结构图中间层计算公式（结构答疑上部结构计算相关问题汇总）

结构图中间层计算公式（结构答疑上部结构计算相关问题汇总）② 如果选择采用底部轴力法及等效静力法计算竖向地震时，就与Z向有效质量系数没有关系了。一般而言，竖向地震要达到有效质量系数90%的要求，就需要较多的振型数。如图2输出的结果所示，提示Z向有效质量系数不足90%，这种情况，振型数一直要取到结构满足Z向有效质量系数达到90%为止。1、 考虑竖向地震力，Z向是否也要满足90%？答复：在结构进行竖向地震作用时，可以选择不同的计算方法。① 如图1所示，如果选择的是反应谱法进行竖向地震作用的计算，就需要和水平地震计算的要求一样，要满足竖向地震有效质量系数达到90%的要求。

2021年，构力科技结构软件受到了各位设计师们的关注与支持，大家通过各个渠道提出了许多有深度、有价值的问题。

构力科技结构软件团队在一一答复问题之时，也受到了诸位的启发，不断丰富软件的功能、优化可操作性，致力于让设计师们更加对我们的产品满意。

在2022年开年之际，为回馈各位的支持，【构力学堂】邀请结构软件事业部技术总监刘孝国、钢结构软件产品经理朱恒、基础软件产品设计经理刘华为大家带来PKPM结构答疑会。

本次由北京构力科技公司结构软件事业部技术总监刘孝国进行基础结构相关答疑。

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1、 考虑竖向地震力，Z向是否也要满足90%？

答复：在结构进行竖向地震作用时，可以选择不同的计算方法。

① 如图1所示，如果选择的是反应谱法进行竖向地震作用的计算，就需要和水平地震计算的要求一样，要满足竖向地震有效质量系数达到90%的要求。

一般而言，竖向地震要达到有效质量系数90%的要求，就需要较多的振型数。如图2输出的结果所示，提示Z向有效质量系数不足90%，这种情况，振型数一直要取到结构满足Z向有效质量系数达到90%为止。

② 如果选择采用底部轴力法及等效静力法计算竖向地震时，就与Z向有效质量系数没有关系了。

图1 竖向地震作用计算方法的选择

图2 结构地震作用三个方向有效质量系数的输出

但是同样需要注意的是，有时候设计师为了方便，直接指定了由程序自动确定振型数，有些大跨结构，结构相对比较柔，或者有较多局部振动，导致振型数取了很多，还无法完成计算，甚至可能出现报错。这时候可能由于竖向地震要满足有效质量系数90%，取了较多振型也无法满足。

此时，可以修改特征值分析的类型为“多重里兹向量法”，这种方法可以剔除贡献小的振型，让贡献大的振型提前，用较少的振型数满足有效质量系数90%要求。对于大跨结构、多塔结构、连体结构等，尤其在进行竖向地震计算时，有效质量系数较难满足90%要求，此时建议采用“多重里兹向量法”。

图3 特征值分析参数的选择

2、 隔震时程分析时，采用自动选择的人工波，计算得到的底部剪力只有CCQC算出的60%左右，这个人工波与三个周期的差值也都控制在在10%以内，不清楚是什么原因？

答复：这个要具体问题具体分析，并且问题表述也不准确，只能进行猜测性回答。

① 对于时程分析时，规范要求既要满足单条地震波与反应谱剪力比的要求，同时要求多条地震波平均值与反应谱的剪力比要求，对此抗规和高规均提出了明确要求，比如高规要求如下。

图4 高规4.3.5条对时程分析的要求

规范同时要求多组时程波的平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所用的地震影响系数曲线再统计意义上相符，即在对应于结构主要振型的周期点上相差不大于20%。

图5 高规4.3.5条文说明对时程分析的补充要求

通过上述规范的要求可以看出，一般要求的是选择出的多条人工波和天然波的平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所用的地震影响系数曲线在对应于结构主要振型的周期点上相差不大于20%。并不是你问题中仅仅提到的人工波。

