新版PKPM2011知识堂结构分析

1、新版PKPM2011知识堂（多高层结构分析）1. 剪力墙配筋信息里为何没有竖向分布筋面积？答：计算程序仅在地下室外墙有水、土、人防荷载处，按楼层板为支点的单向板计算墙竖向分布筋。计算之前输入的参数中要求使用者指定墙竖向分布筋配筋率，程序以此为已知条件计算墙端部（边缘构件内）需另补多少纵向钢筋。所以多数情况不提供竖向分布筋计算结果。2. 嵌固端所在层号该如何填？答：嵌固端所在层号指的是在指定层的底端嵌固，程序默认值是地下室层数+1，由于规范中对嵌固层刚度比有所规定，如果地上一层与地下一层相关部位的侧向刚度比大于0.5，则不满足规范要求，需要将嵌固层下移。3. 为什么satwe数据检查会提示墙连接

2、关系混乱？答：一般原因是PM模型中上下层墙体的定位轴线未完全对齐，也就是构件输入偏心导致墙上下相连但定位网格未完全对位，建议通过调整上下轴线使其在同一直线上。4. 为什么定义了特殊风，在荷载组合里未按照风荷载的组合系数？答：如果定义了4组特殊风，程序中才会当作一个完整的风荷载（+X，-X，+Y，-Y）并与恒、活、地震荷载组合，并采用风荷载的组合系数，如果定义的特殊风不是4组，则把它当作活荷载，采用活荷载的组合系数。5. 什么时候需要勾选“强制刚性楼板假定时保留弹性板面外刚度”的选项？答：SATWE对于地下室楼层总是强制采用刚性楼板假定，而刚性楼板假定是不考虑板面外刚度，像板柱体系的地下室，将无

3、法考虑板的面外刚度，会影响柱内力。故考虑此项，对于弹性板3和弹性板6，只在楼板面内进行强制刚性楼板假定，弹性板面外刚度仍按实际情况考虑。否则则不保留弹性板的面外刚度。6. 为什么风荷载信息中要填两个风压和阻尼比？答：这两个一个是用于风荷载计算，一个是用于风振舒适度验算。根据规范要求，风荷载计算用50年一遇的基本风压，舒适度用10年一遇的风压。舒适度的阻尼比和风荷载的阻尼比要求也不一样。舒适度验算是10版新增加的内容，验算结果会在WMASS.OUT输出。7. 为什么SATWE中无法定义人防荷载？答：从08版开始，人防荷载的定义就放在PM里了，在不同的标准层可以定义不同的人防荷载，对单个楼板，也可

4、以单独定义。8. 如何填写“扣除地面以下几层的回填土约束”此参数？答：该参数提供回填土约束解除功能。例如结构有4层地下室，解除两层意味地下一层和二层不受回填土约束，仅地下三四层受到回填土约束。9. SATWE位移输出文件中的“有害位移角”的含义和用途是什么？答：按照广东高规的要求计算并输出。关于其限值应查看广东高规。 有害位移角可以理解为楼层的受力位移角，即扣除楼层刚体变形后的位移角。可以理解为楼层的“应变”。SATWE中某一层的有害位移角，其数值约等于本层位移角减去其下一层的位移角。10. 应用PUSH模块进行静力推覆分析时得不到性能点怎么办？答：首先应查看基底剪力-顶点位移曲线和抗倒塌验算

5、图中的能力曲线，判断该曲线是否仍处在上升阶段。 如能力曲线仍有上升趋势，则应继续施加侧推荷载。这时需查看PUSH计算中达到何种停机准则而停止计算。可按原参数设置再计算一次，停机时查看屏幕上给出的停机条件。修改参数设置，将停机条件放宽后，则可继续进行推覆分析直至得到性能点。如能力曲线已明显无上升趋势，则表明结构在当前模型和参数设置下验算无法得到性能点。需再从建模、参数设置等方面查找可能存在的问题。11. 如何在SATWE、PMSAP的弹性时程分析功能及弹塑性分析模块EPDA中使用用户定义地震波功能？答：在当前的工程目录下建立相应的文件放入用户地震波数据。文件名应采用“USER”加上“1”或“2”

6、或其他阿拉伯数字；使用“.X”、“.Y”和“.Z”文件后缀给出主方向、次方向和竖向所对应的地震波数据；如果用户给出了无后缀的文件，则认为该文件中的内容为主方向的地震波波形。例如“USER1”、“USER2.X”、“USER2.Y”、“USER2.Z”等文件名都是合法的。 即每条地震波最多可由三个文件组成，例如“USER2.X”、“USER2.Y”、“USER2.Z”，其中USER2.X存入该波主方向数据，USER2.Y存入该波次方向数据，USER2.Z存入该波主方向数据。当然如果只做双向时程分析则每条地震波可只包含两个文件，即“USER2.X”、“USER2.Y”，如果只做单向时程分析则每条地

