PKPM軟件設(shè)計常見問題與應(yīng)用

摘要：在應(yīng)用PKPM進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，存在著種種問題，本文對常見的幾種問題進(jìn)行簡要分析，進(jìn)而闡述了PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的具體應(yīng)用。 

　　關(guān)鍵詞：PKPM；問題；應(yīng)用 

　　PKPM是一套集建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)備設(shè)計及概預(yù)算、施工軟件等于一體的大型建筑工程綜合CAD系統(tǒng)，在建筑行業(yè)應(yīng)用廣泛，給結(jié)構(gòu)工程師帶來了巨大的便利。 

　　一、使用PKPM軟件在設(shè)計中容易出現(xiàn)的問題 

　　1、超越規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)存在安全隱患 

　�。�1）磚混結(jié)構(gòu)層數(shù)和高度超規(guī)范問題。在《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（以下簡稱“抗規(guī)”）中，多層砌體房屋由高度和層數(shù)兩個指標(biāo)控制，一般認(rèn)為，超過了其中的一個控制指標(biāo)即是超規(guī)范設(shè)計。近年來，一些抗震設(shè)防地區(qū)所建磚混建筑物相繼出現(xiàn)八層帶半地下室磚混住宅。嚴(yán)格地講，按“抗規(guī)”的規(guī)定，帶半地下室住宅房屋的高度和層數(shù)應(yīng)從地下室地面算起，也就是說，八層帶半地下室建筑的實際層數(shù)應(yīng)為九層。 

　�。�2）底層框架磚房超規(guī)范設(shè)計問題。底層框架磚房除存在上述高度和層數(shù)超規(guī)范問題以外，還存在底層框架本身的設(shè)計超規(guī)范問題。“抗規(guī)”所謂的底層框架是指底層為框架-抗震墻承重的結(jié)構(gòu)，且宜采用鋼筋混凝土抗震墻，但抗震烈度為6度和7度地區(qū)可采用嵌砌于框架之間的磚墻。根據(jù)了解的情況，有些工程底層框架雖有抗震墻但截面面積明顯不足。一些工程竟采用底層純框架結(jié)構(gòu)，而且在抗震區(qū)總層數(shù)達(dá)到八層。并有底一上七、底二上六、甚至底三上五的底層純框架形式出現(xiàn)，并且在實際工程中底層有限的幾片磚墻還常常是按填充墻來考慮。這種結(jié)構(gòu)形式大都出現(xiàn)在臨街的住宅設(shè)計中，尤其近年來在房地產(chǎn)開發(fā)商所建的商品房中居多，這種結(jié)構(gòu)形式的建筑在地震中的表現(xiàn)是非常脆弱的。所以，一旦有地震發(fā)生，其后果將十分嚴(yán)重。 

　�。�3）舊房改造設(shè)計中的超規(guī)范問題。某些過去設(shè)計建造的房屋在建設(shè)當(dāng)時該地區(qū)的抗震設(shè)防烈度低于現(xiàn)行的設(shè)防烈度，或由于建筑時的材料所限，其抗震能力較差，已屬于抗震加固對象，而某些設(shè)計單位未進(jìn)行加固設(shè)計而進(jìn)行了加層設(shè)計，有的加層設(shè)計還超過現(xiàn)行規(guī)范要求。在加層施工中原結(jié)構(gòu)有不同程度的破壞，加層設(shè)計對該建筑的抗震性能來說無疑是雪上加霜。 

　　2、過分依賴計算機(jī)分析結(jié)果，忽視抗震概念和構(gòu)造設(shè)計 

　　在實際工程中，不同程度地存在著忽視抗震概念設(shè)計和構(gòu)造設(shè)計的問題。例如：某6度抗震區(qū)建筑，設(shè)計為六層帶半地下室磚混住宅，上部結(jié)構(gòu)布置均勻規(guī)整，但是上部作為主要承重和抗震墻體的內(nèi)縱墻卻沒有基礎(chǔ)，而是坐落于地下室的內(nèi)橫墻上，也就是說，上部六層墻體的線荷載，變?yōu)榧�中荷載傳于地下室橫墻上，這種結(jié)構(gòu)的傳力路線是最為不利的。 

　　建筑物抗震設(shè)計包括三部分，即概念設(shè)計、構(gòu)造設(shè)計和結(jié)構(gòu)計算。大家都知道，地震是一種復(fù)雜的現(xiàn)象，我們對建筑物的地震破壞機(jī)理還不十分清楚，對地震的破壞現(xiàn)象也只是停留在感性認(rèn)識階段，建筑物抗震計算的原理只是一種近似。所以，我們在進(jìn)行建筑物抗震設(shè)計時，一定要遵循“抗規(guī)”提出的抗震設(shè)計原則和抗震設(shè)計構(gòu)造要求，正確應(yīng)用PKPM軟件，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。 

　　3、對軟件技術(shù)條件不清楚，導(dǎo)致計算和繪圖結(jié)果錯誤 

　　每一種計算理論都有它的假定條件，每一個軟件的編制都符合特定的技術(shù)條件，我們熟悉的PKPM系列軟件也不例外，如果沒有很好地理解軟件技術(shù)條件，便不能很好地利用軟件來解決實際問題。一些對結(jié)構(gòu)概念不很清楚的設(shè)計人員可能會過分地相信計算機(jī)而出現(xiàn)嚴(yán)重的設(shè)計錯誤。 

