PKPM设计参数分析详解

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1、第 7 章 SATWE 应用详解 在 PKPM 系列设计软件中，用于结构分析计算的主要有 SATWE、TAT、PK、PMSAP，目前 结构设计人员最常用的是有限元分析软件 SATWE。本章主要详细叙述 SATWE 的使用方法， 包括计算参数的取值设置，特殊荷载的设定，计算分析方法的选择，计算结果分析，控制 参数的调整，以及结构设计优化等。之所以突出介绍 SATWE,其原因如下： 1. SATWE 软件使用普遍，用户广泛。 2. SATWE 软件功能强大，采用墙元模型，可以完成复杂多高层结构的计算分析工作， 而且操作简单，适应性强。 3. SATWE 软件参数较多，可以设置的项目也很多，计算输出

2、的内容十分丰富，一旦学 会了 SATWE 软件的使用，再去学 PK、TAT、PMSAP 等就是一件非茶馆容易的事了。 第 7.1 节 设计参数设置详解 PM 建模完成后就进入结构计算分析阶段，SATWE 软件可以直接读取建模数据，但是在 计算之前还需要做一些前期处理工作，例如补充设置计算分析参数，定义特殊构件和特殊 荷载等。点击选择 SATWE 软件的第一项进入“接 PM 生成 SATWE 数据”屏幕弹出图示对话框， 如图所示。 软件的参数设置是否正确直接关系到软件分析结果的准确性，这也是学好用好软件的 关键一步。本节主要介绍 SATWE 软件设计参数的取值设置。详细叙述分别如下： 7.1.1

3、 总信息 结构总信息共有 17 个参数，其含义及取值原则如下： 7.1.1.1 水平力与整体坐标的夹角（度） 这一参数主要是为了考虑水平力（地震最不利作用与最大风力作用）方向与模型坐标 主轴存在较大夹角的影响。一般设计人员实现很难预估算出结构的最不利地震作用方向， 因此可以先取初始值 00，SATWE 计算后会在计算书中输出结构最不利方向角，如果这个角 度与主轴夹角大于15，就应将该角度输入重新计算，以考虑最不利地震作用个方向的 影响。 7.1.1.2 混凝土容重（KN/m3） 程序钢筋混凝土容重初始值为 25.0 KN/m3，以用于一般工程，考虑抹灰装修荷载可以 取到 2628 KN/m3。

4、 7.1.1.3 钢材容重（KN/m3）程序钢材容重初始值为 78.0 KN/m3，适合于一般工程，考虑钢构件表面装饰和防火涂 层重量时，应按实际情况修改此参数。 7.1.1.4 裙房层数对带裙房的高层结构应输入裙房（含地下室）层数，作为带裙房的塔楼结构剪力墙底 部加强区高度的判断依据。初始值为 0。 7.1.1.5 转换层所在层号 为了实现规范对转换构件地震内力放大的规定，如结构有转换层则必须输入转换层号， 程序不能自动搜索转换构件和自动判断转换层，须由设计人员指定，程序允许输入多个转 换层号，数字之间以逗号或者空格隔开，初始值为 0。注意如果结构带有地下室，则转换 层号应从地下室起算。 7

5、.1.1.6 地下室层数 如有地下室应该输入地下室楼层数，初始值为 0。当地下室与上部结构共同作结构分 析时，可通过该参数来屏蔽地下室部分的风荷载，并提供地下室外围回填土的约束作用数 据。 7.1.1.7 墙元细分最大控制长度该参数用来控制对剪力墙进行有限元分析的精度，限定值范围为 1.05.0，初始值为 2.0，一般工程可取初始值，框支剪力墙结构可取 1.5 或 1.0。 7.1.1.8 对所有楼层强制采取刚性楼板假定 初始值为不选择该项，如果设定了弹性楼板或者楼板开大洞，在计算位移、周期等控 制参数时，应该选择该项，以满足规范要求的计算条件将弹性楼板强制为刚性楼板参与计 算；但是进行配筋和

6、其他计算分析时，仍然应按照弹性板来算。对于复杂结构，如不规则 坡屋顶、体育看台、工业厂房以及错层或带夹层的结构不应采用强制刚性楼板假定。 7.1.1.9 墙元侧向节点信息选择“出口节点” ，墙元的变形协调性好，计算准确，但计算速度较慢。对于多层结构， 由于剪力墙较少，工程规模较小，可选择“出口节点” 。 选择“内部节点” ，计算速度快， 效率高，但是计算精度稍有降低。对于高层结构，由于剪力墙较多，工程规模较大，可选 择“内部节点” 。 7.1.1.10 墙梁转框架梁的控制跨高比（0 为不转换）对于一根梁，程序是按连梁还是按框架梁计算，对结构的整体刚度、周期、位移以及 内力计算都是有影响的。目前

