摘要：PKPM軟件是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中比較常用的一種計算軟件，對結(jié)構(gòu)設(shè)計起到了很好的輔助作用，下面我們來探討一下如何利用PKPM軟件來進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計，希望可以給相關(guān)工作人員帶來有用的啟示。 　　

關(guān)鍵詞：PKPM；框架結(jié)構(gòu) 　　

1. 建模和計算 　　

1.1 布置軸網(wǎng) 　　
進(jìn)入PMCAD中“建筑模型與荷載輸入”，再依次進(jìn)入“軸線輸入”、“正交軸網(wǎng)”選項根據(jù)建筑圖布置軸網(wǎng)，建議先布置主梁的軸網(wǎng)，次梁的軸網(wǎng)可根據(jù)需要利用“平行直線”選項進(jìn)行布置，這樣布置出來的軸網(wǎng)就不會太亂。 　　

1.2梁、柱、板的布置 　　
軸網(wǎng)布置好了以后就可以進(jìn)行梁、柱、板的布置了，這時需要進(jìn)入“樓層定義”選項里面先建立需要的梁、柱截面，梁的高度可以取1/8~1/12軸跨進(jìn)行試算，然后根據(jù)SATWE計算梁配筋率來確認(rèn)梁截面是否合適，一般梁的經(jīng)濟(jì)配筋率為0.4%~0.8%。 　　
柱截面需要根據(jù)層高、跨度、層數(shù)以及樓面荷載來綜合考慮，可以先試算一個柱截面，同樣根據(jù)SATWE計算出來的柱軸壓比及配筋率來確認(rèn)柱截面是否合適，一般柱的經(jīng)濟(jì)配筋率為0.6%~1.5%，在進(jìn)行柱布置時應(yīng)盡量避免短柱，短柱及不利于抗震也不經(jīng)濟(jì)。 　　
在建好梁柱截面以后，根據(jù)建筑圖布置梁及柱，進(jìn)如入“本層信息”選項，在此處可以根據(jù)工程需要修改里面的內(nèi)容，板厚一般默認(rèn)為100mm，本層信息設(shè)置好了以后再依次點取“樓板生成”、“生成樓板”選項，這時生成的樓板厚度就是前面“本層信息”填寫的默認(rèn)厚度100mm。 　　
在“修改板厚”選項里面可以進(jìn)行板厚修改，取板跨度的1/35作為板厚度，在連接較弱的地方若不允許加梁，則可以通過增加板厚來增強(qiáng)連接。至于板厚度是否合適，還應(yīng)根據(jù)板配筋大小的綜合考慮。樓梯間不能進(jìn)行開洞處理，否則樓梯荷載不能進(jìn)行導(dǎo)算；一般樓梯間的板厚取0，恒載取8.5 kN/m³,活載取3.5 kN/m³。 　　

1.3布置荷載 　　
模型建好以后下面我們就需要布置荷載了，進(jìn)入“荷載輸入”選項點取“恒活設(shè)置”，輸入恒載和活載，最好把“自動計算現(xiàn)澆板自重”勾選上，如此一來，在輸入恒載時就不需要考慮本的自重了。如果有板的恒載和活載與默認(rèn)值不同，則需要在“樓面活載”里面修改活載，在“樓面恒載”里面可以修改恒載。板的荷載輸入完成后需要輸入梁的荷載，即進(jìn)入“梁間荷載”選項進(jìn)行恒載和活載的輸入，然后根據(jù)建筑圖進(jìn)行梁的荷載布置。 　　
按照上面的步驟依次布置每一層結(jié)構(gòu)圖，然后進(jìn)入“樓層組裝”里面根據(jù)建筑圖的層高和層數(shù)進(jìn)行樓層組裝，在這個過程中，有個底標(biāo)高程序容易計算錯誤，需要人工復(fù)核。最后進(jìn)入“設(shè)計參數(shù)”在這里面根據(jù)國家規(guī)范及工程特點修改信息，計算振型個數(shù)一般取層數(shù)的三倍。 　　
進(jìn)入PMCAD里面的“畫結(jié)構(gòu)平面布置圖”選項里面先點擊“樓板計算”選項然后點擊“計算參數(shù)”選項，在這里面設(shè)置板配筋參數(shù)，這時注意選擇板的鋼筋級別要與實際工程中板鋼筋級別對應(yīng)。板配筋參數(shù)設(shè)置好了以后點擊“自動計算”選項就可以計算板配筋了，通過計算出來的板配筋量來判斷板厚是否合適，若配筋過大則需要返回到“建筑模型與荷載輸入” 選項里面去增加板厚,或增加次梁減小板跨。 　　

