发布时间 : 星期六 文章PKPM软件在应用中的问题解析（完整版）更新完毕开始阅读00cf8709bb68a98271fefa32
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。 ⑵《上海规程》已将三种刚度比统一为采用剪切刚度比计算。 （五）工程算例：
⑴工程概况：某工程为框支剪力墙结构，共27层（包括二层地下室），第六层为框支转换层。结构三维轴测图、第六层及第七层平面图如图1所示（图略）。该工程的地震设防烈度为8度，设计基本加速度为0.3g。 ⑵1～13层X向刚度比的计算结果：
由于列表困难，下面每行数字的意义如下：以“／”分开三种刚度的计算方法，第一段为地震剪力与地震层间位移比的算法，第二段为剪切刚度，第三段为剪弯刚度。具体数据依次为：层号，RJX，Ratx1，薄弱层／RJX，Ratx1，薄弱层／RJX，Ratx1，薄弱层。
其中RJX是结构总体坐标系中塔的侧移刚度（应乘以10的7次方）；Ratx1为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刚度80％的比值中的较小者。具体数据如下：
1，7.8225，2.3367，否／13.204，1.6408，否／11.694，1.9251，否 2，4.7283，3.9602，否／11.444，1.5127，否／8.6776，1.6336，否 3，1.7251，1.6527，否／9.0995，1.2496，否／6.0967，1.2598，否 4，1.3407，1.2595，否／9.6348，1.0726，否／6.9007，1.1557，否 5，1.2304，1.2556，否／9.6348，0.9018，是／6.9221，0.9716，是 6，1.3433，1.3534，否／8.0373，0.6439，是／4.3251，0.4951，是 7，1.4179，2.2177，否／16.014，1.3146，否／11.145，1.3066，否 8，0.9138，1.9275，否／16.014，1.3542，否／11.247。1.3559，否 9，0.6770，1.7992，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否 10，0.5375，1.7193，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否 11，0.4466，1.6676，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否 12，0.3812，1.6107，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否
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13，0.3310，1.5464，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否
注1：SATWE软件在进行“地震剪力与地震层间位移比”的计算时“地下室信息”中的“回填土对地下室约束相对刚度比”里的值填“0”； 注2：在SATWE软件中没有单独定义薄弱层层数及相应的层号；
注3：本算例主要用于说明三种刚度比在SATWE软件中的实现过程，对结构方案的合理性不做讨论。 ⑶计算结果分析
①按不同方法计算刚度比，其薄弱层的判断结果不同。
②设计人员在SATWE软件的“调整信息”中应指定转换层第六层薄弱层层号。指定薄弱层层号并不影响程序对其它薄弱层的自动判断。 ③当转换层设置在3层及3层以上时，《高规》还规定其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60％。这一项SATWE软件并没有直接输出结果，需要设计人员根据程序输出的每层刚度单独计算。例如本工程计算结果如下： 1.3433×107／（1.4179×107）＝94.74％>60％ 满足规范要求。
④地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端的判断： a)采用地震剪力与地震层间位移比
＝4.7283×107／（1.7251×107）＝2.74＞2 地下室顶板能够作为上部结构的嵌固端 b)采用剪切刚度比
＝11.444×107／（9.0995×107）＝1.25＜2 地下室顶板不能够作为上部结构的嵌固端
⑤SATWE软件计算剪弯刚度时，H1的取值范围包括地下室的高度，H2则取等于小于H1的高度。这对于希望H1的值取自0.00以上的设计人员来说，或者将地下室去掉，重新计算剪弯刚度，或者根据程序输出的剪弯刚度，人工计算刚度比。以本工程为例，H1从0.00算起，采用刚度串模型，计算结果如下：
转换层所在层号为6层（含地下室），转换层下部起止层号为3～6，H1=21.9m，转换层上部起止层号为7～13，H2=21.0m。 K1=[1/(1/6.0967+1/6.9007+1/6.9221+1/4.3251)]×107=1.4607×107 K2=[1/(1/11.145+1/11.247+1/10.369)×107=1.5132×107 Δ1=1/K1 ； Δ2=1/K2
则剪弯刚度比γe=(Δ1×H2)/(Δ2×H1)=0.9933 （六）关于三种刚度比性质的探讨
⑴地震剪力与地震层间位移比：是一种与外力有关的计算方法。规范中规定的Δui不仅包括了地震力产生的位移，还包括了用于该楼层的倾覆力矩Mi产生的位移和由于下一层的楼层转动而引起的本层刚体转动位移。
