PKPM軟件中鋼筋混凝土結構設計的參數設置

PKPM軟件廣泛應用于土建工程，作為設計人員不應滿足于會用該軟件來計算和輔助繪圖，而應弄清楚重要參數的含義。在計算模型和荷載輸入正確的情況下，關鍵參數的錯誤會導致結果錯誤，參數的正確設置具有更重要的意義。

下面是我結合規范談談在實際工作中易忽略的參數如何設置，以供設計人員參考和交流。

一、合理使用軟件

目前，PKPM程序擁有的空間計算程序有三個，即TAT、SATWE、PMSAP。

1、TAT——它是一個空間桿件程序，對柱、墻、梁都是采用桿件模型來模擬的，特殊的就是剪力墻是采用薄壁柱原理來計算的。因此，在用TAT程序計算框剪結構、剪力墻結構等含鋼筋混凝土剪力墻的結構都要對剪力墻的洞口、節點做合理的簡化，有點讓實際工程來適應我們的計算程序的味道。當然，在作結構方案時，對結構作這樣的調整對建筑結構方案的簡潔、合理有很大的好處。它的樓蓋是作為平面內無限剛、平面外剛度為零的假設。在新版的TAT程序中，允許增設彈性節點，這種彈性節點允許在樓層平面內有相對位移，且能承擔相應的水平力。增加了這種彈性節點來加大TAT程序的適用范圍，使得TAT程序可以計算空曠、錯層結構。

2、SATWE——空間組合結構有限元程序，與TAT的區別在于墻和樓板的模型不同。SATWE對剪力墻采用的是在殼元的基礎上凝聚而成的墻元模型。采用墻元模型，在我們的工程建摸中，就不需要象TAT程序那樣做那么多的簡化，只需要按實際情況輸入即可。對于樓蓋，SATWE程序采用多種模式來模擬。有剛性樓板和彈性樓板兩種。其中彈性樓板又分為彈性板6、彈性板3和彈性膜。SATWE程序主要是在這兩個方面與TAT程序不同。

3、PMSAP——是一個結構分析通用程序。當然，它是偏向于建筑的，但它是一個發展方向。現在的比較著名的通用計算程序有：SAP84、SAP91、SAP2000、ANSYS、ETABS等程序，這些程序各有特長。

二、重要和易忽略的參數設置

1、SATWE中的剛性板與彈性板

剛性板------平面內剛度無限大，平面外剛度為零，通過梁剛度放大系數來變相的考慮樓板的平面外實際剛度。絕大多數的工程的常規選剛性板。

彈性板6------平面內、外的剛度可真實的計算，因為考慮了板面外的剛度，導致梁的配筋減小，因此對于梁板結構用彈性板6來計算時，梁的安全儲備不夠。彈性板6應用于板柱結構等無梁結構體系。

彈性板3------平面內剛度無限大，平面外剛度可計算，同樣對于梁板結構用彈性板3來計算時，梁的安全儲備不夠。彈性板3用于厚板轉換層。當板柱結構的平面內剛度足夠大時，也可以采用彈性板3。

彈性膜------平面內剛度可真實計算，平面外剛度為零。可真實的反映平面內剛度，同時又不影響梁配筋的安全儲備。應用于空曠的工業廠房、體育館結構、樓板局部開大洞結構、樓板平面較長或有較大凹入以及弱連接結構等。

以上板的厚度必須真實的輸入。

定義了彈性板后，梁的剛度不能放大，梁的扭矩不能折減。計算位移、剛度比、周期比時應強制定義為剛性板，上述的彈性板的定義是計算內力和配筋時的定義。屋面采用網架時，應定義為剛性板，柱上端為鉸接。

2、剪切剛度、剪彎剛度、地震剪力與地震層間位移的比值的選用

底部大空間為一層，采用剪切剛度；底部大空間為多層，采用剪彎剛度；其他結構用第3種；特別復雜的結構應采用多種方法，從嚴控制。

3、總剛和側剛

一般工程采用側剛，對于有彈性板的工程，采用總剛分析法

4、耦聯、雙向地震、偶然偏心、計算振型個數、最不利方向地震力角度

5、剪力墻結構、框剪結構中的連梁的輸入

當連梁的跨高比大于5時按框架梁設計，當連梁的跨高比小于2.5時按剪力墻上開洞處理，洞口上方應大于300mm，當連梁的跨高比大于2.5且小于5時，可以輸入梁，但要在特殊構件定義中定義為連梁。

