PMCAD-SATWE計(jì)算

1、PMCAD-SATWE計(jì)算 本文主要針對(duì)的對(duì)象是剛參加工作的員工，對(duì)一些計(jì)算時(shí)容易忽略或搞錯(cuò)的做法、參數(shù)等提出建議，供設(shè)計(jì)參考。 PKPM程序現(xiàn)在有很多計(jì)算參數(shù)是由設(shè)計(jì)人員來(lái)填寫。程序放開這些參數(shù)有兩個(gè)原因，首先就是要讓設(shè)計(jì)人員真正的掌握工程的設(shè)計(jì)過(guò)程，能夠盡可能的控制設(shè)計(jì)過(guò)程。其次就是要把一些關(guān)鍵的責(zé)任交由設(shè)計(jì)人員來(lái)負(fù)，程序只能起到設(shè)計(jì)工具的作用，不能代替設(shè)計(jì)。所以就需要我們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員充分的理解程序的適用范圍、條件和校對(duì)結(jié)果的合理性、可靠性。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程的5.1.16條要求“對(duì)結(jié)構(gòu)分析軟件的計(jì)算結(jié)果，應(yīng)進(jìn)行分析結(jié)果判斷，確認(rèn)其合理、有效后方可作為工程設(shè)計(jì)的依據(jù)”。 一、PM

2、CAD中的建模 1建議從建筑圖直接轉(zhuǎn)換，至少軸網(wǎng)可以轉(zhuǎn)，可以節(jié)約時(shí)間，也不會(huì)搞錯(cuò)。但有兩點(diǎn)要注意： a.要拾取基點(diǎn)，否則會(huì)出現(xiàn)離原點(diǎn)太遠(yuǎn)的情況。 b.活荷載是否計(jì)算,缺省的是不計(jì)算。2剪力墻上洞口按梁還是按開洞？一般跨高比小于等于2.5，以剪切變形為主按開洞；跨高比大于等于5按框架梁輸；在兩者之間可酌情處理。當(dāng)有框架梁垂直支承在連梁上時(shí)，按框架梁；其余情況根據(jù)高規(guī)7.1.8按跨高比確定是否為連梁。3斜屋面的輸入問題：建議用斜梁法（即指定梁的相對(duì)標(biāo)高）計(jì)算梁柱的強(qiáng)度；用斜桿法（即設(shè)2層，用斜桿連接）計(jì)算斜桿的軸壓比和檐口水平梁的軸向拉力并按此拉力計(jì)算腰筋。注意程序不能自動(dòng)處理風(fēng)荷載，應(yīng)人工算出斜

3、面風(fēng)荷，化為屋脊上的等效節(jié)點(diǎn)荷載輸入。 4. 墻柱輸入問題：原則上按實(shí)際輸，滿足墻按墻，滿足柱按柱或異型柱。兩者內(nèi)力計(jì)算影響不大，但對(duì)剛度影響很大；5.一根轉(zhuǎn)換梁支承異型墻（即跨越兩個(gè)節(jié)點(diǎn)）：應(yīng)分兩根梁，以變形一致原則分配梁寬，最后配筋疊加；6.框支墻偏心問題：梁軸對(duì)柱的偏心，程序自動(dòng)計(jì)入梁荷對(duì)柱產(chǎn)生的偏心彎矩；墻對(duì)下層梁軸偏心布置無(wú)效（圖面能反應(yīng)，但傳力關(guān)系不能反映，如扭轉(zhuǎn)效應(yīng)），尤其不能設(shè)雙軸線布?jí)?，?huì)導(dǎo)致傳力關(guān)系錯(cuò)誤。建議墻盡量布置在框支梁中，如果偏心較大，應(yīng)設(shè)剛性輔助短梁來(lái)考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；由于轉(zhuǎn)換層樓板采用彈性板，扭矩未折減，一般配筋會(huì)很大，應(yīng)手算復(fù)核；7.底部大空間落地剪力墻在端部及直

