pkpm参数意义与调整

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pkpm参数意义与调整pkpm参数意义与调整高层结构设计中六个“比”的控制与调整-----SATWE电算结果与规范条文的对照理解1.位移比（层间位移比）:1.1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。（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。最大层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值。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。1.3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。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。1.2相关规范条文的控制：[抗规]3.4.2条规定，建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则,对称,并应具有良好的整体性,当存在结构平面扭转不规则时,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),不宜大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍。 [高规]4.3.5条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，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***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]4.6.3条规定，高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层间之比（即最大层间位移角）Δu/h应满足以下要求：结构休系Δu/h限值框架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1/10001.4电算结果的判别与调整要点:PKPM软件中的SATWE程序对每一楼层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，详位移输出文件WDISP.OUT。但对于计算结果的判读,应注意以下几点：（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;（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2．周期比：2.1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。2.2相关规范条文的控制：[高规]4.3.5条规定，结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比（即周期比），***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。[高规]5.1.13条规定，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%。2.3电算结果的判别与调整要点:(1).计算结果详周期、地震力与振型输出文件。因SATWE电算结果中并未直接给出周期比,故对于通常的规则单塔楼结构，需人工按如下步骤验算周期比:a）根据各振型的两个平动系数和一个扭转系数(三者之和等于1)判别各振型分别是扭转为主的振型（也称扭振振型）还是平动为主的振型（也称侧振振型）。一般情况下，当扭转系数大于0.5时,可认为该振型是扭振振型,反之应为侧振振型。当然，对某些极为复杂的结构还应结合主振型信息来进行判断；b）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；c）计算Tt/T1，看是否超过0.9(0.85)。对于多塔结构周期比，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)。 (2).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。(3).振型分解反应谱法分析计算周期，地震力时，还应注意两个问题，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总质量的90%作为唯一的条件进行判别。(4).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结构外圈，或者削弱内筒。(5).