AA类混凝土结构在PKPM中计算方法的探讨之一

转自公众号：老陈聊房检

一、概述

       小编对各种后续工作年限类别的既有建筑的抗震验算标准进行了总结，结果如下表所示：

      由上表我们可以看出，对于大部分后续工作年限分类的既有混凝土建筑，我们都是可以按原设计标准进行构件抗震承载力验算的，只有AA类既有建筑应该按鉴定通规的A类建筑的要求进行验算。

       我们知道，目前主流的设计软件，如PKPM和YJK均附加了鉴定加固模块，该模块中给出了抗震鉴定标准的A类建筑、89版抗规、01版抗规和10版抗规等几种方法进行抗震承载力验算。由于鉴定通规第5.3.2条对A类建筑的抗震鉴定给出了两种计算方法，这两种计算方法与09版抗震鉴定标准的计算方法实际上是有一定区别的，而且两种计算方法计算结果可能会有所不同。本期我们首先以一个典型的案例为例，对PKPM程序中的AA类建筑(鉴定通规与09版抗震鉴定标准均为A类建筑的既有建筑)的抗震承载力计算结果进行分析，并对其中部分计算参数的取值进行探讨。

二、案例

         构造如下一个简单的四层钢筋混凝土框架结构房屋，上海地区，7度（0.1g），Ⅳ类场地土，丙类建筑，在PKPM鉴定加固模块中采用两种不同的计算方法和两种不同的抗震等级，对其计算结果进行了对比。

       计算模型之所以采用上海地区，一方面是因为老陈在上海，大部分的项目都在上海，另一方面是因为上海地区的地震反应谱从1992版到2023版，除了长周期有所变动外，一般多层和高层建筑所涉及周期的反应谱基本没有变化，从而避免了地震设计反应谱与鉴定反应谱之间的不同所引起的计算偏差问题。  

       根据鉴定通规和09版抗震鉴定标准的要求，计算时，AA类建筑的构件组合内力设计值不作调整，也就是说，AA类建筑的计算结果应与其抗震等级无关。本次验算，对框架结构分别取抗震等级三级和四级，分析在PKPM模块中计算结果有什么不同。  

1、计算工况  

         本次计算共四种工况，将其列于下表中。

2、计算结果  

         四种工况下的一层主要构件的配筋计算结果如下所示。  

工况一 典型构件计算配筋

   

工况二 典型构件计算配筋

   

工况三 典型构件计算配筋

   

工况四 典型构件计算配筋

       为了更好地比较四种工况下计算结果的异同，将结构的整体计算指标与典型构件的配筋计算结果列于下面两张表中。  

三、计算结果分析  

       由以上的计算结果，我们可以总结出PKPM程序以下的一些计算规律：

1、四个工况中，结构周期的计算结果一致，说明结构周期的计算结果与上述工况的各种参数设置无关；

2、与前期老陈分析的情况一致，按方法一计算的层间位移角要小于按方法二计算的层间位移角，两者相差0.8倍，与方法一的地震作用折减系数一致。

3、对典型框架梁、柱的计算结果进行分析，PKPM程序对A类建筑的构件承载力的计算采用的是80’s年代系列规范的计算公式，这符合09版抗震鉴定标准的要求，但不符合鉴定通规的要求(鉴定通规要求按现行标准的公式计算)。这对于框架梁、柱而言，若其计算配筋不是构造配筋，则程序计算结果会略小于鉴定通规的要求，但从实际的计算结果看，似乎影响不大，而若计算配筋为构造配筋，则程序的计算结果会大于鉴定通规的要求，特别是抗震等级为三级时差别较大。

        1)、典型框架梁

        典型框架梁的计算结果表明，四种工况的典型框架梁的计算结果中，纵向配筋基本一致，说明各种计算工况对框架梁纵向配筋的计算结果影响很小，而对于内力相对较大的框架梁，方法一的计算结果略小于方法二的计算结果，不过误差相对较小。

      框架梁的横向配筋按公式     计算，PKPM程序默认的最小箍筋配筋率     为0.15%，即若按该公式计算得到的箍筋配筋率小于最小箍筋配筋率，则程序默认按最小箍筋配筋率取值，而09版抗震鉴定标准中对框架梁箍筋的最小配筋率并无要求。

        2)、典型框架柱

        典型框架柱的计算结果表明，四种工况中，对于内力较大的框架柱，纵向配筋，方法一的计算结果略小于方法二的计算结果，对于构造配筋的框架柱，其全截面配筋率按0.5%考虑，这与09版抗震鉴定标准的要求基本一致。

       典型框架柱的横向箍筋，方法一与方法二的计算结果基本一致，但抗震等级为三级框架柱的横向箍筋则大于抗震等级为四级的框架柱，说明程序在计算框架柱的横向箍筋时，考虑了框架柱的抗震等级。其横向箍筋的配置一般按最小体积配箍率考虑，其中四级框架柱，程序默认的最小体积配箍率为0.4%，三级框架柱的最小体积配箍率则根据轴压比不同，按09版抗震鉴定标准表6.3.5-3中要求取值，比如对于轴压比<0.4的框架柱，最小体积配箍率取0.4%，0.4<轴压比<0.6的框架柱，最小体积配箍率取0.6%，轴压比>0.6的框架柱，最小体积配箍率取0.8%。由此可见，PKPM对于A类建筑框架柱横向箍筋的计算结果其实是按B类建筑的要求进行的，是高于A类建筑要求的。事实上根据09版抗震鉴定标准第6.2.4条的要求，对于7度、丙类、     类场地土，框架柱的箍筋构造要求是不应小于     ，并无最小体积配箍率的要求。

四、小结  

       由以上对一个具体案例的分析，对于PKPM鉴定模块中对A类建筑计算，我们可以给出以下结论和建议：

1. 结构的周期与计算参数无关；

2. 结构的侧向位移与计算方法有关，对于侧向位移计算结果的处理方法可参见之前的文章；

3. PKPM程序对A类建筑的构件承载力的计算采用的是80’s年代系列规范的计算公式，且最小配筋率也采用的是89版抗规的要求， 若其计算配筋不是构造配筋，则程序计算结果与鉴定通规要求差别不大，若计算配筋为构造配筋，则程序的计算结果会大于鉴定通规要求，建议对于常规的混凝土模型，在鉴定模块中可采用 方法二（抗震承载力调整系数折减系数0.85）、抗震等级为四级的计算参数，这种计算结果更加接近鉴定通规的要求。

以上仅仅是单个模型的分析结果，是否准确尚需经过更多模型的验证。

来源：老陈聊房检

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