7、震波可仅包含一个文件，即“USER2.X”或“USER2”。在用户定义地震波的文本文件中第一行第一个数输入用户地震波的时间采样点数，也就是地震波步数；在该行第二个数输入采样点的时间间隔。在以后的其他行中依次写入地震波采样点的加速度值，单位在各采样点一致的前提下可以任意，空格隔开即可。例如下面的文件内容是合法的：当输入完毕用户地震波并且存储后，在“用户定义”栏中就会出现用户地震波名称供用户选择。用户可点取该波查看其波形是否正常。12. 10版能否兼容05版数据？答：10版PKPM可以兼容05版建模的工程数据。用10版PMCAD或STS第一次打开05版模型数据时，程序将自动识别其版本，并转换成10

8、版的数据格式。转换之前，程序自动新建“_05数据备份”文件夹，并将05版的原始数据备份到该文件夹中。原始目录下的数据一经转换为10版格式，将无法恢复为05版数据格式，且不能再在05版下正确使用，请务必注意！ 尽管程序已自动进行了备份操作，我们仍然强烈建议用户在操作之前自行进行模型数据备份，以确保数据安全。经过PM转换后的05版数据，第一次进入SATWE时，程序将自动读入参数定义、特殊构件、多塔等信息，并转换为10版的数据格式。用户应仔细查看相应信息，确认无误后方可生成SATWE数据并进行后续的内力分析及配筋设计。13. 10版能否兼容08版数据？答：10版PKPM可以兼容08版建模的工程数据。

9、用10版PMCAD或STS第一次打开08版模型数据时，程序将自动识别其版本，并转换成08版的数据格式。转换之前，程序在工程目录下自动新建“08_模型数据备份”文件夹，并将08版建模数据.JWS文件备份到该文件夹中。原始目录下的数据一经转换为10版格式，将无法恢复为08版数据格式，且不能再在08版下正确使用，请务必注意！尽管程序已自动进行了备份操作，我们仍然强烈建议用户在操作之前自行进行模型数据备份，以确保数据安全。经过PM转换后的08版数据，第一次进入SATWE时，程序将自动读入参数定义、特殊构件、多塔等信息，并转换为10版的数据格式。用户应仔细查看相应信息，确认无误后方可生成SATWE数据并

10、进行后续的内力分析及配筋设计。14. 程序是否执行了框支柱承受的最小地震剪力调整（新抗规条）？答: 10版如果选择了“部分框支剪力墙结构”，填写了“转换层所在层号”，并指定了“转换柱”，程序将自动进行对框支柱的地震剪力进行调整。如果指定了0.2V0调整信息，程序同时还将进行0.2V0调整。框支柱的调整信息没有单独输出，从调整前后的内力文件输出结果可以体现。15. 05/08版与10版SATWE结果为什么差异很大？答：1周期、振型的差异1）剪力墙单元划分方式的改进08新版和10版采用与05版不同的剪力墙单元划分方式，改进了墙元网格质量，造成有限元分析结果的差异，对于带剪力墙的结构，新旧版本的分析

11、结果将存在一定差异。2）梁刚度系数10版如果勾选“梁刚度系数按2010规范取值”，每根梁的刚度系数将通过计算确定，与旧版存在差异，造成结构刚度不同。2单工况内力差异1）10版连梁仅在计算地震作用时进行刚度折减，旧版在所有工况下均折减，造成恒、活、风荷载等工况下的内力差异。2）薄弱层地震内力放大系数，旧版取1.15，10版缺省值为1.25。3）0.2V0调整、剪重比调整、框支柱剪力调整等、框筒结构剪力调整、板柱结构风荷载剪力调整等，根据新旧规范要求不同，造成调整结果的差异。3组合内力的差异：根据新旧规范对于强柱弱梁、强剪弱弯的调整、转换构件等的组合内力调整的要求不同，造成组合内力的差异4配筋差异

12、1）长度系数不同：10版取消了混凝土柱按-3条计算长度系数的方式，长度系数不同，造成柱设计结果的差异。2）轴压力二阶效应新旧规范对偏压构件考虑轴压力的附加弯矩影响的方式不同，造成柱设计结果的差异。3）保护层厚度的差异旧版保护层厚度含义为截面外缘到纵筋的厚度，10版含义为到箍筋的厚度，10版应将旧版的保护层厚度-10，才能使厚度一致。4）规范相关的条文区别规范有关构件设计、构造等要求不同，造成设计结果的差异。由于10版针对规范进行了大量的改进，上述仅列举了几条典型的可能造成差异的原因，如果新旧版本差异很大时，对结果有疑义时，应按上述顺序，从整体分析结果单工况内力组合内力配筋结果逐级进行比较，确定

