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PKPM系列新规范应用指南——刚度比（薄弱层）

《高规》4.4.2 抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小与相邻上部楼层侧向刚度的70%，或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。
《高规》5.1.14 对于竖向不规则的高层建筑结构，包括某楼层抗侧刚度小于其上一层的70%或小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%，或结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的80%，或某楼层竖向抗侧力构件不连续，其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪应力应乘以1.15的增大系数；
《高规》附录E.0.2 底部大空间层数大于一层时，其转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比re宜接近1，非抗震设计不应大于2，抗震设计不应大于1.3。当转换层设置在3层及三层以上时，其楼层侧向刚度不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60%。
《抗震》E.2.1 转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2。
实现：
1.规范对结构的层刚度有明确的要求，在判断楼层是否为薄弱层、地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否满足要求等，都要求有层刚度作为依据。
2.层刚度的计算方法：剪切刚度；剪弯刚度；地震剪力与地震层间唯一的比。
3.对于薄弱层，程序将该层地震作用标准值的地震剪力乘以1.15的放大系数。
4.用户可以人工指定薄弱层。
5.对于大多数一般的结构应选择第三种层刚度算法；多层结构选第一种，有斜撑的钢结构选第二种。
6.用第三种方法时，要采用“刚性楼板假定”。对于有弹性板或板厚为零的工程应计算2遍。确认原找出薄弱层。
7.转换层是楼层竖向抗侧力构件不连续的薄弱层。不管该层是否满足刚度比的要求，都要手工定义为“薄弱层”。
8.第三种方法适用于所有结构形式，且比其他2种方法更容易通过刚度比验算。
操作：
分为“层刚度比计算方法的设定”和“指定薄弱层”的操作。
关联操作：
“刚性楼板假定”
“地下室”  层刚度比计算用于地下室是否能作为嵌固端的判断条件。但注意，用第三种方法计算的层刚度比已经考虑了地下室回填土的约束刚度，所以不符合规定。用户可以1.将地下室信息中回填土对地下室的约束相对刚度比填为0，先计算一遍，判断地下室是否能作为嵌固端。或用第一种方法先算一遍，判断地下室是否可以作为嵌固端。
“转换层上层刚度的突变控制”
结果说明：
程序逐层输出每层刚度比和薄弱层的地震剪力放大系数。
1.SATWE
结果在wmass.out文件中。
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           各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息
  Floor No     : 层号
  Tower No     : 塔号
  Xstif，Ystif : 刚心的 X，Y 坐标值
  Alf          : 层刚性主轴的方向
  Xmass，Ymass : 质心的 X，Y 坐标值
  Gmass        : 总质量
  Eex，Eey     : X，Y 方向的偏心率
  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
  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
  RJX，RJY，RJZ: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度
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  Floor No.   1     Tower No.   1
  Xstif=    20.7396(m)     Ystif=     8.3784(m)     Alf  =     0.0000(Degree)
  Xmass=    21.3928(m)     Ymass=     9.0576(m)     Gmass=   479.2641(t)
  Eex  =     0.0314        Eey  =     0.0344
  Ratx =     1.0000        Raty =     1.0000
  Ratx1=    50.5794        Raty1=    50.6663  薄弱层地震剪力放大系数= 1.00
  RJX  = 1.3259E+07(kN/m)  RJY  = 1.4090E+07(kN/m)  RJZ  = 0.0000E+00(kN/m)
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  Floor No.   2     Tower No.   1
  Xstif=    21.0051(m)     Ystif=     8.3826(m)     Alf  =     0.0000(Degree)
  Xmass=    19.5268(m)     Ymass=     9.4149(m)     Gmass=  1592.2095(t)
  Eex  =     0.0708        Eey  =     0.0527
  Ratx =     0.0282        Raty =     0.0282
  Ratx1=     1.8463        Raty1=     2.1349  薄弱层地震剪力放大系数= 1.00
  RJX  = 3.7448E+05(kN/m)  RJY  = 3.9728E+05(kN/m)  RJZ  = 0.0000E+00(kN/m)
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  Floor No.   3     Tower No.   1
  Xstif=    20.1592(m)     Ystif=     8.2038(m)     Alf  =     0.0000(Degree)
  Xmass=    21.8399(m)     Ymass=     9.3135(m)     Gmass=  1563.5878(t)
  Eex  =     0.0822        Eey  =     0.0535
  Ratx =     0.7738        Raty =     0.6692
  Ratx1=     5.2112        Raty1=     4.9027  薄弱层地震剪力放大系数= 1.00
  RJX  = 2.8976E+05(kN/m)  RJY  = 2.6584E+05(kN/m)  RJZ  = 0.0000E+00(kN/m)
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  Floor No.   4     Tower No.   1
  Xstif=    30.4389(m)     Ystif=     5.5375(m)     Alf  =     0.0000(Degree)
  Xmass=    28.4437(m)     Ymass=     4.3626(m)     Gmass=   110.4821(t)
  Eex  =     0.1145        Eey  =     0.0703
  Ratx =     0.2399        Raty =     0.2550
  Ratx1=     1.2500        Raty1=     1.2500  薄弱层地震剪力放大系数= 1.00
  RJX  = 6.9503E+04(kN/m)  RJY  = 6.7780E+04(kN/m)  RJZ  = 0.0000E+00(kN/m)
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1.tat
结果在tat-m.out文件中。
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          | 各层附加薄弱层地震剪力的人工调整系数 |
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     层号：Nfloor =  4   调整系数：X向 WeakX = 1.00  Y向 WeakY = 1.00
     层号：Nfloor =  3   调整系数：X向 WeakX = 1.00  Y向 WeakY = 1.00
     层号：Nfloor =  2   调整系数：X向 WeakX = 1.00  Y向 WeakY = 1.00
     层号：Nfloor =  1   调整系数：X向 WeakX = 1.00  Y向 WeakY = 1.00


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     *               第四部分  各层层刚度、刚度中心、刚度比               *
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          各层(地震平均剪力/平均层间位移)刚度、刚度比等，其中：
          Ratio_d1: 表示本层与下一层的层刚度之比
          Ratio_u1: 表示本层与上一层的层刚度之比
          Ratio_u3: 表示本层与上三层的平均层刚度之比
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  层号  塔号   X向层刚度    Y向层刚度   刚心坐标: X,Y   X向偏心率  Y向偏心率
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   4      1   0.5668E+05   0.5436E+05    30.44   5.54      0.12      0.07
   3      1   0.2493E+06   0.2185E+06    20.16   8.20      0.08      0.05
   2      1   0.2778E+06   0.2754E+06    20.92   8.33      0.06      0.06
   1      1   0.1209E+08   0.1451E+08    20.74   8.38      1.19      0.65
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  层号  塔号  Ratio_d1:X,Y  Ratio_u1:X,Y  Ratio_u3:X,Y  薄弱层放大系数:X,Y
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   4      1    0.23  0.25    1.00  1.00    1.00  1.00    1.00  1.00
   3      1    0.90  0.79    4.40  4.02    1.00  1.00    1.00  1.00
   2      1    0.02  0.02    1.11  1.26    1.00  1.00    1.00  1.00
   1      1    1.00  1.00   43.51 52.69   62.11 79.41    1.00  1.00