pkpmSATWE参数说明.docx

1、pkpmSATWE参数说明关于SATWE设计参数的分析前言：近期，国家修订了一批建筑设计规范，新的规范施行后，目前结构计算的主要软件PKPM系列也进行了升级。我院于2011年7月对结构计算软件pkpm进行了升级，目前使用版本为pkpm2010,关于新版本中SATWE设计参数的取值，做以下分析，供大家讨论。SATWE参数之“总信息”1、水平力与整体坐标夹角（度）：该参数为地震力、风力作用方向与结构整体坐标的夹角，逆时针方向为正。当需要进行多方向侧力计算时，可改变此参数，程序在形成SATWE数据文件时，自动考虑此参数的影响。程序隐含值0。 结构的参考坐标系建立以后，所求的地震力、风力总是沿着坐标系

2、的方向作用。但设计者注意以下情况：（1）设计应注意查看SATWE文本文件“周期、振型、地震力”WZQ.OUT。输出结果中给出了地震作用的最大方向是否与设计假定一致，对于大于15度时，应将此方向输入重新计算。（2）改变此参数后，地震作用和风荷载的方向将同时改变，而SATWE用户手册第六章第一节中关于振型的方向的说明中指出：对建筑结构而言，在某种意义上，两个第一侧移的方向角，就代表了水平地震作用的两个近似的最不利方向，当然这个方向也是别的水平力比如风荷载最用的近似最不利方向。所以根据此条说明，最不利的地震力、风力作用方向与结构整体坐标的夹角是一致的。2、混凝土容重（KN/m3）：程序隐含值25，用

3、于梁、板、柱和墙等混凝土构件自重的计算，程序中梁板、梁柱重叠部分均未扣除；对于一般的工程，考虑到混凝土构件饰面等做法不易在荷载输入中反映，设计者可调整此值为26。 3、钢材容重（KN/m3）：一般情况下，宜取78 KN/m3。程序隐含值78。 4、裙房层数：（1）改参数仅用作底部加强区高度的判断，规范针对裙房的其他相关规定，程序并未考虑。（2）程序不能自动识别裙房层数，需要人工指定。输入时，应从结构最底层起算（包括地下室），例如：地下室3层，地上裙房4层时，裙房层数应输入7. 5、转换层所在层号：如果有转换层，必须在此指定其层号，以便进行正确的内力调整。按自然层号填输，含地下室的层数。例如：地

4、下室3层，转换层位于地上3层时，转换层所在层号应输入6.根据高规中明确规定的两种带转换层结构，程序根据各自的特殊性，在“结构体系”选项中增加了“部分框支剪力墙结构”。（说明：高规中对两种带转换层结构的设计要求作出了规定，一部分是两种结构同时适用，另一部分是仅针对部分框支剪力墙结构的设计规定。如果设计者同时选择“部分框支剪力墙结构”并指定转换层所在层号，程序将自动执行高规中10.2节专门针对部分框支剪力墙结构的设计规定。对于水平转换构件和转换柱的设计要求，设计者还需在“特殊构件补充定义”中对构件属性进行指定，程序将自动执行相应的调整。6、嵌固端所在层号：这里的嵌固端指上部结构的计算嵌固端。程序缺

5、省的嵌固端所在层号为“地下室层数+1”。如果修改了地下室层数，应确认嵌固端所在层号是否需相应修改。判断嵌固端位置，设计者应根据规范中关于嵌固端应满足的几个条件进行判断，程序根据设计者输入嵌固端所在层号实现以下功能：（1） 确定剪力墙底部加强部位时，将起算层号取为（嵌固端所在层号-1）即将加强部位延伸到嵌固端下一层。（2） 自动将嵌固端下一层的柱纵筋相对上层对应位置柱纵筋增大10%；梁端弯矩设计值放大1.3倍。（3） 当嵌固端为模型底层时，刚度比限值取1.5.（4） 涉及到“底层”的内力调整等，程序针对嵌固层进行调整。7、地下室层数：该参数影响风荷载，地震作用计算，内力调整，底部加强区判断等众多

