新规范pkpm软件讲稿(李云贵)

PKPMPKPM结构设计软件（结构设计软件（20022002新规范版）新规范版）SATWESATWE、TAT TAT、PMSAPPMSAP结构计算分析及其在工程中的应用结构计算分析及其在工程中的应用 李云贵重点重点1.1.新规范版结构设计软件实现新规范要求的编制原理2.新旧规范版软件的差异 3.应用新规范版软件的注意事项 4.设计人员常遇问题的处理对策 涉及的主要规范F建筑结构荷载规范（GB50009-2001）F建筑抗震设计规范（GB50011-2001）F混凝土结构设计规范（GB50010-2002）F高层建筑钢筋混凝土结构技术规程（JGJ3-2002）F人民防空地下室设计规范（GB50038-94）F砌体结构结构设计规范（GB50003-2001）F钢结构设计规范（GB50017-2003）介绍内容介绍内容1.1.结构设计参数的合理选取2.作用效应计算与调整 3.作用效应组合4.设计内力调整5.结构整体性能控制6.轴压比和约束边缘构件 7.构件截面设计计算 8.弹性、弹塑性动力时程分析1.结构设计参数的合理选取结构设计参数的合理选取F结合下面内容介绍2.作用效应作用效应 F恒载计算F活载计算 F风荷载计算 F地震作用计算 F地震作用调整n荷载取值n模拟施工加载计算n施工加载 1n施工加载 22.1 恒载计算恒载计算 施工加载过程施工加载过程模拟施工加载的机理模拟施工加载的机理F在竖向荷载作用下，结构变形基本上在竖向荷载作用下，结构变形基本上是在施工过程中逐层形成的。是在施工过程中逐层形成的。F在施工过程中，由于从下往上依次施在施工过程中，由于从下往上依次施工和逐层找平的原因：某一层的恒载工和逐层找平的原因：某一层的恒载仅对该层及其以下各层的变形和内力仅对该层及其以下各层的变形和内力有影响，而不影响该层以上各层，也有影响，而不影响该层以上各层，也不受上面各层刚度影响。不受上面各层刚度影响。恒载恒载作用下结构变形形成示意图作用下结构变形形成示意图 恒载恒载作用下结构变形形成近似示意图作用下结构变形形成近似示意图模拟施工加载模拟施工加载1 1的计算简图的计算简图 模拟施工加载模拟施工加载1 1F考虑了考虑了从下往上依次施工和逐层找平因素从下往上依次施工和逐层找平因素的影响；的影响；F未考虑结构地基的不均匀沉降；未考虑结构地基的不均匀沉降；F若结构地基无不均匀沉降，若结构地基无不均匀沉降，模拟施工加载模拟施工加载1 1能较准确地反映结构的实际能较准确地反映结构的实际受力状态；受力状态；F若结构地基有不均匀沉降，上述分析结果若结构地基有不均匀沉降，上述分析结果会存在一定的误差，尤其对于框剪结构，会存在一定的误差，尤其对于框剪结构，外围框架柱受力偏小。外围框架柱受力偏小。模拟施工加载模拟施工加载2 2F考虑在考虑在模拟施工加载模拟施工加载1 1的基础上，的基础上，近似考虑基础近似考虑基础的不均匀的不均匀沉降：沉降：（1 1）假定基础的刚度是均匀的；）假定基础的刚度是均匀的；（2 2）竖向构件的轴向刚度放大）竖向构件的轴向刚度放大1010倍，间接减小竖倍，间接减小竖 向变形差。向变形差。F“模拟施工加载模拟施工加载2 2”在理论上并不严密，是一种在理论上并不严密，是一种经验上的处理方法，但这种经验上的处理，会经验上的处理方法，但这种经验上的处理，会使地基有不均匀沉降的结构的分析结果更合理，使地基有不均匀沉降的结构的分析结果更合理，能更好地反映这类结构的实际受力状态。能更好地反映这类结构的实际受力状态。n荷载取值n楼面活荷载标准值由1.5kN/m2提高到2.0kN/m2n不上人屋面活荷载由0.7改为0.5kN/m2n活荷不利布置计算n只考虑梁n没考虑竖向构件n参数含义的变化2.2 活载计算活载计算 风压标准值计算公式为：其中，在新规范中，基本风压wo略有提高，而建筑的风压高度变化系数Z、脉动增大系数、脉动影响系数都存在减小的情况。所以，按新规范计算的风压标准值可能比89规范大，也可能比89规范小。2.3 风荷载计算风荷载计算 F基本风压wo F地面粗糙度类别F风压高度变化系数ZF脉动增大系数F脉动影响系数F振型系数F结构基本自振周期F新旧规范风荷载设计值比较 影响风压标准值的因素影响风压标准值的因素 2.3.1 2.3.1 基本风压基本风压 w wo o F新的荷载规范将风荷载基本值的重现期由原来的30年一遇改为50年一遇；F新高规3.2.2条规定：对于一般高层建筑，应根据荷载规范7.1.2条的规定采用；对于风荷载比较敏感的高层建筑（H60m），应按100年一遇的风压值采用。多层建筑高层建筑特殊高层89规范0.350.3850.42新规范0.450.450.50增大28%17%19%北京地区新规范与北京地区新规范与89规范的基本风压比较规范的基本风压比较 2.3.2 2.3.2 地面粗糙度类别地面粗糙度类别 F由原来的A、B、C类，改为:A、B、C、D类。