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[中图分类号]TL341 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0051-01
一、总信息中各项参数的合理选取
1.1 结构材料信息参数
目前，在建筑工程中，按结构材料分类，广泛应用的结构体系有钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构和钢与混凝土的混合结构四大类。结构材料信息参数可根据具体工程的结构材料类型，在上述四大类结构中选取一种。
1.2 混凝土容重和钢材容重参数
一般情况下，钢筋混凝土材料的容重为25KN/m3，钢材容重为78.5KN/m3。除了楼（屋）面板板面的建筑装修荷载和板底吊顶或吊挂荷载可以在结构整体计算时通过楼（屋）面“荷载平面图”输入外，梁、柱、墙等构件表面的建筑装修层（包括钢构件表面的防火、防腐蚀涂层或外包轻质防火板材等）的重量，则通过将钢筋混凝土材料或钢材容重乘以增大系数来考虑。
根据具体工程的装修情况，钢筋混凝土材料容重的增大系数一般可取1.04～1.10，钢材容重的增大系数一般可取1.04～1.18。即结构整体计算时，输入的钢筋混凝土材料的容重可取为26～27.5 KN/m3，钢材的容重可取为82～92 KN/m3。
钢材容重增大系数上限值较钢筋混凝土材料大，取1.18左右，主要是还要考虑钢结构构件可能有加劲板和构件连接用节点板、拼接板及高强度螺栓等的重量。
1.3 地下室层数
多高层建筑，特别是高层建筑，一般均设有地下室。在结构分析与设计中，上部结构与地下室应作为一个整体进行设计计算。将上部结构与地下室分离计算，或者指定地下室水平嵌固层数（例如，对于一个有二屋地下室的结构，在“地下室数”参数项内若填-1，则表示上部结构嵌固在地下二层顶板部位；若填-2，则表示上部结构嵌固在地下一层顶板部位），均不符合工程实际情况，也无法考虑上部结构在地下室嵌固部位的总水平地震剪力对地下室结构的影响。
在用PKPM建模时，地下室有几层应建几层，并在“地下室层数”参数项内，填人相应的层数数值。
根据抗震规范的规定，当地下室顶部不能作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的底板部位通常可满足上部结构的嵌固要求。这时，可将地下室的层数减少一层后进行结构的整体补充计算。结构设计可取上部结构嵌固在地下室顶部和地下一层底部两种情况的包络结果。上部结构嵌固部位的条件和要求及设计注意事项将另行讨论。
1.4 竖向荷载计算信息参数
竖向荷载计算信息，即SATWE软件中的模拟施工计算，软件一共给出了四种模拟施工计算方法可供选用。
1.4.1 一次性加载
这种计算方法实际上是假定结构已经施工完成，然后将荷载一次性地加到结构上。由于竖向荷载是一次性地加到结构上，从而造成结构竖向位移偏大。这对于框架核心筒类结构，由于框架和核心简的刚度相差较大，使核心简承受较大的竖向荷载，导致二者之间产生较大的竖向位移差。这种位移差常会使结构中间技术出现较大沉降，从而使上部楼层与之相连的框架梁端负弯矩很小或不出现负弯矩，造成配筋困难。所以目前工程在多数情况下，已很少采用一次性加载方式来进行结构整体计算。一次性加载的计算方法仅适用于低层结构或上传荷载结构，如吊柱以及采用悬挑脚手架施工的长悬臂结构等。
1.4.2 模拟施工加载1
这种计算方法也是假定结构已经施工完成，然后再将竖向荷载分层加到结构上。采用这种加载方式与实际情况仍有差别，但结构的竖向位移和位移差较一次性加载有所改善，是比较常用的施工模拟加载方法。
1.4.3 模拟施工加载2
