提要:在使用中國建筑科學研究院PKPMCAD工程部開發研制的PKPM系列軟件中的高層建筑結構空間有限元分析軟件（SATWE）進行高層結構的配筋計算后，可以得到一些計算結構圖形和文本。本文僅以SATWE程序的電算結果，結合現行規范條文的要求，談談如何對高層結構電算結果進行判讀、分析、控制與調整。
　　關鍵字：高層建筑，建筑結構，SATWE，電算結果，限值，分析，調整
　　引言:
　　高層建筑結構空間有限元分析軟件（SATWE）是中國建筑科學研究院PKPMCAD工程部專門為高層結構分析與設計而開發的基于殼元理論的三維組合結構有限元分析軟件。根據SATWE電算結果文件，可以方便快捷的對《建筑抗震設計規范GB50011-2001（2008版）》(以下簡稱為抗規);《高層建筑混凝土結構技術規程JGJ3-2002》(以下簡稱為高規)中規定一些重要參數的限值，如位移、周期、軸壓比、層剛度比、剪重比、剛重比、層間受剪承載力比等的限值進行判讀、分析、調整與控制。本文對電算結果中最重要的三個文本輸出文件和一個圖形輸出文
　　件，逐條進行分析。
　　一、結構設計信息WMASS.OUT
　　本文本信息需要分析與調整的主要包括剛度比、剛重比和層間受剪承載力之比。
　　1.1剛度比的控制
　　1.1.1規范條文及其控制意義
　　見《高規》4.4.2、5.1.14條及《抗規》3.4.2條。
　　控制剛度比主要為控制結構豎向規則性，以免豎向剛度突變，形成薄弱層。
　　1.1.2電算結果判讀分析
　　剪切剛度主要用于底部大空間為一層的轉換結構（例如一層框支）及地下室嵌固條件的判定，判斷地下室嵌固時，依據《高規》5.3.7，地下室其上一層的計算信息中Ratx，Raty結果不應大于0.5。剪彎剛度主要用于底部大空間為多層的轉換結構（例如二層以上框支）；通常工程都采用地震剪力與地震層間位移比。在各層剛心、偏心率、相鄰層側移剛度比等計算信息中Ratx1，Raty1結果大于等于1。即滿足規范要求。
　　1.1.3不滿足時的調整方法
　　應適當加強本層墻柱、梁的剛度，適當削弱上部相關樓層墻柱、梁的剛度。如實在不便調整，SATWE會自動將不滿足要求樓層定義為薄弱層，并按高規5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。
　　1.2剛重比的控制
　　1.2.1規范條文及其控制意義
　　見《高規》5.4.1及5.4.4條。
　　控制剛重比主要為了控制結構的穩定性，避免結構在風載或地震力的作用下整體失穩、滑移、傾覆。
　　1.2.2電算結果判讀分析
　　<結構整體穩定驗算結果>X向剛重比EJd/GH**2；Y向剛重比EJd/GH**2。結構剛重比EJd/GH**2大于1.4,能夠通過《高規》(5.4.4)的整體穩定驗算；該結構剛重比EJd/GH**2大于2.7,可以不考慮《高規》（5.4.1）的
　　重力二階效應。剛重比不滿足要求，說明結構的剛度相對于重力荷載過小；但剛重比過分大，則說明結構的經濟技術指標較差。
　　1.2.3不滿足時的調整方法
　　不滿足要求時需改變結構布置，加強墻、柱等豎向構件的剛度，若過分大時，也宜適當減少墻柱等豎向構件的截面面積。
　　1.3層間受剪承載力之比的控制
　　1.3.1規范條文及其控制意義
　　見《高規》4.4.3條及《抗規》3.4.2條。
　　控制層間受剪承載力之比主要為了控制豎向不規則性，以免豎向樓層受剪承載力突變，形成薄弱層.
