摘要：本文結(jié)合PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件功能及相關(guān)規(guī)范，就使用PKPM軟件進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時容易出現(xiàn)的錯誤進行分析和討論，并且在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中如何科學合理地應(yīng)用PKPM軟件提出了自己的看法，僅供廣大同仁參考。
關(guān)鍵詞：PKPM軟件；結(jié)構(gòu)設(shè)計；應(yīng)用
PKPM 軟件在工程設(shè)計中已被結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計人員廣泛應(yīng)用，其方便快捷的建模方法和強大的計算能力使得設(shè)計人員在較短周期內(nèi)完成較大工作量的結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)成為可能。值得注意的是，結(jié)構(gòu)分析軟件不論其處理功能如何完善，只能作為輔助設(shè)計工具，不能完全代替設(shè)計人員的作用。PKPM只能作為輔助設(shè)計工具，對于建模過程中參數(shù)以及步驟的選取還需要設(shè)計人員進行操作，由此可知若設(shè)計人員對軟件操作不當，將會導致軟件的計算結(jié)果有誤，另外，還要求設(shè)計人員能判別計算結(jié)果的合理性。本文結(jié)合PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件功能及相關(guān)規(guī)范，就使用PKPM軟件進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時容易出現(xiàn)的錯誤進行分析和討論，并且在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中如何科學合理地應(yīng)用PKPM軟件提出了自己的看法，
一、參數(shù)選取
1.1地震信息。
在PKPM中水平地震力的輸入，主要通過建模時輸入地震信息來實現(xiàn)，由此可知道地震信息參數(shù)輸入的正確與否將會直接影響結(jié)構(gòu)受承受地震力大小的正確性。而地震信息中某些參數(shù)的輸入較難確定，對于沒有理解各參數(shù)的設(shè)計者來說，容易造成參數(shù)的輸入錯誤。筆者認為，在地震信息對話框中容易出現(xiàn)輸入錯誤的參數(shù)如下，并就這些錯誤的改正提出筆者的建議：
（1）單、雙向水平地震作用的選取。對于該參數(shù)的勾選主要根據(jù)結(jié)構(gòu)本身存在的質(zhì)量和剛度是否對稱來判斷，若結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度存在明顯不對稱則應(yīng)勾選雙向水平地震力，考慮雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。但經(jīng)分析可發(fā)現(xiàn)，考慮雙向水平地震作用必然會比單向水平地震作用的計算結(jié)果偏大，從而導致梁柱的配筋量偏大。以一個不規(guī)則的三層普通框架結(jié)構(gòu)為例，計算結(jié)果表明考慮雙向水平地震作用比考慮單向水平地震作用的柱配筋明顯增加，可見該參數(shù)對于結(jié)構(gòu)用鋼量也有明顯影響，因此應(yīng)慎重考慮結(jié)構(gòu)的單雙向水平地震作用。
（2）耦聯(lián)選取。目前絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)都存在不對稱性，加上結(jié)構(gòu)本身就存在相互耦聯(lián)的關(guān)系，因此筆者建議耦聯(lián)選項應(yīng)選取，而無論結(jié)構(gòu)質(zhì)量、剛度的對稱與否。
（3）周期折減系數(shù)的大小。周期折減系數(shù)也是PKPM使用者難以把握的參數(shù)，其難點在于如何定取折減系數(shù)的大小。筆者認為關(guān)鍵在于理解周期折減系數(shù)是為何產(chǎn)生，而其產(chǎn)生的意義是什么。周期折減系數(shù)這個參數(shù)主要是由于填充墻而出現(xiàn)，由于實際上填充墻對結(jié)構(gòu)會提供一定的剛度，從而使實際結(jié)構(gòu)的周期會減小，但PKPM建模時只是把填充墻作為荷載加到梁上去，并沒有考慮填充墻所提供的剛度，因此實際結(jié)構(gòu)的周期按道理應(yīng)比計算所得到的周期要小，估在PKPM中采用周期折減系數(shù)來糾正計算模型以更吻合實際情況。顯然填充墻多則周期折減系數(shù)應(yīng)取得更小。對于周期折減系數(shù)的取值，應(yīng)按照《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的4.3.17條要求，當非承重墻體為填充磚墻時，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)0.8～1.0；框架一剪力墻結(jié)構(gòu)0.7～0.8；框架-核心筒結(jié)構(gòu)0.8～0.9。