模拟施工加载2与模拟施工加载1相比，其主要区别是先将结构的竖向构件刚度放大10倍，然后再按模拟施工加载1进行加载，这样做的主要目的是为了削弱竖向荷载按构件刚度的重分配，使柱、墙上分得的轴力比均匀，接近手算结果，传给基础的荷载更为合理。
这种加载方法仅适用于框架剪力墙类结构基础的设计。由于将竖向构件的刚度放大10倍依据不足，工程经验又不多，故很少采用。
1.4.4 模拟施工加载3
由于一次加载及模拟施工加载1和2的加载方法存在与工程实际不相符的情况，SATWE软件在这些加载方法的基础上，增加了模拟施工加载3的竖向荷载计算方法。这种加载方法的主要特点是能够比较真实地模拟结构竖向荷载的加载过程，即分层计算各层刚度后，再分层施加竖向荷载。采用这种加载方法计算出来的结果更符合工程实际。
模拟施工加载1和3的比较计算表明：
（1）框架中柱的轴力，模拟施工加载3的计算结果比模拟施工加载1的稍大，增大量在5%的范围内。
（2）框架角柱的弯矩，模拟施工加载3的计算结果比模拟施工加载1大，而且增大较多，有的甚至是2倍的关系。
（3）框架梁的弯矩，模拟施工加载3的计算结果也比模拟施工加载1的要大，通常增大量在10%以内。
因此，在进行结构整体计算时，如条件许可，应优先选择模拟施工加载3来进行结构的竖向荷载计算，以保证结构的安全。模拟施工加载3还能改善框架剪力墙类结构传给基础的荷载的合理性。模拟施工加载3的缺点是工作量大。
强调采用模拟施工加载3进行结构竖向荷载计算，并不是说对于所有的结构，都可以采用模拟施工加载3。例如长悬臂结构，当采用悬吊脚手架施工时，采用一次性加载的方法更符合实际情况。
1.5 结构的周期折减系数
结构的周期折减系数主要用于框架、框架剪力墙、框架核心筒及开洞较多的剪力墙结构。采用SATWE等软件计算这些结构的内力和位移时，只考虑了这些结构的主要构件（梁、柱、剪力墙或简体等）的刚度，没有考虑非承重结构（如填充墙等）的刚度，因而结构的计算自振周期较结构的实际自振周期要长。抗震设计时，若以结构的计算周期来计算地震作用，将使结构的地震剪力偏小，使结构的抗震计算不安全。为此，2010年版《抗震规范》第13.2.1条和《高规》第3.3.17条都规定，抗震计算时，结构的计算自振周期应考虑非承得结构（如填充墙）的刚度的影响而予以折减。
结构的周期折减系数不改变结构的自振特性，只改变结构的地震影响系数，从而改变结构的地震剪力。
结构整体计算分析时，可根据结构的类型、填充墙的多少、填充墙材料的类别（多孔砖、空心砖、混凝土小型空心砌块、轻集料混凝土小型空心砌块、加气混凝土砌块等）来确定周期折减系数的取值。
《高规》第3.3.17条规定，当非承重的填充墙为砖墙时，框架结构、框架剪力墙结构和剪力墙结构的计算自振周期折减系数ψT可按下列规定取值：框架结构：0.6～0.7；框架剪力墙结构：0.7～0.8；剪力墙结构：0.9～1.0；对于其他结构体系或采用其他非承重墙体材料时，可根据工程情况确定周期折减系数。
《建筑抗震设计手册》建议：当采用多孔砖和小型块填充墙时，结构计算自振自期折减系数ψT可按下表采用；当为轻质墙体或外墙挂板时，结构计算自振周期折减系数ψT可取0.8～0.9。
注：1）ψc为有砌体填充墙框架榀数与框架总榀数之比；2）无括号的数值用于一片填充墙长6m左右时，括号内的数值用于一片填充墙长为5m左右时。
由于房屋建筑的使用功能不同，框架填充墙的数量和砌筑位置常常不同，变化很大。为了减轻填充墙剐度和质量对结构整体计算分析的不利影响，建议尽可能采用轻质填充墙材料，有条件时，宜使填充墙与框架柱柔性连接（参见国家标准图集03G329-1第19页）。结构整体分析计算时，《高规》第3.3.17条建议采用折减系数ψT对结构计算自振周期进行折减，以近似考虑填充墙刚度的不利影响，是工程经验的简化做法。
