SATWE软件计算结果分析及参数控制
1、排量比和层间排量比控制
规范性条款：
高层新规第4.3.5条规定，楼层、A、B层高层建筑竖向构件的最大水平位移和层间位移角不得大于高层建筑平均值的1.2倍。地面; A级高层建筑不大于楼层平均值的1.5倍，B级高层建筑、混合结构高层建筑和复杂高层建筑不大于1.4倍楼层的平均值。
《高法》第4.6.3条规定，对于高度不超过150m的高层建筑抗侧刚度与层高的关系，楼层间最大位移与楼层间比值（即楼层间最大位移角）Δu/ h 应满足以下要求：
结构休息系统 Δu/h 限制
帧 1/550
框架 - 剪力墙，框架 - 芯管 1/800
管中管，剪力墙 1/1000
框架支撑层 1/1000
名词定义：
(1)位移比：即楼板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：即楼板竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。
在：
最大水平位移：墙顶和柱顶节点的最大水平位移。
平均水平位移：墙顶和柱顶节点的最大水平位移和最小水平位移之和除以2。
层间位移角：墙和柱的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：墙和柱的层间位移角最大值和最小值之和除以2。
控制目的：
高层建筑层数多，高度高。为保证高层建筑必要的刚度，应控制最大位移和层间位移。主要目的如下：
1、保证主体结构基本处于弹性受力状态，避免混凝土墙体和柱子出现裂缝，控制楼板梁和楼板裂缝的数量和宽度。
2、保证填充墙、隔墙、幕墙等非结构构件的完整性，避免出现明显损坏。3、控制结构的平面规整度，以免形成对结构产生不利影响的扭曲。
结构位移输出文件 (WDISP.OUT)
Max-(X)、Max-(Y)----最大X、Y位移。（毫米）
Ave-(X)，Ave-(Y)----X，Y平均位移。（毫米）
Max-Dx , Max-Dy : X, Y 方向的最大层间位移
Ave-Dx , Ave-Dy : X, Y方向的平均层间位移 Ratio-(X), Ratio-(Y)---- X, Y方向的最大位移与平均位移的比值。
Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移之比
即要求：
比率-(X)= Max-(X)/ Ave-(X) 最佳
Ratio-Dx= Max-Dx/ Ave-Dx 最好
Y方向相同
计算机结果的判别和调整点：
1、如果位移比（层间位移比）超过1.2，需要在总信息参数设置中进行设置
考虑双向地震作用；
2、位移比校核时需考虑偶然偏心效应，层间位移角校核时可不考虑偶然偏心效应。
担心意外偏心；
3、校核位移比应选择强制刚性楼板的假设，但当凸凹不规则或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型。
面部不对称时尚累积和扭转效应
4. 最大层间位移和位移比是刚性楼板假设下的控制参数。构件设计和位移信息不是相同条件下的结果（即构件设计可以使用弹性楼板计算，位移计算必须在刚性楼板的假设下得到），所以刚性楼板可以可以先计算位移，再用弹性地板进行构件分析。
5、由于高层建筑在水平力的作用下几乎总是发生扭转，因此最大楼板位移一般发生在结构单元的拐角处。
2.循环比控制
规范性条款：
高层新规第4.3.5条规定，A类高层建筑以结构扭转为主的第一期Tt与以平移为主的第一期T1之比不应大于0.9；建筑物和复杂的高层建筑不应大于0.85。
（这个概念在反导中没有明确提出，所以多层时控制指标可以适当放宽，但一般不大于1.0。）
名词定义：