FC类是指有密集建筑群的城市市区；FD类为有密集建筑群，且房屋较高的城市市区。2.3.3 2.3.3 风压高度变化系数风压高度变化系数Z Z FA、B、C类对应的风压高度变化系数略有调整。F新增加的D类对应的风压高度变化系数最小，比C类小20%到50%。F按荷载规范7.2.1条的条文说明中公式计算，与表 7.2.1有微小的差异。2.3.4 2.3.4 脉动增大系数脉动增大系数 FA、B、C类对应的脉动增大系数略有调整。F新增加的D类对应脉动增大系数比89规范小，约小5%到10%。F与结构的材料和形式有关。F按新荷载规范的7.4.27.4.6条的条文说明中的公式计算，与表 7.4.3略有不同。F阻尼比取：0.02、0.03、0.05 2.3.5 2.3.5 脉动影响系数脉动影响系数 F在89高规中，脉动影响系数仅与地面粗糙度类别有关，对应A、B、C类的脉动影响系数分别为，0.48、0.53和0.63。F在新规范中，脉动影响系数不仅地面粗糙度类别有关，而且还与建筑的高宽比和总高度有关，软件按荷载规范7.4.4条的表7.4.4-3采用，其数值都小于89高规。F如C类、高度为50m、高宽比为3的建筑，=0.46，比89高规小28%，若为D类，则小37%。2.3.6 2.3.6 振型系数振型系数 F软件按新荷载规范7.4.5条，采用条文说明中的公式计算：F该公式是以高层建筑为主，且结构以弯剪型变形为主的振型系数计算公式。2.3.7 2.3.7 结构基本自振周期结构基本自振周期 F脉动增大系数与结构的基本周期有关（woT12）。结构的基本周期可采用结构力学方法计算，对于比较规则的结构，也可以采用近似方法计算：F框架结构T=（0.08-1.00）NF框剪结构、框筒结构T=（0.06-0.08）NF剪力墙结构、筒中筒结构 T=（0.05-0.06）N其中N为结构层数。F也可采用结构分析得到的结构第1平动周期。2.3.8 2.3.8 北京地区新旧规范风荷载设计值比较北京地区新旧规范风荷载设计值比较 结构类型风 压 标准值(新/旧)地面粗糙度类别A/AB/BC/CD/C多层结构0.45/0.351.351.331.180.89高层结构0.45/0.3851.231.211.180.89特殊高层0.50/0.421.251.241.090.822.4 地震作用计算地震作用计算 F抗震设防烈度F设计特征周期F设计反应谱F有效质量系数F扭转耦连F双向地震作用F偶然偏心F竖向地震作用F新旧规范比较 2.4.1 2.4.1 抗震设防烈度与设计基本地震加速度抗震设防烈度与设计基本地震加速度 F新规范改变了抗震设防烈度与设计基本地震加速度值的对应关系，增加了7.5度和8.5度情况（表3.2.2）。抗震设防烈度6度7度7.5度8度8.5度9度设计基本地震加速度值0.05g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g 2.4.2 2.4.2 设计特征周期设计特征周期TgTg F新规范把直接影响建筑的设计特征周期Tg的设计近震、远震改为设计地震分组，分别为设计地震第一组、第二组和第三组。F特征周期值也有所改动，比89规范增加了0.05s以上，这在一定程度上提高了地震作用。2.4.3 2.4.3 设计反应谱（设计反应谱（1 1）F新规范5.1.5条，设计反应谱范围由原来的3s延伸到6s，分上升段、平台段、指数下降段和倾斜下降段四个区段。F一般结构阻尼比为0.05，在5Tg以内与89规范相同，从5Tg起改为倾斜下降段，斜率为0.02。当大于6秒时,软件取6秒的结果。F对于阻尼比不等于0.05的结构，设计反应谱在阻尼比等于0.05的基础上调整。2.4.3 2.4.3 设计反应谱（设计反应谱（2 2）F新高规5.1.13条规定，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。FWILSON E.L.教授提出了振型有效质量系数的概念，用于判断参与振型数足够与否。F程序自动计算该参数并输出。TAT输出在“TAT-4.OUT”文 件 中，SATWE输 出 在“WZQ.OUT”文件中，PMSAP则输出在“工程名.ABS”文件中。2.4.4 2.4.4 有效质量系数有效质量系数 2.4.5 2.4.5 扭转耦联扭转耦联(1)(1)F对于多层和高层建筑，建议都考虑扭转耦联。F新高规3.3.4条规定，质量、刚度不对称、不均匀的结构，以及高度超过100m的高层建筑结构应采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。F新抗震规范5.2.3条规定，规则结构不进行扭转耦连计算时，平行于地震作用方向的两个边榀，其地震作用效应应乘增大系数。