13、产生差异的原因。16. 10版程序墙体稳定验算与08版有何不同？答：10版程序中专门增加了一个菜单做墙体稳定验算，解决了之前配筋设计不能处理跃层墙的情况，而且对于约束条件是三边和四边支承的情况，采用的公式也有所不同。17. 如何验证弹性时程分析时多组时程曲线平均反应谱与规范反应谱在统计意义上相符？答：10版弹性时程分析程序新增了一项菜单：地震波反应谱与规范谱对比图，用户可选择所关心的周期点，程序自动列出在相应周期点上两条曲线的百分比差异，差异小于20%则可以认为是统计意义上相符。18. SATWE中，计算中震弹性，软件如何设置？怎么实现的？答：A、08版设置：1）按设防烈度输入地震影响系数最大

14、值；2）框架、剪力墙抗震等级指定为4级。B、10版设置：1）“中震或大震设计”选择弹性；2）按设防烈度输入地震影响系数最大值    。软件实现：1）地震影响系数最大值按设防烈度取值；2）取消组合内力调整。19. SATWE中，计算中震不屈服，软件如何设置？怎么实现的？答：08版设置：1）按设防烈度输入地震影响系数最大值；2）选中“按中震（或大震）不屈服做结构设计”选项。10版设置：1）“中震或大震设计”选择不屈服；2）按设防烈度输入地震影响系数最大值。软件实现：1）地震影响系数最大值按设防烈度取值；2）取消组合内力调整；3）荷载作用分项系数取1.0；4）材料强度取

15、标准值；5）抗震承载力调整系数取1.0。20. 使用EPDA程序进行弹塑性时程分析时，“计算竖向荷载作用下结构反应”耗时过长的原因是什么？答：这是由于非线性计算中迭代次数过多引起的。遇到这种情况首先应考虑对计算模型进行必要的合理的简化。例如，删除结构中过于短小的梁、墙肢，删除虚梁，同时可将其上荷载等效的布置到其他构件上。如地下室也在模型中参与计算，可根据嵌固端情况去掉地下室后再计算。这样做不仅可以加快计算速度，而且使计算结果能够突出主要受力构件。另外，可以调整“计算参数选择”中的“竖向荷载加载步数”，该参数默认为3，当计算竖向荷载作用反复迭代时，可适当增大该参数。“计算参数选择”中还有一个参数

16、“结构始终保持弹性状态”，如选择“部分”，则在计算竖向荷载作用时结构保持完全弹性。21. SLABCAD程序给出了两种配筋结果：其中有限元后处理中采用节点配筋，而在板带交互设计中采用板带弯矩设计配筋，即将板带截面范围的节点弯矩积分起来进行截面配筋，这对于某些超应力点会不会不安全？图1 点值弯矩与板带弯矩因为板的塑性转动能力很强，能满足塑性变形内力重分布的要求，只要板带积分弯矩不小于图1左图的阴影面积即没有影响。22. 人防梁的延性比程序是如何控制的？为何从未出现过人防延性比超限的提示？答：1、软件首先根据梁的受力计算它的配筋，得出一个配筋率，如果此配筋率小于1.5无需验算延性比，否则则会根据此

17、时的配筋进行延性比较核，满足通过，不满足则再进行下面的计算。   2、通过较核，此时配筋不满足人防延性比验算，那么软件根据规范要求的允许延性比反算出合适的混凝土受压区高度。  3、根据合适的受压区高度，程序再次反算出受压、受拉筋面积。        4、根据规范要求的受拉筋的最小、最大配筋率反算出受拉筋面积的最小最大值。     5、将根据允许延性比反算出的受拉筋面积和第四条中的面积相比，如果计算面积正好在它们之间，则选用此面积。     通过以

18、上步骤的计算，软件最终控制的就是梁的配筋率是否超筋。意即，梁的超筋有时是因为控制延性比引起的。23. 2010新规范软件satwe计算结果中输出的规定水平力位移比出处源自哪里？规定水平力软件如何实施？答：抗规 和高规3.4.5 对“扭转不规则”采用 “规定水平力”定义，其中抗规条文：     “在规定水平力下楼层的最大弹性水平位移或(层间位移)，大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2 倍 ”抗规 和高规8.1.3 倾覆力矩的计算采用规定水平力，其中抗规条文：设置少量抗震墙的框架结构，在规定的水平力作用下，底部框架所承担的地震倾覆力矩大于结