周期比：即以结构扭转为主的第一自振周期（也称第一扭振周期）Tt与以平移为主的第一自振周期（也称第一侧振周期）T1的比值。周期比主要控制结构的扭转效应，减少扭转对结构的不利影响，使结构的扭转刚度不会太弱。因为当两者接近时，由于振动耦合的影响，结构的扭转效应会显着增加。
对于通常的常规单塔结构，检查周期比率如下：
1）根据每个模态的平动系数是否大于0.5或扭转系数是否大于0.5，区分每个模态是扭转模态还是平动模态
2）通常周期最长的扭转模态对应第一扭转周期Tt，周期最长的平移模态对应第一平移周期T1
3）与“结构整体空间振动图”对比，检查第一个扭转/平移周期是否引起整体振动。如果只是局部振动，则不是第一个扭转/平移周期。重访
下一个长周期。
4）检查第一个平移周期的基剪比是否最大
5）计算Tt/T1，看是否超过0.9（0.85）
多塔结构周期比：
对于多塔结构，上述方法不能直接校核，但应将多塔结构分为多个单塔，并按多个单塔结构分别计算。
周期、地震力和振型输出文件（WZQ.OUT）
振动周期（秒）、X、Y 方向的平移系数、考虑扭转耦合时的扭转系数
振动型周期旋转角平移系数（X+Y）扭转系数
1 0.6306 110.18 0.99 ( 0.12+0.88 ) 0.01
2 0.6144 21.19 0.95 ( 0.82+0.12 ) 0.05
3 0.4248 2.39 0.06 ( 0.06+0.00 ) 0.94
4 0.1876 174.52 0.96 ( 0.95+0.01 ) 0.04
5 0.1718 85.00 1.00 ( 0.01+0.99 ) 0.00
6 0.1355 5.03 0.05 ( 0.05+0.00 ) 0.95
7 0.0994 177.15 0.97 ( 0.97+0.00 ) 0.03
8 0.0849 87.63 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.00
9 0.0752 12.73 0.03 ( 0.03+0.00 ) 0.97
X方向有效质量因数：97.72%
Y方向有效质量因数：96.71%
即要求：
0.4248/0.6306=0.67
97.72% 96.71% >90% 表示无需增加振型计算
计算机结果的判别和调整点：
1.对于刚度均匀的结构，在考虑扭转耦合计算时，一般前两个或前几个振型是主要的振型，但对于刚度不均匀的复杂结构，上述规律不一定存在。总之，在高层结构的设计中，扭转模态不应前移，以减少地震破坏。SATWE程序中给出了各振型对基础剪力贡献比的计算函数。通过参数Ratio（振型的基础剪力占总基础剪力的百分比），可以判断振型是X方向还是Y方向。主要模式形状，可以查看和配对每个模式形状
基础剪力贡献的大小。
2. 用振型分解反应谱法分析计算周期和地震力时，需要注意两个问题，即计算模型的选择和振型数的确定。一般来说，当整个建筑假定为刚性楼板时，应选择“横向刚性模型”进行计算。当结构定义弹性楼板时，选择“全刚性模型”进行计算更为合理。至于振型数的确定，应按照上述【高规定】5.1.13（高层建筑结构计算的振型数不应少于9个，扭转效应抗震计算中应考虑平扭联轴器的特性。不少于 15 个。对于多塔结构，振型数不应少于塔数的 9 倍，并计算振型数，使振型的参与质量不小于总质量的 90% 以上。计算振型数以使振型的参与质量不小于总质量的 90% 作为判别的唯一条件。（【耦合】取3的倍数，≤3倍层数，【解耦合】取≤层数，直到参与 计算振型数以使振型的参与质量不小于总质量的 90% 作为判别的唯一条件。（【耦合】取3的倍数，≤3倍层数，【解耦合】取≤层数，直到参与 计算振型数以使振型的参与质量不小于总质量的 90% 作为判别的唯一条件。（【耦合】取3的倍数，≤3倍层数，【解耦合】取≤层数，直到参与
计算的振型 [有效质量因子] ≥ 90%)