當框架梁在墻平面外與剪力墻相連，應按框架梁設計，梁與墻按鉸接處理。

設計中連梁易出現連梁超筋的現象，可作如下處理：

減小連梁的截面高度

連梁的剛度折減，折減系數大于0.5

連梁兩端按鉸接處理

非重要的連梁不參與計算

6、柱的單偏壓、雙偏壓

角柱、異型柱按雙偏壓設計，其他柱按單偏壓計算、雙偏壓較核。

7、地震作用調整

（1）最小地震剪力調整：抗規5.2.5條規定，抗震驗算時，結構任一樓層的水平地震的剪重比不應小于表5.2.5給出的最小地震剪力系數λ。對于豎向不規則結構的薄弱層，尚應乘以1.15的增大系數。

（2）0.2Q0調整：抗規6.2.13條規定，側向剛度沿豎向分布基本均勻的框一剪結構，任一層框架部分的地震剪力，不應小于結構底部總地震剪力的20%和按框-剪結構分析的框架部分各樓層地震剪力中最大值1.5倍二者的較小值。

（3）、邊榀地震作用效應調整：抗規5.2.3條規定，規則結構不進行扭轉耦聯計算時，平行于地震作用方向的兩個邊榀，其地震作用效應應乘增大系數。一般情況下，短邊可按1.15采用，長邊可按1.05采用：當扭轉剛度較小時，宜按不小于1.3采用。軟件未執行這一條。

（4）、豎向不規則結構地震作用效應調整：抗規3.4.3條規定，豎向不規則的建筑結構，其薄弱層的地震剪力應乘以1.15的增大系數：新高規5.1.14條規定，樓層側向剛度小于上層的70%或其正二層平均值的80%時，該樓層地震剪力應乘1.15增大系數；抗規3.4.3條規定，堅向不規則的建筑結構，豎向抗側力構件不連續時，該構件傳遞給水平轉換構件的地震內力應乘以1.25-1.5的增大系數。

（5）、轉換梁地震作用下的內力調整：高規10.2.23條規定，轉換梁在特一級和一、二級抗震設計時，其地震作用下的內力分別放大1.8、1.5、1.25倍。

（6）、框支柱地震作用下的內力調整：高規10.2.7條規定，框支柱數目不多于10根時：當框支層為1~2層時各層每根柱所受的剪力應至少取基底剪力的2%。當框支層為3層及3層以上時，各層每根柱所受的剪力應至少取基底剪力的3%；框支柱數目多于10根時，當框支層為1~2層時每層框支柱所承受剪力之和應取基底剪力20%，當框支層為3層及3層以上時，每層框支柱所承受剪力之和應取基底剪力3%。框支柱剪力調整后，應相應調整框支柱的彎矩及柱端梁的剪力、彎矩，框支柱的軸力可不調整。

三、計算結果的分析

1、位移比

高規的4.3.5條規定，樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移角，A、B級高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍；且A級高度高層建筑不應大于該樓層平均值的1.5倍，B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑，不應大于該樓層平均值的1.3倍。

2、周期比

高規的4.3.5條規定，結構扭轉為主的第一周期Tt與平動為主的第一周期T1之比，A級高度高層建筑不應大于0.9；B級高度高層建筑、混合結構高層建筑及復雜高層建筑不應大于0.850。用周期比來控制結構扭轉效應。

3、層剛度比

抗震規范附錄E2.1規定，筒體結構轉換層上下層的側向剛度比不宜大于2；新高規的4.4.3條規定，抗震設計的高層建筑結構，其樓層側向剛度不宜小于相臨上部樓層側向剛度的70%或其上相臨三層側向剛度平均值的80%；高規的5.3.7條規定，高層建筑結構計算中，當地下室的頂板作為上部結構嵌固端時，地下室結構的樓層側向剛度不應小于相鄰上部結構樓層側向剛度的2倍：高規的10.2.6條規定，底部大空間剪力墻結構，轉換層上部結構與下部結構的側向剛度，應符合高規附錄D的規定。

4、剛重比

高規5.4.4條規定高層建筑結構的穩定應符合剛重比的要求，通過剛重比的計算設計人員可以清楚工程是否要考慮重力二階效應的影響。

5、剪重比

抗震規范5.2.5條規定了剪重比來控制各個樓層的最小地震力。

6、層間受剪承載力之比

抗震規范3.4.3條和高規4.4.3條規定了層間受剪承載力之比的限值，用于分析薄弱層。

設計人員不應該成為計算軟件的奴隸，軟件只是計算分析的工具。尤其在計算軟件一體化的今天，設計人員更應認真進行原始數據的輸入，重視每一個參數，并對計算結果進行比較和分析，確定結果的合理性和有效性。