② 另外一般情况下人工波和反应谱的剪力比及主要关键周期点对应会比较吻合，如果存在大的差异主要还在于选择的天然波问题。

③ 还有可能有两个问题，第一个是周期折减系数的问题，反应谱分析时有周期折减系数；第二个可能的问题，也不排除结构本身的问题，比如结构可能存在局部振动，或者结构的主振型贡献是高阶振型等。

3、地下室顶板有消防车道，板参数设计时，弹性板6，塑性板，弹性板应如何取用？

答复：传统的结构设计，对于梁、柱、墙与板的设计是采用分离式设计，也就是讲板的设计师单独进行设计的，与梁、柱及墙的计算分析及设计没有关系。在进行梁、柱、墙内力分析及配筋设计时仅仅考虑板的约束及对梁的刚度放大。

在梁、柱、墙设计和传统结构设计没有区别，仍然假定楼板为分块刚性板进行结构内力分析及配筋设计，对于指标计算，如刚度比、位移比、周期比等按照全楼强制刚性楼板假定计算。

然后对于楼板本身的设计，是按照每一块楼板单独计算的。楼板单独计算分析时，区分弹性算法、塑性算法及有限元算法。

对于一般的规则楼板默认都按照弹性算法进行内力分析及配筋设计。

对异形楼板、边界条件不统一的楼板及存在局部荷载的楼板，软件默认按照有限元进行楼板的内力分析。

对于塑性算法计算，仅针对双向板，可以指定“双向板长宽比的限值”，实现对双向板的指定，对满足条件的双向板会按照塑性算法。

设计中对于存在消防车的双向板可以选择塑性算法进行楼板的设计。在软件中如果选择“有消防车荷载时采用塑性算法”，对于满足要求的双向板，程序会自动采用塑性算法。

图6 楼板设计时相关参数的选择

4、 剪力墙结构中如果只有楼梯位置处有个别框架柱，这个框架柱也需要进行0.2V0调整吗？

答复：对于二道防线的调整，首先我们要清楚的是这是针对框剪及框筒结构而言的。

规范对框剪结构的定义不是有框架和抗震墙就属于框剪，要满足一定的倾覆力矩比。如果框架柱所占的倾覆力矩比小于10%，结构应该按照剪力墙结构设计，自然就不存在二道防线调整的问题了。高规8.1.3对结构体系做了相关要求，抗规6.2.13条文说明对二道防线调整做了明确说明，不包括少墙框架和少框架的抗震墙。

图7 高规8.1.3的要求

图8 抗规6.2.13条的要求

只不过可能大多数审图人员及设计师可能被高规8.1.3条的条文说明误导了，该条文说明其中的框架部分要按照框架—剪力墙结构的框架进行设计，导致很多设计师认为该柱也要做二道防线调整。该条文主要强调其中的框架柱没有必要按照框架结构中的框架柱设计。

个人建议如果这个框架柱想保守设计，可以按照框架结构的框架柱进行设计及构造控制即可，但是没必要进行二道防线调整。

图9 高规8.1.3条条文说明的要求

5、 工程结构通用规范4.6.7，风向影响系数，软件是如何考虑的？

答复：对于风向影响系数，目前软件不考虑。

《工程结构通用规范》4.6.1条要求，结构风荷载计算时要考虑风向影响系数。

《工程结构通用规范》4.6.7条对风向影响系数做出了相关的规定，当然这是对风荷载的一种折减，通用规范也要求，一般情况下取值1.0。特殊情况下要按照极限值理论的统计方法计算。

目前软件没有提供相关的计算功能。当然风向影响系数的计算是有条件的，要有15年以上符合观测要求且可靠的风气象资料。个人认为对设计基本不影响，因为一般情况下按照1.0考虑即可。

图10-11 《工程结构通用规范》