参考文献
[1]龚思礼建筑抗震设计手册[M]，2北京：中国建筑工程出版社，2002
一、总信息中各项参数的合理选取
1.1 结构材料信息参数
目前，在建筑工程中，按结构材料分类，广泛应用的结构体系有钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构和钢与混凝土的混合结构四大类。结构材料信息参数可根据具体工程的结构材料类型，在上述四大类结构中选取一种。
1.2 混凝土容重和钢材容重参数
一般情况下，钢筋混凝土材料的容重为25KN/m3，钢材容重为78.5KN/m3。除了楼（屋）面板板面的建筑装修荷载和板底吊顶或吊挂荷载可以在结构整体计算时通过楼（屋）面“荷载平面图”输入外，梁、柱、墙等构件表面的建筑装修层（包括钢构件表面的防火、防腐蚀涂层或外包轻质防火板材等）的重量，则通过将钢筋混凝土材料或钢材容重乘以增大系数来考虑。
根据具体工程的装修情况，钢筋混凝土材料容重的增大系数一般可取1.04～1.10，钢材容重的增大系数一般可取1.04～1.18。即结构整体计算时，输入的钢筋混凝土材料的容重可取为26～27.5 KN/m3，钢材的容重可取为82～92 KN/m3。
钢材容重增大系数上限值较钢筋混凝土材料大，取1.18左右，主要是还要考虑钢结构构件可能有加劲板和构件连接用节点板、拼接板及高强度螺栓等的重量。
1.3 地下室层数
多高层建筑，特别是高层建筑，一般均设有地下室。在结构分析与设计中，上部结构与地下室应作为一个整体进行设计计算。将上部结构与地下室分离计算，或者指定地下室水平嵌固层数（例如，对于一个有二屋地下室的结构，在“地下室数”参数项内若填-1，则表示上部结构嵌固在地下二层顶板部位；若填-2，则表示上部结构嵌固在地下一层顶板部位），均不符合工程实际情况，也无法考虑上部结构在地下室嵌固部位的总水平地震剪力对地下室结构的影响。
在用PKPM建模时，地下室有几层应建几层，并在“地下室层数”参数项内，填人相应的层数数值。
根据抗震规范的规定，当地下室顶部不能作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的底板部位通常可满足上部结构的嵌固要求。这时，可将地下室的层数减少一层后进行结构的整体补充计算。结构设计可取上部结构嵌固在地下室顶部和地下一层底部两种情况的包络结果。上部结构嵌固部位的条件和要求及设计注意事项将另行讨论。
1.4 竖向荷载计算信息参数
竖向荷载计算信息，即SATWE软件中的模拟施工计算，软件一共给出了四种模拟施工计算方法可供选用。
1.4.1 一次性加载
这种计算方法实际上是假定结构已经施工完成，然后将荷载一次性地加到结构上。由于竖向荷载是一次性地加到结构上，从而造成结构竖向位移偏大。这对于框架核心筒类结构，由于框架和核心简的刚度相差较大，使核心简承受较大的竖向荷载，导致二者之间产生较大的竖向位移差。这种位移差常会使结构中间技术出现较大沉降，从而使上部楼层与之相连的框架梁端负弯矩很小或不出现负弯矩，造成配筋困难。所以目前工程在多数情况下，已很少采用一次性加载方式来进行结构整体计算。一次性加载的计算方法仅适用于低层结构或上传荷载结构，如吊柱以及采用悬挑脚手架施工的长悬臂结构等。
1.4.2 模拟施工加载1
这种计算方法也是假定结构已经施工完成，然后再将竖向荷载分层加到结构上。采用这种加载方式与实际情况仍有差别，但结构的竖向位移和位移差较一次性加载有所改善，是比较常用的施工模拟加载方法。
1.4.3 模拟施工加载2
模拟施工加载2与模拟施工加载1相比，其主要区别是先将结构的竖向构件刚度放大10倍，然后再按模拟施工加载1进行加载，这样做的主要目的是为了削弱竖向荷载按构件刚度的重分配，使柱、墙上分得的轴力比均匀，接近手算结果，传给基础的荷载更为合理。
