PKPM专题研讨会讲义

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“短肢剪力墙”结构体系计算分析结果

“复杂高层”结构体系计算分析结果 计算结果分析

抗震等级：从上两表可以看出，不同的结构体系，短肢剪力墙和普通剪力墙其抗震等级是不

同的

? 内里分析：由表中可以看出，这两种体系的内力分析非常复杂，即使是同一片墙在不同的结构体系控制工况下其结果也不一样。按“复杂高层”计算的“普剪墙3”的“M1”值，远远大于按“短肢剪力墙”计算的“普剪墙3”的“M1”值。这主要是因为SATWE软件在进行工况组合时，当发现所有工况组合计算的配筋面积均小于构造配筋面积时，程序仅按第一种工况组合输出内力和工况号（即恒+活）；只有当发现控制工况组合计算的配筋面积大于构造配筋面积时，才按最大控制工况组合输出内力和工况号

? 配筋率：只有定义了“短肢剪力墙”结构，SATWE程序才对自动判断的短肢剪力墙其截面的全部纵筋的配筋率，底部加强部位不宜小于1.2%，其他部位不宜小于1.0%，而“复杂高层”却无此功能

? 构造边缘构件输出体积配箍率：根据《高规》7.2.17条规定：抗震设计时，对于复杂高层建筑结构、混合结构、框架-剪力墙结构、筒体结构以及B级高度的剪力墙结构中的剪力墙，其构造边缘构件的配箍特征值λv不宜小于1.0。由于程序没有判断A级高度和B级高度的功能，所以程序不论约束边缘构件还是构造边缘构件，均统一输出体积配箍率

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其他注意事项

设计人员在“特殊构件补充定义”里的【抗震等级】中定义了抗震等级后，程序将按设计人员定义的抗震等级进行设计，不再自动提高 ? 对于非框支框架，可以按规范规定将地下一层以下的竖向构件的抗震等级定义为三级或四级结构，其抗震等级均需设计人员人为定义，程序不能自动判断 ? 《高规》第10.2.13条的各项规定，程序目前没有执行

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总 结

? 通过以上分析可以看出，对于带框支结构短肢剪力墙的计算，由于两种结构体系的侧重点不

同，单纯的采用任何一种结构体系计算都可能产生安全隐患。设计人员因根据工程的具体情况，分别采用这两种结构体系进行设计，并取最不利的结果作为设计依据

多塔结构的计算

带变形缝结构的计算

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带变形缝结构的特点：

通过变形缝将结构分成几块独立的结构

若忽略基础变形的影响，各单元之间完全独立 缝隙面不是迎风面

带变形缝结构的计算方法

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整体计算方法：

在SATWE软件中将结构定义为多塔结构

所给的震型数要足够多，以保证有效质量系数大于90%

定义为多塔后，对于老版本软件，程序将每一个缝隙面都计算迎风面，因此风荷载计算偏大；新版本增加了一项新功能，既可以人为定义遮挡面，从而有效解决了这一问题 周期比计算有待商讨

带变形缝结构的计算方法

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分开计算方法

旧版本软件除风荷载计算有些偏大外，其余结果都没有问题，新版软件定义了遮挡面后，风荷载计算也没有问题了 一般而言，对于基础连在一起的带变形缝结构，由于基础对上部结构整体的协调能力有限，所以建议采用分开计算

大底盘多塔结构的计算

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结构特点：

各塔楼拥有独立的迎风面

各塔楼之间的变形没有直接的影响，但都通过大底盘间接影响其他塔楼

塔楼与刚性板之间没有一一对应的关系，一个塔楼可能只有一块刚性板，也可能有几块刚性板

大底盘顶板应有足够的刚度以协调各塔楼之间的内力、变形和位移 计算方法

在SATWE软件中将结构定义为多塔结构

位移比、大底盘以上的各塔楼的刚度比均正确 周期比、转换部位的刚度比计算有待商讨

大底盘多塔结构刚度比的计算方法

大底盘多塔结构在大底盘与各主体之间的刚度比如何计算，规范并没有说明，但也不是没有要求。SATWE软件仅仅输出了1号塔的主体与大底盘相比较的结果，其它塔与大底盘相比的结果则用“*”予以表示

? 整体计算：根据《建筑抗震设计手册》要求在计算大底盘多塔结构的地下室楼层渐剪切刚度比时，大地盘地下室的整体刚度与所有塔楼的总体刚度比不应小于2，每栋塔楼范围内的地下室剪切刚度与相邻上部塔楼的剪切刚度比不应小于1.5 ? 分开计算：《上海规程》条文中有建议的方法；在各塔楼周边引45度线，45度线范围内的竖向构件作为上部结构共同作用的构件