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。3刚度比3.1名词释义：刚度比指结构竖向不同楼层的侧向刚度的比值（也称层刚度比），该值主要为了控制高层结构的竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层。对于地下室结构顶板能否作为嵌固端，转换层上、下结构刚度能否满足要求，及薄弱层的判断，均以层刚度比作为依据。[抗规]与[高规]提供有三种方法计算层刚度，即剪切刚度（Ki=GiAi/hi）、剪弯刚度（Ki=Vi/Δi）、地震剪力与地震层间位移的比值（Ki=Qi/Δui）。3.2相关规范条文的控制：[抗规]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；[高规]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%；[高规]5.3.7条规定，高层建筑结构计算中，当地下室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；[高规]10.2.3条规定，底部大空间剪力墙结构，转换层上部结构与下部结构的侧向刚度，应符合高规附录E的规定：E.01)底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构，可近似采用转换层上、下层结构等效刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化，非抗震设计时γ不应大于3，抗震设计时不应大于2。E.02)底部大空间层数大于一层时，其转换层上部框架-剪力墙结构的与底部大空间层相同或相近高度的部分的等效侧向刚度与转换层下部的框架-剪力墙结构的等效侧向刚度比γe宜接近1，非抗震设计时不应大于2，抗震设计时不应大于1.3。3.3电算结果的判别与调整要点: （1）规范对结构层刚度比和位移比的控制一样，也要求在刚性楼板假定条件下计算。对于有弹性板或板厚为零的工程，应计算两次，在刚性楼板假定条件下计算层刚度比并找出薄弱层，然后在真实条件下完成其它结构计算。（2）层刚比计算及薄弱层地震剪力放大系数的结果详建筑结构的总信息WMASS.OUT。一般来说，结构的抗侧刚度应该是沿高度均匀或沿高度逐渐减少，但对于框支层或抽空墙柱的中间楼层通常表现为薄弱层，由于薄弱层容易遭受严重震害，故程序根据刚度比的计算结果或层间剪力的大小自动判定薄弱层，并乘以放大系数，以保证结构安全。当然，薄弱层也可在调整信息中通过人工强制指定。（3）对于上述三种计算层刚度的方法，我们应根据实际情况进行选择：对于底部大空间为一层时或多层建筑及砖混结构应选择“剪切刚度”；对于底部大空间为多层时或有支撑的钢结构应选择“剪弯刚度”；而对于通常工程来说，则可选用第三种规范建议方法，此法也是SATWE程序的默认方法。4．刚重比4.1名词释义：结构的侧向刚度与重力荷载设计值之比称为刚重比。它是影响重力二阶效应的主要参数,且重力二阶效应随着结构刚重比的降低呈双曲线关系增加。高层建筑在风荷载或水平地震作用下,若重力二阶效应过大则会引起结构的失稳倒塌，故控制好结构的刚重比，则可以控制结构不失去稳定。4.2相关规范条文的控制：[高规]5.4.4条规定:1.对于剪力墙结构,框剪结构,筒体结构稳定性必须符合下列规定:2.对于框架结构稳定性必须符合下列规定:Di*Hi/Gi>=104.3电算结果的判别与调整要点:1.按照下式计算等效侧向刚度：2.对于剪切型的框架结构,当刚重比大于10时，则结构重力二阶效应可控制在20%以内,结构的稳定已经具有一定的安全储备；当刚重比大于20时,重力二阶效应对结构的影响已经很小,故规范规定此时可以不考虑重力二阶效应。 3.对于弯剪型的剪力墙结构、框剪结构、筒体结构，当刚重比大于1.4时，结构能够保持整体稳定；当刚重比大于2.7时，重力二阶效应导致的内力和位移增量仅在5%左右，故规范规定此时可以不考虑重力二阶效应。2.若结构刚重比(Ejd/GH2)>1.4,则满足整体稳定条件,SATWE输出结果参WMASS.OUT,3.高层建筑的高宽比满足限值时，可不进行稳定验算，否则应进行。4.当高层建筑的稳定不满足上述规定时，应调整并增大结构的侧向刚度。5、剪重比:5.1名词释义：剪重比即最小地震剪力系数λ，主要是控制各楼层最小地震剪力，尤其是对于基本周期大于3.5S的结构,以及存在薄弱层的结构,出于对结构安全的考虑,规范增加了对剪重比的要求。5.2相关规范条文的控制：[抗规]5.2.5条与[高规]3.3.13条规定，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力不应小于下表给出的最小地震剪力系数λ。类别7度7.5度8度8.5度9度扭转效应明显或基本周期小于3.5S的结构0.0160.0240.0320.0480.064基本周期大于5.0S的结构0.0120.0180.0240.0320.0405.3电算结果的判别与调整要点:(1).对于竖向不规则结构的薄弱层的水平地震剪力应增大1.15倍，即上表中楼层最小剪力系数λ应乘以1.15倍。