目前对结构承载力的计算主要是通过PKPM和YJK两种计算软件，为确认计算软件对内框架结构计算的准确性，特别是混凝土柱计算的准确性以及在建模时的注意事项，特地构造了如图所示的一个三层内框架，利用PKPM软件对其承载力进行计算。

计算参数如下：

1. 7度0.1g，Ⅳ类场地土

2. 混凝土强度C20，砂浆强度M5，砖强度MU10

3. 各层层高均为4.0m

4. 横向开间4.5m，纵向跨度6.0m，纵墙上开有1.5m宽的窗

5. 各层楼面恒载4.0kN/m²，活载5.0kN/m²；屋面恒载5.0kN/m²，活载2.0kN/m²

一、验算结果一览

       A类建筑、B类建筑、01版抗规和非抗震等四种情况下钢筋混凝土柱的验算结果如下图所示，其中A类建筑按构件承载力验算法考虑，未列出综合抗震能力指数法的结果。

1、A类建筑

一层配筋平面示意图

二层平面配筋示意图

三层平面配筋示意图

2、B类建筑

一层平面配筋示意图

二层平面配筋示意图

三层平面配筋示意图

3、01版抗规

一层平面配筋示意图

二层平面配筋示意图

三层平面配筋示意图

4、非抗震

一层平面配筋示意图

二层平面配筋示意图

三层平面配筋示意图

将四种工况的验算结果列表如下：

二、验算结果规律总结

     由上表的计算结果，我们可以总结出如下规律（限于篇幅，本文仅列出单个案例的结果，事实上，我们对多个典型案例的计算结果分析，也可以得出如下相同的规律）：

1. 对于PKPM程序，内框架结构中混凝土构件的承载力计算时，A类建筑与B类建筑的计算结果最小，两者结果基本一致(说明对于构件承载力验算法，PKPM程序未严格区分A类建筑和B类建筑)，非抗震工况次之，01版抗规的计算结果略大。从配筋规律看，非抗震工况的配筋大于抗震工况，存在一定的不合理。

2. 在内框架结构的总地震剪力标准值的计算时，四种工况的计算结果基本一致。

3. 在内框架结构混凝土柱的地震剪力计算时，01版抗规>B类建筑=A类建筑。根据B类建筑的混凝土柱的地震剪力确定公式：

       将上表中数值代入验算结果表，可知，对于A类建筑和B类建筑而言，内框架结构混凝土柱的剪力设计值与89版抗规的公式计算结果基本一致，但对01版抗规而言，内框架结构混凝土柱的剪力设计值较89版抗规的剪力设计值增大了1.1倍，这可能是PKPM软件的编制者为保守起见所乘的放大系数。

       需要说明的是，对于混凝土柱而言，除了地震剪力外，由于柱顶两侧梁的支座条件不同(一边为铰接，一边与柱刚接)，两侧梁端在柱顶支座处的剪力不同，因此在混凝土柱上应该存在由于正常使用荷载作用下的平衡剪力，但PKPM未考虑该部分的剪力，计算用的剪力设计值小于实际剪力。当然考虑到该剪力设计值相对较小，对最终的结果影响不大。

4. 在内框架结构混凝土柱的轴压比计算时，四种工况下的轴压比完全一致。说明在PKPM软件在计算内框架结构混凝土柱的轴压比时，其组合内力仅考虑了正常使用作用下的轴力，而未考虑地震工况下重力荷载代表值作用下的轴力，因此对地震工况下轴压比的计算相对偏大。

5. 关于砖墙与混凝土柱之间的轴力分配问题

        根据计算结果分析，PKPM程序在内框架结构的内力分配时，对于砖柱和混凝土柱之间的轴力分配是按照各自的承载面积分配的，未考虑框架梁在传递荷载时的内力重分布作用。而我们知道，由于该梁两端的支座类型不同，砖墙一侧为铰接，混凝土柱一侧类似刚接，因此框架梁的内力图近似如图所示。

       也就是说，梁两端的剪力设计值是不一样的，因此实际竖向构件轴力的分配并不是按承载面积分配，应该与梁的剪力有关。若按照承载面积分配，则PKPM加大了砖墙的轴力，减小了混凝土柱的轴力。因此，理论上PKPM对砖墙的抗压承载力验算偏于保守。