　　二、PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件應(yīng)用 

　　1、結(jié)構(gòu)平面輔助設(shè)計軟件PMCAD的應(yīng)用 

　　PMCAD是PKPM系列軟件的核心模塊，是建筑與結(jié)構(gòu)連接的接口軟件，也是結(jié)構(gòu)平面設(shè)計軟件，在這個模塊中建立的結(jié)構(gòu)模型應(yīng)力求準(zhǔn)確，能夠反應(yīng)結(jié)構(gòu)的實際情況。 

　�。�1）交互式結(jié)構(gòu)模型的建立。結(jié)構(gòu)模型中所有的構(gòu)件均在此項操作中輸入，應(yīng)當(dāng)注意的是：凡是結(jié)構(gòu)布置形式及構(gòu)件尺寸和荷載不同的結(jié)構(gòu)層均應(yīng)描述為不同的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層，對于上下層柱變截面情況用構(gòu)件相對于節(jié)點的偏心描述，注意在節(jié)點過密的時候墻體及梁布置的連續(xù)性。在布置過兩個或更多的標(biāo)準(zhǔn)層后，不能使用圖案編輯菜單對某一層或某一部分拖動或平移，因為所有的節(jié)點位置都是用相對于原點的位置描述的，拖動或平移會造成上下層節(jié)點錯位。全樓的組裝必須是自下而上的標(biāo)準(zhǔn)層組裝，不能把后一個標(biāo)準(zhǔn)層組裝于前一個標(biāo)準(zhǔn)層之前。填充墻不能作為墻體輸入。在此輸入的荷載值應(yīng)是荷載標(biāo)準(zhǔn)值，不是設(shè)計值。 

　�。�2）PK文件的生成。對于磚混結(jié)構(gòu)，按連梁生成的墻梁的PK文件，在沒有進(jìn)行磚混抗震驗算時梁上沒有上部墻體及以上層樓板傳來的荷載。底框磚房的底層框架梁不可以用生成連梁的方法生成PK文件，否則會引起框架上地震荷載的漏項，而用PK所畫的梁施工圖其節(jié)點構(gòu)造不滿足“抗規(guī)”要求。在此項操作中生成的連梁PK文件應(yīng)打開修改支座情況，主要是依據(jù)實際情況修改梁與柱的鉸接還是固接。 

　　2.平面框排架及繪圖軟件PK的應(yīng)用 

　�。�1）框架繪圖。有時計算結(jié)果顯示梁柱超筋時，往往能夠通過繪圖，但是要注意此時的繪圖結(jié)果有時是錯誤的，其顯示的配筋情況可能比計算小得多，必須修改計算數(shù)據(jù)文件后，梁柱計算都不超筋時其繪圖結(jié)果才是可信的。另外，在修改鋼筋操作中對梁鋼筋進(jìn)行了通長修改后，一定要對所形成的施工圖進(jìn)行檢查，使顯示結(jié)果與繪圖結(jié)果一致。 

　　（2）注意審查每一個柱的軸壓比信息。PK軟件對柱的超筋控制是以最大配筋率來控制的，有時雖然軟件未顯示柱的超筋信息，但并不能說明我們所選的柱截面是合適的。 

　　3.獨立基礎(chǔ)及條形基礎(chǔ)設(shè)計軟件JCCAD的應(yīng)用 

　　（1）對磚混結(jié)構(gòu)而言，一般應(yīng)在荷載組合中加入經(jīng)PMCAD軟件進(jìn)行磚混抗震計算后的荷載。 

　�。�2）對框架結(jié)構(gòu)而言，一般應(yīng)計入經(jīng)PK軟件計算的PK荷載，并在PK荷載中計入地震荷載組合，并經(jīng)縱橫兩個方向的驗算后確定基礎(chǔ)選用的合理值，或計入經(jīng)TAT、SATWE計算的荷載組合。若只經(jīng)PM恒、活荷載計算，則結(jié)果在地震區(qū)會明顯偏小。 

　�。�3）對彈性地基梁及筏板基礎(chǔ)的計算還應(yīng)注意以下幾個方面：①應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場勘探情況利用軟件對地基進(jìn)行驗算；②應(yīng)根據(jù)地基及設(shè)計情況不同選用適當(dāng)?shù)牡鼗鶆偠认禂?shù)；③根據(jù)上部結(jié)構(gòu)及場地情況，選取適當(dāng)?shù)幕�礎(chǔ)形式和計算方法；④經(jīng)過反復(fù)地試算，最后確定較為合適的梁截面和翼緣寬度。一般認(rèn)為，如果我們確定了一種梁截面或翼緣厚度時，加大或減小其截面尺寸都會引起配筋量的增加，那就說明我們選定的這個截面是較為合適的；⑤根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》計算模型的建立、必要的簡化計算預(yù)處理，應(yīng)符合結(jié)構(gòu)的實際工作狀況；所以，在框架結(jié)構(gòu)計算中應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的影響。考慮到樓梯的梯板等具有斜撐的受力狀態(tài)，對結(jié)構(gòu)的整體剛度有較明顯的影響。 

　　總之，在工程設(shè)計時，不但要使計算假定與實際情況相一致，而且應(yīng)注意設(shè)計軟件的適用條件及其技術(shù)條件，正確的使用CAD軟件，保證計算結(jié)果準(zhǔn)確；更要加強(qiáng)規(guī)范的，加強(qiáng)概念設(shè)計，保證結(jié)構(gòu)滿足各項構(gòu)造措施的要求，使建筑結(jié)構(gòu)能夠承受可能出現(xiàn)的各種作用，保證結(jié)構(gòu)具有良好的工作性能和耐久性能。 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1]建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010[S]）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010 

　　[2]高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ3-2010[S]）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011