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1、三维空间分析,SATWE,一、学习内容,SATWE采用空间杆单元模拟梁、柱及支撑等构件，用在壳元基础上凝聚而成的墙元模拟剪力墙。墙元不仅具有墙所在的平面内刚度，也具有平面外刚度，可以较好地模拟工程中剪力墙的实际受力状态。对楼板，SATWE给出四种简化假定：楼板整体平面内无限刚、分块无限刚、分块无限刚带弹性连接板带和弹性楼板。在应用中，可根据工程实际情况和分析精度要求，选用其中一种或几种简化假定。,二、SATWE的优点,1、计算速度快 SATWE可动态管理计算机内存资源，所以其在解题能力和速度方面的优越性更突出。3、前后处理功能强 PMCAD模块建立后，SATWE读取其数据，自动将其转换成空间有
2、限元分析所需的数据格式，并具自动导荷及墙元和弹性楼板单元自动划分功能。PK、JLQ为SATWE的后处理模块，在SATWE计算完后，可用PK绘梁、柱施工图，接JLQ绘剪力墙施工图，并可进行基础等其他软件的设计工作。,三、运用SATWE进行结构设计时注意的几个问题,1、SATWE软件将施加荷载的方式分为两种：“一次性加载”和“模拟施工加载”。其中“模拟施工加载1”方式较好地模拟了在钢筋混凝土结构施工过程中，逐层加载，逐层找平的过程。“模拟施工加载2”是在1的理论基础上，将竖向构件的轴向刚度增大10倍，在一定程度上考虑了基础的不均匀沉降。对于框剪结构而言，外围框架受力有所增大。剪力墙核心筒受力略有减
3、小，有利于基础受力更均匀。所以高层建筑一般选择“模拟施工加载1”，高层框剪基础宜取“模拟施工加载2”，多层建筑一般选择“一次性加载”。,建筑设计时应考虑抗震的要求，不应采用严重不规则的设计方案。体形复杂、平立面不规则的结构，可在适当部位设置防震缝，或调整平面形状和尺寸，加强构造措施。不规则的建筑在计算时采用的是空间结构计算模型，并需进行薄弱层验算。这在SATWE信息输入时都要引起注意。,三、参数设置,1、水平力与整体坐标夹角（度）：采用隐含值0，经计算后，当大于15度时，填入计算值重算。2、混凝土容重：隐含值25。构件自重计算梁板、梁柱重叠部分都未扣除，框架结构可行，剪 力墙、板柱结构偏小。3
4、、钢材容重：隐含值78。可行。4、裙房层数：指地上的周边都有的群房。当主体一面或多面无裙房时，风荷载需个案处理。5、转换层所在层号：按自然层号填输，含地下室的层数。6、地下室层数：按地下层数填输，当一面或多面临空时，填土侧压力需个案处理。7、墙元细分控制最大控制长度：墙元长度太大则计算精度无法保证，可采用隐含值。8、对所有楼层采用刚性楼板假定：位移计算时，不论是否开大洞或不规则，必须是刚性板假定。内力计算时，则在任何情况下均不能设为刚性板。,9、墙元侧向节点信息：一般工程选“出口”，剪力墙数量多的高层结构宜选“内部”。选“内部”时，计算精度会有一点点降低，但速度要快很多。10、结构材料信息：共
5、5个选项：钢筋砼结构；钢与砼混合结构；有填充墙钢结构；无填充墙钢结构；砌体结构。按含义选取，砌体结构用于底框结构。11、结构体系：按结构布置的实际状况确定。共分：框架结构、框剪结构、框筒结构、筒中筒结构、板柱剪力墙结构、剪力墙结构、短肢剪力墙结构、复杂高层结构、砖混底框结构、共9种类型。确定结构类型即确定与其对应的有关设计参数。12、恒、活载计算信息：“不计算恒、活荷载”即计算竖向力。“一次性加载”可用于多层。“模拟施工荷载1”用于高层结构计算，“模拟2”仅用于高层基础计算。13、地震作用计算信息：共3个选项：不计算地震作用，很少出现；计算水平地震作用，用于6-8度区；计算水平和竖向地震作用，