这种加载方法仅适用于框架剪力墙类结构基础的设计。由于将竖向构件的刚度放大10倍依据不足，工程经验又不多，故很少采用。
1.4.4 模拟施工加载3
由于一次加载及模拟施工加载1和2的加载方法存在与工程实际不相符的情况，SATWE软件在这些加载方法的基础上，增加了模拟施工加载3的竖向荷载计算方法。这种加载方法的主要特点是能够比较真实地模拟结构竖向荷载的加载过程，即分层计算各层刚度后，再分层施加竖向荷载。采用这种加载方法计算出来的结果更符合工程实际。
模拟施工加载1和3的比较计算表明：
（1）框架中柱的轴力，模拟施工加载3的计算结果比模拟施工加载1的稍大，增大量在5%的范围内。
（2）框架角柱的弯矩，模拟施工加载3的计算结果比模拟施工加载1大，而且增大较多，有的甚至是2倍的关系。
（3）框架梁的弯矩，模拟施工加载3的计算结果也比模拟施工加载1的要大，通常增大量在10%以内。
因此，在进行结构整体计算时，如条件许可，应优先选择模拟施工加载3来进行结构的竖向荷载计算，以保证结构的安全。模拟施工加载3还能改善框架剪力墙类结构传给基础的荷载的合理性。模拟施工加载3的缺点是工作量大。
强调采用模拟施工加载3进行结构竖向荷载计算，并不是说对于所有的结构，都可以采用模拟施工加载3。例如长悬臂结构，当采用悬吊脚手架施工时，采用一次性加载的方法更符合实际情况。
1.5 结构的周期折减系数
结构的周期折减系数主要用于框架、框架剪力墙、框架核心筒及开洞较多的剪力墙结构。采用SATWE等软件计算这些结构的内力和位移时，只考虑了这些结构的主要构件（梁、柱、剪力墙或简体等）的刚度，没有考虑非承重结构（如填充墙等）的刚度，因而结构的计算自振周期较结构的实际自振周期要长。抗震设计时，若以结构的计算周期来计算地震作用，将使结构的地震剪力偏小，使结构的抗震计算不安全。为此，2010年版《抗震规范》第13.2.1条和《高规》第3.3.17条都规定，抗震计算时，结构的计算自振周期应考虑非承得结构（如填充墙）的刚度的影响而予以折减。
结构的周期折减系数不改变结构的自振特性，只改变结构的地震影响系数，从而改变结构的地震剪力。
结构整体计算分析时，可根据结构的类型、填充墙的多少、填充墙材料的类别（多孔砖、空心砖、混凝土小型空心砌块、轻集料混凝土小型空心砌块、加气混凝土砌块等）来确定周期折减系数的取值。
《高规》第3.3.17条规定，当非承重的填充墙为砖墙时，框架结构、框架剪力墙结构和剪力墙结构的计算自振周期折减系数ψT可按下列规定取值：框架结构：0.6～0.7；框架剪力墙结构：0.7～0.8；剪力墙结构：0.9～1.0；对于其他结构体系或采用其他非承重墙体材料时，可根据工程情况确定周期折减系数。
《建筑抗震设计手册》建议：当采用多孔砖和小型块填充墙时，结构计算自振自期折减系数ψT可按下表采用；当为轻质墙体或外墙挂板时，结构计算自振周期折减系数ψT可取0.8～0.9。
注：1）ψc为有砌体填充墙框架榀数与框架总榀数之比；2）无括号的数值用于一片填充墙长6m左右时，括号内的数值用于一片填充墙长为5m左右时。
由于房屋建筑的使用功能不同，框架填充墙的数量和砌筑位置常常不同，变化很大。为了减轻填充墙剐度和质量对结构整体计算分析的不利影响，建议尽可能采用轻质填充墙材料，有条件时，宜使填充墙与框架柱柔性连接（参见国家标准图集03G329-1第19页）。结构整体分析计算时，《高规》第3.3.17条建议采用折减系数ψT对结构计算自振周期进行折减，以近似考虑填充墙刚度的不利影响，是工程经验的简化做法。
参考文献
[1]龚思礼建筑抗震设计手册[M]，2北京：中国建筑工程出版社，2002