6、内框架结构中框架柱的纵向配筋均由构造配筋控制，由构件信息可以查到，对于非抗震工况，PKPM采用的单边构造配筋率为0.6%，A类建筑和B类建筑，PKPM采用的单边构造配筋率为0.4%，01版抗规：PKPM采用的单边构造配筋率为0.7%。

       非抗震工况的规范规定：

       根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2016年版)第8.5节的规定，对于钢筋混凝土结构构件中的受压钢筋，对于强度等级为300MPa、335MPa的钢筋，截面总配筋率不少于0.60%，且单侧纵向钢筋的配筋率不少于0.2%。

       A类建筑规范规定：

     《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009第6.2节A类钢筋混凝土房屋抗震鉴定一节中，对框架柱的构造要求为：6度和7度Ⅰ、Ⅱ类场地土时：框架梁柱的纵向钢筋和横向箍筋的配置应符合非抗震设计的要求。规范未对7度Ⅲ、Ⅳ类场地土上框架柱的纵筋配置做出规定，应该是规范失误。老陈理解应符合8度的要求，即框架中柱和边柱纵向钢筋的总配筋率不应少于0.6%。

       上海市地方标准《现有建筑抗震鉴定与加固标准》DGJ08-81-2021第6.2节A类钢筋混凝土房屋抗震鉴定一节中，对框架柱的构造要求为：框架梁柱的纵向钢筋的配置应符合非抗震设计的要求，7度时，框架中柱和边柱的纵向钢筋的总配筋率不应少于0.5%。

         B类建筑规范规定：

       《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009第6.3节B类钢筋混凝土房屋抗震鉴定一节中，对框架柱纵向钢筋的最小总配筋率的要求如下：

        上海市地方标准《现有建筑抗震鉴定与加固标准》DGJ08-81-2021第6.3节中，对框架柱纵向钢筋的最小总配筋率的要求与国家标准基本一致。

         01版规范规定：

       《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第6.3节中，对框架柱纵向钢筋的最小总配筋率的要求如下：

       

       由以上对各版本规范的规定可以看出：

非抗震工况：PKPM程序对混凝土柱的纵筋采用的单边构造配筋率取0.60%，显然程序未区分单边构造配筋率和截面总配筋率，错误的把截面总配筋率的要求按单边构造配筋率来考虑，因此对截面纵筋的要求过于保守。

A类建筑：PKPM程序对混凝土柱的纵筋采用的单边构造配筋率取0.4%，若其截面仅有四根纵筋(单侧纵筋为两根)时，其截面总配筋率为0.8%，若单侧纵筋超过两根时，其截面总配筋率肯定超过0.8%。其超过了规范要求，因此是偏于保守的。

B类建筑：同理可知，由于PKPM程序对混凝土柱的纵筋采用的单边构造配筋率取0.4%，超过了规范要求，因此是偏于保守的。

01版抗规：PKPM程序对混凝土柱的纵筋采用的单边构造配筋率取0.7%，显然程序未区分单边构造配筋率和截面总配筋率，错误的把截面总配筋率的要求按单边构造配筋率来考虑，因此对截面纵筋的要求过于保守。

7、由于计算的混凝土柱的剪力设计值相对较小，均未超过20kN，相应引起的弯矩也较小，核算实际偏心距小于0.05，在轴压比小于1.0时，混凝土柱的纵向配筋基本均由构造配筋控制。

       A类建筑和B类建筑：构造体积配箍率由轴压比不同分别取0.40%、0.60%

        01版抗规：构造体积配箍率由轴压比不同分别取0.45%和0.70%

        非抗震工况：体积配箍率为0.15%

        非抗震工况的规范规定：

      《混凝土结构设计规范》GB50010-2010(2016年版)中无最小体积配箍率的要求。

        A类建筑规范规定：

        无论是《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009，还是《现有建筑抗震鉴定与加固标准》DGJ08-81-2021，均未有最小体积配箍率的要求，仅要求箍筋配置不小于φ6@200。