6、内容。是一项重要参数。8、墙元细分控制最大控制长度：这是在墙元细分时需要的一个参数，对于尺寸较大的剪力墙，在作墙元细分形成一系列小壳元时，为确保分析精度，要求小壳元的边长不得大于给定限值Dmax。程序隐含值为Dmax=1.0。用PKPM2010版本读入旧版数据时，应将该尺寸修改为1米或更小，否则将影响结果的准确性。9、转换层指定为薄弱层：程序中转换层默认不作为薄弱层，需设计者指定。此选项勾选与在“调整信息”中“指定薄弱层号”中直接填写转换层层号的效果是一致的。10、对所有楼层采用刚性楼板假定：改选项可能改变结构初始的分析模型，其适用范围是有限的。当计算结构位移比和周期比时，建议选择此项。应该注

7、意的是，除了位移比和周期比计算，其他的结构分析、设计均不应选择此项。此外，程序对于地下室楼层总是强制采用刚性楼板假定。位移计算时，不论是否开大洞或不规则，必须是刚性板假定。关于结构分析中楼板刚度的合理假定问题：在SATWE软件提供的几种弹性楼板假定中，弹性楼板6适用于板柱结构和板柱抗震墙结构，弹性楼板3适用于厚板转换层结构，弹性膜适用于空旷的工业厂房和体育场馆结构、楼板局部开大洞结构、楼板平面较长或有较大凹入以及平面弱连接结构。对于量大面广的普通工程，其楼板一般都不特殊，都可以简单地采用刚性楼板假定。绝大多数结构的楼板都是规则的没有开大洞的。结构在没有定义成弹性板的情况下，程序自动定义为刚性板

8、的，可在“特殊构件”下的“刚性板号”按钮来查询。对于大多数楼板比较规则的结构来说，定义没定义刚性板结果相差不大。但是对复杂楼板结构来说如厚板转换、无梁楼盖、狭长楼板、连体结构等等是不是定义刚性楼板相差很大，严格来说刚性楼板假定就不适用这种结构。11、强制刚性楼板假定时保留弹性板面外刚度： 如前所述，程序对于地下室楼层总是强制采用刚性楼板假定。而刚性楼板假定是不考虑板面外刚度的，因此对于板柱体系的地下室，将无法考虑板面外刚度，从而影响柱内力计算。所以勾选此选项时，对于弹性板3和弹性板6，只在楼板面内进行强制刚性楼板假定，弹性板面外刚度仍按实际情况考虑。对于板柱体系外的结构，如有类似需要，同样可勾

9、选此项。12、墙元侧向节点信息：程序强制为“出口”使分析结果更符合剪力墙的实际。 13、结构材料信息：共5个选项：钢筋砼结构；钢与砼混合结构；有填充墙钢结构；无填充墙钢结构；砌体结构。按具体情况选取。 14、结构体系：这个参数用来对应规范中相应的调整系数。按结构布置的实际状况确定。共分：框架结构、框剪结构、框筒结构、筒中筒结构、板柱剪力墙结构、剪力墙结构等，共15种类型。确定结构类型即确定与其对应的有关设计参数。 15、恒、活载计算信息：这是竖向力计算控制参数。包括以下选项：“不计算恒活荷载”，“一次性加载”，“模拟施工加载1”，“模拟施工加载2”， “模拟施工加载3”.“模拟施工加载1”按照

10、模拟施工加荷方式计算竖向力；“模拟施工加载2”按照模拟施工加荷方式计算竖向力，同时在分析过程中将竖向构件（柱、墙）的轴向刚度放大，以削弱竖向荷载按刚度的重分配。这样做使得柱和墙上分得的轴力比较接近，接近手算结果，传给基础的荷载更为合理。“不计算恒、活荷载”即不计算竖向力。 “一次性加载”可用于多层。“模拟施工荷载1” 用于高层结构计算，“模拟施工荷载2”仅用于高层基础计算。“模拟施工加载3”是对“模拟施工加载1”的改进，但是对于传力复杂的结构，选取“模拟施工加载3”中的逐层施工，可能会因为缺少上部构件刚度贡献而导致上传荷载的丢失。在设计中应注意对计算结果进行判断。16、模拟施工次序信息：当“模

