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PKPM活荷不利布置计算原理说明

2013-11-11 15:06阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1651682792

一、计算原则及模型

活荷不利布置逐层层计算分析，原则如下：
1. 利用死活单元的机制控制层激活单元，其中激活的单元为本层以及上一层的所有单元；
2. 边界条件为本层底部节点和上一层顶部节点刚性约束；
3. 荷载根据房间或者梁进行遍历布置计算；
4. 只考虑梁的效应，根据竖向弯矩的正负分别包络求和，得到LIVE+和LIVE-工况内力。

简单示例模型如下：
PKPM活荷不利布置计算原理说明
图1. 层模型示意图

注意：
YJK中本层节点自由度为完整的6个自由度，可以完善地处理坡屋面，水平位移等情况。SATWE的处理中只取UZ,RX,RY三个自由度，对于这类模型计算结果不合理。

二、存在缺陷

对于大部分工程，各层的竖向构件布置比较一致，采用上述层模型的活荷不利布置的计算结果和预期一致，具有较高的准确度。
对于竖向构件布置不一致的模型（如梁托柱等），由于层模型表现不了整体模型的竖向刚度差异，计算结果会不完善，表现在LIVE+或者LIVE-的结果比全楼满布荷载的端部弯矩小。
示例整体模型如下：
PKPM活荷不利布置计算原理说明
图2：完整整体分析模型

模型中由于A点下层没有竖向构件，在整体模型分析时，由于A点的竖向位移，导致在B位置处，梁的弯矩较大。
但在活荷不利布置模型中，对于一层、二层模型分别如下图，由于A点或A点柱顶约束，导致A点几乎没有竖向位移，因此B处包络正弯矩比整体满布分析中要小。
PKPM活荷不利布置计算原理说明
图3：第一层的活荷不利布置分析模型

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图4：第二层的活荷不利布置分析模型

上述模型的计算结果如下所示：
对于这类模型，活荷不利布置的包络结果（图6）小于满布活荷载结果（图5），与合理预期不符。对于均匀竖向变形的模型，结果和预期一致，如单独组装第二层的满布活荷载结果（图8）与不利布置（图6）比较。
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图5：完整模型满布活荷载弯矩

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图6：LIVE+不利包络弯矩


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图7：LIVE-不利包络弯矩

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图8：第二层单独组装的满布活荷载

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