PKPM软件在应用中的问题解析―多塔结构的计算
浅谈PKPM软件的合理应用技巧与计算结果的分析(精)
甘肃科技纵横2006年(第35卷第3期摘要:阐述结构计算中的模型的选取,设计参数的合理选取,地震调整,结构整体性能的控制,计算结果正确性的判断关键词:模型选取设计参数地震调整控制随着经济的发展建筑结构造型多变、高层建筑的发展及新规范全面颁布,合理的应用计算机软件使选择参数更符合规范条文及实际工程就变得尤为重要。
1.1“分缝结构”与“多塔结构”的区别1.1.1多塔结构同一个结构的基体上沿高度伸出几个部分,这几个部分拥有相同的底部,而上部却有各自的独立的变形,而且各独立体的四周都有独立的迎风面。
1.1.2对于大底盘多塔结构在计算时,应该考虑两种模型(a 内力分析时如果把裙房部分按塔的形式切开计算,则下部裙房计算误差较大,且各塔间的相互影响无法考虑。
因此,宜采用整体建模。
(b 多塔结构适用规范条文的应注意:第一扭转周期与第一平动周期比值限值、最大位移与平均位移比值的限值时,对多塔结构特别注意,目前程序结果是不对的,不能直接采用,必须将多塔结构分开建模分别计算,方可判断两者的比值。
1.1.3分缝结构就是指将一个不规则或超长结构采用抗震缝、伸缩缝分为几个相对独立的结构,对于分缝建筑,其上每个部分有独立的变形,但没有独立的迎风面。
1.1.4对分缝结构,最好是将分缝结构的各块分开建模分开计算1.2有关高层建筑超限审查的规定建设部第111号令2002年7月25日颁发《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》,规定超限高层建筑并规程规定应当进行抗震专项审查的高层建筑。
注意:取消了对于高宽比超限时审查的要求。
高层建筑的高宽比,是对结构刚度、整体稳定及经济合理性的宏观控制。
2.1抗震等级确定(1规范中抗震等级均指"丙"类建筑,如果是"甲"、"乙"、"丁"则需按规范要求对抗震等级进行调整:例如医院。
(2接近或等于高度分界时,应结合房屋不规则程度及场地、地基条件适当确定抗震等级:(3当转换层的位置设置在3层及3层以上时,其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震墙等级宜按《抗规》6.1.2条或《高规》4.8条查得的抗震等级提高一级采用,已为特一级时可不再提高。
对pkpm参数设置的疑问解答
一、一般情况下模拟施工加载取模拟施工加载3比较符合逐层施工的实际情况。
模拟施工加载2则可以更合理的给基础传递荷载。
复杂结构设计人员可以指定施工顺序。
二、修正后的大体风压一般就是荷载规范规定的大体风压，对于沿海和强风地带对风荷载敏感的建筑可以在此基础上放大10%~20%，门刚中则规定按放大5%采用。
3、对于高度大于150M的高层混凝土建筑才要验算风振舒适度。
结构阻尼比取0.01~0.02，程序缺省0.02。
4、侧刚计算方式：一种简化计算法，计算速度快，但应用范围有限，当概念有弹性楼板或有不与楼板相连的构件时（如错层结构、空旷的工业厂房、体育馆等）用此法会有必然误差；总刚计算方式：精度高，适用范围广，计算量大。
对于没有概念弹性楼板且没有不与楼板相连构件的工程，两种方式结果一样。
（以下转贴）“刚性楼板”的适用范围：绝大多数结构只要楼板没有特别的减弱、不持续，都可采用这个假定。
相关注意：由于“刚性楼板假定”没有考虑板面外的刚度，所以可以通过“梁刚度放大系数”来提高梁面外弯曲刚度，以弥补面外刚度的不足。
一样原因，也可通过“梁扭矩折减系数”来适当折减梁的设计扭矩。
