刚心计算和SATWE存在差异的分析.pdf

刚心计算和SATWE 存在差异的分析 一、用户问题 邮件19905， 该工程刚心计算结果SATWE 和YJK 差别大？ 以第5 层为例说明，本例差别主要在Y 方向的刚心，SATWE 计算的刚心Ys=2.92 ，而YJK 计算的刚 心Ys=5.44 。 1 二、计算结果分析 1、平面上方长墙多 从平面墙的布置分析，在平面上方和下方对比，平面上方布置了2 片较长的剪力墙，长墙的刚度比短 墙大得多，因此刚心应该偏向平面上方，YJK 的Ys 计算值更加合理。 2、YJK 与PMSAP 结果相同 用同属于PKPM 的PMSAP 计算该工程，得到的该层刚心计算结果见下图，PMSAP 的刚心Ys=5.3 ， 和YJK 的计算结果基本相同，和SATWE 相差甚远。 2 3、YJK 与Etabs 结果相同 将模型转入ETABS 后计算的刚心位置为XCR=24.672m ，YCR=5.235m 。 三、SATWE 在刚心计算中存在的问题 SATWE 计算层刚度的方法是将所有竖向构件，包括柱、墙、斜杆的抗侧力刚度叠加，他没有考虑竖 向构件在平面的位置影响，也不考虑梁、板构件刚度的影响。 SATWE 计算高位转换层刚度的方法与计算刚心的算法相同，下面以一个简单高位转换层为例分析 SATWE 的刚度计算方法。 3 1、不考虑竖向构件的平面位置 如上图转换层上下各1 个标准层，柱、梁尺寸相同，仅平面位置不同，SATWE 计算结果是上下层刚 度相同，刚度比为1，而YJK 计算的刚度比为0.5 。 2、不考虑梁、板刚度的影响 假设对该转换梁例的下层的梁高度由500 改为800，这样下部刚度变大，但是SATWE 计算的上下层 刚度比仍旧为1，也就是说，梁的刚度对层刚度没有影响，而YJK 可以正确反映梁的刚度变化。 4 3、柱被打断成几段时SATWE 将柱的刚度叠加 当柱被层间梁打断，或者边框柱被墙的中间节点打断时，该柱在计算模型中形成几段柱，此时SATWE 对该柱的刚度计算随着按打断的数量叠加。 假设将该转换梁例的上部楼层中间增加一个50*50 层间梁将柱子分成两段，SATWE 的上层刚度增加 到4 倍，而YJK 的上层刚度基本没有变化。 3、SATWE 的刚度计算受单元尺寸影响大 假设该转换层例下层改为剪力墙结构，分别设置墙的单元尺寸为不同尺寸，使墙的上部出口节点为1 个和3 个，如下图。 从结果输出可见，当墙细分造成顶部有3 个出口接点时，其计算结果是异常的。 5 四、模型简化的进一步对比分析 为了对比方便，我们从本项目用户工程中取出一个标准层，建一个3 层模型，分别取用不同的参数， 并对比SATWE 和YJK 的计算结果。 6 对于SATWE 计算，分别按照1 米、2 米、3 米定义剪力墙单元尺寸，只对比它的Y 向刚心位置，结 果看到它的位置是变化的，且变化幅度很大，分别为1.99 米、1.11 米、-0.70 米，离准确值偏差越来越大， 越来越不正常。 7 原因是SATWE 的刚心计算受控于剪力墙上边的出口节点，当1 米单元划分时，每片墙上都有出口节 点，当3 米单元划分时，很多墙上都没有出口节点，导致不同的