11、拟施工荷载1”能正常计算，“模拟施工荷载3”不能正常计算时，应注意检查模拟施工次序的定义是否正确。17、风荷载计算信息：程序提供两类风荷载：一是根据荷载规范风荷载的公式自动计算水平风荷载；适用于大部分工程。二是自定义的特殊风荷载。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：空旷结构，体育场馆，工业厂房，轻钢屋面，有大悬挑结构的广告牌，候车站，收费站等，普通风荷载的计算方式可能不满足要求，此时可选取此项，进行更精细的计算。18、地震作用计算信息：共4个选项：（1） 不计算地震作用，用于非地震区（无抗震设防要求）；（2） 计算水平地震作用，用于6-8度区；（3） 计算水

12、平和规范简化方法竖向地震作用，用于9度区抗震设防的高层建筑。按抗规5.3.1条规定方法进行计算。（4） 计算水平和反应谱方法竖向地震作用，用于9度区抗震设防的高层建筑8度抗震设防的大跨度或长悬臂结构8度抗震设防的带转换结构的转换构件8度抗震设防的连体结构的连接体。19、结构所在地区：根据建筑物所在地区所在用的规程进行计算。20、特征值求解方式：仅在选择了“计算水平和反应谱方法竖向地震作用”时，才有此选项。（1） 水平振型和竖向振型整体求解：只做一次特征值分析。（2） 水平振型和竖向振型独立求解：做两次特征值分析。21、“规定水平力”的确定方式：（1）楼层剪力差方法（规范方法）（2）节点地震作用

13、CQC组合方法用户手册无该项说明。SATWE参数之“风荷载信息”1 地面粗糙度类别：分为A、B、C、D类。一般地质勘察报告上会给出；若没有，见荷规7.2.1条，根据建筑物周边环境采取相应类别。 2、修正后的基本风压：风荷载基本值的重现期为50年一遇，见荷规附录D；高规4.2.2条规定：对风荷载比较敏感的高层建筑，应采用基本风压值的1.1倍。 3、结构基本周期（秒）：设计者可以分别指定X向和Y向的基本周期。（目前程序不给出这两个结果，且荷载规范关于“脉动增大系数”的计算公式中采用的是结构的基本周期）结构基本周期的缺省值由经验公式确定，一般情况下经结构整体计算后，察看结构的基本周期，需重新填输计算

14、值重算，这样保证风荷载计算更准确。用经验公计算初始值即：框架结构T=(0.08-0.10)N；框剪结构、框筒结构T=(0.06-0.08)N；剪力墙结构、筒中筒结构T=(0.05-0.06)N。其中N为结构层数。4、风荷载作用下结构的阻尼比：在“脉动增大系数”的计算中，根据不同材料形式，选取不同取值，见荷载规范中条文说明。5、承载力设计时风荷载效应放大系数：高规4.2.2条规定：对风荷载比较敏感的高层建筑，承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。新规范中关于“比较敏感”的定义，可参考高规4.2.2条文说明，一般以60米为分界线。超过60米为“比较敏感”。6、用于舒适度验算的风压，阻尼比：按高规

15、中要求进行输入。7、考虑风振影响：按荷载规范中要求，当结构基本自振周期T0.25s时，以及等于高度超过30m且高宽比大于1.5的高柔房屋，由风引起的结构振动比较明显，而且随着结构自振周期的增长，风振也随着增强，因此在设计中应考虑风振的影响。对于T0.25s的结构和高度小于30m或高宽比小于1.5的房屋，原则上也应考虑风振影响，但经计算表明，这类结构的风振一般不大，此时往往按构造要求进行设计，结构已有足够的刚度，因而一般不考虑风振影响也不至于会影响结构的抗风安全性。8、体型系数：指的是含高度变化等因素的综合系数，应据荷规7节、高规4.2.3条确定。体型系数分段最多为3。 9、设缝多塔背风面体型系

