关于 SATWE 中剪弯刚度 RJX3/H 的错误并正确处理法 1. 在PKPM用户手册第六章第二节第5小节中说明:“高规附录E.0.2建议的方法-剪弯曲刚度:Ki=Fi/Δi”,剪弯刚度应该是剪力v除以角度θ,如果是剪力v除以Δi,应该是剪切刚度才是。 2. 转角θ=Δ/h 3. 用一个框剪模型来说明satwe错误的地方 模型层高信息如下: “层号(
关于
SATWE
中剪弯刚度
RJX3/H
的错误并正确处理法
1. 在PKPM用户手册第六章第二节第5小节中说明:“高规附录E.0.2建议的方法-剪弯曲刚度:Ki=Fi/Δi”,剪弯刚度应该是剪力v除以角度θ,如果是剪力v除以Δi,应该是剪切刚度才是。
2. 转角θ=Δ/h
3. 用一个框剪模型来说明satwe错误的地方
模型层高信息如下:
“层号(
标准层号)
塔号
梁元数
柱元数
墙元数
层高
累计高度
(
混凝土/
主筋) (
混凝土/
主筋) (
混凝土/
主筋) (m) (m)
1( 1) 1 271(30/ 360) 26(45/ 360) 44(45/ 360) 5.500 5.500
2( 2) 1 331(30/ 360) 26(45/ 360) 36(45/ 360) 5.500 11.000
3( 2) 1 331(30/ 360) 26(45/ 360) 36(45/ 360) 4.100 15.100”
计算结果如下:
Ratx
,Raty : X
,Y
方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值(
剪切刚度)
Ratx1
,Raty1 : X
,Y
方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%
的比值
或上三层平均侧移刚度80%
的比值中之较小者
Ratx2
,Raty2 : X
,Y
方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度90%
、110%
或者150%
比值
110%
指当本层层高大于相邻上层层高1.5
倍时,150%
指嵌固层
RJX1
,RJY1
,RJZ1:
结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(
剪切刚度)
RJX3
,RJY3
,RJZ3:
结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(
地震剪力与地震层间位移的比)
===========================================================================
FloorNo. 1 Tower No. 1
Xstif= 68.3900(m) Ystif= 26.6207(m) Alf = -5.0431(Degree)
Xmass= 64.5785(m) Ymass= 31.2183(m) Gmass(
活荷折减)= 2206.4409( 1733.4723)(t)
Eex = 0.2165 Eey = 0.1695
Ratx = 1.0000 Raty = 1.0000
Ratx1= 11.8095 Raty1= 4.5841
Ratx2= 9.5834 Raty2= 3.6269
薄弱层地震剪力放大系数= 1.00
RJX1 = 5.5125E+07(kN/m) RJY1 =2.9777E+07(kN/m) RJZ1 = 0.0000E+00(kN/m)
RJX3 = 1.4657E+07(kN/m) RJY3 =7.0353E+06(kN/m) RJZ3 = 0.0000E+00(kN/m)
RJX3/H = 2.6649E+06(kN/m) RJY3/H= 1.2791E+06(kN/m) RJZ3/H =0.0000E+00(kN/m)
---------------------------------------------------------------------------
Floor No. 2 Tower No. 1
Xstif= 60.6299(m) Ystif= 33.0685(m) Alf = -28.6369(Degree)
Xmass= 64.1993(m) Ymass= 32.0740(m) Gmass(
活荷折减)= 1998.4863( 1525.5165)(t)
Eex = 0.1323 Eey = 0.0348
Ratx = 0.3761 Raty = 0.8209
Ratx1= 1.5069 Raty1= 1.5265
Ratx2= 1.5881 Raty2= 1.5927
薄弱层地震剪力放大系数= 1.00
RJX1 = 2.0733E+07(kN/m) RJY1 =2.4444E+07(kN/m) RJZ1 = 0.0000E+00(kN/m)
RJX3 = 1.6994E+06(kN/m) RJY3 =2.1553E+06(kN/m) RJZ3 = 0.0000E+00(kN/m)
RJX3/H = 3.0897E+05(kN/m) RJY3/H= 3.9187E+05(kN/m) RJZ3/H =0.0000E+00(kN/m)
