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建筑結構設計中PKPM軟件的應用論文
PKPM軟件是我國建筑結構設計人員主要采用的設計軟件，其建模方法的快捷、方便，計算能力的強大，使得設計人員在短時間內能夠完成較為復雜的結構設計任務。
1水平荷載的合理確定
建筑結構設計中，主要需要考慮的水平荷載包括風荷載和地震荷載。水平作用產生的內力與位移隨著建筑物增加高度而迅速增加，因此，結構設計中，水平作用是重要的控制性因素，這種重要性在高層的建筑結構設計中尤為明顯。在使用PKPM進行設計時，能否將水平荷載合理的表現出來，關系到設計結果的可靠性。
1.1風荷載的確定
PKPM程序對于風荷載標準值采用的風壓標準值的計算如下式(1)：
(1)
參照這個程序用公式，進行PKPM中各個參數設定時要注意的因素如下：
(1)(基本風壓)：基本風壓在PKPM中是要求將修正后的值手動輸入，根據《建筑結構荷載規范》的7.1.2條例規定，建筑結構設計中，將重現期為50年一遇的風壓作為基本風壓，各高聳、高層結構或是其它對風荷載敏感的結構，都要適當提高基本風壓，具體規定要參照相關結構設計規范。對于對風荷載特別敏感的或是特別重要的建筑(按規范，房屋層數超過60米為對風荷載較為敏感)，基本將一百年一遇的風壓值作為基本風壓。
(2)其余三項系數除了地面粗糙度類別需要進行手動輸入外，其余均是由程序根據模型的建立自動運算生成。地面粗糙度分為A、B、C、D四類，其中，需要注意的是，C類是指有密集建筑的城市市區;D類指的是有較高房屋建筑群的城市市區，應加以區別。
(3)結構基本周期。結構基本周期基本是采用結構力學的專業方法進行計算，這里不再贅述。若是結構比較規則，也可以采用以下的近似方法進行計算：
框剪結構、框筒結構:T=(0.06-0.08)M
框架結構：T=(0.08-1.00)M
剪力墻結構、筒中筒結構:=(0.05-0.06)M
式中，M表示結構的層數。
1.2地震荷載的確定
(1)無論結構的質量和剛度是對稱分布或是明顯不對稱分布，耦聯這個選項均建議采用。
(2)結構若是有著明顯的質量和剛度上的不對稱，應將之規劃為雙向水平地震作用下，產生的扭轉影響。通過計算，可知規則的框架結構，在考慮雙向水平地震作用是，僅僅角柱配筋增加了一成左右，其它柱沒有大的變化;若是結構不規則的框架，中、角、邊柱的配筋均在考慮了雙向水平地震作用后有了明顯的增大;通過對雙向地震作用、柱按單向偏壓計算以及雙向地震作用、柱按雙向偏壓計算進行比較，可以得出，明顯后者的配筋較前者增大了很多，因此在設計時，對于同時勾選柱雙向配筋和雙向地震作用要謹慎考慮。
(3)在計算單向地震力時，不能遺漏偶然偏心的影響。從施工的角度來考慮，應選擇5%的偶然偏心。大量的計算表明，計算時若是考慮了偶然偏心，結構的內力就會增大5%至10%，位移也有明顯的增大，平均數據位18.74%。在考慮雙向地震作用的時候，不用考慮偶然偏心。
由上可知，一般情況下，選用如下的參數設置，效果較好：對于多層(層數小于8米，高度小于30米)，考慮非扭轉耦聯與扭轉耦聯都可以;對于一般高層，可以采用耦聯加上偶然偏心;若是結構為不規則高層或是位移比接近限值時，考慮采用雙向地震作用。
(4)振型個數計算。地震作用的計算中，選取振型個數應要遵循《建筑抗震設計規范(GBJ50011-2010)》中條例5.5.2："當僅計算水平地震作用或者用規范方法計算豎向地震作用時，振型數應至少取3"。因此這一項可以填入的為大于等于3的倍數。采用側剛計算地震作用時，若是不考慮耦聯振動，振型個數不得大于結構的層數;若是考慮耦聯振動，一般計算振型個數都大于等于9，同時小于等于層數的三倍值。當采用總鋼進行地震作用時，振型的選擇沒有上限，一般取值都大于12。振型數與結構的層數和結構的形式有關，當結構有較多的層數或是有較大的結構層剛度突變的話，也應將振型數多取些，比如一些轉換層、頂部有小塔樓的結構形式。