“弹性板6 ”的适用范围：所有的工程都可采用。
相关注意：由于已经考虑楼板的面内、面外刚度，则梁刚度不宜放大、梁扭矩不宜折减。
板的面外刚度将承担一部份梁柱的面外弯矩，而使梁柱配筋减少。
此时结构分析时间大大增加。
“弹性板3 ”的适用范围：需要保证楼板平面内刚度超级大，外刚度承担荷载，不使梁柱配筋减少，以保证梁柱设计的安全度。
“如厚板转换层中的厚板，板厚达到1m以上。
而面外刚度则需要按实际考虑。
相关注意：一般在厚板转换层不设梁，或用等代梁，并注意上下部轴线差别产生的传力问题。
“弹性膜”的适用范围：仅适用于梁柱结构，设计时不使楼板面相关注意：不能用于“板柱结构”。
设计时可以进行梁的刚度放大和扭矩折减。
（弹性楼板6：考虑楼板的面内刚度和面外刚度，采用壳单元．原则上适用于所有结构，但采用弹性楼板6计算时，楼板和梁一路承担面外弯矩，计算结果中梁的配筋小了，而楼板承担面外弯矩，计算的配筋又未考虑．另外计算工作量大．因此该模型仅适用于板柱结构；弹性楼板3：考虑楼板的面内刚度无穷大，并考虑楼板的面外刚度．适用于厚板转换层；弹性膜：考虑面内刚度，面外刚度为零．采用膜剪切单元．弹性板由用户人工指定，但对于斜屋面，若是没有指定，程序会缺省为弹性膜，用户可以指定为弹性板6或弹性膜，不允许概念为刚性板或弹性板3）五、按照高规（JGJ 3-2021）第3.7.3条注，抗震设计时SATWE计算结果中楼层层间最大位移与层高之比的限值可不考虑偶然偏心的影响。
PKPM软件在应用中的问题解析―多塔结构的计算
PKPM软件在应用中的问题解析―多塔结构的计算多塔结构的计算（一）带变形缝结构的计算⑴带变形缝结构的特点：①通过变形缝将结构分成几块独立的结构。
②若忽略基础变形的影响，各单元之间完全独立。
③缝隙面不是迎风面。
⑵计算方法：①整体计算的注意事项：a）在SATWE软件中将结构定义为多塔结构；b）所给振型数要足够多，以保证有效质量系数＞90％；c）定义为多塔后，对于老版本软件，程序将对每一个缝隙面都计算迎风面，因此风荷载计算偏大；新版本软件增加了一项新的功能。
即可以人为定义遮挡面。
从而有效地解决了这一问题。
d）周期比计算有待商讨。
②分开计算的注意事项：a）旧版软件除风荷载计算有些偏大外，其余结果都没问题，新版软件定义遮挡面后，风荷载计算也没有问题了。
b）一般而言，对于基础连在一起的带变形缝结构，由于基础对上部结构整体的协调能力有限，所以建议采用分开计算。
（二）大底盘多塔结构的计算⑴大底盘多塔结构的特点：①各塔楼拥有独立的迎风面。
②各塔楼之间的变形没有直接影响，但都通过大底盘间接影响其他塔楼。
③塔楼与刚性板之间没有―一对应关系，一个塔楼可能只有一块刚性板，也可能有几块刚性板。
④大底盘顶板应有足够的刚度以协调各塔楼之间的内力、变形和位移。
⑵计算方法：①在SATWE软件中将结构定义为多塔结构；②位移比、大底盘以上的各塔楼的刚度比均正确；③周期比、转换部位的刚度比计算有待商讨。
⑶大底盘多塔结构刚度比的计算方法：大底盘多塔结构在大底盘与各主体之间的刚度比如何计算规范并没有说明，但也没有说不要求。
SATWE软件仅仅输出1号塔的主体与大底盘相比较的结果，其它塔与大底盘相比的结果则用“＊”号表示。
