[转贴]：Satwe应用的一些问题（来自老虎空间）

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Satwe应用的一些问题

Ⅰ. Pmcad建模问题：
一、剪力墙及洞口：
    一般住宅的门窗洞口在Pmcad建模有两个方式，一是在剪力墙的墙肢上开洞（一片剪力墙只有两节点），一是设两片剪力墙，中部用梁连结（一片墙须设四个节点）。
    方法一：对于上、下洞口变化时传力容易出现错误；另外常有框架梁垂直支承在洞口上时又新增一个节点，将原两节点墙分成两片墙，因此建议采用第二方法输入使之传力简化，不易出错。另外，该梁程序会自动定义为连梁（除非有框架梁垂直支承连梁上）。
    这里需要明确一下此时程序是如何处理连梁和框架梁。程序中的连梁划为墙的体系，依据两侧的墙体的内力值，确定连梁的内力值。连梁力学模型相似两侧剪力墙中的弹簧片，是传递水平力为主的构件。同时程序中依据输入的折减系数，将连梁刚度折减。此时连梁的砼标号，同本层墙的标号。框架梁是传递垂直力的构件，属于楼面结构的构件，程序中考虑到楼面板的翼缘作用，按照输入的放大系数，对梁刚度进行放大（遵照高规5.2.2条“楼面梁刚度增大系数可根据翼缘情况取1.3~2.0”。应注意此时由于楼面梁刚度放大，其吸收的内力也相应加大。）。相反连梁因刚度折减（高规5.2.1条框—剪、剪力墙结构中的连梁刚度可予以折减，折减系数不宜小于0.5），随着梁的抗弯刚度的降低，吸收的内力也相应减少。此时框架梁抗弯配筋加大，相反连梁的抗弯配筋减少。因此是按框架梁定义还是按连梁定义，其配筋结果相差很大。Satwe输入时如何判断是框架梁和连梁，除依据高规7.1.8条之外，我认为应从该梁是承受垂直荷载为主的梁宜定义为框架梁，反之以承受水平力为主的梁，宜定义为连梁。
    例如跨度较小，两侧连结两片沿该轴线方面的两片剪力墙，一般宜定义为连梁。但当其上支承与垂直方向的次梁时，宜定义为框梁架。
二、短肢剪力墙结构和短肢剪力墙的定义：
    短肢剪力墙结构是近年来兴起的一种高层结构形式，主要应用在小高层住宅较多。高规7.1.2条对短肢剪力墙结构定义。应注意短肢剪力墙结构不应采用全部为短肢剪力墙。该控制在高规7.1.2第2条规定“抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一桩型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾复力矩的50%”。当结构定义为短肢剪力墙结构时在WV0ZQ.OUT”文件中将输出筒体和一般剪力墙，承受底部地震总倾复力矩的比例百分比。
    当结构类型定义为短肢剪力墙结构体系时，程序会自动将墙肢的高度和厚度之比小于8的短肢剪力墙，抗震等级自动提高一级。若结构体系定义为复杂结构体系，只能在特殊构件的补充定义中，指定抗震等级处理。将短肢剪力墙提高一级抗震等级。
    高规7.1.2给予短肢剪力墙定义，系指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙。当一片墙有两肢时，系指长肢的长度为墙肢截面高度。
    对于一字墙，当墙肢hw/bw<5时，其轴压比和纵向筋配筋应按高规7.2.5条要求特殊处理。
三、落地剪力墙模型建立：
    底部大空间结构，部分竖向构件经过转换之后，竖向力传给落地剪力墙或柱。落地剪力墙一般因层高加大，墙厚增加，或因支承转换梁的需要形成哑铃形的落地剪力墙。该墙两端是按柱输入或按厚墙输入。在Satwe应用一些问题中已有详细简述。此处不再是赘述。本人认为此时宜输入两个端柱。因为程序会自动把柱与墙作为一个构件处理。并且会自动扣除墙与柱叠合的面积。另外，转换梁下按框支柱调整内力和增加配筋也是必要的。
    落地剪力墙的厚墙其墙肢长和墙厚比常常小于8，此时是否定义短肢剪力墙规范没有明确。笔者认为不必定义为短肢墙。采用该部分结构抗震等级一般不会低于二级，而且框支结构的内力均有不同的放大系数。倘若再定义短肢墙，重复放大内力和配筋是完全没有必要的。
四、结构分析时，考虑偶然偏心和双向地震力的问题：
    高规4.3.5条，结构平面布置应减少扭转的影响。在考虑偶然偏心影响的地震力作用下，楼层竖向构件的最大位移和层间位移不宜大于1.2，不应大于其平均位移不宜大于1.2，不应大于1.5倍（1.4倍），结构扭转为主的第一自震周期与平动为主的第一自振周期下之比，不应大于0.9（0.85）。（该括号数据用于B级高度和第10章所指的复杂高层建筑。）
