1月9日我们邀请到北京构力科技有限公司结构软件事业部技术总监刘孝国、基础软件产品设计经理刘华、行业软件事业部技术总监朱恒为大家带来2024第一课——PKPM结构答疑会。

大家进行了非常积极的提问，堂宝将答疑会用户问题进行了汇总，形成了三期答疑，下面我们来看看有哪些吧~

Q1：请教刘孝国老师、刘华老师：可以讲一下SATWE地下室总信息中“土的抗力系数的比例系数m”取值的建议及对设计结果的影响如何考虑？

   答复：土的抗力系数的比例系数M值可以参考桩基规范5.7.5灌注桩取值。如下所示：

在软件中输入了该参数后，软件会按照地下室外墙的深度按照1000*m*H计算土体约束刚度K，然后对地下室施加该刚度。若设计师填入负值m（m 的绝对值小于或等于地下室层数M），则认为有m层地下室无水平位移。一般情况下，都应按照真实的回填土性质填写相应的m值，以体现实际的回填土约束。

地下室回填土约束，可自由指定回填土的高度，不依赖于地下室层数，同时也可分 X、Y 方向指定回填土约束的大小，这样可以模拟两边有土，另外两边无土体约束的结构计算。

程序默认计算结构底部的回填土刚度，可通过折减系数 r 来调整地面处回填土刚度为 r*K。也就是说，回填土刚度的分布允许为矩形（r=1）、梯形（0

注意：不同的土体约束刚度，对结构的周期、刚度、内力及各项指标都产生影响。当然土体约束越大，结构刚度也会越大。

另外注意：如果M值输入负数，代表地下室水平无位移，此时，设计师认为应该与砍掉地下室计算的结果一样，但实际结果不同。因为如果地下室参与整体计算，即便把水平位移约束，但是约束不了轴向变形及转动位移；而砍掉地下室仅仅上部结构计算，柱底是完全不动的，既约束了水平位移，也约束了转动变形及轴向变形。

Q2：请教刘孝国老师，门式刚架建模时，钢柱底标高取到基础砼短柱顶，这样不正确？

   答复：现场答疑中提到的是对这种包脚式柱脚的计算疑问问题。如果是门架结构，由于一般采用外露式柱脚，柱脚距离基础顶有一段基础短柱，这种情况一般假定基础短柱较短，刚度较大，可以认为柱底达到类似嵌固的作用，设计基础短柱时直接按照刚体模式，把柱底的内力转换到基础短柱底部进行短柱设计，短柱的弯矩为柱底剪力与基础短柱高度的乘积加上柱底弯矩。

如果是钢框架等结构中的钢柱，设计中采用包脚式柱脚，一定要正确进行钢框架的建模，现在设计中有些设计师对柱脚的计算原理理解不够，错误建模处理，有些设计师直接认为包脚柱脚下面一段是型钢混凝土，就直接按照上一段钢柱，下一段型钢混凝土柱建模处理，这是错误的。

包脚式柱脚的计算原理中，假定柱脚的内力在传递到基础中时，对弯矩的传递是通过包脚式柱脚的钢筋传递的，其中包脚柱脚内部的那段型钢是不承担弯矩的，因此，我们要注意的两个很关键的点。第一，首层计算高度应该按照包脚柱脚底部高度建模计算，因为计算包脚柱脚的钢筋用到的M要取在柱底，不是包脚柱脚的顶部。虽然感觉这样有点过于保守，因为下面一段放在钢筋混凝土中的柱不会发生失稳。第二，柱脚的配筋如果按照型钢混凝土柱计算可能偏小，包脚柱脚的钢筋一般都是由极限受弯承载力控制，计算通常不控制。

Q3：工程模型中底层没有建支撑，但是规定水平力下规范算法有倾覆力矩，大概1%~4%左右，轴力方式则没有，是什么原因？

   答复：因为规定水平力下的倾覆力矩采用规范累积求和的方式计算，如果顶部有支撑，下面底层没有，那底层的倾覆力矩会累计下来，有支撑下面几层的倾覆力矩值与上层相同，但是占比可能不同。如下图所示，三层有支撑，首层和二层都没有支撑，但是规定水平力下有倾覆力矩，并且各层比例可能也不同。

查看轴力方式，由于首层及二层没有支撑构件，自然也没有支撑的倾覆力矩，有支撑的楼层第三层才有倾覆力矩输出。并且软件也会输出每层的合力点。

当然对这种仅仅顶部有支撑的结构，底部没有的情况下，按照规范的规定水平力的方式判断倾覆力矩是否合理，我们在答疑课程中也做了讨论交流。

Q4：提前咨询一个小问题，外包式柱脚，基础冲切计算时，是选钢柱边还是外包短柱边？

   答复：这是个比较麻烦的问题。由于柱脚的设计是计算完毕在节点设计时后设计的，因此，如果按照钢结构建模，接入基础进行设计时，基础软件并不能读到柱脚的形式，自然只能仅仅按照钢柱轮廓进行基础冲切验算。

前面我们已经提到了包脚式柱脚的合理建模方式，但是实际在进行冲切验算时，的确那个包脚式柱脚的外轮廓是型钢混凝土，是比较大的，如果仅仅按照钢柱进行冲切验算可能不满足要求。按照型钢混凝土柱冲切验算，反而能容易满足要求。我们在前面第二个问题已经提到了，包脚式柱脚建模不能按照真实是什么样来建模，而是要考虑现在的柱脚计算模拟假定，柱脚假定计算时型钢不承担弯矩，全部由钢筋承担，柱底假定是铰接。

有的设计师想到这样的处理方法，如果设计钢结构及包脚式柱脚，按照包脚式柱脚底部的高度建模进行钢结构的设计，而按照上部钢结构底部型钢混凝土模型进行建模计算得到的内力算冲切，但可能存在柱底内力差异较大的问题，也引起冲切结果差异较大。

因此，不论怎么处理都不太好，当然按照钢柱外轮廓进行冲切验算是保守的，也是符合当前设计假定的，是较为合理的方式。

Q5：楼板舒适度验算里面，动力学时程参数的计算步长是怎么确定的？

   答复：动力学分析时间信息包括计算步数和计算步长，两者的乘积为计算总时间。

对于动力学时程分析而言，需要特别强调时间步长的选择，时间步长的选择非常重要，如果时间步长太长那么其计算结果是不可靠甚至错误的，而如果时间步长太短又会大幅度增加计算量。

设计师可通过“有效质量系数”来判断有效模态阶数，然后取用最高阶有效模态对应周期的十分之一作为计算时间步长。