pkpm软件中关于楼板刚度设计
pkpm刚度比、位移比、周期比详细讲解_secret
PKPM刚度比、位移比、周期比详细讲解周期比规范条文：新高规的4.3.5条规定，结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1 之比，A级高度高层建筑不应大于0.9；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。
（用来控制扭转刚度不至于太小）对于通常的规则单塔楼结构，如下验算周期比:1）根据各振型的平动系数大于0.5，还是扭转系数大于0.5，区分出各振型是扭转振型还是平动振型2）通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt，周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T13）对照“结构整体空间振动简图”，考察第一扭转/平动周期是否引起整体振动，如果仅是局部振动，不是第一扭转/平动周期。
再考察下一个次长周期。
4）考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大5）计算Tt/T1，看是否超过0.9 (0.85)周期比控制什么？如同位移比的控制一样，周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不致于出现过大（相对于侧移）的扭转效应。
一句话，周期比控制不是在要求结构足够结实，而是在要求结构承载布局的合理性周期比不满足要求，如何调整？一旦出现周期比不满足要求的情况，一般只能通过调整平面布置来改善这一状况，这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。
周期比不满足要求说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，总的调整原则是加强结构外圈刚度，削弱结构内筒刚度。
F验算周期比的目的，主要为控制结构在罕遇大震下的扭转效应。
F多塔结构周期比：对于多塔楼结构，不能直接按上面的方法验算。
如果上部没有连接，应该各个塔楼分别计算并分别验算，如果上部有连接，验算方法尚不清楚。
F体育场馆、空旷结构和特殊的工业建筑，没有特殊要求的，一般不需要控制周期比。
F当高层建筑楼层开洞口较复杂，或为错层结构时，结构往往会产生局部振动，此时应选择“强制刚性楼板假定”来计算结构的周期比。
PKPM高层结构设计中经常要控制轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比“六种比值”
PKPM高层结构设计中经常要控制轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比“六种比值”高层结构设计中经常要控制轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比“六种比值”，-1、轴压比：主要为控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求-2、剪重比：主要为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性-3、刚度比：主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层-4、位移比：主要为控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。
-5、周期比：主要为控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响-6、刚重比：主要为控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆-位移比（层间位移比）:-1.1 名词释义：-（1）位移比：即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。
-（2) 层间位移比：即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。
-其中：-最大水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移。
-平均水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。
-层间位移角：墙、柱层间位移与层高的比值。