        B类建筑规范规定：

      《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009表6.3.5-3中抗震等级三级柱的最小体积配箍率如下：

       《现有建筑抗震鉴定与加固标准》DGJ08-81-2021对箍筋最小体积配箍率的要求与国家标准一致。

         01版规范规定：

       《建筑抗震设计规范》GB50011-2001表6.3.12中，抗震等级三级柱的最小配箍特征值如下：

   

由以上对各版本规范的规定可以看出：

非抗震工况：PKPM程序对混凝土柱的箍筋的体积配箍率为0.15%，而规范未规定，其箍筋配置要求较高，偏于保守。

A类建筑：PKPM程序对混凝土柱体积配箍率按B类建筑的要求配置，要求较高，偏于安全。

B类建筑：基本符合规范要求。

01版抗规：基本符合规范要求。

三、PKPM建模和计算结果的注意事项

1、PKPM建模的注意事项

1). 内框架的层数

      目前PKPM仅能对不超过4层的内框架结构进行分析，超过四层的内框架结构目前尚无法准确验算。亲测超过5层的内框架程序无法正常运行。

       这意味着对位于6度和7度区的五层多排柱内框架结构，虽然《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009是允许采用的，但PKPM程序无法准确验算，可能需要进行手工校核。

2). 内框架参数的输入

       在砌体参数的定义中，应注意内框架参数的输入，如图所示。这里需要注意的是，PKPM中，开间数和跨数的缺省值均为2，λ为0.75，对于局部内框架结构，若抗震横墙开间数按内框架的开间数，比如本案例中开间数按5输入，实际得到的框架柱剪力会大于规范规定的数值。关于这方面的讨论可详见《老陈聊房检》。PKPM程序对01版抗规的框架柱剪力乘以1.1倍的放大系数，实际上是偏于保守的。

2、PKPM计算结果的注意事项

1)、关于砖墙的轴力分配问题

       PKPM程序未考虑混凝土梁在内力分配中的作用，实际加大了砖墙的轴力，减小了混凝土柱的轴力。同时由于程序自身的缺陷，无论是按砖柱还是纵墙变截面考虑扶壁柱的作用，其计算结果总是偏于保守的，因此，理论上PKPM对砖墙的抗压承载力验算偏于保守。

2)、关于混凝土柱的内力问题

     PKPM程序在计算混凝土柱的内力时，由于传力方式的不合理，少算了混凝土柱的轴力，同时由于未考虑正常使用作用下柱的剪力，实际混凝土柱的设计剪力也相对偏小，由剪力引起弯矩也相应偏小。

3)、关于混凝土柱的箍筋配置问题

       由于PKPM程序仅按内框架规范的要求计算地震工况下的剪力设计值，未考虑正常使用作用下的剪力设计值，因此在地震工况下，剪力设计值相对偏小，建议叠加正常使用作用下剪力设计值后，对斜截面抗剪承载力进行校核（当然根据实例，该剪力设计值相对较小，影响不大），若确认混凝土柱的箍筋配置仍为构造控制，则PKPM程序对于B类建筑和01版抗规的箍筋配置基本符合规范要求，可以直接采用。但非抗震工况和A类建筑的箍筋配置要求较高，过于保守，建议按规范要求重新计算构造要求。

4). 关于混凝土柱的纵向配筋问题

       由于PKPM程序未考虑正常使用作用下的剪力设计值，因此由该剪力设计值引起的弯矩也未考虑，对框架柱的纵筋进行配置时，计算弯矩相对偏小。若确认在叠加了该弯矩后，混凝土柱的纵向配筋仍由构造配筋控制，则PKPM程序给出的构造配筋均远超规范要求，偏于保守。

       总的来说，PKPM程序对于内框架结构，其内力计算是不准确的，加大了砖墙的作用效应，减小了混凝土柱的作用效应，但考虑到混凝土柱的配筋基本由构造配筋控制，PKPM给出的计算结果相对偏大，富余量相对较大，偏于保守，可能导致不必要的加固。

知识点：PKPM程序对内框架计算的注意事项

PKPM框架计算注意事项