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土木工程毕业设计PKPM计算结果分析 作者： 日期：12 个人收集整理 勿做商业用途土木工程毕业设计PKPM 软件计算结果分析详细说明 一、位移比、层间位移比控制 规范条文： 高规JGJ3-2010 中第3.4。5 条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角，A、B 级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的 1。2 倍；且 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。 www。51设计.com，长期代做土木工程毕业设计.高规JGJ3-2010 的第3.7。3 条规定，高度不大于 150m 的高层建筑，其楼层层间最大位移与层间之比（即最大层间位移角） u/h 应满足以下要求： 结构休系 u/h 限值 框架 1/550 框架剪力墙，框架核心筒 1/800 筒中筒，剪力墙 1/1000 框支层 1/1000 抗规GB500112010中第 3.4。4 条第1 款第一条:“扭转不规则时，应计入扭转影响,且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍，当最大层间位移远小于规范限值时，可适当放宽。 名词释义： （1 ）位移比：即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。 (2 ）层间位移比：即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。 其中： 最大水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移。 平均水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除 2 . 层间位移角：墙、柱层间位移与层高的比值。 最大层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值。 平均层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除 2 。 控制目的： 高层建筑层数多，高度大，为了保证高层建筑结构具有必要的刚度，应对其最大位移和层间位移加以控制，主要目的有以下几点: 1保证主体结构基本处于弹性受力状态, 避免混凝土墙柱出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量，宽度. 2 保证填充墙， 隔墙， 幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显的损坏。 3 控制结构平面规则性，以免形成扭转,对结构产生不利影响。 结构位移输出文件(WDISP。OUT） Max(X）、Max（Y)- 最大X、Y 向位移。（mm) Ave(X)、Ave-（Y）-X、Y 平均位移。（mm） MaxDx ，Max-Dy ： X，Y 方向的最大层间位移 AveDx ，Ave-Dy ： X,Y 方向的平均层间位移 Ratio-（X） 、Ratio（Y)- X、Y 向最大位移与平均位移的比值。 RatioDx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移的比值 即要求： Ratio-（X)= Max(X)/ Ave(X) 最好1。2 不能超过 1。5 RatioDx= MaxDx/ Ave-Dx 最好1 电算结果的判别与调整要点: 1. 规范对结构层刚度比和位移比的控制一样，也要求在刚性楼板假定条件下计算。对于有弹性板或板厚为零的工程，应计算两次，在刚性楼板假定条件下计算层刚度比并找出薄弱层，然后在真实条件下完成其它结构计算。 2. 层刚比计算及薄弱层地震剪力放大系数的结果详建筑结构的总信息WMASS。OUT。一般来说，结构的抗侧刚度应该是沿高度均匀或沿高度逐渐减少，但对于框支层或抽空墙柱的中间楼层通常表现为薄弱层，由于薄弱层容易遭受严重震害，故程序根据刚度比的计算结果或层间剪力的大小自动判定薄弱层，并乘以放大系数，以保证结构安全。当然，薄弱层也可在调整信息中通过人工强制指定。 3。 对于上述三种计算层刚度的方法，我们应根据实际情况进行选择：对于底部大空间为一层时或多层建筑及砖混结构应选择“剪切刚度；对于底部大空间为多层时或有支撑的钢结构应选择“ 剪弯刚度” ；而对于通常工程来说，则可选用第三种规范建议方法，此法也是SATWE 程序的默认方法。 