-最大层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值。
-平均层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。
-1.3 控制目的: -高层建筑层数多，高度大，为了保证高层建筑结构具有必要的刚度，应对其最大位移和层间位移加以控制，主要目的有以下几点：-1 保证主体结构基本处于弹性受力状态，避免混凝土墙柱出现裂缝，控制楼面梁板的裂缝数量，宽度。
-2 保证填充墙，隔墙，幕墙等非结构构件的完好，避免产生明显的损坏。
-3．控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。
-1.2 相关规范条文的控制：-[抗规]3.4.2条规定，建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则，对称，并应具有良好的整体性，当存在结构平面扭转不规则时，楼层的最大弹性水平位移(或层间位移)，不宜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。
pkpm软件中关于楼板刚度设计
底层柱底Y向地震作用的剪力——弹性膜
连体结构的楼板 对连体结构宜考虑全层弹性楼板或分块刚性楼板
对弱连接部位应考虑弹性楼板或当荷载考虑
转换层楼板加厚用于调整楼层的剪力
2。楼板分析时的不同模型
楼板分析可以有以下几种分析模型： 刚性楼板：平面内刚度无限大；平面外刚度为0。 弹性板6：平面内、平面外都按实际刚度计算 。 弹性板3：平面内刚度无限大；平面外按实际刚度计算 。 弹性膜：平面内按实际刚度计算；平面外刚度为0 。
各种楼板特性的应用条件 “刚性楼板”的适用范围：绝大多数结构只要楼板没有特别的 削弱、不连续，均可采用这个假定。 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。同样原因，也可通过“梁扭矩折减 系数”来适当折减梁的设计扭矩。
PMSAP可以对楼板（房间）进行单元划分，还可以考虑 板单元与梁协调（如果有梁的话），所以最合理。
狭长结构的楼板的变形 刚性楼板——中柱剪力小
弹性楼板——中柱剪力大 所以对狭长结构宜考虑全层弹性楼板或分块刚性楼板
狭长结构平面
狭长结构“刚性板”与“弹性膜”的对 比
底层柱底Y向地震作用的剪力——刚性楼板
“弹性膜”的适用范围：仅适用于梁柱结构，设计时不使楼 板面外刚度承担荷载，不使梁柱配筋减少，以保证梁柱设计 的安全度。 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。
不正确的弹楼板的定义
正确的弹性楼板的定义
正确的弹性楼板的定义
3。复杂楼板的结构分析
在上部结构分析中，怎样考虑楼板的作用，应根据工程的特 点来选择。 楼板在整体计算中，往往需要简化处理，以突出结构主体的 作用，但是对一些关键部位的楼板，应采用二次计算，对其 进行细部分析。 不与楼板相连的构件，如越层柱的计算长度系数，梁的刚度 放大和扭矩折减等，要作特殊考虑。
PKPM刚度比、位移比、周期比详细讲解
PKPM刚度比、位移比、周期比详细讲解周期比规范条文：新高规的4.3.5条规定，结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1 之比，A级高度高层建筑不应大于0.9；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。
对于通常的规则单塔楼结构，如下验算周期比:1）根据各振型的平动系数大于0.5，还是扭转系数大于0.5，区分出各振型是扭转振型还是平动振型2）通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt，周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T13）对照“结构整体空间振动简图”，考察第一扭转/平动周期是否引起整体振动，如果仅是局部振动，不是第一扭转/平动周期。
再考察下一个次长周期。
4）考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大5）计算Tt/T1，看是否超过0.9 (0.85)周期比控制什么？如同位移比的控制一样，周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不致于出现过大（相对于侧移）的扭转效应。
