SATWE软件计算结果分析

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1、SATWE软件计算结果分析 SATWE软件计算结果分析 目 录 1 位移比、层间位移控制 2 周期比控制 3 层刚度比控制 4 层间受剪承载力之比控制 5 刚重比控制 6 剪重比控制 7 轴压比验算 * 1 SATWE软件计算结果分析 一、位移比、层间位移比控制 规范条文 新高规（10版）的3.4.5条规定，楼层竖向构件的最大水平 位移和层间位移角，A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼 层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑不应大于该楼层平 均值的1.5倍，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复 杂高层建筑，不应大于该楼层平均值的1.4倍。 高规3.7.3条规定，高度不大于150m的高层建筑，其

2、楼层 层间最大位移与层高之比（即最大层间位移角）u/h应满 足以下要求： 结构体系 u/h限值 * 2 SATWE软件计算结果分析 框架 1/550 框架-剪力墙，框架-核心筒 1/800 筒中筒，剪力墙 1/1000 框支层 1/1000 名词释义 （1）位移比：即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水 平位移的比值。 * 3 SATWE软件计算结果分析 （2） 层间位移比：即楼层竖向构件的最大层间位移角 与平均层间位移角的比值。 其中： 最大水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移。 平均水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水 平位移之和除2。 层间位移角：墙、柱层间位移与层高的比值。

3、最大层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值。 * 4 SATWE软件计算结果分析 平均层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值与最小值之 和除2。 控制目的: 高层建筑层数多，高度大，为了保证高层建筑结构具有必 要的刚度，应对其最大位移和层间位移加以控制，主要目 的有以下几点： 1保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙柱 出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量,宽度。 2保证填充墙,隔墙,幕墙等非结构构件的完好,避免产生 明显的损坏。 * 5 SATWE软件计算结果分析 3控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不 利影响。 结构位移输出文件（WDISP.OUT） Max-(X)、Max-(Y

4、)-最大X、Y向位移。（mm） Ave-(X)、Ave-(Y)-X、Y平均位移。（mm） Max-Dx ，Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移 Ave-Dx ，Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移 Ratio-(X)、Ratio-(Y)- X、Y向最大位移与平均位移的比值 。 * 6 SATWE软件计算结果分析 Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移的比值 即要求： Ratio-(X)= Max-(X)/ Ave-(X) 最好1.2 不能超过1.5 Ratio-Dx= Max-Dx/ Ave-Dx 最好1.2 不能超过1.5 Y方向相同 电算结果的判别与

5、调整要点: 1若位移比（层间位移比）超过1.2，则需要在总信息参 数设置中考虑双向地震作用； * 7 SATWE软件计算结果分析 2验算位移比需要考虑偶然偏心作用，验算层间位移角 则不需要考虑偶然偏心； 3验算位移比应选择强制刚性楼板假定，但当凸凹不规 则或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内实际刚度 变化的计算模型，当平面不对称时尚应计及扭转影响 4最大层间位移、位移比是在刚性楼板假设下的控制参 数。构件设计与位移信息不是在同一条件下的结果（即构 件设计可以采用弹性楼板计算，而位移计算必须在刚性楼 板假设下获得），故可先采用刚性楼板算出位移，而后采 用弹性楼板进行构件分析。 5因为高层建筑

6、在水平力作用下,几乎都会产生扭转,故楼 层最大位移一般都发生在结构单元的边角部位。 * 8 SATWE软件计算结果分析 二、周期比控制 规范条文 新高规的4.3.5条规定，结构扭转为主的第一周期Tt与平动 为主的第一周期T1 之比，A级高度高层建筑不应大于0.9 ；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑 不应大于0.85。 (抗归中没有明确提出该概念，所以多层时该控制指标可 以适当放松，但一般不大于1.0。) * 9 SATWE软件计算结果分析 名词释义 周期比:即结构扭转为主的第一自振周期（也称第一扭振 周期）Tt与平动为主的第一自振周期（也称第一侧振周期 ）T1的比值。周期比主要

7、控制结构扭转效应，减小扭转对 结构产生的不利影响，使结构的抗扭刚度不能太弱。因为 当两者接近时,由于振动藕连的影响,结构的扭转效应将明 显增大。 对于通常的规则单塔楼结构，如下验算周期比 * 10 SATWE软件计算结果分析 1）根据各振型的平动系数大于0.5，还是扭转系数大于0.5 ，区分出各振型是扭转振型还是平动振型 2） 通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt ，周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T1 3） 对照“结构整体空间振动简图”，考察第一扭转/平动周 期是否引起整体振动，如果仅是局部振动，不是第一扭转 /平动周期。再考察下一个次长周期。 4） 考察第一平动周期的基

8、底剪力比是否为最大 5） 计算Tt/T1，看是否超过0.9 (0.85) * 11 SATWE软件计算结果分析 多塔结构周期比 对于多塔楼结构，不能直接按上面的方法验算，而应该将 多塔结构切分成多个单塔，按多个单塔结构分别计算。 周期、地震力与振型输出文件（WZQ.OUT） 考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭 转系数 * 12 SATWE软件计算结果分析 振型号 周期 转角 平动系数 (X+Y) 扭转系数 1 0.6306 110.18 0.99 ( 0.12+0.88 ) 0.01 2 0.6144 21.19 0.95 ( 0.82+0.12 ) 0.05 3 0.

