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SATWE程序运算中注意事项三则1. 剪力墙边缘构件的纵向钢筋计算问题前不久，在一个框剪结构的工程计算中发现：正交剪力墙处的柱，在计算模型中输入与不输入该柱，对该处边缘构件中的纵向钢筋量有较大的影响，且其结果有些难于解释。实际输出结果是，同样位置边缘构件中的纵向钢筋配筋量，带柱模型的计算结果大，不带柱模型的计算结果反而小，且差距相当大。这种计算结果显然是不可接受的。在对输出数据仔细观察后，我做了一个猜测：程序编制人很可能是将柱的全部纵筋、两个方向剪力墙在此相交处的端部纵筋都加在一起作为程序中“墙边缘构件简图”上的纵筋值。为此，我们专门咨询了PKPM的编程人员，他们承认是按这种思路编程的。客观上，地震作用的计算是按X、Y方向分别计算的。按理说，边缘构件的纵筋值应该是按两个方向分别计算后，取两次计算结果的最大值。但这样做在程序编写上有一些困难，现在已知PKPM的实际编程中并没有这样做。PKPM的编程方，已经接受了我们的意见，并对软件作了补充修改。这些修改已经具体反映在SATWE中，因为是在高层程序中才会出现的问题，所以在SAT8中没有体现。软件修改的具体情况介绍如下：在实际算题运算结束后，SATWE菜单的“4. 分析结果图形文本显示”菜单中，“3. 梁弹性挠度、柱轴压比、墙边缘构件简图”的内容没有修改，边缘构件中的配筋也没有改变；在菜单中另外补充增加了一项“15. 剪力墙组合配筋修改及验算” ，点取该菜单项后可以验算所关心部位的边缘构件的纵向配筋。值得注意的是，这种修改只是一个变通的办法，而不是严格使用两个方向的运算结果，因为如果那样做，程序的修改工作量会很大。我们理解从应用方面来看，这还是一种可以接受的思路。因为对于沿X、Y方向正交的剪力墙来说，既能减少配筋量又偏于安全。但须注意，对于斜交的剪力墙，因为难于决断哪一部分剪力墙的纵筋可以舍弃，情况会比较复杂，实际工程中确定配筋时还是应该谨慎对待。2. 钢筋混凝土梁的裂缝计算问题近来，实际工程的计算中，多次发现在钢筋混凝土梁支座处的裂缝计算中，PKPM的裂缝宽度计算值普遍小于用其它软件(例如Morgain)的裂缝宽度计算值。在咨询PKPM工程部后仍不得要领。我怀疑是在PKPM软件的编程中可能已经考虑了在梁的负弯矩区楼板受拉的有利作用，参见GB 500102002第8.1.2条中与te相关的有效受拉混凝土截面面积Ate的计算公式。为此我们设法在电话上取得了与编程人的直接联系，交谈开始时编程人也说他们没有考虑受拉区楼板的有利作用。但在深入探讨之后，编程人才打开了源程序检查，终于发现在程序中对于梁的负弯矩裂缝计算，确实是已经考虑了位于受拉区楼板的有利作用。我们已知，另外一些软件一般均没有考虑位于受拉区楼板的有利作用，这样，裂缝宽度计算值在不同软件之间的差异就有了合理的解释。如果设计人还不放心，可以人工复核，因为裂缝计算的公式并不太复杂，复核也是可行的。复核时需要知道板宽的具体取值，在当前的PKPM程序中，中间梁受拉区翼缘宽度的取值为12倍板厚，边梁受拉区翼缘宽度的取值为5倍板厚。3. 钢筋混凝土悬臂梁的挠度计算问题3.1. PKPM软件缺少计算悬臂梁挠度的功能现阶段的PKPM软件中，实际上没有解决钢筋混凝土悬臂梁的挠度计算问题。在挠度计算中，虽然有调整支座的功能，但仅中间支座可以调整，无法将端支座调整为悬空状态。这样，就无法计算悬臂端的挠度。3.2. 人工复核求悬臂梁挠度的近似方案将多跨连续梁的悬臂端简化为单跨悬臂梁，根据准永久值中的恒荷载与活荷载的实际情况，按照静力手册中的计算公式，求悬臂端的挠度。但要将公式中的E I替换成GB 500102002第8.2.2条中的长期刚度B 。为了求得B还要知道Mk、Mq、As等各项参数。如果悬臂梁的根部是固定端，则上述替代方案的计算结果是满足规范要求的。如果悬臂梁是连续梁的悬臂端，由于梁的根部有转角，会出现附加挠度，产生计算误差。影响梁转角大小的因素较多，有利的方面与不利的方面都有。例如，当与悬臂端相邻的连续梁跨度比悬臂跨本身的跨度大得较多时，就有不利和有利两方面的影响。不利的方面是，与悬臂跨相邻的梁跨线刚度相对较小，使得悬臂梁根部的固定程度减弱，在仅考虑悬臂梁上荷载时，按悬臂梁计算的挠度偏小；有利的方面是，由于相邻跨较长，在恒荷载作用下，节点的转角使得按悬臂梁计算的挠度偏大。可见，这部分悬臂梁挠度的计算实际上只能起到一个参考的作用。为了保险起见，当挠度控制有疑问时，可采取将梁的悬臂端起拱的办法来保证挠度控制在规范容许的范围内。3.3. 利用计算程序的中间结果间接求算悬臂梁挠度的方法在PKPM软件中，也能寻求一种基本满足规范要求的悬臂梁挠度的计算方法，只是做起来有些麻烦。办法是，在进入“结构内力、配筋计算”菜单时，对“位移输出方式”选择“详细输出”项。然后，进入“分析结果图形和文本显示”中的“文本文件输出”上的“结构位移”项。县查找要计算挠度的悬臂梁所在层上的两端的节点号，在结构位移文件中可以查到悬臂梁根部节点和端部节点的竖向( Z方向) 位移值。这里所关心的是，“竖向恒载作用下的节点位移”和“竖向活载作用下的节点位移” 。因为验算挠度时，采用的是荷载效应的标准组合，无需分项系数，所以恒载与活载的位移应直接相加。对于悬臂梁根部节点和端部节点相加后的位移值，求其差值，即得该悬臂梁的弹性挠度值fe 。注意，在程序中该弹性挠度值对应梁的弹性刚度是。式中的I是矩形梁的惯性矩，Ec是混凝土的弹性模量，bk在SATWE中，对于中间梁是中梁刚度放大系数Bk，对于边梁是 (1+Bk) / 2 。根据GB 500102002第8.2.1条的规定，“受弯构件在正常使用极限状态下的挠度，可根据构件的刚度用结构力学的方法计算” 。这里所说的刚度是“考虑荷载长期作用影响的刚度B” 。按照规范中的公式(8.2.31)计算短期刚度Bs，再按照规范中的公式(8.2.2)计算长期刚度B 。最后可得悬臂梁的挠度。需要指出的是，程序中只给出了满布活荷载的竖向位移，没有给出最不利活荷载作用