扭转耦联扭转耦联(2)(2)F对于非耦联情况，F89规范版采用简化刚度计算；F新规范版改为采用真实刚度计算。非耦联 耦联 2.4.6 2.4.6 双向地震作用双向地震作用（1）F新抗震规范5.1.1条规定，质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向地震作用下的扭转影响。F5.2.3条给出的双向地震作用计算公式如下 双向地震作用双向地震作用 （2）双向地震作用双向地震作用 （3）单方向X方向Mxx=100Mxy=50Nx=100Y方向Myx=50Myy=100Ny=100双方向X方向Mxx=109Mxy=50Nx=131Y方向Myx=50Myy=109Ny=131 2.4.7 2.4.7 偶然偏向（偶然偏向（1）F新高规3.3.3条规定，计算地震作用时，应考虑偶然偏心的影响，附加偏心距可取与地震作用方向垂直的建筑物边长的5%。F从理论上，各个楼层的质心都可以在各自不同的方向出现偶然偏心，程序中只考虑四种最不利偏心方式：X正向偏心5%、X负向偏心5%Y正向偏心5%、Y负向偏心5%偶然偏向（偶然偏向（2）F考虑偶然偏心的计算。结构分析涉及：F刚度、质量、周期、振型、地震作用、位移、内力F方法1（TBSA）：F刚度、质量、周期、振型、地震作用、位移、内力F方法2（SATWE）：F刚度、质量、周期、振型、地震作用、位移、内力偶然偏向与双向地震作用的关系偶然偏向与双向地震作用的关系F抗震规范5.2.5条的条文说明：如果考虑扭转耦联影响的地震作用效应小于考虑偶然偏心引起的地震作用效应时，应取后者以策安全，但二者不叠加计算。2.4.8 2.4.8 竖向地震作用竖向地震作用 （1）F新规范5.3.1条规定，对于9度的高层建筑，其竖向地震作用标准值应按公式（5.3.1-1）和（5.3.1-2）计算，并宜乘以1.5的放大系数。相当于重力荷载代表值的23.4%。F新规范5.3.3条规定，长悬臂和其它大跨度结构竖向地震作用标准值，8度、8.5度和9度时分别取重力荷载代表值的10%、15%和20%。F新高规10.2.3条规定，带转换层的高层建筑结构，8度抗震设计时转换构件应考虑竖向地震影响。竖向地震作用竖向地震作用 （2）F新规范软件采用情况：设防烈度6度7度7.5度8度8.5度9度竖向地震作用系数0.0250.050.0750.100.150.234新旧规范地震作用标准值比较新旧规范地震作用标准值比较 一组一组/近震近震二组二组/近震近震三组三组/远震远震新/旧1.11091.30361.15232.5 地震作用调整地震作用调整 F最小地震剪力调整 F0.2Qo调整F边榀地震作用效应调整F竖向不规则结构地震作用效应调整F转换梁地震作用下的内力调整F框支柱地震作用下的内力调整 F板柱板柱抗震墙结构地震作用调整抗震墙结构地震作用调整 2.5.1 2.5.1 最小地震剪力调整最小地震剪力调整 （1 1）F新规范5.2.5条规定，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震的剪重比不应小于表5.2.5给出的最小地震剪力系数。对于竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15的增大系数。类别7度7.5度8度8.5度9度扭转效应明显或基本周期小于3.5s1.62.43.24.86.4基本周期大于5.0s1.21.82.43.24.0基本周期介于3.5s和5.0s之间的结构，可插入取值。最小地震剪力调整最小地震剪力调整 （2 2）F软件实现：F设置控制开关，设计人员可以干预；F仅调整内力，而且调整后的内力不平衡。2.5.2 2.5.2 0 0.2.2QoQo调整调整 F抗震规范6.2.13条规定，侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框剪结构，任一层框架部分的地震剪力，不应小于结构底部总地震剪力Vo的20%和按框剪结构分析的框架部分各楼层地震剪力中最大值Vfmax的1.5倍二者的较小值。F高规8.1.4条（分段0.2Qo调整）：对框架柱数量从下到上有规律变化的结构，Vo应取每段最下一层结构对应地震作用标准值的结构底部总剪力。2.5.3 2.5.3 边榀地震作用效应调整边榀地震作用效应调整 F新规范5.2.3条规定，规则结构不进行扭转耦连计算时，平行于地震作用方向的两个边榀，其地震作用效应应乘增大系数。F一般情况下，短边可按1.15采用，长边可按1.05采用；当扭转刚度较小时，宜按不小于1.3采用。F软件未执行这一条规定。可通过考虑扭转耦连来避开这一条规定。