　　1.3.2電算結果判讀分析
　　樓層抗剪承載力、及承載力比值Ratio_Bu:X,Y在A級高度時均應不宜小于0.8，不應小于0.65；在B級高度時均應小于0.75。
　　1.3.3不滿足時的調整方法
　　應適當加強本層構件的剛度，如提高混凝土強度或加大截面，以提高本層墻柱等抗側力構件的承載力。如實在不便調整，需在SATWE的“調整信息”中的“指定薄弱層個數”中填入該樓層層號，SATWE將按高規5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。
　　二、周期振型地震力WZQ.OUT
　　本文本信息需要分析與調整的主要包括周期比、剪重比及有效質量系數。
　　計算中應注意當地震作用最大的方向大于15度時，應將該數值回填SATWE“總信息”的“水平力與整體坐標夾角”選項并重新計算。結構基本周期可先保留程序默認值（程序默認值是按《高規》附錄B公式B.0.2計算的），待計算后將WZQ.OUT中的第一振型的周期重新填入計算。
　　2.1周期比的控制
　　2.1.1規范條文及其控制意義
　　見《高規》4.3.5條。
　　控制周期比主要為了控制結構平面規則性，以避免產生過大的偏心而導致結構產生較大的扭轉效應。
　　2.1.2電算結果判讀方法
　　SATWE程序中的振型是以其周期長短排序的，結構的第一、第二振型宜為平動，扭轉周期宜出現在第三振型之后。判斷振型是平動還是扭轉一般可依據平動系數和扭轉系數，但當結構不規則時，還需參看振型圖確定扭轉是否為局部扭轉。確定第一扭轉周期與第一平動周期的比A級高度不應大于0.9，B級高度不應大于0.85。
　　2.1.3不滿足時的調整方法
　　周期比不滿足時，應加強結構外圍墻柱、梁的剛度，適當削弱結構中間墻柱的剛度。
　　2.2剪重比及有效質量系數的控制
　　2.2.1規范條文及其控制意義
　　見《高規》3.3.13、5.1.13條及《抗規》5.2.5條。
　　主要為限制各樓層的最小水平地震剪力，確保周期較長的結構的安全。
　　2.2.2電算結果判讀方法
　　查看FloorTowerFyVy(分塔剪重比)(整層剪重比)MyStaticFy，WZQ.OUT中按照《抗震規范》5.2.5規定已得出最小剪重比數值（如3.2％）。后面緊跟著有效質量系數需大于90％。剪重比不滿足規范要求，說明結構的剛度相對于水平地震剪力過小；但剪重比過分大，則說明結構的經濟技術指標較差，宜適當減少墻、柱等豎向構件的截面面積。
　　2.2.3不滿足時的調整方法
　　當剪重比偏小且與規范限值相差較大時，宜調整增強豎向構件，加強墻、柱等豎向構件的剛度。
　　當剪重比偏小但達到規范限值的80％以上時，可按下列方法之一進行調整：
　　1）在SATWE的“調整信息”中勾選“按抗震規范5.2.5調整各樓層地震內力”，SATWE按抗規5.2.5自動將樓層最小地震剪力系數直接乘以該層及以上重力荷載代表值之和，用以調整該樓層地震剪力，以滿足剪重比要求。
　　2）在SATWE的“調整信息”中的“全樓地震作用放大系數”中輸入大于1的系數，增大地震作用，以滿足剪重比要求。
　　3）在SATWE的“地震信息”中的“周期折減系數”中適當減小系數，增大地震作用，以滿足剪重比要求。
　　當有效質量系數小于90％時，應增加振型組合數以滿足大于90％的要求，振型組合數應不大于結構自由度數（結構層數的3倍）。
　　三、結構位移WDISP.OUT
　　本文本信息需要分析與調整的主要包括層間位移角和樓層位移比。這兩個量值都必須是在剛樓板假下得出的，彈性樓板條件下得到的值將沒有意義。層間位移角計算時只需考慮結構自身的扭轉藕聯，無需考慮偶然偏心和雙向地震；樓層位移比計算時需要考慮偶然偏心，但不考慮雙向地震。下面著重位移比進行分析與調整。
