摘 要：本文根據(jù)PKPM結構設計軟件及相關規(guī)范，結合應用經(jīng)驗，對利用PKPM系列軟件進行建筑結構設計的方法和使用中應注意的一些問題進行探討，包括參數(shù)的選取、計算結果的分析以及對電算結果進行人工調(diào)整的方法和注意問題等，供設計人員參考借鑒。

關鍵詞：PKPM；結構設計；參數(shù)選�。唤Y果分析；人工調(diào)整

Structure Design Method of PKPM

Chen Haitao，Liu Shuang(1. Tianjin Tenio Design And Engineering Co.,Ltd., Tianjin 300384,China;

2. Tianjin Municipal Engineering Research Institute, Tianjin 300074,China)

Abstract: In this article, combining the structure design software ”PKPM”, related standards and application experience, the author introduces the structure design method of PKPM and some problems needing attention in the course of using PKPM, including the methods of the parameter selection, the analysis of the calculation results and the manual adjustment of the computing results.

Keywords: PKPM;structure design;parameter selection;result analysis;manual adjustment

0 引言

PKPM結構設計軟件具有方便的快捷建模方式和強大的計算能力，能進行復雜的有限元分析，使得設計人員在較短周期內(nèi)完成較大工程量成為了可能，在工程設計中的應用已經(jīng)越來越普及。筆者結合自身應用經(jīng)驗，對利用PKPM系列軟件進行建筑結構設計的方法和使用中應注意的一些問題進行探討，包括參數(shù)的選取、計算結果的分析以及對電算結果進行人工調(diào)整的方法和注意問題等，供設計人員參考借鑒。

1 參數(shù)的選取

1.1 地震力計算信息

1.1.1 地震分析方法

在結構的地震反應分析中，程序提供了振型分解反應譜法和時程分析法。振型分解法分為“側(cè)剛計算法”和“總剛計算法”。側(cè)剛法適用于樓板平面內(nèi)剛度無限大假定的建筑�；�于這個假定，每塊剛性樓板只有兩個平動自由度和一個轉(zhuǎn)動自由度。當定義有彈性樓板或有不與樓板相連的構件時，采用側(cè)剛法誤差較大�？倓偡ㄊ侵苯硬捎媒Y構的總剛和與之相對應的質(zhì)量陣進行地震反應分析，此方法精度高但計算繁瑣。當工程結構樓板尺寸和平面剛度無急劇變化、樓板連續(xù)、無彈性樓板時，可采用側(cè)剛法進行計算。

1.1.2 雙向水平地震力

考慮雙向水平地震力比單向水平地震力的結構配筋增大。對于規(guī)則結構（質(zhì)量和剛度分布對稱的結構），可只考慮單向地震力；對于不規(guī)則結構（質(zhì)量和剛度分布明顯不對稱的結構），應考慮雙向地震力的作用。

1.1.3 扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)

地震力計算中，考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)要比分別考慮兩垂直方向的平移振動更精確�？紤]平移和扭轉(zhuǎn)的耦聯(lián)振動，不但考慮了各方向位移之間的相互影響，而且它是一種完整振動狀態(tài)，其振動不是單一方向的，而是沿最弱方向，次最弱方向一直類推。結構只要不是雙軸對稱就會有平扭耦聯(lián)，這種耦聯(lián)振動產(chǎn)生的地震效應一般要比不考慮平扭耦聯(lián)時大。對于平面很不對稱的結構，在地震分析時宜考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)。

1.1.4 5%偶然偏心

規(guī)范規(guī)定，計算地震作用時，應考慮偶然偏心的影響，附加偏心距可取與地震作用方向垂直的建筑物邊長的5%。偶然偏心是由偶然因素引起的結構質(zhì)量分布的變化，會導致結構固有振動特性的變化，因而結構在相同地震作用下的反應也將發(fā)生變化�？紤]偶然偏心也就是考慮由偶然偏心引起的可能的最不利的地震作用。