当周期介于3.5S和5.0S之间时，可对于上表采用插入法求值。(2).对于一般高层建筑而言,结构剪重比底层为最小,顶层最大,故实际工程中,结构剪重比由底层控制,由下到上,哪层的地震剪力不够，就放大哪层的设计地震内力.(3).结构各层剪重比及各楼层地震剪力调整系数自动计算取值,结果详SATWE周期、地震力与振型输出文件WZQ.OUT) (4).各层地震内力自动放大与否在调整信息栏设开关；如果用户考虑自动放大，SATWE将在WZQ.OUT中输出程序内部采用的放大系数.(5).六度区剪重比可在0.7％～1％取。若剪重比过小，均为构造配筋,说明底部剪力过小，要对构件截面大小、周期折减等进行检查;若剪重比过大，说明底部剪力很大，也应检查结构模型，参数设置是否正确或结构布置是否太刚。6、轴压比6.1名词释义：柱(墙)轴压比N/(fcA)指柱(墙)轴压力设计值与柱(墙)的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比。它是影响墙柱抗震性能的主要因素之一，为了使柱墙具有很好的延性和耗能能力，规范采取的措施之一就是限制轴压比。6.2相关规范条文的控制：[砼规]11.4.16条[抗规]6.3.7条,[高规]6.4.2条同时规定:柱轴压比不宜超过下表中限值。结构类型抗震等级一二三框架结构0.70.80.9框架抗震墙，板柱抗震墙筒体0.750.850.95部分框支抗震墙0.60.7--[砼规]11.7.13条[高规]7.2.14条同时规定:抗震设计时，一二级抗震等级的剪力墙底部加强部位，其重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比不宜超过下表中限值.关键词：PKPM设计计算1.风荷载　　风压标准值计算公式为:WK=βzμsμZW。其中:βz=1+ξυφz/μz在新规范中,基本风压Wo略有提高,而建筑的风压高度变化系数μE、脉动增大系数ξ、脉动影响系数υ都存在减小的情况。所以,按新规范计算的风压标准值可能比89规范大,也可能比89规范小。具体的变化包括下面几条:　　1)、基本风压:：新的荷载规范将风荷载基本值的重现期由原来的30年一遇改为50年一遇:新高规3.2.2条规定:对于B级高度的高层建筑或特别重要的高层建筑,应按100年一遇的风压值采用。 　　2)、地面粗糙度类别：由原来的A、B、C类,改为A、B、C、D类。C类是指有密集建筑群的城市市区；D类为有密集建筑群,且房屋较高的城市市区。　　3)、凤压高度变化系数：A、B、C类对应的风压高度变化系数略有调整。新增加的D类对应的风压高度变化系数最,比C类小20%到50%。　　4)、脉动增大系数:A、B、C类对应的脉动增大系数略有调整。新增加的D类对应脉动增大系数比89规范小,约5%到10%。与结构的材料和形式有关。　　5)、脉动影晌系数：在89高规中,脉动影响系数仅与地面粗糙度类别有关,对应A、B、C类的脉动影响系数分别为,0.48、0.53和0.63。在新规范中,脉动影响系数不仅与地面粗糙度类别有关,而且还与建筑的高宽比和总高度有关,其数值都小于89高规。如C类、高度为5Om、高宽比为3的建筑,υ=0.46,比89高规小28%,若为D类,则小37%。　　6)、结构的基本周期：脉动增大系数ξ与结构的基本周期有关(WoT12)。结构的基本周期可采用结构力学方法计算,对于比较规则的结构,也可以采用近似方法计算:框架结构T=(0.08-1.00)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。2.地震作用　　1）、抗震设防烈度：:新规范改变了抗震设防烈度与设计基本地震加速度值的对应关系,增加了7度(0.15g〉和8度(0.30g)两种情况(见新抗震规范表3.2.2)。　　2）、设计地震分组：新规范把直接影响建筑的设计特征周期Tg的设计近震、远震改为设计地震分组,分别为设计地震第一组、第二组和第三组。　　3)、特征周期值：比89规范增加了0.05s以上,这在一定程度上提高了地震作用。 　　4)、地震影响系数曲线：新规范5.1.5条,设计反应谱范围由原来的3s延伸到6s,分上升段、平台段、指数下降段和倾斜下降段四个区段。在5Tg以内与89规范相同,从5Tg起改为倾斜下降段,斜率为0.02。对于阻尼比不等于0.05的结构,设计反应谱在阻尼比ζ等于0.05的基础上调整。　　5）、扭转耦连：新高规3.3条规定,质量、刚度不对称、不均匀的结构,以及高度超过100m的高层建筑结构应采用考虑扭转稿连振动影响的振型分解反应谱法。　　6)、双向地震作用：新抗震规范5.1.1条规定，质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向地震作用下的扭转影响。　　7)、偶然偏心：新高规3.3.3条规定,计算地震作用时，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)、竖向地震作用：新规范5.3.1条规定,对于9度的高层建筑,其竖向地震作用标准值应按公式(5.3.1-1)和〈5.3.14〉计算,并宜乘以1.5的放大系数。