6、用于九度区。,1、地面粗糙度类别：分为A、B、C、D类。C类是指有密集建筑群的城市市区；D类为有密集建筑群,且房屋较高的城市市区。见荷规条。2、基本风压:：风荷载基本值的重现期为50年一遇，高规条规定：对于B级高度的高层建筑或特别重要的高层建筑,应采用100年一遇的风压值。3、结构基本周期（秒）：用荷规附录E的经验公计算初始值即：框架结构T=(0.08-1.00)N；框剪结构、框筒结构T=(0.06-0.08)N；剪力墙结构、筒中筒结构T=(0.05-0.06)N。其中N为结构层。经运算后填输计算值重算。4、体型系数：指的是含高度变化等因素的综合系数，应据荷规7节、高规3.2条确定。体型系数分
7、段最多为3。5、设缝多塔背风面体型系数：还没有分段功能。6、超出上述范围的风荷载，可用程序的自定义功能。,1、结构规则性信息：结构平面规则性判断见抗规表、高规4.3节。结构竖象规则性判断见抗规表、高规4.4节。2、设计地震分组：见抗规附录A。3、设防烈度：见抗规附录A。按抗规条调整。4、场地类别：共分4类。见抗规4.1节。5、框架抗震等级：见抗规表。6、剪力墙抗震等级：见抗规表。7、考虑偶然偏心：见高规条。计算单向地震时考虑。8、考虑双向地震作用：抗规条。一般情况选用。9、计算振型个数：一般应大于9，不超过层数X3，以参与质量系数是否达到0.9为准。10、活载质量折减系数：见抗规表。,11、周
8、期折减系数：高规第条有具体规定：当非承重墙体为填充砖墙时，高层建筑结构的计算自振周期折减系数可按下列规定取值：框架结构g 0.60.7；框架剪力墙结构 0.70.8；剪力墙结构g 0.91.0；短肢剪力墙结构（补充）0.80.9。12、结构的阻尼比：钢筋混凝土结构：0.05；小于12层纲结构：0.03；大于12层纲结构：0.035。13、特征周期：见相关规范。14、多遇地震最大影响系数：见相关规范。15、罕遇地震最大影响系数：见相关规范。16、斜交抗侧力构件方向附加地震数及相应角度：见相关规范。,1、柱、墙设计活荷载：民用建筑勾选折减。非民用建筑另议。2、传给基础的活荷载：民用建筑勾选折减。非
9、民用建筑另议。3、梁活载不利布置最高层号：按自然层号填入。,1、梁端负弯矩调整系数：隐含0.85。可采用也可修改。2、梁设计弯矩放大系数：不与活载不利布置同时定义。3、梁扭矩折减系数：隐含值0.4。可采用，也可修改。4、连梁刚度折减系数：隐含值0.7。可采用，也可修改。5、中梁刚度放大系数：一般取2。6、剪力墙加强区起算层号：无地下室填1，有地下室向地下延伸一层。7、调整与框支柱相连的梁内力：有时勾选。高规8、按抗震规范（）调整各楼层的地震内力：指楼层最小地震剪力，应勾选。抗规条。,9、九度结构及一级框架结构梁柱配筋超配系数：隐含值 1.15。可采用。10、指定薄弱层个数及层号：事先难以确定，
10、可经运算后确定。11、地震作用调整：11-1、全楼地震作用放大系数：找不到规范依据，可配质量参与系数使用。11-2、0.2Qo调整起、止层号：按自然层的起、止层号填入。11-3、顶塔楼地震作用放大起始层号及系数：按顶塔楼的起始层自然层号填入。系数一般取3。,1、考虑“p-”：可暂不勾选，经计算确定。2、梁柱重叠部分简化位刚域：一般不简化，梁、柱截面特别大的节点可勾选。3、按高规或高钢规进行构件设计：符合高层条件的建筑应勾选，多层建筑不勾选。4、钢柱计算长度系数按有侧移计算：勾选按有侧移计算，否则按无侧移计算。判断见钢规条 5、混凝土柱的计算长度系数计算执行混规条：当水平荷在产生的弯矩大于75%