1.2調(diào)整信息。
調(diào)整信息中存在幾個參數(shù)對于構(gòu)件內(nèi)力、配筋等有較大影響，其大小應(yīng)慎重定取。筆者認為調(diào)整信息中以下幾個參數(shù)是值得我們注意的：
（1）梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)、梁跨中彎矩增大系數(shù)大小定取。由于鋼筋混凝土在豎向荷載作用下存在內(nèi)力重分布特性，從而致使梁端負彎矩減小，而梁跨中正彎矩增大的現(xiàn)象，因此應(yīng)對梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)以及梁跨中彎矩增大系數(shù)進行選取，一般梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)應(yīng)控制在彈性理論計算彎矩的20%以內(nèi)，對于現(xiàn)澆框架梁一般選取梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.8～0.9，裝配整體式框架梁取0.7～0.8。但由于梁端負彎矩減小，必然導致梁端配筋減小，有可能會導致梁支座處的裂縫寬度超出限制，因此應(yīng)查看裂縫寬度一欄，若裂縫寬度不滿足允許值，則應(yīng)增大梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)，或選取“根據(jù)允許裂縫自動選筋”選項，重新調(diào)整梁配筋直至滿足裂縫寬度要求。
（2）中梁剛度增大系數(shù)大小定取。“中梁”指的是兩側(cè)均有樓板與之相連的梁，若僅有一側(cè)樓板與之相連的梁，則稱為“邊梁”。對于整體式肋型樓蓋，由于樓板和梁澆筑在一起形成T型截面梁，因此對于“中梁”、“邊梁”來說，樓板會對它們提供一定剛度，在參數(shù)輸入中，只需輸入中梁剛度增大系數(shù)，程序會自動計算邊梁增大系數(shù)。顯然考慮中梁剛度增大系數(shù)會使整體剛度增大，構(gòu)建內(nèi)力減小，而且得到的內(nèi)力、位移更符合實際情況。程序僅給出中梁剛度增大系數(shù)默認值，但該值并非最優(yōu)值，設(shè)計人員可在在1.0～2.0范圍內(nèi)選取。
二、結(jié)構(gòu)合理性的控制參數(shù)
PKPM軟件對結(jié)構(gòu)進行計算分析之后，還需要對計算結(jié)果進行檢查，這是驗證模型是否正確的重要步驟之一。目前，新規(guī)范用于控制結(jié)構(gòu)合理性的主要指標有周期比、位移比、剛度比、剛重比、剪重比等。筆者就其中容易判斷錯誤的幾個參數(shù)進行解析：
2.1周期比。
周期比是控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的重要指標，其結(jié)果直接反映了結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)建布置是否合理。由此可知，周期比結(jié)果是檢驗結(jié)構(gòu)承載布局合理性，忽略檢查該數(shù)據(jù)，有可能誤用結(jié)構(gòu)布置不合理的結(jié)構(gòu)。為此，高規(guī)給出了不同情況系周期比的檢驗指標，例如對于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。對于第一扭轉(zhuǎn)周期和第一平動周期的選取，設(shè)計人員往往只是選取最大扭轉(zhuǎn)、平動周期為第一扭轉(zhuǎn)、平動周期，實際上這是普遍做法，但結(jié)構(gòu)有可能出現(xiàn)最大扭轉(zhuǎn)、平動周期非第一扭轉(zhuǎn)、平動周期，實際上所選取的第一扭轉(zhuǎn)、平動周期必須是周期值較大而且其對應(yīng)的振型為結(jié)構(gòu)整體振動，若只是周期值較大而對應(yīng)的振型非結(jié)構(gòu)整體振動則不能選取該周期值。
2.2位移比。
位移比（層間位移比）是控制結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則性的重要指標，其限值規(guī)定A級高層建筑層間位移比不宜大于1.2，且不應(yīng)大于1.5。但有一點設(shè)計人員應(yīng)注意的是，當樓板平面比較狹長，有較大的凹入或開洞，樓板采用彈性樓板時，則必須選擇“對所有樓層強制采用剛性樓板假定”。驗算樓板滿足位移比要求后。則應(yīng)把樓板設(shè)定為彈性樓板以進行后續(xù)的內(nèi)力計算。
通過以上的分析可發(fā)現(xiàn)，采用PKPM進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計只是一個輔助計算功能，有很多參數(shù)需要設(shè)計人員去選取、判斷其正確性。因此，一方面設(shè)計人員要不斷提高理論知識和實踐經(jīng)驗；另一方面，設(shè)計人員對于軟件的依靠，應(yīng)采取分析性接受的方式。
參考文獻：
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