PKPM软件中钢筋混凝土结构设计的参数设置

 　　PKPM软件广泛应用于土建工程，作为设计人员不应满足于会用该软件来计算和辅助绘图，而应弄清楚重要参数的含义。在计算模型和荷载输入正确的情况下，关键参数的错误会导致结果错误，参数的正确设置具有更重要的意义。 

　　下面是我结合规范谈谈在实际工作中易忽略的参数如何设置，以供设计人员参考和交流。 

　　一、合理使用软件 

　　目前，PKPM程序拥有的空间计算程序有三个，即TAT、SATWE、PMSAP。 

　　1、TAT它是一个空间杆件程序，对柱、墙、梁都是采用杆件模型来模拟的，特殊的就是剪力墙是采用薄壁柱原理来计算的。因此，在用TAT程序计算框剪结构、剪力墙结构等含钢筋混凝土剪力墙的结构都要对剪力墙的洞口、节点做合理的简化，有点让实际工程来适应我们的计算程序的味道。当然，在作结构方案时，对结构作这样的调整对建筑结构方案的简洁、合理有很大的好处。它的楼盖是作为平面内无限刚、平面外刚度为零的假设。在新版的TAT程序中，允许增设弹性节点，这种弹性节点允许在楼层平面内有相对位移，且能承担相应的水平力。增加了这种弹性节点来加大TAT程序的适用范围，使得TAT程序可以计算空旷、错层结构。 

　　2、SATWE空间组合结构有限元程序，与TAT的区别在于墙和楼板的模型不同。SATWE对剪力墙采用的是在壳元的基础上凝聚而成的墙元模型。采用墙元模型，在我们的工程建摸中，就不需要象TAT程序那样做那么多的简化，只需要按实际情况输入即可。对于楼盖，SATWE程序采用多种模式来模拟。有刚性楼板和弹性楼板两种。其中弹性楼板又分为弹性板6、弹性板3和弹性膜。SATWE程序主要是在这两个方面与TAT程序不同。 

　　3、PMSAP是一个结构分析通用程序。当然，它是偏向于建筑的，但它是一个发展方向。现在的比较著名的通用计算程序有：SAP84、SAP91、SAP2000、ANSYS、ETABS等程序，这些程序各有特长。 

　　二、重要和易忽略的参数设置 

　　1、SATWE中的刚性板与弹性板 

　　刚性板------平面内刚度无限大，平面外刚度为零，通过梁刚度放大系数来变相的考虑楼板的平面外实际刚度。绝大多数的工程的常规选刚性板。 

　　弹性板6------平面内、外的刚度可真实的计算，因为考虑了板面外的刚度，导致梁的配筋减小，因此对于梁板结构用弹性板6来计算时，梁的安全储备不够。弹性板6应用于板柱结构等无梁结构体系。 

　　弹性板3------平面内刚度无限大，平面外刚度可计算，同样对于梁板结构用弹性板3来计算时，梁的安全储备不够。弹性板3用于厚板转换层。当板柱结构的平面内刚度足够大时，也可以采用弹性板3。 

　　弹性膜------平面内刚度可真实计算，平面外刚度为零。可真实的反映平面内刚度，同时又不影响梁配筋的安全储备。应用于空旷的工业厂房、体育馆结构、楼板局部开大洞结构、楼板平面较长或有较大凹入以及弱连接结构等。 

　　以上板的厚度必须真实的输入。 

　　定义了弹性板后，梁的刚度不能放大，梁的扭矩不能折减。计算位移、刚度比、周期比时应强制定义为刚性板，上述的弹性板的定义是计算内力和配筋时的定义。屋面采用网架时，应定义为刚性板，柱上端为铰接。 

　　2、剪切刚度、剪弯刚度、地震剪力与地震层间位移的比值的选用 

　　底部大空间为一层，采用剪切刚度；底部大空间为多层，采用剪弯刚度；其他结构用第3种；特别复杂的结构应采用多种方法，从严控制。 

　　3、总刚和侧刚 

　　一般工程采用侧刚，对于有弹性板的工程，采用总刚分析法 

　　4、耦联、双向地震、偶然偏心、计算振型个数、最不利方向地震力角度 　　 

　　5、剪力墙结构、框剪结构中的连梁的输入 

　　当连梁的跨高比大于5时按框架梁设计，当连梁的跨高比小于2.5时按剪力墙上开洞处理，洞口上方应大于300mm，当连梁的跨高比大于2.5且小于5时，可以输入梁，但要在特殊构件定义中定义为连梁。 

