摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，以及科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件得到了快速更新和發(fā)展。其中PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件得到了比較廣泛的應(yīng)用，但在其應(yīng)用的過程中也需要注重其設(shè)計的關(guān)鍵所在。本文主要就應(yīng)用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件應(yīng)重視的問題進(jìn)行了分析研究。
關(guān)鍵詞：PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件；應(yīng)用；問題
引言
近年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和創(chuàng)新，以及建筑工程的進(jìn)一步發(fā)展，使得PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，在PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的應(yīng)用過程中，尤其是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的中的應(yīng)用，在很大程度上提高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，因此，為了更好地確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的準(zhǔn)確性，就必須針對PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件應(yīng)用中需要重視的問題進(jìn)行研究和分析。
一、PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的概述
PKPM軟件是我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員主要采用的設(shè)計軟件，其建模方法的快捷、方便，計算能力的強(qiáng)大，使得設(shè)計人員在短時間內(nèi)能夠完成較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)。PKPM是目前國內(nèi)結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中應(yīng)用較為廣泛的一種計算軟件，它主要是針對各類地上建筑物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算，包括建筑、結(jié)構(gòu)、特種結(jié)構(gòu)、設(shè)備、概預(yù)算五個方面的內(nèi)容。應(yīng)用范圍全面，功能強(qiáng)大，自動化程度高，是眾多建筑設(shè)計軟件中最權(quán)威的設(shè)計軟件之一。其中尤以結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件最受設(shè)計人員的青睞，成為結(jié)構(gòu)設(shè)計人員不可或缺的重要工具【1】。PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件還包括許多應(yīng)用軟件，最常用的有PK、PMCAD、TAT、SATWE和JCCAD等。
通過使用PKPM軟件，可以提高計算速度，使設(shè)計周期大為縮短，但是該軟件在實(shí)際應(yīng)用過程中，有大量的參數(shù)是系統(tǒng)默認(rèn)值，并不一定能滿足每一個工程的實(shí)際情況，因此必須注意結(jié)合相關(guān)規(guī)范對計算參數(shù)進(jìn)行調(diào)整才能使計算的結(jié)果更加準(zhǔn)確，更加符合結(jié)構(gòu)物的實(shí)際受力特性。
二、應(yīng)用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件應(yīng)重視的問題
1、結(jié)構(gòu)合理性的控制參數(shù)
1.1 周期比
周期比是對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的一個關(guān)鍵性標(biāo)準(zhǔn)，它的計算結(jié)構(gòu)直接展現(xiàn)出結(jié)構(gòu)抗側(cè)力創(chuàng)建分布的合理性，為此可以看出，周期比結(jié)果是驗(yàn)證承載分布合理性的一個標(biāo)準(zhǔn)，忽視檢查相關(guān)數(shù)據(jù)，很有可能造成結(jié)構(gòu)布置的不科學(xué)。因此，通常會對不同狀況內(nèi)周期比檢驗(yàn)指標(biāo)做出對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)：對于A 級高層建筑，其第一扭轉(zhuǎn)周期除以第一平動周期之比不應(yīng)大于0.9。針對第一扭轉(zhuǎn)周期和第一平動周期的選擇，結(jié)構(gòu)設(shè)計工作者通常僅僅選擇最大扭轉(zhuǎn)、平動周期為第一扭轉(zhuǎn)、平動周期。其實(shí)，這只是非常廣泛的一種做法，很有可能造成結(jié)構(gòu)出現(xiàn)最大扭轉(zhuǎn)、平動周期非第一扭轉(zhuǎn)、平動周期。實(shí)際上所選取的第一扭轉(zhuǎn)、平動周期一定是周期值較大且其對應(yīng)的振型為結(jié)構(gòu)整體振動，如果僅是周期值大二與之對應(yīng)的振型非結(jié)構(gòu)整體振動那么是不可以選擇這一周期值的。
1.2 位移比
位移比指的是，掌控工程結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則性的關(guān)鍵性標(biāo)準(zhǔn)。位移比限制規(guī)定A 級高層建筑層間位移比不能夠大于1.2，且不應(yīng)大于1.5。在此需要有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計工作者加以特別注意的是，在樓板選擇使用彈性樓板的情況下，一定要選擇“對所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定”，這主要是由于PKPM計算的位移比是將樓板選擇使用剛性樓板進(jìn)行計算的，驗(yàn)算樓板在達(dá)到位移比要求的情況下，將樓板設(shè)定為彈性樓板之后開展其內(nèi)力計算。
2、參數(shù)選取
2.1 地震信息
當(dāng)在PKPM 軟件中水平地震力輸入的時候，通常是經(jīng)過創(chuàng)建模型的過程中輸入地震信息加以完成的。為此，可以推測出地震信息參數(shù)輸入數(shù)值是否正確。這將直接關(guān)乎著工程結(jié)構(gòu)地震承受力的具體狀況【2】。然而，地震信息當(dāng)中的一些參數(shù)的輸入存在一定的難度，針對那些對各個參數(shù)不理解的設(shè)計人員來講，就非常容易造成參數(shù)輸入上的誤差。在地震信息中需要注意以下幾個問題：
