SATWETATPMSAP 应用指南 与 参数设置.docx

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SATWETATPMSAP应用指南与参数设置

标题:

结构专业：

SATWE、TAT、PMSAP应用指南

编写说明

新规范结构设计软件SATWE、TAT、PMSAP是基于新规范版软件是遵照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）和《高层建筑钢筋混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）要求而研制的。

一年多来全国各地用户的工程使用实践表明该软件已较全面和较深刻地理解了上述新规范，并且给出有效的实现方法，全面地贯彻了新规范要求，是贯彻和实现我国建筑结构设计新规范的CAD系统。

为了帮助设计人员更好地使用新规范版建筑结构设计软件SATWE、TAT、PMSAP软件，我们除补充、充实了SATWE、TAT、PMSAP软件的使用说明外，编写了《应用指南》。

《应用指南》的目的是帮助用户正确使用SATWE、TAT、PMSAP软件实现新规范的规定。

我们将针对新规范修改的主要内容讲解软件应如何操作，包括参数设置、操作步骤、结果解读和注意事项等，使设计人员在使用软件进行设计中能做到深刻地理解和贯彻新规范要求，正确使用软件，做好工程设计。

《应用指南》的章节编排是参照设计相关人员熟悉的《高层建筑钢筋混凝土结构技术规程》的章节次序安排的。

我们相信这种编排会更适应设计相关人员的使用，便于他们（她们）得心应手地查找到其所需的东西。

每一节讲解规范的一个共性问题，以节名表述。

每节包括规范、实现、操作、关联操作和结果说明等部分内容。

其中

规范：

与此共性问题有关的规范、规程的条文；

实现：

针对这些规范的条款，描述程序是如何理解和处理的和注意事项；

操作：

为正确按规范处理此共性问题，用户在使用程序时必须进行的若干操作及操作步骤；

关联操作：

与此共性问题相关联的另外共性问题与简要说明；

结果说明：

与此共性问题有关的输出结果及较详细的说明。

由于时间仓促，本指南难免会出现描述不清楚、欠缺和处理不当之处，欢迎广大用户随时将发现的问题函告我们，以便进一步修改、补充

1.地震作用

1.1.多方向水平地震作用

1.2.双向水平地震作用下的扭转影响

1.3.竖向地震作用

1.4.质量偶然偏心

1.5.楼层最小地震剪力系数（剪重比）

1.6.有效质量系数与计算振型数

2.结构设计基本规定

2.1.结构平面布置

2.1.1.位移比

2.1.2.周期比

2.2.结构竖向布置

2.2.1.薄弱层（刚度比）

2.2.2.薄弱层（受剪承载力比）

2.3.水平位移限值

2.3.1.层间位移角

2.3.2.抗震等级

3.结构计算分析

3.1.地下室

3.2.重力二阶效应及结构稳定

4.剪力墙结构设计

4.1短肢剪力墙结构

4.2底部加强部位的范围

4.3剪力墙墙肢轴压比

4.4剪力墙截面弯矩设计值调整

4.5剪力墙截面剪力设计值调整

4.6约束边缘构件

4.7构造边缘构件

5.框架－剪力墙结构设计

5.1框架部分抗震等级调整

5.2框架总剪力调整

6.复杂高层建筑结构设计

6.1．底部带转换层高层建筑结构

6.1.1.转换层上、下刚度突变的控制

6.1.2.转换层与转换构件、框支柱

6.1.3.落地剪力墙的弯矩设计值增大

6.2．带加强层高层建筑结构

6.2.1.带加强层结构的抗震等级与轴压比限值

6.3．连体结构

6.3.1.连接体竖向地震

6.3.2.连体结构的抗震等级

6.4．多塔楼结构

6.4.1.多塔楼结构的底部加强部位的范围

1.地震作用

1.1.多方向水平地震作用

规范：

高规3.3.2-1和抗震规范5.1.1-2规定，有斜交抗侧力构件的结构，当相交角大于15度时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。

实现：

①程序提供了计算多方向水平地震作用的功能。

通常考虑水平地震作用时，只有一对地震工况EX、EY，分别表示建筑结构的两个主轴方向X、Y的水平地震作用。

新版本软件在此基础上增加了最多5对地震工况，分别称为EX1、EY1，EX2、EY2，……，EX5、EY5（TAT可增10对）。

②新增的每对地震工况可用于计算各斜交抗侧力构件方向的水平地震作用，每对EXi、EYi表示与建筑结构的两个主轴方向X、Y正向都交某个角度的水平地震作用。

③程序将每对新增水平地震作用进行反映谱分析，计算相应构件内力和组合。

每多一对地震工况，抗震组合数就增加一倍。

④多方向地震的方向角只是对耦联振型的不同方向的投影，得到各方向的地震作用，而风力并没有改变方向，所以多方向地震作用与风力不一定对应，这也反映了一种结构的受力情况。

⑤多方向地震输入角度的选择尽可能沿着平面布置中局部柱网的主轴方向，并选择对称的多方向地震，如45和-45，因为风荷载并未考虑多方向作用，否则易造成配筋不对称。

操作：

?

