PKPM,YJK,MIDAS,和ETABS构件内力调整比较.doc

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1、构件内力调整1引言为实现房屋建筑的抗震设防目标，钢筋混凝土框架结构除了必须具有足够大的承载力和刚度外，还应该具有良好的延性和耗能能力。在地震震害、试验研究和理论分析后，可以得到下述对于钢混框架结构抗震性能的认识：梁铰机制优于柱铰机制；弯曲（压弯）破坏优于剪切破坏；大偏心受压破坏优于小偏心受压破坏；避免核心区破坏及梁纵筋在核心区的粘结破坏。为实现上述目标，使钢筋混凝土框架成为延性耗能框架，应该采用如下的抗震设计理念：强柱弱梁、强剪弱弯、局部加强（框支柱、角柱等）、强核心区强锚固、限制轴压比并加强箍筋约束等。本章节主要针对前三点进行研

2、究，对比不同软件对于构件级别的内力调整所采用的方法。2相关规范规定中国规范对于钢筋混凝土框架结构的内力调整做了如下规定。3各软件关于内力调整的实现方法及算例比较3.1计算模型选择如图所示模型，框架6层，层高4m，双向柱距6m。1~2层横竖各5跨，3~4层X轴向5跨，Y轴向3跨，5~6层横竖各三跨，各层位置如图布置。楼板采用刚性板假定，双向导荷，不考虑楼板对梁的刚度放大作用，板上均布荷载工况为：恒荷载5kN/m2，活荷载2kN/m2。设计地震分组为I组，设防烈度为8度（0.2g），场地类别为II，特征周期0.35s，地震影响系数最大

3、值为0.16。本算例不考虑风荷载作用。3.2框架梁的内力调整框架梁的内力调整主要指梁的强剪弱弯调整。为实现延性设计，须保证梁弯曲破坏先于剪切破坏，因此须提高梁剪力设计值，提高梁的抗剪承载力。3.2.1计算结果（二级抗震）剪力调整项目设计内力内力调整系数内力组合MIDAS负弯矩（kN·m）160.771.21.2DL+0.6LL-1.3ry正弯矩（kN·m）81.591.0DL+0.5LL+1.3ry剪力（kN）99.691.2DL+0.6LL-1.3ryETABS负弯矩（kN·m）170.721.21.2DL+0.6LL±1.3r

4、y正弯矩（kN·m）67.711.2DL+0.6LL±1.3ry剪力（kN）91.291.2DL+0.6LL±1.3ryPKPM负弯矩（kN·m）1641.21.2DL+0.6LL-1.3ry正弯矩（kN·m）841.0DL+0.5LL+1.3ry剪力（kN）921.2DL+0.6LL-1.3ryYJK负弯矩（kN·m）1641.21.2DL+0.6LL-1.3ry正弯矩（kN·m）841.0DL+0.5LL+1.3ry剪力（kN）921.2DL+0.6LL-1.3ryPKPM、YJK与ETABS数据分析三种软件对于梁强剪弱弯的调

5、整方法相同，即按照规范采用公式计算梁端设计剪力。但是由于其中是按简支梁计算弯矩，而结构中梁基本均为端部刚接的连续梁。故计算时需对公式进行解析。其中是梁端设计弯矩，是由荷载组合计算出来，其中包含地震荷载，恒荷载和活荷载。将其中恒活荷载的部分提出来与合并，即为重力荷载代表值在连续梁下产生的剪力。而前一项中只剩地震荷载部分，即为地震荷载在梁端截面产生的剪力。故公式可改写为：。则计算结果如下：PKPM&YJK：。ETABS：计算结果与程序完全吻合。MIDAS数据分析MIDAS调整方法与前两种软件不同。MIDAS并非按照规范给出的公式调整，

6、而是先通过内力组合计算出最不利的剪力，然后乘以调整系数。即梁端设计剪力与设计弯矩无关。通过标准内力手算验证结果如下：按规范计算：按MIDAS计算：结果证明，内力组合后乘以放大系数的方法的计算结果与程序完全吻合。3.2.5一级抗震时各软件内力调整方法当结构的抗震等级为一级时，按规范要求，梁设计剪力应根据梁端截面的实际弯矩承载力计算，即满足公式。但是实际上，程序并无法没有按照实际承载力进行调整，而是仍沿用二级抗震时各自采用的公式。只是在调整系数上做了变化。YJK软件引入超配系数概念，其默认值为1.15。抗震等级为一级时，剪力增大系数。

7、PKPM软件在一级抗震等级下仍沿用规范规定，取。MIDAS在一级抗震等级下与PKPM取的剪力增大系数相同，。MIDAS中还有一个抗震等级为“9度一级”。对于框架结构来说，这两者本应相同，但是实际上，对于框架结构，在9度一级抗震等级下，剪力增大系数取。ETABS软件在一级抗震等级下，剪力增大系数按下式计算：。3.3.强柱弱梁调整3.3.1计算结果当设置框架结果的抗震等级为2级时，柱1标准内力计算结果如下表。由于各软件结果差别甚微，故以YJK计算结果为例标准内力Shear-X（kN）Shear-Y（kN）Axial（kN）Mx-Btm

8、（kN·m）My-Btm（kN·m）Mx-Top（kN·m）My-Top（kN·m）EX16.5-22.2-57.841.7-33.6-47.6-40EY-6.456.3-17.1-108.2-9.8118.316DL-18.9-0.8-430.2