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(jì)軟件得到了快速更新和發(fā)展。其中PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件得到了比較廣泛的應(yīng)用，但在其應(yīng)用的過(guò)程中也需要注重其設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。本文主要就應(yīng)用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件應(yīng)重視的問(wèn)題進(jìn)行了分析研究。
關(guān)鍵詞：PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件；應(yīng)用；問(wèn)題
引言
近年來(lái)，隨著我國(guó)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(jì)軟件得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，在PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用過(guò)程中，尤其是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的中的應(yīng)用，在很大程度上提高了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)的準(zhǔn)確性，就必須針對(duì)PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用中需要重視的問(wèn)題進(jìn)行研究和分析。
一、PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的概述
PKPM軟件是我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員主要采用的設(shè)計(jì)軟件，其建模方法的快捷、方便，計(jì)算能力的強(qiáng)大，使得設(shè)計(jì)人員在短時(shí)間內(nèi)能夠完成較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)。PKPM是目前國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用較為廣泛的一種計(jì)算軟件，它主要是針對(duì)各類(lèi)地上建筑物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，包括建筑、結(jié)構(gòu)、特種結(jié)構(gòu)、設(shè)備、概預(yù)算五個(gè)方面的內(nèi)容。應(yīng)用范圍全面，功能強(qiáng)大，自動(dòng)化程度高，是眾多建筑設(shè)計(jì)軟件中最權(quán)威的設(shè)計(jì)軟件之一。其中尤以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件最受設(shè)計(jì)人員的青睞，成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不可或缺的重要工具【1】。PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(guò)使用PKPM軟件，可以提高計(jì)算速度，使設(shè)計(jì)周期大為縮短，但是該軟件在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，有大量的參數(shù)是系統(tǒng)默認(rèn)值，并不一定能滿(mǎn)足每一個(gè)工程的實(shí)際情況，因此必須注意結(jié)合相關(guān)規(guī)范對(duì)計(jì)算參數(shù)進(jìn)行調(diào)整才能使計(jì)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(jì)軟件應(yīng)重視的問(wèn)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(duì)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的一個(gè)關(guān)鍵性標(biāo)準(zhǔn)，它的計(jì)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(gè)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(huì)對(duì)不同狀況內(nèi)周期比檢驗(yàn)指標(biāo)做出對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)于A 級(jí)高層建筑，其第一扭轉(zhuǎn)周期除以第一平動(dòng)周期之比不應(yīng)大于0.9。針對(duì)第一扭轉(zhuǎn)周期和第一平動(dòng)周期的選擇，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者通常僅僅選擇最大扭轉(zhuǎn)、平動(dòng)周期為第一扭轉(zhuǎn)、平動(dòng)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(dòng)周期非第一扭轉(zhuǎn)、平動(dòng)周期。實(shí)際上所選取的第一扭轉(zhuǎn)、平動(dòng)周期一定是周期值較大且其對(duì)應(yīng)的振型為結(jié)構(gòu)整體振動(dòng)，如果僅是周期值大二與之對(duì)應(yīng)的振型非結(jié)構(gòu)整體振動(dòng)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(jí)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(jì)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(duì)所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定”，這主要是由于PKPM計(jì)算的位移比是將樓板選擇使用剛性樓板進(jìn)行計(jì)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(kāi)展其內(nèi)力計(jì)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(shí)候，通常是經(jīng)過(guò)創(chuàng)建模型的過(guò)程中輸入地震信息加以完成的。為此，可以推測(cè)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(duì)那些對(duì)各個(gè)參數(shù)不理解的設(shè)計(jì)人員來(lái)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(gè)問(wèn)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(duì)周期折減系數(shù)的產(chǎn)生有一定的認(rèn)識(shí)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(huì)對(duì)工程結(jié)構(gòu)供應(yīng)一定的剛度，進(jìn)而會(huì)促使現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)周期縮減。但是，PKPM建模的過(guò)程當(dāng)中僅僅是將填充墻當(dāng)作荷載，并未對(duì)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(jì)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(jì)算模型進(jìn)行改正會(huì)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(duì)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(shí)候，框架結(jié)構(gòu)計(jì)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(duì)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(duì)稱(chēng)性來(lái)進(jìn)行判定的，如果結(jié)構(gòu)質(zhì)量、剛度有顯著的不對(duì)稱(chēng)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(guò)對(duì)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(huì)與單項(xiàng)水平地震作用所計(jì)算出的結(jié)果要大一些，進(jìn)而會(huì)造成梁柱配筋量增大。以一個(gè)不規(guī)則的三層普通框架結(jié)構(gòu)為例子，所計(jì)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(duì)工程結(jié)構(gòu)鋼使用量會(huì)有很大的影響。為此，在使用單雙向水平地震作用的時(shí)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(duì)稱(chēng)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(xiàng)應(yīng)該進(jìn)行選擇，不管工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量和剛度的對(duì)稱(chēng)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(huì)具有內(nèi)力重分布的特點(diǎn)，進(jìn)而會(huì)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(duì)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(jì)算彎矩的20% 以?xún)?nèi)，針對(duì)現(xiàn)澆框架梁通常會(huì)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(huì)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(méi)有達(dá)到允許數(shù)值，那么一定要對(duì)梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，重新對(duì)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(wèn)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(chēng)其為“邊梁”。針對(duì)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(duì)“中梁”“邊梁”來(lái)講，樓板會(huì)為其供應(yīng)一定的剛度，在輸入?yún)?shù)的時(shí)候，僅需要輸入中梁剛度增加的系數(shù)，程序會(huì)自動(dòng)計(jì)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(huì)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(jì)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(duì)現(xiàn)澆樓板當(dāng)中梁剛度放大系數(shù)的可以選為2;針對(duì)現(xiàn)澆梁柱和制樓板的比例，可取為1;對(duì)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(yǔ)
綜上所述，PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的廣泛應(yīng)用，在很大程度上提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，促進(jìn)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)的準(zhǔn)確性和合理性就必須更加注重PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用，還要針對(duì)其應(yīng)用中的重要問(wèn)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(jì)軟件應(yīng)用的科學(xué)性，從而促進(jìn)PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的進(jìn)一步發(fā)展。
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