9、4248 2.39 0.06 ( 0.06+0.00 ) 0.94 4 0.1876 174.52 0.96 ( 0.95+0.01 ) 0.04 5 0.1718 85.00 1.00 ( 0.01+0.99 ) 0.00 6 0.1355 5.03 0.05 ( 0.05+0.00 ) 0.95 7 0.0994 177.15 0.97 ( 0.97+0.00 ) 0.03 8 0.0849 87.63 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.00 * 13 SATWE软件计算结果分析 9 0.0752 12.73 0.03 ( 0.03+0.00 ) 0.97 X 方向的有效质量系数:

10、 97.72% Y 方向的有效质量系数: 96.71% 即要求 0.4248/0.6306=0.67 90% 说明无需再增加振型计算 电算结果的判别与调整要点 * 14 SATWE软件计算结果分析 1. 对于刚度均匀的结构，在考虑扭转耦连计算时，一般 来说前两个或几个振型为其主振型，但对于刚度不均匀的 复杂结构，上述规律不一定存在。总之在高层结构设计中 ，使得扭转振型不应靠前，以减小震害。SATWE程序中给 出了各振型对基底剪力贡献比例的计算功能,通过参数 Ratio(振型的基底剪力占总基底剪力的百分比)可以判断出 那个振型是X方向或Y方向的主振型，并可查看以及每个振 型对基底剪力的贡献大小。

11、 2. 振型分解反应谱法分析计算周期，地震力时，还应 * 15 SATWE软件计算结果分析 注意两个问题，即计算模型的选择与振型数的确定。一般 来说，当全楼作刚性楼板假定后，计算时宜选择“侧刚模 型”进行计算。而当结构定义有弹性楼板时则应选择“总刚 模型”进行计算较为合理。至于振型数的确定，应按上述 高规5.1.13条（高层建筑结构计算振型数不应小于9,抗震 计算时,宜考虑平扭藕连计算结构的扭转效应,振型数不小 于15,对于多塔楼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%）执行， 振型数是否足够，应以计算振型数使振型参与质量不小于 * 16 SATWE

12、软件计算结果分析 总质量的90%作为唯一的条件进行判别。(耦联取3的倍数 ，且3倍层数，非耦联取层数，直到参与计算振型的 有效质量系数90) 3. 如同位移比的控制一样，周期比侧重控制的是侧向刚 度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它 的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结 构不致于出现过大（相对于侧移）的扭转效应。即周期比 控制不是在要求结构足够结实，而是在要求结构承载布局 * 17 SATWE软件计算结果分析 的合理性。考虑周期比限制以后，以前看来规整的结构平 面，从新规范的角度来看，可能成为“平面不规则结构”。 一旦出现周期比不满足要求的情况，一般只能通过调整平

13、面布置来改善这一状况，这种改变一般是整体性的，局部 的小调整往往收效甚微。周期比不满足要求，说明结构的 扭转刚度相对于侧移刚度较小，总的调整原则是要加强外 圈结构刚度、增设抗震墙、增加外围连梁的高度、削弱内 筒的刚度。 * 18 SATWE软件计算结果分析 4. 扭转周期控制及调整难度较大，要查出问题关键所在 ，采取相应措施，才能有效解决问题。 a)扭转周期大小与刚心和形心的偏心距大小无关，只与 楼层抗扭刚度有关； b)剪力墙全部按照同一主轴两向正交布置时，较易满足 ；周边墙与核心筒墙成斜交布置时要注意检查是否满足； c)当不满足周期限制时，若层位移角控制潜力较大，宜 减小结构竖向构件刚度，增

14、大平动周期； d)当不满足周期限制时，且层位移角控制潜力不大，应 * 19 SATWE软件计算结果分析 检查是否存在扭转刚度特别小的层，若存在应加强该层的 抗扭刚度； e)当不满足扭转周期限制，且层位移角控制潜力不大， 各层抗扭刚度无突变，说明核心筒平面尺度与结构总高度 之比偏小，应加大核心筒平面尺寸或加大核心筒外墙厚， 增大核心筒的抗扭刚度。 f)当计算中发现扭转为第一振型，应设法在建筑物周围 布置剪力墙，不应采取只通过加大中部剪力墙的刚度措施 来调整结构的抗扭刚度。 * 20 SATWE软件计算结果分析 三、层刚度比控制 规范条文 1抗震规范附录E2.1规定，筒体结构转换层上下层的侧 向刚度比不宜大于2； 2高规的4.4.2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临上部楼层侧向刚度的70%或其上 相临三层侧向刚度平均值的80%； 3高规的5.3.7条规定，高层建筑结构计算中，当地下室 * 21 SATWE软件计算结果分析 的顶板作为上部结构嵌固端时，地下室结构的楼层侧向刚 度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍； 4高规的10.2.3条规定，底部大空间剪力墙结