建筑结构的安全是保障人民群众生命财产安全的基础，也是“好房子”建设的基石。PKPM既有建筑鉴定和加固改造设计系列软件，通过建立完整的既有结构和加固改造结构信息模型，严格执行国家和行业设计标准，积极应用结构工程和优化设计领域先进技术，实现在既有建筑鉴定和加固改造设计中更好地保障结构安全，提升设计质量及效率，帮助“老房子”改造为“好房子”。下文介绍系列软件的主要特点。

PKPM严格执行《既有建筑鉴定与加固通用规范》（以下简称“通用规范”）的强制性要求，同时支持多种行业、地方设计标准。程序基于中国建筑科学研究院多年来标准规范领域的技术积累研发，结合了大量实际工程计算经验，在软件中贯彻标准规范的各项要求，目的是严守工程安全底线。

图1 软件执行“通用规范”的要求

下面以“通用规范”中关于鉴定和加固的两项要求为例说明软件的实现。

（1）按现行标准和原设计标准包络鉴定的实现。

“通用规范”第5.1.4条要求：“A类和B类建筑的抗震鉴定，应允许采用折减的地震作用进行抗震承载力和变形验算，应允许采用现行标准调低的要求进行抗震措施的核查，但不应低于原建造时的抗震设计要求”。为了贯彻此条要求，程序提供了与原设计标准包络鉴定的功能，如下图2所示，某既有建筑采用“89系列”规范设计，现要求按B类建筑进行鉴定和加固设计，在程序中可选择按现行标准折减地震作用0.9后进行抗震承载力和变形验算，同时勾选与原设计规范进行包络鉴定，程序会自动生成两个计算子模型，用户可针对工程情况对每个规范子模型进行进一步的参数设置。

图2 与原设计标准包络鉴定的实现

（2）加固改造设计时考虑“应变滞后”的实现。

“通用规范”第6.1.3条关于加固既有建筑主体结构时的要求：“验算结构、构件承载力时，应计入应变滞后的影响”。如果对结构采取了改变结构体系或新增构件等整体加固方式，那么可以认为整个结构的刚度是分两次形成的，荷载总体上是分两次施加的，新增加的构件相对于原结构构件存在应变滞后。如果仅对部分构件加固，如采用粘贴钢板或粘贴碳纤维布等方法时，新增加的材料通常存在应变滞后。前一种应变滞后，需要在结构整体分析时考虑，通常必须借助软件实施。

为此，程序提供了快捷的考虑二次受力的功能。以新增抗震墙加固为例，使用时，需将新增墙体指定为“新增构件”，结构承担的荷载分为“加固时”和“加固后增量”两部分荷载，然后在参数设置中选择“考虑二次受力”后执行计算。

图3 荷载分加固时和加固后增量分别输入

图4 程序中考虑应变滞后的参数设置

在加固改造设计中由于受到多种客观条件的限制，对加固方法的灵活性提出了较高要求，程序结合大量用户反馈不断提供更丰富的加固方法。

（1）楼板加固支持增大截面、粘贴钢板、粘贴碳纤维等常用加固方式，可自定义加固材料参数以满足工程设计需要。加固做法布置灵活，可区分位置布置，可支持在一块楼板布置两种加固方法，如下图5、6。

图5 楼板加固方法布置参数设置

图6 楼板加固方法布置图

（2）对于砌体墙，除常用加固方式外，支持高延性混凝土等多种新面层材料，有利于推广绿色、低碳、健康的新建材，如下图7、8。

图7 软件支持的多种砌体墙加固方式

 

 

图8 软件支持的各种砌体结构新材料加固

（3）对钢筋混凝土梁、柱，在《混凝土结构加固设计规范》给出的加固方法基础上，结合工程实际需求，提供碳纤维布、粘钢和增大截面法组合的加固方式，如下图9。

图9 软件支持的多种混凝土构件加固方式

（4）对钢结构构件，软件按最新的《钢结构加固设计标准》（GB51367-2019）进行常用加固方式的设计，如下图10。分析中可考虑加固前后的二次受力、构件截面受力中心变化等影响。构件验算时，给出加固时的构件名义应力，判断是否适合负载加固。加固后应力计算时程序自动考虑初始挠度、焊接残余挠度等因素的影响。