1.4設(shè)計參數(shù)設(shè)置 　　
在模型輸入確認(rèn)無誤后就可以進(jìn)入SATWE里面的“接PM生成SATWE數(shù)據(jù)”選項里面，接著點擊“分析與設(shè)計參數(shù)補(bǔ)充定義（必須執(zhí)行）”選項進(jìn)行設(shè)計參數(shù)設(shè)置，在進(jìn)行計算結(jié)構(gòu)的周期、位移等參數(shù)時一定要把“對說有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定”選項勾選；計算梁、墻、柱的配筋則不需要勾選。在第一次填寫結(jié)構(gòu)基本周期時，周期T＝(0.08~0.1)N,N為結(jié)構(gòu)層數(shù)，若算出來的周期為A秒，則填寫周期為A進(jìn)行試算，試算完以后進(jìn)入“分析結(jié)果圖形和文本顯示”—“文本文件輸出”—“2.周期 振型 地震力”里面查得計算出來的結(jié)構(gòu)周期為B，然后用周期B替換周期A進(jìn)行計算。若工程為多層結(jié)構(gòu)，則在“恒活荷載計算信息”中選“一次性加載”。“墻元細(xì)分最大控制長度（m）”一般選1m，對于梁活載不利布置的最高層號的填寫數(shù)字，就看在進(jìn)行模型組裝時共有多少層，若進(jìn)行模型組裝時有A層，則梁活載不利布置的最高層號填寫數(shù)字為A。剩余的選項按照相應(yīng)的規(guī)范對應(yīng)填寫就可以了。 　　

1.5定義特殊梁和特殊柱 　　
填寫完上面的計算參數(shù)以后進(jìn)入第2個選型“特殊構(gòu)件定義”里面。在這個里面可以進(jìn)行特殊梁、特殊柱等定義。在“特殊柱”里面一定要對角柱進(jìn)行定義；若計算出來的梁配筋受剪超筋，在“特殊梁”里面可以對次梁進(jìn)行點鉸處理；在連續(xù)梁降標(biāo)高的地方同樣需要進(jìn)行點鉸處理。 　　
進(jìn)入第5個選項“多塔結(jié)構(gòu)補(bǔ)充定義”里面，通過“多塔立面”選項可以對結(jié)構(gòu)的梁、板、柱、墻的混凝土等級，以及層高、薄弱層等進(jìn)行檢查，若有錯誤就可以返回對應(yīng)的選項里面進(jìn)行修改。 　　
進(jìn)入第6個選項“生成SATWE數(shù)據(jù)文件及數(shù)據(jù)檢查（必須執(zhí)行）”里面進(jìn)行計算，若模型有錯誤問題，會出現(xiàn)提示。接著進(jìn)入第9個選項“查看數(shù)據(jù)報告文件（CHECK.OUT）”查看模型錯誤問題，找到錯誤以后返回建模里面進(jìn)行修改，再依次執(zhí)行上面的步驟。 　　

1.6計算內(nèi)力 　　
在模型及計算參數(shù)確定無誤后就可以進(jìn)入“結(jié)構(gòu)內(nèi)力，配筋計算”進(jìn)行計算了，對于多層框架結(jié)構(gòu)“地震作用分析方法”選“總剛分析方法”即可。若需要用此次計算出來的內(nèi)力來計算基礎(chǔ)，則需要把“生成傳給基礎(chǔ)的剛度”選項勾選，反之則不需要。 　　

2.檢測判斷已建立的模型 　　

執(zhí)行完上面的步驟以后，建模及計算就基本完成了�，F(xiàn)在就需要根據(jù)計算出來的結(jié)果來判斷模型是否合理，是否滿足相應(yīng)的國家規(guī)范。 　　

2.1設(shè)計過程中控制的目標(biāo)參數(shù) 　　
（1）軸壓比：主要為控制結(jié)構(gòu)的延性，規(guī)范對墻肢和柱均有相應(yīng)限值要求，見抗規(guī)6.3.7和6.4.5。 　　
（2）剪重比：主要為控制各樓層最小地震剪力，確保結(jié)構(gòu)安全性，見抗規(guī)5.2.5。 　　
（3）剛度比：主要為控制結(jié)構(gòu)豎向規(guī)則性，以免豎向剛度突變，形成薄弱層，見抗規(guī)3.4.2。 　　
（4）位移比：主要為控制結(jié)構(gòu)平面規(guī)則性，以免形成扭轉(zhuǎn)，對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。見抗規(guī)3.4.4。 　　
（5）周期比：主要為控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，減小扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，要求見高規(guī)3.4.5 。 　　
（6）剛重比：主要為控制結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生滑移和傾覆，要求見高規(guī)3.5.2。 　　
（7）層間受剪承載力比：控制豎向不規(guī)則性；要求見高規(guī)3.5.3。 　　
對于周期，要注意第一周期不能為扭轉(zhuǎn)控制，最大層間位移角應(yīng)滿足高規(guī)3.7.3規(guī)定，有效質(zhì)量系數(shù)不應(yīng)小于90%。如果計算中存在薄弱層，則需要把薄弱層層號回填到“分析與設(shè)計參數(shù)補(bǔ)充定義（必須執(zhí)行）”選項里面。當(dāng)?shù)卣鹱饔米畲蟮姆较蚪嵌冉^對值大于15度時，同樣需要回填到“分析與設(shè)計參數(shù)補(bǔ)充定義（必須執(zhí)行）”選項里面。 　　