16、数：对于设缝多塔结构，用户可指定各塔的挡风面，程序在计算风荷载时会自动考虑挡风面的影响，并采用此处输入的背风面体型系数对风荷载进行修正。SATWE参数之“地震信息”由于设防烈度为6度时，某些房屋可不进行地震作用计算，但是仍应采取抗震构造措施，因此，若在总信息里选择了不计算地震作用，本菜单中地震烈度、框架抗震等级和剪力墙抗震等级仍按实际情况填写，其他参数可不必考虑。1、结构规则性信息：结构平面规则性判断见抗规表3.4.2-1、高规3.4节。结构竖向规则性判断见抗规表3.4.2-2、高规3.5节。 2、设计地震分组：见抗规附录A或地质勘察报告。 3、设防烈度：见抗规附录A或地质勘察报告，按抗规3.

17、1.3条调整。 4、场地类别：共分4类。由地质勘察报告提供，见抗规4.1节。 5、框架抗震等级：见抗规表6.1.2。 6、剪力墙抗震等级：见抗规表6.1.2。 7、考虑偶然偏心：见高规4.3.3条。计算单向地震作用时，应考虑偶然偏心的影响，附加偏心距可取与地震作用方向垂直的建筑物边长的5%。 8、考虑双向地震作用：见高规4.3.2条；抗规5.1.1条。该功能作为用户选项，考虑与否由用户自定。质量和刚度分布明显不对称的结构（初次整体计算后若发现楼层位移比或者层间位移比超过1.2），应计入双向地震作用下的扭转影响。考虑双向地震后，对于X和Y地震作用都作不同程度的放大。考虑双向地震时，内力组合不改变

18、。附注：无论结构是否规则，当不考虑双向地震作用时，除核算楼层层间位移外，其他地震作用效应均应考虑质量偶然偏心的不利影响。亦即高规4.6.3条注（抗震设计时，楼层层间最大位移与层高之比的限值不考虑偶然偏心的影响）位移比验算应采用偶然偏心地震结果；层间位移角验算则不必采用偶然偏心地震结果。具体操作原则：验算结构位移比时，总是要考虑偶然偏心；结构构件设计时，分下列两种情况处理；A：如果位移比超过1.2，则考虑双向地震，不考虑偶然偏心；B：如果位移比小于1.2，则不考虑双向地震，考虑偶然偏心。位移比控制、层间位移比控制高规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

19、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。最大位移：墙顶、柱顶节点的最大位移。平均位移：墙顶、柱顶节点的最大位移与最小位移之和除2。最大层间位移：墙、柱层间位移的最大值。平均层间位移：墙、柱层间位移的最大值与最小值之和除2。程序处理：针对此条，程序中对每一层都计算并输出最大水平位移、最大层间位移角、平均水平位移、平均层间位移角及相应的比值，用户可以一目了然地判断是否满足规范。注意：1) 验算位移比可以选择强制刚性楼板假定；2) 验算位移比需要考虑偶然偏心，验算层间位移角则不

20、需要考虑偶然偏；3) 位移比超过1.2，需要考虑双向地震。周期比控制高规3.4.5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。对于通常的规则单塔楼结构，如下验算周期比:根据各振型的平动系数、扭转系数区分出各振型分别是扭转振型还是平动振型；周期最长的扭振振型对应的就是第一扭振周期Tt，周期最长的侧振振型对应的就是第一侧振周期T1；计算Tt/T1，看是否超过0.9 (0.85)。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。这时应该将多塔结构分成多个单塔，按多个结构分别

21、计算、分别验算(注意不是在同一结构中定义多塔，而是按塔分成多个结构)。 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。9、计算振型个数：一般应大于9，不超过层数x3，以参与质量系数是否达到90%为准。在计算地震力时，振型个数的选取应是振型参与质量要达到总质量90%以上所需要振型数。但要注意以下几点：振型个数不能超过结构固有的振型总数，因一个楼层最多只有三个有效动力自由度，所以一个楼层也就最多可选3个振型。如果所选振型个数多于结构固有的振型总数，则会造成地