4、接支承轉(zhuǎn)換梁處設(shè)明柱；8.多塔要圍塊，內(nèi)力計(jì)算按實(shí)際，指標(biāo)控制應(yīng)分塊計(jì)算。二荷載輸入： 1把恒、活分開輸；2荷載應(yīng)按實(shí)際輸入，不必放大，當(dāng)然不夠更不行；3樓板恒載應(yīng)包括板自重，輸梁上恒載不必加自重，程序自動(dòng)考慮；4隔墻荷載應(yīng)包括兩側(cè)建筑做法，適當(dāng)考慮砂漿、構(gòu)造柱等，宜扣除門、窗；5隔墻位于樓板上時(shí)，宜布置虛梁導(dǎo)荷，也可以折算為樓面荷載；6剪力墻上有空調(diào)板或其它建筑線角時(shí)，應(yīng)輸入該部分荷載；7斜屋面荷載應(yīng)等效化為水平荷載；8導(dǎo)荷方式一般不必改，按缺省的即可，樓梯間應(yīng)按實(shí)際情況確定是否單向傳遞。9一般不建議考慮梁活荷載折減，因與SATWE重復(fù)考慮。三SATWE計(jì)算參數(shù)： （1）水平力與整體坐標(biāo)夾角

5、（度）：一般取0度和迎風(fēng)面最大的方向算兩次。注意要重新生成數(shù)據(jù)文件和數(shù)檢。（2） 混凝土容重（KN/m3）取28，若取25，需輸入粉刷層荷載。（3） 地下室層數(shù)，取實(shí)際計(jì)算的地下室層數(shù)，必須準(zhǔn)確填寫，主要有幾個(gè)原因，風(fēng)荷載、地震作用效應(yīng)的計(jì)算必須要用到這個(gè)參數(shù)，有了這個(gè)參數(shù)，地下室以上的風(fēng)荷載、水平地震效應(yīng)就沒有往下傳，但豎向作用效應(yīng)還是往下傳遞。地下室側(cè)墻的計(jì)算、底部加強(qiáng)區(qū)也要用到這個(gè)參數(shù)。 如果要用程序算人防，更應(yīng)準(zhǔn)確填寫。（4）結(jié)構(gòu)體系：按實(shí)際從前往后填寫，如既是復(fù)雜高層又是短肢剪力墻時(shí)，選短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。 （5）恒活荷載計(jì)算信息：程序有四個(gè)選擇 不計(jì)算豎向力：它的作用主要用于對(duì)水平荷載

6、效應(yīng)的觀察和對(duì)比等。 一次性加載計(jì)算：主要用于多層結(jié)構(gòu)。若有豎吊構(gòu)件（如吊柱），必須用一次性加載。 模擬施工方法1加載：就是按一般的模擬施工方法加載，對(duì)高層結(jié)構(gòu)，一般都采用這種方法計(jì)算。模擬施工方法2加載：一般不要用。對(duì)于“框剪結(jié)構(gòu)”，采用模擬施工方法1計(jì)算在導(dǎo)給基礎(chǔ)的內(nèi)力中剪力墻下的內(nèi)力特別大，使得其下面的基礎(chǔ)難于設(shè)計(jì)時(shí)，基礎(chǔ)可參考使用。（6）裙房層數(shù)及轉(zhuǎn)換層所在層號(hào)應(yīng)按計(jì)算層，而不是建筑層。（7）結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力計(jì)算信息：暫時(shí)不要用。其它參數(shù)按通常取即可。2.風(fēng)荷載信息 （1）程序中給出的基本周期是采用近似方法計(jì)算得到的，建議計(jì)算出結(jié)構(gòu)的基本周期后，再代回重新計(jì)算。（2）修正后基本風(fēng)壓：一般按

