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PKPM进行结构设计时应注意的问题
RSS 打印 复制链接 发布时间2019-03-22 11:42:29

 摘要根据PKPM结构设计软件功能及相关规范结合从事PKPM系列建筑结构CAD系统软件的应用经验提出了PKPM系列软件在建筑结构设计使用中应注意的问题并就这些问题进行了较为详细的分析最后提出如何才能使结构设计更加合理和提高建筑物的质量要求为设计人员提供了参考借鉴

关键词PKPM软件结构设计周期比?#38382;?/strong>

1 引言

设计者运用PKPM进行结构设计已经越来越普及不仅仅是PKPM具有方便的快捷建模方式更重要的是它具有强大的计算能力能进行复杂的有限元分析使得设计者在较短周期内完成较大工程量成为了可能但不论其处理功能如何完善PKPM只能作为辅助设计工具至于?#38382;?#30340;设置以及软件的操作还是由设计人员来控制因此它不能完全代替设计人员的作用在建筑设计抗震规范GB50011-2001第3.6.6条更是作了具体明确的要求设计人员在运用软件进行结构计算时对软件的功能要有切实的了解才能正确运用并且对计算结果要进行判别确认其合理?#34892;?#21518;方能在设计中使用千万不可盲目依赖于计算软件[1]鉴于此笔者就多年来使用中国建筑科学研究院pkpmcad工程部开发的PKPM计算程序的经验?#25945;?#24037;作中发现应用PKPM系列软件时易被设计人员忽略的几个重要方面

        2 地震信息

在PKPM中水平地震的输入主要就是在?#38382;?#26694;中通过输入各?#38382;?#26469;实现?#38382;?#36755;入的正确与否至关重要直接影响所建的模型是否承受正确的水平荷载其中?#34892;问?#30340;输入较难?#33539;?#29305;别对于没有理解各?#38382;?#30340;意思的设计者来说笔者根据多年的从事PKPM结构设计得经验认为这些较难?#33539;?#32780;又特别重要的?#38382;?#21487;通过以下这些建议?#35789;?#20837;
(1)若结构本身存在质量和刚度分布明显不对称则应计入双向水平地震作用下的扭转影响计算表明规则框架考虑双向水平地震作用时角柱配筋增大10%左右其他柱变化不大对于不规则框架角中边柱配筋考虑双向地震后均有明显的增大通过双向地震力柱按单偏压计算和双向地震力柱?#27492;?#20559;压计算比较可知后者计算柱的配筋较前者有明显的增大故建议若同时勾选双向地震力柱双向配筋时要十分谨慎这对用钢量影响很大
(2)对于耦联选项无论是质量和刚度分布对称的结构还是质量和刚度分布明显不对称的结构笔者建议总是采用耦联选项因为针对目前设计的结构一般都是不对?#26222;?#32477;大多数而且实际上无论是质量和刚度分布均匀还是不均匀结构自身都会存在一种相互联系的关系即耦联作用
(3)计算单向地震力应考?#26725;?#28982;偏心的影响因为计算单向地震力只是考虑了一个?#36739;?#22320;震的作用但另?#29615;较?#24182;没有考虑这时就由5%的偶然偏心来控制计算表明计算时考?#26725;?#28982;偏?#27169;构?#20214;的内力增大5%~10%构件的位移有显著的增大平均为18.47%但应注意计算单向地震力只是针对对称规则结构而已对于不规则的结构应采用双向地震作用但这时不要与“偶然偏心”同时作用“偶然偏心”和“双向地震力”应是两者取其一不要都选两者都选显然是没必要违背了结构设计的经济性原则对于这?#38382;?#22914;何勾选高规第4.6.3条有明确规定层间位?#24179;?#30340;计算不考?#26725;?#28982;偏心的影响因此程序操作时应分2次进行首先选择刚性楼板假定偶然偏?#38590;?#39033;情况下验算位移比当位移比超过1.2时进行结构设计计算时要考虑双向地震作用不考?#26725;?#28982;偏?#27169;?#24403;位移比小于1.2时结构设计计算时不考虑双向地震作用要考?#26725;?#28982;偏心
(4)计算振型个数在计算地震作用时,振型个数的选取应遵循有关规范规定高层建筑混凝土结构?#38469;?#35268;程(以下简称高规)第3.3.10条规定[2]对于不考?#26725;?#36716;耦联振动影响的结构结构计算振型数规则结构可取3当建筑较高结构沿竖向刚度不均匀时可取5~6采用振型分解反应谱法进行结构水平地震作用计算时?#26500;?#31532;5.2.2条规定不进行扭转耦联计算的结构?#33539;?#27700;平地震作用标准值的效应可只取前2~3个振型?#34987;?#26412;自振周期大于1.5s或房屋高宽比大于5时振型个数应?#23454;?#22686;加当地震作用采用总刚计算时振型数的选择可以不受上限一般取大于12振型数的大小与结构层数及结构?#38382;?#26377;关当结构层数较多或结构层刚度突变较大时振型数也应取多些如顶部?#34892;?#22612;楼转换层等结构?#38382;?#20294;过多的振型数导致运算时间过长而最后的那些高振型对结构地震作用?#27605;?#20063;不大因此也不必所有的振型都计算但振型数不易过少振型数过少会导致后续振型产生的地震作用效应未能计入导致计算结果不安全所以振型数要尽量取得多但无论怎样只要振型参与质量达到总质量90%就意味着计算振型数够了检查计算结果时?#34892;?#36136;量系数是否超过0.9是必须检查项目之一初始输入振型数时可根据结构?#26434;?#24230;总数来考虑结构固有振型总个数等于结构?#26434;?#24230;总数每块刚性楼板上所有的节点只有3个?#26434;?#24230;每个弹?#36234;?#28857;各有2个独立的水平平动?#26434;?#24230;也就是说对于有n块刚性楼板的结构独立于刚性楼板的弹?#36234;?#28857;数为m则结构的?#26434;?#24230;数为(3n+2m)个[3]
(5)周期折减系数这个?#38382;?#23545;于配筋影响较大它是根据高层建筑混凝土结构?#38469;?#35268;程的3.3.16条(强条)要求按3.3.17条进行折减当非承重?#25945;?#20026;填充砖墙时高层建筑结构计算自振周期折减系数可按下列规定取值框架结构0.6~0.7框架一剪力墙结构0.7~0.8剪力墙结构0.9~1.0短肢剪力墙结构0.8~0.9当采用其他非承重?#25945;?#26102;,可根据工程情况?#33539;?#21608;期折减系数