3. 与位移比的控制一样，周期比侧重于侧向刚度和扭转刚度之间的相对关系，而不是其绝对大小。其目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不会表现出过大的（相对于侧移）扭转效应。即周期比控制并不要求结构足够坚固，而是要求结构承重布局的合理性。考虑到周期比的限制，以前看似规则的结构面，从新规范的角度来看，可能会变成“平面不规则结构”。一旦周期比率不符合要求，一般只能通过调整布局来改善情况。这种变化一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。周期比不满足要求，说明结构的扭转刚度小于侧向刚度。一般调整原则是加强外圈结构刚度，加设抗震墙，增加外围连梁高度，削弱外圈结构刚度。
内筒的刚度。
4、扭转周期难以控制和调整。要找出问题的关键并采取相应的措施
有效解决问题的措施。
a) 扭转周期的大小与刚心和质心的偏心距无关，只与地板的抗扭力有关
刚度相关；
b) 当所有剪力墙在同一主轴上两个方向正交布置时，更容易满足；
与芯墙斜置时，注意检查是否满意；
c) 不满足期限时，如果楼板位移角控制势较大，应减少结构
垂直构件的刚度增加了平移周期；
d) 不满足周期限制，层位移角控制潜力不大时，应检查是否
有一层抗扭刚度特别低，如果有则应加强该层的抗扭刚度；
e) 不满足扭转周期限制，层位移角控制势不大时，各层抗扭转
刚度无突变，说明芯管平面尺寸与结构总高度的比值太小，应加大芯管平面尺寸或增加外壁厚度。应加大芯管以增加芯管的抗扭刚度。
f) 当计算中发现扭转为第一振型时，尽量在建筑物周围布置剪力墙，不应仅通过增加中央剪力墙刚度来调整结构的扭转刚度
花费。
3.层刚度比控制
规范性条款：
1、《抗震规范》附录E2.1规定筒体结构传递层上下层侧向刚度比不应大于2；
2、高层法规第4.4.2条规定，对于抗震设计的高层建筑结构，楼层侧向刚度不应小于相邻上层侧向刚度的70%或80%。上面三个相邻楼层的平均横向刚度；
3、高层法规第5.3.7条规定，在高层建筑结构计算中，当地下室屋面作为上部结构的预埋端时，地下室结构的侧向刚度不应取值。小于相邻上部结构楼板横向刚度的 2 倍；
4、高规范第10.2.3条规定，大空间剪力墙结构的底部和转换层上下结构的侧向刚度应符合高规范附录E的规定：
E.0.1) 对于首层底部空间较大的部分框架支撑剪力墙结构，可近似用传递层上下两层的等效刚度比γ来表示传递层上下层的结构刚度。在非抗震设计的情况下，γ不应该大于3，在抗震设计中也不应该大于2。
E.0.2) 当底部大空间层数大于一层时，与大空间高度相同或相近的换乘层上部框架-剪力墙结构部分的等效侧向刚度底部楼板与换乘楼板下部框剪力墙相同。受力墙结构的等效侧向刚度比γe应接近1，非抗震设计不大于2，抗震设计不大于1.3。
名词定义：
刚度比是指结构竖向不同楼层的侧向刚度之比（也称为层刚度比）抗侧刚度与层高的关系，主要用于控制高层结构的竖向规律性，避免突然变化在垂直刚度和薄弱层的形成。地下室结构的顶板是否可以作为固定端，传递层的上下结构刚度是否能满足要求，薄弱层的判断都是基于层刚度比。【Anti-gauge】和【High-gauge】提供了三种计算层间刚度的方法，即抗剪刚度（Ki=GiAi/hi）、抗剪弯刚度（Ki=Vi/Δi）、地震剪力与地震夹层的比值位移（Ki=Qi/Δui）。
通常选择第三种算法。
对刚度的正确理解应该是产生一个位移单位所需的力
建筑结构的一般信息 (WMASS.OUT)
==================================================== === ==============
计算各层刚性中心、偏心距、相邻层横向位移刚度比等计算信息。
...
Ratx1、Raty1：本层塔楼X、Y方向侧向刚度的70%和上一层对应塔楼的侧向刚度
上三层平均侧向刚度的比值或80%的比值中较小者
...
