基于砌體結(jié)構(gòu)抗震驗算的PKPM計算優(yōu)勢分析
【摘 要】在建筑工程施工中，必須要保證建筑工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在建筑工程砌體結(jié)構(gòu)中，為了保證結(jié)構(gòu)的抗震性能，必須要對砌體結(jié)構(gòu)進行有效的抗震驗算，保證結(jié)構(gòu)的抗震性能的過關(guān)。在本文中，可以對某一建筑工程的砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能進行驗算時，利用手算和PKPM計算這兩種方法進行驗算，從而得出PKPM計算方式的優(yōu)勢，確保驗算結(jié)果的準確性，提高建筑砌體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】砌體結(jié)構(gòu)；抗震驗算；PKPM計算優(yōu)勢
在對工程砌體結(jié)構(gòu)抗震進行驗算時，要對建筑工程的各層地震力進行有效的計算，然后按照建筑結(jié)構(gòu)的剛度，使建筑工程中的每片墻體和每個墻段都可以承受一定的地震剪力。然后在計算墻體的平均壓應力時，要嚴格按照建筑工程樓面的荷載和墻體自重以此進行計算。最后就是對砌體結(jié)構(gòu)中的每段墻體和墻段的抗震承載力進行有效的計算，主要是運用墻體截面的抗震受剪承載力的計算公式進行有效的驗算。在運用PKPM計算方法和手算方法對我國某建筑工程砌體結(jié)構(gòu)抗震性能進行有效的驗算時，以此將其進行對比分析，得出PKPM計算方法的優(yōu)勢，確保我國建筑工程結(jié)構(gòu)抗震性能過關(guān)。
一、手算和PKPM算法驗算
1、工程實例。假設我國某建筑工程，主要是縱橫墻混合承重體系，有著8度抗震設防烈度，有著等級為二級的安全指數(shù)。建筑工程的樓蓋和房蓋都是選用現(xiàn)澆混凝土板，厚度是100毫米。建筑工程高度是10米，寬是16米，長是40米。該建筑一共三層，走道長度是2.4米。
2、手算方法進行驗算。在對建筑砌體結(jié)果的抗震性能進行驗算時，可以采用底部剪力法，只需要對水平地震作用進行詳細的考慮。在建筑結(jié)構(gòu)總水平地震剪力作用下，其主要標準值FEK=amaxGeq。在其中amax主要代表的是影響水平地震系數(shù)最大的數(shù)值，在8度地區(qū)，嚴格按照建筑抗震設計規(guī)范中的要求，每增加一度，地震加速度是要在0.02g。所以amax是0.16另外，Geq主要是建筑工程結(jié)構(gòu)重力荷載代表數(shù)值 ，其中G代表的是結(jié)構(gòu)重力荷載代表值。
3、PKPM計算方法主要是運用PKPM軟件PMCAD模塊，對建筑工程的抗震承載力進行有效的驗算。
二、驗算過程
1、對水平地震作用進行有效的驗算。按照相關(guān)公式，對結(jié)構(gòu)重力荷載、結(jié)構(gòu)總重力荷載、水平地震影響系數(shù)最大值和建筑結(jié)構(gòu)總水平地震剪力作用標準值進行有效的計算。
2、驗算墻體截面抗震承載力。此建筑工程結(jié)構(gòu)主要是現(xiàn)澆混凝土樓蓋和橫縱墻混合承重體系，在分配結(jié)構(gòu)的地震剪力時，可以按照墻體等效剛度進行驗算。在計算砌體墻段的等效側(cè)向剛度時，通常是會受到建筑墻體的高寬比影響。當建筑工程的高寬比沒有超過1時，只需要對建筑結(jié)構(gòu)的剪切變形進行一定的計算。當建筑的高寬比超過1時而且超過4時，就需要對建筑結(jié)構(gòu)的計算彎曲和剪切變形進行全面的計算。
3、在分配建筑結(jié)構(gòu)的水平地震剪力時，要根據(jù)建筑工程的體系進行分配。作為剛性樓蓋體系縱橫墻進行水平地震剪力進行分配時，主要是按照下面的公式進行分配計算。
在公式中Kim和Kik主要是建筑結(jié)構(gòu)墻體等效側(cè)向剛度，Vi主要是建筑橫向水平地震剪力。
墻體側(cè)向剛度。在驗算墻體的側(cè)向剛度時，墻體的上下端沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動現(xiàn)象，當建筑墻體受到單位水平作用力影響下，而由于彎曲而發(fā)生變形的現(xiàn)象或者是由于剪切而引起的變形時，就需要對其變形進行相關(guān)的計算。在計算彎曲變形和剪切變形時，計算的主要內(nèi)容包括：墻體、門墻或者是窗間墻高度；墻體、門間墻或窗間墻水平截面積和水平截面慣性矩；同時也要有截面剪應力分布不均勻系數(shù)，砌體彈性模量和剪變模量。在單位水平作用下，對墻體頂端的總變形進行計算。另外，要對建筑結(jié)構(gòu)彎曲和剪切變形的墻體進行同時計算時，或者是不用考慮彎曲變形的影響，而對剪切變形墻體結(jié)構(gòu)進行考慮時，都需要對其的側(cè)移剛度進行有效的計算。
