廣東新高規在PKPM程序中實現的若干問題匯總

在不同的荷載作用下，混凝土結構可能有不同的彈塑性發展，因此進行等效彈性的計算時，不同工況的分析宜采用不同的計算模型。

在SATWE中支持重力荷載、風荷載和地震作用分別采用不同的剛度系數。

1. 樓面梁剛度放大系數

《廣東高規》（2021版）第5.2.2條建議：“現澆樓蓋樓面和裝配整體式樓蓋樓面梁的抗彎剛度應考慮翼緣的作用予以增大。一般情況下，抗風設計時邊梁剛度增大系數可取1.3～1.5，中梁可取1.5～2，抗震設計時邊梁剛度增大系數可取1.0～1.2，中梁可取1.2～1.5，視帶翼緣與不帶翼緣的具體情況而定。”

當選擇按《廣東高規》（2021版）計算時，SATWE中默認采用下圖中的剛度放大系數。

梁剛度放大系數的設置

2. 連梁剛度折減系數

通?？梢约俣ㄖ亓奢d施加后結構仍然保持彈性，在較大的風荷載作用下部分連梁輕微開裂，設防地震作用下連梁則可能較多開裂。

《廣東高規》（2021版）第5.2.1條建議：“框架-剪力墻、剪力墻結構中的連梁剛度可予以折減，抗風設計時，折減系數不宜小于0.8，不應小于0.7；設防烈度地震作用下結構承載力校核時可取0.2~0.3”。

當選擇按《廣東高規》（2021版）計算時，SATWE中將地震工況的連梁剛度折減系數默認為0.25，風荷載的連梁剛度折減系數默認為1.0。

勾選“計算地震位移連梁剛度折減系數”，廣東高規（2021）默認值為0.5，其他規范默認值為1.0。

連梁剛度折減系數的設置

3. 梁柱節點剛域

《廣東高規》（2021版）第5.3.4條建議采用下式計算梁端剛域長度，柱端不考慮剛域。這意味著梁端剛域取到“柱邊”。這種方式在結構分析時可能夸大結構整體剛度，但又有利于減少梁支座的設計彎矩。

 “全國高規”則取至柱內部，且距柱邊尚有一定距離。

在梁的設計中，SATWE總是會取剛域與彈性段交界處的截面內力計算支座配筋。

對于梁與墻面外相連的情形，SATWE默認不考慮梁端的剛域，如墻的厚度相對于梁高較大，設計師可在構件上交互指定每個梁端的剛域長度。

二、上部結構荷載組合

《廣東高規》（2021版）第5.6.1條建議，持久設計狀況和短暫設計狀況下，當荷載與荷載效應按線性關系考慮時，荷載基本組合的效應設計值應按公式5.6.1確定。第5.6.3條，抗震設計時，應按照公式3.9.5規定進行荷載和地震效應組合的計算。

三、整體性能指標計算

1. 頂點位移角和層間位移角

《廣東高規》（2021版）第3.7.3條建議“按彈性方法計算的風荷載作用下結構的頂點位移與結構總高度之比不宜大于1/600。”建筑的頂點位移指主要屋面質心處的位移，不包括突出屋面的樓電梯間、水池等。全國高規則以層間位移角作為衡量風荷載下結構位移的指標，且不同結構體系限值不同。

SATWE中提供了計算并輸出了風荷載作用下結構的頂點位移角。為方便設計，設計師通常將出屋面的小塔樓或其他附屬結構也包含在計算模型中，程序不容易自動判斷出“主要屋面”的位置。因此需設計人員指定“主要屋面”。結構總高度取計算嵌固端到主要屋面的高度。

主要屋面位置的指定

 《廣東高規》（2021版）第3.7.3條建議“設防烈度地震作用下的樓層層間最大位移與層高之比Δu/h不宜大于1/180。”這里不再區分結構類型，各種結構類型的限值統一為1/180。

2. 扭轉效應控制

《廣東高規》（2021版）不控制結構的周期比；第3.4.4條建議放松了扭轉位移比限值，高層建筑的扭轉位移比不宜大于1.35，不應大于1.65。

3. 結構整體穩定驗算

“剛重比”計算中的重力《廣東高規》（2021版）建議采用永久荷載標準值與樓面可變荷載標準值的組合值。“全國高規”則需要考慮分項系數。

在SATWE設計信息中允許指定恒載和活載引起重力的分項系數。

剛重比計算的分項系數指定

四、上部結構構件設計

1. 承載力驗算

《廣東高規》（2021版）建議所有高層建筑均采用抗震性能化設計方法?；凇督ㄖ拐鹪O計規范》GB50011及“全國高規”關于性能化設計的思想及承載力計算表達式，《廣東高規》（2021版）引入承載力利用系數、構件重要性系數以及地震力折減系數，校核不同性能水準的結構構件在設防烈度地震作用下的承載力。