四、层间受剪承载力之比控制 规范条文： 高规的3。5。3 条和5。1.14 条规定,A 级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80，B 级高度不应小于 75%。 建筑结构的总信息（WMASS。OUT） * 楼层抗剪承载力、及承载力比值 * Ratio_Bu: 表示本层与上一层的承载力之比 即要求： Ratio_Bu 0.8(0。75) 如不符，说明本层为薄弱层，加强。 软件实现方法: 1。 层间受剪承载力的计算与砼强度、实配钢筋面积等因素有关，在用SATWE 软件接PK出施工图之前，实配钢筋面积是不知道的，因此SATWE 程序以计算配筋面积代替实配钢筋面积。 2。 目前的SATWE 软件在结构设计信息（WMASS。OUT ）文件中输出了相邻层层间受剪承载力之比的比值，该比值是否满足规范要求需要设计人员人为判断。 五、刚重比控制 规范条文：( 高规5。4.1条) 当高层建筑结构满足下列规定时，弹性计算分析时可不考虑重力二阶效应的不利影响. 1 ）剪力墙结构、框架剪力墙结构、板柱剪力墙结构、筒体结构： =nii dG H EJ127。 2 2 ) 框架结构: ) ， 2， 1 ( / 201n i h G Dnji j i , = = 规范条文：( 高规5。4。4条) 1 对于剪力墙结构, 框剪结构, 筒体结构稳定性必须符合下列规定： 1 )剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构应符合下式要求： =nii dG H EJ124. 1 2 ）框架结构应符合下式要求： ） , 2， 1 （ / 101n i h G Dnji j i ， = = 2 对于框架结构稳定性必须符合下列规定： Di*Hi/Gi=10 名词释义： 结构的侧向刚度与重力荷载设计值之比称为刚重比。它是影响重力二阶（p ） 效应的主要参数， 且重力二阶效应随着结构刚重比的降低呈双曲线关系增加。高层建筑在风荷载或水平地震作用下， 若重力二阶效应过大则会引起结构的失稳倒塌，故控制好结构的刚重比,则可以控制结构不失去稳定. 建筑结构的总信息(WMASS.OUT） = 结构整体稳定验算结果 = X 向刚重比 EJd/GH*2= 47.79 Y 向刚重比 EJd/GH*2= 41.49 该结构刚重比EJd/GH*2 大于1。4， 能够通过高规(5。4.4） 的整体稳定验算 该结构刚重比EJd/GH*2 大于2.7， 可以不考虑重力二阶效应 即要求： 1) 剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构： 该结构刚重比EJd /GH2大于 1.4，能够通过高规（5.4。4） 的整体稳定验算。 该结构刚重比EJd /GH2大于 2.7，可以不考虑重力二阶效应。 2) 框架结构： 该结构刚重比Di *Hi/Gi 大于10，能够通过高规(5.4.4) 的整体稳定验算。 该结构刚重比Di *Hi/Gi 大于20，可以不考虑重力二阶效应。 电算结果的判别与调整要点: 1 按照下式计算等效侧向刚度: 高规5.4.1 2 对于剪切型的框架结构，当刚重比大于 10 时，则结构重力二阶效应可控制在 20以内，结构的稳定已经具有一定的安全储备；当刚重比大于20 时,重力二阶效应对结构的影响已经很小，故规范规定此时可以不考虑重力二阶效应。 3 对于弯剪型的剪力墙结构、框剪结构、筒体结构，当刚重比大于 1。4时，结构能够保持整体稳定;当刚重比大于2。7时,重力二阶效应导致的内力和位移增量仅在 5%左右，故规范规定此时可以不考虑重力二阶效应。 4 高层建筑的高宽比满足限值时，可不进行稳定验算，否则应进行。 5 当高层建筑的稳定不满足上述规定时,应调整并增大结构的侧向刚度。 六、剪重比控制 规范条文: 抗规5.2.5 条与 高规4.3.12 条规定，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力不应小于下表给出的最小地震剪力系数 。 类别 6度 7度 8度 9度 扭转效应明显或基本周期小于3.5s 的结构 0.008 0。016 (0。024） 0.032（0.048） 0.064 基本周期大于5.0s 的结构 0.006 0.012（0。018) 0。024(0。036） 0.048 名词释义： 剪重比即最小地震剪力系数，主要是控制各楼层最小地震剪力，尤其是对于基本周期大于3.5S 的结构，以及存在薄弱层的结构,出于对结构安全的考虑，规范增加了对剪重比的要求。 