构造控制的边缘构件计算为什么PKPM配筋面积比YJK大？

一、设计师疑问

同一个计算模型，对于构造控制的非规范基本类型的边缘构件配筋结果，为什么PKPM配筋面积比YJK大？

二、结论

1.对于构造控制的边缘构件配筋面积，当边缘构件轮廓属于《高规》7.2条及《抗规》6.4条的基本类型时，PKPM与YJK结果一致。

2.当边缘构件轮廓超出规范基本类型时，PKPM默认采用【分解为规范基本类型后求和再调整】与【阴影区面积最大构造配筋率】两个结果取大，而YJK直接采用【阴影区面积最大构造配筋率】结果。

3.对于阴影区面积按照根数构造控制的边缘构件，PKPM严格执行规范条文，合并时考虑各自满足规范构造要求，边缘构件合并后的配筋结果较YJK结果大。

三、问题分析

PKPM与YJK对于剪力墙配筋结果的表示提供均两张简图，一张是各个直线剪力墙段的配筋结果，另一张是边缘构件配筋结果。直线剪力墙段的暗柱主筋给出的是计算值，如果计算值小于零则取零，并不考虑构造要求；而边缘构件简图中的配筋结果则同时考虑了钢筋的计算值和构造值，也即二者当中取大。

对于构造控制的非规范基本类型边缘构件，PKPM与YJK均计算【阴影区面积最大构造配筋率】结果，不同处在于PKPM默认同时计算【分解为规范基本类型后求和再调整】的结果进行包络。PKPM这种算法的原因在于：《高规》及《抗规》条文仅规定了四种基本类型边缘构件配筋的构造要求，未提及超出此范围的边缘构件类型应如何构造，基于此，对于非规范基本类型，均拆解为基本型并各自满足规范构造要求，求和后再按轮廓面积等比例调整为非基本型边缘构件，即严格执行规范条文。

下面介绍两软件对于构造控制边缘构件的计算过程。

例如，某剪力墙结构算例标准层层高均为3300mm，剪力墙抗震等级二级，以下选取二层（底部加强区）构造控制的边缘构件YBZ1、YBZ2及GBZ1对比如图1，图2为PKPM与YJK边缘构件设计结果。由图2可知PKPM边缘构件结果均比YJK大，其中，YBZ1配筋大372mm²，相对差异17.0%；YBZ2配筋大770mm²，相对差异21.4%；GBZ1配筋大213mm²，相对差异14.8%。

图2边缘构件设计结果

3.1 YBZ1差异分析

（1）PKPM【分解为规范基本类型后求和再调整】算法如图3所示，首先将YBZ1分解为规范基本类型YBZ1a与YBZ1b，然后按规范分别计算最小构造配筋，求和后按照YBZ1轮廓面积与YBZ1a、YBZ1b轮廓面积和的比例调整配筋面积。

图3YBZ1分解求和再调整算法示意

YBZ1a最小构造配筋为：（二级，底部加强区，约束边缘构件）

与电算结果一致。

对比验算过程，不难看出造成两个软件配筋差距的地方正是【分解为规范基本类型后求和再调整】这个过程。再进一步分析的话，会发现差距发生在了计算YBZ1b最小构造配筋时，PKPM对单个边缘构件配筋取了规范按照面积控制的配筋800和按照根数控制的配筋1206中的较大值，作为基本类型的构造配筋值。在合并以后还要按照整个的大边缘构件的面积进行配筋控制，同时考虑两个边缘构件构造配筋迭加后的调整。相比看来，此时PKPM的结果更加“严格”，对规范条文严格执行。

3.2 YBZ1差异分析

（1）PKPM【分解为规范基本类型后求和再调整】算法如图4所示，首先将YBZ2分解为规范基本类型YBZ2a、YBZ2b及YBZ2c，然后按规范分别计算最小构造配筋，求和后按照YBZ2轮廓面积与YBZ2a、YBZ2b、YBZ2c轮廓面积和的比例调整配筋面积。

图4YBZ2分解求和再调整算法示意

YBZ2a最小构造配筋为：（二级，底部加强区，约束边缘构件）

与电算结果一致。

3.3 GBZ1差异分析

（1）PKPM【分解为规范基本类型后求和再调整】算法如图5所示，首先将GBZ1分解为规范基本类型GBZ1a与GBZ1b，然后按规范分别计算最小构造配筋，求和后按照GBZ1轮廓面积与GBZ1a、GBZ1b轮廓面积和的比例调整配筋面积。

图5GBZ1分解求和再调整算法示意

GBZ1a最小构造配筋为：（二级，底部加强区，构造边缘构件）

与电算结果一致。

3.4 总结

综上，对于构造控制的非规范基本类型边缘构件，PKPM与YJK配筋差异的原因在于PKPM默认同时计算【分解为规范基本类型后求和再调整】的结果与【阴影区面积最大构造配筋率】进行包络，这是基于对规范条文的严格执行。如果设计师希望仅计算【阴影区面积最大构造配筋率】结果，可以通过【PKPM-SATWE-补充验算-边缘构件查改-重新计算】中点选-取其中最大构造配筋率计算如图6所示，则PKPM全楼构造控制边缘构件结果均与YJK一致。

图6PKPM边缘构件算法调整

图7PKPM边缘构件算法调整后边缘构件输出的结果

图8YJK输出的结果与PKPM边缘构件算法调整后的结果一致