22、震力计算异常。对于进行耦联计算的结构，所选振型数应大于9个，多塔结构应更多些，但要注意应是3的倍数。对于一个结构所选振型的多少，还必须满足振型参与质量达到总质量的90%以上，可在WDISP.OUT文件里查看。o10、活荷重力荷载代表值系数：指的是计算重力荷载代表值时的活荷载组合值系数，一般为缺省值0.5。11、周期折减系数：高规4.3.17条规定：当非承重墙体为填充砖墙时，高层建筑结构的计算自振周期折减系数，可按下列规定取值：（1）框架结构0.60.7；框架剪力墙结构0.70.8；剪力墙结构0.91.0应当注意：周期折减是强制性条文，但折减多少则不是强制性条文，这就要求在折减时根据具体结构具体

23、情况慎重考虑，因为折减后影响地震力的大小，即影响结构内力和构件配筋，同时还影响结构的位移。12、结构的阻尼比：钢筋混凝土结构：0.05； 小于等于12层钢结构：0.03；大于12层纲结构：0.035。 13、特征周期：见抗规5.1.4条；特征周期值见抗规表5.1.4-2；附加周期值见抗规表5.2.7。 14、多遇地震最大影响系数：见抗规表5.1.4-1。高规表4.3.7-1。 15、罕遇地震最大影响系数：见抗规表5.1.4-1。高规表4.3.7-1。 16、斜交抗侧力构件方向附加地震数及相应角度：见抗规5.1.1。有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15度时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平

24、地震作用。针对这一条，程序增加了自动计算多方向水平地震作用的功能。用户可以根据需要指定多个（最多允许12个）地震作用方向，程序对每一地震方向进行地震反应谱分析，计算相应的构件内力。在构件设计阶段，也将考虑每一方向地震作用下构件内力的组合，这样不至于漏掉最不利情形，保证了结构设计的安全。具体操作：在相应角度输入框填入各角度值；该角度是与X轴正方向的夹角，逆时针方向为正，各角度之间以逗号或空格隔开。17、按中震（或大震）设计：这是针对结构抗震性能设计提供的选项18、地震影响系数最大值，用于12层以下规则砼框架结构薄弱层验算的地震影响系数最大值：按抗震规范表5.1.4-1多遇地震和罕遇地震输入19、

25、竖向地震参与振型数：水平振型和竖向振型独立求解时，填写此项。用于竖向地震的计算。20、竖向地震作用系数底线值：根据高规确定竖向地震作用的最小值，当采用振型分解反应谱法计算的竖向地震作用小于该值时，自动采用该参数确定的竖向地震作用。SATWE参数之“活载信息” 1、柱、墙设计时活荷载：见荷规4.1.2。对于一般的民用建筑勾选“折减”，非民用建筑时根据实际情况另议。 2、传给基础的活荷载：见荷规4.1.2。对于一般的民用建筑勾选“折减”，非民用建筑时根据实际情况另议。 3、梁活载不利布置最高层号：按自然层号填入，输0表示不考虑活荷载的不利布置。对于多层结构，一般可以考虑活荷载的不利布置，运算量不是

26、很大。对于高层结构，由于层数和各层的房间很多，活载在各层的分布情况繁多，难以计算；另由于活载在高层建筑中所占的比重很小，一般只占全部重力的15%20%，活荷载不利分布影响较小，因此，一般情况下，可不考虑活荷载的不利分布。但是当活荷载较大时，其不利分布对梁的弯矩影响较大，应考虑活荷载的不利布置。4、柱、墙、基础活荷载折减系数：一般可采用程序默认值，见荷规表4.1.2。5、考虑结构使用年限的活荷载调整系数：设计使用年限为50年时取1.0，100年时取1.1SATWE参数之“调整信息”1、梁端负弯矩调整系数：在竖向荷载作用下，钢筋混凝土梁允许考虑混凝土的塑性变形内力重分布，适当减小支座负弯矩，相应增

