对satwe的侧向刚度和刚度比的理解

结构设计pkpm软件SATWE计算结果分析SATWE软件计算结果分析一、位移比、层间位移比控制规范条文：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1.4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 1/1000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。

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。

结构位移输出文件（WDISP.OUT）Max-(X)、Max-(Y)----最大X、Y向位移。

（mm）Ave-(X)、Ave-(Y)----X、Y平均位移。

（mm）Max-Dx ，Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移Ave-Dx ，Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移Ratio-(X)、Ratio-(Y)---- X、Y向最大位移与平均位移的比值。

查看结果阶段,宏观需要控制的6大比值:1）周期比（第一扭转周期和第一平动周期的比值，a类建筑不应大于0.9；b类建筑不应大于0.85）反映结构的抗扭性质,satwe wzq.out 文件中察看2）位移比（保证结构具有足够的刚度，避免产生较大的位移影响结构的承载力、稳定性和使用要求，高规4.6.3）,satwe wdisp.out 文件中察看最大层间位移与平均层间位移的比值（限制平面扭转不规则，考虑偶然偏心影响，抗震规范3.4.2）和最大层间位移角（抗震变形限制，不考虑偶然偏心影响）3）刚度比（侧向刚度规则要求抗震规范3.4.2要求）,satwe wmass.out 文件中察看Ratx，Raty :X，Y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值；Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者4）楼层抗剪承载力、及承载力比值（竖向规则要求之一抗震规范3.4.2 ，限制楼层承载力突变），satwewmass.out 文件中察看Ratio_Bu5）剪重比（抗震规范5.2.5 限制抗侧力构件必须承担的剪力）,satwe wzq.out 文件中察看整层剪重比6）刚重比(结构的侧向刚度和重力荷载的比值）影响结构稳定和重力二阶效应，satwewmass.out 文件中察看结构整体稳定验算结果再补充两个比值！7) 参与振动质量比：即有效质量系数注：要密切关注有效质量系数是否达到了要求。

若不够，则地震作用计算也就失去了意义。

wmass.out中可察看8) 倾覆力距比短肢剪力墙结构《高规》7.1.2条：抗震设计时筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力距不宜小于结构总底部地震倾覆力距的50％；一、二、三级短肢剪力墙轴压比不宜大于0.5、0.6、0.7，对一字形短肢剪力墙轴压比限值相应降低0.1。

框架－剪力墙结构新抗震规范第6.1.3条、高规8.1.3条规定，框架-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百分比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。

对satwe总信息中的侧向刚度和刚度比的理解对satwe总信息中的侧向刚度和刚度比的理解：
1. Ratx，Raty: X，Y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值(剪切刚度)
理解：根据《抗规》6.1.14的规定，以及《高规》5.3.7的规定，当首层的Ratx和Raty小于0.5时，地下室可作为上部结构的嵌固端。

Ratx=Ki/Ki-1 (剪切刚度之比)
2. Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者。

理解：根据《高规》3.5.2的规定，Ratx1，Raty1的值只对框架结构有意义，对其他结构没有意义。

只有当Ratx1，Raty1都大于1时，才说明框架结构在两个方向的侧向刚度变化连续。

Ratx1= Ki/Ki+1 (抗侧刚度)
3. Ratx2，Raty2 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度90%、110%或者150%比值（110%指当本层层高大于相邻上层层高1.5倍时，150%指嵌固层）
理解：根据《高规》3.5.2的规定，Ratx2，Raty2的值只对框-剪、板柱-剪、剪力墙结构、框筒、筒中筒结构有意义。

只有当Ratx2，Raty2都大于1时，说明结构侧向刚度变化连续. Ratx2= Ki*hi/(Ki+1*hi+1) (抗侧刚度)
对150%的理解，规范指的意思是，嵌固楼层与上一楼层之比应大于1.5的要求。

比如，当地下室顶板作为嵌固端时，则首层（嵌固楼层）与二层的抗推刚度大于1.5。

PKPM中satwe参数的解读总结三种参考⽂献解读参数：1.点击相应的选项在窗⼝下⽅会有相应的规范2.PKPM⼿册3.钢筋混凝⼟框架以及砌体结构pkpm设计和应⽤2.3.1总信息1.⽔平⼒与整体坐标夹⾓⽤于指定地震作⽤和风荷载计算时⽔平⼒⽅向与整体坐标轴X轴之间的夹⾓。

