正確應(yīng)用PKPM軟件提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確可靠性

劉 清

（吉林省榆樹(shù)市建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 130400）

正確應(yīng)用PKPM軟件提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確可靠性

劉 清

（吉林省榆樹(shù)市建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 130400）

現(xiàn)如今,國(guó)內(nèi)建筑設(shè)計(jì)最常用的技術(shù)軟件就是PKPM軟件,它的主要特點(diǎn)就是使用范圍廣、使用方便、以及操作過(guò)程的圖像顯示十分鮮明，因此被廣大的建筑設(shè)計(jì)人員所接受，并在不斷地試驗(yàn)發(fā)展過(guò)程中逐步的得到推廣，我國(guó)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中起到了舉足輕重的作用。但是由于這種技術(shù)還不夠完善，在使用的過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。我們就如何正確提高 PKPM軟件的準(zhǔn)確性做出了有關(guān)報(bào)道。

PKPM軟件 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 常見(jiàn)問(wèn)題 應(yīng)用探討

建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在電子科技產(chǎn)品日新月異的當(dāng)下，計(jì)算機(jī)技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算的理論知識(shí)逐步的融合，新的建筑結(jié)構(gòu)分析軟件不斷的涌入市場(chǎng)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)系統(tǒng)的出現(xiàn)給建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了前所未有的改革，它以直觀準(zhǔn)確的特性受到了廣大使用者的親睞。PKPM 系列軟件作為一個(gè)十分實(shí)用的基礎(chǔ)軟件，已經(jīng)成為建筑設(shè)計(jì)人員入職的基礎(chǔ)門檻。PMCAD、PK 、TAT 和 JCCAD 等一系列建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的平面或者三維空間技術(shù)軟件已經(jīng)有機(jī)的結(jié)合成為一個(gè)實(shí)用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)試驗(yàn)系統(tǒng)。然后在與實(shí)際的結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)相結(jié)合, 以及對(duì)該軟件在使用過(guò)程中出現(xiàn)頻率較高的問(wèn)題和使用時(shí)的注意事項(xiàng)作出簡(jiǎn)單的闡述。

1 使用PKPM軟件在設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性中容易出現(xiàn)的問(wèn)題

1.1 超越規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)

1)氣體結(jié)構(gòu):《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》有嚴(yán)格的規(guī)定，房屋的磚砌層數(shù)超過(guò)一層的時(shí)候，房屋建筑是否滿足設(shè)計(jì)的規(guī)范就有高度以及層數(shù)這兩項(xiàng)指標(biāo)還決定，普遍的說(shuō)法就是當(dāng)其中一項(xiàng)不滿足要求時(shí)就說(shuō)名設(shè)計(jì)是不符合規(guī)范的。隨著房屋建筑的質(zhì)量要求的逐漸提高，在部分抗震烈度要求較高的地區(qū)逐漸出現(xiàn)了7 層帶半地下室磚混住宅。由于“ 抗規(guī)” 的規(guī)定半地下室房屋的高度是由基礎(chǔ)到屋頂之間的高差決定的，所以事實(shí)上上述提到的7 層帶半地下室建筑應(yīng)該算作是8層的房屋建筑。很顯然這樣是不符合抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的。

2)底層框架磚房超規(guī)范設(shè)計(jì)問(wèn)題。底層框架磚房一般也會(huì)出現(xiàn)高度和層數(shù)不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的狀況以外，還會(huì)出現(xiàn)框架本身設(shè)計(jì)師出現(xiàn)與實(shí)際規(guī)范向偏差的問(wèn)題?！?抗規(guī)” 明確指出底層框架是房屋建筑的四周支承結(jié)構(gòu)與抗震墻的結(jié)合體。并且為了滿足抗震要求一般會(huì)選用鋼筋混凝土作為主要的建材。又或者在抗震要求不高的地區(qū)也會(huì)選用普通的磚混結(jié)購(gòu)，但此時(shí)對(duì)抗震墻的結(jié)構(gòu)就要求必須符合“ 抗規(guī)”中的相關(guān)章程。例：某6度抗震區(qū)建筑，設(shè)計(jì)為6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(méi)有基礎(chǔ)，而是坐落于地下室的內(nèi)橫墻上，也就是說(shuō)，上部6層墻體的線荷載，變?yōu)榧泻伞?/p>