1.1.5 計算振型個數(shù)

振型個數(shù)的大小與結構層數(shù)及結構形式有關，振型個數(shù)的選取應遵循有關規(guī)范規(guī)定，《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》第3.3.10條和《建筑抗震設計規(guī)范》第5.2.2條均規(guī)定了振型個數(shù)的取值方法。振型個數(shù)選擇要合理，過多的振型數(shù)會導致運算時間過長，過少的振型個數(shù)會導致計算結果不安全。只要振型參與質(zhì)量達到總質(zhì)量90%，就意味著計算振型個數(shù)夠了。PKPM計算結果中的有效質(zhì)量系數(shù)是必須檢查項目之一，當有效質(zhì)量系數(shù)大于0.9時，認為選取的振型數(shù)已足夠，否則稱振型數(shù)不夠。

1.1.6 周期折減系數(shù)

對于有填充墻的結構，在早期的彈性階段填充墻有很大的剛度，因此會吸收很大的地震力。而軟件計算中，未考慮填充墻，只計算了梁和柱的剛度，并由此剛度求得結構自振周期。因此結構實際剛度遠大于計算剛度， 實際周期小于計算周期，實際地震力大于計算地震力。若周期不折減，則地震力會偏小，使結構分析不安全，因此對地震力進行放大是有必要的。周期折減系數(shù)的取值遵循《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》3.3.17條，當非承重墻體為填充磚墻時，高層建筑結構計算自振周期折減系數(shù)取值為：框架0.6～0.7，框架-剪力墻0.7～0.8，短肢剪力墻0.8～0.9，剪力墻0.9～1.0。當采用其它非承重墻體時，可根據(jù)工程情況確定周期折減系數(shù)。

1.2 豎向力計算信息

宜選擇“模擬施工加載1”。當選擇“一次性加載”時，程序按一次性加載的模式作用于結構，不考慮施工找平的過程。“模擬施工加載1”考慮到在實際施工中，豎向恒載是一層一層作用的，并在施工中逐層找平，理論中的下層變形對上一層不產(chǎn)生影響。“模擬施工加載2”是在模擬施工加載1的基礎上，考慮豎向構件的剛度放大10倍后再做模擬施工加載1，適用于較軟弱的地基。

1.3 P-Δ效應選擇信息

當結構發(fā)生水平位移時，豎向荷載就會出現(xiàn)垂直于變形后的結構豎向軸線的分量，這個分量將會加大水平分量，同時也會加大相應的內(nèi)力。規(guī)范規(guī)定當結構的剛重比滿足Di≥20∑Gj/hi時，可不考慮P-Δ效應。

1.4 調(diào)整信息

1.4.1 中梁和邊梁的剛度放大系數(shù)

現(xiàn)澆樓板與梁澆筑在一起，板作為梁的翼緣參加工作，因此梁的剛度會增大。中梁和邊梁的剛度放大系數(shù)不相同。因為中梁兩邊都有板的約束，邊梁只有一邊受板的約束，故中梁的剛度放大系數(shù)要大于邊梁的剛度放大系數(shù)，一般中梁取2.0，邊梁取1.5。

1.4.2 梁端負彎矩調(diào)幅系數(shù)

在豎向荷載作用下，超靜定鋼筋混凝土結構具有塑性內(nèi)力重分布的性質(zhì)，梁柱節(jié)點并非完全剛性，允許有梁鉸出現(xiàn)。將梁端彎矩調(diào)幅后，可以減少梁端配筋數(shù)量，從而減小梁受壓區(qū)高度和配筋率，對形成延性梁有利。還可以提高柱的安全儲備，以滿足 “強柱弱梁”的設計原則。但梁端彎矩調(diào)幅不宜過大，一般應控制在彈性理論計算彎矩的20%以內(nèi)，一般現(xiàn)澆框架梁取0.8～0.9。