　　3.1位移比的控制
　　3.1.1規范條文及其控制意義
　　見《抗規》3.4.2條及《高規》4.3.5條。
　　主要為限制結構平面布置的不規則性，以避免產生過大的偏心而導致結構產生較大的扭轉效應。
　　位移比不滿足規范要求，說明結構的剛心偏離質心的距離較大，扭轉效應過大，結構抗側力構件布置不合理。
　　3.1.2電算結果判讀方法
　　位移比需在剛性樓板假定下計算的，最大位移與層平均位移的比值Ratio-(X),Ratio-(Y)，最大層間位移與平均層間位移的比值Ratio-Dx,Ratio-Dy在A級高度時均不宜大于1.2，不應大于1.5；在B級高度時均不宜大于1.2，不應大于1.4。
　　3.1.3不滿足時的調整方法
　　通過調整改變結構平面布置，減小結構剛心與質心的偏心距；調整方法如下：
　　1）由于位移比是在剛性樓板假定下計算的，結構最大水平位移與層間位移往往出現在結構的邊角部位；因此應注意調整結構外圍對應位置抗側力構件的剛度，減小結構剛心與質心的偏心距。同時在設計中，應在構造措施上對樓板的剛度予以保證。
　　2）對于位移比不滿足規范要求的樓層，也可利用程序的節點搜索功能在SATWE的“分析結果圖形和文本顯示”中的“各層配筋構件編號簡圖”中，快速找到位移最大的節點，加強該節點對應的墻、柱等構件的剛度。
　　節點號在“SATWE位移輸出文件”中查找。也可找出位移最小的節點削弱其剛度，直到位移比滿足要求
　　四、梁彈性撓度、柱軸壓比、墻邊緣構件簡圖
　　本圖形文件信息需要分析與調整的主要包括墻、柱軸壓比。
　　4.1軸壓比的控制
　　4.1.1規范條文及其控制意義
　　見抗規6.3.7和6.4.6條，高規6.4.2和7.2.14條
　　控制軸壓比主要為限制結構的軸壓比，保證結構的延性要求，規范對墻肢和柱均有相應限值要求。軸壓比不滿足規范要求，結構的延性要求無法保證；軸壓比過小，則說明結構的經濟技術指標較差，宜適當減少相應墻、柱的截面面積。
　　4.1.2電算結果判讀方法
　　在WPJC*(*為結構層號)中，墻柱構件邊白色數字為柱軸壓比，綠色數字為墻肢軸壓比，若柱、墻肢的軸壓比超限，則以紅色數字顯示。
　　4.1.3不滿足時的調整方法
　　增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強度。
　　結語:
　　在高層建筑結構計算中，SATWE軟件的應用非常廣泛，如何讀懂SATWE電算的結果，判斷建筑結構模型的合理性，有的放矢的調整計算模型，解決電算結果中不合理的因素，是我們工程設計人員必須要掌握的一門知識。這里，只是淺談了根據SATWE電算結果文件對現行規范條文規定的一些重要計算參數的限值進行控制調整的方法，這些重要限值的調整涉及構件截面、剛度及平面位置的改變，在調整過程中可能相互關聯，應注意不要顧此失彼。其實在設計過程中還有很多方面需要我們控制，以設計出合理的結構，保證建筑物的質量。這要我們不斷總結和完善才能使結構設計更加的合理化。
　　
　　參考文獻
　　[1]中華人民共和國國家標準,《建筑抗震設計規范GB50011-2001（2008版）》，中國建筑工業出版社,2008
　　[2]中華人民共和國行業標準,《高層建筑混凝土結構技術規程JGJ3-2002》，中國建筑工業出版社,2002
　　[3]《多層及高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件（墻元模型）SATWE（08版）用戶手冊及技術條件》，
　　中國建筑科學研究院PKPMCAD工程部，2008
　　[4]《PKPM結構軟件常見問題剖析》，中國建筑工業出版社，2009