一、钢结构二维设计，地震计算参数中“阻尼比”如何；{PKPM官方解答}：钢结构地震分析的“阻尼比”；[相关延伸]：；1、《抗震规范》GB中第8.；2、《抗震规范》GB中第9.；3、《门刚规程》CECS102:2002中第3.；4、10版抗震规范对于钢结构的阻尼比规定有所改变；5、阻尼比指阻尼系数与临界阻尼系数之比，阻尼
一、钢结构二维设计，地震计算参数中“阻尼比”如何确定？
{PKPM官方解答}：钢结构地震分析的“阻尼比”取值按抗震规范（GB）的要求选取，单层厂房结构（含门式钢架），采用轻型围护时，取0.045，砌体墙或重型屋盖时取0.05。框架结构，高度在50m以下时，取0.04；高度在50m~200m之间时，取0.03，高度不小于200m时，取0.02。
[相关延伸]：
1、《抗震规范》GB中第8.2.2条规定：“钢结构抗震计算的阻尼比宜符合以下规定：1）多遇地震下的计算，高度不大于50m时可取0.04，高度大于50m且小于200m时，可取0.03；高度不小于200m时，宜取0.02.
2）当偏心支撑框架部分承担的地震抗倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时，其阻尼比可比本条1款增加0.005。 3）在罕遇地震下的弹塑性分析，阻尼比可取0.05。”
2、《抗震规范》GB中第9.2.5条规定：“厂房抗震计算时，应根据屋盖高差、起重机设置情况，采用与厂房结构的实际工作状况相适应的计算模型计算地震作用
单层厂房的阻尼比，可依据屋盖和围护墙的类型，取0.045~0.05。”
3、《门刚规程》CECS102:2002中第3.16条规定：“门式刚架轻型房屋钢结构的地震作用效应可采用底部剪力法分析确定。抗震验算时，结构阻尼比可取0.05。”
4、10版抗震规范对于钢结构的阻尼比规定有所改变，但是在选取计算用阻尼比的时间一定要分清结构类型，PKPM知识堂给出的就很具体。
5、阻尼比指阻尼系数与临界阻尼系数之比，阻尼比是无单位量纲，表示了结构在受激振后振动的衰减形式。可分为等于1，等于0, 大于1，0~1之间4种，阻尼比=0即不考虑阻尼系统，结构常见的阻尼比都在0~1之间。阻尼比指阻尼系数与临界阻尼系数之比，阻尼比是无单位量纲，表示了结构在受激振后振动的衰减形式。
二、带夹层门式刚架结构采用STS软件如何设计？
｛PKPM官方解答｝：门式刚架规程所规定的计算长度确定方法是针对单层轻型钢结构房屋，仅适用于单层门式刚架结构。实际工程中可能存在局部带夹层或下层整层夹层情况（如下图）。
对于这类夹层梁与柱刚接形成局部二层或整体二层的结构，建议计算长度的确定方法可以采用钢结构设计规范线刚度比方法确定的计算长度系数，采用STS软件的设置为：
第一，计算参数设置：门式刚架类型；按钢结构设计规范验算；有侧移框架。其他控制参数可以按门规要求输入。
第二，修改构件的验算规范，与夹层相连的柱、夹层梁建议设计规范指定为钢结构设计规范，轻钢屋面梁验算规范指定为门规。
再进行结构计算时，计算长度确定就是按总体计算参数中的钢结构设计规范线刚度比方法确定计算长度，总体控制按门规控制，夹层部分构件按钢结构设计规范校核，轻钢屋面按门规校核。
三、[相关延伸]
1、话题又回到了“带夹层的门式刚架”，似乎这个问题的讨论经久不息，因为业界对于此类结构确实没有一个明确的说法。所以设计人员在理解和应用规范时间就“仁者见仁，智者见智”了。
2、现在得到官方认同的是：在进行带夹层的门式刚架计算时间，底层部分采用《钢结构设计规范》进行验算，上层的门式钢梁按照《轻钢规程》进行验算，至于二层柱个人认为应采用《钢规》控制，但也有很多人认为采用《轻钢规程》控制。但是对于屋面挠度应当是按照《轻钢规程》来验算，但是对于结构侧移就有不同的说法了。
3、其实PKPM程序提供带夹层的门式刚架这个功能也许是不合适的，而国内很多软件也提供了类似的功能，但是这种计算方法值得探究，个人认为不太合理，特别是对高烈度地区，单层门式刚架是一种独特的结构体系，但是带夹层后，其很多受力性能就和当层门式刚架不一致了。故，不知道程序在提供带夹层门式刚架的设计时如何让考虑，什么样的情况可以采用单榀计算，值得思考。
四、单层工业厂房宽厚比超出抗震规范要求如何处理？
{PKPM官方解答}：对于钢结构单层工业厂房，考虑抗震设计时，按抗震规范第9.2节要求，梁柱构件的宽厚比控制都比较严，通常都是由于抗震规范严格限制了板件的宽厚比，导致用钢量增加。