⽤于计算⽔平地震作⽤。

暂时为0，对于不规则结构还要在W AQ.out⽂件查看⾓度后填⼊再重新算。

2.混凝⼟容重⼀般应考虑构件表⾯抹灰等装饰层⾃重，因此该值可以填写为26-27，剪⼒墙可取27。

3.钢材容重当考虑钢构件中加劲肋等附加重量以及表⾯装饰层、防腐涂层和防⽕层⾃重时候，容重需要乘1.04-1.18等放⼤系数，因此该值可填写为81-92。

4.裙房层数⽤于确定带裙房的塔楼结构剪⼒墙底部加强区的⾼度。

从结构最底层算起（包括地下室层数）。

⽤于判断剪⼒墙底部加强区⾼度。

且⾼层建筑混凝⼟结构技术规程（JGJ 3-2010）规定抗震设计时候，塔楼中与裙房相连的外围柱、剪⼒墙，从固定端⾄裙房屋⾯上⼀层的⾼度范围内，柱纵向钢筋的最⼩配筋率应该适当提⾼，柱箍筋宜在裙楼屋⾯上下层的范围内全⾼加密。

5.转换层所在层号⾼层建筑混凝⼟结构技术规程（JGJ 3-2010）规定带托墙转换层的剪⼒墙结构（即部分框⽀剪⼒墙结构）以及带托柱转换层的筒体结构，并对这两种带转换层的结构规定了不同设计要求。