SATWE

①进入菜单《1.接PM生成SATWE数据》→《1.分析与设计参数补充定义》→《地震信息》

②在‘斜交抗侧力构件方向附加地震数’项中填入多方向水平地震作用数，即上述的新增地震工况对数，最多为5。

当无斜交抗侧力构件方向附加地震时，填0。

另在‘相应角度’项中填入各对水平地震作用的方向角，即上述的与建筑结构的两个主轴方向X、Y正向的夹角值。

夹角值逆时针方向为正，值之间用空格或逗号隔开。

?

TAT

①进入菜单《2.数据检查和图形检查》→《3.参数修正》→《地震信息》

②在‘附加地震方向数（≤10）’项和‘作用角度’中填入的数据与SATWE填法相同。

?

PMSAP

①入菜单《3.参数补充与修改》→《地震信息》

②在‘沿斜交抗侧力构件方向附加地震信息’框的‘附加地震方向数（0-5）’项和‘相应的各方向角（度）’项中填入的数据与SATWE填法相同。

关联操作：

――‘水平力与整体坐标夹角’项，仅用于SATWE、TAT软件。

当地震作用方向不在建筑结构的两个主轴方向X、Y上时，可作此项操作来改变水平地震作用方向。

但此时风载作用方向也随着相应改变。

同样可以用于正交抗侧力构件结构按旋转某个角度建模时，输入正确的结构正交主向水平地震作用。

无附加地震。

详见SATWE、TAT用户手册。

――‘地震方向与X轴夹角’项，仅用于PMSAP软件。

当地震作用方向不在建筑结构的两个主轴方向X、Y上时，可作此项操作来改变水平地震作用方向。

同样可以用于正交抗侧力构件结构按旋转某个角度建模时，输入正确的结构正交主向水平地震作用。

无附加地震。

详见PMSAP用户手册。

结果说明：

①SATWE、TAT的结构楼层位移和位移比输出没有计算多方向地震作用的影响。

PMSAP增加输出多方向地震工况的结构楼层位移和位移比，可在工程名_TB.RPT（简单摘要）或工程名_TB.abs（详细摘要）中查看。

②构件增加了多方向地震作用工况的内力，可在文本文件中查到，但在后处理的图形文件输出中不能查看（PMSAP可以查看）。

用户可在WNL*.OUT（SATWE）、NL-*.OUT（TAT）以及COLUF.*、BEAMF.*、SUBWF.*、SUBWG.*（PMSAP）文件中查得以标记工况EYi、EYi（TAT为DAngleE、D90+AngleE）的对应内力结果。

下图是SATWE显示的构件－柱1增加了2个输入角度和2对（4组）相应正交的水平地震作用内力EX1、EY1，EX2、EY2。

（iCase）Shear-XShear-YAxialMx-BtmMy-BtmMx-TopMy-Top

---------------------------------------------------------------------------

N-C=1Node-i=488,Node-j=39,DL=6.000（m）,Angle=0.000

（1）28.413.1-31.8-25.555.3-52.8-115.0

（2）-5.740.644.7-78.9-11.1-165.022.9

（3）3.2-0.21.30.46.30.8-13.0

（4）-0.34.8-3.4-9.3-0.6-19.41.3

（5）-0.6-1.9-249.03.6-1.17.82.3

（6）1.2-0.4-97.10.62.41.9-5.1

EX127.412.6-33.0-24.653.4-50.9-111.1

EY1-9.340.843.9-79.2-18.2-165.637.6

EX220.326.239.0-50.939.6-106.5-82.4

EY2-20.633.738.7-65.4-40.2-136.683.4

1.2.双向水平地震作用下的扭转影响

规范：

抗震规范5.1.1-3、5.2.3-3、高规3.3.2-2、3.3.11-3条规定，质量和刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计入双向地震作用下的扭转影响。

