PKPM有限元软件在不规则框架结构力学计算中的应用

表 3 X 方向地震作用下的楼层最大位移
层号 5
节点号 533
最大位 移 / mm
31． 92
最大杆 间位移 /
mm 4． 43
平均位 移 / mm
31． 39
平均杆 间位移 /
mm 3． 92
位移比 1． 02
杆间位 移比
1． 13
杆间长 度 / mm
5 500
最大杆 间位移 角/（ °） 0． 040
有害位 移角比 例/%
5． 8
Ratio_A 1． 00
4
508
27． 82
5． 10
22． 68
3． 52
1． 23
1． 45
4 000
0． 073
25． 3
0． 81
3
397
22． 77
4． 33
19． 21
3． 33
1． 19
1． 30
3 000
0． 083
44． 0
1． 08
2
266
18． 45
（ 5） 当油质劣化时，采取切实可行的处理措施 是首选，部分换油的措施并不可取，因为劣化油的酸 性劣化产物会对新油产生催化劣化作用，从而使油 质迅速劣化而无法达到预期目的。
为分析框架柱截面变化的影响，将框架柱截面
式中： Fy 为楼层现有受剪承载力； ∑Fcy 为框架柱层 间现有受剪承载力之和； ∑Fmy为砖填充墙框架层间 现有受剪承载力之和； ∑Fwy为抗震墙层间现有受剪 承载力之和。
改为 600 mm × 600 mm 后重新进行计算分析，此时 柱底轴压比最小为 0． 39，最大为 0． 82，接近限值。 分析计算结果可知，X 方向地震作用下的楼层最大 位移角为 0． 130° （ 见表 3） ； Y 方向地震作用下的楼
（ 3） 加强再生装置的运行管理。对于运行中的 抗燃油，应做到机组运行时再生装置连续投入，机组 停、备用时再生装置定期投入，以免机组停运后油箱 冷却产生凝结水而导致抗燃油水解。吸附剂在使用 前应确保其干燥，因为潮湿的吸附剂会向油中释放 水分，加快油的水解。
（ 4） 由于硅藻土本身具有微孔孔径大、无极性 吸附、含有害的金属离子等缺点，可以考虑把再生装 置中的吸附剂换成活性氧化铝或 801 吸附剂，从而 强化在线再生装置的效果。
有害位 移角比 例/%
5． 7
Ratio_A 1． 00
4
439
28． 20
2． 37
28． 17
2． 36
1． 00
1． 00
4 000
0． 034
27． 6
0． 73
3
281
25． 88
2． 27
25． 85
2． 26
1． 00
1． 00
3 000
0． 043
99． 9
1． 03
2
173
23． 64
1 工程概况
国投伊犁热电（ 2 × 330 MW） 工程位于新疆伊宁。 厂区脱硫综合楼采用框架结构，工程抗震设防烈度为 7 度，对应的设计基本地震加速度为 0． 15 g，设计地震 分组为第 3 组，抗震设防类别为丙类，抗震等级为 3
级。基本风压为 0． 6 kPa，基本雪压为 1． 0 kPa。 脱硫综合楼采用框架结构，共 5 层，建筑面积
表 2 Y 方向地震作用下的楼层最大位移
层号 5
节点号 534
最大位 移 / mm
30． 07
最大杆 间位移 /
mm 6． 02
平均位 移 / mm
27． 86
平均杆 间位移 /
mm 5． 04
位移比 1． 08
杆间位 移比
1． 19
杆间长 度 / mm
5 Байду номын сангаас00
最大杆 间位移 角/（ °） 0． 055
11． 53
10． 15
3
1
0． 198 6E + 05 0． 226 7E + 05
1． 90
1． 72
2
1
0． 208 3E + 05 0． 191 4E + 05
1． 05
0． 84
1
1
0． 236 4E + 05 0． 230 1E + 05
1． 13
1． 20
注： Ratio_Bu 为层间承载力比。
·24·
华电技术
第 34 卷
图 2 13． 500 m 层梁柱布置图
移，确保结构有足够的刚度。
2． 2 计算模型建立与参数选取
该工程采用 PKPM （ 2010 版） 软件进行计算分
析，第 1 层计算层高 6． 15 m（ 基础顶标高为 － 0． 65
m） ，第 2 层计算层高 5． 00 m，第 3 层计算层高 3． 00