==================================================== === ============
即要求：
Ratx1, Raty1 >1
计算机结果的判别和调整点：
1.规范控制了结构层的刚度比和位移比，也要求在刚性楼板的假设下进行计算。对于弹性板或板厚为零的项目，应计算两次，在假设刚性楼板的情况下计算层刚度比并找到薄弱层，然后在实际情况下完成其他结构计算。
2. 薄弱层的层比和地震剪力放大系数的计算结果详见建筑结构综合信息WMASS.OUT。一般来说，结构的侧向刚度应沿高度均匀
或沿高度逐渐减小，但框架支撑楼板或抽空墙柱的中间楼板通常表现为薄弱楼板。由于薄弱楼板容易发生严重地震破坏，程序根据刚度比或层间剪力大小的计算结果自动确定。薄弱层，并乘以放大倍数，确保结构安全。当然，弱层也可以在调整信息中手动指定。
3、以上三种层刚度计算方法，应根据实际情况选择：底部空间较大或多层建筑、砖混结构应选择“抗剪刚度”；分层或支撑钢结构应选择“抗剪弯曲刚度”；对于一般工程，可以选择代码推荐的第三种方法，这也是SATWE程序中的默认方法。
4、层间抗剪承载力的比例控制
规范性条款：
高层新规第4.4.3条和第5.1.14条规定，A级高层建筑层间抗侧力结构的抗剪承载力不得低于抗剪力的80%上层承载力，B层高度不低于80%。应低于 75%。
建筑结构的一般信息 (WMASS.OUT)
****************************************************** ** ************
楼板抗剪承载力与承载力比
价值************************************************* ***********
: 表示本层与上一层的承载力之比
即要求：
>0.8(0.75)
如果不匹配，说明这一层是弱层，加强
软件实现方法：
1、层间抗剪承载力的计算与混凝土强度、实际钢筋面积等因素有关。在使用SATWE软件将PK连接到施工图之前，实际加固的面积是未知的。因此，SATWE 程序计算钢筋面积。而不是实际的钢筋面积。
2、目前SATWE软件在“结构设计信息”（WMASS.OUT）文件中输出相邻层间抗剪承载力比值的比值，以及比值是否符合规范
需求需要设计者的人为判断。
5、刚性重量比的控制
规范性规定：（高级法规第 5.4.4 节）
1、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构稳定性必须满足以下要求：（见规范）
2、车架的结构稳定性必须满足以下要求：Di*Hi/Gi>=10
名词定义：
结构侧向刚度与重力荷载设计值之比称为刚度重量比。它是影响重力的二阶 (p-Δ)
效应的主要参数，以及重力的二阶效应随着结构刚度重量比的减小呈双曲线关系增大。在风荷载或水平地震作用下，如果高层建筑的二阶重力效应过大，结构就会倒塌倒塌。
建筑结构的一般信息 (WMASS.OUT)
==================================================== === ============
结构整体稳定性验算结果
==================================================== === ============
X方向刚重比EJd/GH**2= 47.79
Y方向刚重比EJd/GH**2= 41.49
结构刚重比EJd/GH**2大于1.4，可通过高规格（5.4.4）整体稳定性校核。
结构刚重比EJd/GH**2大于2.7，可以忽略重力的二阶效应。
计算机结果的判别和调整点：
1. 按下列公式计算等效横向刚度： 高度规 5.4.1
2、对于剪力式框架结构，当刚重比大于10时，结构的二阶重力效应可以控制在20%以内，结构的稳定性有一定的安全储备；当刚重比大于20时，二阶重力效应对结构的影响已经很小，所以规范规定此时
重力的二阶效应可以忽略不计。
3、对于弯剪式剪力墙结构、框剪式结构和圆柱结构，当刚重比大于1.4时，结构能保持整体稳定性；当刚重比大于 2.7 时，二阶重力效应引起的内力和位移增大。量只有5%左右，所以规范规定此时可以忽略
引力二阶效应。