19、构总地震倾覆力矩的50%时，其框架的抗震等级仍应按框架结构确定，抗震墙的抗震等级可与框架的抗震等级相同。 软件实施：除了原有各工况的位移统计结果，当计算地震作用时，软件同时给出规定水平力下的位移统计结果，用于位移比的判断。规定水平力主要用于计算地震作用下的位移比和倾覆力矩，其中后者包含了：框架倾覆力矩、短肢墙倾覆力矩、框支框架倾覆力矩和一般剪力墙的倾覆力矩统计。24. 什么是强制刚性楼板假定？在什么情况下勾选该功能？答：刚性楼板假定在工程设计中应用得最多，其物理意义是假定楼板平面内无限刚，平面外刚度为零。该假定成立的前提是：楼板在其自身平面内刚度很大，基本不产生轴向变形和剪切变形。由该假定出发

20、，抗侧力结构之间由无限刚性的楼板联系。当结构有变位时，楼板只做刚体运动，因而各片结构的侧移值呈直线关系，如图。计算分析和工程实践证明，刚性楼板假定对于绝大多数建筑的分析具有足够的计算精度。因此高层建筑混凝土结构技术规程（报批稿）（JGJ3-2010）（简称高规）第条规定：进行高层建筑内力与位移计算时，一般可假定楼板在其自身平面内为无限刚性。抗震规范条文说明第 及3.4.4条指出：“对于扭转不规则，按刚性楼板计算，当最大层间位移与其平均值的比值为1.2时，相当于一端为1.0，另一端为1.45；当比值为1.5时，相当于一端为1.0，另一端为3。”因此在验算 “位移比”时，要求在刚性楼板假定的条件下

21、进行，一般都应该采用“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”。楼板可能是“刚性板”，也可能被定义为“弹性膜”、“弹性板”、“板厚为0”、“全房间洞”等情况，这样在计算楼层平均位移时，只有把楼层中的所有房间均按“强制刚性楼板”计算， “位移比”的计算才满足规范的要求。当然，“强制刚性楼板假定”并不是必须采用的，用户可根据工程实际灵活把握。除计算“位移比”时应采用强制刚性楼板假定外，一般在在计算周期比、层间刚度比这些整体控制指标时，一般都宜采用“全楼强制刚性楼板假定”，以忽略局部震动造成的影响。比如，当高层建筑楼层开洞口较复杂，或为错层结构时，若不采用强制刚性楼板假定，则程序给出结果中往往会产生局部的较

22、大变形和局部振动，这并非结构整体性能的反映。因此，此时应选择强制刚性楼板假定来计算结构的“位移比”、“周期比”，可以约束局部的较大变形、过滤局部振动产生的周期。通常，进行内力配筋计算时不应采用强制刚性楼板假定。对于大多数高层结构均符合强制刚性楼板假定的适用条件，但是极个别结构复杂、空间结构，其明显不符合刚性楼板假定的情况，控制“位移比”、“周期比”等比值已没有多大意义。因此也不存在勾选“全楼强制刚性楼板假定”的问题。25. 勾选了强制刚性楼板假定，若要考虑楼板面外刚度，该怎样操作？答：勾选了强制刚性楼板假定，若要考虑楼板面外刚度，此时只需要将【总信息】中的“强制刚性楼板假定时保留弹性板面外刚度

23、”钩选即可。勾选后，程序对于弹性板3和弹性板6只在楼板面内进行强制刚性楼板假定，面外刚度仍按实际情况考虑。由于SATWE程序对于地下室楼板默认为强制刚性楼板假定，当地下室为板柱体系时， 通过勾选该参数保证地下室楼板存在面外刚度，柱内力计算更加准确。 26. 不勾选强制刚性楼板假定，为何在“特殊构件补充定义“的刚性板号中，仍可见结构平面的刚性板块？答：在 “接PM生成SATWE数据”时，对于在PMCAD中输入的水平放置的楼板，程序将自动地默认为刚性楼板。用户可以双击“特殊构件补充定义”菜单，点击“刚性板号”来查看默认生成的刚性板情况。 PM模型中的楼板是以房间为单元的，而SATWE默认将同平面的

