６８ 低温建筑技术 ２０１２年第６期（总第１６８期） ＰＫＰＭ梁刚度放大系数取值建议 张金海，王湘安，王（天津大学建筑设计研究院． 天津亨 ３００ ｑ【摘要】 以当前国内设计行业最常用的设计软件ＰＫＰＭ的２０１０版本中的ＳＡＴＷＥ模块中梁刚度放大系数 的取值方法为基础，来分析该软件对梁刚度放大系数的计算中存在的问题，给出相对合理的处理方法，为广大的 结构设计工程师提供设计参考。 【关键词】ＳＡＴＷＥ软件；梁刚度放大系数；取值方法 【中图分类号】ＴＵ３７５．１ 【文献标识码】 Ｂ 【文章编号】 １００１—６８６４（２０１２）０６—００６８—０２ ２０１０版的ＳＡＴＷＥ参数中新增了一项梁刚度放大 由于篇幅限制，表１只列出了常用Ｔ形、Ｉ形截面 系数按照２０１０规范取值的选项，按照规范公式计算来 考虑楼板对梁的刚度增大作用更加准确。以前ＳＡＴ— ＷＥ版本以及其他计算软件一般都是设计人根据经验 输入一个梁的刚度放大系数，例如中梁的刚度放大系 数为２。实际梁的跨度，楼板的厚度对梁的刚度影响 是有变化的，２０１０版此软件的此参数的增加可谓是一 个很大的改进，下图是用ＳＡＴＷＥ计算的一个简单规 则框架（跨度相同，框架梁截面都相同，次梁的截面也 的肋梁有效翼缘计算宽度的公式。根据上表可知，影 响有效翼缘计算宽度ｂ 也即直接影响梁刚度放大系 数的因素有梁的计算跨度ｆ０，梁的净距ｓｎ和楼板厚度 三个因素。笔者自行编制了一个计算梁刚度放大系 数ＥＸＣＥＬ小软件，来分析了这几种因素对梁刚度放大 系数的影响程度，详细情况见表２。 表１ 受弯构件受压区有效翼缘计算宽度ｂ Ｔ形、Ｉ形截面 情况 肋形梁（板） 独立梁 都相同）的梁的刚度放大系数（按照规范取值）。 表２常用梁跨度和板厚度对应的梁刚度放大系数 图１某框架粱刚度放大系数 从上图中我们会很容易的发现一个问题，就是同 样截面的框架梁，有次梁分割和没有次梁分割的框架 梁刚度系数不一样，而且相差较大。 １ 梁刚度放大系数影响因素 ＧＢ２００１０—２０１０（混凝土结构规范》第５．２．４条和 ＪＧＪ３—２０１０（高层建筑混凝土结构技术规程》第５．２．２ 条都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。应根据梁翼缘 尺寸于梁截面尺寸的比例关系确定增大系数的取值。 下表是ＧＢ２００１０—２０１０（混凝土结构规范》对受弯构 件受压区有效翼缘计算宽度ｂ 的取值。 表１和表２是列举的实际工程中常用的跨度和对 应的框架梁截面来计算的梁刚度放大系数，从表ｌ和 表２可以看出：梁的净距 ｎ对梁刚度放大系数基本没 张金海等：ＰＫＰＭ粱刚度放大系数取值建议 有影响，梁净距＞２ｍ以上时刚度放大系数基本不变， 实际工程中梁净距在２ｍ左右的情况也很少，楼板厚 度对梁刚度放大系数有影响。再看下表３。 表３梁计算跨度Ｌ０＝４０００ｍｍ时梁刚度放大系数 从表３和表２可以看出同样的梁截面和楼板厚 度，梁净距但是梁的计算跨度对刚度放大系数影响是 非常大的，大约相差２５％左右。分析到现在我们可以 分析一下图１的情况。