7、程序能够自动识别的墙梁仅局限于规则的，上下楼层洞口对 齐的情况，对于洞口不对齐或者墙厚有变化等特殊情况，设计人员应该自己认真核对。同 时规范规定，当剪力墙开洞形成的连梁跨高比不小于 5 时宜按照框架梁进行设计。程序初 始值为 0，设计人员可以根据实际情况自行调整。 7.1.1.11 结构材料信息 此处共有五个选项，即钢筋混凝土结构、钢与混凝土组合结构、有填充墙钢结构、无 填充墙钢结构、砌体结构。按工程实际情况设定结构材料信息即可。但是需要注意的是， 型钢混凝土和钢管混凝土结构应该属于钢筋混凝土结构，而不是钢结构；无填充墙钢结构 的基本风压取值应该按照实际情况进行折减。 7.1.1.12 结构体

8、系这个参数用来对应规范中相应的调整系数，按工程实际情况选择即可。这里提醒一点， 对于有较强竖向支撑的钢框架结构可以设置为框剪结构。 7.1.1.13 恒活荷载计算信息 这是竖向力控制参数，程序设有五个选项。不计算横活荷载：即不计算竖向力，仅用 于研究分析。一次性加载：采取整体刚度一次加载模型，主要用于多层结构、钢结构和有 上传荷载（如：吊柱等）的结构。模拟施工加载 1：采取整体刚度分层加载模型，适用于 多高层结构，但不适应有吊柱的情况。模拟施工加载 2：适用于框筒结构向基础软件传递 荷载但不要传递刚度。模拟施工加载 3：采用分层刚度分层加载模型，适用于多高层无吊 车结构，比其他几种加载方式更符

9、合工程实际情况，一般推荐优先使用。 7.1.1.14 施工次序这个参数主要是为了解决在模拟施工加载时适应多塔、连体等复杂结构的施工次序调 整问题。 7.1.1.15 风荷载计算信息 这里有两个选项，即不计算风荷载和计算（X、Y 两个方向的）风荷载，程序初始值为 计算风荷载。 7.1.1.16 地震作用计算信息 这是地震作用控制参数，程序设有三个选项。不计算地震作用，计算水平（X、Y 向） 地震作用，计算水平地震作用和竖向地震作用。一般根据工程实际情况，按照规范要求选 择即可。 7.1.1.17 结构所在地区可以选择全国、上海和广东。根据工程实际情况选择即可。7.1.2 风荷载信息 本页是与风荷

10、载计算有关的信息，共 11 个参数.如果在第一中选择了不计算风荷载， 则可以不考虑本页参数的取值。 7.1.2.1 地面粗糙度列别 荷载规范将地面粗糙度类别分为 A、B、C、D 四类，程序初始值取 B。设计人员根据工 程实际情况取值即可。 7.1.2.2 修正后的基本风压 程序初始值为 0.3，一般工程根据实际情况取值即可。当工程中遇到没有 100 年一遇的基 本风压资料时，可以近似的将 50 年一遇的基本风压乘以 1.1 的增大系数采用。 7.1.2.结构基本周期 结构基本周期值可以根据可以根据规范的经验公式计算取值输入；也可以采用程序简 化计算的初始值先计算一遍，然后取输出的计算书中结构第

11、一平动周期值重算。 7.1.2.体型分段数 7.1.2.各段最高层号 7.1.2.各段体型系数以上三个参数需啊哟根据规范的规定，按照工程实际情况输入。 7.1.2.设缝多塔背风面体型系数 对于设缝的多塔结构，风两侧的墙体很少或者根本不受风荷载的影响，程序通过此参 数对背风面风荷载进行修正。程序初始值为 0.5，一般按实际情况输入背风面的体型系数。 如果改制取 0 则表示背风面不考虑风荷载作用的影响。为了使本参数能够得到有效使用， 必须在“多塔结构补充定义”中指定结构的背风面的确切位置。7.1.3 地震信息 在抗震设防烈度为 6 度及其以下地区的建筑物可以不计算地震作用效应，但仍需采取 相应的抗

