⑴规范要求：《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条均规定：其楼层侧向刚度不宜小于上部相邻楼层侧向刚度的70％或其上相邻三层侧向刚度平均值的80％.
⑵计算公式：Ki=Vi/Δui
⑶应用范围：
①可用于执行《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条规定的工程刚度比计算.
②可用于判断地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端.
（二）剪切刚度的理解与应用
⑴规范要求：
①《高规》第E.0.1条规定：底部大空间为一层时,可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化,γ宜接近1,非抗震设计时γ不应大于3,抗震设计时γ不应大于2.计算公式见《高规》151页.
②《抗震规范》第6.1.14条规定：当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之比不宜小于2.其侧向刚度的计算方法按照条文说明可以采用剪切刚度.计算公式见《抗震规范》253页.
⑵SATWE软件所提供的计算方法为《抗震规范》提供的方法.
⑶应用范围：可用于执行《高规》第E.0.1条和《抗震规范》第6.1.14条规定的工程的刚度比的计算.
（三）剪弯刚度的理解与应用
⑴规范要求：
①《高规》第E.0.2条规定：底部大空间大于一层时,其转换层上部与下部结构等效侧向刚度比γe可采用图E所示的计算模型按公式（E.0.2）计算.γe宜接近1,非抗震设计时γe不应大于2,抗震设计时γe不应大于1.3.计算公式见《高规》151页.
②《高规》第E.0.2条还规定：当转换层设置在3层及3层以上时,其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60％.
⑵SATWE软件所采用的计算方法：高位侧移刚度的简化计算
⑶应用范围：可用于执行《高规》第E.0.2条规定的工程的刚度比的计算.
（四）《上海规程》对刚度比的规定
《上海规程》中关于刚度比的适用范围与国家规范的主要不同之处在于：
⑴《上海规程》第6.1.19条规定：地下室作为上部结构的嵌固端时,地下室的楼层侧向刚度不宜小于上部楼层刚度的1.5倍.
⑵《上海规程》已将三种刚度比统一为采用剪切刚度比计算.
（五）工程算例：
⑴工程概况：某工程为框支剪力墙结构,共27层（包括二层地下室）,第六层为框支转换层.结构三维轴测图、第六层及第七层平面图如图1所示（图略）.该工程的地震设防烈度为8度,设计基本加速度为0.3g.
⑵1～13层X向刚度比的计算结果：
由于列表困难,下面每行数字的意义如下：以“／”分开三种刚度的计算方法,第一段为地震剪力与地震层间位移比的算法,第二段为剪切刚度,第三段为剪弯刚度.具体数据依次为：层号,RJX,Ratx1,薄弱层／RJX,Ratx1,薄弱层／RJX,Ratx1,薄弱层.
其中RJX是结构总体坐标系中塔的侧移刚度（应乘以10的7次方）；Ratx1为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刚度80％的比值中的较小者.具体数据如下：
1,7.8225,2.3367,否／13.204,1.6408,否／11.694,1.9251,否
2,4.7283,3.9602,否／11.444,1.5127,否／8.6776,1.6336,否
3,1.7251,1.6527,否／9.0995,1.2496,否／6.0967,1.2598,否
4,1.3407,1.2595,否／9.6348,1.0726,否／6.9007,1.1557,否
5,1.2304,1.2556,否／9.6348,0.9018,是／6.9221,0.9716,是
6,1.3433,1.3534,否／8.0373,0.6439,是／4.3251,0.4951,是
7,1.4179,2.2177,否／16.014,1.3146,否／11.145,1.3066,否
8,0.9138,1.9275,否／16.014,1.3542,否／11.247.1.3559,否
9,0.6770,1.7992,否／14.782,1.2500,否／10.369,1.2500,否
10,0.5375,1.7193,否／14.782,1.2500,否／10.369,1.2500,否
11,0.4466,1.6676,否／14.782,1.2500,否／10.369,1.2500,否
12,0.3812,1.6107,否／14.782,1.2500,否／10.369,1.2500,否13,0.3310,1.5464,否／14.782,1.2500,否／10.369,1.2500,否
注1：SATWE软件在进行“地震剪力与地震层间位移比”的计算时“地下室信息”中的“回填土对地下室约束相对刚度比”里的值填“0”；
注2：在SATWE软件中没有单独定义薄弱层层数及相应的层号；
注3：本算例主要用于说明三种刚度比在SATWE软件中的实现过程,对结构方案的合理性不做讨论.
⑶计算结果分析
①按不同方法计算刚度比,其薄弱层的判断结果不同.
②设计人员在SATWE软件的“调整信息”中应指定转换层第六层薄弱层层号.指定薄弱层层号并不影响程序对其它薄弱层的自动判断.