对于某个地震反应参数，记该参数在X和Y地震作用下的反应分别为SX和SY，那么，在考虑双向地震扭转效应后：

实现：

程序提供了考虑双向水平地震作用的控制开关，设计人员可以根据工程实际情况决定是否要考虑双向水平地震作用。

①考虑双向地震时，TAT输出双向地震作用下楼层最大位移及位移比（SATWE、PMSAP不输出），且PMSAP增加双向地震工况内力（SATWE、TAT不增加，而是将原地震工况内力替换成双向地震作用工况内力）。

②按新高规的要求，质量偶然偏心和双向地震组合不叠加，软件中可以同时打开这两项选择开关，按规范要求分别计算，并取不利结果。

③考虑双向地震时，应选择扭转耦联。

④对于特别不规则结构，满足新抗震规范对结构不规则性判断条件2条以上（参见抗震规范3.4.2条），且结构的位移比接近限值（参见高规4.3.5条），此时应选择“双向地震”组合。

此时，其空间耦合振动明显，地震作用没有规则性，构件的地震反应也呈现耦合上升，双向效应明显。

⑤具体处理中对柱采用了与其它构件略有不同的双向地震的组合方式。

柱的剪力和弯矩只考虑地震作用主方向的双向地震组合，次方向不作双向地震组合。

在进行柱双偏压配筋计算时，这种调整后的组合方式会使计算结果更合理。

操作：

?

SATWE

①进入菜单《1.接PM生成SATWE数据》→《1.分析与设计参数补充定义》→《地震信息》

②在‘考虑双向地震作用’项中打‘√’即可。

?

TAT

①进入菜单《2.数据检查和图形检查》→《3.参数修正》→《地震信息》

②在‘双向地震作用扭转效应’框中选取‘考虑’项即可。

?

PMSAP

①入菜单《3.参数补充与修改》→《总信息》

②在‘水平地震作用’框中选取‘XY地震及双向效应’项即可。

关联操作：

――‘偶然偏心’：

详见1.4节。

双向地震组合和质量偶然偏心不要同时选择。

――‘扭转耦联’，考虑双向地震一定要选扭转耦联。

结果说明：

①SATWE与TAT的双向地震作用的内力输出方式相同，不增加构件地震内力工况项，而是将原地震工况内力替换成双向地震作用工况内力。

下图显示的SATWE的WNL*.OUT文件。

单向地震组合：

（iCase）Shear-XShear-YAxialMx-BtmMy-BtmMx-TopMy-Top

---------------------------------------------------------------------------

N-C=1Node-i=488,Node-j=39,DL=6.000（m）,Angle=0.000

（1）28.813.1-49.6-25.556.1-52.8-116.7

（2）-5.742.152.3-81.8-11.1-171.022.9

（3）3.2-0.21.30.46.30.8-13.0

（4）-0.34.8-3.4-9.3-0.6-19.41.3

（5）-0.6-1.9-249.03.6-1.17.82.3

（6）1.2-0.4-97.10.62.41.9-5.1

考虑了双向地震组合：

（iCase）Shear-XShear-YAxialMx-BtmMy-BtmMx-TopMy-Top

---------------------------------------------------------------------------

N-C=1Node-i=488,Node-j=39,DL=6.000（m）,Angle=0.000

（1）28.813.1-49.6-25.556.1-52.8-116.7

（2）-5.742.152.3-81.8-11.1-171.022.9

（3）3.2-0.21.30.46.30.8-13.0

（4）-0.34.8-3.4-9.3-0.6-19.41.3

（5）-0.6-1.9-249.03.6-1.17.82.3

（6）1.2-0.4-97.10.62.41.9-5.1

②PMSAP新增加一对双向地震作用工况的内力Exy、Eyx，可在构件内力文本文件中查到，但在后处理的图形文件输出中不能查看。

③TAT的双向地震作用下楼层最大位移及位移比可在楼层位移文件TAT-4.OUT中查看。

SATWE与PMSAP无此项输出

1.3.竖向地震作用

规范：

抗震规范5.3.1、高规3.3.14条规定9度的高层建筑竖向地震作用标准值和构件竖向地震作用效应的计算方法。

抗震规范5.3.3、高规3.3.2-3、3.3.2-4条规定了8度、9度抗震设计的长悬臂和大跨度结构以及9度抗震设计的高层建筑应计算竖向地震作用。

高规10.2.6条规定带转换层的高层建筑结构，8度抗震设计时转换构件应考虑竖向地震影响。

高规10.5.2条规定8度抗震设计的连体结构的连接体应考虑竖向地震影响。

高规4.4.5条文说明中规定当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时，结构的扭转效应和竖向地震作用效应明显，对抗震不利，因此对其外挑尺寸加以限制，设计上应考虑竖向地震作用影响。

实现：

①设立竖向地震的计算开关，由用户自行决定是否考虑竖向地震作用。

②增设‘竖向地震作用系数’项，程序自动取规范规定值，允许用户修改此值，从而自己决定总竖向地震作用的大小。

SATWE按规范内定。

③当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时，用户应设置计算竖向地震作用。

④尚不能单独计算转换构件的竖向地震作用。

用户需要，可整体考虑竖向地震作用。

⑤尚不能单独计算连体结构的连接体的竖向地震作用。

用户需要，可整体考虑竖向地震作用。

操作：

?