图10 软件支持常用钢构件加固方式

程序在加固施工图方面进行了大量改进。按最新版本图集《07SG111-1 建筑结构加固施工图设计表示方法》，生成钢筋混凝土楼板、梁、柱以及砌体墙的加固施工图，如下图11-13。针对增大截面加固法，量身打造加固选筋功能，为各类构件提供科学经济的配筋方案。提供加固详图，对材料规格、尺寸参数等进行精细化标注，保障加固工程质量与安全。

图11 程序生成的砌体结构加固施工图

图12 程序生成的砌体结构楼板增大截面法加固施工图

图13 程序生成的混凝土梁加固详图

在抗震加固改造中，合理采用隔震、减震技术，往往可达到既能降低加固工程量又可以提升抗震性能的效果。PKPM系列软件支持应用减隔震技术进行加固改造计算，下面为两个采用隔震技术的案例。

（1）某八度区砌体结构，采用隔震技术进行抗震性能提升。程序可以方便地进行隔震后整体分析并给出隔震效率结果，如下图14、15。

图14 隔震改造模型和基本振动形态

图15 程序输出的底部剪力比（水平向减震系数）

（2）某地铁上盖结构，大底盘部分已建成，上部住宅采用隔震技术。结构模型和部分分析结果如下图16、17。

图16 地铁上盖住宅结构隔震计算模型

图17 地铁上盖住宅结构地震作用模拟分析

在减隔震结构的设计中，PKPM提供了较为完整的解决方案。例如SAUSG-PI软件支持隔震层增加阻尼器后的非线性分析，可以帮助快速确定隔震层位移控制方案，如下图18。

图18 隔震层中支座和阻尼器的布置

PKPM最新推出智能加固设计软件，该软件可以实现按设定的条件自动筛选加固构件、自动确定最优加固方案。目前版本可支持混凝土结构的加固改造工程。

加固方案优选功能可自动将最优加固方法布置到构件上，并给出详细材料用量，无需反复在建模与计算间切换调整加固方案。依据预算定额手册以工日、材料费、机械费等信息确定加固造价，以造价最低为目标进行优选，如下图19所示。

图19 软件采用智能算法进行加固优化设计

在鉴定和加固设计过程中，即使在已有设计图纸的情况下，建立完整的既有建筑结构模型也需要耗费工程师大量的时间。PKPM支持识别DWG图纸建立楼层模型，支持自动识别DWG图纸录入各层构件钢筋，同时也提供基于自动生成的配筋进行交互修改等方式。近年来，PKPM持续进行着钢筋录入效率的改进。

图20 软件采用智能算法进行加固优化设计

对于楼板实配钢筋的录入，下一版本将增加钢筋层复制功能，提升实配录入效率。后续也将提供自动读取DWG图纸录入楼板钢筋功能。

PKPM基于中国建研院多年来在标准规范领域的技术积累，结合大量实际工程计算经验，开发了既有建筑鉴定加固改造系列软件，功能涵盖了鉴定和加固改造全流程，能够支持建造于不同年代、不同类型房屋的更新改造。

由于鉴定、加固改造往往涉及到很多方面的具体问题，应用的技术也比较繁多，本文的介绍并不全面，更多技术需求可参考用户手册或直接与我公司联系。

相比于新建建筑结构的设计，既有建筑结构的鉴定和加固改造往往是更复杂和难度更大的工作，需要更多专业工具、功能的支持。后续我们将结合设计师反馈的需求，不断改进软件的易用性，同时积极应用非线性分析和智能化技术，全方位助力“老房子”改造为“好房子”。