SATWE总信息中侧向刚度三种参数含义

Satwe高层结构整体性能指标通过结构—Satwe—第四项分析结果图形和文本显示—17项图形文件输出和12项文本文件输出。

一、结构位移可通过图形文件第9项看层间位移角，文本文件第3项结构位移查看层间位移角、水平位移比、层间位移比。

分别查看多遇地震标准值（不考虑偶然偏心的影响）和风荷载作用下结构的位移反应。

1、层间位移角——楼层内最大的弹性层间位移与计算楼层层高的比值规范为：《高规》第3.7.3条（P18）、《抗规》第5.5.1条（P44）对于钢框架—核心筒，高度不大于150m的为1/800，高度不小于250m的为1/5002、水平位移比——楼层竖向构件的最大水平位移与该楼层层平均位移的比值规范为：《高规》第3.4.5条（P12）、《抗规》第3.4.3条（P8）不宜大于1.2，不应大于1.43、层间位移比——楼层竖向构件的最大层间位移与该楼层平均层间位移的比值规范为：《高规》第3.4.5条（P12）、《抗规》第3.4.3条（P8）不宜大于1.2，不应大于1.4二、周期、周期比、有效质量系数、楼层最小剪重比可通过文本文件第2项“周期阵型地震力”查看所得4、周期T1、T2、T3、周期比一般情况下T1、T2为X向或Y向平动周期值，T3为扭转周期值规范建议值为（0.05~0.1n）（n为建筑总层数），参考《荷规》附录F，P152-154 周期比=第一扭转周期/第一平动周期=T3/T1≤0.85，规范：《高规》3.4.5条（P12）5、有效质量系数规范：《高规》5.1.13条（P45）分别找出X方向和Y方向的有效质量系数，应该大于≥90%6、楼层最小剪重比——水平地震作用标准值的楼层剪力/重力荷载代表值规范为：《抗规》第5.2.5条（P39）分别找出X方向和Y方向的楼层最小剪重比，应该大于≥1.2%或2.4%三、刚度比、刚重比、结构舒适度验算、最小楼层抗剪承载力之比可通过文本文件第1项“结构设计信息”查看所得7、刚度比——楼层与相邻上层的侧向刚度比规范为：《高规》第3.5.2条、第3.5.3条（P15）、《抗规》第3.4.3条（P9）分别找出X方向和Y方向的最小刚度比，应≥18、刚重比——结构的侧向刚度与重力荷载设计值之比规范为：《高规》第5.4.4条（P49）整体稳定验算分别找出X方向和Y方向的刚重比，应≥1.49、结构舒适度验算——高度不小于150m的应进行此验算规范为：《高规》第3.7.6条（P19）查看各种荷载作用下结构顶点的最大加速度最大值，不超过0.15（住宅、公寓）或0.25（办公、旅馆）10、最小楼层抗剪承载力之比——本层与上一层抗剪承载力比值中的最小值规范为：《高规》第5.4.1条、第5.4.4条（P49）、《抗规》第3.4.3条（P9）分别找出X方向和Y方向最小楼层抗剪承载力之比，应≥0.65四、（11）框架柱最大楼层地震剪力百分比——框架柱分担的最大楼层地震剪力，考虑到二重抗力体系，框架结构不需验算此项，各种筒体结构需验算此项。

PKPM 软件中SATWE 重要参数设定PKPM 是目前国内应用最广的计算机辅助设计软件，而SATWE—空间组合结构有限元程序则是目前应用最多的计算模块。

SATWE 采用空间杆单元来模拟梁、柱及支撑杆件，用在壳单元基础上凝聚而成的墙元来模拟剪力墙。

所以SATWE 中的一些重要参数设定的正确与否就决定了计算模型是否接近于实际工程的受力情况。

许多工作多年实践经验丰富的结构工程师在应用PKPM 软件时在结构模型设计合理的情况下因为对软件没有进行深入分析，造成SATWE 设置参数的偏差而引起整个工程项目的配筋偏大造价提高或结构稳定性没有达到规范的要求，这种情况需要引起足够的重视，一些重要的参数应如下设置。

SATWE 分析与设计参数补充见图1“进入分析与设计参数补充”界面:设置如下：1.SATWE 总信息总信息（见图1.1）1.1 结构材料信息：按主体结构材料选择“钢筋混凝土结构”。

1.2 混凝土容重（kN/ ）：=27.00，普通框架取26kN/m3，框架－剪力墙及异性柱框架取27kN/m3，剪力墙、短肢剪力墙取28kN/m3，包含饰面材料。