SATWE

①进入菜单《1.接PM生成SATWE数据》→《1.分析与设计参数补充定义》→《总信息》

②在‘地震作用计算信息’框中选取‘计算水平和竖向地震’项即可。

?

TAT

①进入菜单《2.数据检查和图形检查》→《3.参数修正》→《总信息》

②在‘地震作用计算信息’框中选取‘计算水平和竖向地震’项即可。

③视需要，进入菜单《地震信息》，在‘竖向地震作用系数’项内修改系数。

?

PMSAP

①入菜单《3.参数补充与修改》→《总信息》

②在‘竖向地震作用’框中选取‘考虑Z地震’项即可。

③视需要，进入菜单《地震信息》，在‘总竖向地震作用’框的‘竖向地震作用系数’项内修改系数。

关联操作：

――‘转换层与转换构件、框支柱’：

详见6.1.2节。

用于考虑8度抗震设计时转换构件竖向地震的影响。

――‘连接体竖向地震’：

详见6.3.1节。

用于考虑8度抗震设计时连体结构的连接体竖向地震的影响。

结果说明：

①构件增加了竖向地震作用工况的内力，既可在文本文件中查到，也可在后处理的图形文件输出中观看。

②SATWE、TAT的竖向地震作用工况号可在相关内力文件头部的工况号说明中得到，PMSAP的竖向地震作用工况代号为EZ。

1.4.质量偶然偏心

规范：

高规3.3.3条规定，计算单向地震作用时，应考虑质量偶然偏心的影响，附加偏心距可取与地震作用方向垂直的建筑物边长的5%。

高规第4.3.5条规定，在考虑偶然偏心影响的地震作用下验算楼层位移比。

实现：

①设立考虑质量偶然偏心开关，由用户自行决定是否考虑质量偶然偏心。

②考虑质量偶然偏心时，程序先按无偏心的初始质量分布计算结构的振动特性和地震作用；

③然后按照：

A）X向地震，所有楼层的质心沿Y轴正向偏移5%；B）X向地震，所有楼层的质心沿Y轴负向偏移5%；C）Y向地震，所有楼层的质心沿X轴正向偏移5%；D）Y向地震，所有楼层的质心沿X轴负向偏移5%的四种偏心方式计算各质点的附加力矩，四种偏心方式下的附加力矩与无偏心的地震作用叠加，则形成了相应于四种偏心方式的地震作用。

④考虑了质量偶然偏心地震后，共有三组地震作用效应：

无偏心地震作用效应（EX、EY）、±5%X向偏心地震作用效应（EXM、EXP）和±5%Y向偏心地震作用效应（EYM、EYP）。

⑤在内力组合时，对于任一个有EX参与的组合，将EX分别代以EXM和EXP，将增加成三个组合；任一个有EY参与的组合，将EY分别代以EYM和EYP，也将增加成三个组合。

简言之，地震组合数将增加到原来的三倍。

⑥SATWE、TAT的上述偏移值5%是固定的，按规范取用的，而PMSAP偏移值可以X、Y向不同，均由用户输入。

⑦对于一般的、常规的高层建筑结构，要选择“偶然偏心”。

操作：

?

SATWE

①进入菜单《1.接PM生成SATWE数据》→《1.分析与设计参数补充定义》→《地震信息》

②在‘考虑偶然偏心’项中打‘√’即可。

?

TAT

①进入菜单《2.数据检查和图形检查》→《3.参数修正》→《地震信息》

②在‘5%的偶然偏心’框中选取‘考虑’项即可。

?