---------------------------------------------------------------------------
Floor No. 3 Tower No. 1
Xstif= 65.5824(m) Ystif= 34.2164(m) Alf = -26.7477(Degree)
Xmass= 64.2990(m) Ymass= 32.0401(m) Gmass(
活荷折减)= 1892.5590( 1419.5892)(t)
Eex = 0.0510 Eey = 0.0787
Ratx = 1.3415 Raty = 1.3414
Ratx1= 1.4865 Raty1= 1.7107
Ratx2= 1.3031 Raty2= 1.4158
薄弱层地震剪力放大系数= 1.00
RJX1 = 2.7812E+07(kN/m) RJY1 =3.2789E+07(kN/m) RJZ1 = 0.0000E+00(kN/m)
RJX3 = 1.5949E+06(kN/m) RJY3 =2.0170E+06(kN/m) RJZ3 = 0.0000E+00(kN/m)
RJX3/H = 3.8900E+05(kN/m) RJY3/H= 4.9194E+05(kN/m) RJZ3/H = 0.0000E+00(kN/m)”
疑惑解答:
1. 根据规范
1. 对框架结构的变形为剪切变形故剪力vi除以Δi应该是剪切刚度。
2. 对公式(3.5.2-2)可换算为(Vi/Δi)*hi除以(Vi+1/Δi+1)*hi+1,其中(Vi/Δi)*hi又等于(Vi/(Δi/hi))等于(Vi/θ),(Vi/θ)应当是真正剪弯刚度的概念,因为剪力墙是弯曲变形,在结构中参入剪力墙自然考虑的是剪弯刚度,在这里规范是正确无误的,而PKPM用户手册中“高规附录E.0.2建议的方法-剪弯曲刚度:Ki=Fi/Δi”应该描述不正确,“Δi” 改为“θ”就可正确解释satwe的计算结果,否则冲突让人误解云里雾里。
3. 回头来看这个框剪结构的计算结果:
第一层(层高5.5
):
Ratx2= 9.5834 Raty2= 3.6269
RJX3 = 1.4657E+07(kN/m) RJY3 = 7.0353E+06(kN/m) RJZ3 = 0.0000E+00(kN/m)
RJX3/H = 2.6649E+06(kN/m) RJY3/H = 1.2791E+06(kN/m) RJZ3/H = 0.0000E+00(kN/m)
第二层(层高5.5
):
Ratx2= 1.5881 Raty2= 1.5927
RJX3 = 1.6994E+06(kN/m) RJY3 = 2.1553E+06(kN/m) RJZ3 = 0.0000E+00(kN/m)
RJX3/H = 3.0897E+05(kN/m) RJY3/H = 3.9187E+05(kN/m) RJZ3/H = 0.0000E+00(kN/m)
第三层(层高4.1
):
Ratx2= 1.3031 Raty2= 1.4158
RJX3 = 1.5949E+06(kN/m) RJY3 = 2.0170E+06(kN/m) RJZ3 = 0.0000E+00(kN/m)
RJX3/H = 3.8900E+05(kN/m) RJY3/H = 4.9194E+05(kN/m) RJZ3/H = 0.0000E+00(kN/m)”
本文精华的地方来了,根据satwe
规定可知
第一层Ratx2= 9.5834
是RJX3/H = 2.6649E+06(kN/m)
除以RJX3/H = 3.0897E+05(kN/m)
而得的,按计算器(2.6649/0.30897/0.9
)结果确实如此。
第二层Ratx2= 1.5881
(应当)是 RJX3/H = 3.0897E+05(kN/m)
除以RJX3/H = 3.8900E+05(kN/m)
而得的,按计算器(
3.0897/3.8900/0.9
)
=0.88251
竟然是
0.88251,
十分震惊竟然不对,怎么会这样?
回头看规范公式公式(3.5.2-2
)换算为(Vi/Δi
)/hi+1
除以(Vi+1/Δi+1
)/hi
后可知,在这里是本层剪切刚度除以上层的层高,而不是本层的层高,因此在这里给出的RJX3/H
是无意义的,根本不能用,这里Ratx2
必须自己手算复核,而不能采用RJX3/H
的值直接复核,现在我们来验算一下,刚才第二层的Ratx2
,第二层的RJX3 = 1.6994E+06(kN/m)
,用其除以第三层层高4.1
得0.414487
,用第三层RJX3 = 1.5949E+06(kN/m)
除以第二层层高5.5
得0.289981
,于是0.414487/
(0.289981*0.9
)=1.5881
,
完全合得上,在这里应该是satwe
失误的地方,公式换算搞错,层高搞错,才会出现此让人难以理解的问题,satwe
需纠正过来,RJX3/H
才能符合实际需要。
(另外附加说明个问题,在高规5.3.7
条的条文说明里指出地下室满足刚度比的计算公式按附录E.0.1
计算,为等效剪切刚度GA/H
,由此可知判断地下室刚度是否满足时应当看的是等效剪切刚度,而不是V/Δ
,估计是地下室位移很小的原因,用V/Δ
很容易就能满足刚度比了,故规范要求按等效剪切刚度来看)