现在设计人员在用ＰＫＰＭ建立 模型时候，基本上都是将此梁按照主梁来建模的，在 后来用ＳＡＴＷＥ分析时候，框架梁被次梁打断成了几 段，在计算梁的刚度放大系数的时候，计算长度加就 减小了一半或者更多，这是根据主梁上搭几根此梁有 关，所以同样截面和跨度的框架梁上有次梁搭上和没 有次梁搭上计算出来的梁的刚度放大系数相差会很 多了。 ２梁刚度放大系数对结构整体计算的影响 下面是笔者建立的一个简单的算例来用ＳＡＴＷＥ 分析一下梁刚度放大系数对结构整体计算的影响。 算例基本情况：七层框架，跨度８．１×８．１ｍ，中间布置 一道次梁， 和Ｙ向各５跨，框架梁截面为３５０ｍｍ× ７００ｍｍ，柱截面为７５０ｍｍ×７５０ｍｍ；设防烈度７度 （０．１５ｇ），设防地震分组为第二组，场地类别三类。分 别计算了两个模型，第一个是按照ＳＡＴＷＥ自动按照 ２０１０规范对梁刚度放大系数取值来计算，第二个模型 是将框架梁的刚度放大系数修改为不考虑框架梁被 次梁打断计算的梁刚度放大系数的值。将计算结果 对比整理如下。 口ｌ：珏 Ｉ：Ｚ璺口ｌｔＺ璺 ｌ—Ｚ璺口Ｉ Ｚ璺 占 一ｆｌ 器 １８９ １．８９０ｌ８『 ．１．８９一 昌 Ｉ．８９ Ⅱ．ｌ 昌 ８９ 【．８９，０Ｉ、２１．ｏｌ ８ｔ． Ｉ 器 岛Ｉ 器 ８ｌ ： ！： Ｑ＝ ：§Ｑ Ｉ：§Ｑ ： ９墨 ＾ｌ１．８９￣＇ １．８９兰 Ｉ，、 ｌ＿８９ ８９至 １．８９ ｌ 器 ８ｌ 器 ８Ｉ 器 ８ｌ ： ： ！： ： Ｉ： ＝ ！ 、Ｄｌ ｏ。 昌 图２ ＳＡＴＷＥ按照２０１０规范计算的梁剐度放大系数 从上表４可以看出，由于次梁将框架梁打断，ｓａｔ— ｗｅ按照２０１０规范计算框架梁的刚度放大系数时候， 框架梁被分割成若干段，主梁计算梁刚度放大系数的 时候以被次梁分割点为支座导致ｚ０取值的减小，导致 框架梁刚度放大系数取值偏小，对整体的刚度、地震 力计算偏小７．６％左右，位移偏大７．６％左右，同时对 框架梁的计算配筋也偏小，造成安全隐患。 口 ： ：§Ｑ口 ： ！： Ｑ口ｌ：垒Ｑ ！： ８Ｉ ｌ蛊 器 器 Ｉ １．８９ １．８９ １．８９一 １．８ １．８９ １．８９ Ｉ．８‘ 墨 ￣２曩 ：．ｏ５ ：Ｑ 坫２ｇｌ ： 器 ：： 鹕：兮 ＩＱ ：盆 器 Ｉ一Ｉ１．８９一 １．８９ ｌ，８９－－’ １．８９ｒ，ｊ １．８９ ｌ‘８９ ｔ．８｛ ８Ｉ 赛 昌 器 Ｉ。Ｑ５兰 一２．０Ｙ ：２．０５－ ２。Ｑ５ ２ Ｑ ．２．０５￣ 图３ ＳＡＴＷＥ按照框架梁没有被次粱打断 计算后修改的梁刚度放大系数 表４ 模型计算的基本指标结果 ３结语 应用ＳＡＴＷＥ进行整体分析时候，对于结构模型 建立次梁（不考虑次梁自重）和不建立次梁，应该对整 体的地震力没有影响，不应该因为建立了次梁就改变 的框架梁的刚度放大系数致使影响整体地震力。建 议在进行计算的时候，对框架的刚度系数进行在特殊 构件按照框架梁的实际计算跨度计算的值进行修改； 或者将中框架梁刚度放大系数近似取值为２，这样保 证整体计算的偏差不致太大，保证结构安全。 参考文献 ［１］ＧＢ５００１０－２０１０，混凝土结构设计规范［ｓ］． ［２］ＪＧＪ３—２０１０，高层建筑混凝土结构技术规程［ｓ］ ［收稿日期】２０１２一ｏ２—１６ ［作者简介】张金海（１９７７一），男，黑龙江齐齐哈尔人，工学 硕士，高级工程师，研究方向：结构抗震。