7、50年重現(xiàn)期的風(fēng)壓值采用，特別重要的或高度大于60m的高層按100年重現(xiàn)期的風(fēng)壓值采用 。（3）體型系數(shù)：一般帶裙房或立面變化較大的建筑宜分段填寫，地下室不必另外區(qū)分，程序自動(dòng)考慮。3地震信息（1）必須選擇“扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)”對(duì)于高層建筑，先選“偶然偏心”，在滿足剛性樓板假定前提下計(jì)算樓層位移比,如果出現(xiàn)大于1.2的情況，可選擇“雙向地震”。當(dāng)選擇“雙向地震”后，可以按高規(guī)不選擇“偶然偏心”。如果考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)影響的雙向地震地震作用效應(yīng)小于考慮偶然偏心引起的地震作用效應(yīng)時(shí)，應(yīng)取后者以策安全，但二者不疊加計(jì)算。帶轉(zhuǎn)換層的高層建筑結(jié)構(gòu)，8度抗震設(shè)計(jì)時(shí)轉(zhuǎn)換構(gòu)件應(yīng)考慮豎向地震影響。 （2）計(jì)算振型數(shù)，取3的倍數(shù)

8、，高層建筑應(yīng)至少取9個(gè)，考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算時(shí)，振型應(yīng)不少于15個(gè)，對(duì)多塔結(jié)構(gòu)不應(yīng)少于塔數(shù)9。計(jì)算時(shí)要檢查Cmass-x及Cmass-y兩向質(zhì)量振型參與系數(shù)，均要保證不小于90，達(dá)不到時(shí)，應(yīng)增加振型數(shù)，重新計(jì)算。振型數(shù)也不宜過(guò)多，按剛性樓板時(shí)不能多過(guò)3X樓層數(shù)。 （4） 活荷質(zhì)量折減系數(shù)（實(shí)際為組合值系數(shù)）一般取0.5，書庫(kù)、檔案庫(kù)取0.8,按實(shí)際計(jì)算取1.0。 （5） 自振周期應(yīng)考慮填充墻體對(duì)剛度的影響進(jìn)行折減。當(dāng)添充墻為磚墻且較多時(shí)：框架結(jié)構(gòu)0.6-0.7，框剪結(jié)構(gòu)0.7-0.8，剪力墻結(jié)構(gòu)0.9-1.0。較少時(shí)上述值加0.1。 （6） 斜交抗側(cè)力構(gòu)件附加地震：建議取“0、斜交抗側(cè)力構(gòu)件方向、

9、最大地震作用方向（大于15度時(shí)）”3個(gè)。當(dāng)總信息中水平力與整體坐標(biāo)夾角為0時(shí)，0可不輸入。 （7）抗震等級(jí)按實(shí)際取，不必填提高后的抗震等級(jí)，如短肢剪力墻的等級(jí)程序會(huì)自動(dòng)提高。個(gè)別不同的可在特殊構(gòu)件補(bǔ)充定義指定。 4活荷信息 (1) “柱、墻、基礎(chǔ)活荷載是否折減”，一般住宅、宿舍、旅館、辦公樓、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園應(yīng)折減。但對(duì)裙房會(huì)偏不安全，應(yīng)復(fù)核。其余類型建筑建議不用程序折減，直接輸入折減后的活荷載：如消防車在雙向板和無(wú)梁樓蓋直接輸入16kN/m2計(jì)算梁、墻、柱及基礎(chǔ)；樓板配筋按實(shí)際計(jì)算復(fù)核。(2) 活荷載不利布置：一般多層應(yīng)考慮；高層活荷載大于4kN/m2時(shí)應(yīng)考慮。5. 調(diào)整信息 （1）

10、“梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)”0.80.9；轉(zhuǎn)換層及嵌固層框架不應(yīng)調(diào)幅，地下室頂板及屋頂梁也建議不調(diào)；可在特殊構(gòu)件補(bǔ)充定義指定不調(diào)幅。（2）“梁設(shè)計(jì)彎矩增大系數(shù)”一般取1.0；高層建筑未考慮活荷載不利布置時(shí)取1.05。現(xiàn)版本此系數(shù)與活荷載不利布置關(guān)聯(lián)，考慮活荷載不利布置時(shí)，此系數(shù)不起作用。2004版本梁彎矩放大系數(shù)與梁活荷載不利布置沒有關(guān)聯(lián)。（3）“中梁剛度增大系數(shù)”現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)一般取2.0；預(yù)制樓板、板柱體系的等代梁取1；對(duì)不與剛性樓板相連的梁及連梁不起作用。（4）“連梁剛度折減系數(shù)”一般取0.55, 當(dāng)結(jié)構(gòu)位移由風(fēng)荷載控制，不宜小于0.8；（5）“梁扭矩折減系數(shù)”一般取0.40；對(duì)不與剛性樓板相連的梁及