2.1.1 周期折減系數(shù)的大小
周期折減系數(shù)是PKPM 初學(xué)人員非常難掌握的參數(shù)。其中最大的難點(diǎn)在于，怎樣定取折減系數(shù)的大小。筆者認(rèn)為，最為重要的是對周期折減系數(shù)的產(chǎn)生有一定的認(rèn)識和理解，明白其所形成的重要意義。周期折減系數(shù)參數(shù)通常是由填充墻的形成而出現(xiàn)的，因在現(xiàn)實(shí)的情況下填充墻會對工程結(jié)構(gòu)供應(yīng)一定的剛度，進(jìn)而會促使現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)周期縮減。但是，PKPM建模的過程當(dāng)中僅僅是將填充墻當(dāng)作荷載，并未對填充墻剛度進(jìn)行考慮。為此，在現(xiàn)實(shí)的工程結(jié)構(gòu)周期當(dāng)中需要遵循相關(guān)理論應(yīng)比計算得出的周期小一些，在PKPM 當(dāng)中選擇使用周期折減系數(shù)將計算模型進(jìn)行改正會跟實(shí)際狀況相吻合有些。很明顯，填充墻大多則周期折減系數(shù)應(yīng)當(dāng)取其最小。針對周期折減系數(shù)取值，應(yīng)當(dāng)遵循《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的4.3.16條要求，在非承重墻體為填充磚墻的時候，框架結(jié)構(gòu)計算自振周期折減系數(shù)為0.6～0.7;剪力墻結(jié)構(gòu)0.9～1.0;框架一剪力墻結(jié)構(gòu)0.7～0.8;短肢剪力墻結(jié)構(gòu)0.8～0.9。
2.1.2 單、雙向水平地震作用的選擇
針對PKPM 參數(shù)勾選通常是依據(jù)工程結(jié)構(gòu)自身的質(zhì)量、剛度的對稱性來進(jìn)行判定的，如果結(jié)構(gòu)質(zhì)量、剛度有顯著的不對稱情況那么最好應(yīng)勾選雙向水平地震力，兼顧雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。經(jīng)過對其淺析查處，當(dāng)兼顧到雙向水平地震作用的前期下必然會與單項水平地震作用所計算出的結(jié)果要大一些，進(jìn)而會造成梁柱配筋量增大。以一個不規(guī)則的三層普通框架結(jié)構(gòu)為例子，所計算出的結(jié)果顯示，在兼顧雙向水平地震作用下與兼顧單向水平地震作用的柱配筋所增加的非常顯著�？梢钥闯�，PKPM 參數(shù)針對工程結(jié)構(gòu)鋼使用量會有很大的影響。為此，在使用單雙向水平地震作用的時候一定要謹(jǐn)慎選擇【3】。
2.1.3 耦聯(lián)選擇
當(dāng)下不少的工程結(jié)構(gòu)具有不對稱的特點(diǎn)，加之鋼結(jié)構(gòu)自身所潛存的互相耦聯(lián)的關(guān)系。為此，建議耦聯(lián)選項應(yīng)該進(jìn)行選擇，不管工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度的對稱情況怎樣。
2.2 調(diào)整信息
2.2.1 梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)、梁跨中彎矩增大系數(shù)大小的確定
因鋼筋混凝土在豎向荷載作用下會具有內(nèi)力重分布的特點(diǎn)，進(jìn)而會造成梁段負(fù)彎矩縮減，梁跨中正彎矩增加的情況出現(xiàn)。為此，需要針對梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)和梁跨中彎矩增大系數(shù)加以挑選，通常梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)最好掌控在彈性理論計算彎矩的20% 以內(nèi)，針對現(xiàn)澆框架梁通常會選擇梁端彎矩幅度系數(shù)為0.8～0.9，裝配整體式框架梁取0.7～0.8。但因梁端負(fù)彎矩縮減，一定會造成梁端配筋縮減，很有可能造成梁支座部位出現(xiàn)裂縫。為此，一定要檢查裂縫寬度，假如裂縫寬度沒有達(dá)到允許數(shù)值，那么一定要對梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，重新對梁配筋進(jìn)行調(diào)整，直到達(dá)到裂縫寬度的相關(guān)要求。這一問題是PKPM 初學(xué)人員比較容易忽視的。
2.2.2 中梁剛度增大系數(shù)大小的選擇
“中梁”是指兩側(cè)都有樓板連接的梁，如果只有一側(cè)樓板連接的梁，那么稱其為“邊梁”。針對整體式肋型樓蓋，因樓板與梁澆筑共同構(gòu)成形成T型截面梁。為此，針對“中梁”“邊梁”來講，樓板會為其供應(yīng)一定的剛度，在輸入?yún)?shù)的時候，僅需要輸入中梁剛度增加的系數(shù)，程序會自動計算出邊梁增加的系數(shù)�？梢悦黠@的看出，在兼顧到中梁剛度增加系數(shù)的情況下會使得整體剛度的提高，構(gòu)件內(nèi)力縮減，所獲得的內(nèi)力、位移將達(dá)到實(shí)際情況的需求。程序僅僅給出中梁剛度增加系數(shù)默認(rèn)值。這一數(shù)值并不是最優(yōu)值，結(jié)構(gòu)設(shè)計工作者可以在1.0～2.0范圍當(dāng)中進(jìn)行選擇。依據(jù)本人的工作經(jīng)驗(yàn)，針對現(xiàn)澆樓板當(dāng)中梁剛度放大系數(shù)的可以選為2;針對現(xiàn)澆梁柱和制樓板的比例，可取為1;對現(xiàn)澆梁柱，樓板為預(yù)制樓板加疊合板，可取為1.5。
結(jié)束語
綜上所述，PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的廣泛應(yīng)用，在很大程度上提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計的準(zhǔn)確性，促進(jìn)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展，從而提高了建筑工程的發(fā)展水平。因此，為了確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的準(zhǔn)確性和合理性就必須更加注重PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的應(yīng)用，還要針對其應(yīng)用中的重要問題加以重視，只有如此，才能夠從根本上提高PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件應(yīng)用的科學(xué)性，從而促進(jìn)PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的進(jìn)一步發(fā)展。
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