高层建筑结构计算程序SATEWE的计算结果分析

高层建筑结构计算程序SATEWE的计算结果分析

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第3 2卷第 1 5期 20 0 6年 8月

山西建筑 S HANXI ARCH I CTURE TE

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文章编号：096 2 (0 6 1.0 60 10—8 5 2 0 )50 5—2

高层建筑结构计算程序 S E AT WE的计算结果分析李勤摘要：据设计经验， S WE空间组合结构有限元分析软件的计算结果与有关规程的条款内容进行分析对照并做根对 AT了总结，以对结构设计人员确定计算结果有所帮助。可 关键词：高层建筑，结构分析，计算结果，出文件输中图分类号： U9 3 T 7文献标识码： A

重以致引随着经济的高速发展，我国高层建筑发展迅速，A WE是专或水平地震作用下，力荷载产生的二阶效应不至过大， ST门为多、高层建筑结构分析与设计而研制的空间组合结构有限元起结构的失稳倒塌。输出结果如不满足《高规》强制性条款 5 4 4 . .应也就是提高结构的刚分析软件，用于各种体型复杂的高层混凝土框架、剪、力条的规定，调整并增大结构的侧向刚度，适框剪刚重比)。另外，对于是否应考虑重力二阶效墙、简体等结构，随着软件的广泛应用和普及，人们摆脱了过去必度与重力荷载之比(

须进行的大量的手工计算，作效率得以大幅度提高。同时，工人应，高规》 . .《 5 4 1条做出了判断，对应这项结果，应检查设计信息高规》 . . 43 1们对结构计算软件的依赖性也越来越大，有时甚至过分地相信计中相应参数。考虑二阶效应后计算的位移仍应满足《算软件，而忽略了结构设计的重要性。高层建筑结构布置复杂，条的规定。 构件很多，计算后输出数量非常大。如何对计算结果进行分析， 2周期、震力与振型输出文件 wz OU 地 Q. T是非常重要的问题。用计算机进行计算，并不能保证计算结果一选“总刚”侧刚”种分析方法有不同输出文件，以“和“两现总定可以在施工图中使用，须根据工程设计的经验，计算结果刚”必对文本为例对结构的整体性能进行评估分析。结构振型是既定进行分析、判断，据其正确与否，定能否作为设计的依据。结构的固有特性，地震

外力无关。结构有多少自由度，根决 与就有多《高层建筑混凝土结构技术规程》以下简称《高规》 5 1 1的 . .6条要少振型，每个振型有其相应的周期。 求“对结构分析软件的计算结果，应进行分析判断，确认其合理、 第一项输出非常重要：除得知各振型的周期外，可知相应还有效后方可作为工程设计的依据。如果设计参数选择得当，”那下该周期振型的动力特性，平动”即“效应为主，还是“扭转”效应为面重要的步骤就是根据计算结果文件，核实规范的控制条件是否主。如果平动系数为 1即为纯平动；,如扭转系数为 1即为纯扭，

满足，确定计算结果正确合理、有效后方可用于工程设计。以下论述几个输出文件中值得注意的信息。

转；若不等于 1即为平扭耦连，,转角是指振动方向。若平动系数大，则相应的最长周期即为平动为主的第一周期 T,若扭转系数；大，则相应的最长周期即为扭转第一周期。《高规》 . .条有 435

1结构分析及设计信息输出文件 WMA S OU S.

文件是设计参数输出文件，有设计者输入的结构分析控制参强制性条款，即两者比值/】A级高度高层建筑不应大于 0 9丁： .,数、各层的楼层质量和质心坐标、风荷载、刚度、层薄弱层、楼层承 B级高度及复杂高层建筑不应大于 0 8。这里要说明两点： .5

载力等有关信息，以供设计者对原设计参数检查存档。文件第六、七部分输出内容“相邻层抗侧移刚度比”是非常重要的数据。

1对于多塔建筑。平动基本周期与扭转基本周期各塔要分 )别考虑，塔有连体时则更复杂。因此，各要结合主振型分析来判

1根据《 )高规》 . . 4 4 2的要求：抗震设计的高层建筑结构，“其断 (主振型是指该振型的地震力对基底总剪力“贡献”最大的振楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的 7 0%或其上相型，文件第三项有输出判断 )本。