11、弧梁不起作用。（6）“全樓地震力放大系數(shù)”一般1.0，當(dāng)不滿足抗震規(guī)范5.2.5條時(shí)，用此系數(shù)調(diào)至滿足，不要用程序自動(dòng)調(diào)整；（7）“0.2V0”框剪結(jié)構(gòu)必須要求調(diào)整；對(duì)框架柱數(shù)量從下到上有規(guī)律變化的結(jié)構(gòu)， Vo應(yīng)取每段最下一層結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的結(jié)構(gòu)底部總剪力。轉(zhuǎn)換層與裙房連在一起滿足框剪結(jié)構(gòu)條件時(shí)也應(yīng)調(diào)整；（8）“頂塔樓內(nèi)力放大”當(dāng)振型數(shù)多于12個(gè)，取1，否則需放大取1.53。6設(shè)計(jì)參數(shù) (1)考慮P-效應(yīng)：高層一般宜考慮。如能滿足高規(guī)5.4.1條要求，也可不考慮。（在WMASS.OUT中）(2)梁柱重疊部分簡(jiǎn)化為剛域：以考慮為妥。對(duì)于普通的多層框架可不考慮。(3)混凝土柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)

12、按混凝土規(guī)范的7.3.11-3計(jì)算：是否執(zhí)行該條需要用戶首先自行判斷是否達(dá)到“75”的彎矩比值，然后用戶自行決定是否執(zhí)行該條文，執(zhí)行該條文可能使得計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)變化較大。一般在地震7度、基本風(fēng)壓0.5及以上應(yīng)該考慮。 當(dāng)有跨層柱，尤其是某一方向無(wú)梁時(shí)，程序往往會(huì)出錯(cuò)。應(yīng)在SATWE圖形檢查時(shí)檢查修改柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，但修改只是當(dāng)次有效。柱配筋計(jì)算原則：一般建議使用單偏壓計(jì)算，使用雙偏壓校核。在SATWE圖形輸出最后一項(xiàng)。對(duì)于單偏壓，角筋僅供參考；而對(duì)于雙偏壓情況，實(shí)配角筋不應(yīng)小于計(jì)算結(jié)果。 7配筋信息 (1)梁箍筋間距：一般建議取200，配筋時(shí)換算；因現(xiàn)在把次梁也按主梁輸入，次梁無(wú)加密區(qū)；現(xiàn)程序

13、同時(shí)輸出加密區(qū)及非加密區(qū)箍筋。(2)墻體水平分布筋間距一般取150200(3)墻體豎向分布筋配筋率一般取0.25% 注意實(shí)際配筋時(shí)應(yīng)滿足此要求，因豎向分布筋的多少會(huì)影響端頭暗柱的縱向配筋。8.地下室信息 地下室一般與上部共同作用分析；需要注意的是現(xiàn)版本剪重比（水平地震力與整個(gè)結(jié)構(gòu)豎向力的比值）與單獨(dú)算上部不同，因?yàn)榘说叵率也糠纸Y(jié)構(gòu)的重力，結(jié)果會(huì)偏小。2004年版本已改正。(1) 回填土對(duì)地下室的相對(duì)剛度： 根據(jù)程序編制專家的解釋，填3大概為70%80%的嵌固，填5就是完全嵌固，一般填3即可。(2) 當(dāng)?shù)叵率曳秶^小，剛度小于上部層剛度的2倍時(shí)，嵌固端考慮下移一層，在余下地下室層數(shù)前加“-”