27、大跨中正弯矩，调幅系数在0.81.0之间选取，隐含值0.85。2、梁活荷载内力放大系数：高层结构中，如果没有考虑活荷载的不利布置，可将梁弯矩乘以此放大系数近似考虑，通常取为1.11.3，活荷载大时可取较大值。弯矩放大对正负弯矩同时放大。 3、梁扭矩折减系数：一般结构中的梁受到楼板和与之相交梁的约束作用，无约束的独立梁很少，其受力性能与无约束的独立梁有很大的不同。当结构计算中未考虑楼盖对梁的约束作用时，梁的扭转变形与扭矩值计算过大，与实际不符，造成抗扭截面设计比较困难，因此应该对梁的计算扭矩予以适当折减。梁的扭矩折减系数与梁的位置和楼板厚度有很大关系，设计者可根据中梁、边梁、有无次梁支撑和板厚等

28、综合考虑。程序隐含值为0.4，当梁的两侧开洞时不予折减，但是SATWE目前不能对单个梁进行指定，设计者可根据实际情况判断。4、连梁刚度折减系数：抗震设计时，可考虑在不影响连梁承受竖向荷载能力的前提下，允许其适当开裂（降低刚度）而把内力转移到墙体等其他构件上。通常，设防烈度低时可少折减一些（6、7度时可取0.7），设防烈度高时可多折减一些（8、9度时可取0.5）。连梁刚度折减系数不宜小于0.5。对框架-剪力墙结构中一端与柱连接、一端与墙连接的连梁和剪力墙结构中跨高比较大的连梁其重力作用效应比风荷载或水平地震作用效应更为明显，折减系数不宜过大，以控制正常使用阶段梁裂缝的发生和开展。对于风荷载控制的

29、结构其连梁刚度折减系数不宜小于0.7。连梁刚度折减系数程序隐含值0.7。5、中梁刚度放大系数：对于现浇楼板，采用刚性楼板假定时，楼板作为梁的翼缘，在分析中可用此系数来考虑楼板对粱的刚度的贡献，BK一般可在1.02.0之间选取。程序自动搜索中梁和边梁，只有一侧与刚性楼板相连的中梁或边梁的刚度放大系数取为(BK+1.0)/2。一般情况下，现浇楼板作为楼面梁的有效翼缘，仅在结构整体计算时和正常使用极限状态时考虑，在承载能力极限状态时往往不予考虑，而作为结构的安全储备。6、梁刚度系数按2010规范取值：考虑到楼板作为翼缘对梁刚度的贡献时，对于每根梁，由于截面尺寸和楼板厚度的差异，其刚度放大系数可能各不

30、相同。 选取此项后，程序根据混凝土规范自动计算每根梁的楼板有效翼缘宽度，按照T行截面与梁截面的刚度比例，确定每根梁的刚度系数。7、调整与框支柱相连的梁内力：有时勾选。见高规10.2.17条。 8、托墙梁刚度放大系数：在程序计算中，框支转换时，转换梁采用的是杆系模拟，即将梁模拟为位于中性轴的一根杆单元。而墙单元采用的是壳元模型。这就造成梁上表面与墙下边缘变形的不一致。而现实中，梁上表面与墙下边缘变形必然是一致的。造成梁刚度偏弱，梁配筋结果偏大.设计者在转换梁配筋时，不必对配筋进行放大，可根据计算结果，实配钢筋接近即可。9、实配钢筋超配系数：隐含值1.15。对于9度设防的各类框架和一级抗震等级的框

31、架结构，框架梁和连梁端部剪力，框架柱端部弯矩，剪力调整应按照实配钢筋和材料强度标准值来计算实际承载设计内力，但在计算阶段，无法得到实配钢筋的结果，只能采用此参数来近似计算。10、指定薄弱层个数及相应的各薄弱层层号：一般事先难以确定，可经SATWE整体计算后，查看计算结果再输入重算。11、薄弱层地震内力放大系数：抗震规范3.4.4-2规定为1.15，高规3.5.8规定为1.25（条文说明10.2.4）。12、地震作用调整： 11-1、全楼地震作用放大系数：这是地震力调整系数，可通过次参数来放大地震作用，提高结构的抗震安全度（找不到规范依据，可配质量参与系数使用）。 11-2、0.2Qo调整起、止层号：按自然层的起、止层号填入。抗规6.2.13条规定，侧向刚度沿竖向分布