相当于重力荷载代表值的33.4%:新规范5.3.3条规定,长悬臂和其它大跨度结构竖向地震作用标准值,8度、8.5度和9度时分别取重力荷载代表值的10%、15%和20%:新高规10.2.3条规定,带转换层的高层建筑结构,8度抗震设计时转换构件应考虑竖向地震影响。3.地震作用调整　　1）、最小地震剪力调整：:新规范5.2.5条规定,抗震验算时,结构任一楼层的水平地震的剪重比不应小于表5.2.5给出的最小地震剪力系数λ。对于竖向不规则结构的薄弱层,尚应乘以1.15的增大系数。　　2)、0.2Q0调整：新规范6.2.13条规定,侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框一剪结构,任一层框架部分的地震剪力,不应小于结构底部总地震剪力的20%和按框-剪结构分析的框架部分各楼层地震剪力中最大值1.5倍二者的较小值。　　3)、边榀地震作用效应调整：新规范5.2.3条规定,规则结构不进行扭转祸连计算时,平行于地震作用方向的两个边桶,其地震作用效应应乘增大系数。一般情况下,短边可按1.15采用,长边可按1.05采用:当扭转刚度较小时,宜按不小于1.3采用。软件未执行这一条。 4)、竖向不规则结构地震作用效应调整：新规范3.4.3条规定,竖向不规则的建筑结构,其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数:新高规5.1.14条规定,楼层侧向刚度小于上层的70%或其正二层平均值的80%时,该楼层地震剪力应乘1.15增大系数;新规范3.4.3条规定,坚向不规则的建筑结构,竖向抗侧力构件不连续时,该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25-1.5的增大系数。　　5〉、转换梁地震作用下的内力调整：新高规10.2.23条规定,转换梁在特一级和一、二级抗震设计时,其地震作用下的内力分别放大1.8、1.5、1.25倍。　　6)、框支柱地震作用下的内力调整：新高规10.2.7条规定,框支柱数目不多于10根时:当框支层为1一2层时各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的2%当框支层为3层及3层以上时,各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的3%:框支柱数目多于10根时,当框支层为1一2层时每层框支柱所承受剪力之和应取基底剪力20%,当框支层为3层及3层以上时,每层框支柱所承受剪力之和应取基底剪力3。她框支柱剪力调整后,应相应调整框支柱的弯矩及柱端梁的剪力、弯矩,框支柱的轴力可不调整。4．作用效应组合　　1)、作用效应组合基本公式非抗震设计时由可变荷载控制的组合zs=γGSGK+γJQJZ的iYQiSω非抗震设计时由永久荷载控制的组合zs=γGSGK+立的hSQik抗震设计时的组合。　　2)、恒荷载作用的分项系数：当其对结构不利时,对于可变荷载效应控制的组合,应取1.2,对于永久荷载效应控制的组合,应取l.35:当其对结构不利时,一般应取1.0。　　3)、可变荷载作用的分项系数和组合值系数：一般应取l.4；对于标准值大于4.OKN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载应取1.3；楼面活荷载的组合值系数见荷载规范表4.1.1,取值范围在0.7-0.9之间；风荷载的组合值系数为0.6；与地震作用效应组合时风荷载的组合系数为0.2。　　4)、地震作用的分项系数：一般应取1.3:当同时考虑水平、竖向地震作用时,应取0.5。 　　5〉、重力荷载代表值：新抗震规范5.1.3条规定,建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载组合值系数,应按表5.1.3采用。(与荷载规范表4.1.1不同〉5.设计内力调整　　1)、梁设计剪力调整：抗震规范第6.2.4条和高规第6.2.5、7.2.21条规定,抗震设计时,特一、一、二、三级的框架梁和抗震墙中跨高比大于2.5的连梁,其梁端截面组合的设计剪力值应调整。　　2)、柱设计内力调整：为了体现抗震设计中强柱弱梁概念设计的要求,抗震规范第6.2.2、6.2.3、6.2.6、6.2.10条和高规第4.9.2条规定抗震设计时,特一、一、二、三级的框架柱、框架结构的底层柱下端截面、角柱、框支柱的组合设计内力值应调整。　　3)、剪力墙设计内力调整：高规第7.2.10、10.2.14、4.9.2条规定,抗震设计时,特一、一、二、三级的剪力墙底部加强区和非加强区截面组合的设计内力值应调整。6.结构整体性能控制　　1)、位移控制：新高规的4.3.5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1.3倍。　　2)、周期控制：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0.850。 　　