[關(guān)鍵詞] 鋼筋混凝土高層 SATWE軟件 前處理程序 

　　中國建筑科學(xué)研究院的PKPM系列軟件是目前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍采用的設(shè)計(jì)軟件，其中多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主要是應(yīng)用SATWE軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算的。SATWE軟件前處理程序中“分析與設(shè)計(jì)參數(shù)定義”對于后面的分析和計(jì)算尤為重要，但目前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對部分參數(shù)的理解相互間存在差異，有的參考資料中觀點(diǎn)亦不相一致。以下結(jié)合規(guī)范和參考文獻(xiàn)，對部分參數(shù)的定義給予解釋和分析，希望使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員達(dá)到認(rèn)識上的統(tǒng)一。 

　　1“總信息”部分： 

　　1.1 對所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定： 

　　此參數(shù)設(shè)置是為方案階段對結(jié)構(gòu)整體的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)進(jìn)行控制，即《高規(guī)》的4.3.5條中對位移比和周期比的要求。在計(jì)算結(jié)構(gòu)的位移比和周期比時(shí)，要采用“對所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定”，注意此時(shí)應(yīng)考慮偶然偏心。位移比和周期比滿足要求后，在計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和配筋時(shí)，則應(yīng)將此項(xiàng)去掉。 

　　1.2 恒活荷載計(jì)算信息： 

　　此項(xiàng)中“模擬施工2”加載方式是將豎向構(gòu)件的軸向剛度人為放大10倍，以削弱豎向荷載按剛度的重分配。柱、墻上分得的軸力比較均勻，接近手算結(jié)果，傳給基礎(chǔ)的荷載更為合理。建議在做基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)對此項(xiàng)采用“模擬施工2”加載方式，做上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采用“模擬施工1”加載方式。 

　　2“風(fēng)荷載信息”部分： 

　　2.1 修正后的基本風(fēng)壓： 

　　新規(guī)范中無“修正后的基本風(fēng)壓”的說法，此處名稱應(yīng)改為“基本風(fēng)壓”。原89系列荷載規(guī)范基本風(fēng)壓取值是按30年一遇風(fēng)載給出的，考慮高層建筑的重要性，乘以1.1或1.2的系數(shù)后稱為“修正后的基本風(fēng)壓”�，F(xiàn)荷載規(guī)范直接給出50年和100年一遇的基本風(fēng)壓值，設(shè)計(jì)時(shí)可直接選用。例如哈爾濱地區(qū)的基本風(fēng)壓，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 結(jié)構(gòu)基本周期： 

　　此周期是用來計(jì)算脈動增大系數(shù)的。SATWE程序按《高規(guī)》3.2.6條的經(jīng)驗(yàn)公式給出基本周期：框架T=0.09N，框剪T=0.07N，剪力墻T=0.05N（N為結(jié)構(gòu)層數(shù)）。此與層數(shù)相關(guān)的基本周期經(jīng)驗(yàn)公式是不準(zhǔn)確的（尤其是對于多錯層結(jié)構(gòu)），應(yīng)計(jì)算一次后，取SATWE計(jì)算結(jié)果的第一平動周期重新輸入計(jì)算。 

　　3“地震信息”部分： 

　　3.1 考慮偶然偏心和考慮雙向地震作用： 

　　《高規(guī)》3.3.3條中“計(jì)算單向地震作用時(shí)應(yīng)考慮偶然偏心的影響”，條文說明中“國外多數(shù)抗震規(guī)范規(guī)定需考慮由于施工，使用或地震地面運(yùn)動的扭轉(zhuǎn)分量等因素所引起的偶然偏心的不利影響。…當(dāng)計(jì)算雙向地震作用時(shí)，可不考慮質(zhì)量偶然偏心的影響。” 

　　規(guī)范規(guī)定只有質(zhì)量和剛度分布明顯不對稱、不均勻的結(jié)構(gòu)才考慮雙向地震作用。在偶然偏心作用下，A級高度高層建筑結(jié)構(gòu)位移比>1.4; B級高度高層建筑結(jié)構(gòu)位移比>1.3，需要考慮雙向地震作用。 

　　3.2 計(jì)算振型個(gè)數(shù)： 

　　《高規(guī)》5.1.13.2條規(guī)定，抗震計(jì)算時(shí)，宜考慮平扭耦連計(jì)算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，計(jì)算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%。 

　　必須指出的是，結(jié)構(gòu)的振型組合數(shù)并不是越多越好，其最大值不能超過結(jié)構(gòu)有質(zhì)量貢獻(xiàn)的總自由度數(shù)。例如對采用剛性樓板假定的單塔結(jié)構(gòu)，考慮扭轉(zhuǎn)耦連作用時(shí)，其振型數(shù)不得超過結(jié)構(gòu)層數(shù)的3倍。如果該結(jié)構(gòu)的振型組合數(shù)已經(jīng)增加到結(jié)構(gòu)層數(shù)的3倍后，其有效質(zhì)量系數(shù)仍不能滿足要求，就證明該結(jié)構(gòu)方案可能有問題。 

