[摘要] 本文结合参考文献,对SATWE软件前处理程序的部分参数从概念和实用性方面进行了分析和讨论,力争使结构设计人员达到认识上的统一。 

[关键词] 钢筋混凝土高层 SATWE软件 前处理程序 
  中国建筑科学研究院的PKPM系列软件是目前结构设计中普遍采用的设计软件,其中多高层钢筋混凝土结构主要是应用SATWE软件进行结构分析和计算的。SATWE软件前处理程序中“分析与设计参数定义”对于后面的分析和计算尤为重要,但目前结构设计人员对部分参数的理解相互间存在差异,有的参考资料中观点亦不相一致。以下结合规范和参考文献,对部分参数的定义给予解释和分析,希望使结构设计人员达到认识上的统一。 
  1“总信息”部分: 
  1.1 对所有楼层强制采用刚性楼板假定: 
  此参数设置是为方案阶段对结构整体的扭转效应进行控制,即《高规》的4.3.5条中对位移比和周期比的要求。在计算结构的位移比和周期比时,要采用“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”,注意此时应考虑偶然偏心。位移比和周期比满足要求后,在计算结构的内力和配筋时,则应将此项去掉。 
  1.2 恒活荷载计算信息: 
  此项中“模拟施工2”加载方式是将竖向构件的轴向刚度人为放大10倍,以削弱竖向荷载按刚度的重分配。柱、墙上分得的轴力比较均匀,接近手算结果,传给基础的荷载更为合理。建议在做基础设计时对此项采用“模拟施工2”加载方式,做上部结构设计时采用“模拟施工1”加载方式。 
  2“风荷载信息”部分: 
  2.1 修正后的基本风压: 
  新规范中无“修正后的基本风压”的说法,此处名称应改为“基本风压”。原89系列荷载规范基本风压取值是按30年一遇风载给出的,考虑高层建筑的重要性,乘以1.1或1.2的系数后称为“修正后的基本风压”。现荷载规范直接给出50年和100年一遇的基本风压值,设计时可直接选用。例如哈尔滨地区的基本风压,30年一遇是0.45KN/M2, 50年一遇是0.55KN/M2, 100年一遇是0.65KN/M2。 
  2.2 结构基本周期: 
  此周期是用来计算脉动增大系数的。SATWE程序按《高规》3.2.6条的经验公式给出基本周期:框架T=0.09N,框剪T=0.07N,剪力墙T=0.05N(N为结构层数)。此与层数相关的基本周期经验公式是不准确的(尤其是对于多错层结构),应计算一次后,取SATWE计算结果的第一平动周期重新输入计算。 
  3“地震信息”部分: 
  3.1 考虑偶然偏心和考虑双向地震作用: 
  《高规》3.3.3条中“计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响”,条文说明中“国外多数抗震规范规定需考虑由于施工,使用或地震地面运动的扭转分量等因素所引起的偶然偏心的不利影响。…当计算双向地震作用时,可不考虑质量偶然偏心的影响。” 
  规范规定只有质量和刚度分布明显不对称、不均匀的结构才考虑双向地震作用。在偶然偏心作用下,A级高度高层建筑结构位移比>1.4; B级高度高层建筑结构位移比>1.3,需要考虑双向地震作用。 
  3.2 计算振型个数: 
  《高规》5.1.13.2条规定,抗震计算时,宜考虑平扭耦连计算结构的扭转效应,计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。 
  必须指出的是,结构的振型组合数并不是越多越好,其最大值不能超过结构有质量贡献的总自由度数。例如对采用刚性楼板假定的单塔结构,考虑扭转耦连作用时,其振型数不得超过结构层数的3倍。如果该结构的振型组合数已经增加到结构层数的3倍后,其有效质量系数仍不能满足要求,就证明该结构方案可能有问题。 
  4“活荷信息”部分: 
  4.1 柱、墙及基础设计时活荷折减: 
  《荷规》4.1.2条对结构各部分设计时活荷折减系数给出了规定,但总体偏于混乱,不宜掌握。建议设计柱、墙时活荷载不折减,设计基础时活荷载折减;同时应注意各折减系数的取值。 
  当主楼和裙房一起计算时,程序是将裙房的活荷载按主楼的最高层数计算折减的。此时应对裙房部分活荷载给予特殊关照。当错层较多时亦应注意此类问题。 
  4.2 活荷不利布置: 
  原《高规》3.1.2条规定“高层建筑结构的活荷载在计算内力时可不作最不利布置”;文献[2]中解释说高层建筑可不考虑活荷不利布置,一是因为高层建筑中活荷占的比例小;二是因为计算复杂。其给出方法是在“调整信息”中对“梁设计弯矩放大系数”给出1.1--1.3的数值,活荷较小时取小值,活荷较大时取大值。文献[1]中指出“梁设计弯矩放大系数”与考虑活荷载的不利布置作用计算无关,只是提高安全储备。两者说法相互矛盾。 
  建议对于多层结构考虑活荷不利布置,对于高层结构不考虑。 
  5“调整信息”部分: 
  5.1 梁设计弯矩放大系数: 
  参见前“活荷信息”中“活荷不利布置”项,建议此系数取1.0。 
  5.2 梁扭矩折减系数: 
  此系数取值0.4--1.0(一般工程取0.4),主要是考虑楼板对梁扭转的约束作用。若考虑楼板的弹性变形,梁的扭矩不应折减。程序规定对于不与刚性楼板相连的梁及弧梁,此系数不起作用。 
  5.3 中梁刚度放大系数: 
  《高规》5.2.2条规定,在结构内力与位移计算中,现浇楼面和装配整体式楼面中梁刚度可考虑翼缘的作用予以增大。楼面梁刚度增大系数可根据翼缘情况取为1.3―2.0。 
  文献[1]中给出此系数取值1.0―2.0。对预制楼板结构、板柱体系的等代梁结构,该系数应取1.0。该系数对连梁不起作用。 
  此系数对梁配筋影响较大。建议取值为1.5或1.6。 
  5.4 调整与框支柱相连的梁内力: 
  《高规》4.9.2条、10.2.12条给出了框支柱剪力和弯矩的调整系数,《高规》10.2.7条规定,框支柱的剪力调整后,应相应调整框支柱的弯矩及柱端梁(不包括转换梁)的剪力、弯矩,框支柱轴力可不调整。 
  在软件中,当在“特殊构件定义”中指定该构件为框支柱时,程序按上述要求对该柱的地震效应放大调整。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。 
  5.5 0.2Q0调整起始和终止层号: 
  《高规》8.1.4条规定,框架剪力墙结构中,框架部分至少应承担20%的基底剪力,用以增加框架部分的安全度。 
  0.2Q0调整的放大系数只针对框架梁柱的弯矩和剪力,不调整轴力。是保证作为第二道防线的框架具有一定的抗侧力能力。 
  此项一般不需用户干预,在结果文件“楼层地震作用调整信息(WV02Q.OUT)” 
  中有详细输出。若要用户干预,应参见文献[1]P105处理。 
  参考文献: 
  [1]中国建筑科学研究院 PKPM CAD工程部.PKPM2005 SATWE用户手册及技术条件,2005.4 
  [2]徐培福,黄小坤主编.《高层建筑混凝土结构技术规程理解与应用》,中国建筑工业出版社,2003.3 
  [3]中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所.PKPM结构设计软件在应用中的问题解析,2005.6 
  [4]陈岱林,李云贵,魏文郎主编.《多层及高层结构CAD软件高级应用》,中国建筑工业出版社,2004.10