　　当框架梁在墙平面外与剪力墙相连，应按框架梁设计，梁与墙按铰接处理。 

　　设计中连梁易出现连梁超筋的现象，可作如下处理： 

　　减小连梁的截面高度 

　　连梁的刚度折减，折减系数大于0.5 

　　连梁两端按铰接处理 

　　非重要的连梁不参与计算 

　　6、柱的单偏压、双偏压 

　　角柱、异型柱按双偏压设计，其他柱按单偏压计算、双偏压较核。 

　　7、地震作用调整 

　　（1）最小地震剪力调整：抗规5.2.5条规定，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震的剪重比不应小于表5.2.5给出的最小地震剪力系数λ。对于竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15的增大系数。 

　　（2）0.2Q0调整：抗规6.2.13条规定，侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框一剪结构，任一层框架部分的地震剪力，不应小于结构底部总地震剪力的20%和按框-剪结构分析的框架部分各楼层地震剪力中最大值1.5倍二者的较小值。 

　　（3）、边榀地震作用效应调整：抗规5.2.3条规定，规则结构不进行扭转耦联计算时，平行于地震作用方向的两个边榀，其地震作用效应应乘增大系数。一般情况下，短边可按1.15采用，长边可按1.05采用：当扭转刚度较小时，宜按不小于1.3采用。软件未执行这一条。 

　　（4）、竖向不规则结构地震作用效应调整：抗规3.4.3条规定，竖向不规则的建筑结构，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数：新高规5.1.14条规定，楼层侧向刚度小于上层的70%或其正二层平均值的80%时，该楼层地震剪力应乘1.15增大系数；抗规3.4.3条规定，坚向不规则的建筑结构，竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25-1.5的增大系数。 

　　（5）、转换梁地震作用下的内力调整：高规10.2.23条规定，转换梁在特一级和一、二级抗震设计时，其地震作用下的内力分别放大1.8、1.5、1.25倍。 

　　（6）、框支柱地震作用下的内力调整：高规10.2.7条规定，框支柱数目不多于10根时：当框支层为1~2层时各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的2%。当框支层为3层及3层以上时，各层每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的3%；框支柱数目多于10根时，当框支层为1~2层时每层框支柱所承受剪力之和应取基底剪力20%，当框支层为3层及3层以上时，每层框支柱所承受剪力之和应取基底剪力3%。框支柱剪力调整后，应相应调整框支柱的弯矩及柱端梁的剪力、弯矩，框支柱的轴力可不调整。 

　　三、计算结果的分析 

　　1、位移比 

　　高规的4.3.5条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角，A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，不应大于该楼层平均值的1.3倍。 

　　2、周期比 

　　高规的4.3.5条规定，结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.850。用周期比来控制结构扭转效应。 

　　3、层刚度比 

　　抗震规范附录E2.1规定，筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2；新高规的4.4.3条规定，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的70%或其上相临三层侧向刚度平均值的80%；高规的5.3.7条规定，高层建筑结构计算中，当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍：高规的10.2.6条规定，底部大空间剪力墙结构，转换层上部结构与下部结构的侧向刚度，应符合高规附录D的规定。 

　　4、刚重比 

　　高规5.4.4条规定高层建筑结构的稳定应符合刚重比的要求，通过刚重比的计算设计人员可以清楚工程是否要考虑重力二阶效应的影响。 

　　5、剪重比 

　　抗震规范5.2.5条规定了剪重比来控制各个楼层的最小地震力。 

　　6、层间受剪承载力之比 

　　抗震规范3.4.3条和高规4.4.3条规定了层间受剪承载力之比的限值，用于分析薄弱层。 

　　设计人员不应该成为计算软件的奴隶，软件只是计算分析的工具。尤其在计算软件一体化的今天，设计人员更应认真进行原始数据的输入，重视每一个参数，并对计算结果进行比较和分析，确定结果的合理性和有效性。