PMSAP

①入菜单《3.参数补充与修改》→《地震信息》

②在‘相对偶然质量偏心’框中的‘X向相对偶然质量偏心（0-0.1）’和‘Y向相对偶然质量偏心（0-0.1）’项内填入偏移值即可。

这个偏移值的规范值是高规第3.3.3条公式（3.3.3）中的0.05。

关联操作：

－－‘位移比’：

详见3.1.1。

按高规第4.3.5条规定，计算位移比时，必须考虑偶然偏心影响。

－－‘双向地震作用’：

详见3.1.1。

当计算双向地震作用时，可不考虑偶然偏心的影响。

如同时选择，程序则仅对无偏心地震作用效应（EX、EY）进行双向地震作用组合。

－－‘层间位移角’：

详见2.3.1节。

按高规第4.6.3条注的规定，层间位移角计算不考虑偶然偏心的影响。

结果说明：

①构件增加了±5%X向偏心地震作用效应和±5%Y向偏心地震作用效应，既可在文本文件中查到，也可在后处理的图形文件输出中观看。

②构件内力文本文件中4组偶然偏心地震工况的标号如下：

A）X向地震，所有楼层的质心沿Y轴正向偏移5%，该工况：

记作EXP（PMSAP）、+5%（TAT）、X方向左偏心（SATWE）；

B）X向地震，所有楼层的质心沿Y轴负向偏移5%，该工况记作：

EXM（PMSAP）、-5%（TAT）、X方向右偏心（SATWE）；

C）Y向地震，所有楼层的质心沿X轴正向偏移5%，该工况记作：

EYP（PMSAP）、+5%（TAT）、Y方向左偏心（SATWE）；

D）Y向地震，所有楼层的质心沿X轴负向偏移5%，该工况记作：

EYM（PMSAP）、-5%（TAT）、Y方向右偏心（SATWE）。

1.5.楼层最小地震剪力系数（剪重比）

规范：

抗震规范5.2.5、高规3.3.13条规定，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震的剪重比不应小于表5.2.5给出的楼层最小地震剪力系数值λ。

强制性条文。

实现：

①SATWE、TAT程序设有控制开关，由设计人员决定是否由程序自动调整。

PMSAP无开关，程序内定自动调整

②若选择由程序自动进行调整，则程序对结构的每一层分别判断，若某一层的剪重比小于规范要求，则相应放大该层的地震作用效应，以使其满足最小剪力系数要求。

但此时用户仍应知道该结构的方案可能是存在缺陷的。

③当楼层剪重比不满足要求时，首先要检查有效质量系数是否达到90%。

若没有达到，则应增加计算振型数。

④当有效质量系数满足且楼层剪重比不满足要求时，反映了结构刚度和质量可能不合理分布，应对结构方案的合理性进行判断，并调整方案，或由程序自动把基底剪力提高。

⑤程序自动调整的方法是直接调整构件的地震内力。

如楼层该方向的剪力系数需调整1.2的系数时，程序把构件该方向的地震内力放大1.2倍。

不调整该方向的地震位移。

操作：

?

SATWE

①进入菜单《1.接PM生成SATWE数据》→《1.分析与设计参数补充定义》→《调整信息》

②在‘按抗震规范（5.2.5）调整各楼层地震内力’项内打‘√’，则由程序自动调整。

?

TAT

①进入菜单《2.数据检查和图形检查》→《3.参数修正》→《地震信息》

②在‘考虑楼层最小剪力系数的调整’项内打‘√’即可。

③视需要，可在‘考虑楼层最小剪力系数的调整’项后修改楼层最小地震剪力系数值λ（隐含值为规范值）。

?

PMSAP无须操作

关联操作：

－－‘有效质量系数与计算振型数’：

详见1.6节。

要保证X、Y向的有效质量系数超过0.9，再检查楼层剪重比是否满足。

结果说明：

①SATWE可在WZQ.OUT中查看楼层最小剪力系数的调整前结果以及调整系数。

下面显示的是X向地震作用的含剪重比的结果，1-10层可见不满足剪重比要求。

另外输出各层的调整系数。

注意：

多塔部分是将一层所有塔的剪重比相加来与楼层最小剪力系数比较确定调整的。

FloorTowerFxVx（剪重比）MxStaticFx

（kN）（kN）（kN-m）（kN）

1111051.3417315.66（0.93%）1363750.75249.96

2780.189771.75（0.52%）693272.44208.97

1016023.1125800.05（1.25%）1912418.131457.36

913990.9227340.63（1.23%）2037770.25961.21

813892.4628589.45（1.21%）2146475.50804.44

714161.4729849.97（1.19%）2259354.00696.90

613812.9031111.97（1.18%）2376756.00571.37

513026.4732242.73（1.16%）2498962.75488.55

411500.2132845.27（1.12%）2625819.50381.61

31167.4732910.66（1.04%）2756688.00514.01

2120.1032900.66（0.97%）2890989.50304.54

118.6732896.16（0.91%）3028267.2