摘要:根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范及PKPM軟件的參數(shù)設(shè)置要求,作者結(jié)合多年的使用PKPM軟件的設(shè)計應(yīng)用經(jīng)驗,探討了利用PKPM軟件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的幾個問題,并提出了解決的方法,可供結(jié)構(gòu)設(shè)計人員參考。 　　

關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計 PKPM軟件 輸入方式 取值 計算方式 　　 　　

0 引言 　　

PKPM軟件是中國建筑科學(xué)研究院建筑工程軟件研究所研發(fā)的功能齊全的設(shè)計軟件。它將結(jié)構(gòu)設(shè)計人員從繁瑣的計算工作中解放出來,加快了設(shè)計進度。但其功能無論如何完善,PKPM軟件只能是計算機輔助設(shè)計工具,設(shè)計人員的結(jié)構(gòu)概念是否清晰,對參數(shù)的設(shè)置是否合理,對結(jié)果的判斷是否準確,是正確使用軟件的前提�！督ㄖ�抗震設(shè)計規(guī)范》第3.6.6條明確規(guī)定了利用計算機進行結(jié)構(gòu)抗震分析的要求。有些結(jié)構(gòu)設(shè)計人員往往由于理論知識不扎實,缺乏對相關(guān)規(guī)范的正確理解,不熟悉軟件的功能特點和適用范圍,完全依賴計算機設(shè)計軟件,出現(xiàn)一些不理想的結(jié)果。鑒于此,作者結(jié)合多年的使用PKPM軟件的設(shè)計應(yīng)用經(jīng)驗,探討了利用PKPM軟件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的幾個問題,可供結(jié)構(gòu)設(shè)計人員參考。 　　

1 混凝土次梁的輸入方式 　　

混凝土次梁的輸入方式:軟件提供兩種輸入方法:一是在PMCAD主菜單1中和主梁一起輸入,稱“按主梁輸入”。二是在PMCAD主菜單1中按“次梁布置”,稱“按次梁輸入”。“按主梁輸入”時,梁本身的剛度參與到空間計算中,對結(jié)構(gòu)的剛度、周期、位移等均會產(chǎn)生影響,程序不分主次梁,所有梁都是主梁,梁的內(nèi)力計算按照空間交叉梁系方式進行分配。即根據(jù)節(jié)點的變形協(xié)調(diào)條件和各梁線剛度的大小進行計算,主梁和次梁之間沒有嚴格的支座關(guān)系;“按次梁輸入”時,梁本身的剛度不參與到空間計算中,對結(jié)構(gòu)的剛度、周期、位移等均不會產(chǎn)生影響,次梁的內(nèi)力按連續(xù)梁方式一次計算完成,主梁是次梁的支座。建議:設(shè)計人員在進行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時,混凝土次梁宜按主梁輸入,且除非特別情況不建議將次梁兩端設(shè)置為鉸接。其結(jié)果更加接近實際受力情況和實際配筋[1]。 　　

2 剪力墻連梁的輸入方式 　　

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第7.1.8條規(guī)定:剪力墻開洞形成的跨高比小于5的連梁,應(yīng)按本章有關(guān)規(guī)定進行設(shè)計;當跨高比不小于5時,宜按框架梁進行設(shè)計�？绺弑刃∮�5的連梁,豎向荷載作用下的彎矩所占比例較小,水平荷載作用下產(chǎn)生的反彎使它對剪切變形十分敏感,容易出現(xiàn)剪切裂縫�？绺弑炔恍∮�5時,豎向荷載作用下的彎矩所占比例較大,宜按框架梁設(shè)計。建議:當跨高比不小于5時,應(yīng)在洞口兩端各增加一個節(jié)點,按框架梁輸入計算;當跨高比小于5時,應(yīng)按剪力墻開洞輸入。 　　

3 錯層結(jié)構(gòu)的輸入方式 　　

在“主梁布置”菜單和“樓板生成”里有會有“梁兩端節(jié)點升降”和“樓板錯層”,有些設(shè)計人員認為這樣做是用來計算錯層的,其實這只影響畫圖,不是用來計算錯層的。對于錯層,當錯層高度不大于框架梁的截面高度時,應(yīng)按一層輸入計算。當錯層高度大于框架梁的截面高度時,各部分樓板應(yīng)作為獨立樓層參加整體計算。在PMCAD建模時每個錯層建一個標準層,并將沒有樓板的部分開全房間洞,SWATE軟件會自動搜索判斷錯層,自動計算內(nèi)力。 　　

4 底層的計算高度的取值 　　

設(shè)計人員對各標準層進行組裝時要輸入底層的高度,由于結(jié)構(gòu)形式不同,其底層的高度輸入應(yīng)有不同�！痘炷�土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第7.3.11條表7.3.11-2規(guī)定表中H為底層柱從基礎(chǔ)底面到一層樓蓋頂面的高度;《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第5.1.3條表5.1.3規(guī)定表中H為樓板頂面到構(gòu)件下端支點的距離。建議:根據(jù)實際情況,準確設(shè)定底層的高度。 　　