一句话，周期比控制不是在要求结构足够结实，而是在要求结构承载布局的合理性周期比不满足要求，如何调整？一旦出现周期比不满足要求的情况，一般只能通过调整平面布置来改善这一状况，这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。
周期比不满足要求说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，总的调整原则是加强结构外圈刚度，削弱结构内筒刚度。
F验算周期比的目的，主要为控制结构在罕遇大震下的扭转效应。
F多塔结构周期比：对于多塔楼结构，不能直接按上面的方法验算。
如果上部没有连接，应该各个塔楼分别计算并分别验算，如果上部有连接，验算方法尚不清楚。
F体育场馆、空旷结构和特殊的工业建筑，没有特殊要求的，一般不需要控制周期比。
F当高层建筑楼层开洞口较复杂，或为错层结构时，结构往往会产生局部振动，此时应选择“强制刚性楼板假定”来计算结构的周期比。
PKPM中刚性楼板、弹性楼板的选取
PKPM中刚性楼板、弹性楼板的选取1.引言楼板既是结构中重要的受力构件又是重要的传力构件。
由于楼板同时存在着平面内刚度及平面外刚度，在结构分析中，它对结构的整体刚度、对竖向和其他水平构件的内力都会产生影响，即楼板刚度的大小直接影响着整体结构及相关构件(也包括楼板本身)的分析结果(内力、变形及配筋)。
所以楼板刚度的合理假定已成为结构分析的主要计算原则。
首先要理解什么是“平面内”和“平面外”。
平面内就是指和载荷作用方向一致的方向，平面外就是和载荷作用方向垂直的方向。
通常所说的楼板平面内的刚度无限大，是指在水平荷载（地震力和风等）作用下，楼板在水平面内可以视为刚体，即与水平荷载一致的方向上；在该平面内的每一点的位移都是相等的，此时它的截面高度可以认为是整个楼的面宽或进深。
而平面外方向就是指楼板的结构厚度方向，结构厚度通常仅仅为十几厘米，和整个楼的面宽或进深的十几米或几十米相比起来，就小多了。
2.PKPM楼板计算模型在PKPM的SATWE、PMSAP板块中，实现了四种类型的楼板刚度模型：刚性楼板、弹性楼板6、弹性楼板3和弹性膜的计算模型。
2.1刚性楼板模型其含义是指平面内刚度无限大，内力计算时不考虑平面内变形，与板厚无关，平面外刚度为零，PKPM程序默认楼板为刚性楼板。
该模型使结构在每层板内只有3个公共自由度，即两个平移自由度dx、dy和一个绕竖轴扭转自由度θz，在板内的每个节点的独立自由度也只有3个；使电算的效率大大提高，程序的运用范围越来越广泛。
刚性楼板假定认定平面外刚度为零，忽略了楼面梁的有效翼缘对平面外刚度的贡献，使结构总刚度偏小，周期加长，吸引的地震作用小，不安全。
为此，规范规定用梁刚度增大系数来间接的考虑楼板平面外的刚度。
于是《高规》第 5.2.2规定在内力和位移计算时，对现浇楼面和装配式整体楼面的梁刚度采用 1.3－2.0 增大系数来考虑翼缘的增大作用。
刚性楼板假定结构计算概念明了，计算简便；使电算的效率大大提高，程序的运用范围越来越广泛。
PKPM中的四种板
板属性一、显示刚性板本菜单可以查看楼层的刚性板信息。
程序默认将同平面的相连的有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，但刚性板块之间不可有公共节点相连，因此，即使两房间楼板之间仅有一个公共节点，程序也会将两房间楼板归为一个刚性板块。
选择“强制刚性楼板假定”时，同一塔内楼面标高处所有的房间（包括开洞和板厚为零的情况）均从属同一刚性板，非楼面标高处的楼板，按照非强制刚性楼板假定的原则进行搜索，形成其余刚性楼板。
1、刚性板计算原理建筑的楼屋面大多数为现浇钢筋混凝土楼板或有现浇面层的预制装配式楼板，它们具有很大的面内刚度，可近似认为楼板在其自身平面内为无限刚。
《高规》5.1.5条规定：“进行高层建筑内力与位移计算时，可假定楼板在其自身平面内为无限刚性，相应地设计时应采取必要措施保证楼板平面内的整体刚度。
”“刚性楼板”模型假定楼板平面内刚度无限大，平面外刚度为零。
在采用刚性楼板假定进行整体分析时，每块刚性楼板在水平面内做刚体运动。
除刚性板主节点外，其余每个节点的独立自由度只剩下3个，即绕X、Y方向的转角、和Z方向位移，而X、Y 方向平动以及绕Z方向的转动由主节点自由度确定。
采用上述假设后，结构分析的自由度数目大大减少，可能减少由于庞大自由度系统而带来的计算误差，使计算过程和计算结果的分析大为简化。
并在大多数工程分析中具有足够的工程精度。
但是，由于假定楼板内的节点没有相对水平位移，也即楼板内的梁等杆件的轴向变形为零，因此有限元计算无法得出这些构件的轴力。
在楼板的面内刚度无限大的情况下，这些轴力被楼板吸收。