2.5.4 2.5.4 竖向不规则结构地震作用效应调整竖向不规则结构地震作用效应调整 F新规范3.4.3条规定，竖向不规则的建筑结构，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数。F新高规5.1.14条规定，楼层侧向刚度小于上层的70%或其上三层平均值的80%时，该楼层地震剪力应乘1.15增大系数。F软件要求在参数定义菜单指定薄弱层。2.5.5 2.5.5 转换梁地震作用下的内力调整转换梁地震作用下的内力调整 F新规范3.4.3条规定，竖向不规则的建筑结构，竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25-1.5的增大系数。F新高规10.2.23条规定，转换梁在特一级和一、二级抗震设计时，其地震作用下的内力分别放大1.8、1.5、1.25倍。F软件要求在“特殊构件定义”中定义转换梁。2.5.6 2.5.6 框支柱地震作用下的内力调整框支柱地震作用下的内力调整（1 1）F新高规10.2.7条规定，框支柱数目不多于10根时:当框支层为12层时各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的2%；当框支层为3层及3层以上时，各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的3%。；F框支柱数目多于10根时，当框支层为12层时每层框支柱所承受剪力之和应取基底剪力20%，当框支层为3层及3层以上时，每层框支柱所承受剪力之和应取基底剪力30%。F框支柱剪力调整后，应相应调整框支柱的弯矩及柱端梁的剪力、弯矩，框支柱的轴力可不调整。框支柱地震作用下的内力调整（框支柱地震作用下的内力调整（2 2）F软件要求在“特殊构件定义”中定义框支柱。F由于调整系数往往很大，为了避免异常情况，程序给出一个控制开关，由设计人员决定是否对与框支柱相连的框架梁的弯矩、剪力进行相应调整。2.5.7 2.5.7 板柱板柱抗震墙结构地震作用调整抗震墙结构地震作用调整 F新抗震规范第6.6.5条规定，板板柱柱抗抗震震墙墙结构的抗抗震震墙墙，应承担结构的全部地震作用，各层板柱部分应满足计算要求，并应能承担不少于各层地震作用的20%。目前的软件未进行这项调整计算。F这条暂未执行。3.作用效应组合作用效应组合F无震设计组合F有震设计组合F恒荷载作用分项系数F可变荷载作用的分项系数和组合值系数F软件隐含的荷载基本组合3.13.1 无震设计的组合无震设计的组合 由可变荷载效应控制的组合：由永久荷载效应控制的组合：3.23.2 有震设计的组合有震设计的组合 对于多层结构对于高层结构3.33.3 恒荷载作用分项系数恒荷载作用分项系数 F对于可变荷载效应控制的组合当其对结构不利时，应取1.2当其对结构有利时，应取1.0F对于永久荷载效应控制的组合，应取1.35 3.43.4可变荷载作用的分项系数和组合值系数可变荷载作用的分项系数和组合值系数 F一般应取1.4 F对于标准值大于4.0kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载应取1.3F楼面活荷载的组合值系数见荷载规范表4.1.1取值范围在0.7-0.9之间F风荷载的组合值系数，多层结构取0.6，高层结构取1.0F与地震作用效应组合时风荷载的组合系数，多层结构取0.0，风起控制作用的高层结取构0.2 水平地震作用、竖向地震作用的分项系数水平地震作用、竖向地震作用的分项系数 F一般应取1.3 F当同时考虑水平地震作用、竖向地震作用时，应取0.5 重力荷载代表值重力荷载代表值 F新抗震规范5.1.3条规定，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载组合值系数，应按表5.1.3采用。（与荷载规范表4.1.1 不同）3.53.5 新软件提供的隐含荷载基本组合新软件提供的隐含荷载基本组合 序号荷载组合组合数多层高层1恒+活332恒+风恒+活+风8168163（恒+活）+水平地震（恒+活）+风+水平地震80824(恒+活)+竖向地震(恒+活)+水平地震+竖向地震(恒+活)+风+水平地震+竖向地震2802824多层、高层结构的具体组合数多层、高层结构的具体组合数作用组合多层结构高层结构恒、活、风(活荷不利布置)(吊车荷载)2727*3=81 梁 81*16=1296 梁27*44=1188 柱2727*3=81 梁 81*16=1296 梁27*44=1188 柱恒、活、风、水平地震(考虑偶然偏心)27+8=3527+8*3=5127+16=4327+16*3=75恒、活、风、水平、竖向地震(考虑偶然偏心)27+2+8=3727+2+8*3=5327+2+16=4527+2+16*3=774.