12、震构造措施。 7.1.3.1 结构规则性信息此项目前还不起作用。 7.1.3.2 设计地震分组规范将涉及地震分为三组，具体工程根据实际情况按照规范选择即可。初始值为第一 组。 7.1.3.3 设防烈度该参数共有 6 个选项，6（0.05g） 、7（0.10g） 、7（0.15g） 、8（0.20g） 、8（0.30g） 、 9（0.40g） 。根据工程实际情况，按照规范要求选取即可。 7.1.3.4 场地类别该参数共有 5 个选项，0 代表上海地区，1、2、3、4 代表全国其他地区的 、类场地。 7.1.3.5 框架抗震等级 7.1.3.6 剪力墙抗震等级以上两个参数分别各有 5 个选项，0、

13、1、2、3、4、5 分别代表抗震等级为特一级、一 级、二级、三级、四级和没有抗震构造要求。 7.1.3.7 按中震（或大震）不屈服做结构设计 新版本的 SATWE 软件增加了两种性能设计的选择，即中震（或大震）的弹性设计和中震（或大震）的不屈服做结构设计。进行中震（或大震）的不屈服做结构设计时选择该项， 同时还应按抗震等级修改“多遇地震影响系数最大值” ，一般情况 max中震取 2.8 倍小震 值，大震取 4.56 倍的小震值。进行中震（或大震）的弹性设计时不选择该项，此时地震 最大影响系数取为中震（或大震）值，构建抗震等级取“5-不考虑” ，即取消地震组合内力 调整。 7.1.3.8 考虑偶

14、然偏心对于多高层建筑结构，通常应该选择考虑偶然偏心；对于平面规则的建筑结构可以不 考虑偶然偏心。程序初始值为不选择。 7.1.3.9 考虑双向地震作用对于质量和刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转 影响。允许同时选择考虑偶然偏心和双向地震作用，程序会自动按照规范要求分别计算， 不进行叠加，而是取最不利结果。 7.1.3.10 计算振型个数通常计算振型数应不小于 3，且应该为 3 的倍数，也不应大于楼层数的 3 倍。对于高 层结构、不规则结构考虑平扭藕联计算时振型数应不小于 15，对于多塔结构振型数不应小 于塔楼数的 9 倍，并且计算振型数应该使振型参与质量不小于总质

15、量的 90%。一般对于复 杂结构振型数应该取得多些，对于简单规则的结构振型数可以相对取得少些。 7.1.3.11 活荷载质量折减系数该参数指的是计算重力荷载代表值时的活荷载组合系数，一般按初始值取 0.5。该参 数只改变楼层质量，不改变竖向荷载总值，即对竖向荷载作用下的内力计算没有影响。 7.1.3.12 周期折减系数周期折减的目的是为了考虑框架结构和框剪结构的填充墙刚度对计算周期的影响，具 体是用折减周期的办法来放大地震作用力从而使结构偏于安全。周期对于框架结构如果填 充墙较多，周期折减系数可取 0.60.7，若填充墙较少可取 0.70.8，对于框架剪力墙结 构可取 0.80.9，对于纯剪力

16、墙结构的周期可不折减。这里需要说明的是周期折减并不改 变结构的自振特性，只改变地震影响系数。 7.1.3.13 结构的阻尼比（%）结构的阻尼比是反映结构内部咋动力作用下相对阻力情况的参数。设计人员根据规范 规定和工程实际情况输入结构的阻尼比即可，一般钢筋混凝土结构可取初始值 0.05，钢结 构可取 0.02，混合结构可取 0.03。 7.1.3.14 特征周期 Tg(s)根据抗震规范按照工程实际情况输入即可。 7.1.3.15 多遇地震影响系数最大值根据抗震规范按照工程实际情况输入即可。 7.1.3.16 罕遇地震影响系数最大值根据抗震规范按照工程实际情况输入即可。 7.1.3.17 斜交抗侧力构件方向附加地震数及相应角度（度）程序允许最多可附加 5 组地震，即附加地震数可在 05 之间取值，并在相应角度处输 入角度值。该角度是与 X 轴正方向的夹角，逆时针方向为正，个角度之间用逗号或空格隔 开。还可以在此处输入最大地震作用方向。在此处考虑多方向地震作用并不会改变风力的 方向。 7.1.3.18 查看和调整地震影响系数曲线程序在此处提