2次梁的校核問題
對于較為復雜的梁系，進行梁系的輸入后，要對之進行校核。按照以下方法可以簡單高效的進行校核：從最后一級的次梁開始，到主梁以及各相關的梁，分別將模型提取出來，經過PKPM計算得到梁端的剪力，即V。這個剪力V就是上一級梁相應的位置處的一個集中荷載P，由于V是設計值而P是標準值，因此這兩個值應符合V=(1.2~1.4)P的關系式。若是計算值與這個關系式相差較大，就說問題出現，需要在PKPM數據文件中進行修改。
如下圖(1)所示，樓面的恒載標準值是4KN/，樓面的活載為2KN/，L1，L2上的恒載標準值分別為120KN/m，100KN/m,各個房間如下圖箭頭方向將預應力空心板布置好，提取L1，L2的模型，如圖(2)，可以得到的數據如下：
圖(1)平面圖
圖(2)荷載模型總圖
恒載：P=115.8KN;V=158.5KN，得出V=1.37P;
活載：P=4.2KN;V=5.3KN，得出V=1.26P;
若是活載值較小，就可以不予以考慮，僅僅考慮恒載的作用。
3模型簡化中的問題及其處理方法
在進行模型簡化時，因為往往沒有一個統一的標準，結構設計人員都會根據自己的意愿或是經驗進行簡化，是的最終設計的質量參差不齊，以下簡單總結以下出現的問題并提出解決方法：
3.1計算圖形與施工圖紙不符。由于結構專業過早建模，往往會對建筑方案進行多次調整，若是沒能及時與結構設計人員進行有效地溝通，就會造成各個專業之間的設計工作有脫節，而最終的施工圖校審階段沒有及時發現，就會造成剪力墻開洞大小、剪力墻長度及厚度、門洞窗位置等等與施工圖不符。在使用PKPM軟件分析之后，某些構建配筋會因此失真，嚴重者甚至可能造成配筋不足的危險。加強各個專業的設計人員在各個環節的交流，可以解決這些不必要的錯誤。
3.2框架計算模型不合理。在實際設計中，往往會存在很多沒有地下室的普通鋼筋砼框架結構，如低層住宅、工業廠房等。這種結構在±0.000m旁沒有基礎梁，應該將基礎梁作為一層進行輸入，由于此層無樓板約束，就不滿足PKPM程序中默認的平面剛度無限大這一計算假定。所以，在采用SATWE進行計算時，應要定義彈性節點，采用總綱分析。
3.3底層的層高取值不當。設計人員在對各個標準層進行組裝時，底層的層高一般取為±0.000m到首層樓蓋頂面的高度，這種方法并不妥當。設計規范中，規定底層柱計算層高應該為基礎到首層樓蓋頂面的高度。
4結語
PKPM作為一個結構設計輔助軟件，能夠很好的幫助設計人員進行設計工作，其前提是設計人員切實的掌握程序的編制原理，明了各種技術條件，明白程序什么能干，什么不能干。在選擇設計參數時，要結合設計規范合理進行，結構布置要遵循多方案必選原則，根據電算的結果調整不合理的結構布置，但不能過分的依賴軟件本身，應要結合豐富的力學概念和工程經驗，來進行結構的設計。
參考文獻：
[1]王勍，劉晚成，左宏亮.PKPM在結構設計中常見問題解析.TU311141
[2]范小平.PKPM軟件在建筑結構設計中應注意的問題
[3]蔣炳炎，部愛蘭，石建軍.應用PKPMCAD進行結構設計若干問題分析.1000-7024(2004)02-0259-03
[4]張汝利.淺談結構設計中的PKPM軟件價值
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