1.2 過(guò)分依賴計(jì)算機(jī)分析結(jié)果

工程項(xiàng)目的建設(shè)，施工過(guò)程中為了節(jié)約建材或者抱有僥幸心理的建設(shè)單位常常會(huì)忽視抗震烈度設(shè)計(jì)要求。比方說(shuō)，在某些抗震烈度要求為 7的地區(qū)，普通的氣體結(jié)構(gòu)建筑從地下室開(kāi)始算的話第一層可以設(shè)為車庫(kù)，地面以上的部分為5層為居住房，當(dāng)上部居住建筑的承重墻與地下室的承重墻不在一條直線上的時(shí)候，并且地面的居住建筑可以看作是沒(méi)有基礎(chǔ)。集中荷載作用在地下室的稱重墻上，荷載不能有效的傳遞給基礎(chǔ)。還有一個(gè)例子, 某7 層氣體結(jié)構(gòu)商品樓,一樓因?yàn)橐ＷC商業(yè)門面的整體性以及流動(dòng)性，是不設(shè)縱向承重墻的，這樣就使得一層建筑只有水平承重墻，這樣的結(jié)構(gòu)抗震效果顯然會(huì)比較低下。 上面的兩個(gè)例子在層數(shù)以及高度上都滿足了設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，但是沒(méi)有能夠聯(lián)系到實(shí)際的結(jié)構(gòu)特性，在建筑的選型方面就出現(xiàn)了較大的失誤，因此最終的產(chǎn)品抗震性能很差。建筑物抗震設(shè)計(jì)主要由概念設(shè)計(jì)、構(gòu)造設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)計(jì)算三個(gè)方面的設(shè)計(jì)。地震是無(wú)法預(yù)測(cè)的，出現(xiàn)之后往往會(huì)具有較大的破壞性，而抗?fàn)幱?jì)算只能算作是保證建筑物抗震性能做有效的方式。

2 使用PKPM軟件在設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性中應(yīng)注意的問(wèn)題

2.1 結(jié)構(gòu)平面輔助設(shè)計(jì)軟件PMCAD 的應(yīng)用

1)交互式結(jié)構(gòu)模型的建立。結(jié)構(gòu)模型中的全部數(shù)據(jù)都可以參數(shù)的形式輸入到軟件中，并且還可以在三維模式中顯示其構(gòu)件的尺寸以及構(gòu)件所承受的荷載。在輸入過(guò)程中一定要保證每一項(xiàng)數(shù)據(jù)的正確性，滿足結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)的模型，確保數(shù)據(jù)的合理性。值得重視的是:不同的作用荷載以及材料的尺寸應(yīng)設(shè)置在不同的層面，荷載偏心的形式應(yīng)當(dāng)尤為注意要在軟件上顯示，重視在偏心距出現(xiàn)后對(duì)于承重墻以及圈梁等梁式結(jié)構(gòu)連續(xù)性的影響。在操作過(guò)程中，若是已經(jīng)出現(xiàn)了兩個(gè)以上的層面，此時(shí)在對(duì)某一層面的編輯過(guò)程中就要注意禁止對(duì)任何一個(gè)層面進(jìn)行整體上的移動(dòng)，因?yàn)樗械钠脑O(shè)置坐標(biāo)都是以原點(diǎn)為基礎(chǔ)，某一層面的移動(dòng)會(huì)是圖紙上反映的層面出現(xiàn)整體偏差。在軟件上進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的組裝時(shí)必須是要按照自下而上的順序進(jìn)行。填充墻在輸?shù)倪^(guò)程中要注意只能按照梁的輸入形式進(jìn)行，并且該填充墻的輸入只能以梁上荷載形式來(lái)進(jìn)行。并且輸入的數(shù)據(jù)必須是標(biāo)準(zhǔn)值。

2)PK 文件的生成。就氣體結(jié)構(gòu)而言, 需要由梁的數(shù)據(jù)輸入之后形成墻梁的連續(xù)PK數(shù)據(jù)文件, 氣體結(jié)構(gòu)墻體在沒(méi)有進(jìn)行抗震驗(yàn)算時(shí)梁上是不需要輸入荷載的。而底框磚房與氣體結(jié)構(gòu)存在很大的差異，不能利用框架梁生成連梁的 PK 數(shù)據(jù)文件, 不然框架上荷載的生成過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)遺漏的問(wèn)題。此時(shí)軟件中出現(xiàn)的pk數(shù)據(jù)文件還需要在一定的程度上盡心操作，并經(jīng)調(diào)整系數(shù)換算，不然文件打開(kāi)后會(huì)使得梁上荷載會(huì)與標(biāo)準(zhǔn)值出現(xiàn)較大的偏差，導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)配筋的過(guò)程中出現(xiàn)支座鋼筋偏大而跨中鋼筋偏小的問(wèn)題。