①大底盘多塔结构刚度比的整体计算：根据龚思礼先生主编的《建筑抗震设计手册》提供的方法：要求在计算大底盘多塔结构的地下室楼层剪切刚度比时，大底盘地下室的整体刚度与所有塔楼的总体刚度比不应小于2，每栋塔楼范围内的地下室剪切刚度与相邻上部塔楼的剪切刚度比不宜小于1.5.②大底盘多塔结构刚度比的分开计算：a）根据《上海规程》第6.1.19条中条文说明中建议的方法：如遇到较大面积地下室而上部塔楼面积较小的情况，在计算地下室相对刚度时，只能考虑塔楼及其周围的抗侧力构件的贡献，塔楼周围的范围可以在两个水平方向分别取地下室层高的2倍左右。
PKPM多塔、设缝的建模和计算
PKPM多塔、设缝的建模及计算处理沈耀军张吉徐飞略中国建筑科学研究院PKPM工程部2009年7月一、多塔的建模方法建模方式一：普通层模型多塔补充定义对于在PMCAD建立的普通层模型多塔结构，需要在TAT、SATWE、PMSAP软件前处理程序中进行多塔定义，其定义方法为：1）多塔指定时，按程序提示依次输入塔楼起始、终止层号、塔总数以后，在平面图中以围区的方式指定各塔范围内的构件；但需注意，同一个构件只能也必须属于某一塔，塔号应以塔高最高者为1号塔，从高到矮依次进行编号，且总塔数不能大于9个；2）多塔结构中的各塔，如果层高、梁、柱、墙构件砼等级及钢号需要更改时，均可以在“多塔立面”中执行。
建模方式二：多塔结构广义层建模按方式一进行多塔建模，所有的塔楼平面都在同一标准层中布置完成，下一层的楼顶标高即是上一层的层底标高，任何楼层都只能和层号紧相邻的上下层相连。
新增的广义层建模方式，单塔子结构在标准层建模时只需考虑与大底盘结构的连接问题，而与其他塔楼无关，楼层组装时直接定义楼层底标高即可，不需要再补充定义多塔信息。
因此，广义层建模方式是对建模方式一的有效扩充，适合复杂多塔工程的建模。
多塔结构采用广义层建模的步骤如下：1）分别建立大底盘部分的标准层及大底盘以上各单塔独立的标准层模型，各单塔标准层的节点网格坐标要求和大底盘标准层对齐；对于像地下室相连、地面部分裙房脱开的层叠状多塔结构，可分离为地下室大底盘标准层、多个裙房标准层及各裙房以上的单塔标准层模型。
2）楼层组装时先勾选“自动计算底标高(m)”按楼层组装顺序自下而上完成第一个单塔（包括裙房）的组装；然后取消勾选“自动计算底标高(m)”项并指定第二个单塔底部标高为裙房顶部标高，然后重新勾选“自动计算底标高(m)”，依次将第二塔的各楼层添加组装完毕，目前广义层模型的楼层总数暂不能超过190层、塔数7个。
两种基本建模方式的区别1、所需标准层不同-广义层需要较多标准层广义层建模方式需要的标准层和建模方式一相比，除了大底盘部分一样，上部的标准层数量一般均大于建模方式一，这是因为广义层建模法将建模方式一中的多塔标准层拆分成各塔独立的标准层；2、楼层组装方式不同按建模方式一，自下而上依次添加楼层；广义层建模方式先自下而上完成第一个单塔，然后其余单塔通过修改楼层底标高以大底盘顶部为基底依次组装完成，由程序自动判别所有楼层的空间位置并形成连接。
16,PKPM应用(一)
PKPM应用（一）多塔结构一。
塔的概念以及刚性板的概念。
在实际工程中，易混淆。
塔：工程概念，不是很严格的概念，在实际工程中，有活动余地。
定义多塔后：1、不管塔塔之间的位置如何，各塔独立计算风荷载，如同单塔。
有些工程中塔的距离很近的时候，塔与塔之间的关系不能忽略，可以在程序性中进行设定。
遮挡并不仅限于多塔，单塔被别的单体遮挡，也可以做相应设定。
另外还应该设定“设缝多塔背风面体型系数”。
2、定义多塔后，位移、位移比、位移角、剪重比都是分塔显示。
若不定义多塔，程序会在几个塔中选取最大位移和最小位移，而不分塔选取。
相应的位移比根本就不存在意义了，因为程序把所有的塔，按照强制执行刚性楼板假定进行计算。
定义多塔后会给出本塔的剪重比后还会整层的剪重比。