设计内力调整设计内力调整 F梁设计剪力调整 F柱设计内力调整 F剪力墙设计内力调整F9度或一级框架结构 F构件的抗震等级 4.1 梁设计剪力调整梁设计剪力调整 抗震规范第6.2.4条和高规第6.2.5、7.2.21条规定，抗震设计时，特一、一、二、三级的框架和抗震墙中高跨比大于2.5的连梁，其梁端截面组合的设计剪力值应调整。抗震等级框架梁连梁特一1.561.3一1.3/1.2711.3/1.271二1.2/1.051.2/1.05三1.1/1.01.1/1.04.24.2 柱设计内力调整柱设计内力调整 为了体现抗震设计中强柱弱梁概念设计的要求，抗震规范第6.2.2、6.2.3、6.2.6、6.2.10条和高规第4.9.2条规定，抗震设计时，特一、一、二、三级的框架柱、框架结构的底层柱下端截面、角柱、框支柱的组合设计内力值应调整。抗震等级特一一二三框架柱M1.681.4/1.331.2/1.11.1Q2.82241.96/1.461.44/1.211.21框架结构底层柱底M1.8-1.251.15Q3.024-1.51.265角柱M1.8481.541.321.21Q3.1052.1561.5841.331框架结构底层角柱底M1.98-1.3751.265Q3.326-1.651.392框支柱M1.81.51.25-Q3.0242.11.5-4.34.3 剪力墙设计内力调整剪力墙设计内力调整 高规第7.2.10、10.2.14、4.9.2条规定，抗震设计时，特一、一、二、三级的剪力墙底部加强区和非加强区截面组合的设计内力值应调整。抗震等级底部加强区非加强区一般墙M框支落地墙MQMQ特一1.11.81.91.31.2一1.01.51.6/1.331.21.2二1.01.251.4/1.1 1.01.0三1.01.01.2/1.01.01.04.4 4.4 9 9度或一级框架结构度或一级框架结构（1）F对于9度设防烈度的各类框架和一级抗震等级的框架结构，框架梁和连梁端部剪力调整、柱端部弯矩和剪力调整应按实配钢筋和材料强度标准值来计算。F程序根据用户输入的超配系数As，并取钢筋超强系数为1.1。F按新抗震规范第6.2.4条、新高规第7.2.22条计算框架梁和连梁端部剪力调整系数V=1.1*1.1*As4.4 4.4 9 9度或一级框架结构度或一级框架结构（2）F按新抗震规范第6.2.3条，柱端部弯矩调整系数：mc=1.2*1.1AsF柱端部剪力调整系数vc按抗震规范第255页公式近似计算，其中近似取轴压比N=0.4：Fvc=1.2*0.15+0.7*(0.4762+As)mcF =1.584*0.15+0.7*(0.4762+As)As As=1.101.151.20 mc=1.451.521.58 vc=2.182.352.524.4 4.4 9 9度设防烈度的各类度设防烈度的各类剪力剪力墙F对于9度设防烈度的各类剪力墙结构，剪力墙底部加强部位的设计剪力调整应按实配钢筋和材料强度标准值来计算。新抗震规范第6.2.8条条文说明给出的公式计算剪力调整系数:vc=1.2+(As 1)/(0.6+0.02/N)F程序近似取V=1.7，相当于As=1.8，N=0.24.5 4.5 构件的抗震等级构件的抗震等级 F按新高规第10.2.5条规定，对大于等于3层的转换层结构，程序对落地剪力墙、框支柱自动增加1级抗震等级，但已经是特1级的不再提高。对不落地墙、非框支柱不再提高。是否为落地剪力墙，由程序自动按上下截面是否对齐来判断。F按新高规第7.1.2-3条规定，当结构体系定义为短肢剪力墙结构时，对墙肢高度和厚度之比不大于8的短肢剪力墙，其抗震等级自动提高一级。同时程序输出墙肢高度和厚度之比不大于8的短肢墙所占有的地震剪力和倾覆弯矩的百分比。F新规范软件可以对每层每个梁、柱、支撑和剪力墙单独定义抗震等级。这为新规范中特殊设计需要开了方便之门，如：地下室部分、裙房部分、弱联结部分等等。5.结构整体性能控制计算结构整体性能控制计算 F位移控制F周期控制F层刚度比控制 F框剪结构中框架部分承担的倾覆力矩计算F高层结构的整体稳定验算 5.1 位移控制位移控制 （1 1）F新高规的4.3.5条规定，高层建筑的楼层竖向构件最大水平位移不宜大于该楼层平均值的1.2倍。F层间位移角，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。5.1 位移控制位移控制 （2 2）F计算规则 1：偶然偏心与双向地震作用F高规3.3.3条，计算单向地震作用时，应考虑偶然偏心影响。F没要求考虑双向地震作用?。F计算规则 2：楼板刚度考虑F抗震规范3.4.3条,凸凹不规则或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型。F当平面不对称时尚应计及扭转影响。