「PKPM刚度比计算」八问八答

lylla 2019-05-06

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供稿：结构售后技术支持部

“

刚度比计算，是高层建筑结构设计的重要指标之一，是设计人员绕不开的话题，下面的八问八答，我们将结合PKPM-SATWE软件向大家做一个简明且完整的说明。

”

第 1 问规范中涉及层刚度的条款有哪些？

《高规》第3.5.2条、第5.3.7条、第10.2.3条及附录E，《抗规》第6.1.14-2条、第3.4.3条，《高钢规》第3.3.10条

第 2 问侧向刚度的计算方法是什么？

剪切刚度、剪弯刚度、楼层剪力/ 层间位移三种算法。

第 3 问按刚度比如何判断薄弱层？

以PKPM-SATWE（V4.3.4版）软件为例，“前处理-调整信息2”中，按刚度比判断薄弱层的方式提供了4种方式，具体见下图：

当选择“按抗规和高规从严判断”时，程序根据《高规》第3.5.2条和《抗规》第3.4.3条，采用楼层剪力/ 层间位移算法，同时且分别输出对应的刚度比，如果不满足要求，程序判断为薄弱层，并按“薄弱层地震内力放大系数”自动对地震内力进行放大。

下图是非框架结构输出的刚度比结果示意图。Ratx1/Raty1是根据《抗规》第3.4.3条、《高规》第3.5.2-1条计算，已经除以了规范限值的结果，设计人员只需与1作比较，判断是否满足要求；Ratx2/Raty2是根据《高规》第3.5.2-2条计算，Ratx2_min是控制限值，结果与Ratx2_min进行比较。程序仅当嵌固端所在层号为1时，才会按照《高规》要求取限值为1.5。

同理，当选择“仅按抗规判断”时，结果输出Ratx1/Raty1部分；当选择“仅按高规判断”时，若为框架结构，结果输出Ratx1/Raty1部分；若为非框架结构，结果输出Ratx2/Raty2部分。

第 4 问如何判断嵌固层？

根据《高规》第5.3.7条、《抗规》第6.1.14-2条要求，采用剪切刚度计算楼层侧向刚度，通过 “新版文本查看-楼层侧向剪切刚度”查看计算结果，如下图所示。

如果地下室顶板可以满足嵌固要求，需将“嵌固端所在层号”按“地下室层数+1”的原则填写，以保证后续的准确计算。“嵌固端所在层号”这个参数不同于力学概念中的嵌固端，是与计算调整相关的一项参数，涉及《抗规》第6.1.14条、《高规》第12.2.1条梁配筋柱内力的调整、《抗规》第6.2.3条/第6.2.10-3条柱内力放大、《高规》第3.5.2-2条刚度比限值的取值、底部加强区下延等几方面的调整。

第 5 问转换结构的刚度比如何控制？

转换结构其结构布置应尽量避免发生明显的刚度突变，防止产生软弱层，故在设计中对带转换的高层建筑沿竖向侧向刚度作严格控制。对于这部分的分析，分为转换层设置在地上1、2层和高位转换两种情况。

当 “转换层所在层号减去地下室层数”为1或2层的时候，按照剪切刚度计算等效侧向刚度，可通过[转换层下部与上部结构的刚度比]查看结果，这里面直接给出了结论，抗震设计Υe1按0.5，非抗震设计Υe1按0.4控制，比较直观，如下图所示。

当然，也可以查看[楼层侧向剪切刚度]，需要说明的是，此处输出的是本层与下一层的剪切刚度比，而上述文本是转换层与相邻上一层的刚度比，二者是倒数关系。

当“转换层所在层号减去地下室层号”大于2，即高位转换时，需要根据《高规》附录E.0.2、E.0.3条控制刚度比。设计人员可以在[楼层剪力/层间位移刚度]中查看附录E.0.2的结果，只是这里程序输出的是本层与下一层的侧向刚度比，《高规》中的描述是“转换层与相邻上层侧向刚度比不应小于0.6”，并且这里未直接给出结论性语句，需要人工换算判断；

以下图某高位转换工程为例，转换层位于地上6层，点击[楼层剪力/层间位移刚度]结果，手工找到第7层，可知该层与下一转换层侧向刚度比1.22/1.31，即满足附录E.0.2要求。