③当转换层设置在3层及3层以上时,《高规》还规定其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60％.这一项SATWE软件并没有直接输出结果,需要设计人员根据程序输出的每层刚度单独计算.例如本工程计算结果如下：
1.3433×107／（1.4179×107）＝94.74％>60％
满足规范要求.
④地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端的判断：
a）采用地震剪力与地震层间位移比
＝4.7283×107／（1.7251×107）＝2.74＞2
地下室顶板能够作为上部结构的嵌固端
b）采用剪切刚度比
＝11.444×107／（9.0995×107）＝1.25＜2
地下室顶板不能够作为上部结构的嵌固端
⑤SATWE软件计算剪弯刚度时,H1的取值范围包括地下室的高度,H2则取等于小于H1的高度.这对于希望H1的值取自0.00以上的设计人员来说,或者将地下室去掉,重新计算剪弯刚度,或者根据程序输出的剪弯刚度,人工计算刚度比.以本工程为例,H1从0.00算起,采用刚度串模型,计算结果如下：
转换层所在层号为6层（含地下室）,转换层下部起止层号为3～6,H1=21.9m,转换层上部起止层号为7～13,H2=21.0m.
K1=[1/（1/6.0967+1/6.9007+1/6.9221+1/4.3251）]×107=1.4607×107
K2=[1/（1/11.145+1/11.247+1/10.369）×107=1.5132×107
Δ1=1/K1 ； Δ2=1/K2
则剪弯刚度比γe=（Δ1×H2）/（Δ2×H1）=0.9933
（六）关于三种刚度比性质的探讨
⑴地震剪力与地震层间位移比：是一种与外力有关的计算方法.规范中规定的Δui不仅包括了地震力产生的位移,还包括了用于该楼层的倾覆力矩Mi产生的位移和由于下一层的楼层转动而引起的本层刚体转动位移.
⑵剪切刚度：其计算方法主要是剪切面积与相应层高的比,其大小跟结构竖向构件的剪切面积和层高密切相关.但剪切刚度没有考虑带支撑的结构体系和剪力墙洞口高度变化时所产生的影响.
⑶剪弯刚度：实际上就是单位力作用下的层间位移角,其刚度比也就是层间位移角之比.它能同时考虑剪切变形和弯曲变形的影响,但没有考虑上下层对本层的约束.
三种刚度的性质完全不同,它们之间并没有什么必然的联系,也正因为如此,规范赋予了它们不同的适用范围.
（一）地震力与地震层间位移比的理解与应用⑴规范要求：《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条均规定：其楼层侧向刚度不宜小于上部相邻楼层侧向刚度的70％或其上相邻三层侧向刚度平均值的80％。
⑵计算公式：Ki=Vi/Δui
⑶应用范围：
①可用于执行《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条规定的工程刚度比计算。
②可用于判断地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端。
（二）剪切刚度的理解与应用
⑴规范要求：
①《高规》第E.0.1条规定：底部大空间为一层时，可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化，γ宜接近1，非抗震设计时γ不应大于3，抗震设计时γ不应大于2.计算公式见《高规》151页。
②《抗震规范》第6.1.14条规定：当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之比不宜小于2.其侧向刚度的计算方法按照条文说明可以采用剪切刚度。计算公式见《抗震规范》253页。
⑵SATWE软件所提供的计算方法为《抗震规范》提供的方法。
⑶应用范围：可用于执行《高规》第E.0.1条和《抗震规范》第6.1.14条规定的工程的刚度比的计算。
（三）剪弯刚度的理解与应用
⑴规范要求：
①《高规》第E.0.2条规定：底部大空间大于一层时，其转换层上部与下部结构等效侧向刚度比γe可采用图E所示的计算模型按公式（E.0.2）计算。γe宜接近1，非抗震设计时γe不应大于2，抗震设计时γe不应大于1.3.计算公式见《高规》151页。
②《高规》第E.0.2条还规定：当转换层设置在3层及3层以上时，其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60％。
⑵SATWE软件所采用的计算方法：高位侧移刚度的简化计算
⑶应用范围：可用于执行《高规》第E.0.2条规定的工程的刚度比的计算。
（四）《上海规程》对刚度比的规定
《上海规程》中关于刚度比的适用范围与国家规范的主要不同之处在于：
⑴《上海规程》第6.1.19条规定：地下室作为上部结构的嵌固端时，地下室的楼层侧向刚度不宜小于上部楼层刚度的1.5倍。
⑵《上海规程》已将三种刚度比统一为采用剪切刚度比计算。
（五）工程算例：
⑴工程概况：某工程为框支剪力墙结构，共27层（包括二层地下室），第六层为框支转换层。结构三维轴测图、第六层及第七层平面图如图1所示（图略）。该工程的地震设防烈度为8度，设计基本加速度为0.3g.