0． 9
2． 28
1
123
20． 76 20． 76 15． 29 15． 29
1． 36
1． 36
6 150
0． 194
85． 9
1． 38
3 结束语
（ 1） 层间受剪承载力比在不满足规范要求时， SATWE 软件“调整信息”中的“指定薄弱层个数”中 填入 该 楼 层 层 号，将 该 楼 层 强 制 定 义 为 薄 弱 层， SATWE 软件按 JGJ 3—2002《高层建筑混凝土结构 技术规程》5． 1． 14 的规定，将该楼层地震剪力放大 1． 15 倍。如果还需人工干预，可适当提高该层构件 强度（ 如增大配筋、提高混凝土强度或加大截面） 以 提高该层墙、柱等抗侧力构件的抗剪承载力，或适当
文章编号： 1674 － 1951（ 2012） 07 － 0023 － 03
0 引言
框架结构的民用建筑结构布置一般比较规整，各 楼层层高相差较小，楼板开孔不大，因此，一般民用建 筑框架柱截面大小通常由层高和层数决定。对工业 建筑来说，为满足工艺设备布置的要求，结构层高往 往不均匀，甚至可能相差几倍，楼板开孔也较大，开孔 率有时可达 60% 。因此，工业建筑经常会布置成竖 向和平面均不规则的框架结构。对不规则框架结构 梁、柱的布置，特别是框架柱截面大小是否仍由轴压 比控制，需根据不同的结构布置进行计算分析。
最大杆 间位移 /
mm 5． 16
平均位 移 / mm
35． 08
平均杆 间位移 /
mm 4． 17
位移比 1． 13
杆间位 移比
1． 24
杆间长 度 / mm
5 500
最大杆 间位移 角/（ °） 0． 047
有害位 移角比 例/% 12． 7
Ratio_A 1． 00
4
508
46． 43
4． 94
图 3 23． 000 m 层梁柱布置图
即轴压比为 N /fcA 。限制轴压比来保证结构的延 性。
按照 GB 50023—2009《建筑抗震鉴定标准》的 要求，钢筋混凝土结构楼层现有受剪承载力应按下 式计算，此参数限制结构的竖向布置规则性，可用来 判断薄弱层。
∑ ∑ ∑ Fy = Fcy + 0． 7 Fmy + 0． 7 Fwy ，
即楼层承载力比已接近规范限值。表 2 为 Y 方向地 震作用下的楼层最大位移表，通过分析可知，Y 方向 地震作用下的楼层最大位移角最接近限值，最大位 移角为 0． 103°。最小楼层承载力比和最大位移角 均接近限值，说明在填充墙、混凝土等级不变的情况 下，框架柱截面刚好满足规范的要求。而计算得出 的柱轴压比最大为 0． 56，小于限值 0． 85，说明该工 程框架柱的截面面积并非由轴压比控制。
第 34 卷 第 7 期 2012 年 7 月
华电技术 Huadian Technology
Vol． 34 No． 7 Jul． 2012
PKPM 有限元软件在不规则框架结构力学 计算中的应用
吴桂芬
（ 中国华电工程（ 集团） 有限公司 ，北京 100035）
摘 要： 工业建筑由于使用功能的要求，结构层高往往不均匀，楼板开孔很大，导致结构竖向和平面均不规则。结合工程
5011 —2010《建筑 抗 震 设 计 规 范 》确 定 梁 刚 度 放 大
系数，柱配筋按单偏压计算双偏压验算 （ 角柱按双
偏压计算） 。
2． 3 计算结果分析
表 1 为楼层抗剪承载力和承载力比。通过分析
表 1 中数据可知，5 层 X 方向楼层承载力比最小，为
1． 00； 2 层 Y 方向最小楼层承载力比最小，为 0． 84，
m，第 4 层计算层高 4． 00 m，第 5 层计算层高 5． 50
m。混 凝 土 强 度 等 级 为 C30，钢 筋 主 筋 的 等 级 为
HRB335，箍筋等级为 HPB300，梁柱保护层厚度 20
mm。恒、活载荷为一次性加载，计算结构内力时地
震载荷考虑偶然偏心和双向地震的不利值，计算位
移角时不考虑偶然偏心，不考虑双向地震。根据 GB
9． 70
23． 60
9． 68
1． 00
1． 00
5 000
0． 111
17． 0
2． 46
1
92
13． 96 13． 96 13． 94 13． 94
1． 00
1． 00
6 150
0． 130
99． 9
1． 73
表 4 Y 方向地震作用下的楼层最大位移