5.1 位移控制位移控制 （3 3）F计算规则 3：平均位移计算5.1 位移控制位移控制 （4 4）F目前采用的计算规则：F刚性楼板假定刚性楼板假定 （!）F考虑偶然偏心F考虑双向地震作用?F对于绝对位移比较小的那些楼层，不需要位移控制5.2 周期控制周期控制(1)(1)F新高规的4.3.5条规定，结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1 之比，A级高度高层建筑不应大于0.9；FB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0.85。5.2 周期控制周期控制(2)(2)F涉及到的关键问题：F计算模型要求刚性楼板假定F区分周期是平动为主还是扭转为主平动因子和扭转因子F判断第一平动周期T1 根据各振形对基底剪力的贡献F多塔及有缝结构分开计算5.3 层刚度比控制层刚度比控制 （1 1）F新抗震规范附录E2.1规定，筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2。F新高规的4.4.2条规定，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的70%或其上相临三层侧向刚度平均值的80%。F新高规的5.3.7条规定，高层建筑结构计算中，当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。F新高规的10.2.3条规定，底部带转换层的高层结构，转换层上部结构与下部结构的侧向刚度，应符合高规附录E的规定。FE.0.1底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构，可近似采用转换层上、下层结构等效刚度比表示转换层上、下层结构刚度的变化，非抗震设计时不应大于3，抗震设计时不应大于2。FE.0.2底部为多于一层大空间的部分框支剪力墙结构，其等效侧向刚度比e宜接近1，非抗震设计时不应大于2，抗震设计时不应大于1.3。5.3 层刚度比控制层刚度比控制 （2 2）5.3 层刚度比控制层刚度比控制 （3 3）层刚度比计算层刚度比计算 F高规附录E.0.1建议的方法剪切刚度Ki=（CiGciAci+GwiAwi）/hiF高规附录E.0.2建议的方法剪弯刚度Ki=Fi/iF抗震规范的3.4.2和3.4.3条文说明中建议的计算方法：Ki=Vi/Ui层号剪切刚度剪弯刚度刚度（E1）刚度（均布）刚度（集中）100.50.1560.3340.3020.46291.01.00.8300.7610.94381.01.00.9120.9040.95971.01.00.9520.9360.96461.01.00.9500.9370.95551.01.00.9330.9140.93141.01.00.8830.8570.87731.01.00.7660.7370.75721.01.00.4320.4150.42911.01.01.0001.0001.0001层刚度1.47E72.68E74.27E64.76E64.032E6剪切刚度剪切刚度高规附录E.0.1建议的方法剪切刚度Ki=（CiGciAci+GwiAwi）/hiF计算简单F不能考虑有支撑的情况F不能考虑剪力墙动口高度的变化剪弯刚度剪弯刚度产生单位位移所需要的水平力Ki=Fi/iF计算较繁琐F适用于所有情况F计算模型值得商讨抗震规范的抗震规范的3.4.2和和3.4.3条文说明中条文说明中建议的计算方法建议的计算方法层剪力与层间位移的比值：Ki=Vi/UiF计算简单F概念简单F剪力和位移的取值得商讨 层刚度比控制层刚度比控制存在的问题存在的问题层抗侧移刚度的基本概念？层抗侧移刚度计算的力学模型？层抗侧移刚度有关的限制指标？F算法一：剪切刚度F判断地下室嵌固点F一层转换结构的刚度比F算法二：剪弯刚度F多层转换结构的刚度比F算法三：抗震规范算法F一般情况 层刚度比控制层刚度比控制目前的应用规则目前的应用规则5.4 框架承担的倾覆力矩计算框架承担的倾覆力矩计算 F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。F抗震规范第6.1.3条的条文说明给出了框架部分承担的倾覆力矩的计算方法。Mc=Vijh5.5 高层结构的整体稳定验算高层结构的整体稳定验算 F高规5.4.4条，对于剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构：F结构的等效侧向刚度F满足整体稳定的条件F不考虑P-效应的条件6.轴压比和约束边缘构件轴压比和约束边缘构件 F柱的轴压比 F剪力墙轴压比F剪力墙的约束边缘构件F剪力墙底部加强区 6.1 6.1 柱的轴压比柱的轴压比n新抗震规范6.3.7条、高规的6.4.2条和混凝土规范的11.4.16条，都规定了柱轴压比的限值。