2、刚性楼板的生成和修改在计算软件的前处理部分，对于用户在建模中定义的水平放置的楼板，程序将自动地默认为刚性楼板。
用户可以在“特殊构件补充定义”菜单下，点击“刚性板号”来查看默认生成的刚性板情况。
建模中的楼板是以房间为单元的，而计算模型则默认将连续的多个房间的平板设置成一块刚性板。
即程序默认将同平面的、有厚度的（厚度可以不同）、连续的水平平板合并成一个刚性板块。
PKPM,SAP2000中的楼板
PKPM,SAP2000中的楼板一、PKPM1.刚性楼板在采用楼板平面内无限侧刚假定时，每块刚性楼板有三个公共自由度（u,v,θ），那么刚性楼板内每个节点的独立自由度只剩下3个（θ,θ,ω）了，这样极大的减少了结构整体自由度数，结构分析工作得到了很大程度的简化，从而提高了工作效率，这一有点正是刚性楼板假定能够被广泛接受的重要原因。
在采用刚性楼板假定时，忽略了楼板平面外的刚度，使结构总刚度偏小。
事实上，楼板的面外刚度在某种意义上来讲可以理解为楼面梁的有效翼缘，为此，规范给出了用近似梁刚度放大系数形式来间接地考虑楼板的面外刚度。
对于两侧都与刚性楼板相连的梁，取边梁的刚度放大系数; 对于其他情况的梁（包括不与楼板相连的独立梁和仅与弹性楼板6和弹性楼板3相连的梁），梁刚度不放大。
对于复杂楼板形状的结构工程，如楼板有效宽度较窄的环形楼面或其他有大开洞楼面、有狭长外伸段楼面、局部变窄产生薄弱连接的楼面、连体结构的狭长连接楼面等场合，楼板面内刚度有较大削弱且不均匀，楼板的面内变形会使楼层内抗侧刚度较小的构件的位移和内力加大。
2.弹性楼板6弹性楼板6假定是采用壳单元真实地计算楼板的面内刚度和面外刚度。
从理论上讲，弹性楼板6假定是最符合楼板的实际情况，可以应用与任何工程。
但实际上。
在采用弹性楼板6假定时，部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件，导致梁的弯矩减小，相应的配筋也会减小。
这与采用刚性楼板假定不同，因为采用刚性楼板假定时，所有的竖向楼面荷载都通过梁传递给竖向构件。
这点差异造成采用弹性板6假定和采用刚性楼板假定的梁配筋安全储备不用，而过去所有关于梁的工程经验都是在刚性楼板假定前提下配筋安全储备相对应的。
弹性楼板6假定是针对板柱结构和板柱-抗震墙结构提出的采用弹性楼板6假定进行板柱结构或板柱-抗震墙结构分析时，首先要求在PMCAD交互式建模时，在假定的等待梁位置上，布置截面尺寸为100mm*100mm的矩形截面混凝土虚梁。
pkpm设计应该控制的参数
通过对PKPM软件的学习，结合本人的理解，做一些总结。
一、楼板刚度随着结构体系的多样化，楼板受力复杂化，楼板刚度的合理假定将直接影响结构的分析效率和精度。
SATWE对各种楼板形式分成刚性楼板，弹性楼板6，弹性楼板3，弹性膜等四种计算模型，其假定及应用详下表：楼板类型平面内刚度平面外刚度适用范围备注（1）刚性楼板无限大0 一般楼板每层楼板有三个自由度；结构总刚偏小，用梁刚度放大系数的方法考虑楼板平面外刚度（2）弹性楼板6 真实计算真实计算板柱，板柱—抗震墙结构部分楼板面荷载可通过楼板平面外刚度直接传递给竖向构件，导致梁的弯矩变小；布置暗梁协肋有限单元格的划分（3）弹性楼板3 无限大真实计算厚板转换层的转换厚板布置暗梁协肋有限单元格的划分；板厚均分给相邻层层高（4）弹性膜真实计算0 空旷厂房，体育馆，楼板局部开大洞等存在平面内的变形，即平面内任意两点的水平距离可以变化尽管从理论上讲，弹性楼板6假定是最符合楼板的实际情况，但是这样做会使梁端弯矩减小，结构计算机时也将大大增加，所以应跟据实际情况，合理假定楼板的刚度。
二、结构平面布置的规则性高层建筑的平面布置应满足高规第4.3.3条平面尺寸的要求和抗规3.4.2条的规定，需要强调的是结构的规则性：应满足：周期比：结构扭转为主的第一周期Tg（扭转因子大于50%）与平动为主的第一周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高度高层建筑，混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。
位移比：在考虑偶然偏心地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍，B级高度高层建筑，混合结构高层建筑及复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层的平均值的1.4倍。