⑵1～13层X向刚度比的计算结果：
由于列表困难，下面每行数字的意义如下：以“／”分开三种刚度的计算方法，第一段为地震剪力与地震层间位移比的算法，第二段为剪切刚度，第三段为剪弯刚度。具体数据依次为：层号，RJX，Ratx1，薄弱层／RJX，Ratx1，薄弱层／RJX，Ratx1，薄弱层。
其中RJX是结构总体坐标系中塔的侧移刚度（应乘以10的7次方）；Ratx1为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刚度80％的比值中的较小者。具体数据如下：
1，7.8225，2.3367，否／13.204，1.6408，否／11.694，1.9251，否
2，4.7283，3.9602，否／11.444，1.5127，否／8.6776，1.6336，否
3，1.7251，1.6527，否／9.0995，1.2496，否／6.0967，1.2598，否
4，1.3407，1.2595，否／9.6348，1.0726，否／6.9007，1.1557，否
5，1.2304，1.2556，否／9.6348，0.9018，是／6.9221，0.9716，是
6，1.3433，1.3534，否／8.0373，0.6439，是／4.3251，0.4951，是
7，1.4179，2.2177，否／16.014，1.3146，否／11.145，1.3066，否
8，0.9138，1.9275，否／16.014，1.3542，否／11.247.1.3559，否
9，0.6770，1.7992，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否
10，0.5375，1.7193，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否
11，0.4466，1.6676，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否
12，0.3812，1.6107，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否13，0.3310，1.5464，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否
注1：SATWE软件在进行“地震剪力与地震层间位移比”的计算时“地下室信息”中的“回填土对地下室约束相对刚度比”里的值填“0”；
注2：在SATWE软件中没有单独定义薄弱层层数及相应的层号；
注3：本算例主要用于说明三种刚度比在SATWE软件中的实现过程，对结构方案的合理性不做讨论。
⑶计算结果分析
①按不同方法计算刚度比，其薄弱层的判断结果不同。
②设计人员在SATWE软件的“调整信息”中应指定转换层第六层薄弱层层号。指定薄弱层层号并不影响程序对其它薄弱层的自动判断。
③当转换层设置在3层及3层以上时，《高规》还规定其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60％。这一项SATWE软件并没有直接输出结果，需要设计人员根据程序输出的每层刚度单独计算。例如本工程计算结果如下：
1.3433×107／（1.4179×107）＝94.74％>60％
满足规范要求。
④地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端的判断：
a）采用地震剪力与地震层间位移比
＝4.7283×107／（1.7251×107）＝2.74＞2
地下室顶板能够作为上部结构的嵌固端
b）采用剪切刚度比
＝11.444×107／（9.0995×107）＝1.25＜2
地下室顶板不能够作为上部结构的嵌固端
⑤SATWE软件计算剪弯刚度时，H1的取值范围包括地下室的高度，H2则取等于小于H1的高度。这对于希望H1的值取自0.00以上的设计人员来说，或者将地下室去掉，重新计算剪弯刚度，或者根据程序输出的剪弯刚度，人工计算刚度比。以本工程为例，H1从0.00算起，采用刚度串模型，计算结果如下：
转换层所在层号为6层（含地下室），转换层下部起止层号为3～6，H1=21.9m，转换层上部起止层号为7～13，H2=21.0m.