周期、地震力与振型输出文件（WZQ。OUT） 抗震规范(5。2.5) 条要求的X 向楼层最小剪重比 = 1.60 电算结果的判别与调整要点： 1对于竖向不规则结构的薄弱层的水平地震剪力应增大 1.15 倍，即上表中楼层最小剪力系数 应乘以 1。15 倍。当周期介于 3.5s 和5.0s 之间时，可对于上表采用插入法求值。 2 对于一般高层建筑而言，结构剪重比底层为最小，顶层最大，故实际工程中，结构剪重比由底层控制，由下到上，哪层的地震剪力不够，就放大哪层的设计地震内力。 3各层地震内力自动放大与否在调整信息栏设开关；如果用户考虑自动放大，SATWE将在WZQ。OUT中输出程序内部采用的放大系数。 4 六度区剪重比可在 0。71 取.若剪重比过小，均为构造配筋，说明底部剪力过小，要对构件截面大小、周期折减等进行检查；若剪重比过大，说明底部剪力很大，也应检查结构模型,参数设置是否正确或结构布置是否太刚。 七、轴压比验算 规范条文： 砼规11.4。16 条抗规6.3.7条,高规6.4.2条同时规定:柱轴压比不宜超过下表中限值. 结构类型 抗 震 等 级 一 二 三 四 框架结构 0。65 0。75 0.85 0。9 框架抗震墙、板柱抗震墙、框架-核心筒及筒中筒 0。75 0.85 0。9 0。85 部分框支剪力墙 0。6 0。7 砼规11.7.13 条 高规7.2.14 条同时规定： 抗震设计时，一二级抗震等级的剪力墙底部加强部位,其重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比不宜超过下表中限值： ( 见规范) 名词释义： 柱（墙)轴压比N/(fcA)指柱(墙）轴压力设计值与柱(墙）的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比.它是影响墙柱抗震性能的主要因素之一，为了使柱墙具有很好的延性和耗能能力，规范采取的措施之一就是限制轴压比。 混凝土构件配筋、钢构件验算输出文件（WPJ。OUT） Uc 轴压比（N/Ac/fc) 电算结果的判别与调整要点: 1 抗震等级越高的建筑结构，其延性要求也越高,因此对轴压比的限制也越严格。对于框支柱、一字形剪力墙等情况而言，则要求更严格。抗震等级低或非抗震时可适当放松,但任何情况下不得小于1。05 。 2 限制墙柱的轴压比，通常取底截面（最大轴力处）进行验算,若截面尺寸或混凝土强度等级变化时，还验算该位置的轴压比。SATWE 验算结果，当计算结果与规范不符时,轴压比数值会自动以红色字符显示。 3 需要说明的是，对于墙肢轴压比的计算时，规范取用重力荷载代表值作用下产生的轴压力设计值(即恒载分项系数取 1。2，活载分项系数取 1.4）来计算其名义轴压比，是为了保证地震作用下的墙肢具有足够的延性,避免受压区过大而出现小偏压的情况，而对于截面复杂的墙肢来说，计算受压区高度非常困难,故作以上简化计算。 4 试验证明，混凝土强度等级，箍筋配置的形式与数量，均与柱的轴压比有密切的关系，因此，规范针对情况的不同,对柱的轴压比限值作了适当的调整. 5 当墙肢的轴压比虽未超过上表中限值，但又数值较大时，可在墙肢边缘应力较大的部位设置边缘构件，以提高墙肢端部混凝土极限压应变，改善剪力墙的延性.当为一级抗震（9 度）时的墙肢轴压比大于0.3，一级（8 度)大于0.2,二级大于0。1 时, 应设置约束边缘构件，否则可设置构造边缘构件，程序对底部加强部位及其上一层所有墙肢端部均按约束边缘构件考虑。 6 地下一层抗震等级同上部结构，地下二层以下可降一级考虑.故轴压比限值不同。超限时，可通过复合箍筋来提高轴压比的限值。 以上仅从规范条文及软件运用的角度对高层结构设计中非常重要的“七个比”进行对照理解，然而规范条文终究有其局限性，只能针对一些普通、典型的情况提出要求，软件的模拟计算与实际情况也有一定的差距,因此，对于千变万化的实际工程，需要结构工程师运用概念设计的要求，做出具体分析和采取具体措施，避免采用严重不规则结构。对于某些建筑功能极其复杂,结构平面或竖向不规则的高层结构,以上比值可能会出现超过规范限制的情况,这时必须进行概念设计，尽可能对原结构方案作出调整或采取有效措施予以弥补. 其实, 高层结构设计除上述“七个比”需很好控制以外，还有很多“比值”需要结构设计人员在具体工程的设计中认真的去对待，很好的加以控制，如高层建筑高宽比，结构与构件的延性比，梁柱的剪跨比、剪压比，柱倾覆力矩与总倾覆力矩之比等等。它们对于实现“强剪弱弯、“强墙弱梁”、“小震不坏，中震可修,大震不倒”的设计理念均起着重要作用。