但这几本规范对柱轴压限值的附注说明并不完全一致。n软件是按包络三本规范所有说明条款情况执行的。说明说明 柱轴压比指柱考虑地震作用组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比；可不进行地震计算的结构，取无地震作用组合的轴压力设计值；表内的数值只适用于剪跨比大于2，混凝土强度等级不高于C60的柱。当混凝土强度等级为C65C70时，柱轴压比限值应比表中数值降低0.05；当混凝土强度等级为C75C80时，柱轴压比限值应比表中数值降低0.1；剪跨比小于2但不小于1.5的各类结构柱轴压比限值应比表中数值降低0.05，剪跨比小于1.5的柱轴压比可参考框支柱的数值，并采取特殊构造措施；位于IV类场地的高层建筑，当基本自振周期大于场地特征周期时，其轴压比限值应适当减小。沿柱全高采用符合箍，柱轴压比限值可提高0.1；在柱的截面中部附加芯柱，柱轴压比限值可提高0.05；本附注的第5、6两款之放宽措施也适用于框支柱；柱轴压比限值不应大于1.05。6.2 6.2 剪力墙轴压比剪力墙轴压比n新抗震规范6.4.6条、高规的7.2.14条和混凝土规范的11.7.13条，都规定了剪力墙轴压比的限值。一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位，其重力荷载代表值的设计值作用下墙肢轴压比不宜超过给定的限值。n在程序具体实现中，把连续的直线墙肢作为一个墙肢，计算其轴压比，没有考虑L形、T形和十字形剪力墙等复杂连接情况。约束边缘构件和构造边缘构件约束边缘构件和构造边缘构件 （1 1）混凝土规范11.7.14条：F一、二级剪力墙结构底部加强部位及以上一层的墙肢，剪力墙的两端应设置约束边缘构件；F一、二级剪力墙的其它部位以及三、四级和非抗震设计的剪力墙墙肢均应设置构造边缘构件。约束边缘构件和构造边缘构件约束边缘构件和构造边缘构件 （2 2）约束边缘构件和构造边缘构件约束边缘构件和构造边缘构件 （3 3）剪力墙底部加强区剪力墙底部加强区 （1 1）新抗震规范和新高规对剪力墙结构底部加强部位的定义略有不同，分别定义如下：F新抗震规范6.1.10条规定，部分框支抗震墙结构的抗震墙,其第部加强部位的高度,可取框支层加上框支层以上两层的高度及落地抗震墙总高度的1/8二者的较大值，且不大于15m，其它结构的抗震墙，其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部二层高度二者的较大值，且不大于15m。F新高规的7.1.9条规定，一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部二层高度二者的较大值，当剪力墙高度超过150m时，其底部加强部位的范围可取墙肢总高度的1/10。F新高规的10.2.5条规定，带转换层的高层建筑结构，剪力墙结构底部加强部位可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。剪力墙底部加强区剪力墙底部加强区 （2 2）F在软件具体实现中，按照新高规第7.1.9条和第10.2.5规定执行，但为了避免不连续情况，对于高度在120m到150m的一般剪力墙结构，取底部加强部位高度为15m。F对于有地下室的结构，程序增加了一个控制参数，由设计人员决定剪力墙底部加强部位的起算层号。剪力墙底部加强区剪力墙底部加强区 （3 3）7.构件截面设计计算构件截面设计计算F材料强度和弹性模量 F承载力能力极限状态设计表达式F梁正截面配筋计算 F柱正截面配筋计算 F墙正截面配筋计算 F钢筋混凝土构件斜截面配筋计算 7.1 材料材料强度和弹性模量强度和弹性模量（1 1）F轴心抗压强度标准值与设计值：F轴心抗拉强度标准值与设计值：材料材料强度和弹性模量强度和弹性模量（2 2）F混凝土的弹性模量：7.2 承载力能力极限状态设计表达式承载力能力极限状态设计表达式F无震组合下的设计表达式 FSR F有震作用组合下的设计表达式 FSR 7.3 梁正截面配筋计算梁正截面配筋计算 F当无轴力向拉力时，按纯弯构件进行配筋计算；否则，按拉弯构件进行配筋计算。F首先按单筋方式计算，若超限，程序自动按双筋再次进行计算。F当拉筋的配筋率小于1%时，按单排配筋考虑；否则，拉筋按双排配筋考虑，钢筋合力点：aS=Cover+12.5+25（mm）7.4 柱正截面配筋计算柱正截面配筋计算 F柱计算长度系数有两种计算方法，对于一般情况，可采用第一种方法简化方法；若水平力起控制作用，应采用第二种方法。F提供单偏压和双偏压两种配筋计算方式。F柱配筋时仅考虑了单排布筋方式。F对于单偏压，角筋仅供参考。而对于双偏压情况，实配角筋不应小于计算结果。