    值得一提的是当判定结构是否具有足够刚度而控制其最大层间位移是否满足高规4.6.3条的限值时，此时楼层位移计算时，不考虑偶然偏心的影响。在Satwe输出中输出了该结果Wdisp.out。
    高规3.3.2条（强制性条文）提出，质量与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；其它情况，应计算单向水平地震作用下的扭转影响。此时双向水平地震力作用下的扭转作用效应是按下式实现的（见高规3.3.11）。 其中X、Y可互换。即为考虑耦连时采用的CQC方法计算，不考虑偶连时采用SRSS方法， （即为单向水平地震作用下，考虑扭转的地震作用效应）。
    如何判定质量与刚度分布明显不对称，不均匀的结构。规范对此没有很明确的定义。一般地说，偶然偏心和双向地震力可不同时考虑。对于一般较为规则的建筑（按照抗规3.4.2条判定平面及竖向较为规则的结构），仅考虑偶然偏心。除此以外其它不规则的结构，特别是高规第10章的较为复杂的高层结构。例如多塔结构，按双向地震力作用多塔一起计算得出配筋结果是可行的。但要确定在偶然偏心作用下位移比和周期比时，就必须将多塔切开为单塔，同时应假定为楼板为刚性楼板（因为规范所规定限值是在刚性楼板为适用原则的）。多塔结构在双向地震力作用下Satwe分析结果是否正确，并不在本文讨论范围内。又例如连体结构只能按双向地震作用下，假设为刚性楼板和非刚性楼板分别计算，前者确定结构的侧向刚度是否满足高规4.6.3最大层间位移限值。后者为反应结构相互偶连的影响，可用后者计算结果确定结构构件的配筋值。
    这是有二个问题提请设计人员注意：1）Satwe分析多塔结构时，应把最高塔定义为一号塔，否则易于产生阅读的错误；2）多塔结构与分缝结构，在计算风荷作用下的内力值是有差异的，多塔结构，每一个塔有自己独立的迎风面，而分缝结构按多塔结构处理时，每个独立单元不具有独立的通风面，此时可以通过修改WindSat来修正风荷载值。
五、底层墙肢的组合内力与D+L的区别：
    Satwe输出底层最大组合内力是按每一个墙肢计算输出的。当一片墙有三个墙肢时，此时输出的每个墙肢的Nmax和每个墙肢Mmax不一定发生在同一工况下，例如丁字形的一片墙水平墙肢Nmax发生在X方面地震力作用时，垂直的墙肢Nmax发生在y方向地震力作用时。因此对于每一片墙Nmax实际上Satwe输出中并没有给出。但D+L工况下其Nmax值是在垂直荷载作用工况下该片墙（二个墙肢）的真实内力值。新的荷载规范增加了1.35D+0.98L的组合。其中对由永久荷载效应控制的组合，永久荷载的分项系数为1.35，活荷载的分项系数为1.4，另对于住宅建筑组合值系数为0.7，0.7×1.4=0.98。见荷载规范3.2.5条。对于一般住宅来说，该组合是控制性的（Satwe第一组合），该组合下每一片墙Nmax是发生在同一工况下的与D+L的组合相似。但Satwe输出文件WDCNL.OUT没有输出该工况内力值。也就是说，Satwe并没有输出适用于基础设计的内力。解决的办法有以下两个出路：1）在PMCAD中选项“C”中“平面荷载显示校核”，选择竖向导荷，设置恒荷载分项系数为1.35，活荷载分项系数为0.98，打印PMCAD的荷载图可以得到竖向构件在垂直传荷下的内力值。2）进入Jccad主菜单，点取基础人机交互输入→荷载输入→读取荷载→当前组合，选取所要求的荷载组合后，得到该荷载组合下荷载平面图，此时是输出每竖向构件的线荷值KN/M和弯矩M。
六、PKPM中的活荷折减的设置：
    依据“建筑结构荷载规范”第4.1.2条设计楼面梁、墙、柱及基础，其楼面活荷载标准值应乘以规定的折减系数。对于表4.1.1项次“1”（一般住宅等民用住宅）可按照表4.1.2进行活荷载折减。
活荷载按楼层的折减系数
表4.1.2
墙、柱、基础计算截面以上的层数        1        2~3        4~5        6~8        9~20        >20
计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数        1.00(0.90)        0.85        0.70        0.65        0.60        0.55
注：当楼面梁的从属面积超过25m2时，应采用括号内的系数。
Pmcad中各层柱底截面以上的活荷折减系数
层 号        折减系数        层 号        折减系数
1        0.55        19        0.6
2        0.55        20        0.6
