浅谈satwe后处理-质心振动简图和空间振动简图

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。

SATWE电算结果的评价标准建筑结构，尤其是高层建筑，布置复杂，电算后数据输出量很大，因此对计算结果的合理性、可靠性进行判断就显得尤为重要。

设计人员必须根据力学概念和工程设计的经验，从结构整体和局部两个方面对计算结果的合理性进行分析和判断，根据其正确与否，确定其可靠性后，方可在工程中应用。

如果设计不符合要求，则应检查输入数据是否有误或对结构布置进行调整，直至计算结构合理、正常为止。

一般可参考以下几点进行判断分析：1、整体合理性分析（1）基本平动周期对于比较正常的工程设计，结构的基本平动周期一般可按下表判断。

如果计算结果偏离上述数值太远，应考虑工程的刚度是否合适，构件截面尺寸是否合适，剪力墙数量是否合理，应适当予以调整。

如果截面尺寸、结构布置都正常，无特殊情况而偏离太远，则应检查输入数据是否有错误，如个别构件因建模不当导致局部模态控制，此时可能会出现明显不正常的较大的结构基本周期。

用户可以再SATWE的输出文件WZQ.OUT中查看到结构的基本平动周期。

（2）振型曲线正常计算结果的振型曲线多为连续光滑的曲线，当竖向存在明显的刚度和质量突变时，振型曲线可能会有不光滑的畸变点。

如个别构件因建模不当导致局部模态控制，此时的动态振型曲线表现为结构大部分不动或微动而只有个别构件在做较大的振动。

用户可通过SATWE后处理菜单12“结构整体空间振动简图”查看振型曲线。

（3）地震作用下的侧移结构的弹性层间位移角须满足《抗震规范》5.5.1条和《高层规程》4.6.3条1款的要求。

需要注意的是，该位移的计算是根据“刚性楼面”假定求得的。

侧移与结构的总体刚度有关，结构的总体抗侧刚度越大，其侧移就越小，故可以根据初步计算的侧移结果对整体结构进行调整。

如果侧移偏小，则可以减小整体结构的抗侧移刚度，对墙。

梁的截面尺寸可适当减小或取消部分剪力墙；反之，如果侧移偏大，则应考虑增加整体结构的抗侧刚度，如加大抗侧力构件的尺寸和数量，或改变结构抗侧力的形式，如加斜撑等。

41
5
75
第 1 层墙柱 墙梁编号及节点简图 梁总数 = 92 柱总数 = 52 墙梁数 = 0
37
1
墙柱数 = 0
图四 有斜交抗侧力结构
1
2
43
30
57
58
32
2）
混凝土容重、钢材容重 混凝土按25kN/m3,若为轻骨料或考虑装修，可按实际情况填写。 一般民用建筑可填写为26~27kN/m3。钢材可按78kN/m3。 3） 裙房层数、转换层所在层号 指定高层建筑的裙房层数是为了是为了0.2Q0的调整．对于立面 有变化的高层，程序给出0.2Q0调整可能偏大，可人工干预调整。转 换层所在层号按实际所在楼层填写。 4） 地下室层数 地下室和上部结构一起建模进行内力分析时须指定地下室层 数。这是为了导算风荷载（地下室无风荷载）和自动形成嵌固约束 信息。 5） 墙元细分最大控制长度。 隐含值为2m。填写范围在1≤D≤5。对于一般工程取2m，对框支 剪力墙取1m。 6） 对所有楼层强制采用刚性楼板假定 验算结构层间位移比和判断参与振型数足够与否时选择。除此 之外，不选择此项。 “刚性楼板假定”是由程序自动判断结构的楼板情况，当该房间 布臵楼 板后，且没有对该房间定义为“弹性楼板” ，则程序自动按 “刚性楼板 假定”分析； “强制性刚性楼板”是新规范设计“位移 比”的需要，楼层中的房间可能是“刚性板” 、 “弹性斑” 、 “板厚为0” 等这三种情况，这样在计算楼层平均位移时，只有把楼层中的所有 房间均按“强制刚性楼板”计算，平均位移才能计算准确，则位移 比也能计算合理； “强制刚性楼板”仅用于位移比的计算，构件设计 则不应选择“强制刚性楼板” ，因次需要进行两次计算。 7） 墙元侧向节点信息 “内部节点”只考虑上下边变形协调，是一种简化模拟，精度稍 差，有洞口墙元侧边会有变形不协调，但分析效率高，适合剪力墙 多的工程规模大的高层； “出口节点”四边上节点均考虑，变形协调好，计算精度高，但计 算量大，适合剪力墙少的工程规模小的高层。 8） 结构材料信息、结构体系、风荷载计算、地震计算 按实际情况填写。 9） 恒活荷载计算信息 “不计算竖向力” ：它的作用主要用于对水平荷载效应的观察和 对比等。 “一次性加载计算” ：主要用于多层结构，而且多层结构最好采 用这种加载计算法。因为施工的层层找平对多层结构的竖向变位影 响很小，所以不要采用模拟施工方法计算。

