PKPM和ETABS軟件的主要設計參數比較

饒志堅

【摘要】規范要求對于復雜結構的抗震分析，應采用不少于兩個合適的不同力學模型，進行整體計算分析，保證力學分析的可靠性。本文以某實際工程為例，采用設計中常用的設計軟件PKPM和ETABS，對無地下室住宅和帶一層地下室住宅進行了結構分析，對于兩種軟件所得出的主要的設計參數進行比較。

【關鍵詞】PKPM；ETABS；周期；質量；位移比

引言

隨著城市化進程的發展，高層建筑已經成為了一種趨勢。結構設計師涉及到平面、立面布置復雜或者超限的工程。對于超限工程，根據《高層建筑混凝土結構技術規程》的規定，審圖部門要求設計師進行兩種軟件的分析，并對控制性參數進行比較，以確認模型的可靠性。對于設計人員，PKPM軟件已經都比較熟悉，而ETABS軟件在國外有較高的認可度，但由于其操作與PKPM不相同，故設計人員如果不熟悉，容易造成模型分析結果的系統性誤差，從而對模型的正確性表示懷疑。

1 工程概況

本工程為蘇州無錫市廣益鎮江海不銹鋼市場地塊的一棟高層住宅，地上層數為19層，地下為1層，建筑總長為33.4m，寬為17m，主體高度為53.65m。

抗震設防烈度為6度，場地土類別為Ⅲ類，對應于設計基本地震加速度值為0.05g，設計地震分組為第一組。根據建筑使用功能的重要性分類，工程建筑抗震設防類別為丙類。其結構平面圖如圖1所：

2 結構分析

本文采用2個分析模型：無地下模型（模型1）和帶地下模型（模型2）。由于軟件對于地下室土體的剛度輸入方式不同，為了避免土體的剛度計算對整體模型的影響，采用較為簡單的模型1，以此避免模型輸入的誤差，從而可以更為準確地反映分析軟件存在的差異。而對于模型2，模型按嵌固在地下室頂板考慮，與本工程的情況基本相符，有較好地工程意義。

（1） 模型1的參數比較

模型1的計算模型如圖2所示。PKPM的參數設置比較簡單，通過SATWE的總信息設置即可。為了確保計算模型一致，需在ETABS中修改構件的中梁剛度系數、連梁剛度折減系數、周期折減系數。

通過兩種軟件的計算，得出模型1的計算結果。圖3為PKPM和ETABS計算出來的各周期的比較，從圖中可以看出，2個軟件計算的結果令人滿意。第一周期相差僅為1%，第二、三周期相差分別為4%和7%。

結構設計中的另一個重要指標為層間位移角，對于剪力墻結構，要求位移角≤1/1000。模型1計算的層間位移角如圖4、5

所示，均在限值范圍內。從圖中，可知，軟件計算出來的層間位移角趨勢一致，而且最大層間位移角發生在同層位置。X向地震下作用下，最大層間位移角為第8層，Y向地震下作用下，最大層間位移角為第12層。X向地震作用下，位移角的結果較為接近，Y向地震下的，結果差異較大，達24%。

（2） 模型2的參數比較

對于帶地下室的模型2，有比較強的工程意義。通過對軟件結果的分析，對比結果如圖6、7和圖8所示。與模型1的結論類似，軟件計算出的周期差異較小，僅第二、三周期差異相對較大。X向層間位移角計算結果差異較小，Y向層間位移角計算結果有一定的差異。

3 結語及體會

通過對2組計算模型的對比，從而對兩種分析軟件的差異有一定的了解。在進行超限結構分析時，模型更為復雜，誤差將相應增大。但結構總體計算信息中的主要參數基本上是能夠吻合的，從而驗證計算模型的正確性。從本例來看，周期的誤差最小，而這也是設計的重要指標，它反映了質量及剛度的比值關系。對于層間位移角，雖然總體趨勢基本一致，但計算結果還是有差異的。而結構的最大位移比，也是存在一定差異的，見表1所示。

用ETABS建模分析時，如果計算的主要指標如周期與PKPM計算結果差異

較大，首先應該核對集中樓層的總質量是否與PKPM計算的總質量相差太大（一般5%范圍內），如總質量差異太大，應核對樓板厚度、樓面荷載和梁荷載等；在質量差異較小時，注意核對梁的中梁剛度放大系數、連梁的剛度折減以及地震作用參數。在ETABS和PKPM的模型基本一致是，ETABS的分析結果是可以用來驗證PKPM結果的可靠性。

參考文獻

[1] GB50011-2010，建筑抗震設計規范.

[2] 中國建科院PKPM CAD工程部 SATWE用戶手冊.

[3] 北京金土木軟件技術有限公司，ETAB中文版使用指南.