⑵剪切刚度：其计算方法主要是剪切面积与相应层高的比，其大小跟结构竖向构件的剪切面积和层高密切相关。但剪切刚度没有考虑带支撑的结
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构体系和剪力墙洞口高度变化时所产生的影响。
⑶剪弯刚度：实际上就是单位力作用下的层间位移角，其刚度比也就是层间位移角之比。它能同时考虑剪切变形和弯曲变形的影响，但没有考虑上下层对本层的约束。
三种刚度的性质完全不同，它们之间并没有什么必然的联系，也正因为如此，规范赋予了它们不同的适用范围。
第三章 短肢剪力墙结构的计算
（一）短肢剪力墙结构中底部倾覆力矩的计算 ⑴规范要求：
《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.1.2条第2款规定：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矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50％。
⑵TAT与SATWE软件对短肢剪力墙的判断： ①TAT软件按双向判断；
②旧版SATWE软件按单向判断，新版SATWE软件按双向判断。 ⑶工程算例 ①工程概况
该工程为一层地下室，第六层（包括地下室）为框支转换层，转换层以上为短肢剪力墙结构，共31层。地震烈度为8度（设计基本地震加速度为0.2g），框支框架抗震等级为一级，剪力墙抗震等级为二级、转换层以上结构平面图如下图所示（图略） ②TAT和SATWE软件底部地震倾覆力矩计算结果：
用TAT计算，Mx短＝99548.0、Mx＝340276.0、Mx短/Mx＝22.63%；My短＝103067.2、My＝338728.8、My短/My＝23.33%。
用SATWE旧版计算，Mx短＝313757.7、Mx＝598817.6、Mx短/Mx＝52.40%；My短＝266632.3、My＝620842.5、My短/My＝42.95%。 用SATWE新版计算，Mx短＝320114.2、Mx＝173764.8、Mx短/Mx＝35.18%；My短＝128251.8、My＝353020.7、My短/My＝30.95%。 （二）带框支结构短肢剪力墙的计算
⑴结构体系的选择：复杂高层结构还是短肢剪力墙结构？ ⑵规范规定 ①抗震等级：
a）复杂高层：当转换层的位置设置在3层及3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级宜按表4.8.2和表4.8.3的规定提高一级采用，已经是特一级的不再提高。对于转换层的位置设置在3层及3层以下时，不要求提高抗震等级；
b）短肢剪力墙：其抗震等级，应比表4.8.2规定提高一级采用。注意，这里不含表4.8.3，这是因为B级高度的高层建筑和9度抗震设计的A级
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高度的高层建筑，不应采用短肢剪力墙结构。 ②剪刀墙轴压比：
a）复杂高层：剪刀墙轴压比限值不要求降低；
b）短胶剪力墙：当抗震等级为一、二、三级时，分别不宜大于0.5、0.6、0.7；对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力培，其轴压比限值相应降低0.1。
③内力计算：
a）复杂高层：特一、一、二级落地剪力培底部加强部位的弯矩设计值，应按墙体底截面有地震组合的弯矩值乘以增大系数1.8、1.5、1.25；其剪力设计值，应按规程第7.2.10条的规定调整，特一级应来以增大系数1.9；
b）短肢剪力墙：除底部加强部位应按规程第7.2.10条的规定调整外，其他各层短肢剪力墙的剪力设计值，一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2。
注意：短肢剪力墙并没有要求对底部加强部位的弯矩设计值按照复杂高层那样乘以放大系数。 ④配筋率：
a）复杂高层：底部加强部位墙体水平和竖向分布筋最小配筋率，抗震设计时不应小于0.3％；
b）短肢剪力墙：其截面的全部纵向钢筋的配筋率，底剖加强部位不宜小于1.2％，其他部位不宜小于1.0％。
注意：对于配筋率，规范对“复杂高层”和“短肢剪力墙”这两种结构体系的要求是不一样的。前者强调的是水平和坚向分布筋的配筋率，而后者强调的是纵向钢筋的配筋率 ⑤底部加强部位高度：
a）复杂高层：剪力墙底部加强部位高度取框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的1/8二者的较大值； b）短肢剪力墙：其底部加强部位高度并没有特殊要求，仅仅是墙肢总高度的1/8和底部二层两者的较大值。 ⑶工程算例
①工程概况：某高层带短肢剪力墙的框支结构，共31层（包括一层地下室）。该工程的第6层（地下室为第1层）为框支转换层，转换层以上为短肢剪力墙结构。地震烈度为7度（设计基本地震加速度为0.15g），框支框架的抗震等级为一级，剪力墙抗震等级为二级。 （图略）
②计算结果分析：两种结构体系的计算结果如表1和表2所示：
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 表1“短肢剪刀墙”结构体系计算分析结果
楼层/第3层/第3层/第7层/第7层/第11层/第11层/
剪力墙类别/短剪墙3/普剪墙3/短剪墙7/普剪墙7/短剪墙11/普剪墙11/ 抗震等级/特一级/一级/一级/一级/一级/二级/
M1(kn-m)/-168(1)/160(1)/807(37)/402(1)/286(39)/121(1)/
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