1.SATWE软件程序清单Winsat-p.exe 接PM生成SATWE数据Winsat-a.exe 结构整体分析和构件内力计算Winsat-d.exe 分析结果图形和文本显示Winsat-f.exe 构件配筋与截面验算SWDB.DAT 地震波数据文件ZHQ_PJ.exe 剪力墙组合配筋MWall.exe 剪力墙组合配筋2.SATWE数据文件分为以下几类：（1）工程原始数据文件（工程名.*和*.PM）（2）SATWE补充输入数据文件（SAT_*.PM）（3）计算过程中的中间数据文件（*.MID和*.TMP）（4）计算结果二进制文件（*. SAT）（5）计算结果输出文件（*. OUT和*. T）1.工程原始数据文件这里所说的原始数据文件是指PMCAD主菜单1生成的数据文件，若工程数据文件名为AAA，则工程原始数据文件包括AAA.*和*.PM。

2.补充输入数据文件由于在PMCAD中未考虑高层结构的有关特殊信息，所以在SATWE的前处理中要补充输入这些信息，包括有关参数的取值，特殊构件的定义和多塔信息等，这些信息都记录在PM中，可以跟随模型的改动，最大限度的保留了已定义的部分，大大减少了重复定义的工作量。

部分数据文件如下：Sat_def.pm——补充输入的有关参数Sat_tow.pm——多塔信息Spwind.pm——特殊风荷载信息Satwe_tem.pm——温度荷载信息Satinput02V——用户指定0.2V0调整系数文件SatinputECC.pm——用户指定偶然偏心文件Sat_LD.pm、Sat_LF.pm——自定义荷载组合信息3.计算过程的中间数据文件（*.mid，*.tmp）计算过程的中间数据文件以.mid或.tmp为后缀，这部分数据对硬盘空间的占用量比较大，为了节省硬盘空间，这类文件在计算结束后将被删掉。

4.计算结果输出文件计算结果输出文件分三类，其后缀分别为.sat、.out和.t。

（1）以.sat为后缀的输出文件Sdata.sat——经数据检查后形成有限元模型数据文件（计算用）Date.sat——经过整理的结构模型数据文件（配筋用）Mass.sat——结构质量矩阵、质心坐标和自由度等信息（计算用）Tojlq.sat——PM与SATWE之间构件对应关系文件（接PK用）Mode.sat——周期、振型、地震力信息Disp.sat——结构在各工况下的位移Wfrc.sat——结构构件的内力数据文件Wpj.sat——结构构件的配筋数据文件Wdcnl.sat——接JCCAD、BOX用底层柱、墙底组合内力Jlqpj.sat——接JLQ绘剪力墙施工图用的配筋文件其中：Sdata.sat是在前处理数据检查时生成的。