3〉、层刚度比控制：新抗震规范附录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；新高规的4.4.3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%；新高规的5.3.7条规定,高层建筑结构计算中,当地下室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:新高规的10.2.6条规定,底部大空间剪力墙结构,转换层上部结构与下部结构的侧向刚度,应符合高规附录D的规定。　　D.0.1：底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构,可近似采用转换层上、下层结构等效刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化,非抗震设计时γ不应大于3,抗震设计时不应大于2。　　D.0.2：底部为2-5层大空间的部分框支剪力墙结构,其转换层下部框架一剪力墙结构的等效侧向刚度与相同或相近高度的上部剪力墙结构的等效侧向刚度比γe宜接近1,非抗震设计时不应大于2,抗震设计时不应大于1.3。　　4)、层刚度比计算：高规附录D.0.l建议的方法一剪切刚度Ki=GiAi/hI高规附录D.0.2建议的方法一剪弯刚度Ki=Ai/Hi抗震规范的3.4.2和3.4.3条文说明中建议的计算方法:Ki=Vi/AIji新规范软件中提供前两种算法。　　5)、框剪结构中框架承担的倾覆力矩计算；新抗震规范第6.1.3条、高规8.1.3条规定,框架一剪力墙结构,在基本振型地震作用下,若框架部分承担的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定,柱轴压比限值宜按框架结构采用。抗震规范第6.1.3条的条文说明给出了框架部分承担的倾覆力矩的计算方法zMC=ZZVjh7.结构构件设计计算　　1〉、柱轴压比计算：新抗震规范6.3.7条、高规的6.4.2条和混凝土规范的11.4.16条,都规定了柱轴压比的限值,并规定建造于IV类场地且较高的高层建筑柱轴压比限值应适当降低。柱轴压比指柱考虑地震作用组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比:可不进行地震计算的结构,取无地震作用组合的轴压力设计值:　　2)、剪力墙轴压比计算：新抗震规范6.4.6条、高规的7.2.14条和混凝土规范的11.7.13条,都规定了剪力墙轴压比的限值。目前新规范程序给出各个墙肢的轴压比。 　　3)、剪力墙强区：底部加新抗震规范和新高规对剪力墙结构底部加强部位的定义略有不同,分别定义如下:　　新抗震规范6.1.10条规定,部分框支抗震墙结构的抗震墙,其底部加强部位的高度,可取框支层加上框支层以上两层的高度及落地抗震墙总高度的l/8二者的较大值,且不大于15m,其它结构的抗震墙,其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部二层高度二者的较大值,且不大于15m。　　新高规的7.1.9条规定,一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的l/8和底部二层高度二者的较大值,当剪力墙高度超过150m时,其底部加强部位的范围可取墙肢总高度的1/10。新高规的10.2.5条规定,带转换层的高层建筑结构,剪力墙结构底部加强部位可取框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的1/8二者的较大值。　　4)、剪力墙的约束边缘构件和构造边缘构件：　　新高规的7.2.15条规定,抗震设计时,一、二级剪力墙结构底部加强部位及以上一层的墙肢设置约束边缘构件,一、二级剪力墙的其它部位以及三、四级和非抗震设计的剪力墙墙肢均应设置构造边缘构件。　　5)、梁、柱、支撑、墙配筋计算：　　基本构件的设计公式都有不同程度改变。应用SATWE软件的几点问题在应用2002新规范版SATWE软件计算钢筋混凝土结构的工程实践中,就本人儿点认识,提出来和大家讨论(SATWE软件版本为2002年12月)。　　1.剪力墙配筋 　　SATWE根据新规范计算剪力墙配筋,增加了边缘构件计算,因此在其传统的平面配筋简图中表示的剪力墙墙柱(暗柱、端柱和翼墙)配筋不再作为配筋设计的直接依据,仅作为参考保留,设计墙柱配筋时应根据边缘构件配筋简图或剪力墙边缘构件输出文件SatbInb.out进行设计。但是SATWE目前还未将平面配筋简图和边缘构件配筋简图的内容结合在同一图形内统一表达,所以对墙体水平配筋值和超限信息依旧在平面配筋简图中表示,边缘构件配筋简图中仅表示墙柱设计配筋值及截面尺寸。因为平面配筋简图早为大家所熟知,而且比目前的边缘构件配筋简图和文本文件都来得直观,所以希望SATWE软件在这方面进行改进,以方便设计者使用。　　在目前的平面配筋简图中表示的墙柱配筋值指的是计算值而非设计值,未考虑最小配筋率等构造要求,当某段墙肢墙柱配筋值显示为0时,则表示该墙柱为构造配筋。