规程10.1.5条规定：“复杂高层建筑结构中的受力复杂部位，宜进行应力分析，并按应力进行配筋设计校核。”PKPM结构设计软件中的“框支剪力墙有限元分析”模块（简称FE
5、Q）可以接力PKPM各计算模块的计算结果，对转换梁做高精度有限元分析，并根据应力计算结果给出配筋，是对PKPM各计算模块的很好补充。08版FEQ在菜单界面和计算方面做了大量改进，可以处理多种形式的复杂转换梁的精细计算，包括转换梁上托多道轴线墙模型、次梁转换梁等的精细计算分析。FEQ主要通过截取PMCAD模型中的一榀框支剪力墙，输入需要截取计算的楼层范围，程序将该部分从整体模型中分离出来，形成一榀立面上为平面的框支剪力墙结构。在剥离出的结构和原有的整体模型的连接处，程序将SATWE等计算效应作为外荷载加到该平面的框支剪力墙结构上，同时在该榀平面的框支剪力墙结构内部，各梁、柱、墙构件按照它原在PM
6、CAD的位置读取各层楼板恒活面荷载传导到它们上的荷载。程序接着对剥离出的该榀平面的框支剪力墙结构自动完成二维的有限单元划分，并对模型做二维的有限元分析，最后给出内力及配筋结果，并作为转换梁的主要设计依据之一。1、菜单集成在一个界面下08版FEQ将主要操作菜单整合到右侧菜单项中，使FEQ的全部操作在一个界面下即可完成，大大减少了原05版本需要反复执行多个子菜单的操作，操作风格更加流畅。2、新的截取模型界面在该菜单下，用户需挑选框支转换梁所在的轴线，输入截取的起始和终止楼层号后，程序自动完成对一榀平面框支剪力墙结构的剥离截取。参数输入对话框主要参数设置如下：（1）托梁所在楼层号：托梁所在的楼层号。
7、（2）楼层计算范围：截取的起始和终止楼层号。05版本只能从第一层开始截取，08版可以从大于1的任何一层开始截取，这样可以适应转换梁所在楼层较高时的情况。程序对于从中间楼层开始截取的柱、墙构件底部，仍自动设置为固定支座。用户可以指定当前显示的平面楼层号。05版本只能显示第一层，当转换层不在第一层时截取不方便。08版增加了这一参数，用户可以令程序显示转换梁所在楼层号，从而方便了转换梁所在框架的截取。（3）采用四边形单元计算这是08版新增功能。为了提高计算精度，FEQ增加了四边形单元的计算。此时程序将按照四边形自动划分单元。（4）转换梁内多轴线计算这是08版新增功能。该选项可以处理如上层各轴线与转换
8、梁轴线偏移、转换梁托多片墙等情况的竖向构件与转换梁的荷载导算与内力计算问题，后面将做详细介绍。3、转换梁范围内多轴线布置剪力墙用户挑选转换梁所在框架轴线后，05版本只能截取和转换梁上下层处于同一轴线位置上的剪力墙，但是转换梁经常截面很宽，在它的梁宽范围内，上层承托的剪力墙的布置常常比较复杂。如其上层承托的剪力墙常偏离转换梁所在轴线；或剪力墙布置在多道不同的轴线上，这些轴线都不在转换梁所在轴线；或剪力墙所在轴线和转换梁所在轴线不平行，存在夹角；或转换梁上托双墙，该双墙之一或二者都不在转换梁轴线上。08版的FEQ程序增加了处理转换梁上的这种多轴线布置剪力墙的功能。FEQ的【截取模型】/【参数输入】
9、对话框增加了【转换梁内多轴线合并计算】参数。勾选【转换梁内多轴线合并计算】后，程序将在转换梁宽度范围内搜索，当布置有多个轴线上的剪力墙时，程序将它们向转换梁所在轴线投影，如果梁托并列的双墙时程序将双墙的刚度合并在一起。同时，所有这些其它轴线上剪力墙承担的荷载也都被转移到或合并到转换梁轴线所在位置。这样，程序剥离出的这榀框支剪力墙是个经过合并简化的平面框架结构。经过这样的合并后，转换梁不仅承担自己所在轴线上的剪力墙，而且考虑了转换梁宽度范围内其它轴线上的剪力墙的刚度和荷载，此时转换梁的计算结果将更加合理。4、次梁转换梁对于次梁转换梁形式。用FEQ挑选次梁所在轴线，再执行自动划分单元后，应在承托次
10、梁的主梁支座处人工指定布置有限元的固定支座信息，然后再做有限元的分析计算。三、特殊风荷载在08版改进为精细计算风荷载SATWE、TAT等计算一般风荷载的算法是一种相对简化的算法。它假定迎风面、背风面的受风面积相同，让用户输入迎风面与背风面体型系数之和。同时它也假定了每层风荷载作用于各刚性块质心和所有弹性节点上，楼层所有节点平均分配风荷载。它忽略了侧向风的影响，也不能计算屋顶的风吸力和风压力。程序在计算风荷载作用效应时，仅做正向风（如+X向）的内力计算，对于负向风（如-X向）不再做内力计算，直接取正向风的内力计算结果，再取反号后作为负向风的计算结果。程序采用这种简化算法对于比较规则的工程，即楼板