1.3 钢材容重（kN/ ）：=78.00。

1.4 水平力夹角（Rad）：ARF=0.00，一般取0，地震力、风力作用方向反时针为正。

先采用默认0，SATWE 自动计算出最不利地震作用方向角，并在WZQ.OUT 中输出，当方向角大于15 度时，应将这个角度作为地震作用的方向角返填重新进行计算，以体现最不利地震作用的影响1.5 地下室层数：MBASE=0，定义与上部结构整体分析的地下室层数，无则填0。

1.6 竖向荷载计算信息：一般多层建筑选择“一次性加载”。

模拟施工方法1 加载：就是按一般的模拟施工方法加载，对高层结构，一般都采用这种方法计算（依据《高规》5.1.9条）。

但对于“框剪结构”，采用这种方法计算在导给基础的内力中剪力墙下的内力特别大，使得其下面的基础难于设计。

规范几个限值的意义1、轴压比：主要为控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见抗规 6.3.7 和 6.4.6，在剪力墙的轴压比计算中，轴力取重力荷载代表设计值，与柱子的不一样。

2、剪重比：主要为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性，见抗规5.2.5。

3、侧向刚度比：主要为控制结构竖向规则性，见抗规3.4.2。

4、位移比：主要为控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。

控制比例为1.5，见抗规3.4.3。

5、周期比：主要为控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响，见高规4.3.5。

6、刚重比：主要为控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆，见高规5.4.4。

7、剪跨比：梁的剪跨比，剪力的位置a 与h0 的比值。

剪跨比影响了剪应力和正应力之间的相对关系，因此也决定了主应力的大小和方向，也影响着梁的斜截面受剪承载力和破坏的方式；同时也反映在受剪承载力的公式上。

柱的剪跨比：若反弯点在柱子层高范围内，可取柱子的剪跨比小于 2 时，需要全长加密，见混凝土规范11.4.12、11.4.17。

8、剪压比（梁柱截面上的名义剪应力V/bh0 与混凝土轴心抗压强度设计值的比值）：梁塑性铰区的截面剪压比对梁的延性、耗能能力及保持梁的强度、刚度有明显的影响，当剪压比大于0.15 的时候，梁的强度和刚度有明显的退化现象，此时再增加箍筋用量，也不能发挥作用，因此对梁柱的截面尺寸有所要求。