3、偶然偏心地震的计算，规范中关于偏心距的定义是相应垂直于地震方向的建筑长度的5％。
定义多塔后，是取各塔的相应长度的5％，是正确的。
塔的概念并不带来任何力学上的改变，只是为了迎合工程实际和规范的规定。
刚性板：是个力学概念，刚性楼板（假定）指的是让每个楼层或楼层的某一部分上的所有节点面内位移满足同一个刚体运动场（只有平动和转动，没有应变）。
意思就是没有任何变形。
实际上是一种数学约束，从一个侧面，是对计算模型的降阶处理，提高计算效率。
建筑中多数楼板都满足这样一个假定，对特定楼板的模拟，对面内刚度无限大的板的模拟塔和刚性楼板的区别：两个概念决然不同，一个塔有N1块刚性板N2块弹性板N3个孤立节点构成。
塔和刚性楼板并不存在一一对应的关系。
在强制刚性楼板假定中，塔和刚性楼板一一对应，就是每个塔都对应一块刚性楼板（前提是定义了多塔）。
二。
规范中关于多塔结构的若干规定。
1、多塔的平立面布置，塔楼与塔楼之间的距离小于底盘相应边长的20％。
2、底盘屋面楼板厚度不应小于150，底盘的上下一层的楼板要加强。
3、转换层不应出现在地盘屋面的上一层，也不宜出现在上面的楼层上，宜设在裙房中。
PKPM多塔、设缝的建模和计算
PKPM多塔、设缝的建模和计算PKPM多塔、设缝的建模及计算处理沈耀军张吉徐飞略中国建筑科学研究院PKPM工程部2009年7月一、多塔的建模方法建模方式一：普通层模型多塔补充定义对于在PMCAD建立的普通层模型多塔结构，需要在TAT、SATWE、PMSAP软件前处理程序中进行多塔定义，其定义方法为：1）多塔指定时，按程序提示依次输入塔楼起始、终止层号、塔总数以后，在平面图中以围区的方式指定各塔范围内的构件；但需注意，同一个构件只能也必须属于某一塔，塔号应以塔高最高者为1号塔，从高到矮依次进行编号，且总塔数不能大于9个；2）多塔结构中的各塔，如果层高、梁、柱、墙构件砼等级及钢号需要更改时，均可以在“多塔立面”中执行。
建模方式二：多塔结构广义层建模按方式一进行多塔建模，所有的塔楼平面都在同一标准层中布置完成，下一层的楼顶标高即是上一层的层底标高，任何楼层都只能和层号紧相邻的上下层相连。
新增的广义层建模方式，单塔子结构在标准层建模时只需考虑与大底盘结构的连接问题，而与其他塔楼无关，楼层组装时直接定义楼层底标高即可，不需要再补充定义多塔信息。
因此，广义层建模方式是对建模方式一的有效扩充，适合复杂多塔工程的建模。
多塔结构采用广义层建模的步骤如下：1）分别建立大底盘部分的标准层及大底盘以上各单塔独立的标准层模型，各单塔标准层的节点网格坐标要求和大底盘标准层对齐；对于像地下室相连、地面部分裙房脱开的层叠状多塔结构，可分离为地下室大底盘标准层、多个裙房标准层及各裙房以上的单塔标准层模型。
2）楼层组装时先勾选“自动计算底标高(m)”按楼层组装顺序自下而上完成第一个单塔（包括裙房）的组装；然后取消勾选“自动计算底标高(m)”项并指定第二个单塔底部标高为裙房顶部标高，然后重新勾选“自动计算底标高(m)”，依次将第二塔的各楼层添加组装完毕，目前广义层模型的楼层总数暂不能超过190层、塔数7个。
两种基本建模方式的区别1、所需标准层不同-广义层需要较多标准层广义层建模方式需要的标准层和建模方式一相比，除了大底盘部分一样，上部的标准层数量一般均大于建模方式一，这是因为广义层建模法将建模方式一中的多塔标准层拆分成各塔独立的标准层；2、楼层组装方式不同按建模方式一，自下而上依次添加楼层；广义层建模方式先自下而上完成第一个单塔，然后其余单塔通过修改楼层底标高以大底盘顶部为基底依次组装完成，由程序自动判别所有楼层的空间位置并形成连接。