14、，表示在所填樓層完全嵌固。(3) 外墻分布筋保護(hù)層厚度：35 50（考慮防水時(shí)） 其它參數(shù)按實(shí)際取即可。 9特殊構(gòu)件補(bǔ)充定義： (1)連梁程序可自動(dòng)搜索，但總存在一些特殊的情況使得搜索不夠完全或準(zhǔn)確；框支梁、框支柱、角柱等程序不會(huì)自動(dòng)搜索，必須通過(guò)菜單特殊構(gòu)件補(bǔ)充定義手動(dòng)搜索；宜先指定框支柱后指定角柱； 定義了角柱，程序自動(dòng)按照雙偏壓計(jì)算。(2)彈性樓板：彈性板3一般用于厚板轉(zhuǎn)換層；彈性板6一般用于板柱結(jié)構(gòu)，會(huì)使梁配筋減小；彈性膜一般用于普通轉(zhuǎn)換層、裙房屋面、大開洞、連接薄弱處等。(3)臨空墻：如果用程序計(jì)算人防，應(yīng)在此指定。(4)抗震等級(jí)：同一結(jié)構(gòu)不同部位的抗震等級(jí)不同時(shí)在此逐個(gè)指定。如轉(zhuǎn)換

15、層與裙房連在一起，按框-剪定義非框支框架的抗震等級(jí)可能不同。高位轉(zhuǎn)換的墻柱的抗震等級(jí)等。 10 剛度比計(jì)算 （1）剪切剛度：一般用于一層轉(zhuǎn)換、砌體結(jié)構(gòu)，也可用來(lái)判斷地下室的嵌固點(diǎn)（2）彎剪剛度：一般用于多層轉(zhuǎn)換、帶斜撐的鋼結(jié)構(gòu)（3）抗規(guī)3.4.2中定義的剛度： 所有的結(jié)構(gòu)均可用 四結(jié)構(gòu)整體性能控制 1位移控制：在剛性樓板假定下，考慮偶然偏心的位移比（最大彈性層間位移與層間平均位移之比）A級(jí)不大于1.5；B級(jí)及復(fù)雜高層不大于1.4。考慮雙向地震時(shí)可不考慮偶然偏心。當(dāng)最大水平位移、層間位移很?。ㄏ拗档?/3）時(shí)可適當(dāng)放寬。不考慮偶然偏心的最大彈性層間位移角滿足高規(guī)4.6.3。 2.周期比（以扭轉(zhuǎn)為

16、主的基本周期與第一平動(dòng)周期之比）A級(jí)不大于0.9；B級(jí)及復(fù)雜高層不大于0.85。 以扭轉(zhuǎn)為主的基本周期與第二平動(dòng)周期之比不宜大于1。（扭轉(zhuǎn)因子宜小于40%）。多塔及分縫結(jié)構(gòu)應(yīng)切開分別計(jì)算，分別驗(yàn)算。3.剛度比控制：4.剪重比：高規(guī)3.3.13 。 當(dāng)嵌固部位在地下室頂板時(shí)，一般不要求單獨(dú)核算地下室層的剪力系數(shù)。5.框-剪結(jié)構(gòu)中框架結(jié)構(gòu)承擔(dān)的地震傾覆彎矩應(yīng)小于50%總地震傾覆彎矩。否則按框架定義抗震等級(jí)、柱軸壓比。6.高層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性驗(yàn)算：高規(guī)5.4.4。7.質(zhì)心和剛心宜盡量接近。五構(gòu)件配筋的應(yīng)注意的問題 由于現(xiàn)在整體計(jì)算、墻柱梁配筋經(jīng)常不是同一人，設(shè)計(jì)人員在接手配筋設(shè)計(jì)時(shí)首先要清楚整體計(jì)算所用的參數(shù)，了解荷載取值，復(fù)核計(jì)算截面與實(shí)際是否相符，然后再進(jìn)行設(shè)計(jì)。配筋時(shí)還應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：1 一般構(gòu)件的配筋值是否符合構(gòu)件的傳力特征。2特殊構(gòu)件（如轉(zhuǎn)換梁、大懸臂梁、轉(zhuǎn)換柱、跨層柱）應(yīng)分析其內(nèi)力、配筋是否正常？大懸臂梁、大跨度梁的裂縫、撓度是否滿足要求？3柱、短肢剪力墻的軸壓比，轉(zhuǎn)換梁的剪壓比是否滿足要求？4個(gè)別構(gòu)件的超筋的判斷和處理。個(gè)別連梁的超筋是允許的，一般按最大配筋配，相應(yīng)加強(qiáng)周邊墻、梁配筋。