层号 5
节点号 534
最大位 移 / mm
39． 50
降低上部相关楼层墙、柱等抗侧力构件的抗剪承载 力。几个参数的调整涉及构件截面、刚度及平面位 置的改变，在调整过程中可能相互关联。
（ 2） 在位移角不满足规范要求时，可考虑增大 梁柱截面； 对于层高较大的楼层可增设层间梁。在 满足工艺设备布置要求的前提下，在框架柱之间布 置框架梁，增加楼层刚度，从而减小位移角，使计算 结果满足规范要求。
实例，采用 PKPM 有限元计算软件，分析了层间受剪承载力比及层间位移角限值对不规则框架结构的影响。当不满足规
范规定的限制时，可调整结构布置，以满足结构计算和工艺设备布置的要求。
关键词： 不规则框架结构； 柱轴压比； 层间受剪承载力； 位移比限值
中图分类号： TP 311： TU 311
文献标志码： B
9． 66
15． 89
8． 00
1． 16
1． 21
5 000
0． 103
19． 9
1． 43
1
123
8． 80
8． 80
7． 90
7． 90
1． 11
1． 11
6 150
0． 082
97． 4
0． 89
注： Ratio_A 为该层位移角与上层位移角的 1． 3 倍及上 3 层平均位移角的 1． 2 倍之比。
33． 98
3． 45
1． 37
1． 43
4 000
0． 071
22． 5
0． 87
3
397
41． 58
4． 15
30． 59
3． 22
1． 36
1． 29
3 000
0． 079
99． 9
1． 11
2
266
37． 46 16． 70 27． 44 12． 19
1． 36
1． 37
5 000 0． 192
按照 GB 5011—2010《建筑抗震设计规范》的要 层最大位移角为 0． 194°（ 见表 4） ，远大于规范限值
求，层间位移角按弹性方法计算的楼层层间最大位 0． 104°。说明框架柱截面改变对位移角影响较大，而
移与层高之比计算，用来限制正常使用下的水平位 此时轴压比仍在限值内，满足了规范要求。
2 计算分析
2． 1 柱轴压比、层间受剪承载力比及位移角限值 按照 GB 5011—2010《建筑抗震设计规范》的要
图 1 5． 500 m 层梁柱布置图
收稿日期： 2012 － 01 － 13； 修回日期： 2012 － 02 － 23
求，轴压比指柱的组合轴压力设计值 N 与柱全截面 面 积 A 和混凝土轴心抗压强度设计值 fc 乘积之比，
第7 期
吴桂芬： PKPM 有限元软件在不规则框架结构力学计算中的应用
·25·
表 1 楼层抗剪承载力及承载力比
层号 5
塔号 1
X 向抗剪承载力 Y 向抗剪承载力 0． 907 5E + 03 0． 129 6E + 04
Ratio_Bu： X 1． 00
Ratio_Bu： Y 1． 00
4
1
0． 104 7E + 05 0． 131 6E + 05
1 074 m2 ，建筑高度 23． 0 m。第 1 层层高 5． 5 m，第 1 层右侧布置石膏库，楼板开孔率 45% ，如图 1 所示。 第 2 层层高 5． 0 m，第 3 层 3． 0 m，楼板右侧开孔，开 孔率 35% ，如图 2 所示。第 4 层 4． 0 m，第 5 层 5． 5 m，如图 3 所示。1 ～ 4 层建筑面积均为 1 074 m2 ，第 5 层局部面积为 168． 5 m2 。各楼层框架柱布置情况 为： 第 1 层、第 2 层柱截面为 800 mm × 800 mm，850 mm × 850 mm，900 mm × 900 mm，1 000 mm × 1 000 mm； 第 3 层柱截面为 800 mm × 800 mm； 第 4 层柱截 面为 600 mm × 800 mm，800 mm × 800 mm； 第 5 层柱 截面为 600 mm × 800 mm。
（ 3） 对不规则的框架结构，框架柱的截面面积 往 往不是由轴压比控制，而是由层（ 下转第 41 页）
第7 期
王国蓉： 磷酸酯抗燃油劣化的原因分析及处理
·41·
盖密封不严，干燥剂失效，水分可通过油箱顶渗入。 所以，要经常检查、更换呼吸过滤器中的干燥剂，或 选择更有效的防潮填充剂，防止空气中的水分进入 抗燃油而引起油质劣化。