K1=[1/（1/6.0967+1/6.9007+1/6.9221+1/4.3251）]×107=1.4607×107
K2=[1/（1/11.145+1/11.247+1/10.369）×107=1.5132×107
Δ1=1/K1 ； Δ2=1/K2
则剪弯刚度比γe=（Δ1×H2）/（Δ2×H1）=0.9933
（六）关于三种刚度比性质的探讨
⑴地震剪力与地震层间位移比：是一种与外力有关的计算方法。规范中规定的Δui不仅包括了地震力产生的位移，还包括了用于该楼层的倾覆力矩Mi产生的位移和由于下一层的楼层转动而引起的本层刚体转动位移。
⑵剪切刚度：其计算方法主要是剪切面积与相应层高的比，其大小跟结构竖向构件的剪切面积和层高密切相关。但剪切刚度没有考虑带支撑的结构体系和剪力墙洞口高度变化时所产生的影响。
⑶剪弯刚度：实际上就是单位力作用下的层间位移角，其刚度比也就是层间位移角之比。它能同时考虑剪切变形和弯曲变形的影响，但没有考虑上下层对本层的约束。
三种刚度的性质完全不同，它们之间并没有什么必然的联系，也正因为如此，规范赋予了它们不同的适用范围。
建筑结构设计计算程序是非常重要的，结构设计是为了更好的与实际结合，保障最后的施工效果以及质量。中达咨询就建筑结构设计计算程序和大家介绍一下。
目前我国建筑业中，如何正确运用设计软件进行建筑结构设计计算，以满足新规范的要求，是每个设计人员都非常关注的问题，引用SATWE软件为例，进行结构计算一般步聚的讨论，对一个典型工程而言，使用软件进行结构计算程序为分四步较为科学。
1、完成整体参数的正确确定
1.1振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。该值取值太小不能正确反映模型应当考虑的地震振型数量，使计算结果失真；取值太大，不仅浪费时间，还可能使计算结果发生畸变。《高层建筑混凝土结构技术规程》简称《高规》5.1.13-2条规定，抗震计算时，宜考虑平扭耦联计算的扭转效应，振型数不就小于15，对多塔结构的振型数不应小于塔楼数的9倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。必须指出的是，结构的振型组合数并不是越大越好，其最大值不能超过结构的总自由度数。
1.2确定整体结构的合理性
新规范用于控制结构整体性的指标主要有：周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比等。
a.周期比是控制结构扭转效应的重要指标。它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不至出现过大的扭转。
b.位移比（层间位移比）是控制平面不规则性的重要指标。其限值在《建筑抗振计算规范》（简称《抗震规范》和《高规》中均有明确的规定，不再赘述。需要指出的是，新规范中规定的位移比限值是按刚性板假定作出的，如果在结构模型中设定了d性板，则必须在软件参数设置时选择“对所有楼层刚制采用刚性楼板假定”，以便计算出正确的位移比。
c.刚度比是控制结构竖向不规则的重要指标。根据《抗震规范》和《高规》的要求，软件提供了三种刚度比的计算方式，分别是剪切刚度、剪弯刚度和地震力与相应的层间位移比。
d.层间受剪承载力之比也是控制结构竖向不规则的重要指标。其限值可参考《抗震规范》和《高规》的有关规定。
e.刚重比是结构刚度与重力荷载之比。它是控制结构整体稳定的重要因素，也是影响重力二阶（P）效应的主要参数。该值如果不满足要求，则有可能引起结构失稳倒塌，应当引起设计人员的足够重视。
f.剪重比是抗震设计中非常重要的参数。规范之所以规定剪重比，主要是因为在长周期作用下，地震影响系数下降较快，由此计算出来的水平地震作用下的效应可能太小。而对于长周期的水平地震作用下的结构系数下降较快，由此计算出来的水平地震作用下的结构效应可能太小。而对于长周期结构，地震动态作用下的地面加速度和位移可能对结构具有更大的破坏作用，但采用振型分解法时无法对此做出较准确的计算。出于安全考虑，规范规定了各楼层水平地震剪力的最小值，该值如果不满足要求，则说明该结构有可能出现比较明显的薄弱部位，须进行调整。
2、具体对单构件作优化设计：
2.1软件对混凝土梁计算显示超筋信息有以下情况
1）当梁的弯矩形设计值M大于梁的极限承载弯矩MU时，提示超筋。
2）规范对混凝土受压区高度限制四级及非抗震ε≤εb
二、三级 ε≤0.35（计算时取A,S=0.3AS）
一级 ε≤0.25（计算时取A,S=0.5AS）
当ε不满足以上要求时，程序提示超筋
3）《抗震规范》要求梁端纵向受拉钢筋最大配筋率2.5%，当大于此值时，提示超筋
4）混凝土梁斜截面计算要满足最小截面要求，如不满足则提示超筋。
2.2剪力墙超筋分三种情况
1）剪力墙暗柱超筋，软件给出的暗柱最大配筋率是按照4%控制的，而各规范均要求剪力墙主筋的配筋面积以边缘构件方式给出，没有最大配筋率。所以程序给出的剪力墙暗柱超筋是警告信息,设计人员可以酌情考虑。
2）剪力墙水平筋超筋则说明该结构抗剪不够,应予以调。
3）剪力墙连梁超筋大多数情况下是在水平地震力的作用下抗剪不够。7
2.3柱轴压比计算，柱轴压比的计算在《高规》和《抗震规范》中的规定并不完全一样《抗震规范》第6.7.7条规定，计算轴压比的柱轴力设计值班既包括地震组合，也包括非地震组合，而《高规》第6.4.2条规定，计算轴压比的柱轴力设计值班驻考虑地震作用组合下的柱轴力。软件在计算柱轴压比时，当工程考虑地震作用，程序仅取地震作用组合下的柱轴力设计值计算，当该工程不考虑地震作用时，程序才取非地震作用组合下的柱轴力设计值计算。
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