（按刚性楼板假定计算）三、结构竖向布置的规则性主要体现在结构竖向薄弱层的确定：层刚比：抗震设计的高层建筑，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%.承载力比：A级高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%，不应小于上一层受剪承载力的65%；B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不应小于其上一层受剪承载力的75%。
PKPM三种刚度
⑶应用范围：可用于执行《高规》第E.0.2条规定的工程的刚度比的计算。
（四）《上海规程》对刚度比的规定
《上海规程》中关于刚度比的适用范围与国家规范的主要不同之处在于：
⑴《上海规程》第6.1.19条规定：地下室作为上部结构的嵌固端时，地下室的楼层侧向刚度不宜小于上部楼层刚度的1.5倍。
10，0.5375，1.7193，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否
11，0.4466，1.6676，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否
12，0.3812，1.6107，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否
7，1.4179，2.2177，否／16.014，1.3146，否／11.145，1.3066，否
8，0.9138，1.9275，否／16.014，1.3542，否／11.247。1.3559，否
9，0.6770，1.7992，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否
Δ1=1/K1 ； Δ2=1/K2
则剪弯刚度比γe=(Δ1×H2)/(Δ2×H1)=0.9933
（六）关于三种刚度比性质的探讨
⑴地震剪力与地震层间位移比：是一种与外力有关的计算方法。规范中规定的Δui不仅包括了地震力产生的位移，还包括了用于该楼层的倾覆力矩Mi产生的位移和由于下一层的楼层转动而引起的本层刚体转动位移。
13，0.3310，1.5464，否／14.782，1.2500，否／10.369，1.2500，否
注1：SATWE软件在进行“地震剪力与地震层间位移比”的计算时“地下室信息”中的“回填土对地下室约束相对刚度比”里的值填“0”；
pkpm刚度比的控制
1 刚度比的控制A 控制意义：新规范要求结构各层之间的刚度比，并根据刚度比对地震力进行放大，。
新规范对结构的层刚度有明确的要求，在判断楼层是否为薄弱层、地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否满足要求等等，都要求有层刚度作为依据，直观的来说,层刚度比的概念用来体现结构整体的上下匀称度.B 规范条文：新抗震规范附录E2.1规定，筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2。
新高规的4.4.3条规定，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的70%或其上相临三层侧向刚度平均值的80%。
新高规的5.3.7条规定，高层建筑结构计算中，当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。
新高规的10.2.6条规定，底部大空间剪力墙结构，转换层上部结构与下部结构的侧向刚度，应符合高规附录D的规定。
E.0.1底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构，可近似采用转换层上、下层结构等效刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化，非抗震设计时γ不应大于3，抗震设计时不应大于2。
E.0.2底部为2~5层大空间的部分框支剪力墙结构，其转换层下部框加-剪力墙结构的等效侧向刚度与相同或相近高度的上部剪力墙结构的等效侧向刚度比γe宜接近1，非抗震设计时不应大于2，抗震设计时不应大于1.3。
C 计算方法及程序实现：>>楼层剪切刚度>>单层加单位力的楼层剪弯刚度>>楼层平均剪力与平均层间位移比值的层刚度只要计算地震作用，一般应选择第 3 种层刚度算法不计算地震作用，对于多层结构可以选择剪切层刚度算法，高层结构可以选择剪弯层刚度不计算地震作用，对于有斜支撑的钢结构可以选择剪弯层刚度算法D 注意事项:转换层结构按照“高规”要求计算转换层上下几层的层刚度比，一般取转换层上下等高的层数计算。
层刚度作为该层是否为薄弱层的重要指标之一，对结构的薄弱层，规范要求其地震剪力放大1.15，这里程序将由用户自行控制。