3        0.55        21        0.6
4        0.55        22        0.6
5        0.55        23        0.6
6        0.55        24        0.6
7        0.55        25        0.6
8        0.55        26        0.6
9        0.55        27        0.6
10        0.55        28        0.65
11        0.55        29        0.65
12        0.55        30        0.65
13        0.55        31        0.7
14        0.55        32        0.7
15        0.55        33        0.85
16        0.60        34        0.85
17        0.60        35        1.0
18        0.6
这里有以下二个问题：
1. 不同层的墙、柱，由于计算截面以上的层数不同其折减系数不等。在Pmcad主菜单下，“平面荷载显示校核”子菜单下，列出了不同层的活荷折减系数。在基础计算时，其上层数N大于20层时，总活荷折减系数为0.55。程序中楼层数N是按该算例的最高层数取用的。倘若主楼22层，裙楼3层，活荷折减系数均一律取用0.55，因此对于裙楼计算是偏于不安全的。
2）荷载规范4.1.2明确指出，上表适用范围是表4.1.1中的项次“1”（即一般的住宅、办公楼、医院），并不包括商店、餐厅、健身房等其它大型公共建筑。倘若裙楼的主要用途为商业、娱乐，屋顶花园，表4.1.1的折减系数并不适用。此时裙楼与上部住宅不能同时采用表4.1.1的折减/系数。特别是当裙楼活荷很大时（例如地下室顶板为人防顶板时，虽然活荷输入值为20KN/m2。墙、柱、基础计算时该层活荷的折减系数为0.55(假设为大于20层时)，对于裙楼基础是否偏于不安全的）。
解决的办法
1）一般民用建筑、墙、柱活荷载可以考虑不折减。
2）取用基础计算内力值时活荷载折减，裙楼活荷可以放大输入值，该计算结果仅用于基础设计。
3）建议程序调整。
七、柱的配筋是选用单偏压、双偏压配筋结果的差异问题：
    高规6.2.4条要求“框架角柱应按双向偏心受力构件进行正截面设计。”当选用双偏压计算柱配筋时，Satwe采用混凝土规范附录F方法计算，常常出现较为异常的情况。单偏压和双偏压的计算方法不一样，单偏压计算配筋时，计算X方向配筋时不考虑Y向钢筋的作用，计算结果是具有唯一性的。双偏压在计算X方向配筋时要考虑与Y向钢筋叠加。配筋计算时会多达几十种组合，每一种组合都会产生不同的X向和Y向配筋，计算结果具有不唯一性。据程序编制人员解释：
    1. 考虑双向地震作用时，柱只考虑地震主方向产生的弯矩、剪力双向组合以及轴力双向组合，对次方向的弯矩、剪力不作双向组合。可使得不选择双向地震作用并同时选择双向偏压配筋时，柱的计算配筋不会过大。
    2. 新程序将增加选择单偏压配筋计算时，用双偏压复核检算，取大者的功能。
八、框支框架的问题：
当设置了转换层，当转换层在3层或3层以上程序会自动将其抗震等级提高一级。但这里存在一个问题，当输入的总层数中计入地下室的层数时，程序只能从总层数的顺序中识别转换层数。当输入总层数包括二层地下室，转换层设置在地上二层，Satwe的输入转换层所在层数为第四层，当转换层位置置于三层以上时，程序将自动将其抗震等级提高一级。实际上转换层所在层数为地上二层，高规10.2.5并未要求将其抗震等级提高一级。此时，可以在特殊构件设置中，将其框支层抗震等级重新定义。
九、框架总剪力按0.2 V0和1.5 Vfmax的调整问题：
依据高规8.1.4条，框架剪力墙结构当框架承担的地震总剪力Vf小于0.2V0时，应对框架柱进行调整。此时调整的对比值是0.2 V0和1.5Vfmax。规范中定义的V0是对应于地震作用标准值的结构底部总剪力。程序会自动取最下一层（即为首层）的V值为V0值。由该值确定每层框架柱进行剪力调整。当将地下室计入结构总层数时，程序将自动取地下室底层剪力值作为V0值，对框架柱进行剪力调整，显然与规范要求放大了许多，不尽合理。