11、勾选。6、结构重要性系数：按混规条确定。7、梁保护层厚度：按混规9.2节慎重确定。8、柱保护层厚度：按混规9.2节慎重确定。9、钢构件截面净毛面积比：0.85偏小，可据节点连接方式、螺孔多少适当加大。10、柱配筋计算原则：由X、Y轴的弯矩比例确定，选双偏压比较稳妥。,1、回填土对地下室约束相对刚度比：改版前一般填3运算，填5为完全约束。新版填-m(地下室层数)为完全约束。2、外墙分布筋保护层厚度：按混规9.2节慎重确定3、地下室外墙侧土、水压力参数：3-1、回填土容重：18可行。3-2、室外地坪标高：据建筑设设计确定。3-3、回填土侧压力系数：据地质报告，经计算确定。一 般情况为。3-4、地下
12、水位标高：据地质报告确定。3-5、室外地面附加荷载：据地面功能确定。4、人防设计信息：4-1、人防设计等级：据人防部门的意见确定。4-2、人防地下室层数：据人防部门的意见确定。4-3、顶板人防等效荷载：按防规确定，并可在菜单10里修改。4-4、外墙人防等效荷载：按防规确定，并可在菜单10里修改。5、新版不允许活载为0，底板也有人防等效荷载及邻空墙的土压力需另案处理。,1、砌块种类：分烧结砖、蒸压砖、砌块三种。砌规3.1节。2、砌块墙体容重：22是烧结砖的容重(含双饰面)，其它种类应换算。3、构造拄刚度折减系数：应是构造柱与砌体弹性模量的比值，一般可取0.3。4、底部框架层数：填建模时的层数。5
13、、底框结构空间分析方法：抗震设防工程选PM菜单8，非抗震设防工程选可选有限元整体法。6、材料强度变化起始层号：填自然层号。7、第一种弹性模量：砌规节。8、第一种抗压强度：砌规表。砌规表。砌规表。砌规表。9、第一种砂浆强度等级：M7.5、M5、M2.5、M0选其一。10、第二种弹性模量：砌规节。11、第二种抗压强度：砌规表。砌规表。砌规表。砌规表。12、第二种砂浆强度等级：M7.5、M5、M2.5、M0选其一。13、配筋砌块砌体结构：采用时勾选。,四、SATWE参数便览之计算控制参数,1、刚心座标、层刚度比计算：必需勾选。2、形成总刚并分解：必需勾选。3、结构地震作用计算：有抗震设防工程勾选。4
14、、结构位移计算：必需勾选。5、全楼构件内力计算：必需勾选。6、吊车荷载计算：有吊车工程勾选。7、生成传给基础的刚度：必需勾选。8、构件配筋及验算：必需勾选。8-1、配筋起始层：按需填入。8-2、配筋终止层：按需填入。,9、层刚度比计算：9-1、剪切刚度：配合刚性楼板选用。高规确定的方法。9-2、剪弯刚度：配合弹性楼板、错层结构选用。有限元施加单位力法。9-3、地震剪力与地震层间位移的比：有抗震设防工程选用。抗规确 定的方法。10、地震作用分析方法：10-1、侧刚分析方法：配合刚性楼板选用。10-2、总刚分析方法：配合弹性楼板、错层结构选用。11、线性方程组解法：11-1、VSS向量稀疏求解器：速度快优先选用。11-1、LDLT三角分解：原项保留。12、位移输出方法：12-1、简化输出：侧刚分析方法，仅输出最楼层大位移，总刚分析方法，仅输出周期、地震力，按需选用。12-2、详细输出：还输出各节点位移，按需选用。,