        3 调整信息

在调整信息中有几个数据的取值是需要注意的
(1) 梁端弯矩调幅系数由于在竖向荷载作用下?#32440;?#28151;凝土结构具有塑性内力重分布性质故可考虑?#23454;?#38477;?#22303;?#31471;弯矩同时程序会自动对梁跨中弯矩按平衡条件相应增加但支座?#21644;?#30697;调幅不宜过大一般应控制在弹性理论计算弯矩的20%以内一般?#32440;?#26694;架梁取0.8~0.9装配整体式框架梁取0.7~0.8当调幅系数取值?#31995;?#26102;设计者一定要查看配筋梁的支座处裂缝宽度能否满足规范要求如不满足则要重新选取梁端?#21644;?#30697;调幅系数或点取“根据允许裂缝自动选筋”选项重新调整梁配筋直至满足裂缝宽度要求这一点较多的设计者并没有注意到
(2) “中梁刚度增大系数”中梁”指的是两侧均有楼板与之相连的梁,若仅有一侧楼板与之相连的梁,则称为“边梁”因为在整体式肋型楼盖中楼板和梁浇筑在一起形成T型截面梁在承载力计算时整体刚度会有所增大[4]这时就可采用中梁刚?#30830;?#22823;系数来考虑楼板对梁刚度的?#27605;ף?#36825;样内力与位移分析结果才较符合实际受力情况中梁刚?#30830;?#22823;系数可在1.02.0范围内选取程序仅给出默认的假定值并非最合理值最合理值必须由设计人根据工程的具体情况加以调整通常调整情况是对?#32440;?#27004;板取中梁刚?#30830;?#22823;系数为2对?#32440;?#26753;柱预制楼板取为1对?#32440;?#26753;柱楼板为预制楼板加叠合板取为1.5在实?#20351;?#20316;中往往由于经验不足没有核实并调整这一?#38382;?#36896;成设计配筋不足留下安全隐患或造成设计配筋过大增加工程造价

       4 结语

结构设计同建筑设计一样没有唯一解只有通过不?#31995;?#25506;索去寻求相对的最优解因此作为设计者不要过分依赖计算程序应以力学概念和丰富的工程经验为基础合理的选取各?#38382;?#20174;结构整体和局部对计算结果的合理性进行判断否则造成少则必要的安全储备不足可靠度得不到保证多则造成浪?#36873;?#22240;此?#29615;?#38754;我们要努力提高设计人员的理论知识和实践经验另?#29615;?#38754;我们对于软件的依靠也应采取分析性接受的方式

参考文献
[1]GB50011-2001建筑抗震设计规范[S]
[2]JGJ3-2002高层建筑混凝土结构?#38469;?#35268;程[S]
[3]?#36739;?#26118;王东应用PKPM结构设计软件应重视的问题[J]四川建筑科学研究200531(5)3941
[4]范小平PKPM软件在建筑结构设计中应注意的问题[J]重庆建筑2008(2)2830

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