关于10版PKPM软件在10版抗震规范下适用性的思考

【关键词】pkpm；GB50011-2010；砌体结构；混凝土结构

自《建筑抗震设计规范》GB50011-2010【1】颁布执行以来，建筑各行业均积极配合以满足国家对建筑抗震的各项新老要求。但是由于本次规范变化相对较大，新老规范并行时间短，所以各行业很难在新规范所要求的时间内完全跟进。

对于建筑结构设计行业，在按照新规范进行设计时，不可避免的需要用到结构内力分析及截面设计软件，国内大多设计院均采用中国建筑科学研究院编制的PKPM系列结构设计软件。由于该软件对应与GB50011-2010的升级软件迟迟未出，也就导致了结构设计内力分析等的无法按照完全按照GB50011-2010要求进行。

新规范的执行应该是为社会建设保驾护航，而不是让土木建筑行业寸步难行，这一点是大家公认的。对于设计行业，另辟奇径按时保质完成工程的施工图设计成了当务之急。在这种情况下，一个解决方法应运而生：老版PKPM软件能否满足新规范的相关要求呢？如果能够在人为介入的情况下让老版软件满足新规范，则问题迎刃而解。

1地震作用和结构抗震验算部分

对特殊的建筑物，如需进行时程分析、平面投影尺度很大的空间结构、单建的地下结构规范要求都有所变化。除面投影尺度很大的空间结构外，其他类型的建筑并不多见，故本文不将此类建筑列在讨论范围内。对于需要进行多点输入进行空间计算的建筑，由于08版pkpm软件并未有此方面的内容，所以10版规范下08版pkpm软件对此类工程无能为力。而在实际工作中，带整体大地盘地库的住宅小区属于平面投影尺寸很大的空间结构，建议在建筑方案阶段就将大地库划分成若干个小部分，此办法虽可避免无软件可进行受力分析的窘况、减小伸缩缝间距、地下室设置钢筋混凝土墙增加地库整体刚度等好处外，同时带来了地下结构设缝导致防水难处理，接缝处设备管线处理困难的问题。

对各设防烈度均需要对罕遇地震作用时，调整周期应增大0.05s。场地类别新增10类。新增的场地类别在08版pkpm软件中没有选项，但可以在satwe调整信息选项卡中直接调整场地的特征周期【2】。因规范5.2.3条已经对水平地震作用下的扭转耦联效应的计算做了调整，而次调整又无法进行精确的修改，仅能通过放大地震作用来近似模拟，所以此处不建议直接修改场地的特征周期以适应规范的变化。若甲方同意，钢筋混凝土结构Ⅰ0类场地可按照Ⅰ类场地进行计算，起计算结果偏于安全，但是会增加一定的工程造价。

建筑结构的阻尼比按规定不等于0.05时，地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数有所变化。钢筋混凝土结构阻尼比在计算多遇地震时均能满足本条要求，

增大了6度时需要进行截面抗震验算的范围。08版pkpm软件能够完成此任务。

调整了单向水平地震作用下的扭转耦联效应，同时双向水平地震作用下的扭转耦联效应相应发生了变化。根据相应条文说明的解释，10版抗震规范增大了对于单向水平地震作用下的扭转耦连效应，相应的，双向地震下的扭转耦连效应也相应增加了。

增加了6度区的楼层最小地震剪力系数，更改了9度区基本周期大于5.0秒结构的楼层最小地震剪力系数。本条在使用软件进行内力分析及截面设计，需要注意10版抗震规范的相应变化。

明确对跨度大于5.1.2条第5款的平板型网架屋盖不适用于该条。

2多层和高层钢筋混凝土房屋部分

2.1对钢筋混凝土结构抗震等级的划分做了调整和细化。确定抗震等级时应按照新规范确定，同时确定08版规范的抗震等级，以确定后面计算时根据两个抗震等级要求的相应参数选择最接近的抗震等级进行内力分析和截面计算。

2.2对剪力墙底部加强部位的高度起算位置、高度较低的建筑底部加强部位的确定做了调整，并将确定底部加强部位高度时按墙总高度的1/8调整为1/10。经过对比分析，可知2010版抗震规范减小了底部加强区的范围，更加明确了塑性铰出现的范围，此点在6.2.7条也有体现。

2.3明确地震作用计算时应计入整体浇注的楼梯构件的影响并对楼梯构件进行抗震承载力验算。08版pkpm中也有对楼梯建模进行建筑整体分析计算的功能，可是计算结果与大多数结构工程师判断不符。10版抗震规范6.1.15条条文说明中有明确的解释：当采取措施，如梯板滑动支撑于平台板，楼梯构件对结构刚度等的影响较小时，是否参与整体抗震计算差别不大；对于楼梯间设置刚度足够大的抗震墙的结构，楼梯构件对结构刚度的影响较小，也可不参与整体抗震计算。

2.4对框架结构中的框架柱端弯矩增大系数进行上调。

2.5对框架结构的底层的柱下端截面组合弯矩放大系数进行上调。

2.6对框架结构的柱剪力增大系数进行了上调。

以上三条可根据按照10规范查得的抗震等级对照按照08规范抗震等级查得的相应参数进行比较，按照10规范的参数选择接近的08规范的抗震等级输入pkpm软件进行计算。如7度区，面积为2000的13米高的框架办公楼，10规范抗震等级为三级，框架柱端弯矩增大系数、底层的柱下端截面组合弯矩放大系数、柱剪力增大系数分别为1.3、1.3、1.2，查08规范可知抗震等级为二级时，上述3个参数分别为1.2、1.25、1.2。如选择抗震等级二级在08pkpm软件上对建筑进行计算分析，则框架柱端弯矩增大系数比10规范要求小了0.1/1.3=8%，底层的柱下端截面组合弯矩放大系数比10规范要求小了0.05/1.3=4%。所以在进行柱配筋时，需要对柱配筋进行相应的放大即可。

10版抗震规范删除了08规范对一级抗震墙施工缝截面抗剪承载力验算的要求。框架的基本构造措施有变化，比如框架柱的轴压比新规范有了更细致的划分和要求，在查看satwe计算结果的时候需要注意，等等。

3多层砌体房屋部分

3.1计算设置构造柱的小开口墙按毛截面计算侧向刚度时的墙段洞口影响系数有所变化。经过查阅PKPM系列砌体部分的技术手册[3]，可知相关模块计算墙体侧向刚度时并未采用小开口墙按毛截面计算侧向刚度的方法，所以此条规范变更对08pkpm软件无影响。

3.2砌体强度正应力影响系数略有减小。经对比，同种情况下减小幅度不大于5%，所以在查看砌体抗剪验算时，仅需留出5%安全赘余度即可。

4结论

08pkpm软件按照10抗震规范在计算时，框架结构、框剪结构均需针对“地震作用和结构抗震验算部分”进行多项人工介入调整外，框架结构主体结构计算需要多项人工介入；框剪结构在主体结构需人工介入较少；而按照底部剪力法进行抗震验算的多层砌体结构不需对“地震作用和结构抗震验算部分”进行人工介入调整，仅需对“多层砌体房屋部分”进行2项人工介入调整。

参考文献

[1]《建筑抗震设计规范》GB50011-2010。北京：中国建筑工业出版社，2010。

[2]《PKPM08SATWES-3多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件用户手册及技术条件》。北京：中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部，2008。

[3]《PKPM08QITI砌体结构辅助设计软件用户手册及技术条件》。