对satwe总信息中的侧向刚度和刚度比的理解

pkpm参数意义与调整高层结构设计中六个“比”的控制与调整-----SATWE电算结果与规范条文的对照理解1. 位移比（层间位移比）:1.1 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。

1.3 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。

1.2 相关规范条文的控制：[抗规]3.4.2条规定，建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则,对称,并应具有良好的整体性,当存在结构平面扭转不规则时,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),不宜大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍。

[高规]4.3.5条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，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***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 1/10001.4 电算结果的判别与调整要点:PKPM软件中的SATWE程序对每一楼层计算并输出最大水平位移、最大层间位移角、平均水平位移、平均层间位移角及相应的比值，详位移输出文件WDISP.OUT。

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。

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。

三种刚度比理解与应用一、地震力与地震层间位移比的理解与应用1. 规范要求：《抗震规范》第343条及《高规》第3.5.2条均规定：①对框架结构，楼层与其相邻上层的侧向刚度比!可按（1）式计算，本层与其相邻上层比值不宜小于0.7,与相邻上部三层侧向刚度平均值的比值不宜小于0.&(1)V ,V i,-为第i层、i+1层的地震剪力标准值（KN ）;i, i!—为第i层、i+1层的地震剪力标准值作用下的层间位移（m ）；SATWE软件的结构总信息：相应塔侧移刚度的比值为：Ratx1, Raty1;相应侧移刚度和扭转刚度（地震剪力与地震层间位移的比）：RJX3, RJY3, RJZ3;②当转换层设置在第2层以上时，按（1）式计算的转换层与其相邻的侧向刚度比不应小于0.6。

③对于框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构，本层与其相邻上层的侧向刚度比2按⑵式计算，本层与其相邻上层比值不宜小于0.9;当本层层高大于相邻上层层高的1.5倍时，该比值不宜小于1.1;对结构底部嵌固层，该比值不宜小于 1.5 （《高规》第5.3.7 条、《抗震规范》第6.1.14条按照等效剪切刚度考虑嵌固层）。

SATWE软件的结构总信息：相应塔侧移刚度的比值为：Ratx2，Raty2；相应侧移刚度和扭转刚度：RJX3，RJY3，RJZ3;2. 计算公式：K i=V i/ Ai i3. SATWE软件所采用的计算方法：高位侧移刚度的简化计算4. 应用范围：①可用于执行《抗震规范》第343条及《高规》第3.5.2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1. 规范要求：①《高规》P177页，第E.0.1条规定：当转换层设置在1、2层时，可近似采用转换层与其相邻上层结构的等效剪切刚度比ei表示转换层上、下层结构刚度的变化，ei宜接近1,非抗震设计时ei不应小于0.4,抗震设计时ei不应小于0.5。

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。

Satwe参数的设置--绝对很详细-史上最全最全Satwe参数设定1、总信息：1.1⽔平⼒与整体坐标系夹⾓：0根据抗规（GB50011-2001）5.1.1条规定，“⼀般情况下，应允许在建筑结构的两个主轴⽅向分别计算⽔平地震作⽤并进⾏抗震验算，各⽅向的⽔平地震作⽤应由该⽅向的抗侧⼒构件承担；有斜交抗侧⼒构件的结构，当相交⾓度⼤于15度时，应分别计算各抗侧⼒构件⽅向的⽔平地震作⽤”。

当计算地震夹⾓⼤于15度时，给出⽔平⼒与整体坐标系的夹⾓（逆时针为正），程序改变整体坐标系，但不增加⼯况数。

同时，该参数不仅对地震作⽤起作⽤，对风荷载同样起作⽤。

通常情况下，当Satwe⽂本信息“周期、振型、地震⼒”中地震作⽤最⼤⽅向与设计假定⼤于15度（包括X、Y两个⽅向）时，应将此⽅向重新输⼊到该参数进⾏计算。

1.2混凝⼟容重：26本参数⽤于程序近似考虑其没有⾃动计算的结构⾯层重量。

同时由于程序未⾃动扣除梁板重叠区域的结构荷载，因⽽该参数主要近似计算竖向构件的⾯层重量。

通常对于框架结构取25-26；框架-剪⼒墙结构取26；剪⼒墙结构，取26-27。

1.3钢容重：78⼀般情况下取78，当考虑饰⾯设计时可以适当增加。

1.4裙房层数：按实际填⼊混凝⼟⾼规（JGJ3-2002）第4.8.6条规定：与主楼连为整体的裙楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级，主楼结构在裙房顶部上下各⼀层应适当加强抗震措施。

同时抗规（GB50011-2001）6.1.10条条⽂说明要求：带有⼤底盘的⾼层抗震墙（筒体）结构，抗震墙的底部加强部位可取地下室顶板以上H/8，向下延伸⼀层，⼤底盘顶板以上⾄少包括⼀层。

裙房与主楼相连时，加强部位也宜⾼出裙房⼀层。

本参数必须按实际填⼊，使程序根据规范⾃动调整抗震等级，裙房层数包括地下室层数。

1.5转换层所在层号：按实际填⼊该参数为程序决定底部加强部位及转换层上下刚度⽐的计算和内⼒调整提供信息。

输⼊转换层号后，程序可以⾃动判读框⽀柱、框⽀梁及落地剪⼒墙的抗震等级和相应的内⼒调整。