需要注意的是,在边缘构件配筋简图中,虽然软件自动计算了墙柱的截面尺寸,但是出于某些原因该尺寸可能并不一定符合实际情况,需要设计者在设计时予以调整。另外,对顶部有小塔楼的结构,SATWE在计算底部加强部位范围时,对墙肢总高度的取值,是按首层楼面至小塔楼屋面的总高度计算的而不是按各墙肢自身总高度分别计算的,程序自动将底部加强部位向上延伸一层计算约束边缘构件。　　2.地下室结构'　　当墙体为挡土墙时,软件目前并未在平面配筋简图中给出墙体在平面外受力的配筋,所以若想得到这类墙体的配筋数据,应在文本文件中查询与该层对应的配筋文件。但是由于实际工程中情况千变万化,而软件又有一定的适用范围,所以对地下室挡土墙的计算还是以手算为好,当采用软件计算结果时,应注意人工复核。另外,对于有窗井的地下室结构,可以在PMCAD中建模,窗井顶部设置为全房间洞,SATWE软件可以计算窗井隔墙对竖向构件的侧向作用。对计算结果,亦应注意人工复核。　　3.带地下室结构嵌固层的选取 　　《高层建筑混凝土结构技术规程》第5.3.7条规定,当地下室顶板作为上部结构的嵌固层时,地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部楼层侧向刚度的2倍,而规范中设计内力调整系数所对应的底层即指嵌固层楼板。因此,正确选取嵌固层就成为结构整体计算是否正确的关键。但是目前软件尚无法自动判断嵌固层位置,而且工程实践中情况千差万别,要求软件做到自动判断亦十分困难,仍然需要设计者进行人工干预,软件为此提供了必要的条件。首先可以按实际地下室层数进行第一次计算,查文本文件中的"结构设计总信息",软件自动计算了楼层上下侧向刚度,这是结构自身的固有性质,不会因地下室层数的变化而改变,据此可以判断嵌固层的位置(当然,对一般工程来说,也可以根据规范提供的公式手算楼层侧向刚度比〉。然后根据嵌固层位置调整计算参数中的"地下室层数"进行第二次计算,SATWE将设计内力调整系数作用在地下室顶板上。但是对实际工程,地下室结构一般都有侧向土体约束,对带有多层地下室的结构,当地下室顶板不能作为嵌固层时,单纯将地下结构加入到主体结构中进行计算,即认为嵌固层位置在地下二层楼板处或更低,则可能造成结构的内力与位移计算结果不符合实际情况,甚至导致薄弱层位置变化等等。因此在设计时,应将两种计算结果进行比较,取最不利结果作为设计依据。应注意,SATWE允诈利用"地下室信息"里的"回填土对地下室约束刚度比"参数来控制地下室结构的水平位移,但是这一参数并不影响设计内力调整系数作用位置。另外,《建筑抗震设计规范》中关于"位于地下室顶板的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际受弯承载力之和"的规定,目前软件还没有考虑。　　4.结构扭转周期计算　　计算扭转时应按刚性板假定进行,而不应设置弹性板,否则计算出来的结构扭转周期和结构位移是不真实的。因此,当结构计算中需要指定某些板块为弹性板时,应先按无弹性板模型考查结构扭转是否合格,配筋设计时取两种模型计算的最不利结果作为设计依据。值得注意的是,不论是采用刚性板假定还是弹性板假定的计算,均要求每个方向结构的有效质量系月数不小于90%。　　5.错层结构的输入　　SATWE软件可以进行错层结构的计算,方法是在PMCAD建模时按实际情况输入错层平面,即对应每个错层平面应建立两个标准层,并将没有楼板的部分设置为全房间洞,SATWE软件会自动搜索判断错层并计算结构内力。在用PMCAD建模时,"输入次梁楼板"菜单里的两个参数"楼板错层"和"梁错层",常引起设计者的误会,以为这两个参数就是用来计算错层的,其实这两个参数 只影响画图,而不能用来计算错层。建议PMCAD在这里做一个提示,以免设计者因误会而造成错误。工程中有时会遇到剪力墙上因错层而造成门窗洞口被分为上下两部分的情况,此时应在洞口两侧增加节点,使下部墙体成为相互独立的两段墙,并在上部按实际连梁高度输入主梁。对于多塔结构,当各塔层高不同时,有的设计者也将其按错层输入,这是不正确的。对这种情况,可以在PMCAD建模时先按一种层高建模,然后在SATWE的"多塔楼定义"里,修改各塔层高。当然,在修改层高之前别忘了按实际情况先设置多塔。　　6.当某洞顶连梁(按洞口输入而不是按主梁输入)高度小于300m时,SATWE在计算内力时将忽略该梁的存在,亦不计算其配筋。对某些连梁超限的情况,当其破坏对承受竖向荷载无明显影响时,可考虑在大震作用下该连梁不参与工作,按独立墙肢进行第二次多遇地震作用下结构内力分析。为此,可以调整结构计算模型中的洞口高度,使洞顶连梁高度小于300,从而实现这一目的,避免了增加节点设置主梁的麻烦。配筋设计时,墙肢应按两次计算所得的较大内力进行配筋设计,连梁按实际截面计算,纵筋可按2.0%~2.5%的配筋率配置,并按实际配筋面积反算连梁弯矩来计算所需的箍筋面积,做到"强剪弱弯"。7.在SATWE"分析与设计参数补充定义"中,对考虑了双向地震力作用的结构,不应同时考虑按双偏压方法计算一般框架柱配筋。