　　4“活荷信息”部分： 

　　4.1 柱、墻及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)活荷折減： 

　　《荷規(guī)》4.1.2條對結(jié)構(gòu)各部分設(shè)計(jì)時(shí)活荷折減系數(shù)給出了規(guī)定，但總體偏于混亂，不宜掌握。建議設(shè)計(jì)柱、墻時(shí)活荷載不折減，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)時(shí)活荷載折減；同時(shí)應(yīng)注意各折減系數(shù)的取值。 

　　當(dāng)主樓和裙房一起計(jì)算時(shí)，程序是將裙房的活荷載按主樓的最高層數(shù)計(jì)算折減的。此時(shí)應(yīng)對裙房部分活荷載給予特殊關(guān)照。當(dāng)錯層較多時(shí)亦應(yīng)注意此類問題。 

　　4.2 活荷不利布置： 

　　原《高規(guī)》3.1.2條規(guī)定“高層建筑結(jié)構(gòu)的活荷載在計(jì)算內(nèi)力時(shí)可不作最不利布置”；文獻(xiàn)[2]中解釋說高層建筑可不考慮活荷不利布置，一是因?yàn)楦邔咏ㄖ�中活荷占的比例��；二是因�(yàn)橛?jì)算復(fù)雜。其給出方法是在“調(diào)整信息”中對“梁設(shè)計(jì)彎矩放大系數(shù)”給出1.1--1.3的數(shù)值，活荷較小時(shí)取小值，活荷較大時(shí)取大值。文獻(xiàn)[1]中指出“梁設(shè)計(jì)彎矩放大系數(shù)”與考慮活荷載的不利布置作用計(jì)算無關(guān)，只是提高安全儲備。兩者說法相互矛盾。 

　　建議對于多層結(jié)構(gòu)考慮活荷不利布置，對于高層結(jié)構(gòu)不考慮。 

　　5“調(diào)整信息”部分： 

　　5.1 梁設(shè)計(jì)彎矩放大系數(shù)： 

　　參見前“活荷信息”中“活荷不利布置”項(xiàng)，建議此系數(shù)取1.0。 

　　5.2 梁扭矩折減系數(shù)： 

　　此系數(shù)取值0.4--1.0（一般工程取0.4），主要是考慮樓板對梁扭轉(zhuǎn)的約束作用。若考慮樓板的彈性變形，梁的扭矩不應(yīng)折減。程序規(guī)定對于不與剛性樓板相連的梁及弧梁，此系數(shù)不起作用。 

　　5.3 中梁剛度放大系數(shù)： 

　　《高規(guī)》5.2.2條規(guī)定，在結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算中，現(xiàn)澆樓面和裝配整體式樓面中梁剛度可考慮翼緣的作用予以增大。樓面梁剛度增大系數(shù)可根據(jù)翼緣情況取為1.3―2.0。 

　　文獻(xiàn)[1]中給出此系數(shù)取值1.0―2.0。對預(yù)制樓板結(jié)構(gòu)、板柱體系的等代梁結(jié)構(gòu)，該系數(shù)應(yīng)取1.0。該系數(shù)對連梁不起作用。 

　　此系數(shù)對梁配筋影響較大。建議取值為1.5或1.6。 

　　5.4 調(diào)整與框支柱相連的梁內(nèi)力： 

　　《高規(guī)》4.9.2條、10.2.12條給出了框支柱剪力和彎矩的調(diào)整系數(shù)，《高規(guī)》10.2.7條規(guī)定，框支柱的剪力調(diào)整后，應(yīng)相應(yīng)調(diào)整框支柱的彎矩及柱端梁（不包括轉(zhuǎn)換梁）的剪力、彎矩，框支柱軸力可不調(diào)整。 

　　在軟件中，當(dāng)在“特殊構(gòu)件定義”中指定該構(gòu)件為框支柱時(shí)，程序按上述要求對該柱的地震效應(yīng)放大調(diào)整。由于調(diào)整系數(shù)往往很大，為了避免異常情況，程序給出一個(gè)控制開關(guān)，由設(shè)計(jì)人員決定是否對與框支柱相連的框架梁的彎矩剪力進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。 

　　5.5 0.2Q0調(diào)整起始和終止層號： 

　　《高規(guī)》8.1.4條規(guī)定，框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架部分至少應(yīng)承擔(dān)20%的基底剪力，用以增加框架部分的安全度。 

　　0.2Q0調(diào)整的放大系數(shù)只針對框架梁柱的彎矩和剪力，不調(diào)整軸力。是保證作為第二道防線的框架具有一定的抗側(cè)力能力。 

　　此項(xiàng)一般不需用戶干預(yù)，在結(jié)果文件“樓層地震作用調(diào)整信息（WV02Q.OUT）” 

　　中有詳細(xì)輸出。若要用戶干預(yù)，應(yīng)參見文獻(xiàn)[1]P105處理。 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1]中國建筑科學(xué)研究院 PKPM CAD工程部.PKPM2005 SATWE用戶手冊及技術(shù)條件,2005.4 

　　[2]徐培福，黃小坤主編.《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程理解與應(yīng)用》，中國建筑工業(yè)出版社，2003.3 

　　[3]中國建筑科學(xué)研究院建筑工程軟件研究所.PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件在應(yīng)用中的問題解析,2005.6 

　　[4]陳岱林，李云貴，魏文郎主編.《多層及高層結(jié)構(gòu)CAD軟件高級應(yīng)用》，中國建筑工業(yè)出版社，2004.10