《廣東高規》（2021版）規定的結構抗震性能目標分為A、B、C、D四個等級，每個性能目標均與一組在設防和罕遇地震作用下的結構抗震性能水準相對應，但不再提出對“多遇地震”的性能水準要求。

結構抗震性能水準分為1、2、3、4、5五個水準。對每個具體性能水準的驗算，《廣東高規》（2021版）基于如下驗算公式：

構件重要性系數僅與構件的重要程度有關系，對關鍵構件可取n=1.05~1.15，一般豎向構件可取n=1.0，水平耗能構件可取n=0.5～0.7。一般情況下，關鍵構件由設計人指定。

設防烈度地震作用下，抗震性能目標為C、D級的結構的部分豎向構件已有輕微~中度損壞，部分耗能構件已有中度~比較嚴重的損壞，結構已部分進入彈塑性，且抗震性能目標C、D級結構的抗震構造要求較嚴格，已確保有必要的延性，對其地震力做小幅度的折減，也可理解為設防烈度地震作用下結構構件非彈性剛度的影響使得地震作用減小。

構件承載力利用系數ξ的大小表征各性能水準結構構件的承載力安全儲備(承載力利用程度)和損傷程度。

結構整體水平方向的剛度降低并不能使豎向地震作用減少，因此建議采用下式驗算，僅對水平地震效應進行折減。

同時考慮以豎向地震作用為主的組合

在SATWE中，需首先指定性能水準和地震作用水準，如下圖所示：

圖  抗震性能設計的參數指定

《廣東高規》（2021版）直接基于設防地震進行承載力設計，因此不與風荷載進行組合。

性能水準1、2計算時阻尼比不增加，連梁剛度折減系數可取0.3~0.4，性能水準3、4計算時阻尼比可增加0.005~0.015，連梁剛度折減系數可取0.2~0.3，并對地震力做幅度不大的折減。

2. 設計內力的調整

在基于多遇地震計算的設計方法中，通過對構件內力的調整來保證結構在設防地震下的抗震性能。

《廣東高規》（2021版）取消了抗震等級和與之相關的抗震措施?？蚣苤说脑O計彎矩不再由相連梁端的設計彎矩或實際承載力確定?？蚣苤?、框支柱端部設計剪力按下式計算：

上式中取消了柱端剪力增大系數。對框架梁的端部設計剪力也無剪力增大系數。對于剪力墻底部加強區部位的剪力設計值也不考慮放大系數。

“強柱弱梁”主要通過重要性系數來體現?？蚣苤ǔＶ辽俣x為“一般豎向構件”，其重要性系數取1.0，而框架梁通常為“水平耗能構件”，其重要性系數為0.5～0.7。

“強剪弱彎”主要通過構件的承載力利用系數來體現。如表1所示，“抗剪切”的承載力利用系數要小于“抗彎曲”的承載力利用系數。

3. 抗剪截面驗算

《廣東高規》（2021版）設防地震時的剪壓比按如下公式驗算，不區分性能水準?？绺弑却笥?.5的梁及剪跨比大于2的柱：

跨高比不大于2.5的梁及剪跨比不大于2的柱：

罕遇地震時的剪壓比限值隨著性能水準的不同而變化，驗算公式如下：

4. 構造要求

《廣東高規》（2021版）簡化了結構抗震構造等級的劃分。根據結構抗震能力的等能量原理，結構延性越好，對彈性承載力的要求越低，反之，結構延性越差，對彈性承載力的要求越高。因此對于性能水準為3、4、5的結構，可以適量折減其按彈性計算的地震效應，采用高延性低承載力的設計思路。

因此抗震構造等級的確定僅與設防烈度和性能目標有關。“全國高規”的抗震等級是與結構類型與結構高度、設防烈度等有關的。

抗震構造等級的選取表

在SATWE中，結構抗震構造等級的確定需要由設計師根據設防烈度和性能目標指定。

《廣東高規》（2021版）第6.4.2條中定義：“軸壓比指重力荷載代表值作用下柱的軸壓應力設計值與柱混凝土軸心抗壓強度設計值的比值。”第7.2.9條中定義：“墻肢軸壓比是指重力荷載代表值作用下墻肢承受的軸壓力設計值與墻肢的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設計值乘積之比值。”因此柱和墻的軸壓比均與地震作用大小無關。

SATWE中選擇按《廣東高規》（2021版）設計時，程序按上述要求計算柱墻的軸壓比。