邻三层侧向刚度平均值的 8 0%。不满足即为规范中的“向不”竖

2《 )高规》 . . 4 3 5条对/丁】比值的限制，目的是控制平面不

规则”构，即 WMA S OU结也 S . T文本中 R Tx, a l数据如果规则结构的扭转。如果不满足， a l R Ty以局部调整来达到要

求很难，要均大于 1则为规则结构，则为不规则结构。《,否高规》 . .3条改变建筑平面、构布置， 33 1结往往是整体性的调整。

规定水平地震作用计算时“对于竖向不规则结构的薄弱层水平力

在第一项输出的最后有“震最大的作用方向”出。经过地输

地震系数尚应乘以 1 1 .5的增大系数”。在程序设计参数的生成振型分析该方向可理解为地震作用最不利方向。因此如果原来和补充规定中要指定薄弱层和层号，程序对薄弱层构件的地震作总信息中所选的水平力与整体坐标夹角相差太远的话，可依据次

用内力乘以 1 1 .5的增大系数。如果有高位转换时，在总信息中修正，以体现最不利的地震力作用方向。 要指定转换层层号，转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比要满足《高规》录 E. .附 0 2的规定。

第五项输出：有效质量系数。根据《高规》 ..3 511条第 2规款定有效质量系数是衡量所选振型数够不够的条件，是地震作用也

2地下室顶层能否作为嵌固条件的判断：高规》 . .指够不够的重要指标。程序认为有效质量系数不小于 9 )《 5 3 7条 0%时，可出“当地下室顶板作为上部结构嵌固部位，下室结构的楼层侧认为符合要求，地此时所选的振型数产生的基底总剪力的误差不会向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的 2倍”。因此观察超过 5%。规范、规程给出的选取振型的具体个数，如前 2个~上部结构最底层的侧向刚度与地下室结构的侧向刚度之比， 3个振型、型数不应小于 1、 振 5对多塔结构的振型数不应小于塔

R T, a y不大于 0 5时， a_R T x .则地下室顶板可作为上部结构的嵌固楼数的 9倍等，都是一种粗略估计取法，只有《高规》 . .3条规 511端。文件第八部分对《高规》 . . 5 4 4条结构的稳定性 (也即倾覆 )条定的“型参与质量”振的判断方法是一个严格的方法，也是选取足件进行了输出高层建筑结构的稳定设计主要是控制在风荷载够振型数的唯一判断条件。 (下转第 8 1页)收稿日期：060 .1 2 0—21

作者简介：李

￣ (9 8,, 0 1 6 .)女工程师， J一级注册结构师，械工业部第四设计研究院，机上海

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第 3 5期 202卷第 1 6年 8月 0

颜

彦：卸荷式与悬臂式挡土墙受力分析比较

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一

1 2拍 > 1 2 K。,/ K。/拍

小挡墙底板的厚度，这不仅可以减少土方开发量而且在现场条件限制悬臂挡墙底板的宽度时可考虑运用卸荷式挡土墙。 3卸荷式挡墙底板宽度的减小应注意验算底板的抗滑和地 )基承载力。

h<H√ 1 6 /。

当h<H√ 1时， / 6挡墙墙壁所受弯矩分配更合理，时：此MO A≥ Mo> 1 7 ga一1 2拍 6/ H/,

Mo￣ Mo 16 H A>/2 1

一1 2"( 1 ),/。 H√/ 2 6 K口。

4在实际设计中悬挑板上填土对悬挑板产生的弯矩可适当 )折减，因为悬挑板下填土如密实对悬挑板会有一定的支承力，为了不使悬挑板受力过大，即悬挑板过厚，也应控制悬挑板的宽度。

M O≥ Mo 1 A>/ 6

2结语

5文中仅按一定条件对悬壁式挡墙和卸荷式挡墙做了受力 ) 1在同等条件下卸荷式挡土墙较悬臂式挡土墙在挡墙墙壁分析， )从分析结果可以看出卸荷式挡墙不仅在同等条件下优于普根部之处弯矩要小，相应的可以减小挡墙墙壁及底板的厚度和配通挡墙，在场地条件受到限制的特殊情况下，能显出其优越性，更筋。