4、高层建筑高宽比达到限值时，可不进行稳定性验算，否则应进行稳定性验算。5、高层建筑的稳定性达不到上述要求时，应调整结构横向增加
刚性。
六、剪重比控制
规范性条款：
根据【抗震规范】第5.2.5条和【高规范】第3.3.13条，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力不应小于给定的最小地震剪力系数λ在下表中。
类别 7 度 7.5 度 8 度 8.5 度 9 度
扭转效应明显或基本循环
结构小于 3.5S 0.016 0.024 0.032 0.048 0.064 结构基本周期大于 5.0S
结构 0.012 0.018 0.024 0.032 0.040
名词定义：
剪重比即最小地震剪力系数λ，主要用于控制各楼层的最小地震剪力，特别是对于基本周期大于3.5S的结构和薄弱层的结构。出于结构安全的考虑，规范增加了剪重比要求。
周期、地震力和振型输出文件（WZQ.OUT）
抗震规范 (5.2.5) 要求的 X 向楼板的最小抗剪重量比 = 1.60%
计算机结果的判别和调整点：
1、竖向不规则结构弱层的水平地震剪力应增加1.15倍，即上表中楼板的最小剪力系数λ应乘以1.15倍。当周期在 3.5S 和 5.0S 之间时，可以采用插值法来评价上表。
2、对于一般高层建筑，结构剪重比是底层最小，顶层最大。因此，在实际工程中，结构剪重比由底层控制。从下往上，如果哪一层的地震剪力不够，就放大哪一层的设计。地震内力。
3、调整信息栏设置是否自动放大各层地震内力；如果用户考虑自动放大，SATWE会在WZQ.OUT中输出程序中使用的放大系数。3、六度区的剪重比可取0.7%～1%。如果剪重比太小，都是结构加固，说明底部剪力太小，应检查构件的截面尺寸和减期；如果剪重比过大，说明底部剪力过大，还应检查结构模型，参数设置是否正确或结构布置是否过于刚性。
7、轴压比校核
规范性条款：
【混凝土轨距】11.4.16【反轨距】6.3.7、【高轨距】6.4.2还规定立柱轴压比不得超过下表中的限值。
结构类型 抗震等级
一二三
框架结构 0.7 0.8 0.9
框架抗震墙、板柱抗震墙圆柱0.75 0.85 0.95
部分框架抗震墙 0.6 0.7 --
【具体规定】11.7.13 【高规定】7.2.14还规定：在抗震设计中，抗震一级、二级等。
墙柱在重力荷载代表值作用下的轴压比不应超过下表中的限值：（见代号）
名词定义：
柱（墙）轴压比N/（fcA）是指柱（墙）轴压设计值与柱（墙）全截面积与混凝土轴压强度设计值的乘积之比。它是影响墙柱抗震性能的主要因素之一。为了使柱壁具有良好的延展性和消能能力，规范采取的措施之一是限制轴压比。
混凝土构件钢筋、钢构件校核计算输出文件（WPJ*.OUT）
Uc——轴压比（N/Ac/fc）
计算机结果的判别和调整点：
1、建筑结构的抗震等级越高，延性要求越高，因此对轴压比的限制也越严格。对于框架柱、直列剪力墙等，要求更为严格。当地震级别较低或非地震时，可适当放宽，但无论如何不得低于1.05。2、为限制墙柱的轴压比，通常检查底部截面（轴力最大的地方）进行计算。如果截面尺寸或混凝土强度等级发生变化，还要检查该位置的轴压比。SATWE测试
当计算结果与规范不一致时，轴压比值将自动以红色字符显示。
3. 需要注意的是，墙墩轴压比的计算，在重力荷载代表值的作用下产生的轴压设计值（即分项系数恒载取1.2，活载分项系数取1.4）计算。其标称轴压比是为了保证墙墩在地震作用下有足够的延展性，避免出现受压区过大而造成偏小的情况。难，假装简化了上面的计算。
4、试验证明，混凝土强度等级、箍筋的形式和数量与柱的轴压比密切相关。因此，规范根据不同情况对立柱轴压比限值进行了适当调整。
5、当墙墩轴压比不超过上表中的限值，但数值较大时，可在墙墩边缘受力较大的位置安装边材增加墙墩末端混凝土的极限压应变，提高剪切速率。力墙的延展性。当墙体轴压比大于0.3为一级抗震（9度），一级（8度）大于0.2，二级大于0.1时，约束应设置边缘构件，否则可以设置结构边缘构件。上层所有墙墩的加强件和端部均视为约束边构件。
6、地下一层抗震等级与上层结构相同，地下二层及以下可考虑低一层。因此，轴压比限值是不同的。超过限值时，可采用复合箍筋提高轴压比限值。