6.嵌固端所在层号建筑抗震设计规范（GB50011）规定了地下室顶板作为上部结构嵌固部位时候，抗震等级确定原则。

取值⽅法是当地下室顶板作为嵌固部位时候，嵌固端所在层为地上⼀层，即地下室层数加⼀，当结构嵌固在基础顶⾯时候，则嵌固端所在层号为1。

7.地下室层数该参数为上部结构同时进⾏内⼒分析的地下室部分的层数。

同时，程序能结合地下室信息页的地下室外围回填⼟约束作⽤数据，考虑回填⼟的约束作⽤。

当上部结构与地下室共同进⾏内⼒整体分析时候，此时基础顶⾯为结构的嵌固端，应该输⼊地下室层数。

总信息 (4)水平力与整体坐标夹角 (4)混凝土容重 (5)钢材容重 (5)裙房层数 (5)转换层所在层号 (5)嵌固端所在层号 (6)地下室层数 (8)墙元细分最大控制长度 (8)弹性板细分最大控制长度 (8)转换层指定为薄弱层 (8)对所有楼层强制采用刚性楼板假定 (9)地下室强制采用刚性楼板假定 (9)墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点 (10)计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘 (11)弹性板与梁变形协调 (12)采用自定义构件施工次序 (12)结构材料信息 (13)结构体系 (13)恒活荷载计算信息 (13)施工次序 (15)风荷载计算信息 (16)地震作用计算信息 (16)结构所在地区 (17)特征值求解方式 (17)“规定水平力”的确定方式 (17)墙元侧向节点信息 (18)风荷载信息 (19)地面粗糙度类别 (19)修正后的基本风压 (19)X、Y向结构基本周期 (21)风荷载作用下结构的阻尼比 (22)承载力设计时风荷载效应放大系数 (22)用于舒适度验算的风压 (23)用于舒适度验算的结构阻尼比 (23)顺风向风振 (23)横风向风振 (24)扭转风振 (25)水平风体型系数 (25)设缝多塔背风面体形系数 (26)特殊风体型系数 (27)地震信息 (27)结构规则性信息 (27)设防地震分组 (28)设防烈度 (28)砼框架、剪力墙、钢框架抗震等级 (29)抗震构造措施的抗震等级 (30)中震（或大震）设计 (31)按主振型确定地震内力符号 (31)按抗规（6.1.3-3）降低嵌固端以下抗震构造措施的抗震等级 (32)程序自动考虑最不利水平地震作用 (32)斜交抗侧力构件方向附加地震数，相应角度 (32)考虑偶然偏心 (32)考虑双向地震作用 (33)计算振型个数 (34)重力荷载代表值的活载组合值系数 (34)周期折减系数 (35)结构的阻尼比 (35)特征周期、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（罕遇地震） (36)竖向地震参与振型数 (36)竖向地震作用系数底线值 (36)自定义地震影响系数曲线 (36)活荷信息 (37)柱墙、基础设计时活荷载 (37)梁活荷不利布置最高层号 (38)柱墙基础活荷载折减系数 (38)考虑结构使用年限的活荷载调整系数 (38)梁楼面活荷载折减设置 (38)调整信息 (39)梁端负弯矩调幅系数 (39)梁活荷载内力放大系数 (39)梁扭矩折减系数 (40)托墙梁刚度放大系数 (40)连梁刚度折减系数 (41)支撑临界角 (41)柱/墙实配钢筋超配系数 (41)中梁刚度放大系数 (42)梁刚度放大系数按2010规范取值 (42)砼矩形梁转T形（自动附加楼板翼缘） (43)部分框支剪力墙结构底部加强区剪力墙抗震等级自动提高一级 (43)调整与框支柱相连的梁内力 (43)框支柱调整系数上限 (44)抗规（5.2.5）调整 (44)弱/强轴方向动位移比例 (45)按刚度比判断薄弱层的方式 (45)指定薄弱层个数及相应的各薄弱层层号 (46)薄弱层地震内力放大系数、自定义调整系数 (46)全楼地震作用放大系数 (47)顶塔楼地震作用放大起算层号及放大系数 (47)设计信息 (49)结构重要性系数 (49)钢构件截面净毛面积比 (49)梁按压弯计算的最小轴压比 (49)考虑P-delta效应 (49)按高规或高钢规进行构件设计 (49)框架梁端配筋考虑受压钢筋 (49)结构中的框架部分轴压比限值按照纯框架结构的规定采用 (50)剪力墙构造边缘构件的设计执行高规7.2.16-4条的较高配筋要求 (50)当边缘构件轴压比小于抗规6.4.5条规定的限值时一律设置构造边缘构件 (51)按混凝土规范B.0.4条考虑柱二阶效应 (51)保护层厚度 (51)过渡层信息 (52)柱配筋计算原则 (52)梁柱重叠部分简化为刚域 (52)钢柱计算长度系数 (53)配筋信息 (54)墙竖向分布筋配筋率 (54)NSW层数和NSW配筋率 (55)箍筋间距 (55)结构底部需要单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数NSW/配筋率 (55)梁抗剪配筋采用交叉斜筋方式时，箍筋与对角斜筋的配筋强度比 (55)采用冷轧带肋钢筋（需自定义） (55)荷载组合 (57)地下室信息 (57)土层水平抗力系数的比例系数（M值）/扣除地面以下几层的回填土约束 (57)外墙分布筋保护层厚度 (58)回填土容重、回填土侧压力系数 (59)室外地坪标高、地下水位标高 (59)室外地面附加荷载 (59)生成SATWE数据文件及数据检查 (60)保留用户自定义的柱、梁、支撑长度系数 (60)保留用户自定义的水平风荷载 (60)保留用户自定义的边缘构件信息 (60)剪力墙边缘构件的类型 (60)构造边缘构件尺寸 (60)生成用于定制计算书的荷载简图 (60)SATWE计算控制参数 (62)忽略数检警告信息 (62)刚心坐标、层刚度比计算 (62)形成总刚并分解 (62)结构地震作用计算 (62)结构位移计算 (62)全楼构件内力计算 (62)构件配筋及验算 (62)配筋起始/终止层 (62)层刚度比计算 (62)地震作用分析方法 (62)线性方程组解法 (62)位移输出方式 (62)总信息水平力与整体坐标夹角说明书：地震作用和风荷载的方向缺省是沿着结构建模的整体坐标系X轴和Y轴方向成对作用的。

SATWE分析与计算参数补充定义一：总信息1、水平力与整体坐标夹角（度）：一般为缺省。

若地震作用最大的方向大于15度则回填。

2、混凝土容重（KN/m3）：砖混结构25 KN/m3，框架结构26KN/m3。

3、刚才容重（KN/m3）：一般情况下为78.0 KN/m3（缺省值）。

4、裙房层数：程序不能自动识别裙房层数，需要人工指定。

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，裙房层数应填入7。

5、转换层所在层号：应按PMCAD楼层组装中的自然层号填写，例如：地下室3层，转换层位于地上2层时，转换层所在层号应填入5.程序不能自动识别转换层，需要人工指定。

对于高位转换的判断，转换层位置以嵌固端起算，即以（转换层所在层号-嵌固端所在层号+1）进行判断，是否为3层或3层以上转换。

6、嵌固端所在层号：无地下室时输入1，有地下室时输入（地下室层数+1）。

7、地下室层数：根据实际情况输入。

8、墙元细分最大控制长度（m）：一般为缺省值1。

9、转换层指定为薄弱层：SATWE中转换层缺省不作为薄弱层，需要人工指定。

如需将转换层指定为薄弱层，可将此项打勾，则程序自动将转换层号添加到薄弱层号中，如不打勾，则需要用户手动添加。

此项打勾与在“调整信息”页“指定薄弱层号”中直接填写转换层层号的效果是完全一致的。

10、所有楼层强制采用刚性楼板假定：一般仅在计算位移比和周期比时建议选择。

在进行结构内力分析和配筋计算时不选择。

11、地下室强制采用刚性楼板假定：一般情况不选取，按强制刚性板假定时保留弹性板面外刚度考虑。

特别是对于板柱结构定义了弹性板3、6情况。

但已选择对所有楼层墙肢采用刚性楼板假定的话此条无意义。

12、墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点：一般为缺省勾选。

不勾选的话位移偏小。

13、计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘：应勾选，使得墙的无效翼缘部分内力计入框架部分，实现框架，短肢墙和普通强的倾覆力矩结果更合理。