所以卸荷式挡墙有着很好的推广应用价值。

2同等条件下卸荷式挡墙墙壁所受的倾覆力矩小， )从而可减

Co mpa i o of f r e b l n e a a y i e we n e i v ng a d c tl v r r t i n l r s n o c a a c n l ss b t e r le i n a ie e e a ni g wa l nYAN Ya n

Ab ta tTho g o ai no reblnc ayi b t e a te e d rlvn eann l, h wst a,t h meh ih,ei src: r u h cmp rs ff c aa ea ls ewen cni v r o o n s l n a ei igrtii wali so h t a es e g t t a eg trlw—￣i e i i ll u fr malrb n i me ta h we tp r ft ewal h n c n i v rr t i i

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(接第5上 6页)

3对某些刚度很大， )在结构抗侧移上偏心也大的墙体或简体进行削弱处理，开洞，如让它“荷”减小偏心作用。卸， 总之，设计时要注意抗侧移刚度的均匀协调。经过上述调整

3结构位移输出文件 WD S . T IP OU文件也是一项重要的输出文件，主要输出在各荷载工况 ( X,出的最大位移、最大层间位移与平均水平位移、平均层间位移及

能满足最好。如还不能满足，“《则要扣”高规》 ..条的内容了。 435 Y方向地震力、风载、横载与活载)作用下的各层对应节点比较得该条款明确是在“偶然偏心”响下的“控制条件，“然偏影应”而偶其比值，还有最大层间位移角的输出。《高规》 . .为了对扭 4 3 5条转(也就是平面抗侧力构件布置不合理 )进行限制，了提出/除

心”根据《高规》 .. 3 3 3条规定仅仅是“地震单向作用下”因此可。

以认为，计参数选取“当设地震双向作用”,以放宽限制条件，时可

丁的限制条款外还提出“偶然偏心作用下楼层的最大水平位移、这是合理的选择。

2 oU最大层间位移和该层的平均水平位移、平均层间位移的比值 (即 4楼层地震作用调整信息输出文件 wV0 Q. T 根据本输出文件对框架剪力墙结构《高规》款进行校核。条 WD

IP. UT文件中的 R To S O a i—X, T b~Y, To X, T i—D b1输出在基本振型地震作用下框架柱的地震剪力和框架部 ) D, Y)A级高度高层建筑不宜大于 12倍，应大于 1 5倍； .不 . B高规》 . . 813级高度高层建筑不宜大于 1 2倍， .不应大于 14倍 ( .包括多塔、框分承受的地震倾覆弯矩与楼层倾覆弯矩的百分比。《条指出当^/^十MW ) 0%时， (>5框架的抗震等级应按纯框支等复杂结构高层 )。注意：”楼层的弹性节点不属于上述“控制”—

范围。为满足正常使用条件，对地震作用下结构弹性变形即楼层架结构采用。此条对弱剪力墙的框剪结构非常重要。必要时应如对高层的上部剪力墙不能随意减薄削弱，无法办层问最大位移与层高之比的输出也要核对是否符合《高规》 . .加强剪力墙， 463不满足条件的柱子应从“特殊构件”菜单中修改框架柱的抗条的限制条件。《高规》 . .条、. .条和前面提到的《 43 5 46 3高规》到时， 4 3 5条强制性条款/往往是执行新《规》 .. T1高最难的控制条震等级。 2关于 0 2调整系数的输出。《 ) .Q高规》 . . 8 1 4条是对框剪结件，也是建筑和结构矛盾的焦点。如果不满足，则结构调整往往

以保证在强震时， 是整体性的。如果有这种情况，看是否能采取以下措施，可构中框架柱承担剪力过少而进行的调整校核，看尽能改变结构平面的抗扭条件：

剪力墙屈服后框架柱子有~定的抗侧力能力，即第二条防线的作

此项调整应在楼层满足《高规》 . .3条关于楼层最小地震剪 33 1 1加强结构平面四个周边的墙、、的截面， )柱梁特别是剪力墙用，剪重比)的前提下进行。 截面。因为加大离核心较远的剪力墙厚度后，可以明显增大楼层力系数(的抗扭刚度。参考文献：

1J J32 0, S. 2对于平面凹凸，缺口的不规则结构， )有考虑增设拉梁或拉[]G -0 2高层建筑混凝土结构技术规程[]

结楼板，使凸部分受到牵制，改善抗扭条件。

[] B5 0 120, 2 G 0 1 -0 1建筑抗震设计规范[] S.

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