另外，当上部结构为剪力墙结构通过转换层之后，部分剪力墙落地，部分剪力墙转换成了柱子，转换层以下已成为了框—剪结构。此时非框支框架部分应以框—剪结构定义抗震等级，同时应对这些层的框架柱进行剪力调整。
十、板的配筋：
新荷载规范，对基本组合的永久荷载的荷载分项/系数，由原规范1.2改为两组1.2和1.35，1.35适用于“对永久荷载效应控制的组合”。
此时，以恒载为主的荷载效应组合，应取下面两式的较大值
1.2恒＋1.4活
1.35恒＋0.7×1.4活
对于楼板设计时，应取两者之较大的内力值为配筋设计依据。在2004年版PKPM已做修改。但倘若用其它程序设计时（例如“理正”，Morgain）应注意。特别是旧版PKPM设计楼板时，应即时校正。
新规范对构件最小配筋率由0.15%改为0.2%和45ft/fy的较大值，与旧规范比较有较大的修改。为方便设计列出下表。
板的最小配筋
(1)受力钢筋ρmin=0.2%和0.45ft/fy（混凝土规范§10.1.8）
     板厚砼标号        钢筋        100        120        130        140        150        180        200        250
C25        HPB2350272%        272ф8@180        327ф8@150        354ф8@140        381ф8@130        408ф8@120        490ф8@100        544        680
        RHB3350.19%        190        228        247        266        285        342Φ10@200        380Φ10@200        475Φ10@160
C30        HPB2350.306%        306ф8@160        368ф8@130        398ф8@120        429ф8@110        459ф8@100        551        612        765
        RHB3350.215%        215        258        280        301Φ10@250        323Φ10@220        387Φ10@200        430Φ10@180        538Φ10@140
C35        HPB2350.336%        336ф8@150        404ф8@120        437ф8@110        471ф8@100        504ф8@100        605        672        840
        HRB3350.236%        236        284        307Φ10@250        331Φ10@220        354Φ10@220        425Φ10@180        472Φ10@160        590Φ10@130
(2)非受力筋
板厚        100        120        130        140        150        180        200        250
分布钢筋0.15%        150ф6@180        180ф6@150        195ф6@120        210ф8@200        225ф8@200        270ф8@100        300ф8@150        375ф8@120
温度筋0.19%        100        120        130        140ф6@200        150ф6@180        180ф6@150        200ф6@140（ф8@180）        250ф6@100（ф8@200）
注: ○1分布钢筋同时不应小于受力钢筋面积的15%
      ○2分布钢筋最小值φ6@250。

haanen

写的很详细吗，很有用！

stive

很好的，谢谢

zsyzhj

建议发给PKPM编制人员，以作进一步修改。
很实用，谢谢

zhqu2005

天书!!!..

liuhy78

不错，有参考价值

leeqbbs

广大设计人员应该认真读下。

tj6696997

谢谢

wfch2000

是有道理的,不过要建太多的节点就不必了