4、建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和效益。在按照地震剪力分配時，通常計算出建筑結(jié)構(gòu)墻體所需要承擔的水平地震剪力，當建筑砌體結(jié)構(gòu)要滿足抗震受剪承載力時，必須要保證建筑結(jié)構(gòu)的抗力和效應之比大于或等于1時，才可以滿足。
5、分析和比較手算和PKPM計算結(jié)果。在比較兩種計算方式對砌體結(jié)構(gòu)的效應時，手算計算出來墻體所受地震的作用結(jié)果和PKPM計算方法計算出來的結(jié)果相近，只有1%左右的偏差。在抗力比較時，PKPM計算值超過手算計算出來的數(shù)值。當建筑結(jié)構(gòu)墻段中段沒有構(gòu)造柱時，手算計算出來的結(jié)果與PKPM計算出來的結(jié)果沒有較大的誤差。
三、PKPM計算方式的優(yōu)勢
1、PKPM計算方式在計算時具備著全面性。在計算砌體結(jié)構(gòu)抗震性能時，手算沒有考慮建筑結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造柱，而PKPM計算方式對建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)造柱進行考慮，體現(xiàn)了PKPM計算方式具備著全面性。
2、在利用PKPM計算方法進行砌體結(jié)構(gòu)抗震性能計算得出，當建筑結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造柱參與抗震性能中時，建筑墻段的抗力就會得到相應的提高。
3、利用手算方法對砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能進行計算時，當不考慮建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)造柱時，手算方法有著很大的安全性和準確性。在比較分析中，PKPM計算方法對砌體結(jié)構(gòu)抗震性能進行計算時，其計算結(jié)果與手算計算結(jié)果非常接近，同時PKPM計算方法全面的考慮了建筑構(gòu)造柱。因此，PKPM計算方法比手算方法在計算砌體結(jié)構(gòu)抗震性能時，有著很高的準確性和可靠性。
4、在驗算砌體結(jié)構(gòu)抗震時，采用PKPM計算方式，對建筑結(jié)構(gòu)墻段中部構(gòu)造柱的抗震作用也進行仔細的考慮。同時在利用PKPM軟件驗算抗震時，在很大程度上節(jié)省了手算需要花費的時間和成本，從中可以看出PKPM計算方式有著一定的科學性和安全性。雖然在建筑結(jié)構(gòu)中，利用手算方法進行地震驗算，有很大的安全性，但是PKPM計算方法所計算出來的結(jié)果與手算方法非常接近，因此，PKPM計算方法具備著很大的安全儲備性能。
總結(jié)
在砌體結(jié)構(gòu)抗震驗算中，為了保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，有著較高的抗震性能，確保人們的生命安全和財產(chǎn)安全，必須要保證建筑結(jié)構(gòu)抗震驗算結(jié)果具備著安全性、穩(wěn)定性和科學性。在有效利用PKPM計算方法時，其計算方法具備著全面性、科學性和準確性，在很大程度上提高了建筑結(jié)構(gòu)抗震驗算結(jié)果的安全性和穩(wěn)定性，以此提高了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，確保了建筑工程質(zhì)量的過關(guān)，保證了人們的生命和財產(chǎn)安全。
參考文獻：
[1]韓騰飛，李永錄.砌體結(jié)構(gòu)抗震驗算手算與PKPM計算比較分析[J].山西建筑，2010，38（29）：156-158.
[2]施養(yǎng)杭.石粉在石砌體結(jié)構(gòu)抗震加固中的應用研究[J].天津大學建筑工程學院，2003，37（06）：13-15.
[3]楊星.PKPM結(jié)構(gòu)軟件從入門到精通[M].中國建筑工業(yè)，2008，35（03）：19-25.
[4]張宇鑫，劉海成，張星源.PKPM結(jié)構(gòu)設計應用[M].上海同濟大學，2006，35（11）：119-125.
[5]李民.PKPM抗震計算時構(gòu)造柱布置淺談[J].山西建筑，2010，37（06）：169-171.