一般来说,对异型枉、角枉,应采用双偏压计算,对一般框架柱,则可以采用单偏压计算。需要指出的是,目前SATWE虽然要求设计者在"特殊构件补充定义"里定义角柱,但在结构计算时,如果设计者没有选择"按双偏压计算柱",则软件并不按双偏压方法计算设计者定义的角柱。所以,对框架角柱来说,应进行双偏压的补充验算。[PKPM2003.1P19]◆楼层最小地震剪力系数λ(剪质比)7度区0.016。《抗震》5.2.5◆大开洞问题：《高规》4.3.6-8◆弹性层间位移角限值［θe］：《抗震》5.5.1◆薄弱层弹塑性层间位移角限值［θp］：《抗震》5.5.5◆“刚域”：《高规》5.3.4◆规则结构不进行扭转耦联计算时……《抗震》5.2.3建筑结构估计水平地震作用扭转影响时，应按下列规定计算其地震作用和作用效应：1 规则结构不进行扭转耦联计算时，平行于地震作用方向的两个边榀，其地震作用效应应乘以增大系数。一般情况下，短边可按1.15采用，长边可按1.05采用；当扭转刚度较小时宜按不小于1.3采用2扭转耦联振型分解法计算时各楼层可取两个正交的水平位移和一个转角共三个自由度并应按下列公式计算结构的地震作用和作用效应确有依据时尚可采用简化计算方法确定地震作用效应。◆(顶塔楼)突出屋面梯间等放大系数3，《抗震》5.2.4-采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数3，此增大部分不应往下传递,但与该突出部分相连的构件应予计入；采用振型分解法时，突出屋面部分可作为一个质点；单层厂房突出屋面天窗架的地震作用效应的增大系数，应按本规范9章的有关规定采用。◆结构安全等级：分三级。一般建筑为二级。《混凝土结构设计规范》――3.2.1◆裂缝控制等级：分三级。《混凝土结构设计规范》3.3.3◆耐久性规定（环境类别）：《混凝土结构设计规范》3.4.1　　摘要：这是本人10年结构设计经验的总结，属于一家之言，看看也好，别太当真。欢迎交流探讨指教。　　关键词：结构设计　　这是本人10年结构设计经验的总结，属于一家之言，看看也好，别太当真。欢迎交流探讨指教。　　1.关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题：　　（1）.阳角面积在整个基础底面积中所占比例极小，干脆砍了。可砍成直角或斜角。　　（2）.如果底板钢筋双向双排，且在悬挑部分不变，阳角不必加辐射筋，谁见过独立基础加辐射筋的？当然加了也无坏处。（独立基础接近刚性角与薄底板受力差之远矣。独立基础有裂缝无妨，悬挑底板纵向为构造筋至阳角处双向为构造，加放射筋能抵抗集中应力，防止漏水，岂能马虎。）　　（3）.如果甲方及老板不是太可恶的话，可将悬挑板的单向板的分布钢筋改为直径12的，别小看这一改，一个工程省个3、2万不成问题。　　2.关于箱、筏基础底板的挑板问题： 　　（1）.从结构角度来讲，如果能出挑板，能调匀边跨底板钢筋，特别是当底板钢筋通长布置时，不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋，较节约。　　（2）.出挑板后，能降低基底附加应力，当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时，加挑板就可能采用天然地基。必要时可加较大跨度的周圈窗井。　　（3）.能降低整体沉降，当荷载偏心时，在特定部位设挑板，还可调整沉降差和整体倾斜。　　（4）.窗井部位可以认为是挑板上砌墙，不宜再出长挑板。虽然在计算时此处板并不应按挑板计算。当然此问题并不绝对，当有数层地下室，窗井横隔墙较密，且横隔墙能与内部墙体连通时，可灵活考虑。　　（5）.当地下水位很高，出基础挑板，有利于解决抗浮问题。　　（6）.从建筑角度讲，取消挑板，可方便柔性防水做法。当为多层建筑时，结构也可谦让一下建筑。　　3.关于箍筋在梁配筋中的比例问题（约10~20%）：　　例如一8米跨梁，截面为400X600，配筋：上6根25，截断1/3，下5根25，箍筋：8@100/200（4），1000范围内加密。纵筋总量：3.85*9*8=281kg，箍筋：0.395*3.5*50=69，箍筋/纵筋=1/4，如果双肢箍仅为1/8，箍筋相对纵筋来讲所占比例较小，故不必在箍筋上抠门。且不说要强剪弱弯。已经是构造配箍除外。　　4.关于梁、板的计算跨度：　　一般的手册或教科书上所讲的计算跨度，如净跨的1.1倍等，这些规定和概念仅适用于常规的结构设计，在应用日广的宽扁梁中是不合适的。梁板结构，简单点讲，可认为是在梁的中心线上有一刚性支座，取消梁的概念，将梁板统一认为是一变截面板。在扁梁结构中，梁高比板厚大不了多少时，应将计算长度取至梁中心，选梁中心处的弯距和梁厚，及梁边弯距和板厚配筋，取二者大值配筋。（借用台阶式独立基础变截面处的概念）柱子也可认为是超大截面梁，所以梁配筋时应取柱边弯距。削峰是正常的，不削峰才有问题。　　5. 纵筋搭接长度为若干倍钢筋直径d，一般情况下，d取钢筋直径的较小值，这是有个前提，即大直径钢筋强度并未充分利用。否则应取钢筋直径的较大值。如框架结构顶层的柱子纵筋有时比下层大，d应取较大的钢筋直径，甚至纵筋应向下延伸一层。