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浅谈PKPM进行结构设计时应注意的问题

在《建筑设计抗震规范》(GB50011-2001)第3.6.6条更是作了具体明确的要求,设计人员在运用软件进行结构计算时,对软件的功能要有切实的了解,才能正确运用,并且对计算结果要进行判别,确认其合理有效后,方能在设计中使用,千万不可盲目依赖于计算软件，接下来我们一起来了解一下PKPM进行结构设计时应注意的问题。1地震信息在PKPM中水平地震的输入,主要就是在参数框中通过输入各参数来实现。参数输入的正确与否至关重要,直接影响所建的模型是否承受正确的水平荷载。其中有些参数的输入较难确定,特别对于没有理解各参数的意思的设计者来说。笔者根据多年从事PKPM结构设计所得经验,认为这些较难确定而又特别重要的参数可通过以下这些建议来输入:1)若结构本身存在质量和刚度分布明显不对称,则应计入双向水平地震作用下的扭转影响。计算表明规则框架考虑双向水平地震作用时,角柱配筋增大10%左右,其它柱变化不大;对于不规则框架,角、中、边柱配筋考虑双向地震后均有明显的增大;通过双向地震力、柱按单偏压计算和双向地震力、柱按双偏压计算比较可知,后者计算柱的配筋较前者有明显的增大,故建议:若同时勾选双向地震力、柱双向配筋时,要十分谨慎,这对用钢量影响很大。2)对于耦联选项,无论是质量和刚度分布对称的结构还是质量和刚度分布明显不对称的结构,笔者建议总是采用耦联选项。因为针对目前设计的结构一般都是不对称占绝大多数,而且实际上无论是质量和刚度分布均匀还是不均匀,结构自身都会存在一种相互联系的关系,即耦联作用。3)计算单向地震力,应考虑偶然偏心的影响。因为计算单向地震力只是考虑了一个方向地震的作用,但另一方向并没有考虑,这时就由5%的偶然偏心来控制。计算表明,计算时考虑偶然偏心,使构件的内力增大5%~10%,构件的位移有显著的增大,平均为18.47%。但应注意,计算单向地震力只是针对对称规则结构而已。对于不规则的结构,应采用双向地震作用,但这时不要与“偶然偏心”同时作用。“偶然偏心”和“双向地震力”应是两者取其一,不要都选,两者都选显然是没必要,违背了结构设计的经济性原则。对于这参数如何勾选,《高规》第4.6.3条有明确规定:层间位移角的计算不考虑偶然偏心的影响,因此,程序操作时应分2次进行。首先,选择刚性楼板假定、偶然偏心选项情况下验算位移比,当位移比超过1.2时,进行结构设计计算时,要考虑双向地震作用,不考虑偶然偏心;当位移比小于1.2时,结构设计计算时不考虑双向地震作用,要考虑偶然偏心。4)计算振型个数。在计算地震作用时,振型个数的选取应遵循有关规范规定。《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高规》)第3.3.10条规定[2]:对于不考虑扭转耦联振动影响的结构,结构计算振型数规则结构可取3;当建筑较高、结构沿竖向刚度不均匀时,可取5~6。采用振型分解反应谱法进行结构水平地震作用计算时,《抗规》第5.2.2条规定:不进行扭转耦联计算的结构,确定水平地震作用标准值的效应,可只取前2~3个振型,当基本自振周期大于1.5s或房屋高宽比大于5时,振型个数应适当增加。当地震作用采用总刚计算时,振型数的选择可以不受上限,一般取大于12。振型数的大小与结构层数及结构形式有关,当结构层数较多或结构层刚度突变较大时,振型数也应取多些,如顶部有小塔楼、转换层等结构形式。但过多的振型数,导致运算时间过长,而最后的那些高振型对结构地震作用贡献也不大。因此,也不必所有的振型都计算。但振型数不易过少,振型数过少会导致后续振型产生的地震作用效应未能计入,导致计算结果不安全,所以,振型数要尽量取得多。但无论怎样,只要振型参与质量达到总质量90%,就意味着计算振型数够了。检查计算结果时,有效质量系数是否超过0.9,是必须检查项目之一。初始输入振型数时,可根据结构自由度总数来考虑。结构固有振型总个数等于结构自由度总数。每块刚性楼板上所有的节点只有3个自由度,每个弹性节点各有2个独立的水平平动自由度。也就是说,对于有n块刚性楼板的结构,独立于刚性楼板的弹性节点数为m,则结构的自由度数为(3n+2m)个[3]。5)周期折减系数,这个参数对于配筋影响较大。它是根据《高层建筑混凝土结构技术规程》的3.3.16条(强条)要求,按3.3.17条进行折减,当非承重墙体为填充砖墙时,高层建筑结构计算自振周期折减系数,可按下列规定取值:框架结构0.6~0.7;框架一剪力墙结构0.7~0.8;剪力墙结构0.9~1.0;短肢剪力墙结构0.8~0.9。当采用其它非承重墙体时,可根据工程情况确定周期折减系数。2调整信息在调整信息中,有几个数据的取值是需要注意的。1)梁端弯矩