对于轻型围护的单层工业厂房，当宽厚比不满足抗震规范要求，根据《建筑抗震设计规范》（GB）第9.2.14条的条文说明，可以采用“低延性、高弹性承载力”性能化设计，当满足两倍地震作用组合验算构件承载力满足时，可以不用按抗震规范要求限制宽厚比，仅按钢结构设计规范弹性设计要求控制宽厚比就可以。这对于大吨位吊车厂房结构设计（低烈度、地震作用不起控制时），采用这一性能设计，可以大大放宽宽厚比的限制条件。 采用10版钢结构设计软件，在设计参数中提供了按这一条执行的选项，如下图：
[相关延伸]
1、《建筑抗震设计规范》(GB )中第9.2.14条规定：“厂房框架柱、梁的板件宽厚比，应符合下列要求：1、重屋盖厂房，板件宽厚比限值可按本规范第8.3.2条的规定采用，7、8、9度的抗震等级可分别按四、三、二、一级采用。 2、轻屋盖厂房，塑性耗能区板件宽厚比限值可根据其承载力的高低按性能目标确定，塑性耗能区外的板件宽厚比限值，可采用现行《钢结构设计规范》GB 50017弹性设计阶段的板件宽厚比限值。”
2、《建筑抗震设计规范》(GB )中第9.2.14条文说明对于该条的具体计算方法做出了说明。
3、板件宽厚比限制作为构件局部稳定保证的一个构造指标，是影响含钢量的重要因素，10版抗规的此条规定对于抗震区单层工业厂房的经济性起到了较好的作用。
五、钢结构二维设计中的“结构类型”参数起什么作用？
{PKPM官方解答}：设计参数中的结构类型参数，主要用于抗震设计，抗震规范是根据不同结构类型来不同要求，主要包括宽厚比、长细比等抗震构造要求以及强柱弱梁等抗震概念设计：
1）钢框架结构按抗震规范第8章执行；2）单层钢结构厂房按抗震规范9.2节执行；
3）门式刚架不用执行抗震规范构造要求；4）多层钢结构厂房按抗震规范附录H.2执行。
六、当门式刚架风荷载自动布置时出现：找不到《轻钢规程》中相应的荷载形式，找不到《荷载规范》中相应的形式，怎么办？
｛PKPM官方解答｝：（1）出现“找不到《轻钢规程》中相应的荷载形式”提示的原因：《轻钢规程》中附录A.0.2给出了结构形式为双坡刚架和单坡刚架的体型系数，当模型结构形式不是这两种形式时，则无法按照《轻钢规程》中附录A确定构件体型系数，此时会出现上述提示。当出现提示时，需要用户分析模型，判断是否可以按照《荷载规范》确定体型系数。一般针对小坡度低矮房屋，如多跨多坡刚架，跨度大而高度小时，一般梁上风荷载较大，此时还是应该按照《轻钢规程》由用户交互确定构件体型系数（参考（4））；当跨度小而高度大时，一般柱上风荷载较大，应该按照《荷载规范》确定构件体型系数。
（2）出现“找不到《荷载规范》中相应的荷载形式”提示的原因：当模型结构形式不在软件可识别的类别中时，无法按照《荷载规范》确定构件的风荷载体型系数，此时会出现上述提示。这时应交互确定风荷载体型系数（参考（4））。
（3）出现“找不到《轻钢规程》中相应的荷载形式，也找不到找不到《荷载规范》中相应的形式”提示的原因：当结构形式不在《轻钢规程》和《荷载规范》规定中时，会出现此提示。这时应交互确定风荷载体型系数（参考（4））。
（4）当软件不能自动布置风荷载时，可借助自动布置的交互对话框完成风载布置：以左风输入为例，进入“左风输入”菜单下的“自动布置”菜单，在显示的对话框中交互选择构件设置体型系数（参考荷载规范表7.3.1或轻钢规程附录A），软件将自动计算各构件上的风荷载标准值，对话框参数确定即可完成左风荷载布置。
[相关延伸]
1、风荷载对于门式刚架或者其他轻钢结构具有较大的影响，故在设计过程中，应当引起足够的重视，特别是对于风荷载较大的地区，风荷载的破坏力有时可能不亚于地震。
2、在设计过程中经常会遇见《轻钢规程》或《荷载规范》中没有的结构体型，因为无法准确的输入风荷载的体型系数，从而无法判断风荷载的影响。但是可以理解的是规范毕竟是一个普适要求，不可能面面俱到。我在遇到此类的问题的时间，一般是寻找结构梯形和荷载规范相近的一些结构，然后适当的选取体型系数。
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&&按层刚度比来判断
规范对结构的层刚度有明确的要求，在判断楼层是否为薄弱层时，抗震规范和高规建议的计算层刚度的下列方法（地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否满足要求等，都要求有层刚度作为依据）：
方法1：高规附录E.0.1建议的方法即剪切刚度：Ki = Gi Ai / hi
方法2：高规附录E.0.2建议的方法即剪弯刚度：Ki = Vi / &Di
方法3：抗震规范的3.4.2和3.4.3条文说明及高规建议的方法即地震剪力位移比刚度：Ki = Vi / &Di
由于层刚度产生的薄弱层，可以通过调整结构布置、材料强度来改变。
&&按楼层承载力比来判断
程序将薄弱层地震作用标准值乘以1.15的增大系数。