PKPM多塔设缝的建模和计算
PKPM多塔设缝的建模和计算PKPM（结构分析设计软件）可用于对多塔结构进行建模和计算。
以下是一个超过1200字的关于PKPM多塔结构建模和计算的详细说明：第一步：建模1.确定结构类型：根据实际情况确定多塔结构的类型，例如钢塔、混凝土塔等。
2.确定结构尺寸：测量或根据设计图纸确定多塔结构的尺寸，包括高度、宽度、厚度等。
3.建立模型：打开PKPM软件，在“新建”菜单中选择“结构系统”，根据实际情况选择合适的单位系统，然后在“结构系统”中点击“建立”按钮。
4.定义结构：在结构定义中，选择多塔结构的类型和材料，在“结构”菜单中选择“结构定义”，然后在“结构系统”中选择“塔”，并点击“定义”按钮。
在弹出的“塔属性”对话框中输入多塔结构的尺寸和材料参数。
5.建立节点：在“节点”菜单中选择“创建”按钮，然后在结构中选择适当的节点位置，点击鼠标右键锁定节点。
6.建立杆件：在“杆件”菜单中选择“创建”按钮，然后在结构中选择适当的节点位置，点击鼠标右键选中起始节点和终止节点，并键入杆件的材料和尺寸参数。
7.建立荷载：在“荷载”菜单中选择“创建”按钮，然后选择适当的荷载类型（如点荷载、线荷载、分布荷载等），在结构中选择适当的节点位置或建立荷载路径，输入荷载参数。
8.定义边界条件：在“边界条件”菜单中选择“定义”按钮，然后在结构中选择适当的节点位置，点击鼠标右键选择边界条件类型，并输入相应的边界条件参数。
第二步：计算1.进行静力分析：在“计算”菜单中选择“静力分析”按钮，在计算选项中选择适当的静力分析方法（如平衡法、位移法等），并根据需要选择适当的计算参数，然后点击“确定”按钮进行静力分析。
2.查看结果：在“查看”菜单中选择“结果”按钮，然后选择适当的结果类型（如节点反力、杆件内力、位移等），点击“确定”按钮查看相应的结果。
3.进行动力分析：如果需要进行动力分析，可以在“计算”菜单中选择“动力分析”按钮，在计算选项中选择适当的动力分析方法（如模态分析、响应谱分析等），并根据需要选择适当的计算参数，然后点击“确定”按钮进行动力分析。
pkpm计算结果分析及注意的问题-讲义
pkpm计算结果分析及注意的问题-讲义第一节结构整体性能控制I、轴压比一、规范要求轴压比:柱( 墙)轴压比N/(fcA) 指柱( 墙) 轴压力设计值与柱( 墙) 的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比。
它是影响墙柱抗震性能的主要因素之一，为了使柱墙具有很好的延性和耗能能力，规范采取的措施之一就是限制轴压比。
规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见10 版高规6.4.2和7.2.13。
抗震设计时，钢筋混凝土柱轴压比不宜超过表6.3.6的规定;对于?类场地上较高的高层建筑，其轴压比限值应适当减小。
二、电算结果的判别与调整要点:混凝土构件配筋、钢构件验算输出文件(WPJ*.OUT)Uc --- 轴压比(N/Afc)1.抗震等级越高的建筑结构，其延性要求也越高，因此对轴压比的限制也越严格。
对于框支柱、一字形剪力墙等情况而言，则要求更严格。
抗震等级低或非抗震时可适当放松，但任何情况下不得小于1.05。
2.限制墙柱的轴压比，通常取底截面(最大轴力处)进行验算，若截面尺寸或混凝土强度等级变化时,还验算该位置的轴压比。
SATWE验算结果，当计算结果与规范不符时，轴压比数值会自动以红色字符显示。