11、刚度较大情况时，其计算结果是能够满足设计要求的。但对于平、立面变化比较复杂，或者对风荷载有特殊要求的结构或某些部位，例如有大悬挑结构的广告牌、候车站、收费站、雨蓬等，则计算结果就显得有些简单。在总信息的“风荷载计算信息”选项中原来只有“不计算风荷载”和“计算风荷载”两个选项。08版本增加到四个选项，分别为：不计算风荷载、计算风荷载、计算特殊风荷载、同时计算普通风荷载与特殊风荷载。当选择“计算特殊风荷载”时，风荷载信息页也会做相应的改变，以适应特殊风荷载计算的需要。特殊风荷载将结构的体型系数细分为迎风面体型系数、背风面体型系数、侧风面体型系数，同时还增加了挡风系数。可以看出，特殊风荷载其实是程序
12、按照更加精细的方式自动生成风荷载。与普通风荷载自动生成不同，在对话框中输入了特殊风荷载的各参数后，还必须要到SATWE前处理“特殊风荷载”菜单中，点取“自动生成”右侧菜单后，程序才能生成按特殊风荷载生成作用于各楼层的风荷载。08版本对于“特殊风荷载”菜单做了较大改进，该菜单有以下几个主要作用：自动生成特殊风荷载，即自动按照更加精细的方式生成风荷载；输入屋面风荷载参数，可以考虑并自动生成作用于屋面的风荷载；用户可以对程序自动生成的风荷载做人工修改。其中1、2项是08版本新增功能。1、自动生成自动生成的特殊风荷载是针对全楼的，执行一次“自动生成”命令，程序生成整个结构的特殊风荷载。对于不需要考虑屋
13、面风荷载的结构，可直接执行“自动生成”命令，生成各楼层的特殊风荷载。但对于需要考虑屋面风荷载的结构，必须在执行“自动生成”命令之前，补充有关屋面风荷载的相关参数，然后执行“自动生成”命令，程序会自动生成各楼层的特殊风荷载包括屋顶层梁上的风荷载。若在PMCAD建模中对某一标准层的平面布置进行过修改，须相应修改该标准层对应各层的特殊风荷载。所有平面布置未被改动的构件，程序会自动保留其荷载。但当结构层数发生变化时，应对各层风荷载重新进行定义。注意：若不进行相应修改可能造成计算出错。自动生成4组风荷载选择“自动生成”菜单后，程序将对各自然层自动生成4组特殊风荷载，分别在X、Y向各加2组。程序默认第1组
14、为Wx、第2组为-Wx、第3组为Wy、第4组为-Wy。如果需要查看不同方向风荷载的作用情况，可执行“选择组号”菜单，选择需要的组号后，图形即显示当前组号下的风荷载分布，并在图形的左上角显示当前楼层的标准层号、自然层号以及风荷载组号。2、特殊风荷载自动生成过程对于特殊风荷载，程序要求用户指定迎风面体型系数、背风面体型系数、侧风面体型系数、挡风系数。有了这些详细系数以后，程序首先自动搜索各塔楼平面，找出每个楼层的封闭多边形。其中的挡风系数是为了考虑楼层外侧轮廓并非全部为受风面积，存在部分篓空的情况。当该系数为1.0时，表示外侧轮廓全部为受风面积，小于1.0时表示有效受风面积占全部外轮廓的比例，程序
15、计算风荷载时按有效受风面积生成风荷载。计算不同方向的风荷载时，将此多边形向相应方向做投影，找出最大迎风面宽度以及属于迎风面边界和背风面边界上的节点。根据迎风面体型系数、迎风面宽度和楼层高度计算出迎风面所受的风荷载，再将迎风面风荷载仅分配给属于迎风面边界上的节点。这里的节点是布置有杆件的节点。同理，根据背风面体型系数、背风面宽度和楼层高度计算出背风面所受的风荷载，再将背风面风荷载仅分配给属于背风面边界上的节点。侧风荷载与迎风面的处理相似，不再详述。05版本的特殊风荷载分配原则是，忽略节点之间受风面宽度的影响，不区分迎风面和背风面，特殊风荷载总值按照相关节点总数平均分配到各边界节点。08版本的特殊风荷载分配与05版本不同，特殊风荷载在相关节点的分配是与节点两侧受风宽度相关的，即节点两侧受风面宽度越大，则节点分配的特殊风荷载越大；同时分别处理迎风面、背风面和侧风面的风荷载。按照此原则，如果各边界节点之间受风面宽度相同，则除角点外，属于同一受风面的中间节点所分配的风荷载均相同，角点所分配的风荷载是中间节点的一半。同样，位于迎风面的节点所分配的风荷载也比位于背风面的节点所分配的特殊风荷载大。需要注意的是，程序在计算和分配特殊风荷载时，是将楼层平面的最外围多边形向风荷载作用方向的垂直方向做投影