5 中梁的剛度增大系數(shù)的取值 　　

《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第5.2.2條規(guī)定:現(xiàn)澆樓面和裝配整體式樓面中梁的剛度可考慮翼緣的作用予以增大,根據(jù)情況取為1.3~2.0。無現(xiàn)澆層的裝配式結(jié)構(gòu),可不考慮樓面翼緣的作用。概念上講,現(xiàn)澆樓板對慣性距的增大系數(shù)應(yīng)該是:邊梁小,中梁大,小梁大,大梁小,樓板厚的比樓板薄的大,不能取一恒值。建議:根據(jù)規(guī)范精神和工程實際情況,合理計算,準確選用。 　　

6 豎向力的計算方式選擇 　　

豎向力的計算信息,程序有五個選擇:一是不計算豎向力,其主要用于對水平荷載效應(yīng)的觀察和對比;二是一次性加載,其主要用于多層結(jié)構(gòu),因為施工的層層找平對多層結(jié)構(gòu)的豎向變位影響較小;三是模擬施工加載1,采用了一次集組結(jié)構(gòu)剛度,分層施加恒載,只計入加載層以下的節(jié)點位移量和構(gòu)件內(nèi)力的做法,來近似模擬考慮施工過程的結(jié)構(gòu)受力。對于高層結(jié)構(gòu)一般采用該方法計算;四是模擬施工加載2,采用該方法計算出傳給基礎(chǔ)的力比較均勻合理。五是模擬施工加載3,是采用由用戶指定施工次序的分層集組剛度、分層加載進行恒載下內(nèi)力計算。建議:一是在結(jié)構(gòu)分析時,如果明確知道了實際的施工次序,就按照實際的來,這總是沒錯的。二是在結(jié)構(gòu)分析時,如果對實際的施工次序還不太清楚,那么你的施工次序至少要滿足“被定義成在同一個施工次序內(nèi)施工且同時拆模的一個或若干個樓層,當拆模后,這一部分的結(jié)構(gòu)在力學(xué)上應(yīng)為合理的承載體系,且其受力性質(zhì)應(yīng)盡可能與整體結(jié)構(gòu)建成后該部分結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)接近”。三在進行上部結(jié)構(gòu)計算時根據(jù)實際情況采用“模擬施工方法1”和“模擬施工方法3”;在基礎(chǔ)計算時采用“模擬施工方法2” [2]。 　　

7 框架柱是否執(zhí)行7.3.11-3條計算方式的選擇 　　

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》第7.3.11條第3小條規(guī)定:當水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值占總彎矩設(shè)計值的75%以上時,框架柱的計算可按公式7.3.11-2和7.3.11-2計算,并取其中的較小值。但目前的SATWE軟件沒有直接判斷“水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值占總彎矩設(shè)計值的75%以上”這個條件的功能,具體判斷可用以下辦法:首先按不執(zhí)行7.3.11-3條計算,得出所有荷載產(chǎn)生的總彎矩值;其次點取總信息中“不計算恒活載”選項,得出水平荷載產(chǎn)生的彎矩值;最后兩項相比,看是否滿足7.3.11-3的條件。注意:在選擇彎矩設(shè)計值時要選擇同一工況荷載作用下的內(nèi)力值。 　　

8 剛域簡化計算方式的選擇 　　

“不作為剛域”是指將“梁柱重疊部分作為梁長度的一部分進行計算”,“作為剛域”是指將“梁柱重疊部分作為柱寬度進行計算”對于一般工程應(yīng)選擇“不作為剛域”進行計算,因為在豎向荷載作用下,考慮框架梁端塑性變形內(nèi)力重分布,對梁端負彎矩應(yīng)進行調(diào)幅,并相應(yīng)增加跨中正彎矩�？紤]了“梁端負彎矩調(diào)幅”后,梁端負彎矩減小,梁端支座筋亦相應(yīng)減小,梁柱重疊部分剛度降低,不宜再考慮“剛域”。對于異形柱結(jié)構(gòu)宜選擇“作為剛域”進行計算,按異形柱柱邊到柱邊的長度來計算梁長剛度。這樣,梁的長度變短,從而降低梁的內(nèi)力,更加符合梁的實際受力狀況[3]。 　　

9 結(jié)語 　　

結(jié)構(gòu)設(shè)計是對一個設(shè)計人員綜合能力的考驗,PKPM軟件能有效的提高工作效率,但是PKPM軟件發(fā)展再完善,也只是計算機輔助設(shè)計程序,如何理解規(guī)范,如何輸入合理的參數(shù),如何對結(jié)果進行分析,需要設(shè)計人員不斷的提高自己的理論知識和實踐經(jīng)驗,不斷提高對軟件參數(shù)設(shè)置的理解。 　　

參考文獻: 　　
[1]馬祥喜,嚴昭君.混凝土次梁在PKPM中不同輸入方式的結(jié)果探討[J].河南建材,2009,3:81-82. 　　
[2]劉華.如何合理選擇PKPM程序中的參數(shù)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].跨世紀,2009,(16)12:147-148. 　　
[3]王��,劉晚成,左宏亮.PKPM在結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見問題解析[J].低溫建筑技術(shù),2009,(131)5:58-59.