3.需要说明的是，对于墙肢轴压比的计算时，规范取用重力荷载代表值作用下产生的轴压力设计值(即恒载分项系数取1.2,活载分项系数取1.4)来计算其名义轴压比,是为了保证地震作用下的墙肢具有足够的延性,避免受压区过大而出现小偏压的情况,而对于截面复杂的墙肢来说,计算受压区高度非常困难,故作以上简化计算。
4.试验证明，混凝土强度等级，箍筋配置的形式与数量，均与柱的轴压比有密切的关系，因此，规范针对情况的不同，对柱的轴压比限值作了适当的调整(抗规6.3.6条注)。
5.当墙肢的轴压比虽未超过上表中限值，但又数值较大时，可在墙肢边缘应力较大的部位设置边缘构件，以提高墙肢端部混凝土极限压应变，改善剪力墙的延性。
当为一级抗震(9度)时的墙肢轴压比大于0.3,一级(8度)大于0.2,二级大于0.1时,应设置约束边缘构件,否则可设置构造边缘构件,程序对底部加强部位及其上一层所有墙肢端部均按约束边缘构件考虑。
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PKPM软件在应用中的问题解析―多塔结构的计算
多塔结构的计算
（一）带变形缝结构的计算⑴带变形缝结构的特点：
①通过变形缝将结构分成几块独立的结构。
②若忽略基础变形的影响，各单元之间完全独立。
③缝隙面不是迎风面。
⑵计算方法：
①整体计算的注意事项：
a）在SATWE软件中将结构定义为多塔结构；
b）所给振型数要足够多，以保证有效质量系数＞90％；
c）定义为多塔后，对于老版本软件，程序将对每一个缝隙面都计算迎风面，因此风荷载计算偏大；新版本软件增加了一项新的功能。
即可以人为定义遮挡面。
从而有效地解决了这一问题。
d）周期比计算有待商讨。
②分开计算的注意事项：
a）旧版软件除风荷载计算有些偏大外，其余结果都没问题，新版软件定义遮挡面后，风荷载计算也没有问题了。
b）一般而言，对于基础连在一起的带变形缝结构，由于基础对上部结构整体的协调能力有限，所以建议采用分开计算。
（二）大底盘多塔结构的计算
⑴大底盘多塔结构的特点：
①各塔楼拥有独立的迎风面。
②各塔楼之间的变形没有直接影响，但都通过大底盘间接影响其他塔楼。
③塔楼与刚性板之间没有―一对应关系，一个塔楼可能只有一块刚性板，也
可能有几块刚性板。
④大底盘顶板应有足够的刚度以协调各塔楼之间的内力、变形和位移。
⑵计算方法：
①在SATWE软件中将结构定义为多塔结构；②位移比、大底盘以上的各塔楼
的刚度比均正确；③周期比、转换部位的刚度比计算有待商讨。
⑶大底盘多塔结构刚度比的计算方法：大底盘多塔结构在大底盘与各主体之
间的刚度比如何计算规范并没有说明，但也没有说不要求。
SATWE软件仅仅输出1号塔的主体与大底盘相比较的结果，其它塔与大底盘相比的结果则用“＊”号表示。
①大底盘多塔结构刚度比的整体计算：根据龚思礼先生主编的《建筑抗震设计手册》提供的方法：要求在计算大底盘多塔结构的地下室楼层剪切刚度比时，大底盘地下室的整体刚度与所有塔楼的总体刚度比不应小于2，每栋塔楼范围内的地下室剪切刚度与相邻上部塔楼的剪切刚度比不宜小于1.5.
②大底盘多塔结构刚度比的分开计算：
a）根据《上海规程》第6.1.19条中条文说明中建议的方法：如遇到较大面积地下室而上部塔楼面积较小的情况，在计算地下室相对刚度时，只能考虑塔楼及其周围的抗侧力构件的贡献，塔楼周围的范围可以在两个水平方向分别取地下室层高的2倍左右。
b）在各塔楼周边引45度线，45度线范围内的竖向构件作为与上部结构共同作用的构件。