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总刚计算模型不过的主要原因

多塔定义不对

? 同一构件同时属于两个塔 ? 某些构件不在塔内 ? 定义为空塔

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悬空构件

用户输入斜梁、层间梁或不与楼面等高的梁时，如果不仔细检查，可能出现梁在两端不与任

何构件相连的情况，即梁被悬空

注意：节点处如果有墙，则变节点高是不起作用的，与此节点相连的任一构件标高均与楼层相同

? 节点处有柱时，与同一柱相连的梁，如果标高差小于500mm时，标高较低的节点会被合并到较高的节点处，大于500mm则不会合并，但最多只允许3种不同的标高

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铰接构件定义不对

设计人员在定义铰接构件时，是结构成为可变体系，尤其是与同一节点相连的各个杆件，不能都定义为铰接，程序不允许这样的节点

? 钢支撑在SATWE中是默认为两端铰接的。对于越层钢支撑，用户常常忽略这一点，同样造成与同一节点相连的杆件（这里为上下层的两端支撑）均为铰接的情况，为避免这种情况，用户应在SATWE前矗立的“特殊构件补充定义”中将越层支撑设为两端固接

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错层结构的计算

错层结构的输入

? 当错层高度不大于框架梁的截面高度时，可以归并为同一楼层参加计算，楼层标高取两部分

楼面标高的平均值。

? 当错层高度大于框架梁截面高度时，各部分楼板应作为独立楼层参加整体计算。 ? 错层洞口的输入，只能输入小洞口

错层结构的计算

在错层处设变形缝

? 在错层处设剪力墙核心筒（可利用楼梯间实现）

? 应该每隔3~4层设一个贯通层，贯通层楼板厚度不小于150mm，宜双层双向配筋。 ? SATWE计算时各参数宜取大值，以增加结构整体安全储备

? SATWE软件在计算错层结构时，会在越层柱和墙处施加水平力。由于在越层处水平力的存在，使越层构件上下端的配筋不一样，设计人员在出施工图的时候可以取二者的大值

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砼柱计算长度系数的计算

? 规范要求：《混凝土结构设计规范》第7.3.11条第2款及第3款对柱的计算长度系数都有规定 ? 工程算例：某工程为十层框架结构，首层层高2m，第二层层高4.5m

柱1、柱2、柱3按照表7.3.11-2直接取值的计算长度系数 柱1、柱2、柱3按公式（7.3.11-1）和（7.3.11-2）计算的 计算长度系数

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结果分析

? 一表中Cx、Cy的计算过程：以柱1为例，Cx=(2+4.5)/2=3.25；Cy=(2+4.5)/2=3.25

? 二表中Cx、Cy的计算过程是根据公式（7.3.11-1）及（7.3.11-2）计算得出的

注意事项

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采用公式（7.3.11-1）及（7.3.11-2）计算柱的计算长度系数时，程序采用以下原则计算梁、柱构件的刚度：

没有按规范要求判断水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75%以上这个条件 对于混凝土梁，程序采用梁的刚度放大系数恒为2.0；对于钢梁，则采用设计人员输入的梁刚度放大系数

程序对于另一端不与柱（墙）相连的梁按远端梁铰接处理 当梁的两端与柱铰接时，不考虑梁的刚度

当梁的一端与柱港街、另一端铰接时，对于砼柱，梁的刚度折减50%，并不受有无侧移的限制；对于钢梁，有侧移时折减50%，无侧移时不折减 当柱一端铰接时，则相应端梁与柱的刚度比取1.0 斜柱（支撑）刚度不考虑在约束刚度比的计算中

单向墙托柱、柱托单向墙，面内按嵌固端计算，刚度比取10，面外按实际情况计算 双向墙托柱、柱托双向墙，双向刚度比均取10（柱端已定义为铰接的不在此列）

注意事项

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斜柱（支撑）的计算长度系数取1.0

地下室的越层柱，程序不能自动搜索，而按层逐段计算柱的计算长度系数 所有边框柱，其计算长度系数内定为0.75

对于砼柱，其计算长度系数上限为2.5，钢柱计算长度系数上限为6.0

程序只执行现浇楼盖的计算长度系数，没有执行装配式楼盖的计算长度系数

目前的SATWE软件对于吊车或无吊车的排架结构的柱的计算长度系数仍按框架结构执行 对于SATWE软件，设计人员修改柱计算长度系数后，不要再进行“形成SATWE数据”和“数据检查”等操作，而应该直接计算，否则程序仍按照原来的计算长度系数进行计算

如何判断“水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75%以上”设个条件

由于目前的SATWE软件没有直接判断“水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75%以

上”这个条件的功能，因此需要设计人员自己进行判断，具体判断过程如下： ? 在新版的SATWE软件中首先按照不执行《砼规范》7.3.11-3条的方法进行计算，从而得到

所有荷载产生的总弯矩设计值 ? 点取SATWE软件“总信息”中“恒活信息”里的“不计算恒活载”选项，然后进行计算，从而得

到水平荷载产生的弯矩设计值 ? 将头两部计算得到的弯矩设计值相比看是否满足《砼规范》7.3.11-3条中的条件 ? 在选择弯矩设计值时要注意尽量选择同一工况荷载作用下的内力值

梁上架柱结构的荷载导算

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如果梁的刚度太小，节点处会产生较大位移，从而是内力转移到其他的竖向构件中，造成梁

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