9、轴压比：轴压比是指有地震作用组合的柱组合轴压力设计值与柱的全截面面积和砼轴心受压抗压强度设计值乘积的比值，是影响柱子破坏形态和延性的主要因素之一。

轴压比限值的依据是理论分析和试验研究并参照国外的类似条件确定的，其基准值是对称配筋柱大小偏心受压状态的轴压比分界值。

10、跨高比：梁的跨高比（梁的净跨与梁截面高度的比值）对梁的抗震性能有明显的影响。

梁（非剪力墙的连梁）的跨高比小于 5 和深梁都按照深受弯构件进行计算的。

SATWE参数设置一：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。

14、弹性板与梁变形协调：相当于强制刚性板假定时保留弹性板面外刚度，自动实现梁板边界变形协调，计算结构符合实际受力情况，应勾选。

1.风荷载作用下的结构基本周期X、Y2.刚心的X，Y 坐标值质心的X，Y 坐标值3.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) 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.结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(剪切刚度) 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(地震剪力与地震层间位移的比)5.舒适性验算结果：X/Y向顶点顺风/横风向最大加速度（按照高钢规、荷载规范）6.结构抗倾覆验算：抗倾覆力矩、倾覆力矩、比值7.结构整体稳定性验算：X/Y向刚度上部重量X/Y向刚重比（1.该结构刚重比Di*Hi/Gi 大于10,能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算 2.该结构刚重比Di*Hi/Gi大于20,可以不考虑重力二阶效应）8.楼层抗剪承载力、及承载力比值：本层与上一层的承载力之比9.考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭转系数10.各方向的基底剪力11.各向地震作用参与振型的有效质量系数12.分塔剪重比整层剪重比13. X,Y方向的节点最大位移X,Y方向的层平均位移X,Y方向的最大层间位移X,Y方向的平均层间位移最大位移与层平均位移的比值最大层间位移与平均层间位移的比值X,Y方向的最大层间位移角X,Y方向的有害位移角占总位移角的百分比例本层位移角与上层位移角的1.3倍及上三层平均位移角的1.2倍的比值的大者14.柱子内力输出：各方向的剪重比调整系数各方向的0.2V0调整系数各方向的薄弱层调整系数各方向的框支柱调整系数(仅对框支柱有效) 各方向的板柱体系调整系数(仅对板柱体系有效) 各方向的底框结构调整系数(仅对底框结构有效)15.墙-柱内力输出：各方向的底部剪力轴力各方向的底部弯矩各方向的顶部弯矩16.墙-梁内力输出：左，右两端的剪力轴力左，右两端的弯矩墙-梁跨度,高17.梁内力输出：梁主平面内各截面上的剪力最大值梁主平面内各截面上的轴力最大值梁主平面内各截面上的扭矩最大值梁主平面外I，J 两端的弯矩梁主平面外的最大剪力18.各方向上的计算长度系数19.圆柱或异型柱最大计算长度系数20.全截面配筋率,上下端取大值(As/Ac)21.体积配箍率(Vs/Vc)22.轴压比(N/Ac/fc) 控制轴压比的轴力23.矩形钢管混凝土柱、钢柱、钢支撑验算输出：强度验算，X、Y向的稳定验算，X、Y向梁、柱全塑性承载力之比，X、Y向的长细比，钢柱验算的验算控制内力24.圆钢管混凝土柱验算输出：钢管混凝土柱验算的验算控制内力，钢管混凝土单肢柱的承载力设计值(kN)和抗震调整系数25.剪力墙配筋输出：墙竖向分布筋配筋率，墙水平分布筋配筋率，墙轴压比的控制轴力，墙轴压比，墙剪跨比26.矩形(型钢)混凝土梁配筋输出：负、正弯矩配筋的配筋率，抗剪箍筋的配筋率27.钢梁验算输出：正应力强度验算，整体稳定验算，剪应力强度验算28.组合梁验算输出：梁左端、右端与跨中正应力强度比，梁控制剪力,剪应力强度比。

（一）地震力与地震层间位移比的理解与应用⑴规范要求：《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条均规定：其楼层侧向刚度不宜小于上部相邻楼层侧向刚度的70％或其上相邻三层侧向刚度平均值的80％。

⑵计算公式：Ki=Vi/Δui⑶应用范围：①可用于执行《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条规定的工程刚度比计算。

②可用于判断地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端。

（二）剪切刚度的理解与应用⑴规范要求：①《高规》第E.0.1条规定：底部大空间为一层时，可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化，γ宜接近1，非抗震设计时γ不应大于3，抗震设计时γ不应大于2.计算公式见《高规》151页。

②《抗震规范》第6.1.14条规定：当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之比不宜小于2.其侧向刚度的计算方法按照条文说明可以采用剪切刚度。

计算公式见《抗震规范》253页。

⑵SATWE软件所提供的计算方法为《抗震规范》提供的方法。

⑶应用范围：可用于执行《高规》第E.0.1条和《抗震规范》第6.1.14条规定的工程的刚度比的计算。

（三）剪弯刚度的理解与应用⑴规范要求：①《高规》第E.0.2条规定：底部大空间大于一层时，其转换层上部与下部结构等效侧向刚度比γe可采用图E所示的计算模型按公式（E.0.2）计算。

γe宜接近1，非抗震设计时γe不应大于2，抗震设计时γe不应大于1.3.计算公式见《高规》151页。

②《高规》第E.0.2条还规定：当转换层设置在3层及3层以上时，其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60％。

⑵SATWE软件所采用的计算方法：高位侧移刚度的简化计算⑶应用范围：可用于执行《高规》第E.0.2条规定的工程的刚度比的计算。

（四）《上海规程》对刚度比的规定《上海规程》中关于刚度比的适用范围与国家规范的主要不同之处在于：⑴《上海规程》第6.1.19条规定：地下室作为上部结构的嵌固端时，地下室的楼层侧向刚度不宜小于上部楼层刚度的1.5倍。

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。

SATWE层刚度比各参数含义及
与《高规》-2010版，相关相条款对应关系
程序对条款的执行与结果识读
此内容为WMASS.OUT文件部分截图。

（为方便说明仅以X向举例；各参具体含义见SATWE说明书，在此仅就各版本之间的差别和实际操作进行说明。

）Ratx：
2011.3.31版本，此项比值所采用的刚度与SATWE程序默认的层刚度比计算方法直接相关（取程序默认的层刚度计算方法进行比值的计算）。

在SATWE总信息中选择了“计算地震作用”时，程序默认按“3”，如下图，进行计算；如果选择了“不计算地震作用”时，程序默认按“1”。

图二
SATWE 对此条的执行如下： Ratx1的计算结果：)318.07.0min(
13
1
∑++×××=i i
i
i i K K K K Ratx ，
规范依据：《高规》-2010版，5.3.7条及条文说明，如下所示。

《高规》-2010版，3.5.2条理解： 3.5.2条条文说明：
对结构“底部嵌固层”的图示理解：。