7.5 剪力墙正截面配筋计算剪力墙正截面配筋计算 F墙正截面承载力计算采用正截面中沿截面腹部均匀配置纵向钢筋的偏心受力构件承载力计算原则进行配筋计算。取钢筋合力点为1.0倍墙厚。F若矩形截面独立墙肢的截面高度与截面宽度之比不大于3时，按高规第7.2.5条规定，程序按柱的要求进行配筋计算。取钢筋合力点为40mm。F高规第7.2.7条规定，抗震设计的双肢剪力墙中，墙肢不宜出现小偏心受拉；当任一墙肢大偏心受拉时，另一墙肢的弯矩设计值和剪力设计值应乘以增大系数1.25。软件暂时未执行这一条规定。7.6 钢筋钢筋混凝土构件斜截面配筋计算混凝土构件斜截面配筋计算 F斜截面承载力最小截面要求 F斜截面受剪承载力设计的一般表达式 钢筋钢筋混凝土构件斜截面配筋计算混凝土构件斜截面配筋计算（2 2）F梁按均布荷载作用为主情况计算，取=0。F柱的剪跨比：新混凝土规范第7.5.12条建议了两种计算柱剪跨比的方法：按内力计算和按简化方法计算，故程序选择简化方式，按反弯点在层高范围内的简化公式计算=Hn/(2ho)。F剪力墙剪跨比：新高规第7.2.2条给出了剪力墙剪跨比的计算方式：=M/(V*ho)，当有多组设计弯矩、剪力时，对剪力墙剪跨比的计算取最大剪力组合值，并以此来控制剪力墙的抗剪截面。8.弹性、弹塑性动力分析n n弹性动力时程分析n n罕遇地震作用下弹塑性变形分析抗震规范第5.1.2条规定：特别不规则的建筑、甲类建筑和表5.1.2-1所列高度的高层建筑，应采用时程分析法进行多多遇遇地震作用下地震作用下的补充计算。8度、类场地和7度100 m8度、类场地80 m9度60 m8.1 弹性弹性动力时程分析动力时程分析抗震规范第5.1.2条规定：应按建筑场地类别和设计地震分组选用不少于二组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，其平均地震影响系数应与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。时程曲线的选取时程曲线的选取抗震规范第5.1.2条规定：每条时程曲线计算所得结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%。多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%。弹性弹性动力时程分析动力时程分析结果结果抗震规范第3.6.2条规定：不规则且具有明显薄弱部位、可能导致地震时严重破坏的建筑结构，应按本规范有关规定进行罕遇地震作用下罕遇地震作用下的弹塑性变形分析。8.2 罕遇地震作用下罕遇地震作用下弹塑性变形分析弹塑性变形分析具体要求具体要求 抗震规范第5.5.2条规定，下列结构应进行罕遇地震作用下罕遇地震作用下薄弱层验算：8度、类场地和9度时，高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架；7-9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构；高度大于150m的钢结构；抗震规范第5.5.2条规定，下列结构宜进行罕遇地震作用下罕遇地震作用下薄弱层验算：表5.1.2-1所列高度范围且属于表3.4.2-2所列竖向不规则类型的高层建筑结构;7度、类场地和8度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；板柱-抗震墙结构和底部框架结构;高度大于150m的钢结构。抗震规范第5.5.3条：罕罕遇遇地地震震作作用用下下薄弱层弹塑性变形计算，可采用下列方法：简化方法仅限不超过12层且刚度无突变的钢筋混凝土框架结构、单层钢筋混凝土柱厂房。静力弹塑性分析或弹塑性时程分析薄弱层弹塑性变形计算方法薄弱层弹塑性变形计算方法 简化方法简化方法方法：采用的是“拟弱柱方法”问题：理论上与“强柱弱梁”设计思想不符静力弹塑性分析或弹塑性时程分析静力弹塑性分析或弹塑性时程分析单元模型梁、杆、柱、支撑采用纤维束模型剪力墙采用弹塑性墙元楼板采用弹性楼板单元接力SATWE软件，具有较好的实用性问题：钢筋混凝土特性的考虑 精度与实用效率的矛盾9.各软件之间的差异nSATWE与PMSAPnSATWE与TATn关于FEQn底框结构采用PK或SATWE分析n刚性楼板假定不同，SATWE是严格的刚性楼板假定，PMSAP是采用5个参数的线性展开表达式，比SATWE略柔一点；n2 弹性楼板的单元函数和单元划分不同，PMSAP房间之间可能存在不协调点；n3 墙元的单元函数和处理方式不同，PMSAP墙元四周的不协调点通过罚单元强制协调关系，n4 中梁和边梁刚度放大处理，PMSAP不分中梁和边梁，统一乘以中梁的刚度放大系数；n5 柱计算长度系数处理不同，柱的两个方向不分，见约束就不再搜索。9.1 SATWE与PMSAP