结构设计pkpm软件SATWE计算结果分析SATWE软件计算结果分析一、位移比、层间位移比控制规范条文：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1.4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 1/1000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。

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。

结构位移输出文件（WDISP.OUT）Max-(X)、Max-(Y)----最大X、Y向位移。

（mm）Ave-(X)、Ave-(Y)----X、Y平均位移。

（mm）Max-Dx ，Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移Ave-Dx ，Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移Ratio-(X)、Ratio-(Y)---- X、Y向最大位移与平均位移的比值。

对楼层侧向刚度与楼层侧向刚度比的一些探讨摘要：本文对楼层侧向刚度与楼层侧向刚度比的三种计算方法进行了探讨，归纳总结了剪切刚度、按楼层剪力和层间位移的比值计算的楼层刚度以及剪弯刚度的计算公式和计算模型，并结合工程实例，对三种形式的楼层刚度进行了分析比较，得到了一些有意义的结论，供设计人员参考。

主题词：楼层侧向刚度楼层侧向刚度比剪切刚度剪弯刚度Abstract: This paper on the floor lateral stiffness of the floor lateral stiffness than the three methods discussed, summarized the shear stiffness, according to the floor shear layer displacement ratio calculation of floor stiffness and shear-bending stiffness calculationthe formula and calculation model, and an engineering example, the floor stiffness of the three forms were analyzed and compared, some meaningful conclusions for the design reference.Keywords: lateral stiffness floors, floor lateral stiffness, shear stiffness, shear-bending stiffness.1引言历次地震震害表明：结构刚度沿竖向突变会产生在某些楼层的变形过分集中，出现严重震害甚至倒塌。

所以设计中应力求自下而上刚度逐渐、均匀减小，体型均匀不突变。

1995年阪神地震中，大阪和神户市不少建筑产生中部楼层严重破坏的现象，其中一个原因就结构侧向刚度在中部楼层产生突变，有些是柱截面尺寸和混凝土强度在中部楼层突然减小，有些是由于使用上的要求使剪力墙在中部楼层突然取消，这些都引发了楼层刚度的突变而产生严重震害。

总信息（A）A1）水平力与整体坐标角：（默认值为0，不需要改）一般情况下取0 度，经计算后大于15度时和结构平面中存在相交角大于15度的抗侧力构件时，应在“地震信息”中的“斜交抗侧力构件方向附加地震数”和“相应角度”中输入地震数和相应角度。

注：如大于15度时，一般可在附加地震数中输4，相应角度中输入30,60,210,240。

A2）砼容重：（默认25，PMCAD中改后不需要改）钢筋砼计算重度，考虑饰面的影响应大于25，不同结构构件的表面积与体积比不同饰面的影响不同，一般按结构类型取值。

一般统一取27 即可。

A3）钢材容重：（默认为78，一般不需要改，钢结构工程时要改）一般取78.5。

钢结构时因装修荷载钢材连接附加重量及防火、防腐等影响通常放大1.04-1.18，即取82-93。

A4）裙房层数：（默认为0，一般不需要改，有群房需要改）对于带裙房的大底盘结构，应输入裙房所在自然层号。

输入裙房层数后，程序能够自动按照《高规》10.6.3-3 条的规定，将加强区取到裙房屋面上一层，裙房层数应包含地下室层数。

抗规》6.1.3条2款及《高规》3.9.6 条规定，“主楼结构在裙房顶部上、下各一层应适当加强抗震构造措施”。

程序中该参数作用暂时没有反映，实际工程中用户可参考《高规》10.6.3-3条，将裙房顶部上、下各一层框架柱箍筋全高加密，适当提高纵筋配筋率，予以构造加强。

对于体型收进的高层建筑结构、底盘高度超过房屋高度20%的多塔楼结构尚应符合《高规》10.6.5 条要求；目前程序不能实现自动将体型收进部位上、下各两层塔楼周边竖向构件抗震等级提高一级的功能，需要用户在“特殊构件定义”中自行指定。

A5）转换层所地层号：（默认为0，一般不需要改，有转换层需要改）按自然层号填，含地下室的层数（即层号为计算层号）。

A6）嵌固端所在层号（被嵌固层）：（默认为PMCAD 中第一次输入的地下室层数+1，有地下室且嵌固端不在±0.000时，及再次修改地下室层数时需要修改。