24、非常厚度平板合并成刚性板块，同一层中允许存在多个刚性板块，如图1；但在多个刚性板块之间不能有公共节点相连，因此即使两房间楼板之间仅有一个公共节点，程序也会把两房间楼板归为一个刚性楼板如图2。图1图227. 勾选强制刚性楼板假定或结构平面刚性板块上的梁，荷载作用下轴力为零，但为什么剪力墙上的连梁轴力不为零？答：强制刚性楼板假定是指结构的整个楼面，其楼层的位移附属于刚性板的公共位移，因此勾选强制刚性楼板假定或结构平面刚性板块上的梁，荷载作用下轴力为零。如果连梁采用梁单元建模，梁单元的两个节点没有相对变形，所以没有轴力。但是如果连梁是采用剪力墙开洞口建模，程序采用壳单元模拟连梁，这时壳单元的各节点是

25、有相对变形的，因此会有轴力。28. 勾选强制刚性楼板假定，对斜屋面上的板是否有效？是否也可以考虑该斜板的面外刚度？答：05版SATWE忽略坡屋面斜板的作用，则屋顶的整体性将比实际情况减弱，计算得出的结构自振周期和固有振型等都会发生变化。08/10版SATWE程序自动将斜板和坡屋面楼板设置为弹性膜计算，这是一个重要改进。 斜屋面理论上应该采用弹性楼板6（同时考虑楼板的平面内刚度和平面外刚度），但是由于存在楼板的平面外刚度，将促使楼板与梁共同分担上部结构引起的内力。从而使梁的弯矩和配筋相应减小，减小的弯矩部分由弹性楼板承担。这与传统意义上的采用刚性板假定计算梁的内力和配筋不同，采用刚性板假定计算梁

26、的内力和配筋时，所有的楼面竖向荷载均由梁来承担，再由梁传给竖向构件。因而从工程经验上讲，过去所有的关于梁的内力计算的安全储备都是基于刚性板假定前提下进行的。因此程序将斜屋面定义为弹性膜。弹性膜与弹性板6的主要区别是忽略楼板的平面外刚度，只计算楼板的平面内变形。由于楼板的平面外刚度不存在，就不会使楼板与梁共同分担上部结构引起的内力，梁的弯矩和配筋也不会减小。勾选强制刚性楼板假定后，坡屋面部分的斜板仍然按照弹性板处理，如图1、2。图1  PMCAD斜屋面布置图2  SATWE斜屋面板29. 采用刚性楼板假定，是否会造成结构的总刚度减小？应该如何处理? 答：由于刚性板假定忽略了楼

27、板的平面外刚度，对于某些工程则可能使结构的总刚度偏小。实际上，现浇楼板和装配整体式楼板作为梁的有效翼缘形成T形截面，提高了楼面梁的刚度，结构计算时应考虑。高规第条规定：在结构内力与位移计算中,现浇楼面和装配整体式楼面中梁的刚度可考虑翼缘的作用予以放大。楼面梁刚度增大系数可根据翼缘情况取1.32.0。对于无现浇面层的装配式结构，可不考虑楼面翼缘的作用。其在条文说明中明确指出：通常现浇楼板的边框架梁可取1.5，中框架梁可取2.0；有现浇面层的装配式楼面梁的刚度增大系数可适当减小。当框架梁截面较小而楼板较厚或者梁截面较大而楼板较薄时，梁当度放大系数可能会超出1.52.0的范围。按照高规的要求，边梁和

28、中梁的放大系数并不相同。SATWE软件能够根据工程实际情况，自动判断梁与楼板的连接关系，给出相应的放大系数。比如梁两侧有板时，程序取中梁放大系数，梁只有一侧有板时程序取边梁的放大系数。（注：对于不与楼板相连的梁、钢梁等，程序不予放大。） 板对梁的贡献与梁刚度的大小同样密切相关，空刚度越大则板的影响越小，反之，梁刚度越小则板的影响越大，这是合理的。同样，板厚越大则影响越大。而高规给的放大系数比较近似，在实际工程设计中由于结构布置的复杂性很难自动统一实现。砼规范第条规定：对现浇楼盖和装配整体式楼盖，宜考虑楼板作为翼缘对梁刚度和承载力的影响。梁受压区有效翼缘计算宽度可按表5.2.4所列情况中的最小值

29、取用；也可采用梁刚度增大系数法近似考虑，刚度增大系数应根据梁有效翼缘尺寸与梁截面尺寸的相对比例确定。表                   矩形组合截面受弯构件受压区有效翼缘计算宽度情况T形、I形截面倒L形截面肋形梁（板）独立梁肋形梁（板）1按计算跨度l0考虑l0 / 3l0 / 3l0 / 62按梁（肋）净距sn考虑b+snb+sn / 2 3按翼缘高度hf考虑b+12 hfbb+5 hf注： 1  表中b为梁的腹板厚度；2  如肋形梁在跨内设有间