2.2參數(shù)的調(diào)整方法 　　
如果計算出來的參數(shù)不滿足規(guī)范要求，則需要返回模型進(jìn)行調(diào)整后在計算，直到滿足規(guī)范要求； 　　
2.2.1軸壓的調(diào)整方法 　　
當(dāng)軸壓比不滿足時的調(diào)整方法主要有：增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強(qiáng)度；當(dāng)剪重比不滿足時的調(diào)整方法：在SATWE的“調(diào)整信息”中勾選“按抗震規(guī)范5.2.5調(diào)整各樓層地震內(nèi)力”后，SATWE按抗規(guī)5.2.5自動將樓層最小地震剪力系數(shù)直接乘以該層及以上重力荷載代表值之和，用以調(diào)整該樓層地震剪力，以滿足剪重比要求。 　　
2.2.2剛度比的調(diào)整方法 　　
（1）適當(dāng)降低本層層高，或適當(dāng)提高上部相關(guān)樓層的層高。 　　
（2）適當(dāng)加強(qiáng)本層墻、柱和梁的剛度，或適當(dāng)削弱上部相關(guān)樓層墻、柱和梁的剛度。 　　
2.2.3位移比的調(diào)整方法 　　
（1）由于位移比是在剛性樓板假定下計算的，最大位移比往往出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的四角部位；因此應(yīng)注意調(diào)整結(jié)構(gòu)外圍對應(yīng)位置抗側(cè)力構(gòu)件的剛度；同時在設(shè)計中，應(yīng)在構(gòu)造措施上對樓板的剛度予以保證。 　　
（2）利用程序的節(jié)點搜索功能在SATWE的“分析結(jié)果圖形和文本顯示”中的“各層配筋構(gòu)件編號簡圖”中快速找到位移最大的節(jié)點，加強(qiáng)該節(jié)點對應(yīng)的墻、柱等構(gòu)件的剛度；也可找出位移最小的節(jié)點削弱其剛度；直到位移比滿足要求。 　　
2.2.4周期比的調(diào)整方法 　　
（1）當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)時，說明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對于其兩個主軸（第二振型轉(zhuǎn)角方向和第三振型轉(zhuǎn)角方向，一般都靠近X軸和Y軸）的抗側(cè)移剛度過小，此時宜沿兩主軸適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍的剛度，并適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部的剛度。 　　
（2）當(dāng)?shù)诙�振型為扭轉(zhuǎn)時，說明結(jié)構(gòu)沿兩個主軸方向的抗側(cè)移剛度相差較大，結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對其中一主軸（第一振型轉(zhuǎn)角方向）的抗側(cè)移剛度是合理的；但相對于另一主軸（第三振型轉(zhuǎn)角方向）的抗側(cè)移剛度則過小，此時宜適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿“第三振型轉(zhuǎn)角方向”的剛度，并適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍（主要是沿第一振型轉(zhuǎn)角方向）的剛度。 　　
2.2.5剛重比的調(diào)整方法 　　
通過人工調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件，加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。 　　
2.2.6層間受剪承載力比的調(diào)整方法 　　當(dāng)層間受剪承載力比不滿足時的調(diào)整方法：可適當(dāng)提高本層構(gòu)件強(qiáng)度（如增大柱箍筋和墻水平分布筋、提高混凝土強(qiáng)度或加大截面）以提高本層墻、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的抗剪承載力，或適當(dāng)降低上部相關(guān)樓層墻、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的抗剪承載力。 　　
當(dāng)結(jié)構(gòu)計算出來的各項參數(shù)勻滿足規(guī)范要求時，計算完成了，接著便可以利用計算繪制施工圖紙。 　　

3.結(jié)語 　　

PKPM軟件在國內(nèi)設(shè)計行業(yè)占有絕對優(yōu)勢，擁有用戶上萬家，市場占有率達(dá)90%以上，現(xiàn)已成為國內(nèi)應(yīng)用最為普遍的CAD系統(tǒng)。它緊跟行業(yè)需求和規(guī)范更新，不斷推陳出新開發(fā)出對行業(yè)產(chǎn)生巨大影響的軟件產(chǎn)品，使國產(chǎn)自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件十幾年來一直占據(jù)我國結(jié)構(gòu)設(shè)計行業(yè)應(yīng)用和技術(shù)的主導(dǎo)地位，為框架結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了有力的工具。