2.2 平面框排架計(jì)算及繪圖軟件PK 的應(yīng)用

1)框架繪圖。在計(jì)算的過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)結(jié)果表明梁柱屬于超筋，在這個(gè)時(shí)候可以選擇繪圖，但是要注意在這樣的數(shù)據(jù)下做出的圖紙是不正確的，此時(shí)圖紙顯示的配筋可能與計(jì)算的結(jié)果存在較大的差異，原本的超筋在此時(shí)說(shuō)不定就是適筋甚至少筋。此時(shí)文件數(shù)據(jù)都需要做出相應(yīng)的調(diào)整才能繪出正確的圖紙。2)柱的軸心壓力荷載是輸入柱的信息時(shí)一個(gè)十分重要的部分，PK軟件是以柱的最大配筋率來(lái)確定柱是否超筋，因此軟件顯示的數(shù)據(jù)并不能確保所選柱的截面一定就是適合的。

2.3 獨(dú)立基礎(chǔ)及條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)軟件JCCAD 的應(yīng)用

在利用軟件進(jìn)行地基計(jì)算的過(guò)程中，相關(guān)的設(shè)計(jì)工作者不能忽視兩個(gè)方面的問(wèn)題:1)基礎(chǔ)的反作用力分布和基礎(chǔ)徐變的改善方式；2)基礎(chǔ)以上結(jié)構(gòu)剛度的確保問(wèn)題。有關(guān)的建筑法規(guī)以及建筑章程明確指出，基礎(chǔ)反作用理想化為直線分布時(shí)，計(jì)算的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)乘以一定的調(diào)整系數(shù)。若將地基看作是彈性介質(zhì)并理想化為彈性模型時(shí)，此時(shí)上部結(jié)構(gòu)的剛度就是計(jì)算過(guò)程中應(yīng)當(dāng)首要考慮的因素。1)對(duì)于氣體結(jié)構(gòu):磚混荷載是經(jīng)過(guò) PMCAD 按照設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算出來(lái)的荷載值為主要依據(jù)。2)對(duì)于框架結(jié)構(gòu):一般以PK 荷載為基礎(chǔ), 并與經(jīng)TAT、SATWE 計(jì)算后的組合荷載作為分析依據(jù)進(jìn)行確定。

3 結(jié)語(yǔ)

在利用PKPM等一系列的軟件進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)在一開(kāi)始的計(jì)算模型的建立、結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算輸入、結(jié)構(gòu)形式選擇以及建筑材料尺寸計(jì)算到最終的施工圖繪制過(guò)程都必須要有嚴(yán)格的計(jì)劃，確保模型結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)化的過(guò)程中能夠滿足實(shí)際工程的需要，從而使得軟件計(jì)算的結(jié)構(gòu)能夠?yàn)榻ㄖ┕すこ烫峁┣袑?shí)可行的技術(shù)資料。并且在模型的建立以及計(jì)算過(guò)程中，軟件的選擇十分重要，主要每個(gè)軟件的適用范圍以及使用特性，確保軟件計(jì)算結(jié)構(gòu)真實(shí)可靠。并且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者應(yīng)注重建筑規(guī)范的學(xué)習(xí)，不斷地提升對(duì)于建筑設(shè)計(jì)工作者對(duì)于建筑章程的了解程度，這樣才能使得設(shè)計(jì)人員所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)滿足構(gòu)造的需要，使得建筑結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下保證結(jié)構(gòu)的安全性，保證結(jié)構(gòu)具有良好的工作性能和耐久性能。

[1]任衛(wèi)教,陳岱林,孫松良等.建筑抗震鑒定和加固設(shè)計(jì)的軟件實(shí)現(xiàn)方法[J].工程抗震與加固改造,2010,32(2):103-111

[2]吳勇,張玲.使用 PKPM軟件對(duì)框架結(jié)構(gòu)隔震支座以上部分的設(shè)計(jì)方法[J].四川建筑科學(xué)研究,2011,37(1):168-170

[3]范小平.PKPM 軟件在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題[J].重慶建筑,2008,(2):28-30

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1007-6344（2015）02-0164-01