选择剪力位移比方法计算层刚度时，一般要采用&刚性楼板假定&的条件。对于有弹性板或板厚为零的工程，应计算两次。在刚性楼板假定条件下计算层刚度并找出薄弱层。再在真实条件下计算，并且检查原找出的薄弱层是否得到确认，完成其它计算。
转换层是楼层竖向抗侧力构件不连续的薄弱层。不管该层程序判断是否满足刚度比要求，用户都应强制该层为&薄弱层&。对于错层、刚度削弱层，以及承载力比值不满足规范的楼层，也应采用&强制薄弱层&来特别指定。
由楼层承载力产生的薄弱层，只能通过调整配筋来解决。如提高&超配系数&等。
&&按楼层弹塑性层间位移角来判断
结构弹塑性变形验算，指罕遇地震下结构层间位移不超过弹塑性层间位移角，属变形能力极限状态验算。
规范：罕遇地震影响系数最大值的取值，7度&max为0.50或0.72；8度&max为0.9或1.2；9度&max 为 1.4。
计算方法：简化方法，适用于不超过12层，且层侧向刚度无突变的框架结构；弹塑性静力分析方法；弹塑性动力分析方法。
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官方公共微信131-刘春明、张宏-大震弹塑性分析软件PKPM-SAUSAGE技术特点_中华文本库
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第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文
大震弹塑性分析软件PKPM-SAUSAGE技术特点
刘春明，张宏
（广州建研数力建筑科技有限公司，北京100013）
提要：PKPM-SAUSAGE是广州建研数力新推出的一款大震下动力弹塑性分析程序，采用了考虑塑性损伤的混凝土本
构模型以及高效GPU并行显式求解技术。本文介绍了PKPM-SAUSAGE软件的技术特点以及应用方面的一些技术细
节，对工程师处理实际工程动力弹塑性分析问题具有一定的指导意义。
关键词：PKPM-SAUSAGE，弹塑性分析
近年来，我国超限项目迅猛发展，每年全国都有上千个超限项目通过专家审查。在完成超限报告的过程中，弹塑性动力时程分析结果是最费时最不好把握的内容之一。针对结构进行动力弹塑性分析的目的是了解结构在大震下是否还具备保护人身安全的能力（大震不倒），结构的抗震体系是否合理。这通常是根据结构在大震下的变形情况以及结构破坏的部位、程度和次序等因素来判断的。
本文通过剖析PKPM-SAUSAGE的技术特点，展示软件的技术细节，希望对结构工程师有所启发。
1 弹塑性分析软件介绍
我国建筑设计规范对高层建筑结构在大震下的位移以及变形能力等性能指标提出了严格要求。因此建筑结构工程中陆续引进各种分析软件用于结构弹塑性动力时程分析。由于软、硬件发展的局限性，这些软件都一定程度地满足了当时人们的需要。随着结构理论以及计算分析技术的发展，国内的弹塑性分析也经历了相应的从简化分析方法到静力弹塑性推覆再到动力弹塑性的一个发展过程。SAP2000、Perform3D引入了Pushover分析和非线性动力分析概念，使用框架的杆单元模型进行弹塑性分析，但是由于存在建模繁琐、不能直接使用设计配筋以及计算收敛性差等缺点限制了软件的工程应用。Midas/Building将这种塑性铰推广到使用框架铰模拟框架和纤维铰模拟剪力墙，加入了丰富的滞回模型，并可以考虑施工加载，自动引入钢筋进行结构静力推覆或动力弹塑性分析。EPDA/PUSH引入纤维铰考虑框架、非线性分层壳单元模拟混凝土剪力墙，首先在程序中使用渐变模型模拟弹塑性发展过程。由于实际工程的复杂程度，对动力弹塑性分析提出了更高的要求。Abaqus软件计算稳定，求解效率高，包含弹性及众多非线性材料模型，内嵌混凝土损伤本构模型。同时提供隐式积分与显式积分动力微分方程求解方法，并可进行二次开发。在大型复杂结构的弹塑性时程分析中使用越来越广泛，其结果为工程界接受。但是由于Abaqus是大型通用程序，在建筑结构分析上应用及前后处理都比较复杂计算时间也非常长，这些都限制了其在高层结构分析中的引用。
建筑结构动力弹塑性分析中要考虑几个非常重要的因素。首先必须是计算高效、结果可靠、配筋输入方便、考虑阶段施工，同时必须能够非常方便地输出建筑结构评估所需的结果。
广州建研数力公司在大量工程实践和技术积累的基础上，研发了基于CPU+GPU并行计算技术的千万自由度规模的高性能精细化非线性并行分析软件PKPM-SAUSAGE（以下简称SAUSAGE）。它综合了PKPM方便的建模功能、高效强大的分析功能、自动给出后处理结果等特点，结合工程师的工程概念，为大震动力刘春明（1964-）男，工学硕士，高级工程师
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