其实，两根钢筋放一起，用铁丝捆一下，能起多大用，还消弱了钢筋与混凝土的握裹力。所以，钢筋如有可能尽量采用机械连接或焊接。（锚固搭接全靠混凝土握裹，铁丝捆一下仅作钢筋定位，如非受拉，远比焊接可靠.机械联接成本过高，若非钢筋直径过大（）25），能省则省。）　　6.钢筋锚固长度为若干倍钢筋直径d，这是在钢筋强度被充分利用的前提下的要求，在钢筋强度未被充分利用时，如梁上小挑沿纵筋，剪力墙的水平筋端部等，锚固长度可折减。如剪力墙的水平筋端部仅要求有10d的直钩即可。　　7.柱子造价在框架结构中是很小的，而在抗震时起的作用是决定性的。经实验，考虑空间作用时，柱子纵筋加大至计算值的2.5倍左右才可保证塑性铰不出现在柱子上。可不按计算配筋，大幅度增加纵筋，同时增大箍筋。（加大柱配筋能保证塑性铰不出现在柱子上，实验依据何在。常规0.8~1.0%柱配筋x2.5=2.0~2.5%，高得离谱。）　　8.抗震缝应加大，经统计，按规范要求设的防震缝在地震时有40%发生了碰撞。故应增大抗震缝间距。　　9.锚固？搭接？：例如，中柱节点处，框架梁下纵筋锚入柱内LAE，其搭接长度：2*LAE-柱宽，如钢筋直径25，LAE=40D，柱宽500，2*25*40-500=1500，既其搭接长度，已经达到了1500，远大于1.2*LAE=1200.而柱变断面，如上下柱断面相差50，上柱锚入下柱40D，此处按锚固还时搭接？　　10.关于回弹再压缩：基坑开挖时，摩擦角范围内的坑边的基底土受到约束，不反弹，坑中心的地基土反弹，回弹以弹性为主，回弹部分被人工清除。当基础较小，坑底受到很大约束，如独立基础，回弹可以忽略，在计算沉降时，应按基底附加应力计算。当基坑很大时，相对受到较小约束，如箱基，计算沉降时应按基底压力计算，被坑边土约束的部分当做安全储备，这也是计算沉降大于实际沉降的原因之一。 　　11.柱下条基一般认为在刚度较大，柱子轴力和跨度相差不大时，可按倒楼盖计算。实际大部分都可以按倒楼盖计算。即采用修正倒楼盖。先按平均反力计算连续梁，然后将求得的支座反力与柱子轴力相平衡，将差值的正值加到柱两边的1/3梁上，负值加在梁跨中1/3，相对来讲，跨中1/3的压应力较小。可能要修正多次，直到支座反力与柱子轴力接近平衡。　　12.主梁有次梁处加附加筋：一般应优先加箍筋，附加箍筋可认为是：主梁箍筋在次梁截面范围无法加箍筋或箍筋短缺，在次梁两侧补上，象板上洞口附加筋。附加筋一般要有，但不应绝对。规范说的清楚，位于梁下部或梁截面高度范围内的集中荷载，应全部由附加横向钢筋承担。也就是说，位于梁上的集中力如梁上柱、梁上后做的梁如水箱下的垫梁不必加附加筋。位于梁下部的集中力应加附加筋。但梁截面高度范围内的集中荷载可根据具体情况而定。当主次梁截面相差不大，次梁荷载较大时，应加附加筋。当主梁高度很高，次梁截面很小、荷载很小时，如快接近板上附加暗梁，主梁可不加附加筋。还有当主次梁截面均很大，如工艺要求形成的主次深梁，而荷载相对不大，主梁也可不加附加筋。总的原则，当主梁上次梁开裂后，从次梁的受压区顶至主梁底的截面高度的混凝土加箍筋能承受次梁产生的剪力时，主梁可不加附加筋。梁上集中力，产生的剪力在整个梁范围内是一样，所以抗剪满足，集中力处自然满足。主次深梁及次梁相对主梁截面、荷载较小时，也可满足。话又说回来，也不差几根箍筋。但有时画图想偷懒时可用此与老总狡辩。　　13.一般情况下，悬挑梁宜做成等截面，尤其出挑长度较短时。与挑板不同，挑梁的自重占总荷载的比例很小，作成变截面不能有效减轻自重。变截面挑梁的箍筋，每个都不一样，加大施工难度。变截面梁的挠度也大于等截面梁。当然，大挑梁外露者除外。外露的大挑梁，适当变截面感官效果好些。　　14. 现浇板一般应做成双向板。其一，双向板的支承边多，抗震的稳定性好，垮了两边还有两边。单向板垮一边板就下来了。二，双向板经济。从计算上讲，例如四边简支支承的双向板，其单向跨中弯距系数约1/27，两边简支的单向板跨中弯距系数为1/8，二者比为2*1/27/1/8，约为60%.从构造上，双向板的板厚为1/40~50，单向板为1/3~40，双向板薄，再着，即使是单向板，其非受力边也得放构造筋。　　15.梁垫：为了减小支座反力偏心对砖墙体产生的附加弯距，可做成内缺口梁垫。　　16.一般认为，板的上筋直径为8以上时，可防止施工时踩弯，而现场经验看，只有螺纹12以上的才能保证。　　17.现浇阳台栏板，从施工条件来讲，当布单排筋时，板厚应大于80，双排筋时，应大于120.因振捣棒最小为30，布单排筋时，板厚如为60，双向钢筋直径如为8+6，则钢筋两边仅剩23，无法振捣。　　18.当某一房间采用双向井字次梁时，板应考虑整体弯距。即，井字次梁分隔成的4个角上的小板块，负筋应考虑按房间开间进深尺寸截断，而不是仅仅按本小板格截断。即次梁仅认为是大板的加劲肋。　　19.当建筑大多数房间较小，而仅一两处房间较大时，如按大房间确定基础板厚会造成浪费，而按小房间确定则造成配筋困难，当承载力能满足要求时，可在大房间中部垫聚苯卸载，按小房间确定基础板厚。　　20.挑梁端部的挠度并不完全取决于本身的变形，其支座内垮的影响很可能超过挑梁本身的变形